چیلر جذبی چیست و انواع آن کدام است؟

چیلر دستگاهی است که طی فرآیند تبرید که می‌تواند جذبی یا تراکمی باشد، گرمای سیال‌ها ازجمله آب را جذب می‌کند و طی این فرآیند سیال سرد شده و توسط فن کویل‌ها این برودت در محیط به جریان در می‌آید. در این مقاله آچارباز می‌خواهیم به معرفی چیلر جذبی بپردازیم و به سوال چیلر جذبی چیست و انواع آن کدام است، پاسخ دهیم. از آنجایی که چیلر یک دستگاه پیچیده، حساس و البته گران است؛ تعمیر آن باید توسط متخصص باتجربه و حرفه‎‌ای انجام شود.

چیلر جذبی چیست؟

چیلر جذبی که با نام چیلر ابزوربشن (absorption chiller) نیز شناخته می‌شود، یکی از انواع چیلر است که از سوخت‌های حرارتی مانند بخار داغ یا شعله مستقیم گاز برای خنک کردن آب و ایجاد سیستم تهویه مطبوع استفاده می‌کند. چیلر جذبی گرمای اضافی را از فرایندها و تجهیزات می‌گیرد تا فرایندهای ترمودینامیکی را هدایت کند. در نتیجه این فرایند، آب سرد و برای نیازهای گرمایش و تهویه مطبوع (HVAC) توزیع می‌شود.

اجزا اصلی چیلرهای جذبی، پمپ و ژنراتور هستند. در چیلر جذبی ژنراتور از یک منبع انرژی با دمای بالا (اغلب بخار آب) استفاده می‌کند که از طریق لوله‌ها جریان می‌یابد و مبرد را به بخار تبدیل می‌کند.

بخار به سمت کندانسور حرکت می‌کند و محلول غلیظ به جاذب باز می‌گردد. در جاذب، مبرد توسط محلول جذب و به بخار تبدیل می‌شود. در نتیجه این فرایند، گرمای به‌دست‌آمده در تبخیرکننده آزاد می‌شود و آب سرد برای استفاده به سیستم تهویه یا فن کویل فرستاده می‌شود. مراحل عملکرد چیلر جذبی به صورت زیر است:

عملکرد اجزای تشکیل دهنده چیلر جذبی

چیلرهای جذبی 4 جز اصلی دارند که در ادامه این اجزا و وظیفه آنها در چیلر جذبی را معرفی می‌کنیم:

اواپراتور

وظیفه اصلی اواپراتور در چیلر جذبی، سرد کردن آب است. در سیستم عملکردی چیلر جذبی، آب مقطر به عنوان یک مبرد روی لوله‌هایی که داخل آنها آب چیلد است، ریخته می‌شود. از طرفی فضای داخل اواپراتور با خلا پر شده‌است و به محض پاشیده شدن آب مقطر روی لوله‌های حاوی آب چیلد، بخار می‌شود. از آنجایی که اواپراتور و ابزوربر به یکدیگر راه دارند، توسط ماده‌ای که در ابزوربر وجود دارد این بخار جذب شده و حالت خلا اواپراتور حفظ می‌شود.

ابزوربر

با توضیحاتی که در قسمت قبل بیان شد، وظیفه اصلی ابزوربر، حفظ حالت خلا اواپراتور و تنظیم فشار آن است. ابزوربر اینکار را توسط ماده‌ لیتیوم بروماید انجام می‌دهد. لیتیوم بروماید، بخار آب را جذب و توسط پمپ به سمت ژنراتور پمپاژ می‌کند. با این فرآیند بخار آب برای استفاده مجدد، جدا می‌شود.

ژنراتور

وظیفه مهمی که ژنراتور در فرایند چیلر جذبی انجام می‌دهد، تبدیل غلظت لیتیوم بروماید به غلظت اولیه است. به بیان دقیق‌تر زمانی که در ژنراتور، ماده لیتیوم برماید از بخار آب جدا می‌شود، هر ماده (بخار آب و لیتیوم بروماید) وارد مسیر مستقلی می‌شود. بخار آب برای تبدیل شدن به مایع یا همان آب مقطر وارد کندانسور می‌شود و از سمت دیگر لیتیوم بروماید نیز وارد ابزوربر می‌شود تا دوباره فرآیند جذب بخار آب را انجام دهد.

کندانسور

کندانسور بخار آب آزاد شده از ژنراتور را به مایع یا همان آب مقطر تبدیل می‌کند. این کار طی فرایند چگالش و گرفتن گرما از مبرد (بخار آب) انجام می‌شود. تصویر زیر مربوط به چیلر جذبی ال جی است.

تفاوت چیلر جذبی و تراکمی چیست؟

برای توضیح تفاوت این دو باید ابتدا با نحوه کارکرد چیلر تراکمی آشنا شویم. در چیلر تراکمی به جای پمپ و ژنراتور از یک کمپرسور برای فشرده‌سازی گاز مبرد استفاده می‌شود. سپس این گاز توسط کمپرسور در کل مدار می‌چرخد. به این دلیل که فرایند فشرده‌سازی بخار و انتقال آن در کل مدار به عهده کمپرسور است، این قطعه مهم‌ترین بخش چیلرهای تراکمی محسوب می‌شود.

