چیلر جذبی

چیلر جذبی دستگاهی است که در پی انجام یک چرخه شیمیایی به نام سیکل جذبی و به وسیله ابزار گرمایی مثل بخار داغ و شعله گاز، سرد شدن آب را انجام داده و برای خنک‌سازی مکان؛ آب را به سایر واحدها مثل فن کویل یا هواساز می‌فرستد.

توانایی ساخت چیلر جذبی در سه نمونه تک اثره، دو اثره و سه اثره وجود دارد که ساخت نمونه سوم همچنان در دست تحقیق و بررسی است.

در این دستگاه کمپرسور حذف شده که ممکن است کاربر وقتی با آن مواجه می‌شود دچار سوءتفاهم شود. اما متوجه می‌شوید که چگونه سایر ابزار مثل پمپ، ژنراتور و جاذب با انجام حرکات شیمیایی در چیلر جذبی جای خالی کمپرسور را پر می‌کنند. این ابزار در چیلر جذبی فرآیند مربوطه را انجام داده و مبرد آن آب با ترکیب آمونیاک یا لیتیوم بروماید را در چرخه تبرید دستگاه جریان می‌دهد.

استفاده از این دستگاه در برخی موارد مثل زمانی که تامین برق برای چیلر تراکمی ممکن نیست صورت می‌گیرد. همین‌طور وقتی آب به انداره کافی وجود داشته باشد و مکان یا محل نصب با مشکل کم آبی مواجه نباشد، استفاده از چیلر جذبی ممکن خواهد بود. از جهتی این دستگاه زمانی که گازوئیل یا گاز در محل نصب وجود داشته باشد تعبیه می‌شود. در آخر به هنگام بالا نبودن رطوبت هوای منطقه برای عملکرد درست برج خنک کننده، چیلر جذبی گزینه مناسبی است که می‌توان در نظر گرفت.

سیکل چیلر جذبی

به طور کلی عملکرد این دستگاه به سیکل تبخیر محلول لیتیوم بروماید مربوط می‌شود و تنها قطعاتی همچون ژنراتور، پمپ، جاذب و … جایگزین کمپرسور شده‌اند. سیکل چیلر جذبی در مواردی مثل چگالش ماده مبرد در فشار بالا، تبخیر آن در فشار و دمای پایین و همین‌طور جذب حرارت ماده‌ای که باید سرد شود، به سیکل تبرید تراکمی شباهت دارد.

در بیش‌تر نمونه‌های چیلر جذبی آب که ماده مبرد دستگاه است پس از رد شدن از دریچه انبساط به اواپراتور می‌رسد. دریچه این دستگاه مثل چیلر تراکمی عمل نموده و بخش فشار بالای کندانسور را از بخش پایین اواپراتور جداسازی می‌کند.

ویژگی‌های چیلر جذبی

به دلیل حذف کمپرسور در چیلر جذبی، کاهش مصرف برق امر مهمی است که در دستگاه صورت گرفته. البته از طرف دیگر باید این نکته را مد نظر قرار داد که مصرف گاز چیلر جذبی بیش‌تر است زیرا در استفاده از این دستگاه مخصوصا در کشور ما برای تامین حرارت لازم محصول، مشعل‌های گازسوز را به‌کار می‌گیرند. از طرفی ماده سرما زا که در چیلر تراکمی استفاده می‌شد، در این دستگاه کاربردی نداشته و به عنوان ماده مبرد این دستگاه از آب استفاده شده و برای نیروی جاذب نیز لیتیوم بروماید را به‌کار می‌گیرند. جالب است بدانید که در سال‌های نه چندان دور، آب را به عنوان سیال جاذب به‌‌کار گرفته و از آمونیاک به عنوان ماده مبرد استفاده می‌شد. اما پس از تحقیق‌های پی در پی، آب و لیتیوم بروماید را برای ترکیبات اصلی محرک چیلر جذبی به‌کار بردند.

