چیلر
چیلرها از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طور کلی می توان آنها را به دو دسته چیلرهای تراکمی و
چیلرهای جذبی تقسیم کرد. به طور کلی چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان
منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند .در سرمایش به روش جذبی انرژی سیستم به جای برق از گرما تامین می
شود .این گرما می تواند از بخار حاصل از گرمای یک مشعل گاز سوز یا گازوئیل سوز اتمسفریک باشد که مستقیما در مولد
بخار دستگاه عمل می کند .یا اینکه گرما از مشعل مستقیما به مولد تبرید دستگاه داده شود .معولا از آب به عنوان مایع
مبرد و از ایتیم بروماید به عنوان ماده جاذب استفاده می کنند . واحد جذب یا ابزروبر تحت خلا کار می کند .که در آن نقطه
جوش آب به حد کافی برای تامین شرایط آسایش پایین می آید .
فناوری تبرید جذبی روشی عالی برای تهویه مطبوع مرکزی در تأسیساتی است که ظرفیت دیگ اضافی داشته و می توانند
بخار یا آب داغ مورد نیاز برای راه اندازی چیلر را تأمین نمایند. چیلر های جذبی ظرفیت بین ۲۵ تا ۱۲۰۰ تن برودتی را
براحتی تأمین می کنند. البته قابل ذکر است که برخی از تولید کنندگان ژاپنی موفق شده اند چیلرهای جذبی با ظرفیت
معادل ۵۰۰۰ تن نیز تولید کنند. در سیستمهای جذبی غالبًا از آب به عنوان مبرد استفاده می شود. گرمای مورد نیاز برای
کارکرد این چیلرها به طور مستقیم از گاز طبیعی یا گازوئیل تأمین می گردد. منابع غیر مستقیم گرما در چیلرهای جذبی
عبارتند از آب داغ بخار پر فشار و کم فشار. بر این اساس تولید کنندگان مختلف در جهان سه نوع اصلی چیلر جذبی ارائه
می نمایند که عبارتند از : شعله مستقیم ، بخار و آب داغ. در یک تقسیم بندی عمومی می توان چیلرهای جذبی را در دو
دسته چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و آب طبقه بندی نمود . در واقع در هر سیکل تبرید
جذبی یک سیال جاذب و یک سیال مبرد وجود دارد که تقسیم بندی فوق بر این مبنا انجام شده اس ت. در سیستم آب و
آمونیاک ، سیال مبرد آمونیاک وسیال جاذب آب است. در سیستم لیتیوم بروماید و آب ، سیال مبرد آب و سیال جاذب ،
محلول لیتیوم بروماید است. علاوه بر زوج مبرد و جاذب های ذکر شده ، در بعضی سیکل های تبرید جذبی از زوجهای
دیگری نیز استفاده می گردد که در جدول ( ۱) آمده است .
جدول ( ۱) : زوج های مبرد و جاذب
خواص محلول لیتیوم بروماید و آب
لیتیوم بروماید یک نمک جامد کریستالی است که هر گاه غلظت آن در آب به ح دود ۳۰ تا ۴۰ درصد برسد به حالت
محلول در می آید. با توجه به اهمیت این ماده در چیلرهای جذبی مراکز تحقیقاتی دنیا جداول و منحنی های مختلفی برای
پنج منحنی برای این ماده درج شده است که عناوین آنها عبارت ASHRAE خواص آن ارائه نموده اند. در هندبوک های
است از:
جاذب /مبرد/ نوع جاذب
هالید قلیایی H2O/ LiBr /
هالید قلیایی H2O/ LiClO3 /
هالید قلیایی H2O/ CaCl2 /
(P-T-X) الف- منحنی فشار- دما- غلظت
(h-X-T) ب- منحنی آنتالپی - غلظت - دما
ج- منحنی های وزن مخصوص - غلظت ، ویسکوزیته - دما ، گرمای ویژه - غلظت
در ارتباط با منحنی های فوق الذکر توجه به نکات زیر ضروری است :
محدوده دما از ۴۰ تا ۳۵۰ درجه فارنهایت در نظر گرفته شده اس ت. غلظت لیتیوم بروماید نیز در P-T-X الف- در منحنی
محدوده ۴۰ تا ۷۰ درصد است. زیر منحنی ۷۰ % غلظت محدوده کریستالیزاسیون می باش د. محدوده کاری چیلرهای جذبی
غلظت های حدود ۵۵ تا ۷۰ درصد است. برای محاسبه خواص این منحنی ها فرمول هایی ارائه شده است که در برنام ه های
رایانه ای از این فرمول ها استفاده می گردد. لذا محدودیت های اعمال شده فوق باید در شبیه سازی سیکل های تبرید مد نظر
باشند.
