طرز کار چیلر جذبی و نکات فنی آن

در این مقاله به تشریح طرز کار چیلر جذبی می پردازم. از آنجا که چیلر جذبی کمپرسور ندارد، طرز کار آن با دیگر چیلر ها و سیستم های تهویه مطبوع متفاوت است ولی همانند چیلر تراکمی، مینی چیلر و چیلر سانتریفیوژ به واحد های توزیع همانند فن کویل و هوارسان متصل می شوند. در مطالب دیگر به طرز کار چیلر تراکمی نیز پرداخته ام ولی با توجه به اقبال چند سال گذشته جامعه مهندسین و کارفرمایان به چیلر های جذبی، افراد بسیار زیادی علاقه مند دانستن در مورد آن نوع چیلر ها هستند.

مبرد و مواد شیمیایی

نکته ی بسایر جالبی که در چیلر های جذبی وجود دارد اینست که از مبرد های رایج استفاده نمی کنند و مبرد در سیکل چیلر جذبی آب مقطر است. مبرد آب با مواد شیمیایی از جمله لیتیوم بروماید یا آمونیاک به تکمیل چرخه سرمایش در چیلر جذبی کمک می کند. امروزه در ظرفیت های بالا از لیتیوم بروماید به جای آمونیاک استفاده می شود چراکه لیتیوم بروماید سمی نیست و خطرات کمتری نسبت به آمونیاک دارد. چیلر های آمونیاکی بیشتر در کاربرد های صنعتی و با حفظ نکات ایمنی مورد استفاده قرار می گیرند. انواعی از مینی چیلر جذبی هواخنک آمونیاکی نیز در بازار ایران وجود داشت که طی سالیان اخیر طرفدارانی پیدا کرده بود ولی با توجه به عدم امکان واردات، قیمت اولیه بالا و تولید با کیفیت این محصول به صورت گسترده در بازار ایران مورد استقبال قرار نگرفت.

اصول اولیه طرز کار چیلر جذبی

قبل از ورود به بحث اصلی لازم است کمی در خصوص علوم پایه که بستر و ریشه ی عملکرد چیلر جذبی را فراهم می کنند بدانیم و تبادل اطلاعات داشته باشیم.

نقطه ی جوش، دما و فشار اتمسفر

با حرارت دادن به آب و جوشاندن آن، فاز آب از مایع به بخار تغییر می کند. آب می تواند در درجه ی حرارت های مختلفی به جوش آید، اگر فشار به روی آب را افزایش یابد، آب در دمای بالا تری به جوش می آید و اگر فشار آن کاهش یابد، دمای جوش آب نیز کاهش پیدا می کند.

مثال: آب در فشار ۱۰۱ کیلو پاسکال در دمای ۱۰۰ درجه ی سانتیگراد به جوش می آید. اگر به بالای کوه اورست بروید، در آنجا فشار اتمسفر ۳۴ کیلو پاسکال است و آب در دمای ۷۰ درجه ی سانتیگراد به جوش می آید.

اگر آب را در یک محفظه وکیوم شده قرار دهیم و فشار آنرا به ۰.۸۴ کیلو پاسکال کاهش دهیم، باعث می شود که آب در دمای ۴.۵ درجه ی سانتیگراد به جوش آید.

لیتیوم بروماید چیست؟

لیتیوم بروماید یک نمک است که در دمای محیط صلب نیست و به صورت مایع است. نمک می تواند رطوبت را جذب نماید و اگر لیتیوم بروماید را به روی بخار آب اسپری کنید، آب و نمک به یکدیگر جذب می شوند و محلولی را تشکیل می دهند. با حرارت دادن محلول لیتیوم بروماید و آب می توانیم آنها را از یکدیگر جدا کنیم و آب به صورت بخار از محلول خارج می شود و لیتیوم بروماید غلیظ تر می گردد.

چیلر جذبی را بهتر بشناسید

طرز کار چیلر جذبی

دو قسمت اصلی تشکیل دهنده ی چیلر جذبی، کندانسور و ژنراتور هستند که در بالای چیلر قرار دارند. اواپراتور و ابزوربر در قسمت پایین چیلر قرار دارد و در مسیر از مبدل های حرارتی مختلفی استفاده می شود تا بتوان مصرف انرژی را افزایش داد و بازده سیستم را بالا برد.

محلول ۵۰ درصد لیتیوم بروماید و ۴۰ درصد آب از ابزوربر به مبدل حرارتی و پس از آن به ژنراتور پمپ می شود. ژنراتور دارای مخزنی است که لیتیوم بروماید و آب را در بر می گیرد. منبع گرمایی که می تواند شعله ی مستقیم مشعل، بخار، آب گرم یا دود اگزاست مولد های نیروگاههای مقیاس کوچک (CHP) باشد درون لوله های تعبیه شده در ژنراتور منتقل می شود و به جدا سازی لیتیوم بروماید و آب می پردازد. بخار آب از محلول جدا شده و وارد کندانسور می شود و لیتیوم بروماید به صورت مایع غلیظ باقی می ماند. این لیتیوم بروماید غلیظ بنا به وزن بالایی که دارد در انتهای مخزن می ماند. لیتیوم بروماید غلیظ به مبدل حرارتی و پس از آن محفظه ی جاذب پمپ می شود تا به اسپری گردد و بخار آب تشکیل شده در اواپراتور بالا را جذب کند.

در کندانسور آب برج خنک کننده جریان دارد و بخار آب خارج شده از ژنراتور را تقطیر و در سینی جمع آوری می کند، این آب به اواپراتور می رود و به روی لوله های آب سرد مدار سرمایش اسپری می شود. اواپراتور بسیار کم فشار است و تقریبا در شرایط خلا قرار دارد پس آب در دمای در حدود ۴ درجه ی سانتیگراد به جوش می آید و برای این امر باید حرارت را از آب سرد ۱۲ درجه ی سانتیگراد که به سمت واحد های توزیع در جریان است بگیرد و دمای آنرا به ۷ درجه ی سانتیگراد کاهش دهد. توجه داشته باشید که مبرد که همان آب مقطر است به هیچ عنوان با آب مدار سرمایش ترکیب نمی شود و با تماس غیر مستقیم در اواپراتور دمای آنرا کاهش می دهد.

پس به طور خلاصه می توان گفت آب در اواپراتور به دلیل فشار پایین در درجه ی حرارت ۴ درجه ی سانتیگراد به جوش می آید و برای این امر نیازمند انرژی و حرارت است. این حرارت را از آب سرد مدار سرمایش که به واحد ها می رود به دست می آورد و آنرا از ۱۲ درجه ی سانتیگراد به ۷ درجه ی سانتیگراد می رساند. بخار آب در همان محفظه و در قسمت جاذب، جذب مایع جاذب لیتیوم بروماید می شود و سپس جهت جداسازی از لیتیوم بروماید به محفظه ی ژنراتور که فشار کاری متفاوتی دارد پمپ می شود. در ژنراتور به محلول حرارت داده می شود و بخار آب تولید می گردد و این بخار آب وارد کندانسور می شود که با کمک آب ۳۲ درجه ی سانتیگراد وارد شده از برج خنک کننده به تقطیر بخار آب و تبدیل آن به آب بپردازد و پس از آن آب وارد اواپراتور و لیتیوم بروماید وارد جاذب می شوند تا چرخه ادامه یابد.