چیلر جذبی چیست ؟
چیلر جذبی یا همان چیلر ابزوربشن ماشینی است که طی یک سیکل دائمی تحت عنوان سیکل جذبی و با استفاده از منابع گرمایی مانند بخار داغ یا شعله مستقیم گاز ، آب را سرد کرده و به واحدهای ساختمانی مانند فن کویل یا هواساز یا واحدهای صنعتی ، جهت خنک کاری ارسال می کند. در ادامه ی همین متن به کاربرد ، مزایا ، معایب و انواع چیلر جذبی به شکل مفصل خواهیم پرداخت.
نمونه ای از چیلر ابزوربشن (جذبی) :
در شکل زیر یک نمایی گرافیکی از سیکل (چرخه) یک چیلر جذبی را مشاهده می کنید.
برای پاسخ به این سوال که چیلر جذبی چگونه کار می کند و اجزای آن چطور حرارت را از یک قسمت به قسمت دیگر منتقل می کنند ابتدا باید چهار جزء اصلی را که در یک چیلر ابزوربشن وجود دارد ، بشناسیم که عبارتند از :
۱ . اواپراتور
(وظیفه اواپراتور سرد کردن آبی است که باید برای مصارف سرمایشی ساختمانی یا صنعتی با پمپ ارسال شود)
مطابق شکل بالا در اواپراتور ، آب مقطر (به عنوان مبرد) توسط نازل هایی بر روی لوله های حاوی آب چیلد (آبی که قرار است سرد شود و داخل لوله ها جریان دارد) افشانده می شود و به خاطر اینکه در اواپراتور حالت خلا وجود دارد ، آب مقطر افشانده شده به سرعت و با گرفتن کوچک ترین حرارت از اطراف خود ، بخار می شود. در واقع منظور از اطراف همان آب چیلد جاری در لوله ها است که حرارت را از آب چیلد می گیرد و منجر به کاهش دمای آب چیلد می شود. حال سوالی که پیش می آید این است که چرا و چطور فشار قسمت اواپراتور کم بوده و حالت خلا دارد؟ چونکه ماده ای به نام لیتیوم بروماید در قسمت ابزوربر چیلر جذبی وجود دارد (اواپراتور و ابزوربر به هم راه دارند) که به عنوان جاذب عمل کرده و بخار آب را به خود جذب می کند.
۲ . ابزوربر یا جاذب
(ابزوربر وظیفه ابقا و نگهداری فشار اواپراتور در حالت خلا را دارد و این کار را از طریق جذب بخار مبرد تبخیر شده در اواپراتور انجام می دهد.)
بعد از اینکه لیتیوم بروماید توانست بخار آب را به خود جذب کند با پمپی به قسمت ژنراتور پمپاژ می شود تا با گرفتن حرارت خارجی (گرمایی که به منظور راه اندازی سیکل جذبی استفاده می کنیم که می تواند گرمای در حال هدر رفتن یک کوره یا شعله مشعل و … باشد) بتواند بخار آب را از خود جدا کرده و مجددا مورد استفاده قرار گیرد.
۳ . ژنراتور
(وظیفه ژنراتور ، غلیظ کردن محلول لیتیوم بروماید به حالت غلظت اولیه اش است.)
وقتی که در ژنراتور ، لیتیوم بروماید از بخار آب جدا شد ، هر یک مسیری جداگانه می رود. بخار آب به قسمت کندانسور می رود تا دوباره به حالت مایع (آب مقطر) تبدیل شود و لیتیوم بروماید به ابزوربر می رود تا دوباره بتواند بخار آب قسمت اواپراتور را به خود جذب کند.
چیلر جذبی ، دستگاهی سرمایشی است که در آن به جای انرژی الکتریکی و موتور الکتریکی کمپرسور (چیلرهای تراکمی) از حرارت و ژنراتور به عنوان منبع انرژی استفاده می شود. سیکل جذبی و از نظر فرایندهای تبخیر و تقطیر که در دو فشار متفاوت انجام می شوند شبیه هم هستند. تفاوت این دو سیکل در این است که در سیکل جذبی برای تولید اختلاف فشار از یک ژنراتور که با حرارت کار می کند استفاده می گردد ولی در سیکل تراکمی ، اختلاف فشار توسط کمپرسور ایجاد خواهد شد. هر دو سیکل برای کار کردن نیاز به انرژی دارند. سیکل جذبی به حرارت و سیکل تراکمی به انرژی الکتریکی الکتروموتور که کمپرسور را به گردش در می آورد.
