Der Gas-Ejektor nutzt die bei der Hochdruckentspannung freiwerdende Energie, um gasförmiges CO2 aus dem Niederdruckbereich auf ein höheres Druckniveau anzuheben. Dadurch erfolgt eine teilweise Vorverdichtung, wodurch die nachgeschalteten Verdichter entlastet werden.

Besonders sinnvoll bei transkritischen CO2-Anlagen mit häufigen oder langen Betriebszeiten bei hohen Hochdrücken. Das grösste Potenzial entsteht dann, wenn hohe Hochdrücke und grosse Druckdifferenzen vorliegen. Der Gas-Ejektor wird mit einer Parallelverdichtung kombiniert.

In einer konventionellen CO2-Anlage geht die bei der Hochdruckentspannung freiwerdende Energie weitgehend verloren. Der Gas-Ejektor nutzt diese Energie, um zusätzliches Sauggas aus dem Niederdruckbereich anzusaugen und auf ein höheres Druckniveau zu fördern.

Der Prozess ähnelt einer Strahlpumpe: Das expandierende Hochdruck-Kältemittel beschleunigt auf hohe Geschwindigkeit und erzeugt dabei einen Unterdruck. Dieser Unterdruck saugt gasförmiges CO2 an und hebt dessen Druckniveau an.

Für die nachgeschalteten Verdichter bedeutet dies eine Vorverdichtung. Sie übernehmen nicht mehr den gesamten Druckhub, sondern starten bereits auf einem höheren Saugdruck. Dadurch sinkt die erforderliche Verdichtungsarbeit und der Stromverbrauch der Anlage wird reduziert.

Der Gas-Ejektor erhöht den Saugdruck des Flashgases, während der Parallelverdichter dieses auf Hochdruckniveau weiterverdichtet. Beide Technologien ergänzen sich.

Zu beachten ist jedoch, dass die Geometrie eines Gas-Ejektors auf einen bestimmten Betriebsbereich ausgelegt wird. Sinkt der Hochdruck oder die Druckdifferenz, nimmt die Saugwirkung ab und damit auch der energetische Nutzen. Der grösste Effizienzgewinn wird daher typischerweise bei hohen Aussentemperaturen oder Abwärmenutzungerzielt.

Der Gas-Ejektor in Kombination mit Parallelverdichtung ist eine wirkungsvollste Effizienzmassnahme für CO2-Anlagen. Er nutzt vorhandene Druckenergie, um einen Teil der Verdichtungsarbeit zu übernehmen und die Verdichter zu entlasten. Der technische Aufwand ist aufgrund seiner Ergänzung zum Parallelverdichter höher als bei anderen Optimierungsmassnahmen, dafür kann insbesondere bei hohen Aussentemperaturen ein sehr attraktiver Effizienzgewinn erzielt werden. Der wirtschaftliche Nutzen hängt jedoch stark von den jährlichen Betriebsstunden mit hohem Hochdruck ab.