Optimisation d'une machine frigorifique à absorption-diffusion nh3-h2o-h2

IV.6. Influence de certains paramètres sur la performance de la machine :

Les calculs ont été effectués pour une capacité de réfrigération de 100 KW au niveau de l'évaporateur.

V.6.1. Procédé de calcul :

Pour voir l'influence de certains paramètres sur la performance de notre système, on a tracé des courbes traduisant les variations suivantes :

1 Variation du COP en fonction de la température du bouilleur, avec les températures de l'évaporateur et du condenseur constantes et la température de l'absorbeur variable ;

1 Variation du COP en fonction de la température du bouilleur, avec les températures de l'évaporateur et de l'absorbeur constantes et la température du condenseur variable ;

1 Variation du COP en fonction de la température du condenseur, avec les températures de l'évaporateur et du bouilleur constantes et la température de l'absorbeur variable ;

60 80 100 120 140 160

1- COP=f (Tb, Tab) avec TC et T0 constantes :

60 80 100 120 140 160

0,28

0,26

0,24

0,22

0,20

0,18

0,16

0,14 0,14

60 80 100 120 140 160

COP

T₀(évaporateur=-5°C T_C(condenseur)=20°C

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C

T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C

T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C

T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C

T_ab=40 °C

T_b (Bouilleur)

Figure IV.10. Variation du COP= f (Tb,Ta) avec T0=-5 ^°C , TC=20 ^°C .

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

T_b (Bouilleur)

Figure IV.12. Variation du COP= f (Tb,Tab)

avec T0=-5 ^°C , TC=30 ^°C .

110 115 120 125 130 135 140 145 150 155

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26 0,26

110 115 120 125 130 135 140 145 150 155

T_b (Bouilleur)

Figure IV.11. Variation du COP= f (Tb,Tab) avec T0=0 ^°C , TC=20°C

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

T_ab=40 °C

0,35

0,35

0,30

0,30

0,25

0,25

T₀(évaporateur=0°C

0,20

0,20

T_C(condenseur)=30°C

T_b=22.5 °C

T_b=20 °C

T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C

T_b=32.5 °C

T_b=30 °C

T_ab=37.5 °C

T_ab=35 °C

0,45

0,40

0,45

0,40

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

T_b(Bouilleur)

Figure IV.13. Variation du COP= f (Tb,Tab)

avec T0=0 ^°C , TC=30 ^°C .

110 115 120 125 130 135 140 145 150 155

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C

T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C

T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C

T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C

T_ab=40 °C

0,36

0,34

T₀(évaporateur=0°C T_C(condenseur)=40°C

0,26 0,26

110 115 120 125 130 135 140 145 150 155

COP COP

T₀(évaporateur) = -5°C
T_C(condenseur) = 40°C

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C

T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C

T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C

T_ab=35 °C

COP

COP

COP

80

0,26

0,24

0,14

60 80 100 120 140 160

T₀(évaporateur=0°C T_C(condenseur)=20°C

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C T_ab=40 °C

0,26

0,24

0,14

0,30

0,28

0,22

0,20

0,18

0,16

0,30

0,28

0,22

0,20

0,18

0,16

T₀(évaporateur)=-5°C
T_C(condenseur)=30°C

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C

T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C

T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C

T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C

T_ab=40 °C

0,28

0,26

0,24

0,22

0,20

0,18

0,16

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,42

0,40

0,38

0,32

0,30

0,28

80 90 100 110 120 130 140

80 90 100 110 120 130 140

COP

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

T₀(évaporateur=5°C T_C(condenseur)=30°C

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C T_ab=40 °C

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

60 80 100 120 140 160

0,32 0,30 0,28 0,26

0,24

0,22 0,20 0,18 0,16

T₀(évaporateur=5°C T_C(condenseur)=20°C

^Tab

=20 °C

0,32

T_ab=22.5 °C

0,30

^Tab

=25 °C

T_ab=27.5 °C T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C

0,28

0,26

0,24

^Tab

=40 °C

0,22

0,20

0,18

0,16

0,14 0,14

60 80 100 120 140 160

T_b (Bouilleur)

Figure IV.16. Variation du COP= f (Tb,Tab)

avec T0=5 C , TC=20 C .

T_b(bouilleur)

Figure IV.17. Variation du COP= f (Tb,Tab)

avec T0=5 C , TC=30 C .

120 125 130 135 140 145 150

COP

0,44

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

T₀(évaporateur=5°C T_C(condenseur)=40°C

T_ab=20 °C T_ab=22.5 °C

T_ab=25 °C T_ab=27.5 °C

T_ab=30 °C T_ab=32.5 °C

T_ab=35 °C T_ab=37.5 °C

T_ab=40 °C

0,44

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

120 125 130 135 140 145 150

COP

T_b(Bouilleur)

Figure IV.18. Variation du COP= f (Tb,Tab) avec T0=5 C , TC=40 C .

Les figures (IV.10), (IV.12), (IV.14), représentent la variation du coefficient de performance en fonction des températures du bouilleur, du condenseur et de l'absorbeur en maintenant la température de l'évaporateur à -5 °C.

Les figures (IV.11.). (IV.13), (IV.15), montrent aussi la variation du coefficient de performance en fonction des températures du bouilleur, du condenseur et de l'absorbeur, mais avec une température de l'évaporateur maintenue a 0 °C.

Pour une température d'évaporation égale a 5 °C, on obtient les figures (IV.16), (IV.17), (IV.18).