۴ . کندانسور
(بخار مبردی (بخار آب) که از ژنراتور آزاد می شود، در کندانسور به مایع (آب مقطر) تبدیل می شود.)
اگر در شکل بالا دقت کنید می بینید که یک مدار آب برج خنک کننده هم وجود داره که این آب از قسمت ابزوربر و کندانسور عبور داده شده تا دمای این دو قسمت رو کاهش بده تا هم لیتیوم بروماید بتونه در قسمت ابزوربر با راندمانی بالاتر بخار آب رو به خودش جذب کنه و هم اینکه در قسمت کندانسور ، بخار آب بتونه به مایع تبدیل بشه. وجود برج خنک کننده باعث بروز مزایا و معایب مهمی در چیلر جذبی می شود و در شرایط آب و هوایی خاصی کاربرد چیلر جذبی را محدود می کند که به آنها اشاره خواهیم کرد.
در شکل زیر ساختار یک چیلر جذبی به طور کلی و ساده نشان داده شده که ژنراتور آن یک موتور دیزل است که حرارت اتلافی موتور توسط یک مبدل گرمایی به چیلر داده می شود و طی یک سیکل نسبتا پیچیده ، آب در اواپراتور سرد می شود و این آب سرد است که با پمپ به فن کویل های درون ساختمان پمپاژ شده و در فن کویل ها عمل سرمایش هوا صورت می گیرد. وظیفه برج خنک کننده نیز گرفتن گرمای اضافی از سیکل است.
مطالعه بیشتر درباره انواع فن کویل ها در این مقاله ⇐
مطالعه بیشتر درباره برج های خنک کننده در این مقاله ⇐
انواع آن :
۱ . انواع چیلر جذبی از نظر نوع ماده جاذب و مبرد
در سیکل جذبی از یک ماده جاذب به عنوان سیال ثانویه استفاده می گردد. ماده جاذب (معمولا لیتیوم بروماید) گازهای حاصل از تبخیر مبرد (معمولا آب) در تبخیرکننده (اواپراتور) را که موسوم به سیال اولیه است را جذب می کند. از نظر نوع ماده جاذب و مبرد در کل ۲ نوع چیلر جذبی داریم. در سیکل های لیتیوم بروماید – آب ، لیتیوم بروماید به عنوان ماده جاذب و آب به عنوان مبرد است ولی در سیکل های آمونیاک – آب ، آمونیاک به عنوان ماده مبرد و آب به عنوان جاذب خواهد بود. از دیگر انواع چیلر جذبی که کاربرد کمتری دارد می توان به نوع سیلیکاژلی آن اشاره کرد که در آن هم آب نقش مبرد و ماده ای به نام سیلیکاژل نقش جاذب را ایفا می کند.
۲ . از نظر نوع ژنراتور
چیلرهای جذبی از نظر نوع ژنراتور در انواع حرارت غیر مستقیم (مثل بخار ، آب داغ و …) و نیز نوع شعله مستقیم طراحی و ساخته می شوند. منظور از حرارت غیر مستقیم این است که حرارت بی مصرف و در حال هدر رفتن یک فرآیند صنعتی یا دستگاه را بتوان با سیکل جذبی به سرمایش آب تبدیل نمود و منظور از شعله مستقیم این است که به طور مستقیم و با سوزاندن سوخت های فسیلی ، حرارت لازم برای کار سیکل جذبی را ایجاد نمود و به وسیله آن باعث سرمایش آب شد.
