Funktionsweise

Ejektoren basieren auf dem Funktionsprinzip einer Strahlpumpe und können in unterschiedlichen Anordnungen in einer Anlage verwendet werden. Sie erzeugen dabei einen Unterdruck nach dem Venturi-Prinzip (siehe folgende Abbildung). Ein Ejektor hat eine Kennlinie ähnlich der einer Pumpe, mit steigendem Druckhub fällt der geförderte Massenstrom stark ab.

• Am Eintritt der Düse wird ein unter hohem Druck (hoher potentieller Energie) stehender Kältemittel-Massenstrom – auch Treibmassenstrom genannt - beschleunigt.
• Durch Umwandlung der potentiellen Energie in kinetische Energie sinkt der Druck des Treibmassenstroms, während die Geschwindigkeit zunimmt zu (siehe Abbildung unten).
• Die Druckabsenkung / Beschleunigung geht soweit, bis der Druck am Austritt der Düse so weit gesunken ist, dass an einem dort angebrachten Einlass ein Sog/Unterdruck entsteht.
• Ein sekundärer Kältemittel-Massenstrom – auch Saugmassenstrom genannt − wird dadurch angesaugt und mitgerissen.
• Die Massenströme vermischen sich und die kinetische Energie des Treibmassenstroms wird in potentielle Energie des addierten Massenstroms – auch Austrittsmassenstrom genannt – umgewandelt.
  Dies bewirkt eine Druckerhöhung über den Druck des Saugmassenstroms.

Angewendet auf transkritische Anwendungen mit R744 heißt das, der Ejektor nutzt die im Kältemittel am Gaskühleraustritt vorhandene potenzielle und kinetische Energie, um einen anderen Teilmassenstrom anzusaugen und auf ein höheres Druckniveau zu fördern (siehe folgende Abbildung).

• Das auf Hochdruckniveau aus dem Verdichter austretende R744 [2] wird nach Gaskühlung / Wärmeabgabe im Gaskühler [2], in der Düse des Ejektors beschleunigt [3].
• Als Folge dessen sinkt der statische Druck und der Druck der aus der Düse austretende Strömung ist niedriger als der Sauggasdruck der Normalkühl-Verdichterstufe [4].
• Dadurch kann wahlweise Gas und/oder Flüssigkeit von einem niedrigen Druckniveau abgezogen werden [5].
• Beide Teilströme vermischen sich in der Mischkammer vor dem Diffusor [6] .
• Im Diffusor wird die Strömung wieder entschleunigt, wodurch sich der Druck auf Mitteldruckniveau erhöht [6].
• Nach dem Diffusor wird das Gemisch in den Mitteldruckbehälter geführt, die Gasphase abgeschieden [1] und auf Hochdruckniveau verdichtet [2].