Ejektoros CO2 rendszerek

A szén-dioxidos rendszerek fejlesztésének egy másik, a hagyományos szubkritikus kompresszoros hűtőrendszerektől komolyabb mértékben eltérő iránya az úgynevezett ejektoros megoldások alkalmazása. Ezeket kimondottan a szén-dioxidos transzkritikus körfolyamatok javítására, a veszteségek csökkentésének érdekében kezdték fejleszteni.

Az elgondolás lényege eredetileg az volt, hogy a felső fokozati fojtószelep helyett ejektort építünk be, melynek célja, hogy a nagynyomású közeg fojtása során elvesző energiát részben hasznosítva, azt az elpárolgási nyomáson lévő közeg nyomásának bizonyos mértékű emelésére fordítsuk. Ezzel csökkenthető a kompresszió energiaigénye a rendszerben. A 7.38. ábrán látható egy egyszerű ejektoros kapcsolás.

7.38. ábra. Egyszerű ejektoros rendszer vázlata és a körfolyamat log p-h diagramon

Az ejektorban gyakorlatilag a kisnyomású és a nagynyomású közegek keverésével állítjuk elő a középső nyomásszintet, a kompresszor ennek a gőz részét szállítja. A log p-h diagramon nem számozott pontok az ejektoron belüli (idealizált) állapotváltozásokat és keveredést mutatják.

Az ejektor működési elve hasonló a gőzsugár kompresszoros berendezésekben már korábban használt megoldáshoz. A nagynyomású közeg egy gyorsító fúvókában (5) hangsebesség feletti sebességre gyorsul, miközben nyomása az elpárolgási nyomás alá csökken. Ezután keveredik az elpárologtatótól érkező közeggel, végül a közeg az ejektor diffúzorként kialakított részében lelassul, és nyomása egy köztes szintre emelkedik (2).

Az elmúlt néhány évben az ejektoros kapcsolást többféleképpen próbálták fejleszteni: több párhuzamos ejektor („multi-ejektor”) vagy állítható ejektorok alkalmazásával a gázhűtő nyomás szabályozását, plusz egy leválasztó és külön gőz- és folyadék ejektorok beépítésével az elárasztott elpárologtatók lehetőségét próbálták megoldani.

Az ejektoros megoldások még mindig eléggé újnak számítanak. Egyes kezdeti nehézségek ellenére ígéretes technológiáról van szó, mely a jövőben szélesebb körben is elterjedhet.