วัฏจักรไฮโกรสโคปิกเป็นวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกที่แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงาน กล โดยใช้กังหันไอน้ำมีลักษณะคล้ายกับวัฏจักรแรงไคน์ที่ใช้น้ำเป็นตัวขับเคลื่อน แต่มีความแปลกใหม่ตรงที่นำเกลือและคุณสมบัติการดูดความชื้นของ เกลือมาใช้ใน การควบแน่นเกลือจะถูกปลดปล่อยออกมาในหม้อไอน้ำหรือ เครื่องกำเนิด ไอน้ำซึ่งจะปล่อยไอน้ำสะอาดออกมาและถูกทำให้ร้อนยิ่งยวดเพื่อให้ขยายตัวและสร้างพลังงานผ่านกังหันไอน้ำ น้ำทิ้งจากหม้อไอ น้ำ ที่มีสารประกอบดูดความชื้นเข้มข้นจะถูกนำไปใช้ในการอุ่นน้ำควบแน่นของกังหันไอน้ำล่วงหน้า และใช้เป็นน้ำไหลย้อนกลับใน เครื่อง ดูดซับไอน้ำ

การควบแน่นเกิดขึ้นในเครื่องดูดซับไอน้ำ ซึ่งแตกต่างจากคอนเดนเซอร์แบบดั้งเดิมที่พบในวัฏจักรแรงไคน์ โดยไอน้ำขาออกจะถูกดูดซับโดยสารประกอบไฮโกรสโคปิกที่เย็นตัวลงโดยใช้หลักการเดียวกับในตู้เย็นแบบดูดซับสารประกอบไฮโกรสโคปิกเหล่านี้จะถูกทำให้เย็นลงโดยเครื่องทำความเย็นอากาศ ซึ่งความร้อนจากการควบแน่นจะถูกระบายออกโดยเครื่องทำความเย็นอากาศ เนื่องจากการกู้คืนความร้อนจากการระบายน้ำทิ้งของหม้อไอน้ำ ปฏิกิริยาไฮโกรสโคปิกในคอนเดนเซอร์ไอน้ำ และการใช้เครื่องทำความเย็นอากาศเพื่อระบายความร้อนจากการควบแน่นประสิทธิภาพของวัฏจักรจึงสูงขึ้น มีกำลังไฟฟ้าสูงขึ้น ลดหรือขจัดความจำเป็นในการใช้น้ำหล่อเย็น^{[ 1 ]} ลดต้นทุนการดำเนินงาน^{[ 2 ]}และต้นทุนการลงทุนของโรงไฟฟ้า^{[ 3 ]}

ปรากฏการณ์การดูดความชื้นของเกลือเป็นที่รู้จักกันดีและถูกนำมาใช้ในตู้เย็นแบบดูดซับความร้อน ซึ่งใช้ความร้อนในการทำความเย็นในเครื่องเหล่านี้ สารทำความเย็นจะถูกดูดซับหรือละลายในของเหลวอื่น (ของเหลวที่ดูดความชื้น) ทำให้ความดันย่อย ของ สารทำความเย็นในเครื่องระเหยลดลง และทำให้ของเหลวระเหยได้มากขึ้น ในวัฏจักรการดูดความชื้น ก๊าซที่ถูกดูดซับหรือละลายในของเหลวอื่นคือไอน้ำที่ออกมาจากทางออกของกังหันไอน้ำ เมื่อไอน้ำถูกดูดซับหรือละลายในของเหลวที่ดูดความชื้น ไอน้ำก็จะควบแน่นได้มากขึ้น และการลดลงของความดันไอจะเทียบเท่ากับการลดลงของความดันการควบแน่นที่ทางออกของกังหันไอน้ำ ผลที่ได้คือสามารถใช้กังหันไอน้ำ ที่มีความดันทางออกต่ำกว่าได้ โดยมีระดับ เอนทาลปีที่ทางออกของกังหันต่ำกว่า ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของกังหันและสร้างผลผลิตไฟฟ้าได้สูงขึ้น