اما تفاوت چیلر تراکمی و چیلر جذبی چیست؟ نفاوت‌های اصلی این دو را در ادامه شرح می‌دهیم:

• چیلرهای تراکمی با فشرده‌سازی مبرد را در مدار حرکت می‌دهند، اما چیلرهای جذبی این کار را با منبع گرم انجام می‌دهند.
• در چیلر جذبی به جز مبرد از یک سیال اضافی دیگر هم استفاده می‌شود.
• چیلرهای تراکمی فقط از یک کمپرسور استفاده می‌کنند، اما در چیلرهای جذبی از چهار دستگاه ژنراتور استفاده می‌شود. در نتیجه چیلرهای تراکمی فضای کمتری را اشغال می‌کنند.
• مصرف انرژی چیلر جذبی بسیار کمتر از چیلر تراکمی است.
• میزان آلودگی چیلر جذبی بسیار بیشتر از چیلر تراکمی است.
• هزینه راه‌اندازی، نگهداری و تعمیر چیلر جذبی بسیار بیشتر از چیلر تراکمی است.
• چیلرهای تراکمی صدا و لرزش بیشتری دارند.
• مایع جذب در چیلرهای جذبی، اگر بیش ‌از حد سرد شود، دچار کریستالیزاسیون می‌شود. چیلرهای ترکمی چنین مشکلی ندارند.
• در چیلرهای جذبی اتلاف انرژی بیشتری اتفاق می‌افتد.

انواع چیلر های جذبی

به‌طور کلی سه نوع چیلر جذبی وجود دارد که تفاوت‌های جزئی با یکدیگر دارند. این سه نوع عبارتند از:

• تک ‌اثره
• دو ‌اثره
• شعله مستقیم

چیلر جذبی تک ‌اثره

در چیلرهای جذبی تک ‌اثره، آب توسط یک مبرد از یک سینی دوتایی در تبخیرکننده خنک می‌شود. مبرد تبخیرشده به محلول غلیظی که از ژنراتور می‌آید، جذب می‌شود. این محلول با جذب مبرد رقیق می‌شود و از طریق مبدل حرارتی جریان می‌یابد. آب داغ این محلول حرارتی را گرم می‌کند. در نتیجه مبرد تبخیر و سپس متراکم می‌شود و به مدار باز می‌گردد.

در این چیلرها فرایند خنک‌کاری در یک مرحله انجام می‌شود و به همین دلیل به آن‌ها تک ‌اثره می‌گویند. چیلرهای تک ‌اثره بسیار قدیمی هستند و راندمان پایینی دارند. در نتیجه خیلی از آن‌ها استفاده نمی‌شود.

چیلرهای جذبی دو اثره

این چیلرها هم همان اجزا اصلی مدل تک ‌اثره را دارند. اما شامل یک ژنراتور، مبدل حرارتی و پمپ اضافی هم هستند. در این چیلرها دو چرخه اصلی و فرعی وجود دارد. آب دو بار توسط مبرد از یک سینی دوتایی در تبخیرکننده خنک می‌شود. مبرد تبخیر شده هم به محلول غلیظی که از ژنراتور دوم می‌آید جذب می‌شود. دلیل نام‌گذاری این چیلرها، به خاطر فرایند دومرحله‌ای‌ آنهاست. این چیلرها محلول جاذبشان را در دو مرحله غلیظ می‌کنند؛ یک بار در ژنراتور با دمای بالا و یک بار با ژنراتور با دمای پایین.

ژنراتور با دمای بالا با کمک بخار آب یا آب گرم یا هوای گرم که از دیگ اصلی وارد می‌شود، محلول را متراکم می‌کند. ژنراتور دمای پایین با کمک بخار مبرد تولید شده از فرایند اول، غلظت محلول را افزایش می‌دهد.

این امر باعث کاهش حرارت موردنیاز برای مرحله تقطیر کندانسور می‌شود. در نتیجه چیلرهای دو اثره ظرفیت خنک‌کنندگی کمتری از نوع تک‌اثره دارند. اما راندمان چیلرهای دواثره حدود دو برابر نوع تک‌اثره است و به همین دلیل، در بیشتر موارد از این نوع استفاده می‌شود.

چیلر جذبی شعله مستقیم

چیلرهای جذبی شعله مستقیم بیشتر شبیه به چیلرهای تک‌ اثره هستند. تفاوت آن‌ها در استفاده از شعله گاز مستقیم برای احیای محلول جذبی به جای استفاده از آب داغ است.

دلایل استفاده از چیلر جذبی چیست؟

چیلرهای جذبی هزینه بسیار زیادی دارند و فضای زیادی را اشغال می‌کنند. البته مینی چیلر جذبی تا حدودی مشکل دوم را برطرف کرده است. با این حال چند مزیت مهم باعث خرید چیلر جذبی و استفاده از آن‌ها می‌شود. این مزیت‌ها عبارتند از:

• صرفه‌جویی در مصرف برق
• تولید صدا و لرزش کم در چیلر
• استفاده‌ نکردن از مبردهای مضر برای محیط زیست
• وابسته ‌نبودن به انرژی الکتریکی
• امکان استفاده از انرژی گرمایی تلف‌شده در پروژه‌های بزرگ صنعتی

 در این مقاله آچارباز به بیان ساده پاسخ پرسش چیلر جذبی چیست؟ را مطرح کردیم و همچنین انواع چیلر جذبی و نحوه عملکرد آنها را شرح دادیم.