Il ciclo di assorbimento fu inventato nel 1846 da Ferdinand Carré allo scopo di produrre ghiaccio con apporto di calore. Si basa sul principio che l’assorbimento dell’ammoniaca nell’acqua fa diminuire la pressione del vapore. I cicli ad assorbimento producono raffreddamento e/o riscaldamento con input termico e minimo input elettrico, utilizzando scambiatori di calore e di massa, pompe e valvole.

Un ciclo di assorbimento può essere visto come un ciclo meccanico di compressione del vapore, con il compressore sostituito da un generatore, un assorbitore e una pompa del liquido. Il ciclo ad assorbimento gode dei vantaggi di richiedere una frazione dell’input elettrico, inoltre utilizza le sostanze naturali ammoniaca e acqua, invece degli alocarburi che riducono l’ozono. Il ciclo ad assorbimento ha goduto di un uso diffuso a partire dagli anni ’20 come frigoriferi/ghiacciai a gas.

Il funzionamento di base di un ciclo ad assorbimento ammoniaca-acqua è il seguente. Il calore viene applicato al generatore, che contiene una soluzione di acqua ammoniacale, ricca di ammoniaca. Il calore fa sì che il vapore di ammoniaca ad alta pressione desorbisca la soluzione.

Il calore può provenire dalla combustione di un combustibile come il gas naturale a combustione pulita, o dal calore di scarto dei motori, da altri processi industriali, dal calore solare o da qualsiasi altra fonte di calore. Il vapore di ammoniaca ad alta pressione scorre verso un condensatore, in genere raffreddato da aria esterna. Il vapore di ammoniaca si condensa in un liquido ad alta pressione, rilasciando calore che può essere usato per il calore del prodotto, come il riscaldamento dello spazio.

Il liquido di ammoniaca ad alta pressione passa attraverso una restrizione, al lato a bassa pressione del ciclo. Questo liquido, a bassa pressione, bolle o evapora nell’evaporatore. Questo fornisce il prodotto di raffreddamento o di refrigerazione. Il vapore a bassa pressione scorre verso l’assorbitore, che contiene una soluzione ricca d’acqua ottenuta dal generatore.

Questa soluzione assorbe l’ammoniaca rilasciando il calore di assorbimento. Questo calore può essere utilizzato come calore del prodotto, o per il recupero di calore interno in altre parti del ciclo, scaricando così il bruciatore e aumentando l’efficienza del ciclo. La soluzione nell’assorbitore, ora di nuovo ricca di ammoniaca, viene pompata al generatore, dove è pronta a ripetere il ciclo.

Un ciclo di assorbimento può utilizzare una varietà di coppie di lavoro. La coppia di lavoro è composta da un refrigerante, tipicamente ammoniaca o acqua, e una soluzione che assorbe il refrigerante. Altre coppie di lavoro includono litio-bromuro-acqua; tridrossido-acqua; e alkitrato-acqua. Il tridrossido e l’alkitrato sono coppie di lavoro brevettate da Energy Concepts con applicazioni speciali nell’industria.

I cicli di assorbimento possono funzionare ad alta efficienza utilizzando cicli avanzati, utilizzando lo scambio di calore generatore-assorbitore, pressioni multiple e molteplici effetti. Questi cicli utilizzano un ampio recupero di calore interno per richiedere meno combustibile di base per produrre lo stesso rendimento termico. Il funzionamento ad alta efficienza, più i benefici dei refrigeranti ecologici, i combustibili a combustione pulita e le poche parti mobili che richiedono manutenzione rendono l’assorbimento una scelta molto buona per i consumatori.

I cicli ad assorbimento possono produrre una varietà di output termici. Nell’uso commerciale comune oggi sono i refrigeratori ad assorbimento alimentati a gas, che producono acqua refrigerata per applicazioni di raffreddamento degli spazi. Il ciclo ad assorbimento può produrre raffreddamento a bassa temperatura per la produzione di ghiaccio o la conservazione del freddo.

Il raffreddamento dell’ingresso della turbina è un uso molto efficiente del raffreddamento ad assorbimento, che aumenta l’efficienza della turbina fino al 15%. Esistono molte altre applicazioni nell’industria, dove il calore di scarto è disponibile e il raffreddamento è richiesto. I cicli avanzati possono anche produrre energia elettrica o di albero producendo vapore o vapore ad alta pressione per alimentare una coppia turbina/generatore.