Adsorptionskältemaschine

Die Adsorptionskältemaschine ist eine Sorptionskältemaschine. Analog zur Kompressionskältemaschine wird ein Kältemittel im Kreis geführt. Mithilfe des Kältemittels wird Wärme dem zu kühlenden Bereich entzogen und anschließend an einen anderen Bereich abgegeben. Das Kältemittel durchläuft den in Abbildung 1 dargestellten Kreisprozess.

Eine Adsorptionskältemaschine besteht im Wesentlichen aus einem Verdampfer, einem Adsorber bzw. Desorber, einem Kondensator und einer Drossel. Da Adsorber und Desorber als ein Bauteil ausgeführt sind und nicht parallel arbeiten, wird der Prozess diskontinuierlich, d. h. mit Unterbrechung, betrieben.

Im Verdampfer wird das flüssige Kältemittel unter Wärmezufuhr erwärmt und verdampft, wodurch Kälteleistung bereitgestellt und die Kühlung des zu kühlenden Bereichs erreicht wird. Daraufhin wird der Kältemitteldampf dem Adsorber zugeführt, wo er sich unter Wärmeabgabe an die Oberfläche eines Feststoffs anlagert. Es findet eine Adsorption statt. Als Adsorptionsmittel wird beispielsweise Silikagel eingesetzt.

Nach der Adsorption des Kältemittels wird dieses durch Wärmezufuhr im selben Bauteil, das nun als Desorber arbeitet, wieder ausgetrieben, also von dem Adsorptionsmittel getrennt. Dieser Schritt wird als Desorption bezeichnet. Anschließend wird der ausgetriebene Kältemitteldampf im Kondensator verflüssigt. Die dabei frei werdende Wärme wird als Ab- oder Nutzwärme abgeführt. Das flüssige Kältemittel wird dann über eine Drossel entspannt und erneut dem Verdampfer zugeführt.

Der Vorteil einer Adsorptionskältemaschine besteht darin, dass zum Betrieb des Desorbers Niedertemperaturwärme wie beispielsweise Abwärme genutzt werden kann. Deshalb kann in einer Adsorptionskältemaschine bisher nicht nutzbare Wärme zur Kühlung verwendet werden.

Englische Übersetzung(en):

adsorption chiller, adsorption refrigeration system