چیلر جذبی (Absorption Chiller) دستگاهی است که با استفاده از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی، آب را سرد می‌کند و یکی از سیستم‌های رایج صنعت تهویه مطبوع است. در ادامه مقاله با مزایا و معایب چیلر جذبی و نحوه‌ی کارکرد آن، آشنا می‌شویم.
چیلر به دو نوع تراکمی و جذبی تقسیم بندی می شوند که چیلر جذبی (Absorption Chiller) بر خلاف چیلرهای تراکمی، با حذف کمپرسور تولید سرما می‌کنند که باعث کاهش مصرف برق در این ماشین‌ها شده است.
چیلر جذبی چیست؟
در شرایطی که انرژی الکتریکی برای به راه انداختن کمپرسور که نیروی مورد نیاز برای گردش سیال در سیستم چیلر تراکمی است در دسترس نباشد یا استفاده از آن به صرفه نباشد، از چیلر جذبی استفاده می‌شود. چیلرهای ابزوربشن (Absorption Chiller) از انرژی گرمایی برای تولید سرمایش در ظرفیتهای سرمایشی بالا استفاده می‌کند. چیلر ابزوربشن آب را سرد می‌کند، آن را به فن کوئل یا هواساز ارسال می‌کند و در محیط مورد نظر سرمایش ایجاد می‌کند.
چیلر جذبی چگونه کار می‌کند؟
برای دانستن چگونگی کار کردن چیلر جذبی لازم است ابتدا با اجزای اصلی آن آشنا شویم.
- اواپراتور: نوعی مبدل حرارتی که آبی را که برای سرد سازی فرآیندها و دستگاه‌ها لازم است را سرد می‌کند.
- ابزوربر یا جاذب: فشار اوپراتور را در حالت خلاء حفظ و نگهداری می‌کند.
- ژنراتور: جداسازی و غلیظ کردن بخار آب
- کندانسور: در کندانسور، بخار آبی که از ژنراتور آزاد می‌شود به مایع تبدیل می‌شود.
- پمپهای محلول و مبرد: تنها بخشی که از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند.
اواپراتور (Evaporator) چیلر جذبی
اواپراتور نوعی مبدل حرارتی است که دمای آب مصرفی را کاهش می‌دهد. از آنجایی که تبادل حرارت در اواپراتور مهم است از لولههای مسی با فین کوتاه استفاده می‌شود.
در اواپراتور، آب مقطر که در اینجا نقش مبرد را دارد به وسیله نازل‌هایی بر روی لوله‌هایی که حاوی آب چیلد (آبی که قرار است سرد شود) افشانده می‌شود و به خاطر حالت خلاء که در اواپراتور موجود است، آب مقطر خیلی سریع با گرفتن کوچک‌ترین حرارت تبخیر می‌شود.
ابزوربر (Absorber) یا جاذب
ابزوربر نوعی مخزن است که بر اساس ظرفیتی که چیلر جذبی دارد حاوی مقدار مشخصی نمک لیتیم بروماید برای انتقال بهتر حرارت است که دارای خاصیت حل شوندگی و جذب بالا بوده و اثر مخرب ندارد.
بعد از آنکه این نمک توانست بخار آب را جذب کند یک پمپ با مصرف برق بسیار کم آن را به بخش ژنراتور پمپاژ می‌کند تا حرارت خارجی را بگیرد، بتواند بخار آب را از خود جدا کرده و دوباره مورد استفاده قرار بدهد.
ابزوربر و اواپراتور در یک پوسته مشترک قرار دارد.
ژنراتور
ژنراتور یک مخزن دارای محلول آب به عنوان ماده مبرد و نمک لیتیوم بروماید به عنوان ماده جاذب است. وقتی لیتیوم بروماید در ژنراتور از بخار آب جدا شد، هر کدام به مسیری جدا از هم می‌روند؛ لیتیوم بروماید برای دوباره جذب کردن بخار آب اواپراتور به ابزوربر چیلر جذبی و بخار آب نیز برای دوباره تبدیل شدن به آب مقطر به کندانسور چیلر ابزوربشن می‌رود.