ในเครื่องดูดซับไอน้ำ ไอน้ำจะถูกดูดซับด้วยของเหลวดูดความชื้นเข้มข้น เมื่อไอน้ำถูกดูดซับ ความเข้มข้นของของเหลวดูดความชื้นจะลดลง หรือเกลือจะเจือจางลง ของเหลว ดูดความชื้น/ ของเหลว ที่ละลายได้ ง่าย ซึ่งมีความสามารถในการเจือจางในน้ำสูง เช่นLiBrมักจะมีอุณหภูมิอิ่มตัวสูง/ความดันอิ่มตัวต่ำกล่าวอีกนัยหนึ่ง ของเหลว ที่ละลายได้ง่ายสามารถควบแน่นไอน้ำที่อุณหภูมิสูงกว่าซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิของของเหลวดูดความชื้นเข้มข้นที่เข้าสู่เครื่องดูดซับอาจสูงกว่าของเหลวที่ไม่ดูดความชื้น ส่งผลให้การระบายความร้อนทำได้ง่ายกว่าในวัฏจักรแรงไคน์แบบดั้งเดิมในส่วนการควบแน่นโดยใช้เครื่องทำความเย็นด้วยอากาศเพื่อระบายความร้อนจากการควบแน่นใน ของเหลวดูดความชื้นเข้มข้นที่ ไหลย้อนกลับดังกล่าว

ด้วยเกลือที่เหมาะสม สิ่งนี้สามารถลดหรือแม้กระทั่งขจัดการใช้น้ำหล่อเย็นในโรงไฟฟ้าได้ [ ^{4 ] วงจร}น้ำหล่อเย็นในโรงไฟฟ้าใช้น้ำจืดจำนวนมาก^{[ 5 ] [ 6 ]}และสารเคมี และคอนเดนเซอร์ไอน้ำระบายความร้อนด้วยอากาศไฟฟ้าซึ่งเป็นทางเลือก^{[ 7 ]}ใช้พลังงานส่วนหนึ่งที่ผลิตได้ในโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ซึ่งลดประสิทธิภาพของวงจรแรงไคน์

เครื่องทำความเย็นอากาศที่ใช้ในวงจรไฮโกรสโคปิกจะทำความเย็นให้กับของเหลวที่มีสารประกอบไฮโกรสโคปิกเข้มข้น ซึ่งมีความจุความร้อนเชิงปริมาตร โดยรวม สูงกว่าไอน้ำที่ควบแน่นในคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้มาก จึงช่วยลดพลังงานที่จำเป็นสำหรับการระบายอากาศ^{[ 8 ]}และต้องการพื้นที่ผิวน้อยลงสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนส่งผลให้ต้นทุนโดยรวมของโรงงานลดลง^{[ 9 ]}

วงจรน้ำหล่อเย็นมีราคาแพง ต้องใช้อุปกรณ์จำนวนมาก เช่น ปั๊มและหอหล่อเย็น และการบำบัดน้ำที่มีราคาแพง^{[ 10 ]}ดังนั้นการลดปริมาณน้ำหล่อเย็นที่จำเป็นจะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานของโรงงานได้

ขึ้นอยู่กับชนิดของเกลือที่เลือกใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกลือที่มีความสามารถในการเจือจางสูง (เช่น LiBr) อุณหภูมิอิ่มตัวของของเหลวดูดความชื้นอาจ สูงกว่าไอน้ำที่ออกจากกังหันได้ถึง 40 °C

The salts are concentrated in the boiler, as steam is disengaged from liquid water. Given that the concentration of salts increases, the boiling point temperature of the mixture of salts is affected. In most salts, this will increase the boiling point temperature, and the steam temperature that is disengaged.^[11]

Hygroscopic compounds are all those substances that attract water in vapour or liquid from their environment, thus their use as desiccant. Many of them react chemically with water such as hydrates or alkaline metals. Others trap water as water of hydration in their crystalline structure, such as sodium sulfate. For the last two cases, water can be easily desorbed in a reversible way, as opposed to the first case, where water cannot be recovered easily (calcination may be required).

The selection of hygroscopic salts have to provide the following strict criteria in order to be of interest of use in the hygroscopic cycle:

• Highly hygroscopic compounds, deliquescent materials
• Less volatile than water (vapor pressure lower than water), with easily reversible desorption into water and steam in the boiler
• Good solubility in water at low to moderate temperatures
• Non-reactivity with other salts in the cycle and chemically stable over the range of temperatures and pressures in the hygroscopic cycle
• Are non-toxic and non flammable
• Thermal and physical properties are not degraded over cycles

Some of the most known salts with similar properties are Calcium chloride, Sodium Hydroxyde, sulfuric acid and Copper(II) sulfate

Other advantages are that most of the optimisations used in actual Rankine cycle can be achieved in this Cycle, such as reheat and regeneration.

