بررسی چیلر جذبی تک اثره

چیلر های جذبی تک اثره  با جذب گرما از آب چیلد ساختمان بشامل چهار سطح حرارتی شامل اواپراتور ، ابزوربر، کندانسور و ژنراتور می باشد. در چیلر جذبی تک اثره مبرد که همان آب  مقطر می­باشد به وسیله تبخیر و تقطیر شرایط جذب گرما را فراهم میکند. در چیلر جذبی تک اثره شامل دو قسمت با کنترل وکیوم بالا و پایین می­باشد.

قسمت پایین که شامل اواپراتور و ابزوربر می باشد که فشار مطلق آن یک درصد فشار اتمسفر می­باشد یا شش میلی متر جیوه می­باشد . این فشار وکیوم باعث می شود مبرد در دمای کمتری از آب ورودی چیلد واتر به جوش آید که سبب تبخیر مبرد به واسطه گرفتن گرما از اواپراتور و آب چیلد واتر، می­گردد . اجزای چیلر جذبی تک اثره به شرح زیر است.

اواپراتور چیلر جذبی تک اثره

اواپراتور بخش خنک کن چیلر جذبی می باشد که در آن آب تغذیه فن کویل ها و هواسازها ، گرمای خود را به مبرد می­دهد و خود خنک شده و موجب تبخیر مبرد می شود  مبرد به وسیله نازل ها  از قسمت بالا بر روی تیوب ها پاشیده شده موجب انتقال حرارت و تبخیر خود را فراهم می­ آورد.

اواپراتور چیلر جذبی تک اثره

اواپراتور در واقع یک مبدل پوسته لوله می­ باشد که آب سرد رفت و برگشت در لوله های آن جریان می­یابد و مبرد در فضای پوسته تبخیر می­شود. معمولا لوله های مبدل ازجنس مس و پوسته،  فولادی می باشد. همان طور که در شکل مشاهده می کنید در طول محفظفه اواپراتور کلکتور مجهز به افشانک می باشد که مبرد در فضای اواپراتور  بر روی کویل پاشیده و شرایط تبخیر را فراهم آورد.

شرایط استاندرد برای دمای آب ورود و خروج انواع چیلرهای جذبی آب ورودی °C 12  و خروجی 6.7C° می باشد که این شرایط با جوشش مبرد در فشار مطلق6mmhg   معادل 4C° به دست می­آید.

شرایط استاندارد برای دبی آب سرد جاری در کویل اواپراتور چیلر جذبی 2.4gpm  به ازای هر تن تبرید می باشد.

ابزوربر چیلر جذبی تک اثره

ابزوربر نیز همچون اواپراتور یک مبدل پوسته و لوله است که در لوله های آن ، آب برج خنک کننده در جریان دارد و پوسته شامل محلول لیتیوم بروماید می­باشد. بخار مبرد تولید شده در اواپراتور به سمت ابزوربر حرکت می کند و توسط لیتیوم بروماید جذب می­گردد. لیتیوم بروماید یک نمک با خاصیت جذب بالای آب می­باشد.

ابزوربر چیلر جذبی

دمای ابزوربر به هنگام جذب بخار مبرد افزایش می یابد. آب برج خنک کننده بخشی از گرمای آزاد شده در ابزوربر را گرفته و آن را از سیستم دفع می کند تا این محفظه برای جذب بهتر تا حد مشخصی خنک بماند .کاهش بیش از اندازه دما در ابزوربر تبعات ناخوشایندی هم چون متبلور شدن محلول را به همراه خواهد داشت.

ابزوربر نیز همچون اواپراتور دارای کلکتور و افشانک است که محلول از داخل آن  به روی کویل پاشیده شده و به این ترتیب با خنک شدن آن قدرت جذب آب بالاتر رفته و بخار آب بیشتری را از محفظه اواپراتور جذب لیتیوم بروماید می­شود. در چیلر های جذبی تک اثره ابزوربر و اواپراتور در یک پوسته مشترک قرار جای می گیرند و از داخل به هم مرتبط هستند. به این ترتیب بخار حاصل از تبخیر مبرد به طور مستقیم جذب لیتیوم بروماید موجود در ابزوربر می شود. در بعضی از مدل های چیلر جذبی اواپراتور بالای ابزوربر قرار می گیرد تا از احتمال نفوذ لیتیوم بروماید به مبرد کاسته می­شود.

