چیلر جذبی چیست؟

معرفی مختصر چیلر

در قالب یک تعریف کلی، می‌شود چیلر را عضوی از سیستم پیچیده‌تر تهویه مطبوع هوا به شمار آورد که طبق قوانین ترمودینامیک، با صرف انرژی و انجام دادن فرآیندهایی روی یک ماده به خصوص، دمای آن را تغییر داد. این تغییر دادن برای یک ماده به خصوص که مبرد نام دارد، باعث می‌شود مبرد به فازهای مختلف گازی یا مایع برسد. همین تغییر فازهای مداوم است که کار چیلرها را جلو می‌برد و باعث می‌شود دستگاه عملکرد درست خود را داشته باشد. در حقیقت می‌توان گفت تنها تمرکز یک چیلر، انجام تغییرات روی مبرد و تغییر دادن فاز آن به صورت مداوم است. چیلر از مجموعه‌ای از فن ها، پمپ ها، اواپراتور، کمپرسور، کندانسور، مخزن نگه­دارنده، شیر انبساط، صفحه کنترل، جذب کننده، هواساز و ژنراتور ساخته شده است. هر کدام از این موارد می‌توانند در انواع چیلرها متفاوت باشند. به این معنی که یک چیلر به خصوص می‌تواند ترکیب عناصر انتخاب شده و به خصوص خود را داشته باشد. چیلر جذبی، ابزوربر (Absorber) یا جذب کننده و ژنراتور یا مبدل حرارتی را درون خود دارد و یک پمپ که بین این دو قرار می‌گیرد. در حقیقت مورد به خصوص به کار برده شده در چیلر جذبی همین دو وسیله است که به جای کمپرسور در چیلرهای تراکمی قرار گرفته است. یا همانطور که مورد به خصوص در چیلر تراکمی، کمپرسور آنهاست. اما به هر روی، موارد شیر انبساط، کندانسور و اواپراتور در همه چیلرها مشترک هستند.

چیلر جذبی یا (Absorption chiller) چیست؟

یکی از مهم ترین انواع چیلرها، چیلرهای جذبی هستند. در این نوع چیلر، اساس کار بر روی دوش عاملی به نام ابزوربر یا جذب کننده است. همین مورد است که عملکرد این چیلر را از سایر چیلرها متمایز می‌کند.

در عملکرد چیلرهای جذبی از فرآیندهای شیمیایی استفاده می‌شود و به همین علت هم انرژی مصرفی این نوع از چیلرها انرژی گرمایی است. از این رو اگر انرژی الکتریکی موجود نباشد، عملکرد چیلرهای جذبی مختل نمی‌شود. همچنین که می‌توان از انرژی گرمایی اتلافی در پروژه ها برای تأمین گرمای این نوع از چیلرها استفاده کرد.

در یک چیلر جذبی چرخه حرکت به این شکل است که ماده مبرد بین شیر انبساط، اواپراتور، جذب کننده، پمپ، ژنراتور و در نهایت کندانسور در جریان است.

نحوه فعالیت چیلر جذبی به چه شکل است؟

اگر بخواهیم به سادگی نحوه فعالیت چیلرهای جذبی را توضیح دهیم، می‌توانیم یک چرخه ترسیم کنیم.

در این چرخه، همه عناصری که در قسمت قبلی گفته شده‌اند (از شیر انبساط تا کندانسور) حضور دارند. کندانسور و ژنراتور در بالای چیلر جذبی و اواپراتور و جذب کننده در پایین آن قرار دارند.

در ابتدا، ماده مبرد که معمولاً به شکل آب است، وارد اواپراتور می‌شود و برای تبدیل شدن به گاز و بالا بردن دمای خود، حرارت محیط را می‌گیرد. نتیجه این کار، مبرد گازی است؛ پس در این بخش حرارت محیط توسط اواپراتور جذب می‌شود. سپس باید کاری انجام شود تا مبرد گازی از اواپراتوار خارج شود. نمک، یکی از بهترین گزینه ها برای گرفتن رطوبت است و لیتیوم برماید یکی از بهترین گزینه ها برای انجام این کار در چیلر جذبی.

