چیلر جذبی چگونه کار می کند؟

چیلر جذبی چگونه کار می کند؟

چیلر جذبی چگونه کار می کند؟

استفاده از چیلرهای جذبی در سیستم های سرمایشی صنایع مختلف از پالایشگاه ها و سردخانه ها گرفته تا سیستم های تهویه مطبوع گسترش یافته است. همچنین تحقیقات زیادی در مورد چیلرهای جذبی انجام شده است که منجر به پیدایش تنوع در آنها شده است. چیلرهای جذبی به دلیل مصرف بسیار کم برق باعث کاهش هزینه خدمات می شوند.

چیلر جذبی یکی از انواع چیلرهایی است که به دلیل استفاده از سوخت حرارتی بر خلاف چیلرهای تراکمی که از انرژی الکتریکی استفاده می کنند، یکی از پرکاربردترین و محبوب ترین چیلرها در سیستم های تهویه مطبوع می باشند.

لازم به ذکر است که امروزه از چیلرهای جذبی بسیار کمتر از چیلرهای تراکمی استفاده می شود. راندمان بسیار کمتر این چیلرها در مقایسه با چیلرهای تراکمی یکی از عواملی است که به تدریج این دستگاه ها را از بازار تهویه مطبوع به حاشیه برده است. اگرچه در ظرفیت های تولید بالای این دستگاه ها، به دلیل تفاوت فاحش مصرف برق نسبت به چیلرهای تراکمی، در بسیاری از پروژه ها کارفرما مجبور به استفاده از این نوع چیلرها می شود.

چیلر جذبی چیست؟

یکی از پرکاربردترین چیلرها نوع جذبی آن است. چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی خنک کننده استفاده می کنند. در اوایل دهه 1980 چیلرهای جذبی به دلیل مصرف بسیار کم برق طرفداران زیادی را به خود جلب کردند و تمایل به خرید چیلرهای جذبی تا حدی افزایش یافت.

چیلر جذبی دستگاهی است که گرما را از سیال می گیرد. از این مایع می توان برای خنک کردن هوا در فرآیند تولید استفاده کرد. چیلر جذبی جایگزین مناسبی برای چیلر تراکمی محسوب می شود، بنابراین یکی از کاربردهای روزافزون سیستم های جذبی، تهویه مطبوع می باشد. چیلر جذبی با استفاده از بخار کم فشار، آب گرم یا آب گرم، هزینه بالای مصرف برق را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد آنها کولر گازی را تامین می کنند.

 

چیلر جذبی چگونه کار می کند؟
چیلر جذبی چگونه کار می کند؟

نحوه فعالیت چیلر جذبی به چه شکل است؟

اگر بخواهیم به سادگی نحوه فعالیت چیلرهای جذبی را توضیح دهیم، می‌توانیم یک چرخه ترسیم کنیم.

در این چرخه تمامی عناصر ذکر شده در قسمت قبل (از شیر انبساط تا کندانسور) وجود دارد. کندانسور و ژنراتور در بالای چیلر جذبی و اواپراتور و جاذب در زیر آن قرار دارند.

در ابتدا  ماده مبرد که معمولاً به شکل آب است وارد اواپراتور شده و گرمای محیط را می گیرد تا به گاز تبدیل شود و دمای آن را بالا ببرد. نتیجه این کار مبرد گازی است. بنابراین در این قسمت گرمای محیط توسط اواپراتور جذب می شود. سپس باید کاری کرد تا مبرد گازی از اواپراتور خارج شود. نمک یکی از بهترین گزینه ها برای جذب رطوبت و لیتیوم بروماید یکی از بهترین گزینه ها برای انجام این کار در چیلرهای جذبی است.