اس ت. د- منحنی kg.K) kJ)/ ۱ بر حس ب / ۲ تا ۸ / ب- گرمای ویژه محلول در محدوده غلظت های ۵۵ تا ۶۵ درصد بین ۰۵
دیگری نیز توسط مراکز تحقیقاتی ارائه شده است. که به دلیل متفاوت بودن مبانی کار ، ممکن است از نظر (h-X-T) های
فرق داشته باشند. ASHRAE ظاهری با منحنی های ارائه شده در هندبوک
انواع چیلر
چیلرها معمو ً لا در دو نوع جذبی و تراکمی ساخته م یشوند
چیلرهای تراکمی:
در این نوع خنک کننده کمپرسور انرژی خود را از الکترو موتور دریافت می داردو گاز را متراکم می کند.
گاز فشرده شده در کندانسور به کمک آب یا هوای محیط خنک شده و به مایع تبدیل می شود این مایع تحت فشار پس از
می گردد که در فشار کمتری قرار دارد و باعث تبخیر (Evaporator) گذشتن از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک کننده
مایع می شود و مایع سرد کننده حرارت نهان تبخیر خود را از محیط خنک کننده می گیرد و باعث سرد شدن موادی می شود
که با خنک کننده در تماس هستند. گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل شده و همچنین چرخه تکرار می شو د.کمپرسور
چیلرهای تراکمی بیشتر در دو نوع رفت و برگشتی و اسکرو می باشد.
چیلر های تراکمی نوع اسکرو، نسل جدید چیلرهای تراکمی به حساب می آیند و مزیت آنها در وجود کمپرسورهای مارپیچی
است که باعث زیر بار رفتن چیلر به صورت تدریجی و با توجه به میزان برودت مورد نیاز می شود.راندمان بالاتر، کاهش جریان
راه اندازی بسیار پایین تر ( حدود نصف چیلرهای تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی ) و داشتن قطعات متحرک کمتر مزیت
های چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرو نسبت به چیلرهای تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی می باشن د. چیلرهای
استفاده می (Generator) و مولد حرارت ی (Absorber) جذبی:در این نوع خنک کننده، به جای کمپرسور از جذب کنند ه
گردد. یکی از پرکاربردترین خنک کننده های این نوع،سیستم لیتیوم برماید است.
در این سیستم، بخار آب در جذب کننده توسط لیتیوم برماید غلیظ جذب شده و آب در مولد حرارتی بر اثر حرارت تبخیر
۰ اتمسفر است، به آب مایع تبدیل شده و سپس در خنک کننده که / می شود. این بخار آب، در کندانسور که فشار آن حدود ۱
۰ اتمسفر است، دوباره به بخار تبدیل می گردد وآب گرمای نهان خود را برای تبخیر، از محیط خنک کننده / فشار آن حدود ۰۱
و یا کوئل آب می گیرد. بخار آب ایجاد شده در خنک کننده به جذب کننده هدایت شده و جذب لیتیوم برماید غلیظ می شود و
دوباره به مولد حرارتی می رود.
