چیلر جذبی چیست؟

در سال 1824 برای اولین بار مایکل فارادی در حین انجام آزمایشات خود، متوجه پدیده سرمایش جذبی شد. به طور کلی چیلر دستگاهی است که برای عملیات سرد کردن در فرآیند ها، خنک کردن ساختمان های مسکونی، تجاری، تهویه هوا و خنک کردن سیالات به کار می رود. و بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار یا جذبی حرارت را از مایع گرفته و مایع را سرد می کند که این مایع سرد شده به منظور خنک سازی در فرآیند ها و دستگاه ها به کار می رود. چیلر ها در دو نوع چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم بندی می شوند که چیلر های جذبی با انرژی حرارتی و چیلر های تراکمی با انرژی الکتریکی کار می کنند. در چیلر های ابزوربشن از سیکل جذبی استفاده می شود که در آن از یک ماده جاذب ( مانند لیتیوم بروماید ) به عنوان سیال ثانویه استفاده می شود که گاز های حاصل از تبخیر مبرد ( سیال اولیه ) را در تبخیر کننده جذب می کند. فرآیند های تبخیر و تقطیر در سیکل تبریدی در هر دو نوع از انواع چیلر های تراکمی و جذبی وجود دارند، با این تفاوت که در سیکل ابزورب اختلاف فشار را یک ژنراتور که با حرارت کار می کند ایجاد می کند، ولی اختلاف فشار در سیکل تراکمی توسط کمپرسور ایجاد می شود. در این مقاله به صورت کامل و تشریحی ابتدا انواع این مدل از چیلر ها را برمیشمریم و سپس اجزای آن و نحوه عملکرد را توضیح داده و سرانجام به بررسی مزایا و معایب این چیلر ها می پردازیم.

انواع چیلر های جذبی :

چیلر های ابزوربشن در دو گروه تک اثره ( sigle effect ) و دو اثره ( double effect ) وجود دارند.

گروه تک اثره : گروه تک اثره خود به سه گروه چیلر های تک اثره با تغذیه آب داغ ( با دمای بالای 100 درجه سانتی گراد )، تک اثره با تغذیه بخار و تک اثره با تغذیه آب گرم ( با دمای زیر 100 درجه سانتی گراد ) که می توان گفت نحوه کار آن ها مشابه است.

گروه دو اثره : این سری خود به دو دسته تغذیه با بخار آب و تغذیه با شعله مستقیم تقسیم شده که این چیلر ها نسبت به چیلر های تک اثره جدید تر بوده و سیکل تبرید کامل تری دارند.

ضریب عملکرد برای انواع چیلر های جذبی تک اثره از 0.6 تا 0.8 و برای دو اثره 1.2 تعریف شده است.

اجزای چیلر های جذبی :

چیلر های جذبی عموما چند اجزای اصلی داشته که عبارتند از :

ژنراتور، کندانسور، جاذب ( ابزوربر )، اواپراتور و مبدل حرارتی.

ژنراتور : با استفاده از باعث تغلیظ جاذب ( لیتیوم برماید ) و رساندن آن به غلظت اولیه می شود و انرژی مورد نیاز برای سیکل جذبی را فراهم می کند.

کندانسور : بخار مبردی که از ژنراتور خارج می شود در کندانسور به مایع تبدیل می شود.

اواپراتور : یکی دیگر از اجزای چیلر های جذبی اواپراتور است که آبی که برای سرد سازی فرآیند ها و دستگاه ها استفاده می شود در اواپراتور سرد می شود.

مبدل حرارتی : بین محلول غلیظ خروجی از ژنراتور و محلول رقیق خروجی از جاذب و ورودی به سمت ژنراتور، تبادل حرارت توسط مبدل حرارتی صورت می گیرد که در نتیجه آن دمای محلول رقیق افزایش یافته و دمای محلول رقیق ورودی به جاذب کاهش می یابد که این فرآیند موجب افزایش راندمان چیلر می شود.

جاذب : از دیگر اجزای این مدل از چیلر ها، ابزوربر است که وظیفه آن حفظ و نگه داری فشار اواپراتور در حالت خلا است که این کار را از طریق جذب بخار مبرد تبخیر شده در اواپراتور انجام می دهد.