بنابراین، مقداری لیتیوم برومید غلیظ در داخل جاذب وجود دارد تا با بخار آب خارج شده از اواپراتور ترکیب شده و رقیق‌تر شود. در مرحله بعدی این چرخه، لیتیوم برومید رقیق شده به وسیله پمپ وارد ژنراتور می شود، این محلول که به سمت ژنراتور هدایت می شود، در رقیق ترین حالت خود قرار دارد و اشباع شده است. به این معنا که دیگر توانایی جذب ندارد. ژنراتور یک مبدل حرارتی است که مبرد را گرم می کند.

ژنراتور این محلول را که ترکیبی از مبرد و لیتیوم بروماید است گرم می کند و در نتیجه بخشی از آب خود را تبخیر می کند. به این ترتیب محلول غلیظ تری نسبت به آب آمونیاک به دست می آید. در نهایت بخار آب جدا شده از محلول آب آمونیاک وارد کندانسور می شود تا تقطیر شود و به آب مقطر تبدیل شود. این آب مقطر وارد شیر انبساط و سپس اواپراتور می شود.

اجزای اصلی چیلر جذبی :

۱-ژنراتور :

وظیفه گرما دادن به محلول غلیظ و جداسازی لیتیوم بروماید و تبخیر مبرد را دارد.

۲- کندانسور :

وظیفه گرفتن گرما از مبرد و تبدیل حالت آن از گاز به مایع و در واقع چگالش آن را برعهده دارد.

۳- اواپراتور :

محلی است که گرمای آب در گردش (Chilled Water) توسط مبرد گرفته شده و مبرد تبخیر می شود.

۴- ابزوربر :

محفظه ای است که مبرد تبخیر شده در اواپراتور توسط مایع لیتیوم بروماید جذب می شود.

۵- پمپ :

این قطعه وظیفه ارسال محلول رقیق به سمت ژنراتور را بر عهده دارد.

 

چیلر جذبی چگونه کار می کند؟
چیلر جذبی چگونه کار می کند؟

مزایای چیلر جذبی :

  • صرفه جویی در هزینه برق، هم در خدمات برق و هم برق اضطراری در مواقع ضروری
  • کم بودن میزان تولید صدا و ارتعاش در چیلرهای جذبی
  • استفاده نکردن از مبردهای مضر و آسیب رسان به محیط زیست
  • وابسته نبودن به انرژی الکتریکی
  • امکان استفاده از انرژی گرمایی اتلافی در پروژه های صنعتی و عظیم

چیلر جذبی شامل انواع زیر می باشد:

  • چیلر جذبی تک اثره (Single Effect)
  • چیلر جذبی دو اثره(Double Effect )
  • چیلر جذبی شعله مستقیم (Direct Fire)

۱- چیلر جذبی تک اثره (Single Effect Chiller)

چیلر جذبی تک اثر قدیمی ترین و اولین نسل چیلر جذبی در جهان است که کمترین راندمان را در مقایسه با سایر انواع چیلرهای جذبی دارد.

اجزای اصلی چیلر جذبی تک اثره

  1. اواپراتور : در پوسته پایینی چیلر قرار می گیرد.
  2. ابزوربر یا جاذب : ابزوربر در پوسته پایینی چیلر قرار دارد.
  3. ژنراتور : در محفظه ی بالایی چیلر قرار دارد.
  4. کندانسور : کندانسور نیز در پوسته بالایی چیلر واقع شده است.
  5. مبدل حرارتی : این مبدل حرارتی همانطور که ذکر شد از نوع پوسته و لوله است.
  6. پمپ های مبرد، محلوله و وکیوم: پمپ ها محلول، یکی بر روی ابزوربر بوده و محلول را در ابزوربر اسپری می کند و دیگری در ژنراتور محلول رقیق را به ژنراتور هدایت می کند.