بدلیل مصرف برق زیاد توسط چیلرهای تراکمی (کمپرسوری) امروزه چیلرهای جذبی از استقبال خوبی در میان مهندسین مشاور و صاحبان
ساختمانهای مسکونی و اداری برخوردار شده اند ، این نوع چیلرها بجای انرژی برق از انرژی حرارتی برای تولید سرما استفاده مینمایند و
دارای قطعات متحرک کمتری نسبت به انواع کمپرسوری هستند و با توجه به ماهیت چرخشی کار پمپه ای مورد استفاده در آنها می زان
خرابی و هزینه های مربوط به تعمیرات آنها کمتر از انواع تراکمی می باشد ، همچنین صدای آنها بسیار کمتر از انواع تراکم ی بوده و تق ریبًا
بدون لرزش هستند ، با در نظر گرفتن هزینه های جنبی از جمله هزینه مربوط به خرید امتیاز برق و دیماند مربوطه و همچنین هزین ه ه ای
جاری چیلر تراکمی ، چیلرهای جذبی از نظر اقتصادی نیز دارای مزیت قابل توجهی هستند.
چیلرهای جذبی :
انواع مختلفی از چیلرهای جذبی عبارت اند از:
۱- چیلرهای آب گرم ضد کریستال
(Single Effect) ۲- چیلرهای بخار تک اثره
(Double Effect) ۳- چیلرهای بخار دو اثره
(Direct Fired) ۴- چیلرهای شعله مستقیم
۱- یکپارچه محلی(با مشعل اتمسفریک) -۴
۲- سیلیکاژلی ( به جای استفاده از لیتیم برماید از سیلیکاژل که مادهٔ جاذبی است استفاده م یشود) -۴
چیلرهای آب گرم ضد کریستال
چیلرهای آب گرم ضدکریستال وسیله ای مناسب جهت استفاده درساختمانهای اداری و مسکونی با زیربنای متوسط اند ، که مایل
به داشتن دستگاهی با راهبری ساده و بدون دردسر هستند ، برخی مزایای این چیلرها بطور خلاصه عبارت اند از:
۱- عدم بروز مشکل کریستالیزاسیون: کریستالیزاسیون یکی از معضلات اصلی سایر انواع چیلره ای جذ بی م یباشد ل یکن در
چیلرهای آب گرم ضد کریستال بدلیل تمهیدات انجام شده ، این مشکل اصولا وجود ندارد ، این مسئله از اهمیت بالائی برخوردار
است زیرا در یک ساختمان مسکونی یا اداری با زیربنای متوسط تیم نگهداری تأسیسات ساختمان معمو ً لا از توانائی فنی و علم ی
کافی برای غلبه برمشکلات ناشی از بروز پدیده کریستالیزاسیون برخوردار نبوده و لذا استفاده ازسایر انواع چیلر جذ بی م یتواند
باعث اختلال پی درپی در سرمایش ساختمان در اثر مسائلی مانند تغییرات دمای هوا ، قطع و وصل برق ، تغییر بار ساختمان و
عوامل دیگر شده و هزین ههای گزافی را نیز به ساکنان تحمیل نماید.
۲- عدم وجود مشکل قطع برق: قطع ناگهانی برق می تواند باعث بروز پدیده کریستالیزاس یون بد لیل عدم انجام فر آیند ر قی ق
سازی گردد ، اما در این چیلرها بدلیل عدم نیاز به این فرآیند قطع ناگهانی برق هیچ مشکلی ایجاد نمینماید ، این چیلرها نی ازی
به تعبیه برخی لوازم جنبی گرانقیمت از جمله ژنراتور برق اضطراری و ... ندارند.
۳- عدم نیاز به شیر سه راهه در مسیر برج خنک کننده: حساسیت زیاد چیلرهای جذبی به دمای آب برج خنک کننده باعث نیاز
به استفاده از یک شیر سه راهه موتوری در مسیر آب برج خنک کننده م یگردد ، در چیلرهای ضدکریستال به دلیل عدم وجود
این حساسیت نیازی به نصب این وسیله گرانقیمت نیست.
۴- استفاده از دیگ آب گرم موجود در ساختمان: این چیلرها از آب گرم تولید شده توسط دیگ آب گرم ساختمان بر ای تولی د
سرما استفاده می نمایند ، از آنجا که وجود این دیگ برای گرمایش فصل زمستان ضروریست نیازی به سرمایه گذا ری اضا فی در
این زمینه نم یباشد.