کندانسور
کندانسور با ژنراتور در مخزنی مشترک قرار دارد. برای کم کردن مصرف آب و بازگردانی آب بخار شده در مرحله قبل و استفاده دوباره از آن، از یک کندانسور استفاده می‌شود. بخار آبی که در ژنراتور تولید شده به سمت کندانسور حرکت می‌کند. این بخار در کویل آب سردِ کندانسور خنک و تقطیر می‌شود. این آب مقطر تقطیر شده در تشتک زیر کندانسور جمع، سپس به سمت اوپراتور سر ریز می‌شود.
پمپهای محلول و مبرد
تنها قسمت مصرف کننده برق در چیلر جذبی پمپ های محلول و مبرد است. پمپ مبرد آب مقطر موجود در تشتک اواپراتور را می‌مکد و آن را بر روی تیوب‌های مسی ای که آب سردشونده در آنها جاری است می‌پاشد. پمپ محلول، محلول رقیق را از ابزوربر به کندانسور منتقل می‌کند. ساختار این پمپ‌ها به گونه ای است که خنک کاری به وسیله محلولی که در گردش است انجام می‌شود.
سیکل چیلر جذبی
آب مقطر (مبرد) و آبی که از فن کویل ها برگشته است در اواپراتور در مجاورت هم قرار می‌گیرند. این آب برگشتی گرمای خود را به آب مقطر می‌دهد و خنک می‌شود سپس به فن کویل ها ارسال می‌شود. مبرد که حالا تبدیل به بخار شده است توسط نمک لیتیوم بروماید موجود در ابزوربر جذب می‌شود.
مخلوطی از لیتیوم بروماید و بخار مبرد به دست می آید که این مخلوط به وسیله پمپ به ژنراتور ارسال می‌شود. در آنجا به این مخلوط گرما داده می‌شود که در نتیجه ی این گرما دادن لیتیوم بروماید و بخار آب از هم جدا می‌شوند.
غلظت لیتیوم بروماید دوباره افزایش میابد و به دلیل اختلاف فشاری که بین ژنراتور و ابزوربر وجود دارد، مجدداً به ابزوربر باز می‌گردد. بخار مبرد نیز به کندانسور چیلر جذبی می‌رود و از حالت گاز به مایع در میآید. سپس مجدداً برای گرفتن گرمای آبی که در چیلر در گردش است به اواپراتور فرستاده می‌شود.
انواع چیلر جذبی
چیلرهای جذبی بر اساس این عوامل دسته بندی می‌شوند:
- مکانیزم طراحی
- منبع حرارتی
- ماده جاذب و مبرد
دسته بندی بر اساس مکانیزم طراحی
- تک اثره
- دو اثره
دسته بندی بر اساس منبع حرارتی
- آب گرم
- آب داغ
- بخار
- شعله مستقیم
- خورشیدی
- هوای گرم
بر اساس مبرد و جاذب
- آب و لیتیم بروماید
- آمونیاک و آب
- آب و سیلیکاژل
در ادامه به معرفی تعدادی از آنها می‌پردازیم.
چیلر جذبی تک اثره
این نوع از چیلرهای جذبی فقط یک محفظه ژنراتور در سیکل برودتی خود دارند و بر اساس منبع گرمایی ژنراتور خود به سه دسته تقسیم می‌شود.
- آب گرم که دمای آن حدود ۹۵ درجه سانتی گراد است.
- آب داغ با دمایی بیش از ۱۰۰ درجه سانتی گراد
- بخار فشار پایین که فشارش کم تر از ۱۵ پوند بر اینچ مربع است.
در چیلر جذبی تک اثره، آب که مایع مبرد است در اواپراتور گرمای جریان آبی که از تجهیزات تبادل حرارتی برمیگردد را می‌گیرد و بخار می‌شود. بعد از آن توسط لیتیوم بروماید که ماده جاذب است، جذب شده و به ژنراتور وارد می‌شود.
به طور معمول در سیستم‌های تهویه مطبوع، آب مورد نیاز فن کویل و یا هواساز توسط چیلر جذبی خنک می‌شود.
چیلر جذبی دو اثره
آن نوع از چیلرهای جذبی هستند که دارای دو ژنراتور دما بالا و دما پایین هستند. چیلرهای جذبی دو اثره با توجه به منبع گرمایی ژنراتور به دو دسته تقسیم بندی می‌شوند.
