در این مقاله انواع چیلر جذبی معرفی شده و هر کدام به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می گیرد.
چیلرهای جذبی مبنای عملکرد آن، جذب آب مقطر توسط لیتیوم بروماید میباشد. ابتدا آب مقطر در فشار خلا با گرفتن گرما از آب چیلد واتر تبخیر میشود؛ بخار تبخیر شده توسط لیتیوم بروماید جذب شده و لیتیوم بروماید اشباع شده توسط پمپ ابزوربر به ژنراتور فرستاده میشود. در ژنراتور با استفاده از انرژی گرمایی محلول لیتیوم بروماید احیا میگردد و بخار آب از آن جدا میگردد. محلول لیتیوم بروماید غلیط جهت جذب دوباره بخار آب مقطر به ابزوربر فرستاده میشود و بخار آب جدا شده به سمت کندانسور فرستاده شده پس از تقطیر در محفظه کندانسور چیلر جذبی به سمت اواپراتور جهت تبخیر و گرفتن گرما فرستاده میشود.
چیلرهای جذبی را براساس روشهای احیا در ژنراتور چیلر جذبی و نوع منبع گرمایی تقسیم بندی میگردد:
دسته بندی انواع چیلر جذبی لیتیوم بروماید از نظر چرخه غلیظ سازی ماده جاذب
- چیلرهای جذبی تک اثره
- چیلرهای جذبی دو اثره
البته در مقیاس آزمایشگاهی چیلرهای جذبی سه اثره نیز تولید شده اند.
دسته بندی چیلرهای جذبی از لحاظ منبع گرمایی جهت عملیات احیا در ژنراتور
- چیلرهای جذبی با آب گرم
- چیلرهای جذبی با آب داغ
- چیلرهای جذبی با بخار
- چیلرهای جذبی دایرکت فایر (شعله مستقیم)
در این دسته بندی عمده چیلرهای جذبی تولید شده میتوان به چیلرهای جذبی تک اثره با آب گرم، چیلرهای جذبی تک اثره با بخار، چیلرهای جذبی دو اثره با بخار و چیلرهای جذبی شعله مستقیم اشاره داشت.
چیلرهای جذبی تک اثره
این نوع از انواع چیلر جذبی که شامل یک کندانسور یک ژنراتور،ابزوربر اواپراتور و پمپ ها میباشد. منبع گرمایی چیلرهای تک اثره بخار کم فشار یا آب گرم میباشد. بازده در این دسته از چیلر ها پایین میباشد اما به دلیل ساختمان ساده آنها ، ارزان تر نسبت به مدل های دیگر میباشد. در چیلرهای جذبی تک اثره به خاطر استفاده از بخار فشار پایین و آب گرم دارای استهلاک و تنش کمتر میباشد. و با توجه به اینکه لیتیوم بروماید در دمای مجاورت حرارت خوردگی بالایی پیدا میکند این چیلرها خوردگی کمتر و دارای عمر بالاتری میباشند.
در چیلر جذبی cop نسبت سرمای گرفته شده از اواپراتور به نسبت گرمای داده شده در ژنراتور میباشد.
در چیلرهای جذبی تک اثره فشار بخار ژنراتور کمتر از 15 psi میباشد و در آب گرم، دما 94C° در نظر گرفته میشود. ضریب کارایی چیلرهای جذبی تک اثره نهایتا تا 0.7 میباشد. و به ازای هر تن تبرید ( 12000BTU) نیازمند به 18000BTU گرما در ژنراتور میباشد.
در چیلر جذبی تک اثره دارای یک ژنراتور بوده و محلول رقیق لیتیوم بروماید با جذب گرمای بخار یا آب گرم در ژنراتور غلیظ شده و مبرد آن تبخیر شده و از محلول جدا میشود. بعد ازآن محلول به سمت ابزوربر رفته و بخار مبرد به سمت کندانسور مهاجرت کرده و که باعث انتقال حرارت از بخار به آب خنک کننده میگردد و باعث تقطیر مبرد میشود. این مبرد تقطیر شده از طریق دستگاه انبساط که معمولا اریفیس یا تله تراپ میباشد که سبب کاهش فشار و دمای مبرد میشود و در مبرد شرایط مطلوب وارد اواپراتور میشود. در اواپراتور به وسیله پمپ مبرد، آب مقطر بر روی تیوب ها به طور مداوم اسپری شده سبب انتقال حرارت از آب چیلد به مبرد شده. در این انتقال حرارت، مبرد تبخیر شده و به وسیله ابزوربر جذب میگردد.