On constate, donc, que l'augmentation des températures du condenseur et de l'absorbeur de (20÷40 °C) provoque une augmentation du COP de:

> (0.312÷0.25) pour la température du condenseur 20 °C, figure (IV.16) ;

> (0.441÷0.356) pour la température du condenseur 30 °C, figure (IV.17) ;
> (0.425÷0.354) pour la température du condenseur 40 °C, figure (IV.18) ;

Ces augmentations de température engendrent dans certains cas des intervalles oü la machine ne peut plus fonctionner.

2- COP=f (TC, _Tab) avec Tb et T0 constantes :

T_C (Condenseur) T_C (Condenseur)

Figure IV.19. Variation du COP= f (TC ,Tab) Figure IV.20. Variation du COP= f (TC ,Tab)

avec T0 =5 C , Tb = 75 C . avec T0 =5 C , Tb =100 C .

20 25 30 35 40

T_ab=20 °C T_ab=25 °C T_ab=30 °C T_ab=35 °C T_ab=40 °C

T_b (Bouilleur)=140 °C T₀ (Evaporateur)=5 °C

20 25 30 35 40

COP	0,36 0,34 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16

0,36

0,34

0,32 0,30 0,28 0,26

0,24

0,22 0,20 0,18 0,16

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

20 22 24 26 28 30

20 22 24 26 28 30

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

0,44

COP

0,46

0,44

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,24

0,46

0,44

0,42

0,40

0,38

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,24

COP

T_ab=20 °C T_ab=25 °C T_ab=30 °C T_ab=35 °C T_ab=40 °C

T_b (Bouilleur)=75 °C T₀ (Evaporateur)=5 °C

T_ab=20 °C T_ab=25 °C T_ab=30 °C T_ab=35 °C T_ab=40 °C

T_b (Bouilleur)=100 °C T₀ (Evaporateur)=5 °C

0,44

0,40

0,36

0,32

0,28

0,24

0,20

0,40

0,36

0,32

0,28

0,24

0,20

T_C (Condenseur)

Figure IV.21. Variation du COP= f (TC ,Tab) avec T0 =5 C , Tb =140 C .

On remarque que pour les figures [(IV.19),... (V.21)], pour des températures du bouilleur et de l'évaporateur constantes, le coefficient de performance diminue avec l'augmentation de la température du bouilleur, et diminue aussi avec l'augmentation de la température du condenseur comme on le voie si bien dans ces figures, car il baisse de (0.44+0.316) pour T0=5 °C et Tb=75 °C avec une température de l'absorbeur T_ab= (20+40).

3- COP=f (Tb, TC) avec T_ab et T0 constantes :

0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20			COP			0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15
COP	0,40 0,36 0,32 0,28 0,24 0,20 0,16
COP		0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20

T₀ (Evaporateur)=5°C
T_ab (Absorbeur)=20°C

T_C=20 °C

T_C=25 °C T_C=30 °C T_C=35 °C T_C=40 °C

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

0,15

60 80 100 120 140 160

60 80 100 120 140 160

T_b (Bouilleur)

Figure IV.22. Variation du COP= f (Tb ,TC)

avec T_ab = 20 ^°C et T0 = 5 ^°C .

60 80 100 120 140 160

COP	0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20

T_C=20 °C T_C=25 °C T_C=30 °C T_C=35 °C T_C=40 °C

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

T₀ (Evaporateur)=5°C
T_ab (Absorbeur)=30°C

0,15 0,15

60 80 100 120 140 160

T_b (Bouilleur)

Figure IV.24. Variation du COP= f (Tb ,TC)

avec Tab = 30 °C et T0 = 5 ^°C .

60 80 100 120 140 160

T₀ (Evaporateur)=5°C
T_ab (Absorbeur)=25°C

T_C=20 °C

T_C=25 °C T_C=30 °C T_C=35 °C T_C=40 °C

60 80 100 120 140 160

T_b (Bouilleur)

Figure IV.23. Variation du COP= f (Tb ,TC)

avec T_ab= 25 ^°C et T0 = 5 ^°C .

0,40 0,36 0,32 0,28 0,24 0,20 0,16

60 80 100 120 140 160

T₀ (Evaporateur)=5°C
T_ab (Absorbeur)=35°C

T_C=20 °C T_C=25 °C T_C=30 °C T_C=35 °C T_C=40 °C

60 80 100 120 140 160

T_b (Bouilleur)

Figure IV.25. Variation du COP= f (Tb ,TC)

avec Tab= 35 °C et T0 = 5 ^°C .

Les figures [(IV.22),.....(IV.25)] montre que la variation du coefficient de performance est une fonction décroissante avec l'augmentation de la température du condenseur pour chaque température de l'absorbeur, et croissante avec la diminution de la température de l'absorbeur et l'augmentation de la température du bouilleur.

60 80 100 120 140 160

60 80 100 120 140 160

fc

4

2

7

6

5

3

1

Tab (Absorbeur)=20 °C
T₀ (Evaporateur)=5 °C

T_C=20 °C T_C=25 °C T_C=30 °C T_C=35 °C T_C=40 °C

4

2

7

6

5

3

1

T_b (Bouilleur)
Figure IV.26. Variation du facteur de circulation fC = f(Tb,TC)

avec T_ab=20 C et T0=5 C

La figure (IV.26) montre la variation du facteur de circulation en fonction des températures du bouilleur et du condenseur, ce qui nous laisse dire que l'augmentation de la température au niveau du condenseur engendre une augmentation du fC .