انواع چیلر جذبی
چیلرهای جذبی گرمای هدر رفته حاصل از سایر فرایندها و تجهیزات را برای هدایت فرایندهای ترمودینامیکی جمع می‌کنند و اجازه می‌دهند آب برای تهویه مطبوع هوا سرد و توزیع شود. در چیلرهای جذبی از کمپرسورهای مکانیکی استفاده نمی‌شود، در عوض از چرخه تبرید جذبی استفاده می‌گردد. اندازه آنها از 20 تا 1500 تن است.چرخه‌های تبرید جذبی با چرخه‌های تبرید تراکمی بخار تفاوت دارند به این دلیل که کمپرسور توسط یک جاذب، پمپ و ژنراتور جایگزین میشود، در حالی که کندانسور، دستگاه انبساط و اواپراتور یکسان هستند. چیلرهای جذبی مبنای عملکرد آن، جذب آب مقطر توسط لیتیوم بروماید میباشد. ابتدا آب مقطر در فشار خلا با گرفتن گرما از آب چیلد واتر تبخیر میشود؛ بخار تبخیر شده توسط لیتیوم بروماید جذب شده و لیتیوم بروماید اشباع شده توسط پمپ ابزوربر به ژنراتور فرستاده میشود. در ژنراتور با بکارگیری انرژی گرمایی محلول لیتیوم بروماید احیا خواهد شد و بخار آب جدا می شود. لیتیوم بروماید غلیط برای جذب مجدد بخار آب مقطر به ابزوربر فرستاده میشود و بخار مقدار آبی که جدا شده است را به سمت کندانسور می فرستد؛ بعد از تقطیر در محفظه کندانسور چیلر جذبی به سمت اواپراتور جهت تبخیر و گرفتن گرما فرستاده می شود.
چیلرهای جذبی چگونه کار می‌کنند؟
در چیلر جذبی، ژنراتور از یک منبع انرژی با درجه حرارت بالا، به طور معمول بخار یا آب گرم استفاده می‌کند، سپس از طریق لوله‌ها جریان می‌یابد و مبرد را به بخار می‌جوشاند. بخار به کندانسور منتقل میشود و محلول غلیظ به جاذب برمی‌گردد. در جاذب، بخار مبرد توسط محلول جذب شده و به بخار متراکم تبدیل میشود و گرمای حاصل از آن را در اواپراتور آزاد می‌کند. چیلرهای جذبی سه نوع هستند که همگی تفاوت کمی با یکدیگر دارند.در ادامه این پست به انواع چیلرهای جذبی می پردازیم.
1- چیلر جذبی تک اثره:
در چیلر تک اثره، آب سرد یک بار توسط مبرد از یک سینی مضاعف در اواپراتور سرد میشود. مبرد بخار شونده سپس به یک محلول غلیظ، که از ژنراتور می‌آید، جذب میشود. محلول سپس رقیق میشود زیرا در هنگام جذب گرما در آب خنک کننده ماده مبرد تبخیری را جذب می‌کند. محلول رقیق شده در جاذب از طریق مبدل حرارتی به سمت ژنراتور جریان می‌یابد. آب داغ محلول رقیق شده را گرم کرده و مبرد بخار میشود، سپس متراکم شده و به مدار مبرد برمی‌گردد. سپس جاذب رقیق شده می‌تواند دوباره تولید و بازیافت شود.
