آشنایی با چیلر جذبی
چیلر جذبی به دلیل استفاده از سوخت حرارتی، بر خلاف چیلرهای تراکمی، که از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند، یکی از چیلرهای پرکاربرد، و محبوب در سیستم‌های تهویه مطبوع، به‌شمار می‌رود. ذکر این نکته لازم است، که چیلرهای جذبی امروزه بسیار کمتر از، چیلرهای تراکمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. راندمان بسیار پایین‌تر این چیلرها، نسبت به چیلرهای تراکمی، یکی از عواملی است، که این دستگاه‌ها را، کم کم از بازار تهویه مطبوع، به حاشیه رانده است. اگرچه در ظرفیت‌های بالای تولیدی، این دستگاه‌ها، به دلیل اختلاف بسیار زیاد در مصرف برق، به نسبت چیلرهای تراکمی، در بسیاری از پروژه‌ها، کارفرما مجبور به استفاده از این نوع چیلرها می‌شود.
می‌توان گفت: این چیلرها در کشورهایی که دارای نفت و گاز ارزان هستند، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.
در ادامه به شرح کامل این دستگاه می‌پردازیم:
همانطور که ذکر شد، مصرف انرژی عمده چیلر جذبی بر پایه مصرف گاز طبیعی است. در چیلرهای تراکمی از کمپرسور،که مصرف کننده برق می‌باشد، استفاده می‌کنند، و در چیلر جذبی، به جای کمپرسور از ژنراتور و ابزوربر، استفاده می‌شود.
اجزای اصلی چیلر جذبی :
۱-ژنراتور :
وظیفه گرما دادن به محلول غلیظ، و جداسازی لیتیوم بروماید و تبخیر مبرد را دارد.
۲- کندانسور :
وظیفه گرفتن گرما از مبرد، و تبدیل حالت آن از گاز به مایع، و درواقع چگالش آن را برعهده دارد.
۳- اواپراتور :
محلی است که گرمای آب در گردش (Chilled Water), توسط مبرد گرفته شده،و مبرد تبخیر می‌شود.
۴- ابزوربر :
محفظه‌ای است که مبرد تبخیر شده در اواپراتور، توسط مایع لیتیوم بروماید، جذب می‌شود.
۵- پمپ :
این قطعه وظیفه ارسال محلول رقیق، به سمت ژنراتور را بر عهده دارد.
نحوه کارکرد چیلر جذبی
در چیلر جذبی آب مقطر، نقش مبرد را ایفا می‌کند. وظیفه مبرد گرفتن گرمای آب در گردش بین چیلر و فن کویل است. یکی از اصول ترمودینامیکی رابطه‌ی بین فشار و دمای تبخیر می‌باشد. به این صورت که هرچه فشار محیط کمتر شود، نقطه جوش یک ماده پایین تر است، و اصطلاحا زودتر تبخیر می‌شود. در اینجا و در قسمت اواپراتور، شرایطی فراهم می‌شود، که آب‌مقطر در دمای حدودا 5° سانتیگراد تبخیر می‌شود.
نحوه خنک شدن آب در چیلر جذبی
در اواپراتور آب مقطر و آب برگشتی از فن‌کویل‌ها، که معمولا دارای دمای (12°c) می‌باشد، در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند. آب برگشتی از فن‌کویل‌ها، گرمای خود را به آب‌مقطر می‌دهد. این آب خنک شده، و آب‌مقطر، تبخیر می‌شود، و به حالت بخار در می‌آید. در این مرحله آب خنک شده، به سمت فن‌کویل‌ها، ارسال می‌شود. مبرد که به حالت بخار درآمده است، در قسمت بعدی که ابزوربر نام دارد، توسط لیتیوم بروماید جذب می‌شود. حال مخلوطی از لیتیوم بروماید و بخار مبرد، که محلول رقیق لیتیوم بروماید است، را داریم. این مخلوط توسط پمپ، به سمت ژنراتور، ارسال می‌گردد.
ژنراتور با گرمادهی به این محلول، باعث جداسازی لیتیوم بروماید، و بخار آب می‌گردد. این گرما می‌تواند، از سه روش مشعل، آب داغ و یا بخار، توسط ژنراتور تولید و به محلول رقیق داده شود. در این مرحله لیتیوم بروماید، که دوباره غلظتش افزایش یافته، و اصطلاحا تغلیظ، شده است، به دلیل اختلاف فشار بین ژنراتور و ابزوربر (ابزوربر فشار پایین تری دارد)،، دوباره به ابزوربر برمی‌گردد. از طرفی بخار مبرد جدا شده، به کندانسور چیلر ارسال می‌شود.
در کندانسور حالت مبرد از گاز، به مایع تبدیل می‌شود. کندانسور در چیلر جذبی، از نوع آب‌خنک است. به این معنی که آب از برج خنک‌کننده، باعث چگالش مبرد می‌شود. سپس این مبرد، که اکنون به حالت مایع درآمده، دوباره برای گرفتن گرمای آب در گردش چیلر، به سمت اواپراتور ارسال می‌شود.
