Absorptionsprocessen

Absorptionscykeln uppfanns 1846 av Ferdinand Carré för att producera is med hjälp av värme. Den bygger på principen att absorption av ammoniak i vatten leder till att ångtrycket minskar. Absorptionscykler producerar kylning och/eller uppvärmning med termisk tillförsel och minimal elektrisk tillförsel genom att använda värme- och massväxlare, pumpar och ventiler.

AbsorptionsprocessenEn absorptionscykel kan ses som en mekanisk ångkompressionscykel, där kompressorn ersätts av en generator, absorbator och vätskepump. Absorptionscykeln har den fördelen att den kräver en bråkdel av den elektriska insatsen och använder dessutom de naturliga ämnena ammoniak och vatten i stället för ozonnedbrytande halogenkarboner. Absorptionscykeln användes i stor utsträckning från 1920-talet i gasdrivna kylskåp och ismaskiner.

Den grundläggande driften av en absorptionscykel för ammoniak och vatten är följande. Värme tillförs generatorn, som innehåller en lösning av ammoniakvatten som är rik på ammoniak. Värmen får högtrycksammoniakångor att desorbera lösningen.

Värme kan antingen komma från förbränning av ett bränsle, t.ex. ren brinnande naturgas, eller spillvärme från motoravgaser, andra industriella processer, solvärme eller någon annan värmekälla. Ammoniakångorna under högt tryck strömmar till en kondensor, som vanligtvis kyls av utomhusluft. Ammoniakångorna kondenserar till en högtrycksvätska och frigör värme som kan användas för produktvärme, t.ex. för uppvärmning av utrymmen.

Högtrycksammoniakvätskan går genom en fördröjning, till lågtryckssidan av kretsloppet. Denna vätska vid låga tryck kokar eller förångas i förångaren. Detta ger kyl- eller kylprodukt. Lågtrycksångorna strömmar till absorbatorn, som innehåller en vattenrik lösning som erhålls från generatorn.

Denna lösning absorberar ammoniaken samtidigt som absorptionsvärmen frigörs. Denna värme kan användas som produktvärme eller för intern värmeåtervinning i andra delar av cykeln, vilket avlastar brännaren och ökar cykelns effektivitet. Lösningen i absorbatorn, som nu återigen är rik på ammoniak, pumpas till generatorn, där den är redo att upprepa cykeln.

En absorptionscykel kan använda en mängd olika arbetspar. Arbetsparet består av ett köldmedium, vanligtvis ammoniak eller vatten, och en lösning som absorberar köldmediet. Andra arbetspar är litiumbromid-vatten, tridroxid-vatten och alkitrat-vatten. Tridroxid och alkitrat är Energy Concepts patenterade arbetspar med specialtillämpningar inom industrin.

Absorptionscykler kan fungera med hög verkningsgrad genom att utnyttja avancerade cykler med värmeväxling mellan generator och absorbator, flera tryck och flera effekter. Dessa cykler använder sig av omfattande intern värmeåtervinning för att kräva mindre bränsleinsats för att producera samma värmeeffekt. Hög effektivitet och fördelarna med miljövänliga köldmedier, rena bränslen och få rörliga delar som kräver underhåll gör absorption till ett mycket bra val för konsumenterna.

Absorptionscykler kan producera en mängd olika värmeeffekter. I dag används ofta gaseldade absorptionskylmaskiner i kommersiellt bruk för att producera kylvatten för kylning av lokaler. Absorptionscykeln kan producera kylning vid låg temperatur för isproduktion eller kylförvaring.

Kylning av turbininlopp är en mycket effektiv användning av absorptionskylning och ökar turbinens effektivitet med upp till 15 %. Det finns många andra tillämpningar inom industrin, där spillvärme finns tillgänglig och kylning behövs. Avancerade cykler kan också producera elkraft eller axelkraft genom att producera ånga eller högtrycksånga för att driva ett turbin/generatorpar.