۳ . از نظر تعداد مراحل و راندمان
از این نظر معمولا در انواع چیلر جذبی تک اثره (یک مرحله ای) ، دو اثره و حتی در مواقعی سه اثره طراحی و ساخته می شوند. در سال های اولیه که سیکل جذبی اختراع شده بود ، فقط نوع تک اثره طراحی و ساخته می شد. رفته رفته متخصصان به فکر بهبود راندمان دستگاه بودند و برای ایجاد لیتیوم بروماید غلیظ تر به جای استفاده از یک ژنراتور تصمیم به استفاده از ۲ ژنراتور به عنوان ژنراتورهای دما بالا و دما پایین گرفتند که ما در متن های زیر به طور مفصل اجزا و طرز کار هر یک را شرح داده ایم و توصیه می کنیم که برای درک و شناخت بهتر و آشنایی با مزایا و معایب چیلر جذبی تک اثره و ۲ اثره حتما این متن ها را مطالعه کنید.
مطالعه بیشتر ⇐
مطالعه بیشتر ⇐
برای راه انداختن یک چیلر ابزوربشن (جذبی) به چه چیزی نیاز است ؟
برای راه انداختن یک چیلر ابزوربشن به یکی از منابع حرارتی زیر نیاز است.
۱ . گرمای اضافه یا دفعی از یک توربین گاز
۲ . گرمای اگزوز یا آب رادیاتور یک موتور دیزل با استفاده از یک مبدل حرارتی
۳ . گرمای گازهای دودکش کوره ها و بویلرها
۴ . آب گرم یا بخار داغ در حال اتلاف
۵ . شعله مستقیم گاز یا گازوییل
و منابع حرارتی دیگر
کاربرد چیلر جذبی :
نکته مهم اینجاست که فقط زمانی کاربرد و استفاده از چیلر جذبی یا همان چیلر ابزوربشن به صرفه خواهد بود که یک منبع حرارتی در حال اتلاف در مکانی وجود داشته باشد (مانند موارد ذکر شده ۱ تا ۴) که با نصب یک چیلر جذبی بتوان گرمای در حال اتلاف را به کار مفید (ایجاد سرمایش) تبدیل نمود. در غیر این صورت (مانند مورد ۵) اگر بخواهیم از یک شعله مستقیم به عنوان منبع انرژی چیلر استفاده کنیم، چیلر جذبی به دلایل اشاره شده در زیر، صرفه اقتصادی و عملکردی نخواهد داشت و استفاده از چیلر تراکمی مناسب تر خواهد بود.
چیلر جذبی ساری پویا جهت خنک کردن هوا و تهویه مطبوع ساختمان ها و همچنین کاربرد در صنایع مختلف استفاده می گردد.
مزایا و معایب اقتصادی چیلرهای جذبی (ابزوربشن) :
۱ . ضریب عملکرد (COP) چیلر ابزوربشن حدود ۱ است. در حالی که ضریب عملکرد چیلر تراکمی آب خنک و یا چیلر تراکمی هوا خنک حداقل ۳ است. این مورد مهمترین علت استفاده گسترده تر از چیلرهای تراکمی و مزایا و برتری های آن نسبت به چیلرهای جذبی است. ضریب عملکرد پارامتری مهم برای سنجش راندمان یک دستگاه سرمایشی است.
۲ . چیلرهای جذبی به برج خنک کننده نیاز دارند و در آنها مصرف آب وجود دارد و بر خلاف آن، چیلر تراکمی هوا خنک به برج خنک کننده نیازی ندارد و در نتیجه مصرف آب هم نخواهد داشت. بنابرین در مناطق کم آب و نیز مناطق با آب و هوای گرم و مرطوب که نمی توان از برج خنک کننده استفاده نمود (به علت افت راندمان برج) تنها گزینه مناسب چیلر تراکمی هوا خنک خواهد بود. البته نوعی از چیلرهای تراکمی تحت عنوان چیلر تراکمی آب خنک وجود دارد که برج خنک کننده در آن نیز جزئی از سیستم بوده و استفاده از آن در این نوع از شرایط آب و هوایی توصیه نمی شود و بنابرین این مورد جزء معایب چیلر جذبی و تراکمی آب خنک محسوب می شود.
۳ . چیلرهای جذبی به مقدار اندکی برق برای پمپ های محلول ، مبرد و تخلیه نیاز دارند. در ضمن هزینه نصب تجهیزات برق اضطراری در آن زیاد نیست.