۵- عدم نیاز به تأسیسات گرانقیمت و پرهزینه بخار: با توجه به استفاده این چیلرها از آب گرم ، نیازی به تعبیه سیستم های بخار
(مورد نیاز در چیلرهای جذبی تک اثره) که نگهداری آنها مشکل و پرهزینه است نم یباشد.
۶- نگهداری و راهبری بسیار ساده: نگهداری و راهبری ساده این چیلرها از مزایای مهم آنهاست ، زیرا نیازی به حضور اوپراتور
متخصص در زمینه چیلر جذبی وجود ندارد و اوپراتور موتورخانه با یک آموزش چند ساعته م یتواند از عهده نگهدا ری ای ن
دستگاه برآید.
۷- قابلیت اعتماد بالا: با توجه به آنچه که ذکر شد ، این چیلرها از قابلیت اعتماد با لایی برخوردار بوده و م ی توانند سرم ایش
راحت و بدون دردسری را تامین نمایند.
۸- مزایای اقتصادی: این چیلرها از نظر هزینه اولیه سیستم های جنبی و همچنین هزین ههای جاری به صرفه تر از انواع مشابه
هستند.
چگونگی عملکرد چیلرهای جذبی ضد کریستال چیلرهای جذبی ضد کریستال بل ساختار خاص خود قابلیت کار با غلظت پا ئین
لیتیوم بروماید ( ۵۸ %بجای % ۶۴ در سایر انواع ) را دارا م یباشند که این مهم باعث عدم بروز پدی ده کریستال در ای ن چیلرها
م یتواند مفید واقع شود . محور افقی این منحنی دما Duhring Diagram م یگردد. برای درک بهتر موضوع ، بررسی منحنی
و محور عمودی فشار است ، خطوط مایل غلظت های مختلف و خط پررنگ خط کریستالیزاسیون است ، مس یر پررنگ در ای ن
منحنی مربوط به انواع معمولی چیلر جذبی م یباشد . غلظت بالا در این چیلرها ۶۴ % است لذا با پا ئین آمدن دم ای خروج ی
مبدل حرارتی هنگامی که این دما به ۹۸ درجه فارنهایت ( معادل ۳۷ درجه سلسیوس (برسد منحن ی خط ک ریستالیزاس یون را
قطع کرده و پدیده کریستال واقع می گردد ، این شرایط می تواند به دفعات در زمان کار چیلر جذبی اتفاق بیافتد ( ب دلیل تغیی ر
بار ، تغییر دمای برج و آب گرم ). اما مسیر کم رنگ در این منحنی مربوط به چیلرهای ضد ک ریستال است . همانگونه که از
منحنی پیداست برای اینکه کریستالیزاسیون اتفاق بیفتد باید دمای خروج مبدل به کمتر از ۴۰ درجه فارنهایت (معادل ۵ درجه
سلسیوس) برسد که این امر غیر ممکن است زیرا دمای مبدل حت ی در بدت رین شر ایط همواره ب یش از ۲۰ درجه سلس یوس
می باشد . لذا همانگونه که سابقه کارکرد چندین ساله تعداد زیادی از چیلرهای فروخته شده نشان می دهد تا کنون حت ی ی ک
مورد کریستال در این چیلرها گزارش نشده است.
Single effect چیلرهای جذبی بخار تک اثره
چیلرهای جذبی تک اثره قدیمی ترین و اولین نسل چیلرهای جذبی در دنیا می باشند .که کمترین بازدهی را در قیاس با سایر
انواع چیلرهای جذبی دارا می باشند .
در دستگاههای برودتی از جمله چیلرهای جذبی .بیانگر میزان بازدهی دستگاه می باشد . این c.o.p پارامتر ضریب عملکرد یا
نشان دهنده c.o.p پارامتر بیانگر میزان بهره برداری کامل از انرژی حرارتی مصرفی در چیلرهای جذبی می باشد .مقادیر بالای
مصرف بهینه انرژی حرارتی می باشد .
بطور مثال چیلرهای جذبی تک اثره در میان کلیه مدلهای چیلرهای جذبی .حتی با بهترین طراحی دارای ضریب عملکرد ۷۵
۲ بوده که نشان دهنده مصرف انرژی کمتر و در نتیجه / درصد می باشد .در حالیکه در مدلهای شعله مستقیم ضریب عملکرد ۱
هزینه راهبری ارزانتر می باشد .
