Een ejector maakt gebruik van het drukverschil in het systeem, zonder dat daar bewegende onderdelen voor nodig zijn. Het hogedruk CO2 uit de gascooler stroomt door een nauwe opening, de zogenoemde motorvernauwing. Doordat de doorsnede daar sterk afneemt, versnelt de stroom en daalt de druk aanzienlijk; het CO2 bereikt hierbij supersone snelheid.
Die snelle stroom creëert een lagedrukgebied dat een tweede stroom aanzuigt, meestal afkomstig uit de verdamper of het flashvat. Beide stromen mengen zich en stromen vervolgens door een diffusor, waarin de snelheid weer wordt omgezet in druk. Het resultaat is dat de gemengde stroom op een hogere druk bij de compressor aankomt dan wanneer die stroom rechtstreeks vanuit de verdamper zou zijn aangezogen. De compressor hoeft daardoor een kleinere drukverhoging te overbruggen, wat het energieverbruik direct verlaagt.

Het kritische punt van CO2 ligt relatief laag, bij ongeveer 31°C en 74 bar. Zodra de buitentemperatuur boven dit punt komt, werkt de installatie transkritisch en loopt de gascoolerdruk fors op, vaak tot 90 tot 130 bar. Het verschil tussen deze hoge druk en de veel lagere verdamperdruk is groot, en dus ook het energieverlies dat bij smoring over het expansieventiel ontstaat. Bij traditionele koudemiddelen is dit verschil kleiner. Dit verklaart waarom CO2-installaties van nature minder efficiënt presteerden bij hogere buitentemperaturen dan HFK-installaties, en waarom ejectortechnologie voor CO2 een grotere impact heeft dan voor andere koudemiddelen.

Bij warme klimaten en hoge zomertemperaturen
Juist wanneer een installatie transkritisch werkt, is het expansieverlies het grootst en levert een ejector het meeste voordeel op. Fabrikanten testen hun ejectoren dan ook doorgaans bij hoge buitentemperaturen, rond 35°C, om het effect aan te tonen.

In supermarktkoeling, meestal in combinatie met een boostersysteem
Omdat de koelvraag in een supermarkt gedurende de dag en het jaar sterk wisselt, worden hier vaak meerdere ejectoren van verschillende capaciteit parallel geschakeld, een zogeheten multi-ejectoropstelling. Door ejectoren afzonderlijk in of uit te schakelen, past het systeem zich aan de actuele belasting aan. Eén enkele ejector werkt namelijk het meest efficiënt bij een vrij constante massastroom.

In combinatie met parallelcompressie
De ejector levert de aangezogen damp op een tussendruk aan, waardoor de parallelcompressor minder arbeid hoeft te leveren. Beide technieken versterken elkaar en worden in moderne CO2-boosterinstallaties vaak samen toegepast.

Voor het optillen van vloeistof uit het flashvat
Naast de klassieke gasejector bestaat er ook een variant die vloeistof vanuit de lagedrukzijde terug omhoog helpt naar het vloeistofvat. Deze uitvoering wordt ingezet in vrijwel elk transkritisch CO2-systeem, ook in koelere klimaten, omdat hij niet afhankelijk is van een groot drukverschil om nuttig te zijn.

Bij grotere, continu draaiende installaties met een stabiele koelvraag
Een stabiele belasting maakt een ejector eenvoudiger te dimensioneren en optimaliseren dan bij installaties met sterk wisselende vraag.

De energiebesparing die met ejectoren wordt behaald, laat zich moeilijk in één harde uitspraak vangen; deze hangt sterk af van het type ejector, het klimaat en de rest van de systeemconfiguratie. Testen hebben laten zien dat bij een buitentemperatuur van ongeveer 35°C een extra besparing van circa 13,4 procent haalbaar is bovenop parallelcompressie alleen, en een totale besparing tot circa 21 procent ten opzichte van een traditioneel boostersysteem zonder ejectoren. Ook zou het aantal aan en uitschakelmomenten van de compressor met 43 tot 47 procent afnemen, wat de mechanische slijtage kan beperken. Als bredere richtlijn worden besparingen van 2 tot 12 procent genoemd, afhankelijk van het type ejector en het klimaat.

Tegenover de voordelen staan ook een aantal aandachtspunten. Een ejector levert het meeste voordeel op bij transkritisch bedrijf; draait de installatie subkritisch, bijvoorbeeld in de winter bij lage buitentemperaturen, dan is het expansieverlies al klein en valt de meerwaarde van de ejector kleiner uit. Bij sterk wisselende belasting is een enkele ejector niet toereikend en is een multi-ejectoropstelling met een geschikte regelaar nodig om het rendement overeind te houden. Tot slot vraagt het ontwerp en de inregeling van een ejectorsysteem specialistische kennis; een verkeerd gedimensioneerde ejector levert weinig tot geen voordeel op.

Wat doet een ejector precies in een CO2-installatie?

Een ejector vangt een deel van de energie op die normaal verloren gaat bij het smoren van het koudemiddel over het expansieventiel. Door de snelle stroom van hogedruk CO2 wordt lagedruk damp aangezogen en op een hogere druk bij de compressor afgeleverd, waardoor de compressor minder arbeid hoeft te leveren.

Werkt een ejector ook zonder parallelcompressie?

Ja, een ejector kan op zichzelf worden toegepast. In de praktijk wordt de techniek echter vaak gecombineerd met parallelcompressie, omdat beide technieken elkaar versterken en samen het hoogste rendement opleveren.

Is ejectortechnologie geschikt voor elke CO2-installatie?

De techniek is het meest waardevol bij installaties die regelmatig transkritisch werken, zoals in warmere klimaten of tijdens de zomer. Bij kleinere installaties met sterk wisselende belasting is een multi-ejectoropstelling nodig om het voordeel te behouden. Een vloeistofejector kan daarentegen in vrijwel elk transkritisch systeem worden toegepast, ongeacht het klimaat.