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Comment fonctionne une installation frigorifique à l'ammoniac (NH3) ?
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Comment fonctionne une installation frigorifique à l'ammoniac (NH3) ?

Article mis à jour le 14/04/2023

Les installations frigorifiques sont des systèmes indispensables pour maintenir ou abaisser la température de l'air ou des produits dans divers secteurs industriels. Parmi les différentes options de fluides frigorigènes, l'ammoniac est souvent utilisé en raison de ses propriétés avantageuses. 

Dans cet article, nous allons explorer le fonctionnement d'une installation frigorifique à l'ammoniac (NH3) et ses applications industrielles.

Principe de fonctionnement d'une installation frigorifique

Cycle de réfrigération

Le fonctionnement d'une installation frigorifique repose sur un cycle de réfrigération. Ce cycle implique la circulation d'un fluide frigorigène entre plusieurs composants, qui absorbe la chaleur d'un espace ou d'un produit, puis la rejette dans l'environnement extérieur. Le processus de réfrigération consiste en quatre étapes principales : compression, condensation, détente et évaporation.

Les éléments d'une installation frigorifique

Une installation frigorifique comporte généralement quatre composants principaux : un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur. Ces éléments travaillent ensemble pour créer un cycle de réfrigération continu qui permet de maintenir ou d'abaisser la température.

L'ammoniac (NH3) en tant que fluide frigorigène

Propriétés de l'ammoniac

L'ammoniac est un composé chimique composé d'un atome d'azote et de trois atomes d'hydrogène (NH3). Il présente des propriétés thermodynamiques avantageuses, notamment une capacité de réfrigération élevée et un potentiel de réchauffement global (PRG) = 0. L'ammoniac est également un excellent conducteur de chaleur, ce qui permet d'améliorer l'efficacité énergétique des installations frigorifiques utilisant ce fluide.

Avantages et inconvénients de l'ammoniac

Parmi les avantages de l'ammoniac, on peut citer son efficacité énergétique, sa faible contribution au réchauffement climatique et son faible coût. Cependant, l'ammoniac présente également des inconvénients, notamment sa toxicité et son potentiel inflammable en présence d'air à certaines concentrations.

Risques liés à l'ammoniac

En raison de sa toxicité et de son potentiel inflammable, l'ammoniac présente certains risques pour la santé et la sécurité. Les fuites d'ammoniac peuvent provoquer des irritations, des brûlures ou des troubles respiratoires. De plus, en présence d'air à certaines concentrations, l'ammoniac peut s'enflammer ou exploser.

Mesures de sécurité

Pour minimiser les risques associés à l'utilisation de l'ammoniac, des mesures de sécurité strictes doivent être mises en place. Cela inclut des systèmes de détection de fuites d'ammoniac, des systèmes de ventilation adéquats, la formation du personnel sur les procédures d'urgence et l'utilisation d'équipements de protection individuelle (EPI) appropriés.

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Les composants d'une installation frigorifique à l'ammoniac

Compresseur : Le compresseur est le premier élément du cycle de réfrigération. Il a pour fonction de compresser le fluide frigorigène (l'ammoniac) et d'augmenter sa pression et sa température. Le fluide frigorigène sous haute pression quitte ensuite le compresseur pour se diriger vers le condenseur.

Condenseur : Dans le condenseur, le fluide frigorigène sous haute pression et à haute température libère sa chaleur à l'environnement extérieur, généralement par échange de chaleur avec de l'eau ou de l'air. Le fluide frigorigène se condense alors en liquide avant de passer au détendeur.

Détendeur : Le détendeur réduit la pression du fluide frigorigène liquide, ce qui provoque une baisse de température. Le fluide frigorigène détendu et refroidi circule ensuite vers l'évaporateur.

Évaporateur : Dans l'évaporateur, le fluide frigorigène absorbe la chaleur de l'air ou des produits à refroidir, ce qui provoque son évaporation. Le fluide frigorigène gazeux retourne alors au compresseur, où le cycle de réfrigération recommence.

 

Schéma d’une installation frigorifique à l’ammoniac

Schéma d’une installation frigorifique à l’ammoniac 

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Applications industrielles des installations frigorifiques à l'ammoniac

L'ammoniac est largement utilisé dans les secteurs industriels qui nécessitent des installations frigorifiques de grande capacité et à haute efficacité énergétique, tels que l'agroalimentaire, la chimie, la logistique et la production d'énergie. Les installations frigorifiques à l'ammoniac sont particulièrement adaptées aux entrepôts frigorifiques, aux usines de transformation alimentaire et aux installations de production de glace.

1.     Agroalimentaire : L'ammoniac est largement utilisé dans l'industrie agroalimentaire pour maintenir des températures basses et ainsi conserver la qualité et la fraîcheur des aliments. Par exemple, les abattoirs, les usines de transformation de viande et de poisson, ainsi que les laiteries utilisent des installations frigorifiques à l'ammoniac pour refroidir et stocker leurs produits. De plus, les chambres froides et les entrepôts frigorifiques qui stockent des produits alimentaires périssables, tels que les fruits et légumes, les produits laitiers et les produits surgelés, sont souvent équipés d'installations frigorifiques à l'ammoniac.

2.     Industrie chimique : Dans l'industrie chimique, les installations frigorifiques à l'ammoniac sont utilisées pour contrôler les températures lors de divers procédés de fabrication, tels que la synthèse de produits chimiques, la distillation, la cristallisation et la séparation des mélanges. Par exemple, certaines usines de production d'engrais azotés ou de plastiques utilisent des systèmes de réfrigération à l'ammoniac pour refroidir et condenser les produits chimiques lors du processus de production.

3.     Industrie pharmaceutique : Les installations frigorifiques à l'ammoniac peuvent être utilisées dans l'industrie pharmaceutique pour maintenir des températures basses lors du stockage de médicaments sensibles à la chaleur ou lors de processus de production nécessitant un contrôle précis de la température. Par exemple, la fabrication de vaccins, d'insuline ou de médicaments biologiques peut nécessiter des installations frigorifiques à l'ammoniac pour assurer un refroidissement constant et précis.

4.     Centrales énergétiques : Les installations frigorifiques à l'ammoniac sont parfois utilisées dans les centrales énergétiques pour améliorer l'efficacité énergétique du processus de production d'énergie. L'ammoniac peut être utilisé pour refroidir l'eau de refroidissement des turbines à gaz ou à vapeur, permettant ainsi de réduire la consommation d'énergie et d'optimiser la production d'électricité.

5.     Industrie brassicole : Les brasseries utilisent souvent des installations frigorifiques à l'ammoniac pour maintenir des températures basses lors du processus de fermentation et de stockage de la bière. Un contrôle précis de la température est essentiel pour assurer la qualité et la stabilité des produits brassicoles.

N'hésitez pas à laisser votre avis si cet article vous plaît.

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