شرایط استفاده از چیلرهای جذبی تک اثره :
اصلی ترین پیش نیاز استفاده از چیلرهای جذبی تک c وجود مقادیر لازم بخار با فشار یک اتمسفر و یا اب داغ بالای ۱۰۰ درجه
اثره می باشد .البته تولید و انتقال بخار با دبی مورد نیاز مستلزم نصب تجهیزات می باشد . که در صورت مهیا نبودن خطوط و
ایستگاههای تقلیل فشار و یا دیگهای آب داغ تحت فشار با منبع انبساط بسته استفاده از چیلرهای تک اثره توصیه نمی گردد.
امتیازات
طراحی و ساخته م یشوند. atmg ۱- استفاده از بخار با فشار پائین: این چیلرها برای کار با فشار بخار ۱
واقعی بالا ۰.۷ هستند که برای این نوع چیلرها بسیار مناسب COP دارای Single Effect ۲- راندمان مناسب: چیلرهای بخار
و قابل قبول است.
با راندمان بالا بوده که نوع مرسوم در تما می Ejector این چیلر ها از نوع Purge با راندمان بالا سیستم Purge ۳- سیستم
چیلرهای جذبی روز دنیا م یباشد.
۴- نصب شیر کنترل روی کندانس: طراحی خاص این چیلرها باعث شده تا بتوان شیر کنترل را بجای بخار ورودی روی کندانس
خروجی تعبیه نمود که این امر باعث کوچک شدن شیر کنترل و حذف تله بخار از سیستم م یگردد.
و با قابلیت های بالا م یباشد PLC سیستم کنترل این چیلرها از نوع PLC: ۵- سیستم کنترل
بر Optional ۶- امکان نصب تجهیزات جنبی: سه نوع سیستم جنبی برای راهبری و نگهداری ساده تر این نوع چیلرها بصورت
روی آنها قابل نصب م یباشد.
Optional سیستم های جنبی قابل نصب به صورت
برای رفع (J-tube) بصورت استاندارد مجهز به لوله Single Effect ۱- سیستم هوشمند جهت رفع کریستال اتوماتیک : چیلرهای جذبی
کریستالهای خفیف هستند اما برای موارد جدی تر امکان تعبیه یک سیستم هوشمند پیشگیری و رفع کریستال روی چیلر وجود دارد ، ای ن
استفاده از تعدادی سنسور و یک چیلر را تحت کنترل داشته و در صورت نزدی ک شدن به مرحله PLC سیستم با ویژه بطور دائم وضعیت
کریستالیزاسیون و یا شروع کریستال ، بطور اتوماتیک تمهیدات لازم برای رفع آنرا به عمل آورده و پس از رفع کریستال مجددًا چیلر را به
شرایط کارکرد معمولی برمیگرداند.
۲- سیستم جلوگیری از بروز پدیده کریستالیزاسیون در هنگام قطع برق: از آنجا که در هنگام کار چیلر جذ بی محلول در نقاط
مختلف چیلر در جریان است ، هنگام خاموش شدن چیلر عملیاتی موسوم به ر قی ق سا زی بای د انجام گی رد ، ای ن کار بطور
اتوماتیک توسط سیستم کنترل چیلرهای جذبی انجام م یشود ولی چنانچه برق بصورت ناگهانی قطع شود بدلیل عدم انجام ای ن
عملیات ، محلول غلیظ کم کم سرد شده و کریستاله می گردد ، لذا هنگام استارت مجدد لازم است عملی ات وقت گی ر و احیانا
: PCL (Positive Concentration پرهزینه رفع کریستال انجام گیرد . برای اجتناب از این مسئله م یتوان سیستمی به نام
روی چیلرنصب کرد ، این سیستم که در برخی از معتبرترین انواع چیلر جذ بی در دنی ا مورد Optional را به صورت Limit)
استفاده قرار می گیرد می تواند در هنگام قطع برق ، عملیات رقیق سازی را با استفاده از مبرد اضافی ذخیره شده برای این منظور
و بدون نیاز به برق انجام داده و از بروز پدیده کریستال جلوگیری نماید.