در داخل ابزوربر چیلر جذبی مبرد توسط محلول لیتیوم بروماید جذب میگردد. و حاصل این واکنش شیمیایی، گرما میباشد که توسط آب خنک کننده که از برج خنک کننده وارد چیلر جذبی میشود، گرفته میشود. در بعضی از برند ها مانند مطرح مانند ترین به وسیله یک پمپ جداگانه، سلوشن بر روی تیوپ های ابزوربر پاشیده میشود. اما در بسیاری دیگر از برند های چیلرهای جذبی این پاشش در ابزوربر به وسیله نیروی ثقل خروجی از ژنراتور انجام میگیرد. حال جهت تکمیل سیکل تبرید چیلر جذبی سلوشن رقیق شده به وسیله پمپ سلوشن جهت تغلیظ به ژنراتور فرستاده میشود. در این بین سلوشن رقیق و غلیظ در مبدل حرارتی با یکدیگر انتقال حرارت کرده و باعث افزایش کارایی چیلر جذبی میگردد.
چیلرهای جذبی تک اثره ممکن است یک پوسته ای یا دو پوسته ای باشند. در انواع دو پوسته ای امکان جدا سازی پوسته فوقانی و تحتانی برای سهولت در حمل و جابجایی وجود داشته و در عین حال تاثیرات حرارتی بخش های مختلف بر هم کاهش مییابد. لذا انواع دو پوسته ای به ویژه در ظرفیت های زیاد رواج بیشتری دارد.
انواع چیلر جذبی دو اثره
انواع چیلر جذبی دو اثره همان اجزای چیلرهای جذبی تک اثره میباشند که دارای ژنراتور و مبدل حرارتی اضافی میباشد و عملیات تغلیظ در آنها طی دو مرحله انجام می گیرد. در این گونه از چیلرها بخار آب مبرد که یک بار در ژنراتور و طی عملیات تغلیظ با اخذ گرما از ژنراترو دما بالا ، تبخیر و از لیتیوم بروماید جدا میشود، خود به عنوان منبع انرژی گرمایی در ژنراتور دما پایین استفاده میگردد. با به کار گیری این روش، نرخ تبخیر افزایش پیدا کرده . بازده چیلر جذبی و ضریب کارایی ان نسبت به چیلرهای تک اثره افزایش یافته است. ضریب کارایی این چیلرها به طور معمول بین 0.9 تا نهایتا 1.2 می باشد. فشار بخار در چیلرهای جذبی دواثره در حدود 110 -120 psi میباشد که دمای معادل اشباع آن 188C° می باشد.
در ژنراتور دما بالا ، بخار دما بالا از طریق تیوب در محلول لیتیوم بروماید غوطه ور میباشد و مقداری از مبرد میجوشد و از محلول لیتیوم بروماید جدا میشود. غلظت محلول در این قسمت متوسط میباشد و باید باز هم غلیظ شود. لذا بخار داغ مبرد تولید شده در ژنراتور دما بالا به سمت ژنراتور دما پایین مهاجرت کرده و در آنجا از طریق تیوب ها که غوطه ور در سلوشن غلیظ میباشد، جریان مییابد. مواد سلوشن گرما را از بخار مبرد دریافت کرده و باعث جدا شدن دیگر مبرد جذب شده توسط لیتیوم بروماید میگردد حال لیتیوم بروماید غلیظ شده و به ابزوربر باز میگردد.
مبرد تبخیر شده در ژنراتور دما پایین به سمت کندانسور مهاجرت کرده و از دست دادن گرما در فشار مناسب تقطیر می گردد. همچنین مبرد تقطیر یافته در ژنراتور دما پایین نیز به سمت کندانسور سراریز می گردد.
مبرد تقطیر یافته در کندانسور چیلر جذبی نیز پس از گذر از دستگاه انبساط و کاهش فشار، وارد اواپراتور میگردد؛ که در اواپراتور نیز همانند چیلرهای جذبی تک اثره پس گرفتن گرما از چیلد واتر و تبخیر ، توسط ابزوربر جذب شده و سیکل جذبی را دوباره تکرار میکند.
پمپ ژنراتور دما پایین ، محلول رقیق را از ابزوربر به سمت ژنراتور دما پایین میفرستد و در مسیر جهت افزایش بازده حرارتی از مبدل دما پایین نیز عبور میکند.
پمپ ژنراتور دما پایین مشاهده شده در شکل بالا، سلوشن غلظت متوسط را از ژنراتور دما پایین به سمت ژنراتور دما بالا میفرستد. مقداری از این سلوشن با عبور از مبدل حرارتی دما بالا، توسط سلوشن دما بالا و غلیظ خروجی از ژنراتور دما بالا، پیش گرم میشود . که این عامل موجب کاهش انرژی جهت احیا لیتیوم بروماید در داخل ژنراتور دما بالا چیلر جذبی میگردد. همچنین کاهش دمای سلوشن غلیظ نیز موجب کاهش نرخ دبی آب خنک کننده برج، جهت کندانس میگردد.