عمل پاشش در ابزوربر چیلر جذبی تک اثره به صورت ثقلی انجام می گیرد زیرا ژنراتور در ارتفاعی بالاتر از ابزوربر قرار می گیرد . بنابراین محلول خروجی از ژنراتور از طریق کلکتور و افشانک وارد ابزوربر می شود البته در چیلرهای جذبی ظرفیت بالاتر احتیاج به پمپ سوم جهت گردش مبرد ابزوربر نیز می­باشیم

دمای استاندارد آب برج خنک کننده در چیلرهای جذبی در حالت بارکامل 29.4°C   می باشد و دبی آب مورد نیاز چیلرهای جذبی تک اثره براساس استاندرد ARI560 3.6gpm ، به ازای هر تن تبرید می باشد.

از قسمت پایین ابزوربر چیلر جذبی تک اثره به وسیله پمپ سلوشن محلول رقیق به ابتدا وارد مبدل حرارتی شده و در آنجا با تبادل حرارت در دمای آن  بالاتر رفته و وارد ژنراتور می­گردد.

نمای خروجی پمپ ابزوربر به سمت مبدل حرارتی

ژنراتور چیلر جذبی تک اثره

محلول رقیق لیتیوم بروماید بعد از مبدل حرارتی وارد ژنراتور می­گردد و در ژنراتور چیلر جذبی عملیات تغلیظ انجام می­گردد. چیلرهای جذبی تک اثره دارای یک ژنراتور هستند که منبع حرارتی آن ممکن است آب گرم ، آب داغ و یا بخار باشد.

ژنراتور های چیلرهای جذبی تک اثره نوعی مبدل پوسته لوله می­باشد که از طریق لوله ها، سیال گرمی همچون آب گرم یا بخار عبور می کنند و محلول لیتیوم بروماید در فضای پوسته غلیط می­شوند.

ژنراتور چیلر جذبی

مطابق با استاندارد ARI560، فشار بخار ورودی به ژنراتور چیلرهای جذبی تک اثره 15psi می­باشد و دمای آب داغ ورودی بین 82 تا 204 درجه سانی گراد می­باشد. در ژنراتور، بخاری که لیتیوم بروماید در ابزوربر جذب کرده بود را،  با حرارت دادن به آن جدا کرده و بخار جدا شده به سمت کندانسور حرکت می­کند.

کندانسور

محفظه ژنراتور و کندانسور در یک پوسته مشترک قرار می­گیرند و از داخل به هم مرتبط  هستند بنابراین بخار آب ایجاد شده در ژنراتور به راحتی و به طور مستقیم وارد فضای کندانسور می­شود.

محفظه ژنراتور و کندانسور چیلر جذبی تک اثره

در کندانسور مبرد در تماس با آب  ارسالی از سوی برج خنک کننده، تبدیل به مایع می­شود. کندانسور نیز همانند سه محفظه دیگر نوعی مبدل پوسته لوله می­باشد که آب برج خنک کننده از میان آن جریان دارد و عملیات تقطیر انجام می­گیرد در شرایط استاندارد دمای آب ورود به کندانسور براساس استاندارد ARI560 ، برای چیلرهای جذبی تک اثره در حالت بار کامل 29.4 درجه سانتیگراد می باشد.

به طور معمول محفظه کندانسور بالاترین محفظه چیلرهای جذبی تک اثره را تشکیل می­دهد ، از این رو مایع حاصل از تقطیر بدون نیاز به پمپ و به صورت ثقلی وارد اواپراتور می­شود.