کاهش بار در یک چیلر جذبی باعث کاهش خود به خودی غلظت محلول لیت یم برومای د م یگردد ، از Standby: ۳- سیستم
آنجا که چیلر یک سیستم کام ً لا بسته است ، مبرد مورد نیاز برای این منظور از مخزن اواپراتور تامین م یگرد د . لذا معمو ً لا در
بارهای کمتر از ۲۰ % بار نامی مبرد موجود در این مخزن تمام شده و باعث بروز پدیده کاویتاسیون در پمپ م یگردد که ای ن
پدیده می تواند پمپ مبرد را از بین ببرد . لذا بطورمعمول چیلرهای جذبی نباید از بارهای کمتر از ۱۵ % الی ۲۰ % بار نامی خود
کار کنند ، بنابراین در فصل بهار و اوایل پائیز ویا حتی در شبهای تابستان ممکن است این پدیده اتفاق بیفتد ، دراین حال اپراتور
باید چیلر را خاموش نماید ، لیکن بدلیل یکنواخت و خسته کننده بودن کار اپراتورها ، آنها معمو ً لا متوجه این مسئله نشده و این
عمل را انجام نمی دهند و لذا بتدریج پمپ مبرد از بین خواهد رفت . برای جلوگیری از این پدی ده ، امکان نصب ی ک سیستم
مراقبت میکروپرسسوری روی چیلرهای جذبی وجود دارد که این سیستم میزان بار چیلر را کنترل نموده و هنگامی که این مقدار
کرده و با افزایش مجدد بار دوباره بطور اتوما تی ک آنرا روشن Standby به کمتر از ۲۰ % بار نامی برسد، چیلر را وارد حالت
مینماید ، بنابرا ین چیلر م یتواند بدون هیچ اشکالی از صفر درصد ال ی صد د ر صد بار نا می کار کن د. با تع بی ه تجهی زات
بالا مقدار زیادی از بار مسئولیت اپراتور نگهدار چیلر کاسته شده و عملا نگهداری و راهبری دستگاه بس یار ساده تر Optional
م یشود ، این مسئله با توجه به کمبود اپراتورهای متخصص در این زمینه م یتواند بسیار مفید باشد.
چیلرهای جذبی دو اثره :
میزان بخار مصرفی در چیلرهای دو اثره حدود ۵۰ در صد مصرف بخار در چیلرهای تک اثره می باشد . فشار بخار مصرفی د ر
چیلرهای دو اثره ۸ اتمسفر است . ضریب عملکرد چیلرهای جذبی دو اثره تقریبا دو برابر ضریب عملکرد چیلرهای تک اثره می
باشد .
بنابراین امروزه بیش از ۹۵ درصد چیلرهای جذبی نصب شده در دنیا را چیلرهای جذبی دو اثره تشکیل می دهند .
محلول لیتیم بروماید رقیق به سمت ژنراتور دما بالا ودما پایین پمپ می شود .دمای بالای محلول لیتیم بروماید هنگامی که از
ژنراتور دما پایین عبور میکند .بالا می رود . و لیتیم بروماید توسط بخار تولید شده در ژنراتور غلیظ می گردد .قسمتی از لیتیم
بروماید نیز به ژنراتور منتقل گردیده و از آنجا تغلیظ می گردد .
هر دو لیتیم بروماید غلیظ شده قبل از ورود به مبدل حرارتی با یکدیگر مخلوط می گردند .و پس از سرد شدن در مبدل وارد
ابزربر می شود بخار ایجاد شده در ژنراتور دما پایین در کندانسور توسط جریان آب برج خنک کن تقطیر شده و به اواپراتور باز
می گردد .
چیلرهای جذبی دو اثره به جهت بازدهی بسیار خوب در مقایسه با چیلرهای تک اثره نیاز به برج خنک کن های کوچکتری
دارند .بدیهی است که این امر موجب کاسته شدن از سرمایه گذاری اولیه خواهد شد
چیلر جذبی شعله مستقیم
ابداع و بکارگیری چیلرهای آبزربشن گازسوز برای اولین بار در ژاپن انجام شده است .در این نوع چیلرها حرارت حاصل از احتراق
گاز و یا سوخت مایع باعث گرم شدن محلول لیتیم برومایدو در نتیجه تغلیظ محلول می گردد .
