Absorptiojääkaappi

Absorptiojääkaappi on vaihtoehto kompressorilla toimivalle jääkaapille. Absorptiojääkaapin toiminta perustuu ammoniakin, veden ja vedyn ja näiden aineiden seosten faasimuutoksiin. Absorptiolämpöpumppuun perustuvassa jääkaapissa ei ole mekaanisesti liikkuvia osia, vaan sen toiminta perustuu lämmönlähteen tuottamaan paineen ja lämpötilan nousuun, kondensaation tuottamaan paineen ja lämpötilan laskuun, sekä painovoimaan. Siksi se on lähes äänetön.

Historia

Ferdinand Carré keksi absorptio-kylmennyksen vuonna 1858. Siinä kylmeneminen saatiin aikaan rikkihapon ja veden avulla. Ruotsalaisten tekniikan opiskelijoiden Baltzar von Platenin ja Carl Muntersin vuonna 1922 kehittämään järjestelmään kuuluivat ammoniakki ja vesi sekä apuaineena vety. Nykyiset absorptiojääkaapit toimivat näillä kolmella aineella.

Toimintaperiaate

Absorptiojääkaappi toimii ilman liikkuvia mekaanisia osia. Neste/kaasukierto toteutuu lämpötila/paine-erojen vaikutuksesta. Järjestelmän kemialliset aineet ovat ammoniakki, vesi ja vety. Vety toimii apuaineena, Vesi absorboituu eli imeytyy ammoniakkiin matalassa lämpötilassa ja paineessa. Vesi vapautuu ammoniakista korkeassa paineessa ja lämpötilassa. Jääkaappia kylmentävä kierto on seuraava:

1. Ammoniakki-vesiseos kuumennetaan keittimessä. Ammoniakki alkaa kuplia ja nostaa seosta putkessa ylöspäin. Tämän kemiallisen pumpun yläosassa vesi lähtee virtaamaan painovoiman suuntaan imeyttimeen ja ammoniakki irtaantuu seoksesta vastakkaiseen suuntaan lauhduttimeen virtaavana kaasuna.
2. Ammoniakkikaasu saapuu jääkaapin ulkopuolella olevaan lauhduttimeen, ja lämpötilaerosta johtuen kaasu luovuttaa lämpöenergiaa ulkoilmaan, lauhtuen nesteeksi.
3. Nestemäinen ammoniakki siirtyy jääkaapin sisälle höyrystimeen, jossa vetykaasu alentaa ammoniakin painetta. Ammoniakki höyrystyy, höyrystyminen sitoo lämpöenergiaa jääkaapin sisältä joka kylmenee.
4. Vety sekoittuu ammoniakkiin ja seos laskeutuu imeyttimeen ja absorpoituu veteen, jolloin Vety irtoaa ammoniakista ja nousee kaasuna takaisin höyrystimeen.
5. Kierto jatkuu niin kauan kuin keittimeen syötetään ulkoista energiaa, lauhduttimessa on lämpötilaeroa lämmön luovuttamiseen, ja jääkaapin sisältä on saatavissa lämpöenergiaa höyrystämiseen. Kaupallisissa sovelluksissa lämmönvaihtimien tehot ovat kustannusoptimoituja, ja lämpötilaa säädetään keittimeen syötettävällä teholla, joko kaasun paineesta johdannaisella massavirtauksella tai sähkövastuksen teholla.