چیلر جذبی چیست ؟ چگونه کار می نماید و چرا باید از آن استفاده کرد؟
به گزارش وبلاگ عینک سفارشی، سیستم های سرمایش و گرمایش در ساختمان ها با پیشرفت تکنولوژی دچار تکامل شده اند. امروزه انواع مختلف آن ها در بازار مشاهده می شوند. اسپلیت ها و چیلر ها دو نوع از سیستم های تهویه مطبوع هستند که روز به روز محبوب تر شده اند. بعضی از این سیستم ها هم سرمایشی و هم گرمایشی و بعضی هم فقط در یک زمینه به کار گرفته می شوند. چیلر دو نوع جذبی و تراکمی دارد. چیلرهای جذبی که در این مطلب از ویکی ساختمون به آن خواهیم پرداخت صراف جهت ایجاد سرمایش استفاده می شوند.
انواع چیلر
- چیلر تراکمی
- چیلر جذبی
چیلر جذبی چیست؟
چیلرهای جذبی تفاوت های شاخصی با سایر انواع چیلرها دارند. چیلرهای جذبی از نظر اجزای تشکیل دهنده فاقد کپرسور هستند. چیلر های جذبی به جای انرژی برق از انرژی حرارتی به منظور فراوری سرما استفاده می نمایند. این نوع از چیلرها دارای قطعات متحرک کمتری نسبت به انواع تراکمی هستند. با توجه به عملکرد چرخشی پمپ های مورد استفاده در این نوع چیلر، میزان خرابی و هزینه های مربوط به تعمیرات آن ها کمتر از انواع تراکمی است.
بیشتر بخوانید: سیستم سقف سرد چیست؟ نصب آن در ایران مقرون به صرفه است؟
به بیانی ساده می توان چنین مطرح کرد که چیلر جذبی یک دستگاه خنک نماینده مرکزی است که در آن با استفاده از فرایند جذب تبرید به یاری ترکیب های دوتایی آب - لیتیوم برماید و یا آمونیاک - آب، در چرخه جذبی، آب در گردش در فن کوئل را خنک می نماید. این فرآیند موجب خنک سازی محیط مورد نظر می گردد.
اجزای تشکیل دهنده چیلر جذبی
- اواپراتور در واقع با توجه به ساختار متشکل از لوله های مسی، سینی، المنتور و نازل ها که از آن بهره برده است، آبی که برای خنک سازی ساختمان مورد احتیاج است را تحت فرایند سرمایش قرار می دهد.
- جاذب که گاهی ابزوربر نیز خوانده می گردد در واقع به تثبیت فشار اواپراتور در حالت خلأ یاری می نماید. جاذب برای این کار اقدام به جذب بخار مبرد تبخیر شده در اواپراتور اقدام می نماید. جذب بخار یک عمل گرمازا است. این گرما از طریق لوله های مسی جریان می یابد و در داخل جاذب از طریق پاشیدن محلول مورد نظر بر روی این لوله ها، انتقال حرارت تسریع می گردد.
- ژنراتور از دیگر اجزای چیلر جذبی است که در آن فرآیند غلیظ سازی محلول مورد نظر که عمدتاً لیتیم بروماید است صورت می گیرد. حرارت از طریق لوله های مسی وارد ژنراتور می گردد و سپس جدا شدن مبرد از محلول را به دنبال خواهد داشت. سپس وارد کندانسور می گردد.
- کندانسور وظیفه تبدیل بخاری که از سمت ژنراتور به سمت آن فرستاده می گردد به مایع را بر عهده دارد. آبی که تقطیر می گردد در کندانسور در یک مخزن مخصوص جمع می گردد و سپس از آن جا به سمت اواپراتور جریان می یابد.
- مبدل حرارتی از دیگر اجزای چیلرهای جذبی است که در آن میان محلول غلیظ خروجی از ژنراتور و محلول رقیق خارج شده از جاذب و جریان یافته به سمت ژنراتور، تبادل حرارت صورت می گیرد. این تبادل حرارت موجب افزایش دمای محلول رقیق می گردد. از طرفی هم دمای محلول رقیق وارد شده جاذب نیز کاهش می یابد. این فرآیند در نهایت موجب بهبود عملکرد چیلرهای جذبی می گردد.