شمای کلی از اجزای چیلر جذبی تک اثره یورک

کنترل ظرفیت چیلر جذبی تک اثره

کنترل ظرفیت در چیلرها  به معنای کاهش بار برودتی دستگاه می­باشد که مثلا در چیلر های تراکمی کنترل ظرفیت، با کاهش ظرفیت کمپرسور به دست می­آید اما در چیلر جذبی کنترل ظرفیت به وسیله کاهش بار حرارتی ژنراتور به ثمر می­رسد. ژنراتور چیلرهای جذبی تک اثره به وسیله شیر تدریجی، ظرفیت آن کنترل میگردد.

همچنین منطق کنترل چیلر جذبی تک اثره با کنترل دمای آب برج خنک کننده در صورت کاهش دما آب خنک کننده، جهت کنترل غلطت محلول سلوشن و فاصله گرفتن از محدوده کریستال ، ظرفیت شیر کاهش می­یابد. در کل شیر کنترل ظرفیت به سه منطق کنترل عمل می­کند.

• دمای آب خروجی چیلر

هدف اصلی از کنترل ظرفیت چیلر، کنترل دمای آب سرد خروجی به تعیین ست پونت و اختلاف دمای آب خروجی از ست پونت، میزان باز بودن شیر کنترل ظرفیت تغییر می­کند

• کنترل غلظت سلوشن غلیظ

این کنترل جهت جلوگیری از افزایش غلظت محلول می­باشد. که با کنترل غلظت دمای سلوشن غلیظ خروجی از مبدل حرارتی به دلیل اینکه در این نقطه امکان بروز پدیده کریستال زیاد است، با سنجش اختلاف غلظت نسبت به محدوده کریستال میزان باز بودن شیر کنترل ظرفیت تعیین می­گردد.

• آلارم ها و شرایط خطر

این شیر می­تواند تحت شرایط برای جلوگیری از شرایط  غیر مترقه عمل کند که از جمله آن میتوان به کاهش دمای مبرد به 1.9°C  ، افزایش فشار ژنراتور تا بالای 517mmgh   نام برد.

شیرهای کنترل کننده

انواع شیرهای کنترل کننده برقی و موتوری، بخش عمده ای از عمل کننده های چیلرهای جذبی را شامل می­شود. که به منظور عملیات رقیق سازی و حفاظت از دستگاه مورد اتفاده قرار می­گیرد. کنترل سطح مبرد در اواپراتور و همچنین کنترل سطح محلول در ابزوربر یکی از عوامل کارکرد صحیح چیلرهای جذبی است. همچنین این کاهش یا افزایش سطح در چیلرهای جذبی خود بیان کننده از حالتی از کارکرد چیلر جذبی می­باشد که ادامه کار را با مشکل مواجه می کند.

کاهش سطح مبرد در اواپراتور می­تواند منجر به بروز پدیده کاویتاسیون در پمپ شده و موجب گرم شدن بیش از اندازه آن شود و با کاهش سطح محلول در ابزوربر می­تواند نشانه بروز پدیده  کریستالیزاسیون در چیلر جذبی باشد. در هر حال شیرهای کنترل کننده با فرمان گرفتن از حسگرهای مربوطه می­تواند سطح مبرد و محلول را ابزوربر و اواپراتور چیلر جذبی را متعادل کند.

اجزای چیلر جذبی و موقعیت قرارگیری شیرهای 2SOL و 3SOL

در تصویر بالا دو شیر با عناوین تثبیت کننده و بی بار کننده را در چرخه چیلر جذبی و در مدار اواپراتور و ابزوربر نمایش می­دهد. شیر تثبیت کننده به طور اتوماتیک با فرمان حسگر دمایی لوله خط آنتی کریستال به مدت دو دقیقه باز می­گردد و مبرد را به خط محلول غلیظ ورودی به ابزوربر می­راند تا آن را رقیق کند و از پدیده کریستال جلوگیری کند. وقتی دمای محلول بیش از 71°C باشد، این شیر با فرمان حسگر گرمایی باز می شود بنابراین این شیر به نوعی شیر ضد تبلور نیز خوانده می­شود . در هنگام عملیات تعمیر چیلر جذبی به کمک این شیر می­توان کل مبرد را به مدار ابزوربر فرستاد .

