Hlavná technológie

Adsorpčný chladič

Adsorpčný chladič
Adsorpčný chladič
Anonim

Adsorpčný chladič, akékoľvek zariadenie určené na chladenie vnútorných priestorov adsorpciou, proces, ktorý využíva tuhé látky na prilákanie molekúl plynov alebo roztokov, s ktorými sú v kontakte, na svoje povrchy. Namiesto použitia veľkého množstva elektriny je chladiaci proces v adsorpčnom chladiči poháňaný odparovaním a kondenzáciou vody. Adsorpčné chladiče poskytujú energeticky účinnú alternatívu k konvenčným chladiacim a klimatizačným zariadeniam, pretože energia na poháňanie chladiaceho systému pochádza z vody zohriatej odpadovým teplom, napríklad z výfukových plynov alebo pary z priemyselných procesov alebo z tepla priamo generovaného zo solárnych panelov alebo iných zariadení.

Adsorpčné chladiče aj konvenčné chladiace jednotky kompresorov používajú kvapalné chladivo s veľmi nízkou teplotou varu. V obidvoch zariadeniach, keď chladivo vrie a vyparuje sa, odvádza so sebou určité teplo, čím zabezpečuje chladenie. (Účinok je analogický tomu, ako sa človek potením ochladzuje.) Obidve zariadenia sa však líšia v tom, ako menia chladivo z plynu späť na kvapalinu a opakujú cyklus. Chladiaca jednotka kompresora je energeticky náročnejšia; používa elektricky poháňaný kompresor na zvýšenie tlaku na plyn. Naproti tomu adsorpčný chladič, ktorý sa skladá z výparníka, dvoch adsorpčných komôr a kondenzátora, ohrieva plyn späť na kvapalinu bez použitia akýchkoľvek pohyblivých častí. Obe adsorpčné komory sú naplnené silikagélom (adsorbentom je často bromid lítny) a chladivom je voda. V jednej komore tento gél pôsobí ako nosičový materiál pre vodu vo výparníku. Gél tiež znižuje vlhkosť vo výparníku, čo umožňuje odparovanie vodného chladiva pri nízkej teplote. (Okrem toho sa atmosférický tlak v niektorých odparovačoch môže udržiavať nízky, aby sa podstatne znížil bod odparovania vody, niekedy až na 2 ° C.) Pretože molekuly vody vo výparníku podliehajú fázovej zmene z kvapalina na plyn, zo systému sa odvádza teplo, čo znižuje teplotu zostávajúcej vody a voda sa chladí na použitie v chladiacich aplikáciách.

Vodná para a teplo sa odvádzajú z gélu v prvej adsorpčnej komore ventilom, ktorý vedie ku kondenzátoru obsahujúceho vodu chladiacu vodu. K kondenzátoru je tiež pripojená vodná para z druhej adsorpčnej komory (ktorej účelom je cyklovať vodu ohrievanú odpadovým teplom cez gél). Teplá voda v druhej adsorpčnej komore pridáva do kondenzátora vodnú paru, kde kondenzuje a uvoľňuje svoju energiu do chladiacej vody. Vo vnútri kondenzátora chladiaca voda prijíma teplo z obidvoch komôr a veľká časť vodnej pary sa stáva kvapalnou vodou, ktorá môže byť vytlačená alebo umožnená vstupom do slučky chladenej vody vo výparníku cez expanzný ventil.

Technológiu za adsorpčným chladením možno vysledovať až do polovice 19. storočia, keď francúzsky vedec Ferdinand Carré vynašiel podobný systém, známy ako absorpčné chladenie, ktorý používal vodu a amoniak. Nasledovali ďalšie návrhy, z toho prvý patentovaný v roku 1928 nemecký americký fyzik Albert Einstein a jeho bývalý študent, maďarský americký fyzik Leo Szilard. Verejné prijatie chladiča Einstein-Szilard brzdilo vysoké energetické náklady zariadenia, začiatok Veľkej hospodárskej krízy v roku 1929 a zavedenie freónu (kľúčová súčasť chladiacich jednotiek kompresorov) v roku 1930.

Adsorpčné a absorpčné chladiče sa čoraz viac propagujú ako nízkoenergetické, tiché a ekologické alternatívy kompresorov. Nevypúšťajú skleníkové plyny ani nepoužívajú chlórfluórované uhľovodíky alebo neúplne halogénované fluórované uhľovodíky a nespotrebúvajú veľa elektriny ani nevysielajú veľa tepla do atmosféry alebo vodných tokov. Adsorpčné chladiče využívajú veľmi malé množstvo elektriny, pretože iba ich čerpadlá potrebujú na prevádzku elektrickú energiu. Výsledkom je, že sú populárnou možnosťou v miestach, kde je elektrina nákladná alebo ťažko získateľná, kde hluk kompresora môže rozptyľovať a kde je ľahko dostupný zdroj tepla.