Adsorpcijski hladilnik

Adsorpcijski hladilnik, katera koli naprava, namenjena hlajenju notranjih prostorov z adsorpcijo, postopek, ki s trdnimi snovmi pritegne na svoje površine molekule plinov ali raztopin, s katerimi so v stiku. Namesto porabe velike količine električne energije proces hlajenja v adsorpcijskem hladilniku poganja izhlapevanje in kondenzacija vode. Adsorpcijski hladilniki so energetsko učinkovita alternativa običajnemu hlajenju in klimatizaciji, saj energija za pogon hladilnega sistema prihaja iz vode, ogrete z odpadno toploto, na primer izpuha ali pare iz industrijskih procesov ali toplote, ki se ustvarja neposredno iz sončnih plošč ali drugih naprav.

Tako adsorpcijski hladilniki kot običajne kompresorske hladilne enote uporabljajo tekoče hladilno sredstvo z zelo nizkim vreliščem. V obeh napravah, ko hladilno sredstvo zavre in izhlapi, odvzame nekaj toplote, kar zagotavlja hlajenje. (Učinek je analogen človeku, ki postane hladen zaradi znojenja.) Vendar se obe napravi razlikujeta v tem, kako hladilno sredstvo spreminjata iz plina v tekočino in ponavljata cikel. Hladilna enota kompresorja je bolj energijska; za povečanje pritiska na plin uporablja kompresor z električnim pogonom. Nasprotno pa adsorpcijski hladilnik - ki ga sestavljajo uparjalnik, dve adsorpcijski komori in kondenzator - segreva plin nazaj v tekočino brez uporabe premičnih delov. Obe adsorpcijski komori sta napolnjeni s silikagelom (adsorbent je pogosto litijev bromid), hladilno sredstvo pa je voda. V eni komori ta gel deluje kot nosilec vode v uparjalniku. Gel tudi znižuje vlažnost znotraj uparjalnika, kar omogoča, da vodno hladilno sredstvo izhlapi pri nizki temperaturi. (Poleg tega se lahko atmosferski tlak v nekaterih uparjalnikih ohranja nizko, da bistveno zmanjša točko izhlapevanja vode, včasih tudi do 2 ° C [36 ° F].) Ker se molekule vode v uparjalniku spreminjajo v fazi tekočina do plina, toplota se odstrani iz sistema, kar znižuje temperaturo preostale vode, voda pa je ohlajena za uporabo v hladilnih aplikacijah.

Vodna para in toplota se odstranijo iz gela v prvi adsorpcijski komori skozi ventil, ki vodi v kondenzator, ki vsebuje tekočino za hlajenje. Vodna para iz druge adsorbirajoče komore (katere namen je kroženje vode, segrete z odpadno toploto skozi gel), je povezana tudi s kondenzatorjem. Topla voda v drugi adsorpcijski komori dodaja vodno paro v kondenzator, kjer se kondenzira in sprosti svojo energijo hladilni vodi. V notranjosti kondenzatorja hladilna voda prejema toploto iz obeh komor, velik del vodne pare pa postane tekoča voda, ki jo lahko skozi ekspanzijski ventil izloči ali dovoli vstopiti v ohlajeno zanko znotraj uparjalnika.

Tehnologijo adsorpcijskega hlajenja lahko zasledimo do sredine 19. stoletja, ko je francoski znanstvenik Ferdinand Carré izumil podoben sistem, znan kot absorpcijsko hlajenje, ki je uporabljal vodo in amonijak. Sledile so druge zasnove, vključno s prvim, ki ga je leta 1928 patentiral ameriški fizik Albert Einstein, rojen v Nemčiji, in njegov nekdanji študent, ameriški fizik Leo Szilard. Javno sprejemanje hladilnika Einstein-Szilard so ovirali visoki stroški naprave, začetek Velike depresije leta 1929 in uvedba freona (ključne komponente hladilnih enot kompresorjev) leta 1930.

Adsorpcijski in absorpcijski hladilniki se vse pogosteje oglašujejo kot nizkoenergijske, tihe in okolju prijazne alternative kompresorjem. Ne oddajajo toplogrednih plinov in ne uporabljajo klorofluoroogljikovega ali hidroklorfluoroogljikovega hladilnega sredstva, prav tako ne porabijo veliko električne energije ali oddajajo veliko toplote v ozračje ali vodne poti. Adsorpcijski hladilniki porabijo zelo majhno količino električne energije, saj samo njihove črpalke potrebujejo za delovanje električno energijo. Posledično so priljubljena možnost na mestih, kjer je elektrika draga ali je težko dobiti, kjer je hrup kompresorja lahko motnja in kjer je na voljo toplotni vir.