    چیلر جذبی
    چیلر جذبی تک اثره

 

۲- چیلر جذبی دو اثره یا دو مرحله ای (Double Effect Chiller)

چیلرهای جذبی دو اثره نوع پیشرفته و بهینه شده چیلرهای جذبی تک اثره هستند. چیلرهای جذبی دو مرحله ای ظرفیتی برابر با چیلرهای تک اثر دارند و نیمی از بخار مصرفی دارند. البته فشار مصرفی این چیلر 8 اتمسفر است.

این مدل چیلر به دلیل طراحی بهتر و استفاده بهینه از انرژی حرارتی بخار ورودی به دستگاه دارای ضریب عملکرد بالاتری نسبت به مدل تک اثره است.

تفاوت ظاهری این مدل چیلر با چیلر تک اثره در تعداد ژنراتورهای آنهاست.
چیلر دو مرحله ای دارای دو ژنراتور اولیه و ثانویه هستند که ژنراتور اولیه(High Stage Generator) با دمای بالاتر کار می کند.
ژنراتور ثانویه (Low Stage Generator) در چیلر دو مرحله ای بخشی از انرژی دریافتی ناشی از تقطیر مبرد توسط محلول رقیق لتیم برومانید را جذب و این باعث پیش گرم شدن محلوله لتیم برومانید رقیق می شود.

اجزای اصلی چیلر جذبی دو مرحله ای :

اجزای این چیلر دقیقا مشابه چیلر تک اثره است با این تفاوت که دو ژنراتور با نام های اولیه و ثانویه و در مبدل حرارتی با نام های درجه حرارت بالا و دمای پایین در این سیستم وجود دارد.

به طور کلی پوسته پایینی این چیلر کاملا شبیه چیلر تک اثره است اما پوسته بالایی دو چیلر متفاوت است. علاوه بر این، پمپ‌های مبرد و آداپتورهای چیلر جذبی دو مرحله‌ای یک تا دو اندازه بزرگ‌تر از چیلر تک‌اثر هستند.

این نوع چیلر برای تولید یک تن سرمایش با سرعت 4.5 کیلوگرم در ساعت به بخار با فشار 8 اتمسفر نیاز دارد. از آنجایی که مبردی که توسط بخار دیگ از لیتیوم بروماید جدا می شود دارای انرژی و در نتیجه دمای بالا است، می توان از انرژی نهفته در آن استفاده کرد و در واقع اساس کار دو مرحله ای است.

چیلر و تفاوت آن با سیستم قبلی علاوه بر این مبردی که از لیتیوم بروماید جدا می شود دارای انرژی حرارتی است که با توجه به شکل این انرژی حدود نیمی از انرژی مورد نیاز ما را تامین می کند.

 

چیلر جذبی
چیلر جذبی دو مرحله ای

۳- چیلر جذبی شعله مستقیم (Direct Fire Chiller)

این چیلرها دقیقاً مانند سیستم دو مرحله ای هستند با تنها تفاوت این که در این دستگاه از مولد شعله مستقیم استفاده شده است. این ژنراتور را تامین می کند. به همین دلیل به این نوع چیلر چیلر شعله مستقیم می گویند.

این چیلر تمامی مزایای چیلر دو مرحله ای را دارد، علاوه بر داشتن دیگ مستقل، باعث می شود تمامی هزینه های جداگانه مربوط به دیگ بخار و لوازم جانبی آن حذف شود.
علاوه بر موارد ذکر شده، با توجه به اینکه این نوع چیلر در واقع یک پکیج (چیلر با شوفاژ) از نظر فضای اشغال شده در موتورخانه می باشد، فضای بسیار کمتری را نسبت به دو مدل قبلی اشغال می کند.

مشعل مربوط به بویلر این چیلر قادر هست با گاز شهری، گازوئیل و یا مازوت، بسته به سفارش مشتری کار نمایند و حتی می توان مشعل آنها را دوگانه سوز در نظر گرفت.در واقع این نوع چیلرجذبی دو فصلی (سرمایشی- گرمایشی) می باشد.

 

چیلر جذبی
چیلر جذبی شعله مستقیم