چیلرها از جمله تجهیزات خنک کننده محیط و سیستم های صنعتی هستند که در دو نوع چیلر تراکمی و چیلر جذبی طراحی می شوند. چیلر جذبی که با نام چیلر ابزوربشن (Absorption chiller) نیز شناخته می شود یکی از پرکاربردترین انواع چیلر می باشد که از انرژی حرارتی برای ایجاد سرمایش در فضا استفاده می کند. عملکرد چیلر جذبی بر پایه قوانین ترمودینامیک و فرآیندهای شیمیایی است که منجر به ایجاد برودت می شوند. این نوع چیلر با استفاده از یک منبع گرمایی مانند شعله مستقیم گاز و یا بخار داغ، آب را سرد نموده و آن را جهت خنک کردن محیط به فن کویل یا سایر هواسازها در واحدهای ساختمانی و صنعتی منتقل می کند. شرکت توسعه تدبیر و تلاش ماندگار (TTM) نماینده فروش چیلر جذبی مدیا و دیگر برندها در تهران و شهرستان ها می باشد. برای خرید اینترنتی چیلر جذبی و یا دریافت کاتالوگ و لیست قیمت چیلر جذبی با کارشناسان ما در شرکت توسعه تدبیر و تلاش ماندگار تماس بگیرید.
روش کار چیلر جذبی در مقایسه با چیلر تراکمی
در چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی، به جای انرژی تولید شده از یک موتور الکتریکی، از گرمای تولید شده توسط حرارت شعله مستقیم و یا یک ژنراتور برای سرمایش محیط استفاده می شود. در چیلر جذبی معمولا آب عنصر مبرد می باشد که به سه شکل آب داغ، بخار کم فشار و بخار پر فشار مورد استفاده قرار می گیرد. در چیلرهای تراکمی و جذبی فرآیند جذب و تبرید از نظر انجام تبخیر و تقطیر در دو فشار متفاوت، مشابه هستند. وجه تفاوت آن ها در این است که در سیکل تراکمی اختلاف فشار توسط یک کمپرسور ایجاد می شود در حالی که در نوع جذبی یک ژنراتور که با انرژی گرمایی کار می کند، این عمل را انجام می دهد.
در چه شرایطی از چیلر جذبی استفاده می کنیم؟
علی رغم مزیت های چیلر تراکمی، امروزه بسیاری به استفاده از چیلرهای جذبی روی آورده اند که علت اصلی آن انطباق بهتر چیلر جذبی با برخی شرایط محیطی می باشد. در موارد زیر انتخاب یک چیلر جذبی می تواند گزینه خوبی باشد:
- در شرایطی که امکان تامین انرژی الکتریکی و برق مستقیم با قدرت کافی، برای راه اندازی دستگاه تهویه مطبوع وجود نداشته باشد.
- مناطقی که با مشکل کم آبی رو به رو نیستند و آب با ویژگی های قابل قبول به اندازه کافی موجود است.
- مناطقی که در آن رطوبت نسبی محیط پایین است.
- امکان دسترسی سریع و آسان به سوخت های فسیلی مانند گازوئیل و گاز وجود داشته باشد.
- در اماکن صنعتی که جهت خط تولید، آب داغ و یا بخار آب تولید شده و امکان استفاده در چیلر جذبی را نیز دارد.
انواع چیلر جذبی
چیلرهای جذبی را می توان بر اساس نوع سیال مبرد و جاذب، نوع ژنراتور و اجزای سیستم تقسیم بندی نمود.
- انواع چیلر جذبی از نظر نوع سیال جاذب و مبرد
عملکرد چیلرهای جذبی وابسته به وجود دو ماده سیال به عنوان جاذب و مبرد می باشد. بر همین اساس می توان آن ها را به طور عمومی به دو نوع چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی آب و لیتیوم بروماید تقسیم نمود. در نوع اول از آب به عنوان سیال جاذب و در نوع دوم از آب به عنوان سیال مبرد استفاده می شود.
- انواع چیلر جذبی از نظر عملکرد اجزای سیستم
چیلرهای جذبی از نظر عملکرد اجزای سیستم، تعداد مراحل و راندمان در سه نوع تک اثره، دو اثره و سه اثره موجود می باشند. نوع نخست چیلرهای جذبی صرفا یک مرحله‌ای بودند که به دلیل استفاده از یک ژنراتور، راندمان بالایی نداشتند به همین دلیل طراحان این سیستم با هدف افزایش غلظت ماده جاذب و افزایش بازدهی چیلر، تصمیم به استفاده از دو ژنراتور تحت عنوان ژنراتورهای دما بالا و دما پایین گرفتند و به همین شکل در ادامه نوع سه اثره‌ی آن نیز وارد بازار شد.