- بخار فشار بالا با فشاری بین ۱۱۰ تا ۱۲۰ پوند بر اینچ مربع
- شعله مستقیم که با سوزاندن گاز شهری یا گازوئیل می‌باشد
این دسته از چیلر های جذبی به انتقال حرارت کم تری برای تقطیر در کندانسور نیاز دارد زیرا بخشی از آب موجود در ژنراتور دما پایین دوباره بخشی از گرمای خودش را به محلول نیمه رقیق برای تغلیظ بیش تر ماده جاذب انتقال می‌دهد. به همین دلیل ظرفیت برج خنک کننده چیلر جذبی دو اثره کم تر از چیلر جذبی تک اثره است.
فرایند و چرخه سرمایش چیلر جذبی دو اثره مانند چیلر جذبی تک اثره است اما تفاوتی که وجود دارد این است که فرایند غلیظ کردن محلول جاذب و مبرد در دو مرحله اتفاق میافتد. در ژنراتور دما بالا مرحله اول تغلیظ کردن و در ژنراتور دما پایین مرحله دوم صورت می‌گیرد.
» شعله مستقیم
نوعی چیلر دو اثره هستند. چیلر جذبی شعله مستقیم دو فصلی است یعنی هم سرمایشی است و هم گرمایشی است. می‌توان مشعل چیلر جذبی را با توجه به نیاز پروژه و یا درخواست مشتریان با گاز، مازوت یا گازوئیل راه اندازی کرد.
» سیلیکاژلی
در نوعی از چیلرهای جذبی به جای مایع جاذب از مواد جاذب جامد مثل سیلیکاژل، کربن فعال یا زئولیت استفاده می‌شود. در میان این مواد جاذب جامد سیلیکاژل کاربرد بیش تری دارد. به عنوان ماده مبرد نیز از آب، آمونیاک یا متانول استفاده می‌شود که کاربرد آب بیش‌تر است.
در چیلر ابزوربشن سیلیکاژل آب که نقش ماده مبرد را دارد پس این که در اواپراتور تبخیر شد، جذب سیلیکاژل می‌شود. این چیلرها نیز دارای دو محفظه اواپراتور و کندانسور هستند با این تفاوت که به جای محفظه‌های ژنراتور از دو محفظه سیلیکاژل استفاده شده که یکی به آب گرم خروجی از دیگ بخار و یکی دیگر به آب خنک کاری برج خنک کننده متصل است.
با مقالات جامع و معتبر تهویه مطبوع لوگرانو همراه باشید:
مقایسه و تفاوت چیلر جذبی و تراکمی
شباهت
- آبی که در اواپراتور گرمای خودش را جهت تهویه مطبوع تابستانی به یک مبرد می‌دهد
- از اواپراتور گاز مبرد فشار پایین گرفته می‌شود و گاز مبرد فشار بالا به کندانسور می‌رود
- تقطیر گاز مبرد در کندانسور
- گردش همواره مبرد در یک سیکل
تفاوت
- در چیلرهای تراکمی جهت گردش مبرد از کمپرسور استفاده می‌کنند در حالیکه در چیلرهای جذبی از انرژی گرمایی منابع مختلف بهره می‌برند.
- در چیلر جذبی ژنراتور و جذب کننده جانشین کمپرسور چیلر تراکمی می‌شوند.
- مبرد چیلر تراکمی یا یکی از انواع کلروفلوئوکربن‌ها است یا هالو کلروفلوکربن‌ها اما مبرد چیلر ابزوربشن آب یا آمونیاک است.
- برای تامین انرژی مورد نیاز چیلر تراکمی از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند ولی تأمین انرژی ورودی به چیلر از طریق بخار و یا آب گرم وارد شده به ژنراتور مورد استفاده قرار می گیرد.
نتیجه گیری
چیلر جذبی به دلیل این که از برق به عنوان منبع انرژی خود استفاده نمی‌کند نیازی به فراهم کردن تجهیزات برق اضطراری ندارد و به دلیل استفاده از آب به عنوان مبرد بی خطر است اما قیمت اولیه این چیلرها نسبت به چیلر تراکمی چیزی حدود ۵۰ درصد بیش‌تر است و به دلیل این که برای برج خنک کننده‌ی خود نیاز به مصرف آب دارند در مناطق کم آب نمی‌توان از چیلر جذبی استفاده کرد.
جهت دریافت اطلاعات تخصصی و مشاوره در مورد انتخاب یک چیلر جذبی یا سیستم تهویه مطبوع مناسب برای منزل و محل کار خود، می‌توانید با لوگرانو تماس حاصل کنید.
بدون دیدگاه