چیلر جذبی چیست و چگونه کار می‌کند؟

چرخه تراکم:

در چرخه تراکم بخار که چیلرها بر اساس آن کار می‌کنند، مخلوطی از مایع و بخار مبرد وارد اواپراتور می‌شود (A). مبرد با جذب گرما از هوا یا آب، تبخیر شده و آب یا هوا را خنک می‌کند و به کمک کمپرسور از اواپراتور مکیده می‌شود (B). بخار مکش‌شده توسط کمپرسور متراکم شده و با فشار و دمای بالاتر وارد کندانسور می‌شود (C). کندانسور به کمک آب یا هوا، گرمای مبرد را دفع کرده و بخار تبدیل به مایع می‌شود؛ پس از خروج از کندانسور، وارد شیر یا وصاله انبساطی (D) شده و سپس وارد اواپراتور می‌گردد. وصاله انبساطی (EXPANSION DEVICE) وسیله‌ای است که فشار مایع مبرد را کاهش داده و شرایط مناسب را برای تبخیر در اواپراتور به‌وجود می‌آورد. عملکرد وصاله انبساطی ضمن کاهش فشار، موجب تبخیر مقداری از مبرد نیز می‌شود. بنابراین مایع سرد و عاری از بخار، پس از عبور از وصاله انبساطی وارد اواپراتور شده تا با جذب گرمای بخار، چرخه تکرار شود.

چرخه سرمایش چیلر جذبی:

چرخه تراکمی و جذبی دو اختلاف عمده دارند: نخست اینکه در چیلر جذبی، ابزوربر، پمپ و ژنراتور جایگزین کمپرسور شده‌اند؛ دوم اینکه در اینجا سرمایش توسط دو ماده سیال (مبرد و جاذب) انجام می‌شود که سیال اول مبرد و سیال دوم جذب‌کننده (جاذب) است. اواپراتور، کندانسور و وصاله انبساطی همان نقشی را دارند که در چیلر تراکمی برعهده داشتند.

سیال مبرد:

یکی از تفاوت‌ها در چیلر تراکمی و جذبی، نوع مبرد است. چیلر تراکمی معمولاً از مبردهایی مانند HCFC-123 ،HCFC-22 ،HFC-134a و غیره استفاده می‌کند، در حالی که در چیلر جذبی از آب مقطر استفاده می‌شود. آب مقطر، فراوان، ارزان، در دسترس و در عین حال بدون خطرات مخرب زیست‌محیطی بوده و دارای گرمای نهان تبخیر بالا است. گرمای نهان تبخیر آب برابر با 1000BTU به ازای هر پوند یا 2326kJ/kg برای هر کیلوگرم است. از این رو آب به‌عنوان مبرد انتخاب می‌شود؛ زیرا گرمای نهان تبخیر زیاد آب در دستگاه با قابلیت جذب بالا بسیار مناسب می‌باشد. بنابراین فشار خلاء (زیر فشار جو) باید برقرار باشد.

انواع چیلر جذبی:

چیلرهای جذبی با زوج مبرد و جاذب آب / لیتیم بروماید برای ظرفیت‌های سنگین و صنعتی طبقه‌بندی می‌شوند.

• نوع غیرمستقیم: در نوع غیرمستقیم، سیال گرم مانند بخار، آب داغ یا آب گرم توسط دیگ‌ها تهیه شده و برای تغلیظ ماده مبرد در ژنراتور چیلر به‌کار می‌رود. این فرصت خوبی است که می‌توان از گرمای بازیافتی یا بخار حاصله نیز استفاده کرد.
• نوع مستقیم: در چیلرهای نوع مستقیم، محلول غلیظ مستقیماً در معرض شعله قرار می‌گیرد؛ بنابراین بخشی از ژنراتور چیلر در معرض احتراق است.
• چیلر جذبی تک‌اثره: دارای ضریب عملکرد پایین‌تر بوده و ژنراتور عهده‌دار تغلیظ است و محلول غلیظ‌شده را به جذب‌کننده می‌فرستد.
• چیلرهای جذبی دو اثره: از دو دیگ بخار و ژنراتور استفاده می‌شود و همین امر میزان مصرف/تزریق را کاهش می‌دهد. سیستم کارکرد این چیلرها قابلیت کار با ژنراتورها را دارد اما به علت محدودیت‌های ابعاد و هزینه، همیشه از این امتیاز برخوردار نیستند.

سیستم‌های جذبی با زوج آب و لیتیم بروماید در ظرفیت ۳ تا ۵ تن تبرید (تقریباً ۱۰ تا ۱۸ کیلووات) است و همان‌طور که در بالا اشاره شد، می‌توانند از آب/لیتیم بروماید از ظرفیت ۲۰ تا ۱۵۰۰ تن (یعنی ۷۰ تا ۳۵۰۰ کیلووات) کار کنند.

کاهش دمای آب در آرایش چیلرها:

در شبکه ترکیبی چیلرها، دستگاه‌ها می‌توانند نسبت به یکدیگر به‌صورت موازی یا سری قرار گیرند. در حالت موازی، انعطاف‌پذیری بیشتری برای بار کاهش‌یافته وجود دارد و هزینه‌های مربوط به برق کاهش می‌یابد. می‌توان از چیلرهای متفاوت استفاده کرد؛ مدلی که بتواند در شرایط بار گوناگون امکان تنظیم دمای آب رفت و برگشت را فراهم آورد وجود دارد. به این ترتیب، چیلر اول در بالادست قرار گرفته و آب را به دمای مدنظر می‌رساند. این چیلرها، چیلرهای با ضریب کارآیی پایین‌تر (تک‌اثره) را تشکیل می‌دهند؛ در حالی که چیلر پایین‌دست (دو اثره) آب را به دمای نهایی می‌رساند. هرچند چیلرهایی که با سوخت (بنزین / گازوئیل) کار می‌کنند باعث کاهش مصرف انرژی برق می‌شوند، اما هزینه‌های خرید آن‌ها بالاست.

نکات مهم در مورد نگهداری چیلرهای جذبی:

• چک کردن فشار و دمای آب ورودی و خروجی لوله اواپراتور
• چک کردن فشار و دمای آب ورودی و خروجی برج خنک‌کننده
• چک کردن غلظت محلول لیتیم بروماید در جذب‌کننده (ابزوربر)
• چک کردن دمای محلول خروجی از ژنراتور
• چک کردن میزان مبرد در لوله اواپراتور
• چک کردن میزان مبرد در کندانسور

شرایط کار استاندارد:

اواپراتور، ابزوربر، ژنراتور و کندانسور چهار بخش اصلی چیلر جذبی هستند. شرایط استاندارد برای آب ورودی ژنراتور مطابق با استانداردهای مربوط به انواع چیلرها می‌باشد:

• دمای استاندارد ورودی آب سرد چیلر در کویل اواپراتور و خروجی آن بر اساس استاندارد ARI 560 تعیین می‌شود.
• دمای آب ورودی و خروجی کندانسور طبق استاندارد ARI 500 محاسبه می‌گردد.
• توان الکتروموتور پمپ‌ها و مبرد در چیلرها بر اساس استاندارد ARI 560 تعیین شده و حدود ۴,۹۰۰ تا ۹,۵۰۰ وات می‌باشد.

 نویسنده: امیری نیا