- انواع چیلر جذبی از نظر نوع ژنراتور
چیلرهای جذبی بر اساس نوع ژنراتور به دو دسته‌ی شعله با حرارت مستقیم و غیر مستقیم (مانند آب داغ، بخار آب داغ و ….) تقسیم می شوند. در نوع ژنراتور با حرارت مستقیم از سوزاندن سوخت های فسیلی مانند گازوئیل برای ایجاد شعله‌ی مستقیم استفاده می شود در حالی که در نوع غیر مستقیم آن می توان از حرارت و انرژی گرمایی یک فرآیند و یا دستگاه صنعتی دیگر برای راه انداختن سیکل جذبی و سرمایش آب بهره برد.
اجزای اصلی چیلر جذبی
شکل ظاهری چیلرهای جذبی وابسته به ابعاد و محل قرارگیری چهار محفظه‌ی اصلی تشکیل دهنده‌ی آن ها می باشد. این چهار محفظه اصلی عبارتند از: اواپراتور، ابزوربر، ژنراتور و کندانسور. ساختمان یک چیلر جذبی شامل اجزای دیگری از جمله مبدل حرارتی و پمپ های محلول و مبرد می باشد. با توجه به اینکه تمامی این محفظه ها نوعی مبدل لوله و پوسته هستند بنابراین بخش اعظم اجزای چیلر جذبی از جنس لوله های مسی و پوسته فولادی می باشد.
اواپراتور در چیلر جذبی
وظیفه اصلی اواپراتور در چیلرهای جذبی سرد کردن آبی است که برای ایجاد سرما در محیط به پمپ منتقل می شود. اوپراتور در حالت خلاء قرار دارد و بر همین اساس آب افشانده شده توسط نازل های آن بر روی لوله های آب چیلد (همان آبی که باید سرد شده و در لوله ها جریان یابد) به سرعت و با دریافت گرمای آب چیلد، بخار می شوند.
ابزوربر یا جاذب در چیلر جذبی
وظیفه‌ی اصلی ابزوربر این است که فشار اواپراتور را در وضعیت خلا حفظ و نگهداری نماید و این کار را با استفاده از جذب بخار ماده مبرد تبخیر شده در اواپراتور انجام می دهد. در ابزوربر پس از اینکه ماده مبرد توانست بخار آب را جذب خود کند توسط یک پمپ به ژنراتور منتقل می شود تا با گرفتن حرارت خارجی، بخار آب را از خود جدا کرده و دوباره وارد فرآیند شود. حرارت خارجی در این مرحله جهت راه اندازی فرآیند جذب استفاده می شود و می تواند شعله مستقیم یک منبع گرما (مشعل) و یا حرارت ناشی از هدر رفت یک کوره و… باشد.
ژنراتور در چیلر جذبی
در چیلرهای جذبی پس از اینکه ماده جاذب (مانند لیتیوم بروماید) از بخار آب جدا شد هر یک مسیر متفاوتی را طی می کنند. در این زمان ماده جاذب به ابزوربر باز می گردد تا بتواند به طور مجدد در قسمت اواپراتور، بخار آب را جذب خود نماید و بخار آب نیز به قسمت کندانسور منتقل می شود تا دوباره به حالت مایع بازگردد.
کندانسور در چیلر جذبی
عملکرد اصلی کندانسور تبدیل بخار آب آزاد شده از ژنراتور به مایع می باشد. همچنین ساختمان چیلرهای جذبی دارای یک مدار آب برج خنک کننده نیز می باشد که هدف از آن عبور دادن آب از قسمت های ابزوربر و کندانسور جهت خنک کردن آن ها است. این کاهش دما باعث افزایش راندمان جذب بخار آب توسط ماده جاذب در ابزوربر و عمل میعان در کندانسور می شود.
مبدل حرارتی چیلر جذبی
هدف از تعبیه مبدل حرارتی در چیلر جذبی، تبادل انرژی حرارتی میان محلول رقیق خروجی از ابزربر در مسیر انتقال به ژنراتور و محلول غلیظ خروجی از ژنراتور جهت انتقال به اوپراتور می باشد. در طی این فرآیند دمای محلول رقیق وارد شده با ابزربر کاهش می یابد که این امر موجب افزایش بازدهی سیستم چیلر می شود. جنس این مبدل حرارتی از ورقه های کربن استیل بوده و در زیر مخزن پایینی چیلر تعبیه می گردد.
