Het Absorptie Proces

De Absorptie Cyclus werd in 1846 uitgevonden door Ferdinand Carré met het doel om ijs te produceren met warmte inbreng. Het is gebaseerd op het principe dat de absorptie van ammoniak in water de dampspanning doet afnemen. Absorptiecycli produceren koeling en/of verwarming met warmte-input en minimale elektrische input, door gebruik te maken van warmte- en massawisselaars, pompen en kleppen.

Het absorptieprocesEen absorptiecyclus kan worden gezien als een mechanische damp-compressiecyclus, waarbij de compressor is vervangen door een generator, absorber en vloeistofpomp. De absorptiecyclus heeft het voordeel dat een fractie van de elektrische input nodig is, en maakt gebruik van de natuurlijke stoffen ammoniak en water, in plaats van halokoolstoffen die de ozonlaag aantasten. De absorptiecyclus werd vanaf de jaren 1920 op grote schaal gebruikt in koelkasten/ijskasten die op gas werken.

De basiswerking van een ammoniak-water-absorptiecyclus is als volgt. Er wordt warmte toegevoerd aan de generator, die een oplossing van ammoniakwater bevat, rijk aan ammoniak. De warmte zorgt ervoor dat ammoniakdamp onder hoge druk de oplossing desorbeert.

De warmte kan afkomstig zijn van de verbranding van een brandstof zoals schoonbrandend aardgas, of afvalwarmte van motoruitlaatgassen, andere industriële processen, zonnewarmte, of een andere warmtebron. De ammoniakdamp onder hoge druk stroomt naar een condensor, die meestal wordt gekoeld door buitenlucht. De ammoniakdamp condenseert tot een hogedrukvloeistof, waarbij warmte vrijkomt die kan worden gebruikt voor productwarmte, zoals ruimteverwarming.

De hogedruk-ammoniakvloeistof gaat door een restrictie, naar de lagedrukzijde van de cyclus. Deze vloeistof, bij lage druk, kookt of verdampt in de verdamper. Dit levert het koel- of koelproduct op. De lagedrukdamp stroomt naar de absorber, die een waterrijke oplossing bevat, verkregen uit de generator.

Deze oplossing absorbeert de ammoniak terwijl de warmte van de absorptie vrijkomt. Deze warmte kan worden gebruikt als productwarmte, of voor interne warmteterugwinning in andere delen van de cyclus, waardoor de brander wordt ontlast en het rendement van de cyclus wordt verhoogd. De oplossing in de absorber, nu weer rijk aan ammoniak, wordt naar de generator gepompt, waar het klaar is om de cyclus te herhalen.

In een absorptiecyclus kunnen verschillende werkparen worden gebruikt. Het werkend paar bestaat uit een koelmiddel, typisch ammoniak of water, en een oplossing die het koelmiddel absorbeert. Andere werkparen zijn lithium-bromide-water; TriDroxide-water; en Alkitraat-water. Tridroxide en Alkitraat zijn door Energy Concepts gepatenteerde werkparen met speciale toepassingen in de industrie.

Absorptiecycli kunnen met een hoog rendement werken door gebruik te maken van geavanceerde cycli, waarbij gebruik wordt gemaakt van warmte-uitwisseling tussen generator en absorber, meerdere drukken en meerdere effecten. Deze cycli maken gebruik van uitgebreide interne warmteterugwinning, zodat minder primaire brandstof nodig is om hetzelfde thermische vermogen te produceren. De zeer efficiënte werking, plus de voordelen van milieuvriendelijke koelmiddelen, schoonbrandende brandstoffen, en weinig bewegende onderdelen die onderhoud vergen, maken absorptie tot een zeer goede keuze voor de consument.

Absorptie-cycli kunnen een verscheidenheid van thermische outputs produceren. In de handel worden tegenwoordig gasgestookte absorptiekoelmachines gebruikt, die gekoeld water produceren voor ruimtekoeltoepassingen. De absorptiecyclus kan lage temperatuurkoeling produceren voor ijsproductie of koude opslag.

Turbine-inlaatkoeling is een zeer efficiënt gebruik van absorptiekoeling, waardoor het turbine-rendement met wel 15% kan worden verhoogd. Er zijn vele andere toepassingen in de industrie, waar afvalwarmte beschikbaar is en koeling vereist is. Geavanceerde cycli kunnen ook elektrisch vermogen of asvermogen produceren door stoom of damp onder hoge druk te produceren om een turbine/generator-paar aan te drijven.