Caractérisation expérimentale de deux éjecteurs pour un transformateur de chaleur à absorption NH3-H2O

Le projet européen ZIMBA vise à développer un transformateur de chaleur à absorption (TCA) économe en énergie, fonctionnant avec le couple ammoniac–eau, et valorisant la chaleur résiduelle industrielle pour produire ~15kWth à 110°C. Il est conçu pour intégrer un éjecteur permettant d’améliorer les performances de la machine et d’élargir son fonctionnement stable à des températures ambiantes plus élevées. L’étude présentée se concentre sur le développement d’un banc d’essai expérimental, visant à recréer les conditions thermodynamiques aux entrées et à la sortie de l'éjecteur dans le TCA ZIMBA. Ce banc d’essai permettra de caractériser deux éjecteurs de géométries différentes, numériquement conçus, puis fabriqués. L’éjecteur le plus approprié pour une meilleure performance du TCA sera ensuite implémenté dans le prototype ZIMBA. Le banc d’essai doit pouvoir reproduire les conditions à la sortie de l’évaporateur du TCA –entrée primaire– et du générateur –entrée secondaire–. Au point de fonctionnement nominal, la vapeur d’ammoniac contient moins de 2 % d’eau. Afin de simplifier la conception du banc d’essai, de l’ammoniac pur sera utilisé comme fluide de travail. Les températures nominales du flux d’ammoniac pur entrant dans l’éjecteur sur le banc d’essai sont adaptées pour correspondre à la même surchauffe qu'initialement modélisée aux entrées de l’éjecteur, à la même pression. L’ammoniac liquide circule entre deux échangeurs à plaques servant de condenseur et d'évaporateur noyé. Une bouteille de séparation en sortie de l’évaporateur permet d’envoyer une vapeur de qualité 1 dans l’éjecteur. Les pressions et températures aux entrées et sortie de l’éjecteur sont indépendantes des pressions fixées par les échangeurs grâce à l’ajustement de trois vannes. La suite du projet comprend l’assemblage et la mise en service du banc d’essai, la caractérisation des performances des éjecteurs, la comparaison et la validation du modèle, et enfin la valorisation des résultats.

Work In Progress