از لیتیوم بروماید به این دلیل استفاده می‌شود که نه تنها قدرت بالایی در جذب بخار آب دارد، بلکه غیر سمی و غیر قابل انفجار بوده و ترکیبات مضر نیز در آن یافت نمی‌شود. جالب توجه است که لیتیوم بروماید در چیلر جذبی به عنوان نمک مایع محسوب می‌شود

مدل کارکرد چیلر جذبی

چیلر جذبی یک سیستم خنک‌سازی است که به وسیله جذب و دفع آب به وسیله لیتیوم بروماید، در بخش‌های ابزوربر و ژنراتور جریان پیدا کرده و می‌تواند آب سرد را بر اثر تبخیر ماده مبرد ایجاد کند. ناگفته نماند که برای تکمیل این سیکل تبریدی به یک منبع دمایی نسبتا پایین برای تقطیر مبرد در بخش کندانسور دستگاه نیاز داریم.

ساختار سیستم‌های تبرید جذبی به گونه‌ای است که بر اثر یک فرآیند شیمیایی در محیط خلاء، جذب گرما و سرما را انجام می‌دهد. در این چیلرها آب می‌تواند با فشار بسیار پایین و همین‌طور در دمای نسبتا پایین تبخیر شود و حرارت تبخیر را از سیکل آب سرمایشی دستگاه بگیرد. سپس بخار ایجاد شده بر اثر این اعمال، به وسیله ماده جاذب لیتیوم بروماید جذب خواهد شد.

تقسیم‌بندی چیلر جذبی

اگر بخواهیم یک تقسیم‌بندی کلی داشته باشیم، چیلر جذبی به دو دسته‌بندی چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و آب تقسیم می‌شود. به طور کلی در هر سیکل تبرید جذبی یک سیال برای نیروی جاذب وجود داشته و سیال دیگر نقش ماده مبرد دستگاه را بر عهده دارد.

بر اساس اجزای این دستگاه نیز تقسیم بندی صورت می‌گیرد که بدین ترتیب چیلر جذبی شامل سه دسته‌بندی تک اثره، دو اثره و همین‌طور سه اثره می‌شود. سیکل چیلر تک اثره و دو اثره در مدل های وسیع و متنوع تولید شده و از طرفی طراحی و تولید سیکل سه اثره چیلر جذبی همچنان در حال تحقیق است.

• چیلر جذبی تک اثره

چیلر جذبی تک اثره از یک محفظه ژنراتور بهره می‌برد که مثل سایر نمونه‌ها از وجود اجزایی مثل اواپراتور، ژنراتور، کندانسور و ابزوربر برخوردار است.

در سیکل عملکرد مدل تک اثره، مایع مبرد در محفظه‌ای با فشار پایین که اواپراتور نامیده می‌شود، حرارت آب برگشتی را از تجهیزات تبادل حرارتی گرفته و بر اثر این امر تبخیر می‌شود. سپس به وسیله لیتیوم بروماید که ماده جاذب دستگاه است جذب شده و وارد ژنراتور می‌شود.

اواپراتور که گرمای ساختمان را به وسیله هواساز یا فن کویل جذب کرده و وظیفه حمل آن را بر عهده دارد، آب سرد شده را در قسمت تبخیر کننده دستگاه به مبرد می‌سپارد که با دمای 6 الی 7 درجه سانتی گراد به سوی هواساز یا فن کویل باز می‌گردد.

• چیلر جذبی دو اثره

چیلر جذبی دو اثره نیز از نظر عملکرد سیکل سرمایشی شبیه به چیلر جذبی تک اثره کار می‌کند. تنها تفاوت این مدل با نمونه تک اثره چنین است که عملکرد غلیظ شدن ماده مبرد و ماده جاذب دستگاه در دو مرحله انجام می‌شود. در مرحله اول غلیظ‌سازی در ژنراتور با دمای بالا انجام شده و در مرحله دوم نیز این فرآیند با ژنراتور دما پایین صورت می‌گیرد.

ژنراتور دما بالا بر اثر گرمای بخار که از طرف دیگ اصلی ارائه شده، فرآیند غلیظ‌سازی را انجام می‌دهد. همچنین ژنراتور دما پایین با وجود بخار حاصل شده مبرد در اثر عملکرد ژنراتور اول، به غلیظ‌سازی دوم می‌پردازد.

