Der Absorptionskreislauf wurde 1846 von Ferdinand Carré erfunden, um Eis mit Wärmezufuhr herzustellen. Er beruht auf dem Prinzip, dass die Absorption von Ammoniak in Wasser zu einer Abnahme des Dampfdrucks führt. Absorptionskreisläufe erzeugen mit Hilfe von Wärme- und Stoffaustauschern, Pumpen und Ventilen Kühlung und/oder Heizung mit Wärmezufuhr und minimalem Stromverbrauch.

Ein Absorptionskreislauf kann als mechanischer Dampfkompressionskreislauf betrachtet werden, wobei der Kompressor durch einen Generator, einen Absorber und eine Flüssigkeitspumpe ersetzt wird. Der Absorptionskreislauf hat den Vorteil, dass er nur einen Bruchteil der elektrischen Energie benötigt und die natürlichen Stoffe Ammoniak und Wasser anstelle von ozonschädigenden Halogenkohlenwasserstoffen verwendet. Der Absorptionskreislauf war seit den 1920er Jahren als gasbetriebene Kühlschränke/Eismaschinen weit verbreitet.

Die grundlegende Funktionsweise eines Ammoniak-Wasser-Absorptionskreislaufs ist wie folgt. Dem Generator, der eine ammoniakreiche Ammoniakwasserlösung enthält, wird Wärme zugeführt. Die Wärme bewirkt, dass Ammoniakdampf unter hohem Druck die Lösung desorbiert.

Die Wärme kann entweder aus der Verbrennung eines Brennstoffs, z. B. sauber verbrennendem Erdgas, oder aus Abwärme von Motorabgasen, anderen industriellen Prozessen, Sonnenwärme oder einer anderen Wärmequelle stammen. Der unter hohem Druck stehende Ammoniakdampf fließt zu einem Kondensator, der in der Regel durch Außenluft gekühlt wird. Der Ammoniakdampf kondensiert zu einer Hochdruckflüssigkeit und setzt dabei Wärme frei, die für die Produktwärme, z. B. für die Raumheizung, genutzt werden kann.

Die Hochdruck-Ammoniakflüssigkeit fließt durch eine Drossel zur Niederdruckseite des Kreislaufs. Diese Flüssigkeit siedet oder verdampft bei niedrigem Druck im Verdampfer. Dadurch entsteht das Kühl- oder Kältemittel. Der Niederdruckdampf fließt zum Absorber, der eine wasserreiche Lösung aus dem Generator enthält.

Diese Lösung absorbiert das Ammoniak und gibt dabei die Absorptionswärme ab. Diese Wärme kann als Produktwärme oder zur internen Wärmerückgewinnung in anderen Teilen des Kreislaufs genutzt werden, wodurch der Brenner entlastet und der Wirkungsgrad des Kreislaufs erhöht wird. Die Lösung im Absorber, die nun wieder reich an Ammoniak ist, wird zum Generator gepumpt, wo sie für die Wiederholung des Zyklus bereit ist.

Ein Absorptionskreislauf kann verschiedene Arbeitspaare verwenden. Das Arbeitspaar besteht aus einem Kältemittel, normalerweise Ammoniak oder Wasser, und einer Lösung, die das Kältemittel absorbiert. Andere Arbeitspaare sind Lithium-Bromid-Wasser, Tridroxid-Wasser und Alkitrat-Wasser. Tridroxid und Alkitrat sind von Energy Concepts patentierte Arbeitspaare mit speziellen Anwendungen in der Industrie.

Absorptionszyklen können mit hoher Effizienz arbeiten, indem sie fortschrittliche Zyklen nutzen, die den Wärmeaustausch zwischen Generator und Absorber, mehrere Drücke und mehrere Effekte verwenden. Diese Zyklen nutzen eine umfangreiche interne Wärmerückgewinnung, so dass für die gleiche thermische Leistung ein geringerer Brennstoffeinsatz erforderlich ist. Der hocheffiziente Betrieb sowie die Vorteile umweltfreundlicher Kältemittel, sauberer Brennstoffe und weniger wartungsbedürftiger beweglicher Teile machen die Absorption zu einer sehr guten Wahl für die Verbraucher.

Absorptionskessel können eine Vielzahl von Wärmeleistungen erzeugen. Im gewerblichen Bereich werden heute häufig gasbefeuerte Absorptionskältemaschinen eingesetzt, die Kaltwasser für die Raumkühlung erzeugen. Der Absorptionskreislauf kann Niedertemperaturkälte für die Eisproduktion oder Kühllagerung erzeugen.

Die Kühlung des Turbineneinlasses ist eine sehr effiziente Nutzung der Absorptionskälte, die den Wirkungsgrad der Turbine um bis zu 15 % erhöht. In der Industrie gibt es viele weitere Anwendungen, bei denen Abwärme zur Verfügung steht und Kühlung erforderlich ist. Fortgeschrittene Zyklen können auch Strom oder Wellenleistung erzeugen, indem sie Dampf oder Hochdruckdampf zum Antrieb eines Turbinen/Generator-Paares erzeugen.