چیلر جذبی

 

چیلر جذبی (Absorption Chiller) چیست؟

چیلر های جذبی از چهار قسمت اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط تشکل شده اند. در این چیلر ها از ابزوربر یا مایع جاذب و یک یا دو نوع منبع گرمایشی با توجه به نوع چیلر جذبی که می تواند تک اثره یا دو اثره باشد استفاده می شود.

شرکت وستا تهویه زاگرس ارائه دهنده چیلر جذبی می باشد.

چیلر جذبی یکی از فناوری های کلیدی در زمینه سرمایش، گرمایش و تامین نیرو برای ساختمان ها می باشد چرا که این سیستم امکانات قابل توجهی را برای تبدیل گرمای هدر رفته به سرمایش در اختیار می گذارد. سرمایشی که از چیلر جذبی به دست می آید را می توان به منظور نگهداری و ارتقای کارایی توربین های گازی و ژنراتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد، همچنین در ساختمان های تجاری و موسسات مختلف از سیستم چیلر جذبی استفاده می شود. نکته حائز اهمیت در ارتباط با چیلر جذبی عدم استفاده از کمپرسور در آن است که موجب شده چیلر جذبی به لحاظ هزینه مصرف برق مقرون به صرفه تر باشد.

 

انواع چیلر جذبی

انواع چیلر جذبی به صورت زیر دسته بندی می شوند:

چیلر جذبی تک اثره (Single Effect Chiller)

• دسته چیلرهای تک اثره با تغذیه بخار
• تک اثره با تغذیه آب داغ (دمای بالای 100 درجه سانتی گراد)
• تک اثره با تغذیه آب گرم (دمای زیر 1000 درجه سانتی گراد)

چیلر جذبی دو اثره یا دو مرحله ای (Double Effect Chiller)

• دسته دو اثره با تغذیه بخار
• دو اثره با شعله مستقیم

در ادامه به بررسی انواع چیلر جذبی به زبان ساده می پردازیم:

 

چیلر جذبی تک اثره

تک اثره قدیمی ترین و اولین نسل چیلر جذبی در دنیا می باشد که کمترین بازدهی را در مقایسه با سایر انواع چیلرهای جذبی دارا می باشد. چیلر جذبی تک اثره در میان کلیه مدل های چیلر جذبی حتی با بهترین طراحی ها دارای ضریب عملکرد 75 درصد می باشد. در حالیکه در چیلر جذبی شعله مستقیم ضریب عملکرد 1/2 بوده که نشان دهنده مصرف انرژی کمتر و در نتیجه هزینه راهبری ارزانتر می باشد. در چیلر جذبی فرآیند تغلیط ابزوربر در یک مرحله انجام می شود.

 

چیلر جذبی دو اثره یا دو مرحله ای

• دسته دو اثره با تغذیه بخار
• دو اثره با شعله مستقیم

ضریب عملکرد چیلر جذبی دو اثره تقریبا دو برابر ضریب عملکرد چیلر جذبی تک اثره است بنابراین امروزه بیش از 95 درصد چیلر جذبی نصب شده در دنیا را چیلر جذبی دو اثره تشکیل می دهد. ابداع و بکارگیری چیلرهای ابزوربیشن گازسوز برای اولین بار در ژاپن انجام شده است. در این نوع چیلر ها حرارت حاصل از احتراق گاز و یا سوخت مایع باعث گرم شدن محلول لیتیم برومایدو در نتیجه تغلیظ محلول می گردد.

ابداع و بکارگیری چیلرهای ابزوربیشن گازسوز برای اولین بار در ژاپن انجام شده است. در این نوع چیلر ها حرارت حاصل از احتراق گاز و یا سوخت مایع باعث گرم شدن محلول لیتیم بروماید و در نتیجه تغلیظ محلول می گردد.

