چیلر جذبی چیست ؟ چگونه کار می کند و چرا باید از آن استفاده کرد؟
به گزارش گردش در ترکیه، 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. برخی از این سیستم ها هم سرمایشی و هم گرمایشی و برخی 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 تولید سرما استفاده می کنند. 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، مقدار خرابی و هزینه های مربوط به تعمیرات آن ها کمتر از انواع تراکمی است.
بیشتر بخوانید: سیستم سقف سرد چیست؟ نصب آن در ایران ارزان است؟
به بیانی ساده می توان چنین عنوان نمود که چیلر جذبی یک دستگاه خنک کننده مرکزی است که در آن با استفاده از فرایند جذب تبرید به کمک ترکیب های دوتایی آب - لیتیوم برماید و یا آمونیاک - آب، در چرخه جذبی، آب در گردش در فن کوئل را خنک می کند. این فرآیند موجب خنک سازی محیط مورد نظر می شود.
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 نیاز است را تحت فرایند سرمایش قرار می دهد.
- جاذب که گاهی ابزوربر نیز خوانده می شود در واقع به تثبیت فشار اواپراتور در حالت خلأ کمک می کند. جاذب برای این کار اقدام به جذب بخار مبرد تبخیر شده در اواپراتور اقدام می کند. جذب بخار یک عمل گرمازا است. این گرما به وسیله لوله های مسی جریان می یابد و در داخل جاذب به وسیله پاشیدن محلول مورد نظر بر روی این لوله ها، انتقال حرارت تسریع می شود.
- 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 به وسیله لوله های مسی وارد ژنراتور می شود و سپس جدا شدن مبرد از محلول را در پی خواهد داشت. سپس وارد کندانسور می شود.
- کندانسور وظیفه تبدیل بخاری که از سمت ژنراتور به سمت آن فرستاده می شود به مایع را بر عهده دارد. آبی که تقطیر می شود در کندانسور در یک مخزن مخصوص جمع می شود 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 شود. از طرفی هم دمای محلول رقیق وارد شده جاذب نیز کاهش می یابد. این فرآیند در نهایت موجب بهبود عملکرد چیلرهای جذبی می شود.
- پمپ ها که دو نوع محلول و مبرد دارند از معدود تجهیزاتی هستند که در این چیلرهای از انرژی برق استفاده می کنند. پمپ مبرد آب مقطر را از تشک اواپراتور و به وسیله 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 کند؟
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 به وسیله مبدل حرارتی در جاذب چیلر پمپ می شود. سپس، این محلول به سمت ژنراتور بالا می رود. منبع گرما (آب گرم / بخار) به وسیله لوله ای در مخزن ژنراتور جریان می یابد و باعث جدا شدن لیتیم بروماید و آب از یکدیگر می شود. آب، تبخیر می شود و به سمت کندانسور به سمت بالا حرکت می کند.
لیتیوم بروماید هم در مرحله اول به سمت بالا حرکت می کند و بعد از آن به علت وزن مولکول ها به پایین کشیده می شود. این پدیده موجب می شود غلظت مایع لیتیوم بروماید در پایه ژنراتور بیشتر شود و این جریان به وسیله مبدل حرارتی به سمت پایین انتقال یابد و روی جاذب چیلر اسپری شود. در این مرحله مایع لیتیوم بروماید می تواند با مولکول های آب ترکیب شود.
در همین حال، بخار آب در مایع متراکم می شود، زیرا با یک کویل خنک کننده در قسمت کندانسور در تماس است. آب حاصل، به وسیله یک لوله آب بندی شده در داخل کندانسور عبور می کند تا گرمای بخار آب را از بین ببرد و همین موضوع موجب می شود تا چگالی مایع داخل آن افزایش پیدا کند.
سپس این آب مایع در یک قسمت درون خازن جمع می شود و به وسیله یک لوله به داخل تبخیر کننده منتقل می شود. مقدار جریان آب به وسیله یک دهانه ثابت کنترل می شود. اواپراتور در فشار بسیار کمی قرار گرفته است و در نزدیکی خلأ است و این باعث می شود آب به علت 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 کند؛ دقیقاً مانند چیلر خنک کننده با آب. این خط آب سرد تمامی گرمای ساختمان را حمل می کند. خط آب سرد از کندانسور عبور می کند و سپس روی سطح اسپری می شود تا گرمای ناخواسته، از بین برود. آب سرد در حدود 12 درجه سانتی گراد وارد سیم پیچ تبخیر می شود و با تماس اسپری آب کندانسور سرد با لوله خط آب سرد، انرژی حرارتی از آن خارج می شود. به یاد داشته باشید که دو آب هرگز با هم مخلوط نشده و همیشه به وسیله دیواره لوله از هم جدا می شوند.
با انتقال گرما به وسیله دیواره لوله و داخل آب کندانسور، در قسمت خارجی لوله ها، آب کندانسور به علت فشار کم محفظه به داخل تبخیر می شود. با تبخیر، انرژی حرارتی ناخواسته را با خود حمل می کند. 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 شود.
بخار آب یا بخار حاصل از تبخیر کننده جذب می شود و به سمت محلول قوی لیتیم بروماید که در جاذب پاشیده می شود جذب خواهد شد. این فرآیند مانند یک نیروی مغناطیسی است که ذرات آب مستقیماً به سمت جذب کننده 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 شود.
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 میزان محدودیت نداشته باشیم.
مزایا و معایب چیلرهای جذبی
- چیلرهای جذبی به علت 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 علت 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 کننده نیاز دارند که مصرف آب دارند، بنابراین در منطقه ها کم آب نمی توان از چیلر های جذبی استفاده کرد.
- از نظر میزان، چیلر های جذبی در مقایسه با نوع تراکمی با فرض یکسان بودن ظرفیت، بزرگ 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