吸着チラー

吸着チラー：吸着によって内部空間を冷却するように設計されたデバイス。固体物質を使用して、接触している気体または溶液の分子を表面に引き付けるプロセス。大量の電気を使用する代わりに、吸着チラーの冷却プロセスは水の蒸発と凝縮によって駆動されます。吸着チラーは、従来の冷凍や空調に代わるエネルギー効率の高い代替手段を提供します。これは、冷却システムを駆動するためのエネルギーが、廃熱によって温められた水、たとえば産業プロセスからの排気や蒸気、またはソーラーパネルや他のデバイスから直接生成された熱から得られるためです。

吸着冷却器と従来型のコンプレッサー冷却ユニットはどちらも、沸点が非常に低い液体冷媒を使用しています。どちらのデバイスでも、冷媒が沸騰して蒸発すると、熱が奪われて冷却されます。（この効果は、発汗によって人間が冷えるのに似ています。）ただし、2つのデバイスは、冷媒をガスから液体に戻し、サイクルを繰り返す方法が異なります。コンプレッサーの冷却ユニットは、より多くのエネルギーを消費します。電動コンプレッサーを使用してガスの圧力を高めます。対照的に、蒸発器、2つの吸着チャンバー、および凝縮器で構成される吸着チラーは、可動部品を使用せずにガスを液体に戻します。両方の吸着チャンバーはシリカゲルで充填されており（吸着剤は多くの場合臭化リチウムです）、水が冷媒です。1つのチャンバーでは、そのゲルは蒸発器内の水のキャリア材料として機能します。また、ゲルは蒸発器内部の湿度を下げ、水の冷媒を低温で蒸発させます。（さらに、一部の蒸発器内の大気圧は、水の蒸発点を大幅に下げるために低く保たれる場合があり、時には2°C [36°F]まで低くなる場合があります。）蒸発器内の水分子は、液体が気体になると、システムから熱が取り除かれ、残りの水の温度が下がり、水は冷却アプリケーションで使用するために冷却されます。

水蒸気と熱は、液体冷却水を含む凝縮器につながるバルブを介して、第1吸着チャンバー内のゲルから除去されます。第2の吸着チャンバー（廃熱によって温められた水をゲルに循環させることを目的とする）からの水蒸気もコンデンサーに接続されます。2番目の吸着チャンバーの温水は、凝縮器に水蒸気を加え、そこで凝縮してエネルギーを冷却水に放出します。凝縮器の内部では、冷却水が両方のチャンバーから熱を受け取り、水蒸気の大部分は液体水になり、これは排出されるか、膨張弁を介して蒸発器内部の冷水ループに入ることができます。

吸着冷却の背後にある技術は、フランスの科学者フェルディナンドカレが水とアンモニアを使用する吸収冷凍と呼ばれる同様のシステムを発明した19世紀半ばまで遡ることができます。1928年にドイツ生まれのアメリカの物理学者アルバートアインシュタインと彼の元学生、ハンガリー生まれのアメリカの物理学者レオシラードが最初に特許を取得したものを含め、他のデザインもそれに続きました。Einstein-Szilardチラーの世間の受け入れは、デバイスの高エネルギーコスト、1929年の大恐慌の始まり、および1930年のフレオン（コンプレッサー冷却ユニットの主要コンポーネント）の導入によって妨げられました。

吸着および吸収チラーは、コンプレッサーに代わる低エネルギーで静かな環境にやさしい代替品としてますます普及しています。彼らは温室効果ガスを放出せず、クロロフルオロカーボンまたはハイドロクロロフルオロカーボン冷媒を使用せず、また、大量の電力を消費したり、大気や水路に大量の熱を放出したりしません。吸着式チラーは、ポンプのみが動作するために電力を必要とするため、非常に少量の電力を使用します。その結果、電気が高価または入手が困難な場所、コンプレッサーの騒音が気を散らす可能性がある場所、すぐに利用できる熱源がある場所で、これらは人気のあるオプションです。