- پمپ ها که دو نوع محلول و مبرد دارند از معدود تجهیزاتی هستند که در این چیلرهای از انرژی برق استفاده می نمایند. پمپ مبرد آب مقطر را از تشک اواپراتور و از طریق نازل هایی مخصوص روی لوله های مسی حامل جریان آب سرد شونده می پاشد. پمپ های محلول نیز در واقع نقش انتقال محلول رقیق از سمت ابزوربر به سمت کندانسور را بر عهده دارند.
چیلر جذبی چگونه کار می نماید؟
به لحاظ ساختاری، کندانسور و ژنراتور دو بخش اصلی چیلرهای جذبی به شمار می فرایند. این دو بخش قسمت بالایی محفظه جذب را تشکیل می دهند. اواپراتور و جاذب هم قسمت پایینی محفظه جذب را شکل داده اند. مبدل حرارتی هم در این بین وجود دارد که برای افزایش کارایی سیستم به کار گرفته شده است.
در مرحله اول، یک محلول متشکل از لیتیوم بروماید و آب از طریق مبدل حرارتی در جاذب چیلر پمپ می گردد. سپس، این محلول به سمت ژنراتور بالا می رود. منبع گرما (آب گرم / بخار) از طریق لوله ای در مخزن ژنراتور جریان می یابد و باعث جدا شدن لیتیم بروماید و آب از یکدیگر می گردد. آب، تبخیر می گردد و به سمت کندانسور به سمت بالا حرکت می نماید.
لیتیوم بروماید هم در مرحله اول به سمت بالا حرکت می نماید و بعد از آن به دلیل وزن مولکول ها به پایین کشیده می گردد. این پدیده موجب می گردد غلظت مایع لیتیوم بروماید در پایه ژنراتور بیشتر گردد و این جریان از طریق مبدل حرارتی به سمت پایین انتقال یابد و روی جاذب چیلر اسپری گردد. در این مرحله مایع لیتیوم بروماید می تواند با مولکول های آب ترکیب گردد.
در همین حال، بخار آب در مایع متراکم می گردد، زیرا با یک کویل خنک نماینده در قسمت کندانسور در تماس است. آب حاصل، از طریق یک لوله آب بندی شده در داخل کندانسور عبور می نماید تا گرمای بخار آب را از بین ببرد و همین موضوع موجب می گردد تا چگالی مایع داخل آن افزایش پیدا کند.
سپس این آب مایع در یک قسمت درون خازن جمع می گردد و از طریق یک لوله به داخل تبخیر نماینده منتقل می گردد. میزان جریان آب از طریق یک دهانه ثابت کنترل می گردد. اواپراتور در فشار بسیار کمی قرار گرفته است و در نزدیکی خلأ است و این باعث می گردد آب به دلیل افت سریع فشار، افت شدید دما نیز داشته باشد. آب دما را تا حدود 4 درجه سانتی گراد کاهش می دهد.
خط آب سرد از اواپراتور عبور می نماید؛ دقیقاً مانند چیلر خنک نماینده با آب. این خط آب سرد تمامی گرمای ساختمان را حمل می نماید. خط آب سرد از کندانسور عبور می نماید و سپس روی سطح اسپری می گردد تا گرمای ناخواسته، از بین برود. آب سرد در حدود 12 درجه سانتی گراد وارد سیم پیچ تبخیر می گردد و با تماس اسپری آب کندانسور سرد با لوله خط آب سرد، انرژی حرارتی از آن خارج می گردد. به یاد داشته باشید که دو آب هرگز با هم مخلوط نشده و همواره توسط دیواره لوله از هم جدا می شوند.
با انتقال گرما از طریق دیواره لوله و داخل آب کندانسور، در قسمت خارجی لوله ها، آب کندانسور به دلیل فشار کم محفظه به داخل تبخیر می گردد. با تبخیر، انرژی حرارتی ناخواسته را با خود حمل می نماید. توجه داشته باشید که قبلاً یاد گرفتیم که چگونه آب در دمای کم تحت فشار کم، جوش می آید. مدار آب خنک شده در این مرحله گرمای خود را از دست داده و دمای آن در حدود 7 درجه سانتی گراد خواهد بود و برای جمع آوری گرمای بیشتر آماده در اطراف ساختمان پمپاژ می گردد.