در این سیستم دیگر نیازی به دیگ بخار و یا دیگ آبگرم و یا آبداغ نمی باشد . حذف دستگاههای مذکور کاهش زیادی در
سرمایه گذاری اولیه و همچنین کاهش هزینه تعمیر ونگهداری را در پی خواهد داشت . چیلرهای گازسوز در تابستانها بعنوان
منبع سرمایش و در زمستانها به عنوان دیگ آبگرم مورد استفاده قرار می گیرند. البته این کار با توجه به قیمت بالای دستگاه تو
صیه نمی شود .
چیلرهای گازسوز با مصرف برق ناچیز جایگزین بسیار مناسبی برای چیلرهای تراکمی با مصرف برق بسیار بالا هستند .مشعل این
نوع چیلرها از آلایندگی بسیار پایینی برخوردار هستند .
اصطلاحات فنی رایج در چیلر جذبی
ژنراتور
ژنراتور معمو ً لا در محفظه بالایی چیلرهای جذبی قرار داشته و وظیفه تغلیظ محلول لیتیوم بروماید رقیق و جدا سازی آب مبرد
را بر عهده دارد .
جذب کننده
جذب کننده معمو ً لا در پوسته پایینی چیلرهای جذبی قرار داشته و وظیفه جذب بخار مبرد تولید شده در محفظه اواپراتور را
بر عهده دارد .
اواپراتور
اواپراتور معمو ً لا در پوسته پایین چیلرهای جذبی قرار می گیرد. مایع مبرد در اواپراتور به لحاظ فشار پایین محفظه (خلأ نسبی)
تبخیر شده و باعث کاهش درجه حرارت آب سرد تهویه درون لوله های اواپراتور می گردد .
کندانسور
کندانسور معمو ً لا در پوسته های بالایی چیلرهای جذبی واقع شده است و وظیفه تقطیر مبرد تبخیر شده توسط ژنراتور را بر
عهده دارد. بخار مبرد در برخورد با لوله های حاصل از آب برج ، تقطیر شده و به تشتک اواپراتور سرریز می شود.
محلول جاذب
این محلول در سیکل های پروژه حاضر محلول لیتیوم بروماید و آب است .
مایع مبرد
مایع مبرد در چیلرهای جذبی پروژه حاضر آب خالص (آب مقطر) می باشد که به جهت فشار پایین محفظه اواپراتور در اثر
تبخیر خاصیت خنک کنندگی خواهد داشت .
کریستالیزه شدن
محلول لیتیوم بروماید در غلظت معمولی به صورت مایع است ، ولی چنانچه تغلیظ اولیه بیش از حد ادامه یابد حجم بلورهای
ریزی که در آن تشکیل می شوند ، بزرگتر شده و ممکن است باعث مسدود شدن کامل مسیر عبور محلول شود .به این
پدیده کریستالیزه شدن گویند .
ضریب عملکرد
پارامتر ضریب عملکرد در دستگاههای برودتی از جمله چیلرهای جذبی شاخصی از بازدهی دستگاه می باشد. مقادیر بالاتر
این پرامتر نشان دهنده مصرف بهینه انرژی حرارتی می باشد .
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی
چیلرهای جذبی از بعضی لحاظ شبیه چیلرهای تراکمی عمل می کنند که مهمترین این شباهتها عبارتند از :
الف - در اواپراتور از گرمای آب تهویه ساختمان برای تبخیر یک مبرد فرار در فشار پایین استفاده می گردد .
ب - گاز مبرد فشار پایین از اواپراتور گرفته شده و گاز مبرد فشار بالا به کندانسور فرستاده می شود .
ج - گاز مبرد در کندانسور تقطیر می گردد .
د - مبرد در یک سیکل همواره در گردش است .