پمپ های محلول و مبرد : پمپ ها تنها بخشی هستند که در چیلر های ابزوربشن از انرژی الکتریکی استفاده می کنند. پمپ های نصب شده جهت انتقال محلول و مبرد، از نوع هرمتیک و بسته بوده که از پمپ سانتیریوگال هم استفاده می شود که از پدیده کاویتاسیون ( ساییدگی و تخریب لوله ها و تجهیزات و نیز سر و صدای زیاد ) جلوگیری می شود.

نحوه عملکرد :

در ادامه قصد داریم به نحوه کار چیلر های جذبی بپردازیم. عموما برای صرفه اقتصادی، از یک منبع حرارتی در حال اتلاف استفاده می شود مانند : گرمای دفع شده از یک توربین گاز، گرمای گاز های دودکش یا بویلر ها، آب گرم یا بخار داغ در اتلاف و غیره.

در مواردی هم می توان از شعله مستقیم استفاده کرد که به لحاظ اقتصادی خیلی به صرفه نخواهد بود و بهتر است در این موارد از چیلر های تراکمی استفاده کرد.

در ادامه سیکل نحوه کار این چیلر با ورود مبرد ( آب مقطر ) به محفظه اواپراتور در فشار خلا باعث تبخیر مبرد می شود که مبرد تبخیر شده توسط جاذب جذب شده و با جذب رطوبت فشار کاهش می یابد. لیتیوم بروماید به عنوان جاذب، با جذب آب مقطر از اواپراتور رقیق شده و توسط پمپ به ژنزاتور فرستاده می شود. در ژنراتور با انتقال انرژی حرارتی به جاذب رقیق، مبرد ( آب مقطر ) از جاذب جدا شده و محلول غلیظ می شود که محلول غلیظ وارد ابزوربر شده و مبرد وارد چرخه اواپراتور می شود. طی یک سیکل، آب در اواپراتور سرد می شود، که این آب سرد شده توسط پمپ به فن کوئل های درون ساختمان و نیز فرآیند هایی که نیاز به سرد سازی دارند پمپ می شود که نحوه کار این چیلر جذبی را تضمین می کند.

مزایا و معایب چیلر های جذبی :

از جمله مزایا و معایب چیلر های جذبی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • در چیلر های ابزوربشن به دلیل عدم استفاده از برق به عنوان منبع انرژی، مصرف برق بسیار کم ( برای پمپ ها ) بوده و نیز به فراهم کردن تجهیزات برق اضطراری نیازی نیست.
  • سر و صدا، ارتعاشات و لرزش چیلر های جذبی نسبت به تراکمی کمتر است.
  • مبرد چیلرهای ابزوربشن آب مقطر می باشد که بی خطر بوده و در طبیعت فراوان یافت می شود، در حالی فریون های چیلرهای تراکمی از نوع کلروفلوورکربن ها بوده که آثار بسیار زیان باری بر روی محیط زیست از جمله آسیب به لایه ازن را دارد.
  • یکی از معایب این چیلر ها این است که به دلیل کمتر بودن ضریب عملکرد چیلر جذبی ( حدودا 1 ) نسبت به چیلر تراکمی ( حدودا 3 )، راندمان کمتری دارد.
  • قیمت اولیه چیلر های ابزوربشن نسبت به تراکمی حدودا 50 درصد بیشتر است.
  • چیلر های جذبی عموما به برج خنک کننده نیاز دارند که مصرف آب دارند، بنابراین در مناطق کم آب نمی توان از چیلر های ابزوربشن استفاده کرد.
  •  در ظرفیت های برابر، چیلر های جذبی نسبت به چیلر های تراکمی حدود 40 تا 60 درصد مساحت بیشتر داشته و ارتفاع بلند تری دارد که حجم بیشتری را اشغال می کند.
  • هنگام نصب و راه اندازی چیلر های جذبی، به زیر ساخت های محکم تری به جهت وزن بیشتر چیلر های ابزوربشن نیاز است.
دیدگاه‌ها 0

*
*