مقایسه چیلر سیلیکاژل و چیلر لیتیوم بروماید

تفاوت اصلی بین چیلرهای سیلیکاژل و لیتیوم بروماید در نوع ماده جاذب آب است که در یکی ماده جاذب سیلیکاژل جامد (غیر خطرناک و غیر خورنده) و در دیگری لیتیوم بروماید مایع (خورنده) جاذب آب است. هر دو  نوع از تبخیر، جذب و چگالش برای خنک کردن آب استفاده می‌کنند که می‌تواند در سیستم‌های برودتی یا خنک کننده استفاده شود. سیستم های تبرید جذبی منظور سطح پایین میزان مصرف انرژی الکتریکی، مورد توجه طراحان سیستم های تبرید و تهویه مطبوع قرار گرفته است. در چنین سیستم هایی، مواد جاذب می تواند مایع یا جامد باشد. چیلرهای جذبی با ماده جاذب سیلیکاژل از جدیدترین و بهترین نوع این گونه سیستم ها می باشد که کارایی آن در استفاده از منابع گرمایی با دمای نه چندان زیاد، بی نظیر می باشد. در ادامه این پست به مقایسه چیلر سیلیکاژل و چیلر لیتیوم بروماید می پردازیم.

چیلرهای جذبی سیلیکاژل

یک چیلر جذب سطحی سیلیکاژل از آب به عنوان مبرد (بدون فلوئوروکربن) و از سیلیکاژل به عنوان ماده جاذب استفاده می‌کند. چیلرهای جذب سطحی می‌توانند به طور موثر از گرمای هدر رفته تولید برق استفاده کنند که می‌تواند برای خنک کننده با مصرف انرژی مناسب استفاده شود. به عنوان مثال برای خنک سازی شیر در مزارع مناسب است. انرژی خورشید یا گرمای هدر رفته در صنایع برای چیلرهای جذب کننده ایده‌آل است. زیرا آن‌ها با استفاده از آب گرم ورودی حدود 65 تا 100 درجه کار می‌کنند.

کاربرد چیلر جذبی سیلیکاژل

از چیلر جذبی سیلیکاژل با استفاده از گرمای اتلاف شده برای خنک کردن گرمای ایجاد شده در کارخانه‌های تولید خودرو، صنایع شیمیایی، خط لوله گاز، صنایع غذایی، آلومینیوم و ... استفاده می‌شود. چیلرهای جذب سطحی که انرژی را به طور بهینه مصرف می‌کنند، سیستمی هستند که در آنها آب از چرخه اواپراتور، دو مبدل حرارتی جذب سطحی و کندانسور عبور می‌کند. این چرخه خنک کننده به جای برق از طریق تبخیر و چگالش آب هدایت می‌شود. مقدار کمی از توان مصرفی واحد توسط پمپ مصرف می‌شود. سیلیکاژل جامد می باشد و پر از منافذ ریز با قطرهای میکرونی (متخلخل) است و راحتی می تواند اب را جذب خود کند و به همین منظور نام دیگر سیلیکاژل، چیلر جذبی جامد بخار نیز می باشد. فرمول شیمیایی ساختار سیلیکاژل SIO2  می باشد و با ترکیب شدن اسید سولفوریک با سیلیکات سدیم ایجاد می شود. سیلیکاژل با جذب بخار آب، تغییری در حجمش نخواهد داشت و تغییری در فرمولاسیون و مولکول های بخار آب ایجاد نخواهد کرد و از جمله مزایای آن می توان به سمی بودن (بر خلاف چیلرهای آمونیاکی) و بی بو بودن آن اشاره نمود که اغلب به شکل دانه ای ساخته می شوند (در برخی مواقع به صورت پودر نیز تولید می شوند). از سوی دیگر به محض دریافت گرما (از منابع گرمایی) بخار آب از سیلیکاژل جدا شده و هر کدام مسیری تعیین شده ی خود را در دستگاه را طی می کنند تا سیکل ادامه یابد و فرآیندها مجددا اتفاق می افتد. از دیگر مزایای سیلیکاژل می توان به موارد زیر اشاره کرد

•   کم مصرف بودن ( کمتر از 1 کیلووات انرژی مصرف می کند)
• داشتن حداقل هزینه جاری
• عمر طولانی؛ حدود 30 سال عمر می‌کند.
• به جای استفاده از فلوروکربن‌ها و گازهای مضر برای محیط زیست از آب به عنوان مبرد استفاده می‌کند.
• استفاده و نگهداری آن آسان است.
•  در آب و هوای خنک بهتر کار می‌کند.
• می‌تواند به طور مداوم کار کند.
• حداقل نگهداری را لازم دارد.
•  خروجی آب سرد آن حدود 5 تا 7 درجه سانتی گراد است.
•  به راحتی از منابع انرژی دیگر مثل آب گرم خورشیدی استفاده می‌کند.
•  از حداقل برق استفاده می‌کند.
   

چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید

در اولین مرحله از سیکل چیلر جذبی لیتیوم بروماید ، آب مقطر به عنوان مبرد در فشار و دمای بسیار کم وارد محفظه اواپراتور می شود. اگر فشار داخل محفظه اواپراتور به اندازه مورد نیاز پایین نگه داشته شود، آب مقطر به طور همزمان می تواند به شکل مخلوطی از بخار آب و مایع در اواپراتور شکل گیری کند. این بدان معناست که آب مقطر در نقطه ای قرار می گیرد که با جذب گرما از محیط می تواند به بخار تبدیل شود. به همین  منظور در این محفظه، لوله هایی کار گذاشته می شود که درون لوله ها مسیر آب جریان یافته و اطراف لوله ها هم آب مقطر در فشاری بسیار پایین جریان یابد و بدین ترتیب آب مقطر اطراف لوله ها با جذب گرمای آب جاری درون لوله ها ، از حالت مایع به بخار تغییر فاز داده و آب درون لوله ها نیز سرد می شود. این آب سرد با پمپی برای مصرف کننده نهایی (فن کویل ها یا هواسازهای یک ساختمان یا مدار خنک کننده یک دستگاه صنعتی یا …) پمپاژ می شود.

منبع اصلی انرژی برای شروع کار در چیلر جذبی سیلیکاژل ، منبع حرارتی می باشد و مصرف برق در آن حدود ۱۰ درصد کل انرژی مورد نیاز برای کار سیکل است. به دلیل اینکه منبع اصلی انرژی مورد نیاز سیکل های جذبی ، گرما و حرارت است ، فلسفه اصلی کاربرد چیلرهای جذبی این است که بتوان منبع حرارتی در حال اتلاف در یک مکان را به سیکل داد و سرمایش ایجاد کرد. به طور مثال حرارت سیال گازی در حال خروج در نیروگاه ها یا موتورهای دیزلی یا کوره ها و … منابع  بسیار کاربردی و مفیدی برای کار این نوع چیلرها می باشد. با اینکه چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید به روشی شبیه چیلرهای جذب سیلیکاژل کار می‌کند اما دارای چند اشکال هستند:

•  لیتیوم بروماید ماده‌ای خورنده است.
•  تعمیر و نگهداری مداوم نیاز دارد زیرا لیتیوم بروماید کریستاله می‌شود و اجزای چیلر را از بین می‌برد.
•  این سیستم هیدروژن تولید می‌کند و از بین بردن آن به وسیله پالادیوم پر هزینه است.
•  نظارت مستمر بر عملکرد را نیاز دارد.
•  عمر مفید آن کوتاه است؛ حدود 7 تا 9 سال.

سخن آخر

 در اکثر پروژه های صنعتی استفاده از چیلرهای تراکمی به جذبی ارجعیت دارد (به خاطر مزایای بیشتر سیکل های تراکمی نسبت به سیکل های جذبی) اما در شرایطی که بخواهیم حرارت در هدر رفتنی را به عنوان منبع انرژی به کار ببریم، یکی از اصولی و بهترین روش ها تبدیل آن به سرمایش در سیکل های جذبی سیلیکاژلی یا لیتیوم برومایدی یا آمونیاکی می باشد.