بنابراین داخل ابزوربر مقداری لیتیوم برماید غلیظ وجود دارد تا با بخار آب خارج شده از اواپراتوار ترکیب شده و رقیق‌تر شود. در مرحله بعد این چرخه، لیتیوم برماید رقیق شده به وسیله پمپ وارد ژنراتور می‌شود. این محلول که در حال هدایت به سمت ژنراتور است در رقیق ترین حالت خود قرار دارد و اشباع شده است؛ به این معنا که دیگر توانایی جذب ندارد. ژنراتور یک مبدل حرارتی است که به ماده مبرد حرارت می‌دهد. ژنراتور به این محلول که ترکیبی از مبرد و لیتیوم برماید است حرارت داده و در نتیجه قسمتی از آب آن را تبخیر می‌کند. به این شکل یک محلول غلیظ تر از آب آمونیاک به دست می‌آید. در نهایت بخار آب جدا شده از محلول آب آمونیاک هم وارد کنداسور می‌شود تا تقطیر شده و به آب مقطر تبدیل شود. این آب مقطر دوباره وارد شیر انبساط و سپس اواپراتور می‌شود.

اهمیت لیتیوم برماید در چیلرهای جذبی چیست؟

لیتیوم برماید یک نمک محسوب می‌شود که می‌تواند رطوبت و در واقع مولکول های آب را به خود جذب کند. این جذب شدن، صرفاً محلول لیتیوم برماید را که خود در دمای اتاق به صورت مایع است رقیق تر می‌کند. از این ماده در چیلرهای جذبی به عنوان ماده جذب کننده استفاده می‌شود.

انواع چیلرهای جذبی کدام­ند؟

چیلرهای جذبی به وسیله سه معیار متفاوت تقسیم بندی می‌شوند.

1. اولین عامل، مکانیزم طراحی آنهاست که چیلرهای جذبی را به دو گروه تک اثره و دو اثره تقسیم می‌کند.
2. دومین معیار، منبع حرارتی در نظر گرفته شده برای آنهاست که می‌تواند آب گرم، آب داغ، هوای گرم، بخار، خورشید و شعله­ مستقیم باشد.
3. سومین معیار بر اساس مبرد و جاذب تعیین شده برای چیلر است که از این نظر چیلرهای جذبی به سه نوع سازگار با مبرد آب و لیتیوم برماید، سازگار با مبرد آمونیاک و آب و در آخر سازگار با مبرد آب و سیلیکاژن تقسیم می‌کند.

البته می‌توان گفت دسته بندی دیگری نیز بر اساس نوع جریان مدار چیلر جذبی انجام می‌شود که در سه نوع موازی، سری و معکوس خلاصه می‌شوند.

نوع چیلرهای جذبی تک اثره و دو اثره به چه معناست؟

چیلر جذبی تک اثره  (Single effect absorption chiller)به چیلرهایی گفته می‌شود که فقط یک محفظه‌ی ژنراتور دارند. در مقابل، چیلر جذبی دو اثره (Double effect absorption chiller) در دو مرحله محلول جاذب خود را غلیظ می‌کند. یک بار در ژنراتور با دمای بالا و یک بار با دمایی پایین.

ژنراتور دمای بالا به کمک بخار، یا آب گرم و یا هوای گرم، که از دیگ اصلی وارد شده اند محلول را غلیظ می‌کند و ژنراتور دمای پایین به کمک بخار مبردی که از عملیات اول در ژنراتور تولید شده است غلظت محلول را بالا می‌برد. این کار باعث می‌شود حرارت کمتری برای مرحله تقطیر در کندانسور لازم باشد بنابراین در چیلرهای جذبی دو اثره، ظرفیت برج خنک کننده کمتر از ظرفیت نوع تک اثره است.

مزایای چیلر جذبی

از مزایای چیلرهای جذبی به این موارد می‌توان اشاره کرد:

• صرفه جویی در هزینه برق، هم در خدمات برق و هم برق اضطراری در مواقع ضروری
• کم بودن میزان تولید صدا و ارتعاش در چیلرهای جذبی
• استفاده نکردن از مبردهای مضر و آسیب رسان به محیط زیست
• وابسته نبودن به انرژی الکتریکی
• امکان استفاده از انرژی گرمایی اتلافی در پروژه های صنعتی و عظیم