Onderzoek naar de miniaturisering van absorptiekoeling

29 november 2018

(Expertbericht) Absorptiekoeling heeft verschillende voordelen ten opzichte van conventionele dampcompressie. Amerikaanse onderzoekers ontwikkelden een model voor kleinschalige toepassing ervan.

Absorptiekoeling speelt in op de trend om elektriciteit te vervangen door thermische energie, en op de gewenste reductie van energiegebruik. Bovendien worden er geen synthetische koudemiddelen bij gebruikt. Tot voor kort bleef het gebruik van absorptiesystemen echter vaak beperkt tot industriële toepassingen met een grote capaciteit. Op de foto is een voorbeeld hiervan te zien: afgebeeld is een absorptiekoelmachine met een vermogen van liefst 14 MW.

Monolithische blokken
Bij hun onderzoek naar miniaturisering hebben de onderzoekers Staedter en Garimella een kleinschalig standalone absorptiesysteem ontwikkeld dat bij een vermogen van 7 kW gekoeld water kan leveren van 7,2 °C. De basis van dit koelsysteem bestaat uit twee monolithische blokken waarin compacte warmte- en massawisselaars zijn verwerkt, gecompleteerd met een besturings- en controleframe. Er werd gekozen voor een cyclus op basis van ammonia en water, waarbij relatief minder volume nodig is en de cyclus minder processtappen nodig heeft. Een specifiek thermodynamisch model voor elk onderdeel maakt het mogelijk om de controle van de warmtewisseling zo gedetailleerd mogelijk te maken.

Ammonia/water-cyclus
Bij testen onder AHRI-omstandigheden is gebleken dat dit experimentele koelsysteem een COP van 0,44 heeft, terwijl de ammonia/water-cyclus een COP van 0,51 behaalt. De in hun onderzoeksartikel uiteengezette innovaties maken kleinschalige absorptiesystemen op basis van water/ammonia dus haalbaar, al constateren Staedter en Garimella een verschil met de verwachte waarden. Ze verwachten dat verdergaande optimalisatie tussen wisselaars en verdampers, en verbetering van de zuiveringscomponenten en het controlesysteem de efficiëntie van het systeem zullen verbeteren.

> Leestip: Interesse in meer koeltechnisch onderzoek?
– Lees ook over een optimalisatiemodel voor de impact van koudemiddelvulling op systeemprestaties van transkritische CO₂-airconditioning.
– Chinese wetenschappers ontwikkelden een digitaal model op basis van Computational Fluid Dynamics (CFD) om de efficiëntie van luchtkoeling op pallets met appels door te rekenen.