Bei LiBr-Absorptionskältemaschinen beruht die Kälteerzeugung hauptsächlich auf der Verdampfung und Wärmeaufnahme des Kältemittelwassers unter Vakuumbedingungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dampfkompressionskältemaschinen,LiBr-AbsorptionskältemaschineDiese Systeme benötigen keine mechanischen Kompressoren zur Komprimierung des Kältemittels. Stattdessen nutzen sie die physikalische Eigenschaft, dass Wasser bei niedrigeren Temperaturen verdampft, wenn der Umgebungsdruck sinkt. Durch die Nutzung dieses Phänomens erreicht das System die Kühlung durch die während des Verdampfungsprozesses absorbierte Wärme.

Unter normalem Atmosphärendruck siedet Wasser bekanntermaßen bei 100 °C. Der Siedepunkt von Wasser ist jedoch nicht konstant und variiert mit dem Umgebungsdruck. Sinkt der Systemdruck, verringert sich der Widerstand, den die Flüssigkeitsmoleküle überwinden müssen, um zu verdampfen. Dadurch kann Wasser bei deutlich niedrigeren Temperaturen verdampfen oder sogar sieden. Unter Hochvakuumbedingungen kann die Verdampfungstemperatur von Wasser drastisch sinken. Beispielsweise verdampft Wasser bei einem Druck von etwa 1 kPa bereits bei einer Temperatur von nahezu 5 °C. Diese Eigenschaft bildet die physikalische Grundlage der Absorptionskältetechnik.

Im Verdampfer einer LiBr-Absorptionskältemaschine herrscht durch Vakuum-Erhaltungs- oder Spülvorrichtungen ein Hochvakuum. Der Druck im Verdampfer ist daher deutlich niedriger als der Atmosphärendruck. In diesem Milieu wird Wasser, das als Kältemittel dient, gleichmäßig auf die Oberfläche des Verdampferrohrbündels gesprüht. Beim Kontakt des versprühten Kältemittelwassers mit der Rohroberfläche verdampft ein Teil des Wassers aufgrund des niedrigen Drucks im Verdampfer rasch.

Beim Verdampfen muss Wasser eine große Menge Energie aufnehmen, um vom flüssigen in den gasförmigen Zustand überzugehen. Diese Energie wird als Verdampfungswärme bezeichnet. Da Wasser eine sehr hohe Verdampfungswärme besitzt, kann selbst eine relativ geringe Verdampfungsmenge eine beträchtliche Wärmemenge aufnehmen. Diese Wärmeaufnahme ist der Schlüsselmechanismus, der den Kälteprozess ermöglicht.

Die bei der Verdampfung aufgenommene Wärme stammt hauptsächlich aus dem Kühlwasser, das durch die Verdampferrohre fließt. Dieses Kühlwasser transportiert Wärme aus Klimaanlagen oder industriellen Prozessen in den Verdampfer. Während das Kältemittelwasser außerhalb der Rohre verdampft, entzieht es dem Kühlwasser in den Rohren kontinuierlich Wärme, wodurch dessen Temperatur sinkt. Das abgekühlte Kühlwasser wird anschließend zu Klimaanlagen oder Industrieanlagen zurückgeführt, wo es zur Kühlung von Luft oder Prozessen dient. Auf diese Weise stellt das System die benötigte Kühlleistung für das externe System bereit.

Der im Verdampfer erzeugte Wasserdampf strömt anschließend in den Absorber, wo er von der konzentrierten LiBr-Lösung rasch absorbiert wird. LiBr besitzt eine hohe Affinität zu Wasserdampf, wodurch die Lösung diesen effektiv aufnehmen kann. Nach der Absorption des Dampfes bleibt der Druck im Verdampfer niedrig, sodass der Verdampfungsprozess fortgesetzt werden kann. Würde der im Verdampfer erzeugte Dampf nicht rechtzeitig abgeführt oder absorbiert, würde der Innendruck allmählich ansteigen, die Verdampfungsrate des Kältemittelwassers verringern und letztendlich die Kühlleistung des Kaltwassersatzes beeinträchtigen. Daher spielt die kontinuierliche Absorption von Wasserdampf durch die Lösung eine entscheidende Rolle für die Aufrechterhaltung des für die Verdampfung erforderlichen niedrigen Drucks.

Durch die kombinierten Prozesse der Verdunstung, Wärmeaufnahme, Dampfabsorption und Vakuumerhaltung wird dieLiBr-AbsorptionskältemaschineLiBr-Absorptionskältemaschinen ermöglichen einen kontinuierlichen Kältekreislauf. Sie nutzen die Eigenschaft von Wasser, bei niedrigen Temperaturen unter Vakuum zu verdampfen und dabei große Wärmemengen aufzunehmen. Durch die kontinuierliche Wärmeabfuhr aus dem gekühlten Wasser wird der gewünschte Kühleffekt erzielt. Da diese Technologie reibungslos arbeitet und Wärmequellen wie Dampf, Heißwasser oder industrielle Abwärme nutzen kann, finden LiBr-Absorptionskältemaschinen breite Anwendung in großen zentralen Klimaanlagen und verschiedenen industriellen Kühlanwendungen.