Qui dit processus intensif en chaleur, dit aussi refroidissement …
La production de froid industriel est connu et maitrisé depuis le milieu du 19e siècle avec la machine frigorifique à absorption de F.Carré et les inventions de C.Tellier qui sera testé dans le bateau avec refroidissement artificiel, Le Paraguay en 1877 .
Deux principales technologies sont utilisées actuellement dans le monde pour la production de froid artificielle :
Production de froid par compression des gaz.
Il s’agit de la méthode largement la plus employée dans le monde (>90%) pour la production de froid et qui s’appuie sur une compression du fluide frigorigène.
Le froid est créé par une détente d’un fluide frigorigène (R-xxx) froid à haute pression (>10 bars) qui va, en diminuant sa pression (< 3 bars), se refroidir. Ensuite, le fluide frigorigène est comprimé à haute pression (>10 bars, >25°C) puis va donner transférer sa chaleur au condenseur.
Une fois condensé, le fluide peut à nouveau se détendre (cycle fermé). Un groupe froid inverse est une pompe à chaleur.
Les avantages de cette technologie sont nombreux : efficacité du froid, possibilité de récupération et d’utilisation des rejets de chaleur, technologie très maîtrisée et robuste, etc. Les inconvénients sont les suivants : nécessité d’être raccordé à un réseau électrique, choix d’un fluide frigorigène parfois polluants, etc.
Production de froid par ab- adsorption.
Il s’agit d’une méthode de production de froid à l’aide uniquement de chaleur haute température.
Le principe du système se base sur le principe de l’ab- adsorption d’un matériau, c’est-à-dire que un matériau absorbe un fluide (vapeur). La solution sous l’effet de la chaleur, va séparer les phases de la solution (par ex. eau/bromure de lithium). Ensuite la vapeur va être absorbée puis se détendre et créer du froid. Pour être régénérer, la solution doit être réchauffée afin de retrouver les propriétés d’origine.
Les avantages de cette technologie sont nombreux : peu/pas de consommation électrique, possibilités d’utilisation de nombreuses sources de chaleur à haute température (>80°C), technologie très maîtrisée et robuste, très peu de pièces mécanique, etc.
Les inconvénients sont les suivants : faible efficacité de la production de froid, nécessité d’avoir des températures élevées, etc.
A part quelques pays (Italie, Japon, USA) et quelques applications spécifiques (sites sans électricité, hôtels, etc.), cette technologie a été dépassée (à cause du faible rendement principalement) par la compression et n’est plus utilisée en Europe.