Absorptionsprocessen

Absorptionscyklussen blev opfundet i 1846 af Ferdinand Carré med det formål at fremstille is ved hjælp af varmetilførsel. Den er baseret på princippet om, at absorption af ammoniak i vand får damptrykket til at falde. Absorptionscyklusser producerer køling og/eller opvarmning med termisk input og minimal elektrisk input ved hjælp af varme- og massevekslere, pumper og ventiler.

AbsorptionsprocessenEn absorptionscyklus kan betragtes som en mekanisk dampkompressionscyklus, hvor kompressoren er erstattet af en generator, en absorber og en væskepumpe. Absorptionscyklussen har den fordel, at den kun kræver en brøkdel af det elektriske input, og at den anvender de naturlige stoffer ammoniak og vand i stedet for ozonlagsnedbrydende halocarboner. Absorptionscyklussen var meget udbredt fra 1920’erne som gasdrevne køleskabe/ismaskiner.

Den grundlæggende funktion af en ammoniak-vand-absorptionscyklus er som følger. Der tilføres varme til generatoren, som indeholder en opløsning af ammoniakvand, der er rig på ammoniak. Varmen får ammoniakdamp under højt tryk til at desorbere opløsningen.

Varmen kan enten stamme fra forbrænding af et brændstof som f.eks. ren brændende naturgas eller fra spildvarme fra motorudstødning, andre industrielle processer, solvarme eller en anden varmekilde. Ammoniakdampen under højt tryk strømmer til en kondensator, der typisk afkøles af udeluft. Ammoniakdampen kondenserer til en højtryksvæske, hvorved der frigives varme, som kan anvendes til produktvarme, f.eks. til rumopvarmning.

Ammoniakvæsken under højt tryk løber gennem en begrænsning til lavtrykssiden af kredsløbet. Denne væske ved lavt tryk koger eller fordamper i fordamperen. Dette giver køle- eller køleproduktet. Lavtryksdampen strømmer til absorberen, som indeholder en vandrig opløsning fra generatoren.

Denne opløsning absorberer ammoniakken og afgiver samtidig absorptionsvarmen. Denne varme kan anvendes som produktvarme eller til intern varmegenvinding i andre dele af cyklussen, hvorved brænderen aflastes og cyklussens effektivitet øges. Opløsningen i absorbatoren, der nu igen er rig på ammoniak, pumpes til generatoren, hvor den er klar til at gentage cyklussen.

En absorptionscyklus kan anvende en række forskellige arbejdspar. Arbejdsparret består af et kølemiddel, typisk ammoniak eller vand, og en opløsning, der absorberer kølemidlet. Andre arbejdspar omfatter lithium-bromid-vand, TriDroxid-vand og Alkitrat-vand. Tridroxid og Alkitrat er Energy Concepts patenterede arbejdspar med specielle anvendelser inden for industrien.

Absorptionscyklusser kan fungere med høj effektivitet ved hjælp af avancerede cyklusser, der anvender varmeudveksling mellem generator og absorbator, flere tryk og flere effekter. Disse cyklusser anvender omfattende intern varmegenvinding for at kræve mindre brændstof for at producere den samme termiske effekt. Den høje effektivitet samt fordelene ved miljøvenlige kølemidler, rent brændsel og få bevægelige dele, der kræver vedligeholdelse, gør absorption til et meget godt valg for forbrugerne.

Absorptionscyklusser kan producere en række forskellige varmeeffekter. I dag er gasfyrede absorptionskøleanlæg i almindelig kommerciel brug, som producerer kølevand til rumkøling. Absorptionscyklussen kan producere lavtemperaturkøling til isproduktion eller køleopbevaring.

Turbineindløbskøling er en meget effektiv anvendelse af absorptionskøling, idet den øger turbinens effektivitet med op til 15 %. Der findes mange andre anvendelser i industrien, hvor der er spildvarme til rådighed, og hvor der er behov for køling. Avancerede cyklusser kan også producere el- eller akseleffekt ved at producere damp eller højtryksdamp til at drive et turbine/generator-par.