مزایا و نکات چیلر جذبی

• ساختار سیستم چیلر جذبی به نحوی است که از گاز طبیعی، گازوئیل یا گرمای هدر رفته برای انرژی اصلی و محرک دستگاه استفاده کرده و به همین دلیل شامل مصرف برق زیادی نخواهد بود. در بیش‌تر ساختمان‌ها عدم استفاده زیاد از انرژی موجب می‌شود فضای مصرف انرژی برای دیگر موارد ایجاد شده و سایر سیستم‌ها نیز از انرژی مکان بهره بیش‌تری ببرند. بدین ترتیب خدمات برق اضطراری که برای پشتیبانی دستگاه‌های مختلف لازم است، در ساختار چیلر جذبی ضرورتی نداشته و این ویژگی جزء مواردی است که هزینه دستگاه را پایین می‌آورد.
• از طرفی در مکان‌هایی مثل مراکز درمانی یا گیم‌نت‌های وسیع که وجود برق اضطراری برای وسایل موجود ضروری است، استفاده از این مدل چیلر در صرفه‌جویی هزینه‌ها کمک ویژه‌ای خواهد کرد.
• در فصل سرد مثل زمستان می‌توان از چیلر جذبی به عنوان یک هیتر استفاده کرد و به وسیله آن، آب گرم مورد نیاز برای سایر سیستم‌های گرمایشی را فراهم آورد. تهیه چیلر جذبی به شما امکان می‌دهد تا هزینه دیگ خرید را کاهش داده و از طرفی بر اساس نوع کارایی دستگاه؛ در فضای موجود نیز صرفه‌جویی کنید.
• برخی مکان‌ها مثل بیمارستان که در تمامی سال برای ساختار برخی سیستم‌های استریل مثل اتوکلاوها و همین‌طور برخی تجهیزات مهم نیاز به بخار دارند، از دیگ‌های بخار بزرگی بهره می‌برند که اغلب در تابستان کارایی قابل قبول را ارائه نمی‌دهد. به همین دلیل در ساختار این مکان‌ها نصب این دستگاه گزینه مناسبی است که بار مصرفی بخار را در تابستان افزایش داده و در بازدهی بالای دیگ‌ها و دوام آن تأثیر به سزایی دارد.
• صدا و ارتعاش ایجاد شده در این دستگاه بسیار کمتر از چیلر تراکمی بوده و دلیل آن نیز عدم تعبیه کمپرسور دستگاه است. زیرا اصلی‌ترین عامل ایجاد صدا و برخی ارتعاشات دستگاه‌ها وجود کمپرسور است که چیلر جذبی از آن بهره نمی‌برد.
• چیلر جذبی که کمپرسور در آن تعبیه نشده، تنها عامل ایجاد صدای آن پمپ‌های کوچک است که محلول لیتیوم بروماید را جریان داده و محرکی برای ماده مبرد دستگاه به‌شمار می‌رود. ایجاد صدا و ارتعاش در این پمپ‌ها مسئله‌ای است که نیازی به نگرانی نداشته و می‌توان از آن صرف نظر کرد.
• گازهای گلخانه‌ای مثل دی اکسید کربن که در گرم شدن کره زمین تاثیر زیادی دارد، و همچنین سایر آلودگی‌ها مثل اکسید نیتروژن، ذرات معلق و اکسیدهای گوگرد در چیلرهای جذبی استفاده کم‌تری دارد.
• ماده مبرد به‌کار رفته در این دستگاه از نوع آب مقطر است که نه تنها خطری ندارد بلکه به وفور در طبیعت یافت شده و تهیه آن نیز کار دشواری نخواهد بود. این در حالی است که فریون‌های چیلر تراکمی از مدل کلروفلورکربن است که شامل برخی خطرات احتمالی می‌شود.
• در تعبیه این دستگاه، نصب برج خنک‌کننده ضروری است و به همین جهت از مصرف آب بیش‌تری برخوردار خواهد بود. وجود برج خنک‌کننده و مصرف آب آن دلیلی می‌شود تا از چیلر جذبی در نواحی کم آب کشور استفاده نشود.
• در یک ظرفیت برابر چیلر جذبی در کنار چیلر تراکمی، این دستگاه از 40 تا 60 درصد اشغال فضای بیش‌تری برخوردار است و به دلیل ارتفاع بیش‌تر، به مساحت بیش‌تری برای تعبیه نیاز دارد.
• این دستگاه از وزن زیادی برخوردار است و برای تعبیه این دستگاه، مکان نصب باید از استحکام بالایی برخوردار باشد تا وزن این دستگاه را پوشش دهد.
• البته در برخی عوامل مثل ایجاد صدا و ارتعاش‌های مختلف، این دستگاه نسبت به چیلر تراکمی از مزایای بیش‌تری برخوردار است و صدای کم‌تری تولید می‌کند.