در چیلر جذبی شعله مستقیم دیگر نیازی به دیگ بخار و یا دیگ آب گرم و یا آب داغ نمی باشد. حذف دستگاه های مذکور کاهش زیادی در سرمایه گذاری اولیه و همچنین کاهش هزینه تعمیر و نگهداری را در پی خواهد داشت. چیلرهای گازسوز در تابستان به عنوان منبع سرمایش و در زمستان به عنوان دیگ آبگرم مورد استفاده قرار می گیرند. البته این کار با توجه به قیمت بالای دستگاه توصیه نمی شود. چیلرهای گازسوز با مصرف برق ناچیز جایگزین بسیار مناسبی برای چیلرهای تراکمی با مصرف برق بسیار بالا هستند. مشعل این نوع چیلر ها از آلایندگی بسیار پایینی برخوردار هستند. معمولا چیلرهای جذبی شعله مستقیم بیشترین کاربرد در نوع دو اثره را دارند.

این چیلر ها، جز نسل جدید چیلر های جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلر های جذبی تک اثره‌ هستند. محلول لیتیم بروماید رقیق به سمت ژنراتور دما بالا و دما پائین پمپ می شود. میزان بخار مصرفی در چیلر جذبی دو اثره حدود 50 درصد مصرف بخار در چیلر جذبی تک اثره با ظرفیت یکسان می باشد. فشار بخار مصرفی در چیلر جذبی دو اثره 8 اتمسفر می باشد.

چیلرهای دو مرحله ای دو ژنراتور دارد. ژنراتور اولیه با دمای بالاتری کار می کند و ژنراتور ثانویه، که با استفاده از انرژی ناشی از تبخیر مبرد در اواپراتور باعث گرم شدن محلول رقیق می شود. حرارتی که توسط برج خنک کن در این سیستم به محیط داده می شود کمتر می باشد، به علاوه در این سیستم دیگ بخار کوچکتری نیز مورد نیاز است.

شایان ذکر است که چیلر جذبی علاوه بر نوع طراحی بر اساس نوع منبع تامین حرارت تقسیم بندی می شود که در ادامه به شرح آنها می پردازیم:

انواع منابع گرمایی چیلر جذبی

• انواع مدلهای مختلف منابع گرمایی چیلر های جذبی به شرح زیر است :
• گرمای اضافی دفع شده از یک توربین گاز
• استفاده از گرمای اگزوز و یا آب رادیاتور یک موتور به وسیله یک مبدل حرارتی
• گرمای گازهای خروجی از دودکش کوره ها و بویلرها
• آب گرم یا بخار داغ
• شعله مستقیم گازوییل یا گاز

در صورتی که بتوانیم از یک منبع گرمایی در حال اتلاف مانند موارد 1 تا 3 استفاده کنیم، انتخاب چیلرهای جذبی برای تولید سرمایش از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و همچنین از اتلاف انرژی و آلودگی شدید محیط نیز جلوگیری می شود.

 

مبرد چیلر جذبی

چیلر ها بر اساس نوع مبرد در سه گروه ارائه می شوند که شامل لیتیوم برماید، سیلیکاژن و آمونیاک می شوند امروزه استفاده از لیتیوم برماید در چیلر جذبی معمول می باشد، نحوه عملکرد لیتیوم برماید و آمونیاک مشابه بوده اما سیلیکاژن به عنوان ماده مبرد جامد دارای عملکرد متفاوتی می باشد البته علاوه بر سیلیکاژن از موارد جامد دیگری همچون کربن فعال و غیره نیز به عنوان مبرد در چیلر جذبی استفاده می شود.

 

اجزای چیلر جذبی

• اواپراتور
• ابزوربر یا جاذب
• ژنراتور
• کندانسور
• پمپ ها

 

طرز کار چیلر جذبی

در چیلر جذبی مایع مبرد آب است برای آب گرمای نهان تبخیر در 100 درجه سانتی گراد برابر 525 کیلوکالری بر کیلوگرم است. دمای جوش آب را می توان پایین آورد اگر فشار در سطح آب را پایین بیاوریم، مثلا اگر فشار مطلق آب 0.5 اتمسفر صنعتی باشد، دمای جوش 81 درجه سانتی گراد و در یک صدم اتمسفر، آب در 4.5 درجه سانتی گراد می جوشد. به عکس هر چه فشار بیشتر شود، درجه حرارت جوش نیز زیادتر می شود، مثلا اگر فشار به 3.5 اتمسفر برسد، آب در 147 درجه سانتی گراد می جوشد. در چیلر جذبی مایع دیگری نیز به عنوان ابزور بر (جذب کننده) برای جذب بخارهای آب وجود دارد که بیشتر از محل لیتم برماید برای این منظور استفاده می شود. زیرا این محلول دارای قدرت جذب بخار آب زیاد است و خاصیت سمی و انفجاری ندارد همچنین ایجاد ترکیبات مضر نمی کند. در ادامه به شرح مراحل انجام فرآیند در تجهیزات چیلر جذبی می پردازیم:

• اواپراتور: در پوسته پایینی چیلر جذبی قرار می گیرد و محلی است که در آن آبی که در لوله های اواپراتور به محیط هدف فرستاده می شود، به دمای مورد نظر می رسد. نحوه ی انجام این فرآیند هم به این شکل است که در اثر وجود خلاء در اواپراتور آب مقطر در اثر برخورد با آب موجود در لوله های اواپراتور کم ترین گرمای موجود در آن را جذب کرده و بخار می شود که در نهایت موجب می شود آب خروجی از اواپراتور دارای دمای مد نظر باشد.
• ابزوربر یا جاذب: ابزوربر در پوسته پایینی چیلر جذبی قرار دارد و به دلیل عدم شناخت کاربران سوالات بسیاری همچون ابزوربر چیست مطرح می شود برای پاسخ به این سوال باید گفت که ابزوربر به عنوان عاملی جهت حفظ فشار و خلاء در اواپراتور استفاده می شود که این عمل را توسط جذب بخار آب مقطر انجام می شود. ابزوربر یا جاذب غالبا از جنس لیتیم برماید می باشد. شایان ذکر است آب خارج شده از برج خنک کننده در چیلر جذبی نیز سبب کاهش دمای محفظه ابزوربر شده و عملکرد بهتر ابزوربر را به دنبال خواهد داشت.
• ژنراتور: در محفظه ی بالایی چیلر جذبی قرار دارد و دارای فین و سپر حرارتی می باشد پس از ورود لیتیم برماید توسط پمپ به ژنراتور به وسیله حرارتی که در سیکل جذبی جهت خارج کردن بخار آب از لیتم تعبیه شده است همچون کوره، مشعل و غیره لیتیم برماید عاری از بخار آب شده و به سیکل باز می گردد. به این فرآیند تغلیظ لیتیم برماید نیز می گویند که پس از این مرحله لیتیم برماید جهت جذب دوباره بخار آب وارد اواپراتور و به سیکل باز گردانده می شود. البته شایان به ذکر است در صورتی که نوع چیلر جذبی از نوع دو اثره باشد، ژنراتور در دو نوع دما بالا و دما پایین وجود داشته و فرآیند انجام شده در ژنراتور در دو مرحله انجام می شود و در نهایت موجب افزایش راندمان کاری خواهند شد. شایان ذکر است که جریان آب خارج شده از برج خنک کننده در این مرحله تاثیر گذار خواهد بود زیرا هر اندازه ابزوربر غلیظ و سرد تر باشد عملکرد بهتری در اواپراتور جهت جذب گرما خواهد داشت که کاهش دمای بیشتر توسط برج خنک کننده انجام می شود.
• کندانسور: کندانسور نیز در پوسته بالایی چیلر جذبی واقع شده است و محلی جهت تبدیل بخار آب خارج شده از لیتیم برماید به آب مقطر و ارسال آن به اواپراتور جهت جذب گرما می باشد. شایان ذکر است که تمامی بخار وارد شده به کندانسور ممکن است به اواپراتور منتقل نشود برای این منظور سینی جهت جمع آوری آب تعبیه شده است.
• مبدل حرارتی: این مبدل حرارتی همانطور که ذکر شد از نوع پوسته و لوله است.
• پمپ های مبرد، محلوله و وکیوم: پمپ ها محلول، یکی بر روی ابزوربر بوده و محلول را در ابزوربر اسپری می کند و دیگری در ژنراتور محلول رقیق را به ژنراتور هدایت می کند. پمپ وکیوم نیز خلاء لازم برای سیستم را فرآهم می آورد. چیلر جذبی، جهت عملکرد خود در حالت استاندارد به بخار یک اتمسفر نیاز دارد و تقریبا به ازای هر تن تبرید 8 کیلوگرم بر ساعت بخار مصرف می کند. از لحاظ اقتصادی قیمت اولیه خرید این چیلر به نسبت دیگر انوع آن مناسب تر، اما بازدهی آن بسیار پایین تر می باشد. قابل ذکر است که تولید این چیلر جذبی، در دنیا تقریبا متوقف شده و اگر هم تولید وجود دارد جهت مصرف کشورهایی مانند پاکستان و ایران است.