بخار آب یا بخار حاصل از تبخیر نماینده جذب می گردد و به سمت محلول قوی لیتیم بروماید که در جاذب پاشیده می گردد جذب خواهد شد. این فرآیند مانند یک نیروی مغناطیسی است که ذرات آب مستقیماً به سمت جذب نماینده به جریان در می آیند تا در کنار لیتیوم بروماید جای گیرند. این جاذبه بین ذرات آب و ذرات لیتیوم بروماید باعث ایجاد خلأ در محفظه می گردد.
انواع چیلر جذبی
دسته بندی های مختلفی از انواع چیلرهای جذبی بر اساس منبع حرارتی مورد استفاده در ژنراتور، بر اساس ماده مبرد و جاذب و بر اساس چرخه تغلیظ جاذب اجرا شده است که در ادامه هر یک از این دسته بندی ها بیشتر باز شده اند.
بر اساس منبع حرارتی مورد استفاده در ژنراتور
- چیلر جذبی آب گرم
- چیلر جذبی آب داغ
- چیلر جذبی بخار
- چیلر جذبی شعله مستقیم
بر اساس ماده مبرد و جاذب
- چیلر جذبی لیتیم بروماید
- چیلر جذبی آمونیاک
- چیلر جذبی سیلیکا ژلی
بر اساس چرخه تغلیظ جاذب
- چیلر های جذبی تک اثره لیتیم بروماید
- چیلر های جذبی دو اثره لیتیم بروماید
- چیلر های جذبی سه اثره لیتیم بروماید
- چیلر های جذبی یک مرحله ای آمونیاکی
- چیلر های جذبی چند مرحله ای آمونیاکی
کجاها می توان از چیلر جذبی استفاده کرد؟
استفاده از چیلرهای جذبی با توجه به عملکردی که دارند باید تحت شرایط خاصی صورت گیرد. به طور کلی انتخاب استفاده از چیلرهای جذبی در شرایط توجیه پذیر خواهد بود.
- در شرایطی که هزینه برق نسبت به سوخت بسیار بیشتر است.
- هنگامی که در منطقه با کمبود انرژی برق رو به رو هستیم.
- دسترسی کافی به آب وجود داشته باشد.
- از نظر اندازه محدودیت نداشته باشیم.
مزایا و معایب چیلرهای جذبی
- چیلرهای جذبی به دلیل عدم استفاده از برق به عنوان انرژی متعاقباً مصرف برق بسیار پایین خواهد بود.
- به طور کلی، سر و صدا و لرزش های چیلر های جذبی نسبت به نوع تراکمی کمتر است.
- مبرد در چیلرهای جذبی آب مقطر است که کاملاً بی خطر بوده و به راحتی می توان آن را تهیه کرد. در حالی فریون های چیلرهای نوع تراکمی از نوع کلروفلوورکربن ها هستند که تأثیرات بسیار منفی این ماده روی محیط زیست بر همه عیان است.
- یکی از نقاط ضعف چیلر های جذبی این است که به دلیل کمتر بودن ضریب عملکرد نسبت به چیلر تراکمی، راندمان پایین تری دارند.
- قیمت اولیه چیلر های جذبی نسبت به تراکمی کمتر است.
- چیلر های جذبی به طور کلی به برج خنک نماینده احتیاج دارند که مصرف آب دارند، بنابراین در مناطق کم آب نمی توان از چیلر های جذبی استفاده کرد.
- از نظر اندازه، چیلر های جذبی در مقایسه با نوع تراکمی با فرض یکسان بودن ظرفیت، عظیم تر هستند.
سخن آخر
چیلرها روز به روز در حال افزایش استفاده در تهویه مطبوع ساختمان هایی با کاربری های مختلف هستند. چیلرهای جذبی با ساختار و عملکرد منحصر به فرد خود دارای یک سری معایب و مزایا هستند که در بالا به آن ها پرداخته شد. استفاده از چیلرهای جذبی تحت شرایطی خاص باید صورت گیرد.
منبع: ویکی ساختمان