Froid Evaporatif

[azizovsky]

le facteur important est la pression : (demi cycle en haute pression et le reste en basse pression) : https://www.youtube.com/watch?v=fLU1uvLbhM8 , on peut faire bouillir l'eau à 25°C (expérience de la seringue)
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[invited1e66287]

bonjour ,
ça ne serait pas a cause de cela? https://fr.wikipedia.org/wiki/Pressi...nte_de_l%27eau . tant que l'air n'est pas a 100% d'hr , ben ça s'evapore , faisant baisser la temperature jusqu'a un equilibre.

[Casper75]

Oui tu as donné l'exemple de la bouteille de gaz qui se vide. En aucun cas on y transforme du chaud en froid. On utilise le équilibrage des phases pour absorber des calories.
Pour que le système marche sur ce principe en circuit fermé, il faut un compresseur, et non pas de la chaleur.

Pour faire du froid avec de la chaleur, le système a absorption est très different, ce n'est pas l'évaporation qui créé le froid.

Oui c'est très mal expliqué et ton copié collé confirme. On n'explique pas le terme absorption, alors le néo-phite comme moi croit qu'il s'agit d'absorption de chaleur.
Alors que c'est l'absorption d'un sel dans une solution qui créé une réaction endothermique.

Topic à fermer

[RomVi]

Oui c'est très mal expliqué et ton copié collé confirme. On n'explique pas le terme absorption, alors le néo-phite comme moi croit qu'il s'agit d'absorption de chaleur.
Alors que c'est l'absorption d'un sel dans une solution qui créé une réaction endothermique.

Topic à fermer

C'est un cas particulier de froid par absorption, mais la majorité des systèmes dits "à absorption" sont en fait à évaporation (d'ammoniac). Le gaz ainsi formé se solubilise ensuite dans l'eau, ce qui provoque une réaction exothermique, puis une source de chaleur permet de séparer à nouveau ces 2 composés, par distillation. Un condenseur liquéfie l'ammoniac, et le cycle est bouclé.

[azizovsky]

Si ce n'est pas l'évaporation qui pompe la chaleur vers l'extérieur du système, c'est comment se refroidit le système ?

[phys4]

Le gaz ainsi formé se solubilise ensuite dans l'eau, ce qui provoque une réaction exothermique, puis une source de chaleur permet de séparer à nouveau ces 2 composés, par distillation. Un condenseur liquéfie l'ammoniac, et le cycle est bouclé.

Merci de rappeler cet ancien principe de fonctionnement : il manque cependant une explication pour ce cycle, s'il n'y a aucune pompe, tout le circuit se trouve à la même pression.
Or il faut que l'ammoniac se condense dans un radiateur tiède à une température intermédiaire entre le point de chauffage et le point froid, puis qu'il s'évapore au point le plus froid.
Cela représente une forte différence de pression entre le condenseur d'ammoniac et l'évaporateur, comment est-elle assurée ?
Toutes les documentations restent muettes à ce sujet.

[Sethy]

Toutes les documentations restent muettes à ce sujet.

Dans un frigo, je pense que cet effet est obtenu par gravité et par un gicleur.

[phys4]

Dans un frigo, je pense que cet effet est obtenu par gravité et par un gicleur.

Je peux comprendre que le chauffage de la solution d'ammoniac produit du gaz sous pression, et que l'on peux détendre le liquide formé par un capillaire. Jusque là tout va bien.
Seulement il faut que l'eau froide après dissolution du gaz basse pression retourne dans le réservoir chaud à plus forte pression !
Comment feriez vous cela dans un circuit continu ?

[Sethy]

A la page 17 de ce pdf, il y a le principe de la réfrigération à l'ammoniac (en tout cas, c'est le seul que je connaisse).

https://www.cnesst.gouv.qc.ca/Public...00_16280_3.pdf

A la page 18, on voit bien les étapes du processus :
1) compression de l'ammoniac gazeux
2) refroidissement et condensation de l'ammoniac sous forme liquide
3 et 4) détente, vaporisation et réchauffement de l'ammoniac (qui pompe les calories à ce moment la)
5) retour à l'étape 1 avec de l'ammoniac gazeux.