پمپ های محلول و مبرد
اگرچه عملکرد کلی چیلر جذبی بر پایه استفاده از سوخت فسیلی می باشد اما پمپ های محلول و مبرد تنها قسمت های ان هستند که نیازمند مصرف انرژی الکتریکی می باشند. این پمپ ها که از نوع هرمتیک و کاملا بسته می باشند جهت انتقال محلول و مبرد در سیستم چیلر جذبی استفاده می شود. این پمپ ها به طور خودکار و به وسیله خود محلول در گردش دستگاه خنک می شوند.
پدیده کریستالیزاسیون در چیلر جذبی
خطر کریستالیزه شدن لیتیوم برماید (تبدیل شدن ان از حالت سیال به بلورهای نمک) را می توان بزرگ ترین مشکل چیلرهای جذبی دانست. در ساختمان چیلر جذبی، آب برج خنک کننده ابتدا باید وارد ابزوربر شده تا پس از خنک کردن لیتیوم برماید وارد کندانسور شود. در صورتی که آب ورودی به ابزوربر دارای دمایی پایین تر از حد معین باشد پدیده کریستالیزاسیون رخ داده و چیلر از مدار خود خارج می گردد. جهت رفع این مشکل، یک شیر کنترل و حسگرهایی برای اندازه گیری دمای آب در نظر گرفته شده است تا در صورت لزوم برج خنک کننده را از مدار خارج نمایند.
میزان مصرف آب در چیلرهای جذبی
به طور کلی می توان گفت که در چیلرهای جذبی به ازای هر یک تن تبرید به یک متر مکعب آب جهت فعالیت کندانسور نیاز داریم. همچنین حجم آب جبرانی در مدار برج کننده چیلر حدودا یک تا دو درصد از آب در حال گردش است.
مزایا و معایت استفاده از چیلرهای جذبی
- صرفه جویی در مصرف برق از مهم ترین مزایای استفاده از چیلرهای جذبی می باشد. در این نوع چیلر می توان از گاز طبیعی، منابع فسیلی و یا حرارت هدر رفته از یک فرآیند صنعتی دیگر به عنوان منبع اصلی انرژی چیلر استفاده نمود همچنین چیلرهای جذبی نیازی به نصب تجهیزات برق اضطراری (با ظرفیت بالا) ندارد بنابراین بهره گیری از چیلر جذبی می تواند منجر به کاهش قابل توجه هزینه خدمات شود.
- در برخی از انواع چیلرهای جذبی می توان در فصول سرد سال آب گرم لازم برای سیستم های گرمایشی را از همین چیلرها تامین نمود و از آن ها به عنوان گرم کننده (هیتر) نیز بهره برد که هرچند از نظر اقتصادی به صرفه می باشد ولی به دلیل افزایش استهلاک چیلر توصیه نمی‌شود.
- نصب چیلرهای جذبی بخار در مجموعه هایی مانند بیمارستان ها که جهت استریل کردن تجهیزات خود نیازمند حجم گسترده‌ای از بخار می باشند، می تواند موجب افزایش بار و مصرف بخار در فصول گرم سال شده و راندمان سیستم به طرز قابل توجهی افزایش می یابد که با کاهش هزینه‌های مجموعه نیز همراه است.
- ایجاد آلودگی صوتی و ارتعاش ناشی از عملکرد چیلرهای جذبی بسیار کمتر از انواع تراکمی آن است چرا که چیلرهای جذبی فاقد کمپرسورهای تولید کننده‌ی صدا می باشند.
- تولید گازهای گلخانه‌ای و سایر آلاینده‌های زیست محیطی در چیلرهای جذبی به مراتب کمتر از چیلرهای تراکمی است.
- با توجه به اینکه ضریب عملکرد معیاری مهم جهت استفاده از یک سیستم است؛ بالاتر بودن ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی (حداقل 3) در مقایسه با ضریب عملکرد چیلرهای جذبی (حدودا 1) یکی از مهم ترین دلایل استقبال بیشتر از چیلرهای تراکمی بوده است.
- چیلرهای جذبی به دلیل دارا بودن برج خنک کننده نیازمند مصرف آب هستند در حالی که چیلرهای تراکمی به برج خنک کننده نیازی ندارند بنابراین می توانند گزینه مناسب تری برای مناطق کم آب و یا مناطقی با اقلیم گرم و مرطوب باشند.