در شکل بالا یک مبدل حرارتی به موازات مبدل دما بالا قرار گرفته است، که قسمتی از سلوشن غلظت متوسط قبل از ورود به ژنراتور دما بالا از آن عبور کرده و باعث افزایش بازده حرارتی میشود، که مبدل حرارتی بخار چگالیده می نامند.
انواع چیلر جذبی شعله مستقیم یا دایرکت فایر
در چیلرهای جذبی دایرکت فایر در فرایند احیا و تغلیظ به جای استفاده از بخار در ژنراتور دما بالا، با استفاده از سوزاندن مواد فسیلی گاز، گازوییل از طریق مشعل انجام می گیرد.
چیلرهای جذبی دایرکت فایر دارای دو برتری نسبت به دیگر چیلرهای جذبی می باشد اول این که نیازی به مولد گرمایی جدگانه ندارند و از این نظر خودکفا میباشند و دوم این که به دلیل در اختیار داشتن سیستم احتراق، امکان استفاده از آن ها در فصل زمستان و تابستان به منظور سرمایش و گرمایش وجود دارد. این عامل تاثیر شگرفی در کاهش هزینه های موتورخانه دارد. ظرفیت گرمایی چیلررهای شعله مستقیم به مراتب کمتر از ظرفیت سرمایی آن میباشد، این کاربرد مناسب مناطق سردسیر نمی باشد بیشتر جهت مناطق گرمسیر استفاده میشود. چیلرهای جذبی دایرکت فایر بر مبنای ظرفیت سرمایشی انتخاب میشوند. از دیدگاه دیگر با علم به قیمت ارزان تجهیزات گرمایش و بخار نسبت به چیلرهای جذبی دایرکت فایر و گرانی هزینه نگهداری و تعمیر چیلر جذبی شعله مستقیم و راهبری آن ، استفاده از به دلیل دو فصلی بودن دارای توجیه اقتصادی نمیباشد.
در چیلرهای جذبی دایرکت فایر با استفاده از مشعل های گاز سوز و یا از نوع گازوییلی میباشد که cop این چیلرها حدود 0.9 الی 1.1 می باشد.
در چیلر جذبی دایرکت فایر قسمت ژنراتور دما بالا به صورت پوسته ای جدا در کنار قسمت اصلی قرار دارد و محلول سلوشن گرما را از طریق پروسه احتراق مشعل دریافت میکند. با این گرما قسمتی از مبرد محلول خارج میشود و همانند چیلرهای جذبی دو اثره بخار ، سلوشن طی این مرحله و ژنراتور دما پایین غلیظ شده و به ابزوربر باز می گردد.
در این چیلرها مبرد در فشار 6.8mmgh با گرفتن گرمای از آب کویل سیستم سرمایشی تبخیر میشود و توسط لیتیوم بروماید موجود در ابزوربر جذب میگردد. حال این محلول 58 درصد توسط پمپ ژنراتور دما پایین از مبدل دما پایین گذشته و وارد ژنراتور دما پایین میشود. همان طور که در شکل مشاهده میکنید محلول پس از تغلیظ به دو بخش تسیم میگردد. قسمتی از آن به سمت ابزوربر بازگشته و بخشی دیگر از آن توسط پمپ ژنراتور دما بالا پس از عبور از مبدل حرارتی دما بالا ، وارد محفظه ژنراتور شعله مستقیم میگردد.
حال این محلول سلوشن غلظت متوسط، توسط شعله ژنراتور بخار آب بیشتری از آن جدا شده و غلیظ تر میگردد. این بخار آب تولید شده از ژنراتور شعله مستقیم به سوی ژنراتور دما پایین میرود تا موجب غلیظ شدن محلول رقیق ابتدایی شود و سپس به همراه بخار آب جدا شده در ژنراتور دما پایین وارد کندانسور میشود. در کندانسور توسط آب خنک کننده برج تقطیر شده و به اواپراتور باز میگردد. از طرف دیگر محلول احیا شده در ژنراتور دما بالا پس از گذر از مبدل حرارتی دما بالا با محلول سلوشن خروجی از ژنراتور دما پایین مخلوط شده و با عبور از مبدل دما پایین به سمت ابزوربر برمیگردد. و سیکل برودت جذبی تکمیل میگردد. این سیکل دقیقا شبیه سیکل دواثره می باشد.
مقایسه چیلرهای تک اثره و دو اثره
همان طور پیش تر نیز گفته شد ضریب عملکرد چیلرهای دو اثره نسبت به تک اثره بیشتر میباشد؛ ولی به دلیل فشار و دمای کاری بالاتر تنش و خوردگی آن نیز بالاتر می باشد. همچنین به دلیل پیچیدگی در ساختار و الزامات کاری بالاتر، هزینه اولیه و نگهداری و سرویس چیلر جذبی دو اثره بالاتر از تک اثره می باشد.
Trane :منابع
تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس
برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد
بسیار عالی