۴ . قیمت اولیه آنها معمولا ۵۰% نسبت به چیلرهای تراکمی بیشتر است. مخصوصا در تناژهای پایین اختلاف قیمت بین آنها بیشتر است و در تناژهای بالاتر (بالاتر از ۱۰۰ تن تبرید) قیمت ها کم کم به هم نزدیک می شود ولی در نهایت باز هم قیمت نوع تراکمی کمتر بوده و یکی از مهمترین مزایا و برتری های آن است که کاربرد چیلر جذبی را با محدودیت ها بیشتری مواجه کرده است.
۵ . چیلر جذبی نسبت به چیلر تراکمی صدای کارکرد کمتری دارد که از جمله مزایا و خصوصیات آن محسوب می شود.
۶ . در ظرفیت برابر، چیلر جذبی نسبت به چیلر تراکمی حدود ۴۰ تا ۶۰ درصد مساحت بیشتر و حدود ۱٫۵ تا ۳ متر نیز ارتفاع بیشتری دارد و اشغال فضای بیشتری از موتورخانه یکی از معایب چیلر جذبی محسوب می گردد.
۷ . وزن نوع تراکمی حدودا نصف وزن نوع جذبی است و در نتیجه به زیرسازی های مستحکم تر و پر هزینه تری برای نصب نوع جذبی نیاز است. نوع جذبی برای استقرار به فضایی مثل فضای موتورخانه نیاز دارد و این در حالی است که مثلا چیلر تراکمی هوا خنک (هوایی) به فضای موتورخانه نیازی نداشته و در فضای آزاد مانند بام یا حیاط نصب می شود.
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای تراکمی هوا خنک در متن ⇐
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای تراکمی آب خنک در متن ⇐
گروه تهویه مطبوع ماخ تولید کننده انواع چیلرها ، مینی چیلرها ، هواساز ، ایرواشر ، برج خنک کننده و سایر دستگاه های سرمایشی و گرمایشی برای کاربردهای ساختمانی و صنعتی در طرح ها و ظرفیت های گوناگون ، مطابق با استانداردهای روز و متناسب با نیازهای هر مشتری به طور خاص است. کلیه محصولات ما به طور مستقیم از کارخانه و با قیمت مناسب به فروش می رسند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد ویژگی ها و قیمت انواع سیستم های تهویه مطبوع (انواع چیلر ، مینی چیلر ، هواساز و …) و نیز انتخاب مناسب ترین سیستم برای پروژه خود با مهندسان ما تماس بگیرید.
مطالعه بیشتر ⇓
چرا چیلر جذبی کاربرد کمتری نسبت به تراکمی داره؟
به طور کلی نوع تراکمی مزایایی داره که باعث شده استقبال بهتری ازش بشه که تعدادی از مزایا رو در متن ذکر کردیم. ولی اگه در صنعت یا مکان خاصی یک منبع حرارتی بدون مصرف (در حال هدر رفتن) داشته باشیم ، بهترین کار اینه که با نصب یک چیلر جذبی ، حرارت رو به سرمایش تبدیل کنیم و مصرف انرژی رو به بهترین شکل ممکن بهینه سازی کنیم.
آیا میشه به جای برج خنک کننده آبی از یک مبدل هوا خنک در چیلرهای جذبی استفاده کرد؟
با توجه به اینکه برج خنک کننده آبی مصرف آب داره و در مناطق مرطوب هم نمیشه ازش استفاده کرد ، سوالی که مطرح میشه اینه که آیا میشه بجاش مبدل هوا خنک قرار داد؟ پاسخ تقریبا منفیه چونکه اولا قیمت دستگاه خیلی میره بالا و دوم اینکه به خاطر پایین تر بودن توانایی مبدل های هوا خنک در کاهش دمای آب (نسبت به برج های خنک کننده) احتمال کریستالیزه شدن دستگاه بالا میره.
بزرگترین مشکل یک چیلر جذبی چه چیزی میتونه باشه؟
بزرگترین مشکل اینه که خطر کریستالیزه شدن لیتیوم بروماید (تبدیل شدن از حالت سیال به بلورهای نمک) و آسیب جدی به دستگاه وجود داره. هر وقت غلظت لیتیوم بروماید از یک حد معینی بیشتر بشه این اتفاق میافته و دلایل متعددی میتونه باعث این موضوع بشه. البته در چیلرهای جذبی نسل جدیدتر با افزودن کنترلرهای مختلف به دستگاه میشه احتمال این خطر رو به شدت کاهش داد ولی این تکنولوژی ها در نهایت باعث افزایش قیمت دستگاه میشه.
به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید) hبرای مثال در شکل زیر نمونه ای از دستگاه چیلر کوچک سرمایشی (مینی چیلر) و پکیج گرمایشی نشان داده شده است که این دو دستگاه در کنار یکدیگر یک سیستم کامل سرمایشی گرمایشی ساختمان را شکل می دهند و آب سرد و گرم را به فن کویل های نصب شده در اتاق ها و سالن ها ارسال می کنند تا عمل سرمایش و گرمایش هوا توسط این فن کویل ها صورت بگیرد. وقتی در فصل تابستان آب سرد وارد لوله های مسی (کویل) دستگاه فن کویل یا دستگاه هواساز شود، دمای کویل را به شدت کاهش داده و وقتی هوای دمیده شده توسط فن با کویل سرد برخورد کند، خنک شده و در اتاق ها و سالن ها به گردش در می آید. همین اتفاق در فصل زمستان نیز رخ داده و این بار چیلر خاموش و پکیج یا بویلر موتورخانه روشن می شود تا آبگرم را به فن کویل ها ارسال و این بار عمل گرمایش هوا انجام شود.
نمونه ای از دستگاه مینی چیلر و پکیج متصل به فن کویل های ساختمان :
مطالعه بیشتر درباره انواع فن کویل ها در متن ⇐
نمونه ای از چیلر و بویلر متصل به دستگاه هواساز ساختمان :
مطالعه بیشتر درباره ساختار هواسازها در متن ⇐
شناخت اجزای چیلر تراکمی
اجزای چیلر تراکمی شامل دو عدد آب خنک یا هوا خنک (به نام کندانسور و اواپراتور) ، یک یا چند کمپرسور (از نوع اسکرال ، اسکرو ، پیستونی یا سانتریفیوژ) ، یک شیر منبسط کننده به نام شیر انبساط و مقداری سیال مبرد است.
۱ . کمپرسور چیلر
مبرد در حالت گازی شکل وارد کمپرسور می شود. وظیفه کمپرسور این است که مبرد گازی را فشرده کرده و فشار و دمای آن را به شدت افزایش دهد و از طریق لوله به یک مبدل حرارتی آب خنک یا هوا خنک به نام ارسال کند.
۲ . کندانسور چیلر تراکمی
دو نوع کندانسور آب خنک (آبی) و هوا خنک (هوایی) وجود دارد.
مبدل حرارتی آب خنک (کندانسور) معمولا از نوع (شل اند تیوب) است که از درون لوله های آن مبرد و از اطراف لوله ها، آب عبور می کند. آب حرارت بالای مبرد را گرفته تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد. آبی که حرارت را می گیرد، خودش به خنک کاری نیاز دارد و با پمپ به دستگاه کولینگ تاور (برج خنک کننده) ارسال می شود تا در برج مجددا خنک شده و به مبدل حرارتی چیلر (کندانسور) برگردد. به این نوع چیلر، چیلر تراکمی آب خنک گفته می شود زیرا کندانسور آن از نوع آب خنک است. در شکل زیر به صورت شماتیک اجزای چیلر تراکمی آب خنک ، برج خنک کننده و هواساز نشان داده شده است.
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای آب خنک در متن ⇐
اگر مبدل حرارتی کندانسور از نوع آب خنک نباشد و به جای آن از نوع باشد، هوا از اطراف لوله های کندانسور توسط فن دمیده شده و حرارت را از مبرد می گیرد تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد که به آن کندانسور هوا خنک گفته می شود و به این نوع چیلر، چیلر تراکمی هوا خنک گفته می شود. در شکل زیر یک چیلر تراکمی هوا خنک که در شرکت ما ساخته شده است را مشاهده می کنید که کندانسور هوا خنک آن به همراه فن های موجود در بالای چیلر نشان داده شده است. (چیلر هوا خنک فاقد برج خنک کننده است)
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای هوا خنک در متن ⇐
۳ . شیر انبساط
شیر انبساط به این علت بعد از کندانسور بر سر راه مبرد قرار می گیرد که فشار را از روی مبرد با منبسط کردن، بردارد و مجدد آن را از حالت مایع به حالت گاز تبدیل کند. بعد از شیر انبساط حدود ۲۵ درصد از مبرد از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز داده و مخلوطی از مبرد مایع و گازی وارد مبدل حرارتی دیگری به نام می شود.
۴ . اواپراتور
معمولا مبدل حرارتی اواپراتور از نوع پوسته و لوله آب خنک است که از درون لوله های آن مبرد و از اطراف لوله ها آب عبور داده می شود. مخلوط مبرد مایع و گازی تمایل بسیار زیادی برای تبخیر کامل پیدا کرده و این بار با گرفتن حرارت از آب، آب را به شدت سرد می کند. سپس این آب سرد شده برای مصارف سرمایش هوای داخل ساختمان (به فن کویل یا هواساز) یا مصارف صنعتی با پمپ ارسال می شود. مبرد که به طور کامل تبخیر شده مجددا وارد کمپرسور شده و سیکل چیلر تراکمی تکرار می گردد. بنابرین اجزای چیلر تراکمی از چند قسمت تشکیل شده که در همه دستگاه های چیلر تراکمی این چند جز وجود دارد.
تهویه مطبوع ماخ طراح و تولید کننده انواع چیلر و مینی چیلر تراکمی و نیز سایر دستگاه های سرمایشی و گرمایشی است. محصولات ما مطابق با استانداردهای روز صنعت تهویه و تبرید طراحی و ساخته شده و به طور مستقیم از کارخانه و با قیمت مناسب به فروش می رسند. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره کار چیلر ، اجزای چیلر تراکمی ، انواع چیلر و سایر دستگاه ها و نیز استعلام قیمت آنها با مهندسان ما تماس بگیرید.
مطالعه بیشتر ⇓
چیلر دقیقا چه وظیفه ای بر عهده دارد؟
تنها یک وظیفه یکتا بر عهده دارد و آن کاهش دمای آب است. البته به آب مواد شیمیایی (مثل گلیکول) افزوده می شود تا نقطه انجماد آب کمتر شده و از یخ زدگی آن جلوگیری شود. حال آب با دمای پایین را می توان در مصارف گوناگون از جمله سرمایش هوا یا سرمایش یک دستگاه صنعتی مورد بهره برداری قرار داد.
آیا می توان دستگاهی را به عنوان دستگاه جایگزین برای چیلر در نظر گرفت؟
خیر هیچ دستگاه دیگری نمی تواند کار چیلر را انجام دهد و جایگزین آن گردد. البته خود چیلرها به اشکال و طرح های متفاوتی طراحی و ساخته می شوند ولی در نهایت وظیفه همه آنها یک چیز است و با دقت بالا و به سرعت می توانند دمای آب را کاهش دهند.
برای جلوگیری از ایجاد وقفه در کار چیلر چه تمهیداتی در طراحی در نظر گرفته می شود؟
با توجه به اینکه این دستگاه وظیفه حساسی بر عهده داشته و ایجاد هر گونه مشکلی در آن باعث مختل شدن سیستم سرمایش یک ساختمان یا یک پروسه صنعتی می شود باید به نحوی طراحی و ساخته شود تا احتمال خرابی سیستم به حداقل ممکن برسد. از جمله مهمترین مواردی که باید در نظر گرفته شود عبارتند از : به کار گیری مرغوب ترین قطعات در ساختار دستگاه ، طراحی متناسب با ظرفیت مورد نیاز (نه کمتر و نه بیشتر) ، طراحی آن به صورت مدولار (تقسیم بندی دستگاه به ۲ یا ۴ تکه و به شکلی که هر تکه از آن بتواند مستقلا به کار خود ادامه دهد)
استفاده از چیلر جذبی ویونا سبب می شود تا فضای تاسیسات و موتورخانه به یک چهارم تقلیل یابد.
به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید)