چیلر جذبی یا Absorption chiller یکی از انواع بسیار پرکاربرد چیلر میباشد. چیلر خود زیر مجموعه ای از سیستم تهویه مطبوع هوا است که وظیفه آن تغییر دادن دمای یک ماده میباشد و برای تغییر دادن دما از قوانین ترمودینامیک استفاده میکند. چیلر جذبی با استفاده از یک انرژی، فرایندهایی روی ماده انجام میدهد که دمای آن را تغییر دهد. ماده ای که این تغییرات بر روی آن انجام میشود مبرد نام دارد. مبرد با صرف انرژی بر روی آن وارد فازهای مختلف گازی یا مایع میشود. چیلرها بر اساس این تغییرات فازهای مبرد، کار خود را انجام میدهند. یا به عبارتی میتوان گفت وظیفه چیلر تغییر دادن فازهای پی در پی مبرد است. در این میان چیلرهای جذبی برای تولید سرما از انرژی حرارتی استفاده میکند و میتوان گفت به دلیل بهینگی مصرف برق چیلرهای جذبی، آنها به گزینهای پرطرفدار تبدیل شدهاند. مبرد مورد استفاده در سیستمهای چیلرهای جذبی آب میباشد. این سیستم برای تامین گرمای خود از گازوئیل یا گاز طبیعی استفاده میکند. همچنین اگر در چیلرهای جذبی از منابع غیر مستقیم گرما استفاده شود، این منابع عبارتند از بخار پرفشار و کم فشار و آب داغ.
هر آنچه که باید از کندانسور و اواپراتور بدانید
موارد استفاده از چیلر جذبی
این نوع چیلرها در تاسیساتی که دارای ظرفیت دیگ اضافی میباشند و قادر هستند آب داغ یا بخار مورد نیاز برای به کار انداختن چیلر را تامین نمایند، یک روش عالی برای تهویه مطبوع مرکزی به شمار میروند.
ظرفیت چیلر جذبی
ظرفیت چیلرهای جذبی معمولاً بین ۵۰ تن تا ۱۰۰۰ تن تبرید، تخمین زده شده است. البته برخی از شرکتهای ژاپنی توانسته اند تا ظرفیت ۵۰۰۰ تن تبرید را نیز با استفاده از چیلرهای جذبی تولید نمایند.
انواع چیلرهای جذبی
- چیلر جذبی شعله مستقیم
- چیلر جذبی بخار
- چیلر جذبی آب داغ
البته یک تقسیم بندی عمومی تر نیز وجود دارد که در آن چیلرهای جدید در دو گروه چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و آب و چیلرهای جذبی آب و آمونیاک طبقه بندی میشوند. در این نوع چیلرهای جذبی یکی از سیالها به عنوان مبرد و یکی از سیالها به عنوان جاذب در هر سیکل تبرید جذبی استفاده میشود. برای مثال در چیلرهای جذبی آمونیاک، آب جاذب است و آمونیاک مبرد میباشد. در چیلرهای جذبی بروماید و آب، آب مبرد میباشد و محلول لیتیوم بروماید جاذب است.
نوعی تقسیم بندی دیگر تقسیم بندی بر حسب اجزای سیستم است. برای مثال سیکلهای تبرید را میتوان به سیکلهای تبرید سه اثره، دو اثر و تک اثره تقسیم بندی کرد. البته سیکلهای سه اثر هنوز به مرحله عمل نرسیده اند، اما سیکلهای دو اثر و تک اثره در شکلهای متنوع ساخته شده اند و در مقیاس وسیع استفاده میشوند.
اجزا چیلرهای جذبی
در چیلرهای جذبی ۴ محفظه وجود دارد که به ترتیب عبارتند از:
- اواپراتور
- ابزوربر یا جاذب
- ژنراتور
- کندانسور
با توجه به اینکه این ۴ محفظه در چه محلی مستقر هستند و چه ابعادی دارند، باعث میشود که چیلرها از نظر شکل و ظاهر با یکدیگر متفاوت باشند. بخش عمده ای از چیلرهای جذبی از پوسته و لوله تشکیل شده اند. پوستههایی از جنس فولاد و لولههای مسی. در بخش زیر این چهار محفظه را بررسی میکنیم.
کمپرسور روتاری چیست؟
|
اواپراتور در چیلرهای جذبی
این محفظه در قسمت پایین چیلرهای جذبی قرار دارد. مایع مبردی که در این قسمت قرار میگیرد به دلیل خلا نسبی یا فشار پایین این قسمت از محفظه بخار میشود و باعث میشود که درجه حرارت آب سرد داخل لولههای اپراتور کاهش پیدا کند.
ابزوربر یا جاذب در چیلرهای جذبی
این قسمت وظیفه جذب کردن بخارهای تولید شده توسط مبرد در اواپراتور را دارد و معمولاً در پوسته پایینی قرار میگیرد.
ژنراتور در چیلرهای جذبی
وظیفه ژنراتور، جدا کردن بخار آب از لیتیوم بروماید است و باید آن را غلیظ کند. این قسمت در محفظه بالایی چیلرهای جذبی قرار دارد.
کندانسور در چیلرهای جذبی
بخش دیگر مستقر در بالای چیلرهای جذبی کندانسور است و این بخش وظیفه دارد مبردی که به وسیله ژنراتور تبخیر شده است را تقطیر کند. برای تقطیر کردن مبرد، بخار مبرد با لولههای سردی برخورد میکند که در آنها آب برج خنک کننده گردش پیدا کرده است. در نتیجه مبرد تقطیر میشود و به تشک اواپراتور سرریز میشود.
رابطه فشار و جوش در چیلرهای جذبی
سیکل چیلرهای جذبی
در چیلرهای جذبی به جای کمپرسور از ابزار دیگری مانند ژنراتور، جاذب، ابزوربر و پمپ استفاده میشود. سیکل تبرید جذبی از جهتهایی شبیه سیکل تبرید تراکمی است. برای مثال در آنها نیز در کندانسور فرآیند چگالش انجام میشود و در اواپراتور فرایند تبخیر انجام میشود.
در چیلرهای جذبی ماده مبرد یا همان آب، بعد از اینکه از دریچه انبساط یا گلوگاهها عبور کرد وارد اپراتور میشود. در این چیلرها دریچه ای وجود دارد که کندانسور را از اپراتور مجزا میکند. کندانسور قسمت فشار بالای مدار است و اپراتور قسمت فشار پایین مدار میباشد. در چیلرهای جذبی کمپرسور حذف شده است و علت پایین بودن مصرف برق این چیلرها نیز دقیقا حذف این قسمت میباشد. اما مصرف گاز چیلرهای جذبی بسیار بالا است و از مشعلهای گازسوز به منظور تامین کردن دمای مورد نیاز چیلرهای جذبی استفاده میشود.
برخلاف چیلرهای تراکمی در چیلرهای جذبی از آب به عنوان مبرد استفاده میشود. در چیلرهای تراکمی از ماده سرمازا به عنوان مبرد استفاده میشد و در چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید ماده جاذب میباشد. لیتیوم بروماید دارای قدرت بالا در جذب بخار آب است. همچنین یک ماده غیر سمی میباشد که قابل انفجار نیست و ترکیبات مضر نیز ندارد. در واقع میتوان گفت به نمک مایع لیتیوم بروماید گفته میشود.
رابطه بین فشار و نقطه جوش در چیلرهای جذبی
چیلرهای جذبی به گونه ای طراحی شده اند که آب در آنها که نقش مبرد را دارد، در دمای 4.5 درجه سانتیگراد تبخیر میشود. تبخیر یک فرایند گرماگیر است و باعث میشود که گرمای اطراف ابزروربر و اواپراتور جذب شود و در نتیجه فرایند سرمایش به وقوع بپیوندد. برای اینکه چیلرهای جذبی به درستی کار کنند باید آنها تحت خلا و در فشار منفی کار کنند. وکیوم بودن چیلرهای جذبی و کارکرد آنها در فشار کاری منفی، از معایب چیلرهای جذبی به شمار میرود. زیرا اگر کمترین نشتی در آنها به وجود بیاید، باعث میشود راندمان چیلرهای جذبی کاهش پیدا کند و آنها از کار بیفتند. فرایندی که در دیگ بخار اتفاق میافتد، دقیقاً بر عکس فرآیند بالا میباشد. در این قسمت میخواهیم که آب در دمای بیشتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد بجوشد، در نتیجه باید فشار داخل دیگ را به اندازه ای بالا ببریم که نقطه جوش آب نیز افزایش پیدا کند.
معایب چیلرهای جذبی
مانند سیستمهای دیگر چیلرهای جذبی نیز دارای معایبی میباشند که عبارتند از:
- کریستالیزاسیون
- خوردگی
- فشار خیلی پایین
به دلیل به کارکرد چیلرهای جذبی تحت خلا و وکیوم، آنها با کوچکترین نشتی از طرف محیط دچار اختلال میشوند، درنتیجه آنها نسبت به نگهداری بسیار حساس میباشند. ازآنجاییکه لیتیوم بروماید همان نمک مایع است در برابر ترکیب با هوا خاصیت اسیدی پیدا میکند؛ باعث خوردگی قطعات میشود. همچنین لیتیوم بروماید در فرایند جامد شدن باعث کریستالیزاسیون میشود. این فرآیند زمانی اتفاق میافتد که دما در ابزروربر یا جاذب کاهش پیدا میکند و باعث میشود که چیلرهای جذبی از کار بیفتد.