چیلر جذبی چیست و نحوه عملکرد آن

چیلرهای جذبی از جمله فناوری‌های بسیار مهم و موثر در دنیای خنک‌کننده‌ها به شمار می آیند که برای تولید سرما از حرارت استفاده می‌کنند. چیلرهای جذبی با گرفتن حرارت آب داغ درون خود، آن را خنک کرده و با عبور آب خنک در لوله‌ها، موجب خنک‌سازی محیط خواهد شد. این سیستم‌ها، با بهره‌گیری از فرآیند جذب حرارت و تبادل حرارت با مواد جاذب، برای خنک کردن فضاها یا سیستم‌های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. جالب است بدانید که چیلرهای جذبی مانند یک چیلر تراکمی از کمپرسورهای الکتریکی بهره ‌نمی برند، بلکه از فرآیندهای شیمیایی برای جذب و دفع حرارت استفاده می کنند که این امر منجر به کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی می شود.

در ذهن بسیاری از مردم معمولا این سوال‌ها در مورد تهویه مطبوع نقش می‌بندد که چیلر چیست؟، چند نوع چیلر داریم؟ و تفاوت چیلر جذبی و تراکمی چیست؟ چیلرها در واقع هوای گرم را می‌گیرند، آن را به فضایی دیگر انتقال می‌دهند تا هوایی مطبوع و خنک در محیط ایجاد شود. در این مطلب سعی می‌شود، تفاوت اصلی چیلرهای جذبی و تراکمی بیان گردد.

---

ارائه خدمات حرفه ای پشتیبانی و نگهداری تاسیسات ساختمان

---

چیلر جذبی چیست؟

در پاسخ به سوال چیلر جذبی چیست باید گفت چیلر جذبی یک نوع سیستم خنک‌کننده است که از طریق جذب حرارت و استفاده از مواد جاذب به جای کمپرسورهای الکتریکی کار می کند. چیلر جذبی از فرآیندی استفاده می کند که در آن آب به عنوان مبرد و ماده‌ای مانند لیتیم بروماید به عنوان جاذب عمل می کنند و به این سیستم‌ها امکان می دهد که عملکردی کارآمد و قابل اعتماد را ارائه دهند که از آن به منظور بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های خنک‌کننده استفاده می شود. برای به کارگیری از چیلرهای جذبی در ساختمان‌ها و مراکز اداری و صنعتی، ابتدا باید با نحوه راه اندازی چیلر جذبی آشنایی کامل داشته و خاموش و روشن کردن چیلر را به‌طور اصولی انجام دهید؛ همچنین به یاد داشته باشید که نگهداری و تعمیرات چیلرها در طول عمرشان تاثیر بسزایی دارد و می تواند به کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی کمک کند. در این مقاله نحوه خاموش و روشن کردن چیلر جذبی و همچنین طرز کار چیلرهای جذبی مورد بررسی قرار می‌گیرد. با ما همراه باشید.

اجزای چیلر جذبی

اجزای چیلر جذبی شامل تبخیرکننده، جذب‌کننده، احیاکننده و تراکم‌کننده هستند. هر یک از اجزای چیلر جذبی نقش مهمی در عملکرد صحیح سیستم ایفا می کنند. تبخیرکننده جایی است که مبرد حرارت را جذب می کند و به بخار تبدیل می شود. جذب‌کننده محلی است که بخار مبرد توسط جاذب جذب می شود. احیاکننده جایی است که جاذب حرارت داده می شود تا بخار مبرد از آن جدا شود. تراکم‌کننده نیز محلی است که بخار مبرد دوباره به مایع تبدیل می شود. اجزای چیلر جذبی با همکاری هم عملکرد کلی سیستم را تضمین می کنند. چیلرهای جذبی از چهار بخش اصلی تشکیل شده‌اند. اِواپراتور (Evaporator) تبخیرکننده، اَبزوربر (Absorber) جذب‌کننده، ژنراتور (Generator) و کُندانسور (Condenser) تقطیرکننده چهار بخش اصلی تشکیل دهنده چیلرهای جذبی می‌باشن.

اِواپراتور: بخش تبخیر مبرد، جایی که سیال مبرد (آب) از محیط حرارت جذب کرده و تبخیر می‌شود تا سرمایش ایجاد کند.

اَبزوربر: جایی که بخار مبرد از اواپراتور جذب محلول جاذب (لیتیوم بروماید) می‌شود و انرژی آن در سیستم ذخیره می‌شود.

ژنراتور: محل تولید حرارت برای جدا کردن بخار از محلول جاذب (لیتیوم بروماید)، که در این بخش تبخیر مبرد انجام می‌شود.

کُندانسور: جایی که بخار مبرد پس از جذب حرارت و تغییر به حالت مایع، خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود.

طرز کار چیلر جذبی

چیلر جذبی با استفاده از فرآیندهای شیمیایی و حداقل قطعات مکانیکی، حرارت را جذب و دفع می‌کند. به این صورت که، مبرد با جذب حرارت از محیط خنک شده و سپس توسط جاذب(معمولاً لیتیم بروماید) به دام انداخته می شود. در مرحله بعد، با اعمال حرارت به جاذب، مبرد آزاد می شود و به چرخه تبرید بازمی گردد. این فرآیند که شامل چهار مرحله تبخیر، جذب، احیا و تراکم است، سرمایش مورد نیاز را تأمین می‌کند.

برخلاف چیلرهای تراکمی، چیلرهای جذبی قطعات متحرک کمی دارند و در نتیجه استهلاک مکانیکی و تولید صدا در آن‌ها بسیار کمتر است. با این حال، نگهداری چیلرهای جذبی امری بسیار پیچیده و حساس است و به برنامه ریزی و دقت بالایی نیاز دارد.

انواع چیلر جذبی بر اساس منبع حرارتی

1. چیلرهای جذبی بخار: چیلرهای جذبی بخار یکی از انواع چیلرهای جذبی هستند که از بخار به عنوان منبع حرارت برای فرآیند تبخیر و جذب استفاده می کنند. چیلرهای جذبی بخار به طور معمول در مکان‌هایی استفاده می شوند که بخار به وفور در دسترس است، مانند نیروگاه‌ها و کارخانه‌های صنعتی. چیلرهای جذبی بخار به دلیل کارایی بالا و کاهش هزینه‌های انرژی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
2. چیلرهای جذبی آب گرم و آب داغ: این چیلرها از آب گرم (معمولاً ۹۰-۱۲۰ درجه سانتی‌گراد) یا آب داغ (بالاتر از ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد) برای تأمین حرارت استفاده می‌کنند و در سیستم‌هایی که بویلر یا بازیافت حرارتی دارند، کاربرد دارند.
3. چیلرهای جذبی شعله مستقیم: این چیلرها دارای مشعل داخلی هستند و مستقیماً از سوخت‌هایی مانند گاز طبیعی یا گازوئیل برای تأمین حرارت استفاده می‌کنند. آن‌ها معمولاً در مکان‌هایی که بخار یا آب گرم در دسترس نیست، به کار می‌روند. این نوع چیلرها قادر به ارائه سرمایش و گرمایش از یک دستگاه هستند که باعث صرفه‌جویی در فضا و هزینه می‌شود. اما نیاز به هواکش برای تخلیه محصولات احتراق و هزینه‌های اولیه بالاتر نسبت به مدل‌های بخاری؛ از جمله معایب آن‌هاست. همچنین، برای راه‌اندازی و نگهداری این چیلرها باید توجه ویژه‌ای به عملکرد بخش‌های مختلف دستگاه داشت.

هر یک از این انواع چیلرهای جذبی، ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند و بسته به نیازها و شرایط محیطی مورد استفاده قرار می گیرند.

بیشتر بخوانید: بهینه سازی و کاهش مصرف گاز

چیلرهای جذبی بر مبنای مکانیزم طراحی

۱. دستگاه های تک اثره (تک مرحله ای):

طرز کار چیلر جذبی تک اثره این گونه است که از فشار کم ( ۲۰ psig یا کمتر) به عنوان نیروی محرکه استفاده می کنند. این دستگاه ها معمولا دارای یک راندمان ۰.۷ و نیازمند حدود ۱۸ pph در هر تن بخار 9psig در فلنج ژنراتور (بعد از شیر کنترل) در وضعیت درجه بندی استاندارد ARI می باشند.

۲. دستگاه های دو اثره (دو مرحله ای)

چیلرهای جذبی دو مرحله‌ای با استفاده از بخار یا گاز داغ با فشار بالا (۴۰ تا ۱۴۰ psig)، راندمان بالاتری نسبت به مدل‌های یک مرحله‌ای دارند. این سیستم‌ها شامل یک ژنراتور ثانویه هستند که به انرژی دمای بالاتر نیاز دارد. این دستگاه‌ها می‌توانند با ریکاوری حرارت اضافی از مدار برج خنک‌کننده، عملکرد خود را بهبود بخشند. در این مدل‌ها، غلیظ‌کننده مرحله اول کوچک‌تر است و بدنه بزرگ‌تر مشابه چیلر تک مرحله‌ای عمل می‌کند.  این تکنیک‌ها به بهبود کارایی و بهره‌وری انرژی کمک می‌کنند.این دستگاه ها معمولا دارای راندمان ۱ تا ۱.۲ هستند. دستگاه هایی که با بخار فعالیت می کنند به حدود ۹ تا ۱۰ pph در هرتن بخار 114psig ورودی در وضعیت درجه بندی استاندارد ARI احتیاج دارند. دستگاه های گاز سوز به ورودی حدود ۱۰۰۰۰تا ۱۲۰۰۰ BTUH بر تن تبرید بر ارزش حرارتی بالا در وضعیت درجه بندی استاندارد ARI احتیاج دارند.

چیلرهای جذبی بر مبنای نوع جاذب و مبرد

1. چیلرهای جذبی لیتیم بروماید – آب: در این نوع، آب به‌عنوان مبرد و لیتیم بروماید به‌عنوان جاذب استفاده می‌شود. این چیلرها فقط برای سرمایش کاربرد دارند و رایج‌ترین نوع چیلرهای جذبی هستند.
2. چیلرهای جذبی آمونیاکی – آب: در این مدل، آمونیاک به‌عنوان مبرد و آب به‌عنوان جاذب عمل می‌کند. این چیلرها برای دماهای بسیار پایین (مانند سردخانه‌ها و سیستم‌های تبرید صنعتی) استفاده می‌شوند.

چیلر جذبی با انرژی گرمای بازیافتنی

اغلب چیلر های جذبی از بخار یا سوخت ( گاز طبیعی، پروپان ) برای حرارت ورودی استفاده می کنند. اما حرارت اتلافی فرآیند، موتور پیستونی، توربین گازی یا یک سیستم تولید همزمان نیز می تواند در یک فرآیند جذبی استفاده شود. دمای خروجی باید حداقل حدود ۲۸۷ درجه ی سانتی گراد و حداکثر ۸۱۵.۵ درجه باشد. متداول ترین راه کار برای تأمین سردسازی هوای ورودی یا دیگر نیاز های سرمایشی، استفاده از خروجی توربین گازی می باشد. میزان سرمایش تابع دمای و جرم جریان توده ای گاز خروجی با استفاده از فرمول زیر است:

ظرفیت سردسازی بر تن = m x (Tg – ۳۷۵) / ۴۰,۹۵۰
m : جرم جریان توده ای بر حسب پوند برساعت ( ۱ کیلوگرم :۲.۲۰ پوند )
Tg : دمای گاز هواکش ورودی به چیلر جذبی برحسب فارنهایت ( ۱ سانتیگراد : ۳۳.۸ فارنهایت)
۴۰,۹۵۰ : ضریب تبدیل

راندمان :

ـ دستگاه های تک اثره اساساً راندمان ۰.۶ تا ۰.۷۵ دارند.
ـ دستگاه های دو اثره اساساً راندمان ۱.۰ تا ۱.۲ دارند.
راندمان های بالا شامل بار الکتریکی کمکی که معمولا از چیلر های الکتریکی با سایز مشابه بیشتر است نمی شوند. به دلیل اضافه شدن بار ضد حرارت، استفاده از پمپ های آب کندانسور و برج های بزرگتر به علاوه ی پمپ محلول دستگاه الزامی است.

شماتیک چیلر جذبی

بخار معمولا در فشار ۱۲۵ تا ۱۵۰ psig به درون لوله های فلزی ضد زنگ در غلیظ کننده ی مرحله اول وارد و سبب جوشیدن محلول در آن ها می شود. فشاری که در آن فرآیند جوشیدن رخ می دهد و فشار بخار مبرد پخش شده حدوداً ۵ psig ( یا ۲۰ psia) می باشد. بخشی از این محلول که در مرحله ی اول غلیظ شده در مبدل حرارتی با دمای بالا جریان می یابد و در آنجا توسط محلول رقیق بازگشتی از غلیظ کننده با دمای پایین تر سرد می شود. سپس این محلول غلیظ، از غلیظ کننده ی مرحله ی دوم که فشار کمتری دارد عبور می کند ( محلی که بخارهای مرحله ی اول به غلظت مطلوب نهایی می رسند.) این مرحله ی دوم در فشار ۰.۱ اتمسفر ( ۱.۵ psia) عمل می کند.
استفاده ی مجدد چیلر های دو مرحله ای از بخار ها در ژنراتور مرحله اول سبب مفیدتر بودن این چیلر ها نسبت به چیلر های تک مرحله ای می شود (اساسا تا ۳۰ % ). چیلر های جذبی دو مرحله ای اصولاً با بخار پر فشار ( ۶۰ تا ۱۳۰ psig ) ، شعله مستقیم با گاز طبیعی یا گازوئیل شماره ۲ و یا با استفاده از گاز داغ خروجی از موتور های احتراق فعالیت می کنند.

کاربرد های چیلرهای جذبی

چیلر جذبی تک مرحله ای بخار

• هنگامی که بخار کم فشار، برج خنک کننده ( یا دیگر آب ها برای دفع حرارت) و نیروی برق در دسترس باشد آب سرد را برای سردسازی فراهم می کند.
• هنگامی که بخار در محدوده ی ۱۲ تا ۲۰ psig از یک فرآیند یا مصرف بخار و با هزینه ی ناچیز در دسترس باشد. ( یعنی در غیر آن صورت بخار تلف خواهد شد )
• هنگامی که بخار در محدوده ی ۱۲ تا ۲۰ psig از یک فرآیند یا دیگر مصارف بخار و با هزینه ی معقول در دسترس باشد و یا در شرایطی که دیگ ها به دلایل دیگری باید فعالیت کنند و مصرف کننده برای بارگیری دیگ به مقدار کافی به دنبال استفاده های دیگری از بخار می باشد.

چیلرهای جذبی دو مرحله ای

• هنگامی که بخار پر فشار، آب داغ با دمای بالا ( HTHW) یا گاز طبیعی و همچنین برج خنک کننده ( یا دیگر آب ها برای دفع حرارت) و نیروی برق در دسترس باشد آب سرد را برای سردسازی فراهم می کند.
• هنگامی که بخار در محدوده ی ۴۰ تا ۱۴۰ psig از یک فرآیند یا مصرف بخار و با هزینه ی ناچیز در دسترس باشد ( یعنی در غیر آن صورت بخار تلف خواهد شد ) و هنگامی که گاز طبیعی به نسبت نیروی برق کم هزینه باشد.
• هنگامی که بار حرارتی نمی تواند به صورت آماده توسط دیگ تأمین شود و این چیلر گرم کننده آن را فراهم می کند. بنابراین هنگامی که قادر به اضافه کردن دیگ نیستید یا فضای کافی برای آن ندارید این نوع چیلر مناسب است.
• هنگامی که نیروی برق کافی برای ظرفیت برودت مورد نیاز و اضافه شده در دسترس نیست.
• هنگامی که به ظرفیت سردسازی اضطراری احتیاج دارید و ظرفیت تولید حالت آماده باش برای برودت الکتریکی در دسترس نیست. ( اضافه کردن ظرفیت تولید اضطراری را در نظر داشته باشید؛ که ممکن است این کار از ظرفیت سرسازی جذبی هزینه ی کمتری داشته باشد.)
• هنگامی که بخار در محدوده ی ۴۰ تا ۱۴۰ psig از یک فرآیند یا دیگر مصارف بخار و با هزینه ی معقول در دسترس باشد و یا در شرایطی که دیگ ها به دلایل دیگری باید فعالیت کنند و مصرف کننده برای بارگیری دیگ به مقدار کافی به دنبال استفاده های دیگری از بخار می باشد.

چیلر جذبی با انرژی گرمای بازیافتنی

• هنگامی که گاز داغ خروجی و تمیز ، برج خنک کننده ( یا دیگر آب ها برای دفع حرارت) و نیروی برق در دسترس باشد آب سرد را برای سردسازی فراهم می کند.
• در وضعیتی که خروجی از توربین گازی برودت را برای هوای ورودی فراهم می کند تا در هوای گرم عملکرد توربین را بهبود بخشد.
• در شرایطی که به برودت احتیاج داریم و گاز خروجی تمیز که از یک فرآیند صنعتی مانند امورات مرتبط با چاپ، خشک کردن و پخت و پز ساطع می شود، در دسترس باشد.
• در شرایطی که گاز خروجی تمیز در دسترس باشد و به برودت احتیاج داشته باشیم.
• پرسنل حرفه ای هنگام فعالیت سیستم کار نمی کنند، عملکرد ها طوری برنامه ریزی شده اند که از چیلر جذبی به عنوان یک دستگاه peak shaving استفاده کنند. اپراتور ها تمایل دارند که از چیلر جذبی به عنوان چیلر اصلی استفاده نکنند و با چیلر برقی به حداکثر عملکرد برسند.
• فعالیت طولانی مدت در ۳۰% ظرفیت و کمتر از ظرفیت طراحی شده، محتمل است.

ملاحظات لازم در نگهداری چیلرهای جذبی

چیلرهای جذبی در صورتی که به درستی طراحی و نصب شوند، می‌توانند بدون نیاز به نظارت مداوم عملکرد مطلوبی داشته باشند. این دستگاه‌ها قابلیت راه‌اندازی خودکار و تنظیم برنامه‌های نگهداری را دارند. انواع غیر قابل تقطیر به صورت اتوماتیک تخلیه می شوند و اپراتور ها یا مهندس تاسیسات می توانند روتین نرمال نگهداری را برنامه ریزی کنند. طبیعتاً دستورالعمل های ساختمانی بومی نیاز یا عدم نیاز به اپراتور تمام وقت را طبق اندازه دستگاه و شرایط محلی آن تعیین می کند. بنابراین همیشه دستورالعمل های بومی را رعایت کنید.
در نگهداری به سه بخش اصلی توجه داشته باشید: قطعات مکانیکی، قطعات انتقال حرارت و کنترل ها. در ادامه به مبحث نگهداری بخش های مکانیکی و انتقال گرما می پردازیم.

قطعات مکانیکی

ممکن است چیلر جذبی یک سازنده، دارای پیکر بندی تک موتوره/ پمپ چندگانه برای مبرد و جریان محلول و یک دستگاه تخلیه باشد. دیگر سازنده ها از پمپ های کاملا بسته ی مبرد و محلول که با محلول پمپاژ شده روغن کاری و سرد شده اند استفاده می کنند. بعضی دیگر موتور های باز با شفت آب بندی شده را به کار می برند.
مجموعه ی پمپ های کاملا بسته روغن کاری و خنک سازی مبرد را به صورت خودکار انجام می دهند. موتوری که به طور صحیح آب بندی شده است پره های پمپ مبرد و محلول را راه اندازی می کند. در ترتیب این پمپ های چند گانه سرد سازی و روغن کاری موتور توسط سیال پمپاژ شده انجام می شود. طراحی پمپ های کاملا بسته نیاز به وجود شفت های آب بندی شده ی خارجی را رفع می کنند ( یک مورد اضافی برای نگهداری و منبع پنهانی نشت هوا ).

انتقال حرارت

طول عمر، عملکرد و ظرفیت سردسازی تجهیزات جذبی وابسته ی نگهداری سطوح انتقال گرما عاری از رسوب و لجن می باشد. حتی یک لایه ی نازک رسوب می تواند به میزان قابل توجهی ظرفیت را کاهش دهد. بنابراین مواد شیمیایی موجود در آب برج خنک کننده بسیار مهم است و اگر عمل تصفیه به خوبی انجام نشود می تواند ضمانت نامه ی سازنده را باطل کند.
بهترین راه کار حذف رسوبات انباشته شده استفاده از روش های شیمیایی و حذف لجن ها روش مکانیکی است. این کار معمولاً با باز کردن سرلوله ها و سست کردن مواد انباشته شده توسط یک برس با تار های زبر و سخت انجام می شود. سپس مواد سست شده با شستشو به وسیله ی آب تمیز از لوله ها خارج می شوند.

نگهداری پمپ

وقتی که تکیه گاه های موتور و پمپ فرسوده می شوند یک نوع طراحی اجازه می دهد که بخش های پمپ را بدون خارج کردن محلول لیتیم برمید از دستگاه، تعویض کنید. در مرحله ای اول شیر های دستی را در چرخه ی روغن کاری ببندید، منبع برق را قطع و موتور را باز کنید.آب بندی شفت پمپ از وکیوم دستگاه نگهداری می کند. تعمیرات اساسی پمپ با شارژ کردن دستگاه با نیتروژن و فشار اتمسفر انجام می شود. بعد از تکمیل این مرحله دستگاه تخلیه می شود، اجزاء پمپ برداشته و تعمیر یا تعویض می شوند. دیگر طراحی ها به روند تعویض پیچیده تری احتیاج دارند.
نگهداری پمپ ها با صافی مغناطیسی آغاز می شود که باید هر دو هفته بعد از استارت اولیه و در اواسط فصول گرم آن را پاکسازی کنید. فرسایش شفت های آب بندی شده باید هرسه سال بررسی شوند.

خاموش سازی فصلی

در خاموش سازی فصلی یا طولانی مدت، ممکن است مبرد از اواپراتور به چیلر جذبی منتقل و سبب کاهش سطح مبرد در لوله و ظرف اواپراتور شود. از آنجایی که مبرد برای روغن کاری تکیه گاه های موتور و پمپ به کار برده می شود، هنگام فاز راه اندازی فعالیت روغن کاری باید توسط یک منبع کمکی فراهم شود. هنگامی که بارگیری مبرد از محلول برای راه اندازی ریکاوری شد، احتمالا عملکرد دستگاه به حالت عادی بر می گردد.
این چرخه ی کمکی معمولاً با اتصال آب شهری به اتصالات خارجی لوله های روغن کاری پمپ، فراهم می شود. در همه ی موارد طبق توصیه های سازنده عمل کنید.

چیلر های جذبی با انرژی گرمای بازیافتنی

بخار

طبیعتاً میزان سرمایش تولید شده توسط بخار اتلافی از یک سیستم تولید همزمان با بخار تولیدی از دیگ برابر است. منابع بخار اتلافی کم فشار ( ۱۴ psig) معمولاً به ۸ تا ۹ کیلوگرم بخار در ساعت برای تولید یک تن تبرید در چیلر جذبی تک مرحله ای احتیاج دارند. این عملکرد در فشار بخار ۵۰ تا ۱۳۰ psig و با استفاده از چیلر جذبی دو مرحله ای ( دو اثره) بهبود می یابد و به ۵.۴ تا ۵.۵ کیلوگرم بخار بر تن تبرید می رسد.
مقادیر بخار در چیلر های جذبی از لحاظ اسم به این صورت زیر درجه بندی می شود:
تک مرحله ای: ۹ psig در فلنج ژنراتور
دو مرحله ای :بخار وردی ۱۱۴ psig
درجه بندی ظرفیت با افت فشار بخار از مقادیر بالا کاهش می یابد. برای مثال ظرفیت دستگاه ۱۰۰ تنی در فشار ۵/۷۸ psig به ۸۴ تن می رسد.

هوای داغ

چیلر جذبی شعله مستقیم اغلب می تواند برای پذیرفتن هوای داغ یا خروجی از توربین گازی یا موتور اصلاح شود. عملکرد آن ها در اغلب موارد کاملاٌ به دمای هوا بستگی دارد. هنگامی که ریکاوری حرارت را محاسبه می کنید، به خاطر داشته باشید که حرارت اتلافی خروجی از چیلر جذبی را ۵.۱۹ تا ۴.۲۰ درجه ی سانتیگراد در نظر بگیرید. ( بدین معنی است که چیلر جذبی کل پتانسیل حرارت اتلافی را بازیافت نمی کند.)

برای ریکاوری حرارت گاز خروجی

ظرفیت سردسازی بر تن = m x (Tg – ۳۷۵) / ۴۰,۹۵۰
= m x (Tg – ۳۷۵) x 0.257 ظرفیت گرم سازی (Btu برساعت)
m : جرم جریان توده ای بر حسب پوند برساعت ( ۱ کیلوگرم :۲.۲ پوند )
Tg : دمای گاز هواکش ورودی به چیلر جذبی برحسب فارنهایت ( ۱ سانتیگراد : ۳۳.۸ فارنهایت)
۴۰,۹۵۰ : ضریب تبدیل BTUH به تن، راندمان تبرید، راندمان داخلی و ثابت سرمایش که نشان دهنده ی میانگین حرارت معین گاز است.
۰.۲۷۵ : راندمان داخلی و ثابت گرمایش که نشان دهنده ی میانگین حرارت معین گاز است.
۳۷۵ : مینیمم دمای گاز خروجی از چیلر بر حسب فارنهایت

 

عملکرد چیلر جذبی

نحوه عملکرد چیلر جذبی مشابه با یخچال‌های نفتی است و برای عملکرد خود به یک منبع حرارت نیاز دارد. این منبع می‌تواند بخار، آب گرم، آب داغ و شعله مستقیم باشد. چیلرهای جذبی در شرایط خلاء کار می‌کنند به گونه ای که فشار در برخی از قسمت‌های آن از جمله اواپراتور و ابزوربر، به ۰.۰۱ اتمسفر می‌رسد. این شرایط باعث می‌شود که آب مقطر، که معمولاً در ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد، در دمایی نزدیک به ۴ درجه سانتی‌گراد تبخیر شود.

در این شرایط آب مقطر موجود در داخل چیلر که سیال مبرد است، در دمای پایین، در اواپراتور تبخیر شده و این امر سبب ایجاد سرمایش و خنک شدن آب چرخشی فن‌کویل‌ ها می‌شود. از طرف دیگر بخار آب تولید شده در اواپراتور، توسط سیال محلول یا جاذب (Absorbent) جذب شده و بدین وسیله فشار در این قسمت پایین نگه داشته می‌شود. از طرف دیگر محلول جاذب با جذب بخار آب رقیق شده و با کاهش غلظت آن، توانایی جذب بخار آب نیز کاهش پیدا می‌کند. برای تکمیل سیکل سرمایش جذبی لازم است که با افرایش دما، محلول جاذب مجدداً تغلیظ شده و توانایی جذب آن مجدداً افزایش یابد. این کار در قسمت ژنراتور دستگاه انجام می‌شود.

یکی از چالش‌های مهم در عملکرد چیلر جذبی، مسئله کریستال شدن محلول جاذب است. افزایش بیش از حد غلظت این محلول موجب افزایش ویسکوزیته و در نهایت مسدود شدن مسیرهای جریان در لوله‌های چیلر می‌شود. برای جلوگیری از این مشکل، علاوه بر نگهداری دقیق، سیستم کنترل چیلر باید به تجهیزات حفاظتی مناسب مجهز باشد.

از آنجایی که چیلرها بخشی از تاسیسات یک موتورخانه و ساختمان محسوب می شوند؛ پیشنهاد می کنیم این مطلب را نیز بخوانید: تاسیسات ساختمان چیست

بیشتر بخوانید : چیلر چگونه کار می کند؟ هواساز و برج خنک کننده چگونه با چیلر کار می کنند؟

چالش بسیار شایعی که چیلرهای جذبی معمولاً درگیر آن هستند، مسئله کاهش راندمان و تعضیف عملکرد چیلر می‌باشد. این موضوع سبب افزایش انرژی مصرفی موردنیاز چیلر می‌شود. ازآنجاکه در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی مصرف سوخت چیلر جذبی به‌طور دقیق اندازه‌گیری نمی‌شود، این مشکل معمولاً پنهان می‌ماند و بهره‌برداران از آن آگاه نمی‌شوند. در برخی موارد، این افت راندمان باعث می‌شود مصرف انرژی چیلر تا دو برابر مقدار بهینه افزایش یابد.

نمودار ساده شده ی زیر عبور جریان کلی و طرز کار چیلر جذبی را نشان می دهد. با شروع از اواپراتور، آب در دمای حدود ۴ درجه از لوله های آب سرد تبخیر می شود و در نتیجه دما را از ۱۲ درجه ی سانتیگراد بازگشتی از هواساز و یا فن کویل به دمای ۶ درجه ی مورد نیاز برای آب سرد ورودی کاهش می دهد. در این مرحله یک تن سرد کننده می تواند در هر ساعت ۴/۵ کیلوگرم آب را تبخیر کند. محلول غلیظ لیتیم برمید به دلیل خاصیت جذب رطوبتی که دارد این بخار آب را جذب می کند.
در این مرحله حرارت حاصل از تبخیر و حرارت محلول با استفاده از آب سرد برطرف می شود. سپس این محلول در فشار بالاتر به درون غلیظ کننده در محلی که حرارت برای خارج کردن آب و به موجب آن تغلیظ لیتیم برومید به کار برده می شود (ژنراتور) پمپاژ خواهد شد. سپس آبی که در مرحله ی وارد کردن حرارت خارج شد برای کامل کردن سیکل، تقطیر ( با استفاده از آب برج خنک کننده)و جمع آوری می شود و به طور ناگهانی به دمای پایین مورد نیاز ( ۴ درجه ی سانتیگراد) می رسد. از آن جایی که آب حرارت را از اواپراتور به کندانسور انتقال می دهد، در این سیکل نقش مبرد را ایفا می کند.

چیلر های جذبی دیگری نیز وجود دارند که در همان سیکل از آمونیاک به عنوان مبرد استفاده می کنند. جذب کننده ماده ای است که برای حفظ اختلاف غلظت در دستگاه استفاده می شود. اغلب چیلر های جذبی در محیط های تجاری و مسکونی از لیتیم برمید استفاده می کنند. لیتیم برمید میل ترکیبی بسیار بالایی با آب دارد، نسبتاً ارزان است و سمی نیست. اما می تواند بسیار خوردنده و دفع آن باید کنترل شده باشد. البته آب بسیار ارزان است و مشکلات امنیتی ندارد.

بیشتر بخوانید: سیم افشان چیست و چه کاربردی دارد؟

دستورالعمل راه‌اندازی و روشن کردن چیلر جذبی

راه‌اندازی چیلر جذبی دارای پیچیدگی‌های زیادی بوده بنابراین برای استفاده بهینه از چیلر جذبی باید نکات و الزامات بسیاری را رعایت نمود. این الزامات باید مطابق دستورالعمل‌های سازنده چیلر انجام گیرد. باید توجه داشت قببل از راه‌اندازی چیلر باید مسیرهای سرمایشی ساختمان مورد استفاده مورد بازدید قرار گرفته و با بستن شیرها ایزوله شود. در این قسمت مراحل مورد نیاز برای راه‌اندازی چیلر مورد بررسی قرار می‌گیرد؛

·         تخلیه چیلر

گاهی ممکن است چیلر جذبی در کارخانه سازنده، با گاز نیتروژن پر شده باشد. قبل از هرکاری باید این گاز نیتروژن به‌طور کامل تخلیه شود. برای این تخلیه اولیه علاوه بر پمپ تخلیه چیلر جذبی، باید از پمپ تخلیه قوی‌تری نیز استفاده شود. در ابتدا باید از پمپ تخلیه خارجی قوی‌تر استفاده کرد و سپس با رسیدن فشار درون چیلر به ۷۵۰ mmHg برای ادامه تخلیه، پمپ چیلر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

·         تزریق الکل، مبرد و محلول

برای انجام این‌کار یک دستورالعمل خاص وجود دارد که در همه چیلرهای جذبی نیز قابل استفاده است. تمامی این دستورالعمل باید به‌طور کامل اجرا شود تا در هنگام روشن کردن چیلر جذبی، امکان نفوذ هوا و به درون آن به صفر برسد. این دستورالعمل توسط شرکت سازنده ارائه شده و با توجه به آن میزان تزریق محلول لیتیوم بروماید، الکل و مبرد نیز تعیین می‌شود.

·         نحوه تزریق محلول لیتیوم بروماید

با استفاده از یک شیر مخصوص با قطر ۵/۰ انجام می‌گیرد. این شیر بر روی خروجی اداکتور نصب شده و قبل از ورودی محلول غلیظ به مبدل حرارتی قرار می‌گیرد. در این مرحله باید ظرفی از پلاستیک پلی اتیلن با حجم ۱۰۰ لیتر پر از محلول لیتیوم بروماید شود.

بعد از تهیه لیتیوم بروماید، یک شیلنگ به طول یک و نیم متر از یک سر به شیر مخصوص متصل شده و از سر دیگر کاملاً پر از لیتیوم بروماید می‌شود تا هوای درون آن به طور کامل تخلیه شود. سپس شیلنگ در درون تشت لیتیوم بروماید قرار گرفته و شیر تزریق به آرامی باز می‌شود تا محلول از طریق اختلاف فشار به درون منبع چیلر وارد شود. تا زمانی که منبع کامل پر شود، با کاهش سطح لیتیوم بروماید درون تشت، باید به آن محلول اضافه شود و تزریق به طور مداوم انجام گیرد.

·         نحوه تزریق مبرد

قبل از راه‌اندازی و روشن کردن چیلر جذبی باید تزریق مبرد انجام گیرد. برای تزریق مبرد از لوله نصب شده بر روی لوله خروجی پمپ مبرد استفاده می‌شود. نحوه تزریق مبرد به درون منبع نیز مانند تزریق محلول لیتیوم بروماید است.

در انتهای کار نیز باید پمپ خلا چیلر روشن شود تا اگر هوایی درون چیلر در جریان است، آن را تخلیه کند. باید توجه داشت که هنگام تزریق مبرد و لیتیوم بروماید باید ۵۰ درصد منبع با الکل پر شود.

·         تعیین جهت دوران پمپ‌های مبرد و محلول

پمپ‌های استفاده شده در چیلرهای جذبی به طور کاملاً بسته هستند و جهت دوران آن‌ها با چشم قابل رویت نیست. بنابراین جهت تعیین دوران پمپ به صورت عادی یا معکوس از اندازه‌گیری فشار خروجی هر پمپ استفاده می‌شود.

·         رعایت احتیاط‌های لازم جهت راه‌اندازی چیلر جذبی

باید توجه داشت که در هنگام راه‌اندازی و روشن کردن چیلر جذبی به هیچ عنوان نباید شوک به صورت افزایش یا کاهش بار به آن وارد شود. نباید درجه حرارت آب موجود در برج خنک‌کننده به‌طور ناگهانی تغییر کند و پایین آورده شود.

همچنین مقدار بخارآب یا آب داغ ورودی نباید به‌طور ناگهانی افزایش یابد. لوله‌ها باید قبل از جاری شدن آب درون آن‌ها به‌طور کامل تمیز شوند و عاری از هرگونه ذرات براده آهن، شن و ماسه باشند. تمامی مسیرهای آبی نیز باید هواگیری شوند و برای این کار می‌توان از فلانچ‌ها استفاده کرد تا علاوه بر هواگیری، نشتی احتمالی درون مسیر را نیز شناسایی نمایند.

·         آماده‌سازی چیلر جذبی برای راه‌اندازی

پمپ‌های آب سرد، اولین موردی است که راه‌اندازی شده و سپس شیر آب به تدریج باز می‌شود. باید توجه داشت تا دبی آب مصرفی در حد تعیین شده باشد. پمپ‌های آب برج خنک‌کننده و باز کردن شیر آب آن در مرحله بعدی راه‌اندازی خواهد شد.

بعد از راه‌اندازی پمپ‌ها باید چراغ‌های مربوط به جاری شدن آب سرد چک شده و از روشن بودن آن‌ها اطمینان حاصل کرد و همچنین میزان فلوی آب برج خنک‌کننده باید در حد تعریف شده خود باشد. سیستم آب مصرفی و برج خنک‌کننده باید هواگیری شوند.

·         فعالیت‌های بعد از راه‌اندازی چیلر جذبی

یک ساعت بعد از راه‌اندازی و روشن کردن چیلر جذبی، پمپ خلا باید روشن شود. از کار کردن پمپ محلول و مبرد باید اطمینان حاصل شود. در صورت قطع برق و انرژی الکتریکی، تمامی قسمت‌های چیلر از کار می‌افتند و بعد از وصل شدن جریان برق نباید به سرعت چیلر روشن و راه‌اندازی شود.

پمپ مبرد بعد از راه‌اندازی به سرعت وارد مدار نمی‌شود و در زمانی که سطح مبرد، سوئیچ سطح را فعال کند در این صورت پمپ مبرد شروع به‌کار می‌کند. غلظت محلول غلیط بعد از راه اندازی چیلر جذبی باید حدود ۶۳ تا ۶۴ درصد باشد. در حین‌کار چیلر باید به این عدد دقت شود و در صورت تغییر چیلر مورد بررسی قرار گیرد.

بیشتر بخوانید : آنتی فریز چیلر چیست و چه کاربردی دارد؟

خاموش و روشن کردن چیلر جذبی

موارد بالا اهمیت رعایت نکات و الزامات را قبل از روشن کردن چیلر بیان می‌کنند. در این قسمت به‌طور خلاصه نحوه روشن و خاموش کردن چیلر جذبی گفته می‌شود.

·         روشن کردن چیلر:

1. پمپ‌های آب سرد و پمپ‌های آب برج خنک‌کننده روشن می‌شوند.
2. در مرحله دوم، پمپ‌های فن کوئل یا همان پمپ‌های سیستم انتقال روشن خواهند شد.
3. بعد از اطمینان از سطح خلا موجود در چیلر که باید بین ۰۵ MPAS الی ۰.۱ باشد، چیلر روشن می‌شود. کلید تابلو روی روشن قرار گرفته و دکمه رسید زده می‌شود.
4. در مرحله آخر بعد از چند مورد پرج متعدد، پمپ آب‌گرم روشن می‌شود.

·         خاموش کردن چیلر:

1. در این مرحله بر خلاف روشن کردن چیلر، ابتدا باید پمپ‌های آب‌گرم خاموش شوند.
2. بعد از ۱۵ دقیقه (این زمان ممکن است بر اساس گفته سازنده تغییر کند)، چیلر باید خاموش شود.
3. پمپ فن کوئل در این مرحله باید خاموش شود.
4. در نهایت پمپ آب سرد و پمپ برج خنک‌کننده خاموش می‌شوند.

شرکت کلینیک انرژی یک شرکت خدمات تاسیساتی است که ازجمله خدمات آن می توان به تعمیر و نگهداری تاسیسات استخر؛ سرویس و نگهداری موتورخانه ساختمان؛ طراحی تاسیسات ساختمان و … اشاره کرد. در صورت نیاز به مشاوره و یا خدمات تخصصی راه اندازی چیلر جذبی و تعمیرات و نگهداری آن‌ها با ما تماس بگیرید. 

 

راه اندازی چیلر جذبی با بالاترین راندمان و کمترین هزینه! همین حالا مشاوره بگیرید و سیستم سرمایشی خود را بهینه کنید.

کلام آخر

در این مقاله سعی شد که بدانیم تفاوت انواع چیلر چیست؟ شناخت این تفاوت‌ها کمک می‌کند تا هنگام انتخاب دستگاه، با آگاهی بیشتری تصمیم‌گیری نمایید. اکنون با مطالعه این مقاله و یافتن پاسخ این سوال که «تفاوت چیلر جذبی و تراکمی چیست؟» بهتر می‌توانید محصول مورد نیاز خود را بیابید. چیلرهای جذبی و تراکمی، هر کدام دارای مزایا و معایب مختص به خود هستند که شما باید با در نظر گرفتن تمام فاکتورها، بودجه، نیاز و مشاوره با متخصصین این امر، بهترین انتخاب را رقم بزنید.

سوالات متداول

۱. چه نوع مبردهایی در چیلر جذبی استفاده می‌شود؟

بیشتر در چیلرهای جذبی از آمونیاک یا لیتیم برومید به عنوان مبرد استفاده می‌شود که ویژگی‌هایی چون فشار بخار بالا و راندمان مناسب در فرآیند جذب و تبخیر دارند.

۲.آیا چیلر جذبی مناسب محیط‌های مختلف است؟

بله، چیلر جذبی به ویژه برای مکان‌هایی که منابع انرژی حرارتی (مانند بخار) در دسترس است، بسیار مناسب است. این سیستم‌ها در برابر مصرف بالای انرژی الکتریکی در مقایسه با چیلرهای تراکمی مقاوم‌تر هستند و برای پروژه‌هایی با بار سرمایشی بالا و منابع انرژی حرارتی زیاد بسیار کارآمد هستند.

۳.آیا چیلر جذبی مناسب هر محیطی است؟

چیلر جذبی به‌ویژه در مناطقی که منابع انرژی حرارتی ارزان و در دسترس هستند، مناسب است. این سیستم‌ها در پروژه‌هایی که نیاز به سرمایش مداوم و پایدار دارند، گزینه‌ای مؤثر و اقتصادی به شمار می‌روند.

۴.چیلر جذبی چه تفاوتی با چیلر تراکمی دارد؟

چیلرهای تراکمی از کمپرسورهای برقی برای فشرده‌سازی مبرد و ایجاد سرمایش استفاده می‌کنند، در حالی که چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی برای تبخیر و جذب مبرد بهره می‌برند. به همین دلیل، چیلر جذبی معمولاً مصرف برق کمتری دارد و به منابع حرارتی متکی است.