Chiller de adsorbție

Chiller de adsorbție, orice dispozitiv conceput pentru a răci spațiile interioare prin adsorbție, un proces care folosește substanțe solide pentru a atrage pe suprafețele lor molecule de gaze sau soluții cu care sunt în contact. În loc să folosească cantități mari de electricitate, procesul de răcire într-un răcitor de adsorbție este determinat de evaporarea și condensul apei. Chillerele cu adsorbție oferă o alternativă eficientă din punct de vedere energetic la frigorifice și aer condiționat convenționale, deoarece energia pentru a conduce sistemul de răcire provine din apa încălzită de căldura reziduală, cum ar fi evacuarea sau aburul din procesele industriale sau căldura generată direct de la panouri solare sau alte dispozitive.

Atât răcitoarele de adsorbție, cât și unitățile mai convenționale de răcire a compresorului folosesc un agent frigorific lichid cu un punct de fierbere foarte scăzut. În ambele dispozitive, când agentul frigorific fierbe și se evaporă, acesta ia o parte din căldură, asigurând răcire. (Efectul este analog unui om devenind rece prin transpirație.) Cu toate acestea, cele două dispozitive diferă în modul în care schimbă un agent frigorific de la gaz înapoi la lichid și repetă ciclul. O unitate de răcire a compresorului consumă mai mult consum energetic; utilizează un compresor alimentat electric pentru a crește presiunea asupra gazului. În schimb, un răcitor de adsorbție - alcătuit dintr-un evaporator, două camere de adsorbție și un condensator - încălzește gazul înapoi la un lichid fără a folosi părți mobile. Ambele camere de adsorbție sunt umplute cu silicagel (adsorbentul este adesea bromură de litiu), iar apa este agentul frigorific. Într-o cameră, acel gel acționează ca un material purtător pentru apa din evaporator. Gelul scade, de asemenea, umiditatea din interiorul evaporatorului, ceea ce permite ca agentul frigorific să se evapore la temperatură scăzută. (În plus, presiunea atmosferică din interiorul unor evaporatoare poate fi menținută scăzută pentru a reduce substanțial punctul de evaporare a apei, uneori până la 2 ° C [36 ° F]) Pe măsură ce moleculele de apă din evaporator suferă o modificare de fază de un lichid către un gaz, căldura este eliminată din sistem, care scade temperatura apei rămase, iar apa este răcită pentru a fi utilizată în aplicații de răcire.

Vaporii de apă și căldura sunt îndepărtați din gel în prima cameră de adsorbție printr-o supapă care duce la un condensator care conține apă de răcire cu lichid. Vaporii de apă dintr-o a doua cameră de adsorbție (al cărei scop este ciclul apei încălzite de căldura uzată prin gel) este, de asemenea, conectat la condensator. Apa caldă din a doua cameră de adsorbție adaugă vapori de apă condensatorului, unde se condensează și își eliberează energia în apa de răcire. În interiorul condensatorului, apa de răcire primește căldura din ambele camere și o mare parte a vaporilor de apă devine apă lichidă, care poate fi expulzată sau lăsată să intre în bucla de apă răcită în interiorul evaporatorului printr-o supapă de expansiune.

Tehnologia din spatele răcirii prin adsorbție poate fi urmărită până la mijlocul secolului al XIX-lea, când omul de știință francez Ferdinand Carré a inventat un sistem similar, cunoscut sub numele de refrigerare de absorbție, care folosea apa și amoniacul. Au urmat alte modele, inclusiv unul pentru prima dată patentat în 1928 de fizicianul american născut în Germania, Albert Einstein și fostul său student, fizicianul american de origine maghiară Leo Szilard. Acceptarea publică a răcitorului Einstein-Szilard a fost îngreunată de costul ridicat de energie al dispozitivului, de la debutul Marii Depresii în 1929 și de introducerea freonului (o componentă cheie a unităților de răcire a compresorului) în 1930.

Chillerele de adsorbție și absorbție au fost promovate din ce în ce mai mult ca alternative la compresoare cu consum redus de energie, liniștite și ecologice. Ei nu emit gaze cu efect de seră și nu folosesc agenți frigorifici clorofluorocarbon sau clorofluorocarbon și nici nu consumă multă energie electrică și nu emit multă căldură în atmosferă sau căi navigabile. Răcitorii de adsorbție folosesc o cantitate foarte mică de energie electrică, deoarece numai pompele lor necesită energie electrică pentru a funcționa. Drept urmare, acestea sunt o opțiune populară în locații în care energia electrică este costisitoare sau dificil de obținut, unde zgomotul compresorului poate fi o distragere și unde există o sursă de căldură disponibilă.