چیلرهای جذبی از جمله تجهیزات تهویه مطبوع هستند که به جای استفاده از کمپرسور برای تولید سرما، از گرما برای این منظور بهره می‌برند. این تفاوت عمده، چیلرهای جذبی را از سایر چیلرها متمایز می‌سازد. در ادامه به بررسی جزئیات عملکرد این سیستم خواهیم پرداخت.
مبردها و مواد شیمیایی مورد استفاده
یکی از نکات جالب در مورد چیلرهای جذبی این است که آنها از مبردهای متداول استفاده نمی‌کنند. به جای آن، آب به عنوان مبرد اصلی در این چیلرها استفاده می‌شود که با آمونیاک یا لیتیم بروماید ترکیب می‌شود. لیتیم بروماید به دلیل ایمنی بیشتر و غیرسمی بودن، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. لذا در این مقاله به بررسی چیلرهای جذبی نوع آب و لیتیم بروماید خواهیم پرداخت.
مفاهیم اساسی
برای درک بهتر عملکرد چیلرهای جذبی، نیاز است به سه مفهوم اساسی توجه کنیم:
1. نقطه جوش آب تحت فشارهای مختلف
آب در دماهای مختلف و تحت فشارهای مختلف به نقطه جوش می‌رسد. به عنوان مثال، در فشار جوی معمولی (حدود 101 کیلوپاسکال)، آب در دمای 100 درجه سانتی‌گراد می‌جوشد. اما اگر فشار کاهش یابد، نقطه جوش آب نیز کاهش خواهد یافت. در چیلرهای جذبی، محفظه‌های تبخیرکننده و جاذب در شرایط نزدیک به خلا نگه داشته می‌شوند که این امر باعث می‌شود آب در دمای بسیار پایین‌تری (حدود 4.5 درجه سانتی‌گراد) بجوشد.
2. جذب رطوبت توسط لیتیم بروماید
لیتیم بروماید یک نمک است که به شکل مایع موجود است و می‌تواند رطوبت را جذب کند. وقتی لیتیم بروماید به آب بخار اسپری می‌شود، این دو به سرعت با هم ترکیب می‌شوند.
3. جداسازی آب و لیتیم بروماید با حرارت
وقتی به مخلوط آب و لیتیم بروماید حرارت داده می‌شود، آب تبخیر شده و بالا می‌رود، در حالی که لیتیم بروماید به دلیل وزن مولکولی بیشتر در پایین مخزن باقی می‌ماند.
نحوه کارکرد چیلر جذبی
اجزای اصلی چیلر جذبی
چیلر جذبی از اجزای اصلی شامل کندانسور، ژنراتور، تبخیرکننده و جاذب تشکیل شده است. یک مبدل حرارتی نیز برای بهبود کارایی سیستم وجود دارد.
فرآیند کارکرد
- مخلوط آب و لیتیم بروماید: مخلوطی از حدود 50 درصد لیتیم بروماید و 40 درصد آب از جاذب از طریق مبدل حرارتی به ژنراتور پمپاژ می‌شود. این خط به عنوان خط محلول ضعیف شناخته می‌شود زیرا لیتیم بروماید با آب مخلوط شده است.
- جدا سازی با حرارت: در ژنراتور، یک منبع حرارتی (آب گرم یا بخار) از طریق لوله‌ای در مخزن ژنراتور جریان پیدا می‌کند که باعث جداسازی آب و لیتیم بروماید می‌شود. آب به صورت بخار تبخیر شده و به بخش کندانسور می‌رود، در حالی که لیتیم بروماید در پایین مخزن باقی می‌ماند.
- تبدیل بخار به مایع: بخار آب در بخش کندانسور به مایع تبدیل می‌شود. آب از یک برج خنک‌کننده از طریق یک لوله بسته در کندانسور عبور می‌کند تا حرارت بخار آب را جذب کرده و آن را به مایع تبدیل کند.
- کاهش دما: آب مایع سپس به تبخیرکننده می‌رود. تبخیرکننده در شرایط نزدیک به خلا است که باعث کاهش سریع فشار و دمای آب می‌شود. آب تا دمای حدود 4 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد.
- خنک‌کردن آب چرخه: آب خنک‌کننده از طریق تبخیرکننده عبور می‌کند و حرارت ناخواسته ساختمان را جذب می‌کند. آب خنک‌کننده پس از جذب حرارت به برج خنک‌کننده بازمی‌گردد.
- جذب بخار آب: بخار آب تولید شده در تبخیرکننده توسط محلول قوی لیتیم بروماید در جاذب جذب می‌شود. این جذب باعث ایجاد خلا در محفظه می‌شود و بخار آب به سمت جاذب حرکت می‌کند.
- پمپاژ مجدد: مخلوط لیتیم بروماید و آب در جاذب جمع شده و مجدداً به ژنراتور پمپاژ می‌شود تا چرخه تکرار شود.
چیلرهای جذبی به دلیل استفاده از حرارت برای تولید سرما و کاهش نیاز به انرژی الکتریکی برای کمپرسورها، به عنوان یک راه حل موثر و پایدار در تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از پمپ وکیوم در چیلرهای جذبی
نقش پمپ وکیوم در چیلرهای جذبی
پمپ وکیوم یا خلاء یکی از اجزای حیاتی در عملکرد چیلرهای جذبی است. وظیفه اصلی پمپ خلاء ایجاد و حفظ شرایط خلاء در محفظه‌های تبخیر کننده و جاذب است. همانطور که قبلاً اشاره شد، در چیلرهای جذبی، فرآیند تبخیر آب در دماهای پایین به دلیل وجود شرایط نزدیک به خلاء امکان‌پذیر می‌شود. پمپ خلاء به صورت مستمر این شرایط را فراهم می‌کند و به این ترتیب به بهبود کارایی و عملکرد چیلر کمک می‌کند.
نحوه عملکرد پمپ وکیوم در چیلرهای جذبی
- ایجاد خلاء: پمپ خلاء با حذف هوا و گازهای غیرقابل تراکم از محفظه‌های تبخیر کننده و جاذب، فشار داخل این محفظه‌ها را کاهش می‌دهد. این کاهش فشار باعث می‌شود که آب در دماهای بسیار پایین‌تری (حدود 4.5 درجه سانتی‌گراد) بجوشد و فرآیند تبخیر بهینه‌تر انجام شود.
- حفظ خلاء: حفظ شرایط خلاء در طول عملیات چیلر جذبی بسیار مهم است. پمپ خلاء به صورت مداوم عمل می‌کند تا اطمینان حاصل شود که فشار داخل محفظه‌ها در سطح مطلوب باقی می‌ماند و هرگونه نشتی یا ورود هوا به سیستم به سرعت جبران می‌شود.
اهمیت پمپ وکیوم
- بهبود کارایی: با ایجاد و حفظ شرایط خلاء، پمپ خلاء به چیلر کمک می‌کند تا با کمترین میزان انرژی، حداکثر کارایی را داشته باشد. این امر به ویژه در شرایطی که نیاز به تولید سرما در دماهای پایین است، بسیار حیاتی است.
- افزایش عمر مفید سیستم: پمپ خلاء با کاهش فشار در محفظه‌ها و جلوگیری از ورود هوا و رطوبت به داخل سیستم، از خوردگی و آسیب‌های احتمالی به اجزای داخلی چیلر جلوگیری می‌کند. این امر باعث افزایش عمر مفید چیلر و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود.
مزایا و معایب چیلرهای جذبی
مزایا
- کاهش مصرف انرژی الکتریکی: یکی از بزرگترین مزایای چیلرهای جذبی این است که به جای استفاده از انرژی الکتریکی برای کمپرسور، از انرژی حرارتی برای تولید سرما استفاده می‌کنند. این امر به ویژه در مکان‌هایی که دسترسی به انرژی حرارتی ارزان وجود دارد، می‌تواند به صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌های انرژی منجر شود.
- عملکرد کم‌صدا: چیلرهای جذبی به دلیل نداشتن کمپرسور، صدای کمتری نسبت به چیلرهای تراکمی تولید می‌کنند. این ویژگی آنها را برای استفاده در محیط‌هایی که نیاز به سکوت دارند، مناسب می‌سازد.
- دوستدار محیط زیست: با توجه به اینکه این چیلرها از آب به عنوان مبرد استفاده می‌کنند و لیتیم بروماید نیز غیرسمی است، چیلرهای جذبی به عنوان یک گزینه سبز و پایدار در سیستم‌های تهویه مطبوع محسوب می‌شوند.
معایب
- اندازه و وزن بزرگتر: چیلرهای جذبی به دلیل ساختار و طراحی خاص خود، معمولاً بزرگتر و سنگین‌تر از چیلرهای تراکمی هستند. این مسئله می‌تواند نصب و حمل‌ونقل آنها را دشوارتر کند.
- کارایی کمتر در بارهای جزئی: کارایی چیلرهای جذبی در بارهای جزئی (کمتر از ظرفیت نامی) کاهش می‌یابد، به این معنا که در شرایطی که نیاز به تولید سرما کمتر از ظرفیت حداکثری چیلر است، عملکرد آنها بهینه نیست.
- نیاز به منابع حرارتی پایدار: برای عملکرد بهینه، چیلرهای جذبی نیاز به یک منبع حرارتی پایدار و مداوم دارند. در صورت عدم دسترسی به این منابع، عملکرد سیستم ممکن است مختل شود.
کاربردهای چیلرهای جذبی
چیلرهای جذبی به دلیل مزایای خاص خود در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- صنعتی: در صنایعی که حرارت زائد به مقدار زیاد تولید می‌شود، مانند نیروگاه‌ها و صنایع پتروشیمی، چیلرهای جذبی می‌توانند به خوبی مورد استفاده قرار گیرند تا از این حرارت برای تولید سرما استفاده شود.
- تجاری: در ساختمان‌های تجاری بزرگ، مانند هتل‌ها و مراکز خرید، چیلرهای جذبی می‌توانند به عنوان یک راه حل موثر برای تهویه مطبوع و کاهش هزینه‌های انرژی به کار روند.
- محیط‌های حساس به صدا: در بیمارستان‌ها، کتابخانه‌ها و دیگر مکان‌هایی که سکوت اهمیت دارد، چیلرهای جذبی به دلیل عملکرد کم‌صدای خود گزینه مناسبی هستند.
چیلرهای جذبی با استفاده از گرما به جای انرژی الکتریکی برای تولید سرما، یک راه حل موثر و پایدار برای تهویه مطبوع فراهم می‌کنند. اگرچه این سیستم‌ها دارای برخی محدودیت‌ها هستند، اما مزایای آنها، از جمله کاهش مصرف انرژی الکتریکی و عملکرد کم‌صدا، آنها را به گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای مختلف تبدیل کرده است.
چنانچه به دنبال اطلاعات بیشتری در خصوص چیلرهای جذبی هستید و مایلید با جزئیات بیشتری درباره نحوه کارکرد و کاربردهای این سیستم‌ها آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم به منبع این مطلب مراجعه کنید.
