Adsorptionskylare

Adsorptionskylare, vilken enhet som helst som är utformad för att kyla inutiutrymmen genom adsorption, en process som använder fasta ämnen för att locka till sina ytor molekyler av gaser eller lösningar som de är i kontakt med. I stället för att använda stora mängder elektricitet drivs kylningsprocessen i en adsorptionskylare av förångning och kondensation av vatten. Adsorptions-kylare är ett energieffektivt alternativ till konventionell kylning och luftkonditionering, eftersom energi för att driva kylsystemet kommer från vatten värms av spillvärme, till exempel avgas eller ånga från industriella processer eller värme direkt genererad från solpaneler eller andra enheter.

Både adsorptionskylare och mer konventionella kompressorkylenheter använder ett flytande kylmedel med en mycket låg kokpunkt. I båda enheterna, när kylmediet kokar och avdunstar, tar det bort lite värme och ger kylning. (Effekten är analog med att en människa blir sval genom att svettas.) De två enheterna skiljer sig emellertid i hur de byter köldmedium från en gas tillbaka till en vätska och upprepar cykeln. En kompressorkylningsenhet är mer energikänslig; den använder en elektrisk driven kompressor för att öka trycket på gasen. Däremot värmer en adsorptionskylare - som består av en förångare, två adsorptionskamrar och en kondensator - gasen tillbaka till en vätska utan att använda några rörliga delar. Båda adsorptionskamrarna är fyllda med kiselgel (adsorbenten är ofta litiumbromid) och vatten är kylmediet. I en kammare fungerar den gelén som ett bärarmaterial för vatten i förångaren. Gelén sänker också fuktigheten inuti förångaren, vilket gör att köldmediet kan avdunsta vid låg temperatur. (Dessutom kan atmosfärstrycket i vissa förångare hållas lågt för att minska indunstningspunkten för vatten väsentligt, ibland till så lågt som 2 ° C [36 ° F].) Eftersom vattenmolekylerna i förångaren genomgår en fasändring från en vätska till en gas, värme avlägsnas från systemet, vilket sänker temperaturen på det återstående vattnet, och vattnet kyls för användning i kylningsapplikationer.

Vattenånga och värme avlägsnas från gelén i den första adsorptionskammaren genom en ventil som leder till en kondensor som innehåller flytande kylvatten. Vattenånga från en andra adsorberande kammare (vars syfte är att cykla vatten värmt av spillvärme genom gelen) är också anslutet till kondensorn. Det varma vattnet i den andra adsorptionskammaren lägger till vattenånga till kondensorn, där den kondenserar och släpper sin energi till kylvattnet. Inuti kondensorn får kylvattnet värmen från båda kamrarna, och mycket av vattenångan blir flytande vatten, vilket kan drivas ut eller tillåts komma in i kylvattenslingan inuti förångaren genom en expansionsventil.

Tekniken bakom adsorptionskylning kan spåras tillbaka till mitten av 1800-talet, då den franska forskaren Ferdinand Carré uppfann ett liknande system, känt som absorptionskylning, som använde vatten och ammoniak. Andra mönster följde, inklusive en första som patenterades 1928 av den tyskfödda amerikanska fysikern Albert Einstein och hans tidigare student, ungerskfödda amerikanska fysiker Leo Szilard. Allmänhetens acceptans av Einstein-Szilard-kylaren hindrades av enhetens höga energikostnad, början av det stora depressionen 1929 och införandet av freon (en viktig komponent i kompressorkylningsenheter) 1930.

Adsorptions- och absorptionskylare har i allt högre grad främjats som lågenergi, tyst och miljövänliga alternativ till kompressorer. De avger inte växthusgaser eller använder klorfluorkolväte eller kolvätekolvätskekylmedel, och de förbrukar inte heller mycket el eller avger mycket värme i atmosfären eller vattenvägarna. Adsorptionskylare använder en mycket liten mängd el eftersom det bara är deras pumpar som kräver elektrisk kraft för att fungera. Som ett resultat är de ett populärt alternativ på platser där el är kostsamt eller svårt att få, där kompressorljud kan vara en distraktion och där det finns en lättillgänglig värmekälla.