شیر دیگری نیز دیده می­شود که، خروجی پمپ محلول را به مکش پمپ مبرد متصل نموده است. این شیر که در این طرح واره شیر بی­بار کننده 3SOL نامیده می­شود، وقتی باز می­شود که سطح  در اواپراتور کاهش یافته باشد. این کاهش می­تواند موجب کاویتاسیون و همچنین جلوگیری از یخ­زدگی مبرد در اواپراتور شود، بنابراین با ورود محلول به مکش پمپ مبرد، ضمن جلوگیری از پدیده کاویتاسیون ، بار سیستم نیز کاهش می­یابد زیرا اختلال محلول با مبرد منجر به کاهش تبخیر می­گردد. زیرا این اختلاط محلول با مبرد منجر به کاهش تبخیر می­گردد. از این رو می­توان آن را شیر بی­بار کننده نامید.

لوله سرریز و ضد کریستال

موقعیت این لوله  U شکل که در تصویر زیر نمایش داده شده است ، در حالت معمولی به منظور

منظور جلوگیری از یکسان شدن فشار دو محفظه بالا( ژنراتور- کندانسور) و پایین (اواپراتور ابزوربر ) مقداری محلول در این لوله وجود دارد ولی فاقد جریان است . چنانچه عواملی باعث ایجاد کریستال در مبدل حرارتی بشود و حرکت محلول غلیظ را با کندی مواجه کند ، محلول در خروجی این لوله انباشته و در این لوله سرریز می­کند و در آن جاری می­شود تا شدت کریستال آن را کاهش دهد.

لوله ضد کریستال

همچنین با توجه به گرم شدن این لوله سنسور دمایی با فرمان به شیر تثبیت کننده ضد کریستال مسیر دهش پمپ مبرد را به محلول غلیظ خروجی از ژنراتور فرمان می­دهد  این دما حدود 71°C  می­باشد و باید 65°C برسد تا به شرایط نرمال برسد.  همچنین به مدت 10 دقیقه شیر کنترل ظرفیت به حالت 50 درصد ظرفیت کار می­کند تا شرایط چیلر جذبی از منطقه کریستال فاصله بگیرد.

موقعیت لوله سرریز ضد کریستال و شیر تثبیت کننده

پمپ های چیلرهای جذبی

پمپ های مبرد و سلوشن تنها قطعات مکانیکی مصرف کننده برق در چیلرهای جذبی می­باشد.

پمپ مبرد آب را از تشت اواپراتور مکیده و آن را از طریق افشانک ها بروی کویل آب چیلد می­افشاند. و پمپ محلول انتقال محلول رقیق از ابزوربر به ژنراتور را بر عهده دارد.

این پمپ ها برای حفظ وکیوم چیلر جذبی از نوع  کاملا بسته هستند و الکترو پمپ در یک پوسته کاملا درز بندی شده قرار دارد و انتقال حرکت به صورت مستقیم می­باشد

این پمپ ها دارای دو عدد بیرینگ گرافیتی مخروطی به همراه فنر می­باشد و با توجه بسته بودن آن روغن کاری و خنک کاری توسط سیال در جریان انجام می­گیرد.

پمپ چیلر جذبی

همان طور که در شکل مشاهده می­کنید مسیر حرکت جریان مبرد یا محلول بعد ورود در پمپ به سمت سیم پیچ رفته، و عملیات خنک کاری را انجام می­دهد و بعد بیرینگ های گرافیتی را روان کاری می­کند سپس از طریق مجرای داخلی شفت به سمت پروانه پمپ می­رود . به همین دلیل سیم پیچ این پمپ ها توسط یک لایه محافظ از سیال در گردش، عایق می­شود.  با توجه به این شرایط، هرگز نباید این پمپ به صورت خشک کار کند، در غیر صورت موجب گیرپاچ و سوختن الکترو موتور می­گردد. در این پمپ ها بهتر است بعد از 50 الی 60 هزار ساعت کارکرد مورد بازبینی قرار گیرد.

York :منابع

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد