Cycles fermés : machines à adsorption


Ici, au lieu d'une solution liquide, un matériau solide (un adsorbant) est utilisé. Les systèmes disponibles sur le marché utilisent l'eau comme réfrigérant et le silicagel comme adsorbant. Mais récemment, quelques constructeurs préfèrent utiliser du zéolithe comme solution alternative au silicagel. Ainsi, ces deux technologies sont maintenant disponibles.

La machine comprend deux compartiments remplis d'adsorbant (compartiments 1 et 2), un évaporateur, et un condenseur. L'adsorbant du premier compartiment est régénéré par chauffage (eau chaude solaire), la vapeur d'eau ainsi générée étant envoyée dans le condenseur où elle se condense. L'eau liquide, via une vanne de détente, est envoyée à basse pression dans l'évaporateur où elle s'évapore (phase de " production de froid "). L'adsorbant du compartiment 2 maintient la basse pression en adsorbant cette vapeur d'eau. Ce compartiment doit être refroidi pour entretenir le processus d'adsorption. Lorsque la production de froid diminue (saturation de l'adsorbant en vapeur d'eau), les fonctions des deux compartiments sont permutées par ouverture et fermeture de clapets.

 

Actuellement, seuls quelques fabricants asiatiques et européens produisent des machines à adsorption. Les deux acteurs historiques étaient japonais, mais en 2206 un fabricant allemand est entré sur le marché dans la gamme des petites puissances et a été rejoint en 2008, sur cette même gamme par un autre fabricant allemand lui-aussi. Avec une température de source chaude d'environ 80°C, ces systèmes obtiennent des COP d'environ 0,6 mais peuvent fonctionner jusqu'à des températures d'environ 60°C. La capacité frigorifique de ces machines va de 5,5 kW à 500 kW.
La robustesse de ces machines à adsorption est un atout. Il n'y a, d'autre part, aucun danger de cristallisation et donc, pas de contrainte sur la température intermédiaire de refroidissement. Il n'y a pas de pompe à solution ; les consommations électriques sont donc particulièrement réduites. Seuls leur taille et leur poids élevés sont un inconvénient. Il existe cependant un potentiel important d'amélioration au niveau des échangeurs dans les compartiments d'adsorption, et donc de réduction de poids et de volume pour les futures générations de machines à adsorption.