نکات استفاده و نگهداری از چیلر جذبی

• از مهم ترین نکات در ارتباط با چیلر جذبی استفاده از حرارت غیر مستقیم ناشی شده از تجهیزات دیگر می باشد، چنانچه مجبور به استفاده از چیلرهای شعله مستقیم شدید توصیه می شود هزینه انجام شده و راندمان کاری یا ضریب عملکرد (cop) را نسبت به سایر انواع چیلر برآورد نمایید.
• این نوع چیلر مناسب مناطقی است که با بحران کم آبی مواجه نباشند و نوع اقلیم و آب هوای آن ها به گونه ای نباشد که عملکرد برج خنک کننده را تحت تاثیر قرار دهد و موجب کاهش راندمان آن شود زیرا برج های خنک کتنده در مناطق بسیار گرم و مرطوب دارای عملکرد مناسبی نمی باشد.
• با توجه به تولید صدای اندک توسط چیلرهای جذبی کاربر در تعیین محل قرارگیری این تجهیز با مشکل مواجه نخواهد بود.
• چیلرهای جذبی علاوه بر انرژی حرارتی نیازمند استفاده از برق نیز می باشد.
• در هنگام استفاده از چیلر جذبی می بایست به پدیده کریستالیزاسیون توجه لازم را نمایید، کریستالیزاسیون که به یخ زدگی یا غلظت بیش از اندازه مبرد گفته می شود سبب خرابی و متوقف شدن فعالیت دستگاه می گردد این مشکل در اثر عدم کنترل میزان سرد کردن مبرد رخ می دهد برای جلو گیری از کریستالیزاسیون می بایست از سیستم ها و مدارهای حفاظتی استفاده شود.
• در فواصل زمانی معین از عملکرد صحیح سیستم پرچ اطمینان حاصل نمایید زیرا این سیستم موجب کاهش رسوبات ناشی از واکنش های شیمیایی در محفظه ابزربر چیلر می شود.
• شیر آلات مورد استفاده در چیلرهای جذبی می بایست مخصوص وکیوم باشد و استفاده از شیرهای گازی توصیه نمی شود.
• به نوع آب بندی پمپ ها در چیلر جذبی خانگی توجه فرمایید.
• به نوع آب وارد شده به برج خنک کننده توجه فرمایید زیرا در صورتی که طبق استانداردهای تعیین شده توسط شرکت سازنده نباشد امکان استفاده از ضمانت نامه آن وجود ندارد.
• توصیه می شود که توسط برس ها یا توری های زبر اقدام به رسوب زدایی از چیلر نمایید.
• در صورتی که پس از دوره زمانی طولانی مدت اقدام یه روشن نمودن چیلر می نمایید، به این نکته توجه فرمایید که ممکن است سطح مبرد در اوپراتور کاهش یابد و با توجه به این که روانکاری پمپ ها نیز توسط مبرد انجام می شود می بایست توسط یک منبع کمکی انجام شود.

سوخت چیلرهای جذبی

• چیلرهای جذبی علاوه بر انرژی حرارتی نیازمند استفاده از برق نیز می باشد.
• در زمان استفاده از این نوع چیلر ها اقدام به خرید تجهیزات برقی همچون تابلو برق نمایید. زیرا چیلر جذبی برای استفاده از پمپ ها نیازمند مصرف برق نیز می باشد.

 

مزایای چیلر جذبی

• استفاده از چیلرهای جذبی سبب ارتقا سیستم های CHP به CCHP شده است.
• آلودگی صوتی اندک
• در مصرف برق مقرون به صرفه می باشد.
• سازگاری با محیط زیست به دلیل عدم تولید مواد مضر برای محیط زیست

 

قیمت چیلر جذبی

در صورتی که قصد خرید چیلر جذبی را دارید، جهت اطلاع از قیمت خرید این محصول با کارشناسان شرکت وستا تهویه زاگرس تماس حاصل فرمایید.