[yvon l]

La méthode la plus simple pour produire du froid est de procéder à une évaporation plus ou moins forcée de l'eau dans l'air.
Cela va du simple linge mouillé dans un courant d'air, au refroidisseur évaporatif jusqu'aux buses de pulvérisation.
Comme ces méthodes simple augmentent le taux d'humidité de l'air, elles ne conviennent que dans des régions ou le taux d'humidité relative de l'air n'est pas trop élevé. De plus, de façon générale elle ne change pas l'enthalpie de l'air (énergie interne de l'air), ce qui peut poser des problèmes (condensation ...) - voir aussi diagramme de l'air humide.

Beaucoup de recherches pour éviter cet inconvénient et en particulier pour produire du froid à partir du chaud.
Le principe de base est celui d'un cycle ouvert (pas d’échangeur) comprenant une zone de séchage (dessiccation) de l’air suivi d’une zone de refroidissement de l’air par évaporation d’eau dans celui-ci. .
Ce procédé permet un fonctionnement en diminuant l’enthalpie de l’air, donc une augmentation du confort.
L’assèchement de l’air étant exothermique, l’air doit être une première fois refroidie naturellement (échangeur air-air) avant de procéder à l’humidification proprement dite
Le produit dessicant doit être régénéré (séché) dans un cycle demandant de la chaleur
Voir:
http://www.iifiir.org/userfiles/file...Tech_27_FR.pdf
les dispositifs à dessiccation DEC
https://www.energieplus-lesite.be/id...8243#c20966343

D’autres dispositifs utilisent des cycles jours/nuit pour utiliser le soleil comme source d’énergie pour la dessiccation.
http://www.ddmagazine.com/945-Un-fri...solidaire.html
Voir encore:
https://forums.futura-sciences.com/h...ectricite.html

[RomVi]

Merci de rappeler cet ancien principe de fonctionnement : il manque cependant une explication pour ce cycle, s'il n'y a aucune pompe, tout le circuit se trouve à la même pression.
Or il faut que l'ammoniac se condense dans un radiateur tiède à une température intermédiaire entre le point de chauffage et le point froid, puis qu'il s'évapore au point le plus froid.
Cela représente une forte différence de pression entre le condenseur d'ammoniac et l'évaporateur, comment est-elle assurée ?
Toutes les documentations restent muettes à ce sujet.

La pression totale est la même en tout points du circuit, mais pas la pression partielle de l'ammoniac.
Dans l'évaporateur un gaz reste piégé (généralement on utilise de l'hydrogène), ce qui permet de maintenir l'ammoniac a une pression partielle plus basse, et permet de l'évaporer à une température plus basse que dans le condenseur (maintenu à t° ambiante). Le gaz ajouté n'est pas soluble dans l'eau, contrairement à l'ammoniac, ce qui permet d'effectuer la séparation.
Si le système venait à être arrêté et remué l'hydrogène va se répandre dans tout le circuit, mais lors de la mise en route il sera inexorablement "poussé" vers l'évaporateur d'où il ne pourra plus partir.

[Casper75]

Si ce n'est pas l'évaporation qui pompe la chaleur vers l'extérieur du système, c'est comment se refroidit le système ?

Je veux dire qu'on ne peut pas faire diminuer la température d'avantage en chauffant l'eau, bien qu'on dissipe plus de chaleur. Tout simplement parce-qu'on fait chauffer le tout.
Alors pour obtenir plus de froid, il faut juste .....plus d'eau liquide et plus d'air sec.
Le déséquilibre des phases est comme une différence de potentiel.
Il faut utiliser plus d'eau d'une source à l'état liquide et faire circuler plus d'air sec.
OU en circuit fermé, séparer l'eau et l'air en comprimant le mélange des deux, pour faire condenser l'eau, et créer à nouveau un déséquilibre des phases.

C'est un cas particulier de froid par absorption, mais la majorité des systèmes dits "à absorption" sont en fait à évaporation (d'ammoniac).

Ok l'évaporation intervient pour distiller, mais ça reste la re-combinaison entre deux élément chimiques qui est endothermique.

[RomVi]

Alors pour obtenir plus de froid, il faut juste .....plus d'eau liquide et plus d'air sec.

Cette affirmation n'a pas vraiment de sens, je suppose que tu veux dire que pour échanger plus d'énergie il faut évaporer avec plus d'air ; c'est un peu une évidence non ?

Ok l'évaporation intervient pour distiller, mais ça reste la re-combinaison entre deux élément chimiques qui est endothermique.

Non, la combinaison de l'ammoniac gazeux et de l'eau liquide est exothermique.

[Casper75]

tu veux dire que pour échanger plus d'énergie il faut évaporer avec plus d'air ; c'est un peu une évidence non ?

Évident qu'il faut renouveler eau/ air ? Ah pas pour moi.
J'imaginais qu'on pouvait peut-être réutiliser la même eau seule en circuit fermé, comme avec l'ammoniac.
Et je pensais qu'on pouvait peut-être créer plus de froid en un point, en chauffant plus en un autre point, ce qui n'est pas le cas non plus avec l'évaporation seule ?
L'énergie vient de la différence entre l'atmosphère ambiante, et l'atmosphère souterraine d'ou vient l'eau liquide, et qui permet à cette dernière d'être... liquide. C'est une différence de potentiel entre deux environnement qui n'ont pas le même point d'équilibre.
Comme une bouteille fermé n'as pas le même point d'équilibre que ouverte.

Non, la combinaison de l'ammoniac gazeux et de l'eau liquide est exothermique.

Ah ok... j'y étais pas encore alors pour l'ammoniac.
Si je comprend bien, réchauffer le mélange des deux à le double effet endothermique de vaporisation ET de séparation eau/ ammoniac ?
Donc il faut chauffer suffisamment pour créer la réaction, mais pas trop pour ne pas avoir de gaz chauds non-plus en sortie.
D'abord on réchauffe, ce qui modifie le point d'équilibre.
Comme l'équilibrage prend plus de temps que le réchauffage, les liquides s'évaporent en aval de la source chaude, quand ils en sont déja éloignés ?

[RomVi]

Évident qu'il faut renouveler eau/ air ? Ah pas pour moi.
J'imaginais qu'on pouvait peut-être réutiliser la même eau seule en circuit fermé, comme avec l'ammoniac.

En effet c'est possible, on pourrait utiliser un air sec pour évaporer de l'eau et "produire" du froid, puis récupérer l'air saturé en humidité pour séparer l'eau et l'air et recommencer le cycle, mais le système n'aurait aucun intérêt pratique car il faudrait ajouter une opération plus couteuse en énergie qu'une production de froid par compresseur et gaz réfrigérant. Ainsi on se contente de prélèver l'air et l'eau dans le milieu, et on laisse l'air saturé en humidité s'échapper dans l'environnement. C'est le principe de la transpiration, ou dans une vision plus industrielle des tours aéro-réfrigérantes : https://www.youtube.com/watch?v=tfh1jZ8bOoE
Pour le fonctionnement voir la description de la vidéo.

On peut ajouter à la description qu'un débit d'eau est soutiré dans le bassin pour éviter l'accumulation de matières qui ne partent pas avec l'air (principalement du tartre). Un débit d'eau "neuve" est en outre ajoutée dans la boucle, pour compenser cette purge et l'évaporation.

Ah ok... j'y étais pas encore alors pour l'ammoniac.
Si je comprend bien, réchauffer le mélange des deux à le double effet endothermique de vaporisation ET de séparation eau/ ammoniac ?
Donc il faut chauffer suffisamment pour créer la réaction, mais pas trop pour ne pas avoir de gaz chauds non-plus en sortie.
D'abord on réchauffe, ce qui modifie le point d'équilibre.
Comme l'équilibrage prend plus de temps que le réchauffage, les liquides s'évaporent en aval de la source chaude, quand ils en sont déja éloignés ?

Le mélange eau-ammoniac produit de la chaleur, donc pour séparer il faut ajouter un surplus d'énergie, qui correspond à cette chaleur libérée, mais comme l'opération de distillation s'effectue aussitôt après la réchauffe le bilan est nul sur l'énergie de combinaison.

Dans un monde idéal ce système pourrait fonctionner sans apport d'énergie, le problème est qu'on ne peut pas vaporiser l'ammoniac seule, il y a forcément un peu d'eau entrainée sur la phase vapeur. Cette phase entre dans un "pré-condenseur", qui permet de liquéfier de l'eau saturée en ammoniac à une température plus basse que dans le bouilleur, et de le recycler vers celui ci. Comme la solubilité de l'ammoniac dans l'eau dépend de la température il reste donc de l'ammoniac gazeux, qui va continuer le cycle.