Ο ψυκτικός κύκλος με απορρόφηση αποτελεί μια από τις καλύτερες εναλλακτικές της ψύξης με συμπίεση ατμών. Ωστόσο, το εργαζόμενο ζεύγος νερού/LiBr, ένα από τα πλέον χρησιμοποιούμενα, εμφανίζει μειονεκτήματα όπως διαβρωτικότητα και κίνδυνο κρυστάλλωσης. Η χρήση ιοντικών υγρών ως μέσα απορρόφησης νερού παρουσιάζεται ως μια ελπιδοφόρα λύση. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε προσομοίωση του ψυκτικού κύκλου με απορρόφηση με τον εμπορικό προσομοιωτή Aspen Plus, χρησιμοποιώντας ιμιδαζολικά ιοντικά υγρά ως απορροφητικά μέσα. Διαπιστώθηκε ότι ιοντικά υγρά με μικρό μήκος ανθρακικής αλυσίδας στο κατιόν και ανιόντα [Cl] και [DMP] παρουσιάζουν τις καλύτερες προοπτικές, καθώς, οι ψυκτικοί τους κύκλοι εμφανίζουν παραπλήσιες τιμές συντελεστή λειτουργίας με τον κύκλο με LiBr και σχετικά μικρές τιμές λόγου ανακυκλοφορίας. Επιπλέον, διατυπώθηκε ένα κριτήριο, το οποίο λαμβάνει υπόψη τόσο την ισορροπία φάσεων, όσο και την ειδική θερμοχωρητικότητα του εργαζόμενου συστήματος, για την αξιολόγηση των ιοντικών υγρών ως απορροφητικά μέσα.
Η παγκόσμια ενεργειακή ζήτηση, καθώς και η ζήτηση για ψύξη αυξάνονται με γρήγορο ρυθμό. Τα συμβατικά συστήματα ψύξης με συμπίεση ατμών καταναλώνουν μεγάλα ποσά ηλεκτρικής ενέργειας ή μηχανικού έργου. Για το λόγο αυτό, έχει δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στους ψυκτικούς κύκλους με απορρόφηση, οι οποίοι χρησιμοποιούν θερμότητα, σχετικά χαμηλής θερμοκρασίας και αμελητέο μηχανικό έργο. Ένα από τα εργαζόμενα ζεύγη ψυκτικού/απορροφητικού μέσου που χρησιμοποιούνται ευρύτατα είναι το νερό/LiBr. Ωστόσο, το υδατικό διάλυμα LiBr είναι επιρρεπές σε κρυστάλλωση και έχει έντονα διαβρωτικό χαρακτήρα, με αποτέλεσμα, η αναζήτηση νέων εργαζόμενων ζευγών να αποτελεί τομέα σημαντικής έρευνας. Στα πλαίσια αυτά, τα τελευταία χρόνια, η ακαδημαϊκή κοινότητα διερευνά τη χρήση ιοντικών υγρών ως μέσα απορρόφησης νερού ή αμμωνίας σε ψυκτικούς κύκλους με απορρόφηση.
Τα ιοντικά υγρά είναι ουσίες που αποτελούνται από ιόντα, συνήθως, ένα οργανικό κατιόν, που περιέχει άζωτο ή φώσφορο και ένα οργανικό ή ανόργανο ανιόν. Εξαιτίας των σχετικά ασθενών ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ των ιόντων, οι ουσίες αυτές βρίσκονται σε υγρή κατάσταση ακόμα και σε θερμοκρασία δωματίου ή χαμηλότερα. Τα ιοντικά υγρά χαρακτηρίζονται από εξαιρετικές ιδιότητες, όπως αμελητέα τάση ατμών, μη ευφλεκτότητα, υψηλή θερμική και χημική σταθερότητα και μεγάλο εύρος θερμοκρασιών που βρίσκονται στην υγρή κατάσταση. Επομένως, παρουσιάζουν την προοπτική να αντικαταστήσουν τα συμβατικά μέσα απορρόφησης στους ψυκτικούς κύκλους.
Ένα κριτήριο, το οποίο χρησιμοποιείται συχνά για την αξιολόγηση των απορροφητικών μέσων είναι αυτό της περίσσειας της ελεύθερης ενέργειας Gibbs, GE. Σε δεδομένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, η GE είναι συνάρτηση της σύστασης του μίγματος και σε συστήματα με υψηλή χημική συγγένεια, όπως τα ζεύγη ψυκτικού/απορροφητικού μέσου, παρουσιάζει τιμές μικρότερες του μηδενός. Η ελάχιστη τιμή της συνάρτησης (GEmin) αποτελεί χαρακτηριστική παράμετρο για τις θερμοδυναμικές ιδιότητες του μίγματος και έχει χρησιμοποιηθεί για την προκαταρτική επιλογή των ιοντικών υγρών.
Για να διαβάσετε ολόκληρο το περιοδικό γίνετε συνδρομητές.
