آشنایی با انواع چیلر جذبی در تهویه مطبوع

همان طور که می دانید چیلرها به دو دسته چیلر جذبی و چیلر تراکمی تقسیم می شوند. در ادامه با انواع چیلرهای جذبی و طرز کار آن ها بیشتر آشنا شده و نکاتی را نیز در مورد نحوه انتخاب و خرید چیلر مناسب اشاره خواهیم کرد.

آشنایی با چیلر جذبی

چیلر جذبی یا (Absorption Chiller)، دستگاهی است که طی یک سیکل جذبی و توسط منابع گرمایی مانند بخار داغ یا شعله مستقیم، آب را سرد کرده و این آب سرد را به فن کویل ها یا هواسازهای موجود در واحدهای ساختمانی یا صنعتی جهت خنک کاری می فرستد.

در سیکل های جذبی از یک ماده جاذب (Absorber) به عنوان سیال ثانویه استفاده می شود. این ماده جاذب، گازهای حاصل از تبخیر ماده مبرد که معمولا می باشد و در سیکل های جذبی از آن به عنوان سیال اولیه یاد می شود، را به خود جذب می کند.

اکثرا ماده جاذب مورد استفاده در سیکل های های جذبی، لیتیوم برمید می باشد زیرا این ماده قابلیت جذب بالای بخار آب را دارد و همپنین سمی و قابل انفجار نیست. به این نوع سیکل ها، سیکل های لیتیوم برماید-آب می گویند.

در سیکل های آمونیاک-آب، آب به عنوان ماده مبرد بوده و آمونیاک ماده جاذب می باشد.

مقایسه چیلر جذبی و چیلر تراکمی

چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی که انرژی مورد نیاز خود را با مصرف انرژی الکتریکی تأمین می کنند، از حرارت و ژنراتور به عنوان منبع انرژی استفاده می نمایند. هر دو سیکل جذبی و تراکمی که در چیلرها استفاده می شوند دارای فرآیندهای تقطیر و تبخیر هستند که در فشار متفاوت از یکدیگر انجام می شوند. در سیکل تبرید تراکمی، این اختلاف فشار توسط کمپرسور و با مصرف برق انجام می شود. اما در سیکل های جذبی از یک ژنراتور که با حرارت کار می کند استفاده می کنند.

اجزای چیلرهای جذبی

اجزای اصلی چیلرهای جذبی عبارتند از:

• اواپراتور: سرد کردن آب برای مصارف سرمایشی در اواپراتور انجام می شود.
• جاذب یا ابزوربر: جاذب از طریق جذب بخار مبرد تبخیر شده در اواپراتور، فشار اواپراتور را در حالت خلا نگه می دارد.
• ژنراتور: وظیفه ژنراتور غلیط کردن محلول لیتیم برماید به میزان حالت اولیه است.
• کندانسور: بخار مبرد پس از عبور از ژنراتور در کندانسور به مایع تبدیل می شود.

سایر اجزای چیلرهای جذبی:

• پمپ مبرد
• پمپ سولوشن
• شیرهای کنترل
• ترموستات ها و تابلوی برق

طرز کار چیلر جذبی در سیستم های تهویه مطبوع

همان طور که می دانید با کاهش فشار می توان دمای جوش آب را پایین آورد. در حالت عادی و فشار یک اتمسفر آب در دمای صد درجه به جوش می آید. با کاهش فشار سطح آب تا 0.5 اتمسفر، دمای جوش آب به 81 درجه سانتی گراد رسیده و در فشار 0.01 اتمسفر دمای جوش آب 4.5 درجه سانتی گراد خواهد شد.

در چیلرهای جذبی از این موضوع استفاده می کنند. یعنی با کاهش فشار در اواپراتور تا 0.01 اتمسفر (حالت خلا)، آب مقطر تبخیر می شود.

آب مقطر در هنگام تبخیر گرمای نهان مورد نیاز خود را از سیال مبرد موجود در سیستم که معمولا آب است در یافت می کند و موجب سرد شدن آب می گردد. آب سرد تولید شده توسط پمپ مبرد از اواپراتور به روی لوله های حامل سیستم تهویه مطبوع انتقال می یابد. سپس بخار آب مقطر تولید شده در ابزوربر توسط ماده جاذب، جذب می شود. محلول رقیق جاذب به وسیله پمپ سولوشن وارد ژنراتور می شود. در نهایت محلول جاذب غلیط شده در ژنراتور برای جذب آب به ابزوربر برگشت داده می شود و سیکل جذبی ادامه می یابد.

انواع منابع گرمایی چیلر جذبی

همان طور که قبلا اشاره کردیم، چیلرهای جذبی به یک منبع حرارت نیاز دارند که چند نمونه از آن ها عبارتند از:

1. گرمای اضافی دفع شده از یک توربین گاز
2. استفاده از گرمای اگزوز و یا آب رادیاتور یک موتور به وسیله یک مبدل حرارتی
3. گرمای گازهای خروجی از دودکش کوره ها و بویلرها
4. آب گرم یا بخار داغ
5. شعله مستقیم گازوییل یا گاز

در صورتی که بتوانیم از یک منبع گرمایی در حال اتلاف مانند موارد 1 تا 3  استفاده کنیم، انتخاب چیلرهای جذبی برای تولید سرمایش از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و همچنین از اتلاف انرژی و آلودگی شدید محیط نیز جلوگیری می شود.

انواع چیلر جذبی

چیلرهای جذبی را از طریق می توان طبقه بندی کرد:

1- دسته بندی از نظر منبع حرارتی مورد استفاده در ژنراتور

• چیلر جذبی آب گرم
• چیلر جذبی آب داغ
• چیلر جذبی بخار
• چیلر جذبی شعله مستقیم

معمولا چیلرهای جذبی شعله مستقیم بیشتر کاربرد دارند.