این ساده ترین تعریف برای کارکرد سیکل چیلر جذبی می‌باشد.
انواع چیلر جذبی کدامند؟
۱-چیلر جذبی شعله مستقیم:
چیلر جذبی شعله مستقیم، متداولترین نوع از چیلرهای جذبی می‌باشند. این چیلرها درون خود دارای مشعل هستند، و مستقیما گرما را به مخلوط رقیق شده لیتیوم بروماید، و مبرد می‌دهند. درواقع گرمای ژنراتور، از طریق شعله‌ی مستقیم تامین می‌شود. به دلیل راندمان بالاتر این نوع چیلر نسبت به انواع دیگر و همچنین امکان استفاده از این نوع چیلر، در زمستان جهت تولید آب گرم، چیلرهای شعله مستقیم، محبوبیت بالایی در بین انواع چیلرهای جذبی دارند. نیاز به تجهیزات کمتر، و واسطه‌های کمتر جهت تولید حرارت، هزینه‌های نصب، و استفاده از این چیلرها را، بیشتر متداول کرده است.
۲- چیلر جذبی آب گرم:
چیلرهای جذبی آب گرم، نیاز به موتورخانه و دیگ جهت رساندن آب گرم، برای تغلیظ محلول دارند.نیاز به این تجهیزات و افزایش هزینه‌های نصب، و راه‌اندازی ، افت انرژی حرارتی و… از جمله مشکلات این سیستم می‌باشد.
اقتصادی‌ترین نوع استفاده از این چیلرها، در فرایندهایی است، که تولید آب گرم بدون هزینه در اختیار است.
۳-چیلر جذبی بخار:
چیلرهای جذبی بخار، با استفاده از گرمای بخار باعث تغلیظ محلول لیتیوم بروماید، و آب می‌گردد.
این چیلرها، خود دارای دو نوع تک اثره و دو اثره، می‌باشند.
در مدل‌های دو اثره، محلول طی دو مرحله، و در دو ژنراتور دما بالا و دما پایین، جداسازی می‌شود.
نیاز به حجم بالای بخار و تجهیزات زیاد، استفاده از این چیلرها، در پروژه‌های بیمارستانی و نیروگاهی، مقرون به‌صرفه‌تر است.
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی:
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی، همواره مورد بحث مهندسین و کارفرمایان محترم بوده است. این مقایسه‌ها عموما به علت اصلی مصرف برق چیلرهای تراکمی، و مصرف گاز در چیلرهای جذبی می‌باشد. البته می‌توان موارد زیر را به صورت فهرست‌وار برای مقایسه این دو چیلر، عنوان کرد، هرچند مقایسه دو چیلر جذبی و تراکمی می‌تواند، بسیار گسترده‌تر باشد:
تفاوت چیلر جذبی و تراکمی
- ۱-چیلرهای جذبی ،معمولا نیاز بیشتری به نیروی متخصص جهت نگه‌داری و تعمیرات دارند.
- ۲- چیلرهای جذبی در پروژه‌هایی که نیاز به تامین برق بسیار بالا می‌باشد، مناسب اند.
- ۳- مصرف چیلرهای جذبی، بر‌پایه سوخت طبیعی، و چیلرهای تراکمی بر‌اساس مصرف برق می‌باشند.
- ۴- راندمان یک چیلر تراکمی، بسیار بیشتر (حدود ۵ تا ۶ برابر) نسبت به یک چیلر جذبی است.
- ۵-ابعاد و اندازه‌یک چیلر جذبی، معمولا بسیار بزرگتر از چیلر تراکمی است، و نیاز به فضای بیشتری دارد.
- ۶-چیلر جذبی به دلیل نیاز به برج‌خنک‌کننده، مصرف آب بالاتری نسبت به چیلر تراکمی هوا‌خنک دارد.
- ۷- تجهیزات مصرفی و تاسیساتی، برای یک چیلر جذبی بیشتر از چیلر تراکمی است.
- ۸- در ظرفیت‌های پایین، چیلرهای جذبی اصلا مقرون‌به‌صرفه نیستند.
جمع‌بندی :
امروزه استفاده از چیلرهای جذبی به دلیل نیاز به تجهیزات زیاد و فضای زیاد(نسبت به چیلرهای تراکمی همچون مینی چیلرها) بسیار کمتر شده است. البته بزرگترین مزیت این چیلرها، استفاده از سوخت طبیعی گاز، و تبدیل آن به سرمایش می‌باشد، که در ایران به دلیل ارزان بودن این انرژی، همچنان استفاده از این چیلرها را، مورد توجه قرار می‌دهد. البته در ظرفیت‌های پایین، کمتر کسی به دنبال نصب چیلر جذبی است، چراکه دردسرهای اجرا و نگه‌داری، راندمان و زمان، کارفرمایان ترجیح می‌دهند از چیلرهای تراکمی استفاده کنند. با این وجود، هنوز هم در بسیاری از پروژه‌های بزرگ، استفاده از این چیلرها مرسوم است.