2- چیلرهای جذبی دو اثره
یک چیلر جذبی با اثر دوگانه همان اجزای اساسی مشابه تک اثره را دارد، اما شامل یک ژنراتور اضافی، مبدل حرارتی و پمپ نیز میشود. در این نوع چیلر دو چرخه وجود دارد: یک چرخه اصلی و یک چرخه کمکی. آب خنک شده توسط مبرد از یک سینی دوتایی در اواپراتور دو بار خنک میشود و مبرد بخار شونده به محلول غلیظی که از ژنراتور دوم می‌آید جذب میشود.مقدار بخار جذب شده توسط سیستم سینی دوتایی افزایش می‌یابد. محلول غلیط به محلول رقیق تبدیل میشود و گرما به آب خنک کننده جذب میشود. محلول رقیق شده در جاذب از طریق یک مبدل حرارتی با دمای پایین و یک مبدل حرارتی با دمای بالا به ژنراتور اول جریان می‌یابد. سپس آب داغ محلول رقیق شده را گرم کرده و مبرد بخار میشود. محلول جاذب در ژنراتور 1 به یک محلول میانی تبدیل میشود و از طریق مبدل حرارتی با درجه حرارت بالا به ژنراتور دوم می‌رسد.سپس محلول واسطه در ژنراتور 2 توسط آب گرم ، گرم میشود و مبرد بیشتری در ژنراتور 2 بخار میشود. بخار در محلول در جاذب کمکی جذب شده و تبدیل به محلول رقیق کمکی میشود. محلول رقیق کمکی از طریق مبدل حرارتی به ژنراتور تحویل داده میشود. و محلول با آب داغی که از ژنراتور 1 می‌آید گرم میشود و به محلول غلیظ کمکی تبدیل میشود. محلول غلیظ کمکی از طریق مبدل حرارتی به جاذب تحویل داده میشود. بخارهای مبرد که در ژنراتور 1 تولید شده‌اند در کندانسور سرد می‌شوند و بعد در اواپراتور جاری می‌گردند. گرمای کندانسور توسط آب خنک کننده جذب میشود.
3- چیلرهای جذبی شعله مستقیم
چیلرهای جذبی با شعله مستقیم بیش‌ترین شباهت را با چیلرهای جذبی تک اثره دارند. تفاوت اصلی این است که به جای استفاده از آب گرم برای بازسازی محلول جذب، محلول مستقیماً توسط شعله گاز گرم میشود تا محلول و مبرد را دوباره تولید کند. مواردی که در آن چیلر جذبی در آن ترجیح داده میشود عبارتند از:
- هزینه برق زیاد و سوخت کم باشد.
- نیروی الکتریکی کافی در دسترس نباشد.
- آب گرم کافی یا بخار ضایعات کم عیار در دسترس باشد.
- مناطقی که یک محیط آرام در اولویت است.(چیلر جذبی به علت کم بودن قطعات متحرک، کم صدا میباشد)
نحوه عملکرد چیلر های جذبی
برای صرفه اقتصادی، از یک منبع حرارتی در حال اتلاف استفاده میشود. مانند: گرمای دفع شده از یک توربین گاز، گرمای گازهای دودکش یا بویلرها، آب گرم یا بخار داغ در اتلاف و غیره. سیکل برودتی چیلر جذبی به این ترتیب است که در اواپراتور، آب که مبرد اصلی سیکل است با تبخیر شدن حرارت را جذب می‌کند و باعث برودتی یا سرمایش می‌گردد. سپس آب بخار شده توسط لیتیوم بروماید در جاذب یا همان ابزوربر، جذب میشود و محلول رقیق لیتیوم بروماید بدست می‌آید. در ادامه این محلول به ژنراتور منتقل میشود که در آنجا با استفاده از حرارت ژنراتور محلول به دو قسمت تقسیم می‌گردد. بخار آب به کندانسور منتقل شده که پس از میعان آماده است تا مجدداً در اواپراتور حرارت دریافت کند. لیتیوم بروماید نیز از ژنراتور به جاذب برگردانده میشود. به این ترتیب در چیلر جذبی حرارت در اواپراتور گرفته شده و در کندانسور دفع می‌گردد. در سیستم تهویه مطبوع آب مورد نیاز فن کویل و یا هواساز توسط چیلر جذبی خنک میشود.
مزایا و معایب چیلرهای جذبی
از جمله مزایا و معایب چیلر های جذبی به ذکر زیر می باشد :
- 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.