2- دسته بندی از طریق نوع ماده جاذب

• چیلرهای جذبی با جاذب لیتیم برماید
• چیلرهای جذبی با جاذب آمونیاک
• چیلرهای جذبی سیسکاژلی

همان گونه که اشاره کردیم، لیتیم برمید بیشترین کاربرد را به عنوان ماده جاذب در چیلرهای جاذب دارد.

3- دسته بندی از طریق نوع چرخه تغلیظ جاذب

• چیلرهای جذبی تک اثره لیتیم برماید
• چیلرهای جذبی دو اثره لیتیم برماید
• چیلرهای جذبی سه اثره لیتیوم برماید
• چیلرهای جذبی تک مرحله ای آمونیاک
• چیلرهای جذبی چند مرحله ای آمونیاک

از این نظر نیز چیلرهای جذبی دو اثره لیتیوم برماید معمولا کاربرد بیشتری دارند.

در ادامه چند مدل اصلی چیلرهای جذبی را بیشتر بررسی خواهیم کرد:

چیلر جذبی تک اثره

چیلرهای جذبی تک اثره (Single Effect Chiller) از قدیمی ترین چیلرهای جذبی بوده و به عنوان نسل اول این چیلرها شناخته می شود. قیمت اولیه این چیلرها در مقایسه با سایر انواع چیلر جذبی کمتر می باشد. اما بازدهی آن ها بسیار پایین می باشد و امروزه تقریبا منسوخ شده اند.

چیلر جذبی دو اثره یا دو مرحله ای

چیلر جذبی دو اثره (Double Effect Chiller) مدل بهینه شده و پیشرفنه چیلرهای تک اثره است. این چیلرها با طراحی بهتر نسبت به مدل های تک اثره، از انرژی حرارتی ورودی به صورت بهینه استفاده کرده و راندمان بالاتری دارند.

چیلرهای دو مرحله ای دارای دو ژنراتور اولیه و ثانویه می باشند. ژنراتور اولیه با دمای بالاتری کار می کند. ژنراتور ثانویه، مقداری از انرژی ناشی از تبخیر مبرد در اواپراتور که توسط محلول رقیق شده جاذب دریافت شده است را جذب می کند و سبب گرمایش یا اصطلاحا چیش گرم شدن محلول رقیق جاذب می شود. به این ترتیب می توان از انرژی هفته در آن به عنوان یک منبع گرمایی استفاده کرد و چیزی حدود نصف انرزی مورد نیاز از این طریق تأمین ی شود.

حرارتی که توسط برج خنک کن در این سیستم به محیط داده می شود کمتر می باشد، به علاوه در این سیستم دیگ بخار کوچکتری نیز مورد نیاز است.

چیلر جذبی شعله مستقیم

چیلر جذبی شعله مستقیم (Direct Fire Chiller) مشابه چیلر دو مرحله ای می باشد با این تفاوت که از یک ژنراتور شعله مستقیم در آن استفاده شده است. در این چیلرها با حذف واسطه، شعله ای که توسط مشعل ایجاد می شود، به صورت مستقیم حرارت لازم برای ژنراتور را تأمین می کند. مشعل مورد استفاده در این چیلرها توسط گازوییل، گاز شهری و یا مازوت کار می کند.

مزیت اصلی این چیلرها این است که به صورت یک پکیج ارایه شده و دارای بویلر نیز می باشند. در نتیجه فضای کمتری از ساختمان را اشغال کرده و همچنین هزینه ها را کاهش می دهد.

این نوع از چیلرهای جذبی قابلیت کاربرد برای سرمایش و گرمایش را دارند.

مزایای چیلر جذبی

• مصرف برق بسیار کمتر نسبت به چیلرهای تراکمی، در واقع فقط پمپ های محلول اندکی مصرف برق دارند
• سر و صدای چیلرهای جذبی کمتر می باشد
• عدم نیاز به تجهیزات برق اضطراری و هرینه های مربوط به آن
• عدم وجود مبردهای مضر و خطرات زیست محیطی مربوط به آن
• کاهش میزان تولید گازهای گلخانه ای
• جبران شده قیمت اولیه بالاتر دستگاه با توجه به مصرف پایین برق و کاهش هزینه های انرژی

معایب چیلر جذبی

• ضریب عملکرد کمتر نسبت به چیلرهای تراکمی
• نیاز به برج خنک کن و همچنین مصرف آب که در چیلر تراکمی هوا خنک وجود ندارند
• قیمت اولیه بالاتر در مقایسه با چیلرهای تراکمی
• وزن و اندازه چیلرهای جذبی بیشتر از چیلرهای تراکمی می باشد
• هزینه تعمیرات و نگهداری بیشتر نسبت به چیلرهای تراکمی

نکات پایانی

برای انتخاب چیلر جذبی باید ابتدا نوع چیلر جذبی مناسب برای کاربرد مورد نظر مانند چیلر شغله مستقیم و بخار و غیره را انتخاب کرد. سپس با توجه با شرایط جغرافیایی، مصالح به کار رفته در ساختمان، مساحت ساختمان و سایر موارد لازم، میزان ظرفیت نامی تبرید دستگاه بر اساس تن تبرید انتخاب می گردد.

 

همان طور که می دانید امروزه سیستم های تهویه مطبوع در ساختمان ها و واحدهای صنعتی از اهمیت فراوانی برخوردارند. در حال حاضر انواع سیستم های تهویه مطبوع با کاربردهای مختلف در بازار موجود می باشند.

چنانچه قصد خرید انواع چیلرها و همچنین سایر دستگاه های تهویه مطبوع با مناسب ترین و بهترین قیمت را دارید با ما تماس بگیرید.