چیلر جذبی چیست؟

برای اولین بار در سال 1824، مایکل فارادی در حین انجام آزمایشات خود، متوجه پدیده سرمایش جذبی شد. به طور کلی چیلر دستگاهی است که برای عملیات سرد کردن در فرآیند ها، خنک کردن ساختمان های مسکونی، تجاری، تهویه هوا و خنک کردن سیالات به کار می رود. و بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار یا جذبی حرارت را از مایع گرفته و مایع را سرد می کند. این مایع سرد شده برای خنک سازی در فرآیند ها و دستگاه ها به کار می رود. چیلر ها در دو نوع چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم بندی می شوند. چیلر های جذبی با انرژی حرارتی و چیلر های تراکمی با انرژی الکتریکی کار می کنند. در چیلر های ابزوربشن از سیکل جذبی استفاده می شود که در آن از یک ماده جاذب ( مانند لیتیوم بروماید ) به عنوان سیال ثانویه استفاده می شود. گاز های حاصل از تبخیر مبرد را در تبخیر کننده جذب می کند. فرآیند های تبخیر و تقطیر در سیکل تبریدی در هر دو نوع از انواع چیلر های تراکمی و جذبی وجود دارند، با این تفاوت که در سیکل ابزورب اختلاف فشار را یک ژنراتور که با حرارت کار می کند ایجاد می کند. ولی اختلاف فشار در سیکل تراکمی توسط کمپرسور ایجاد می شود.

انواع چیلر های جذبی

چیلر های ابزوربشن در دو گروه تک اثره ( sigle effect ) و دو اثره ( double effect ) وجود دارند.

• گروه تک اثره : گروه تک اثره خود به سه گروه چیلر های تک اثره با تغذیه آب داغ ( با دمای بالای 100 درجه سانتی گراد )، تک اثره با تغذیه بخار و تک اثره با تغذیه آب گرم ( با دمای زیر 100 درجه سانتی گراد ) که می توان گفت نحوه کار آن ها مشابه است.
• گروه دو اثره : این سری خود به دو دسته تغذیه با بخار آب و تغذیه با شعله مستقیم تقسیم شده که این چیلر ها نسبت به چیلر های تک اثره جدید تر بوده و سیکل تبرید کامل تری دارند.

ضریب عملکرد برای انواع چیلر های جذبی تک اثره از 0.6 تا 0.8 و برای دو اثره 1.2 تعریف شده است.

اجزای چیلر های جذبی

چیلر های جذبی عموما چند اجزای اصلی داشته که عبارتند از :

• ژنراتور : با استفاده از حرارت باعث تغلیظ جاذب و رساندن آن به غلظت اولیه می شود و انرژی مورد نیاز برای سیکل جذبی را فراهم می کند.
• کندانسور : بخار مبردی که از ژنراتور خارج می شود در کندانسور به مایع تبدیل می شود.
• اواپراتور : یکی دیگر از اجزای چیلر های جذبی اواپراتور است که آبی که برای سرد سازی فرآیند ها و دستگاه ها استفاده می شود در اواپراتور سرد می شود.
• مبدل حرارتی : بین محلول غلیظ خروجی از ژنراتور و محلول رقیق خروجی از جاذب و ورودی به سمت ژنراتور، تبادل حرارت توسط مبدل حرارتی صورت می گیرد که در نتیجه آن دمای محلول رقیق افزایش یافته و دمای محلول رقیق ورودی به جاذب کاهش می یابد که این فرآیند موجب افزایش راندمان چیلر می شود.
• جاذب : از دیگر اجزای این مدل از چیلر ها، ابزوربر است که وظیفه آن حفظ و نگه داری فشار اواپراتور در حالت خلا است که این کار را از طریق جذب بخار مبرد تبخیر شده در اواپراتور انجام می دهد.
• پمپ های محلول و مبرد : پمپ ها تنها بخشی هستند که در چیلر های ابزوربشن از انرژی الکتریکی استفاده می کنند. پمپ های نصب شده جهت انتقال محلول و مبرد، از نوع هرمتیک و بسته بوده که از پمپ سانتیریوگال هم استفاده می شود که از پدیده کاویتاسیون ( ساییدگی و تخریب لوله ها و تجهیزات و نیز سر و صدای زیاد ) جلوگیری می شود.

نحوه عملکرد

برای صرفه اقتصادی، از یک منبع حرارتی در حال اتلاف استفاده می‌شود. مانند: گرمای دفع شده از یک توربین گاز، گرمای گازهای دودکش یا بویلرها، آب گرم یا بخار داغ در اتلاف و غیره. سیکل برودتی چیلر جذبی به این ترتیب است که در اواپراتور، آب که مبرد اصلی سیکل است با تبخیر شدن حرارت را جذب می‌کند و باعث برودتی یا سرمایش می‌گردد. سپس آب بخار شده توسط لیتیوم بروماید در جاذب یا همان ابزوربر، جذب می‌شود و محلول رقیق لیتیوم بروماید بدست می‌آید. در ادامه این محلول به ژنراتور منتقل می‌شود که در آنجا با استفاده از حرارت ژنراتور محلول به دو قسمت تقسیم می‌گردد. بخار آب به کندانسور منتقل شده که پس از میعان آماده است تا مجدداً در اواپراتور حرارت دریافت کند. لیتیوم بروماید نیز از ژنراتور به جاذب برگردانده می‌شود. به این ترتیب در چیلر جذبی حرارت در اواپراتور گرفته شده و در کندانسور دفع می‌گردد. در سیستم تهویه مطبوع آب مورد نیاز فن کویل و یا هواساز توسط چیلر جذبی خنک می‌شود.

مزایا و معایب چیلر های جذبی

از جمله مزایا و معایب چیلر های جذبی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• در چیلر های ابزوربشن به دلیل عدم استفاده از برق به عنوان منبع انرژی، مصرف برق بسیار کم ( برای پمپ ها ) بوده و نیز به فراهم کردن تجهیزات برق اضطراری نیازی نیست.
• سر و صدا، ارتعاشات و لرزش چیلر های جذبی نسبت به تراکمی کمتر است.
• مبرد چیلرهای ابزوربشن آب مقطر می باشد که بی خطر بوده و در طبیعت فراوان یافت می شود، در حالی فریون های چیلرهای تراکمی از نوع کلروفلوورکربن ها بوده که آثار بسیار زیان باری بر روی محیط زیست از جمله آسیب به لایه ازن را دارد.
• یکی از معایب این چیلر ها این است که به دلیل کمتر بودن ضریب عملکرد چیلر جذبی ( حدودا 1 ) نسبت به چیلر تراکمی ( حدودا 3 )، راندمان کمتری دارد.
• قیمت اولیه چیلر های ابزوربشن نسبت به تراکمی حدودا 50 درصد بیشتر است.
• چیلر های جذبی عموما به برج خنک کننده نیاز دارند که مصرف آب دارند، بنابراین در مناطق کم آب نمی توان از چیلر های ابزوربشن استفاده کرد.
• در ظرفیت های برابر، چیلر های جذبی نسبت به چیلر های تراکمی حدود 40 تا 60 درصد مساحت بیشتر داشته و ارتفاع بلند تری دارد که حجم بیشتری را اشغال می کند.
• هنگام نصب و راه اندازی چیلر های جذبی، به زیر ساخت های محکم تری به جهت وزن بیشتر چیلر های ابزوربشن نیاز است.