โรงงานสาธิตวงจรดูดความชื้นได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อแสดงแนวคิดของวงจร ซึ่งรวมถึงการดูดซับไอน้ำในเครื่องดูดซับซึ่ง มีการหมุนเวียน สารประกอบดูดความชื้นทำให้เกิดการควบแน่นที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิอิ่มตัว^{[ 12 ]}คุณลักษณะทางกายภาพและเคมีของสารประกอบดูดความชื้น ตลอดจนผลกระทบต่อหม้อไอน้ำและอุปกรณ์หลักอื่นๆ ของวงจรที่คล้ายกับที่พบในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนได้รับการพิสูจน์แล้วเช่นกัน พร้อมกับ ประสิทธิภาพทางเทอร์โมไดนามิก โดยรวม ของวงจร

วงจรไฮกรอสโคปิกได้รับการนำมาใช้ใน โรงไฟฟ้า ชีวมวลในจังหวัดคอร์โดบา ประเทศสเปนนี่เป็นตัวอย่างอ้างอิงทางอุตสาหกรรมแรกของเทคโนโลยีนี้ มีกำลังการผลิต 12.5 เมกะวัตต์ และเป็นส่วนหนึ่งของ Oleicola el Tejar ^{[ 13 ]}ชีวมวลที่ใช้เป็นวัตถุดิบคือเปลือกมะกอกแห้งจากอุตสาหกรรมน้ำมันมะกอกที่อยู่รอบๆ โรงงานทางตอนใต้ของคอร์โดบา [ ^{14 ] โรงงาน}ถูกบังคับให้ลดการผลิตลงเนื่องจากข้อจำกัดด้านน้ำในช่วงที่มีอุณหภูมิสูงในภูมิภาค (โรงงานใช้น้ำ 1200 m3/วัน โดยใช้เครื่องทำความเย็นอากาศแบบอะเดียแบติก^{[ 15 ]}ตั้งแต่ อุณหภูมิแวดล้อม 25 °C ขึ้นไป) วงจรไฮกรอสโคปิกช่วยให้โรงงานลดการใช้น้ำในการทำความเย็นสำหรับเครื่องทำความเย็นอากาศเหล่านี้ เพิ่มกำลังการผลิตได้ 1% และเพิ่มความพร้อมใช้งานตลอดทั้งปี ปัจจุบันโรงงานสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิแวดล้อม 38  °C และแม้กระทั่ง 45  °C เจ้าของโรงงานสามารถได้รับค่าพรีเมียมการผลิตทั้งหมดของโรงงานนี้ได้แล้ว การเพิ่มขึ้นนี้ยังช่วยให้จังหวัดบรรลุข้อตกลง COP 21ได้ อีกด้วย ^{[ 16 ]}

วงจรไฮโกรสโคปิกเป็นแนวคิดที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้และเป็นหัวใจสำคัญของการวิจัยอย่างเข้มข้นเกี่ยวกับของเหลวไฮโกรสโคปิก การพัฒนาล่าสุดคือ^วงจร Kalina [ ^{17 ]}แต่ด้วยการกำหนดค่าจริง คาดว่าจะส่งผลกระทบในพื้นที่ที่มีการเข้าถึงน้ำได้ไม่ดี และบูรณาการที่ดีกับ โรงไฟฟ้า แบบวงจรผสมและโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกใด ๆ ( CSPชีวมวล ถ่านหิน) ในที่นี้ ความร้อนที่เหลือของหม้อไอน้ำและของเหลวไฮโกรสโคปิกที่ออกจากหม้อไอน้ำสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ความร้อนได้

ปัจจุบัน การพัฒนาในด้านนี้อยู่ภายใต้การนำของ ฟรานซิสโก ฮาเวียร์ รูบิโอ เซอร์ราโน โดยทีมวิจัยและบริษัทของเขา IMASA INGENIERÍA Y PROYECTOS, SA กำลังพัฒนาโครงสร้างอื่นๆ และวิจัยของเหลวดูดความชื้นสำหรับแต่ละการใช้งานโดยเฉพาะ รวมถึงวัสดุก่อสร้างที่เหมาะสมที่สุด