تفاوتهای اصلی چیلرهای جذبی وتراکمی عبارتند از :
الف - چیلرهای تراکمی برای گردش مبرد از کمپرسور استفاده می کنند در حالی که چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور بوده و
به جای آن از انرژی گرمایی منابع مختلف استفاده کرده و غلظت محلول جاذب را تغییر می دهند ، همچنان که غلظت
تغییر می کند ، فشار نیز در اجزای مختلف چیلر تغییر می کند. این اختلاف فشار باعث گردش مبرد در سیستم می گردد .
ب - ژنراتور و جذب کننده در چیلرهای جذبی جانشین کمپرسور در چیلرهای تراکمی شده است .
ج - در چیلرهای جذبی از یک جاذب استفاده می شود که عمومًا آب یا نمک لیتیوم بروماید است .
د - مبرد در چیلرهای تراکمی یکی از انواع کلروفلئوروکربن ها یا هالوکلروفلئوروکربن ها است در حالی که در چیلرهای
جذبی مبرد معمو ً لا آب یا آمونیاک است .
ه - چیلرهای تراکمی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی الکتریکی تأمین می کنند در حالی که انرژی ورودی به چیلرهای
جذبی از آب گرم یا بخار وارد شده به ژنراتور تأمین می شود. گرما ممکن است از کوره هوای گرم یا دیگ آمده باشد. در
بعضی اوقات از گرمای سایر فرایندها نیز استفاده می شود مانند بخار کم فشار یا آب داغ صنایع ، گرمای باز گرفته شده از
دود خروجی توربین های گازی و یا بخار کم فشار از خروجی توربین های بخار .
مهمترین مزایای چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی عبارتند از :
الف - صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی :
همانطور که گفته شد چیلرهای جذبی از گاز طبیعی ، گازوئیل یا گرمای تلف شده به عنوان منبع اصلی انرژی استفاده می
کنند و مصرف برق آنها بسیار ناچیز است. به میزان مصرف برق ، مقایسه و تحلیل های کمی در فصول بعدی اشاره خواهد
شد .
ب - صرفه جویی در هزینه خدمات برق :
هزینه نصب سیستم شبکه الکتریکی در پروژه ها بر اساس حداکثر توان برداشت قابل تعیین است. یک چیلر جذبی به دلیل
اینکه برق کمتری مصرف می کند ، هزینه خدمات را نیز کاهش می دهد. در اکثر ساختمان ها نصب چیلرهای جذبی موجب
آزاد شدن توان الکتریکی برای مصارف دیگر می شود .
ج - صرفه جویی در هزینه تجهیزات برق اضطراری :
در ساختمانهایی مانند مراکز درمانی و یا سالن های کامپیوتر که وجود سیستمهای برق اضطراری برای پشتیبانی تجهیزات
خنک کننده ضروری است ، استفاده از چیلر های جذبی موجب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه این تجهیزات خواهد
شد .
د - صرفه جویی در هزینه اولیه مورد نیاز برای دیگ ها :
برخی از چیلرهای جذبی را می توان در زمستان ها به عنوان هیتر مورد استفاده قرار داد و آب گرم لازم برای سیستم های
گرمایشی را با دماهای تا حد ۲۰۳ تأمین نمود. در صورت استفاده از این چیلرها نه تنها هزینه خرید دیگ کاهش می یابد
بلکه صرفه جویی قابل ملاحظه ای در فضا نیز بدست خواهد آمد .
ه - بهبود راندمان دیگ ها در تابستان :
مجموعه هایی مانند بیمارستان ها که در تمام طول سال برای سیستمهای استریل کننده ، اتوکلاوها و سایر تجهیزات به
بخار احتیاج دارند مجهز به دیگ های بخار بزرگی هستند که عمدتًا در طول تابستان با بار کمی کار می کنند. نصب
چیلرهای جذبی بخار در چنین مواردی موجب افزایش بار و مصرف بخار در تابستان ها شده و در نتیجه کارکرد دیگ ها و
راندمان آنها بهبود قابل توجهی خواهد یافت .
و - بازگشت سرمایه گذاری اولیه :
چیلرهای جذبی به دلیل نیاز کمتر به برق در مقایسه با چیلرهای تراکمی ، هزینه های کارکردی را کاهش می دهند. اگر
اختلاف قیمت یک چیلر جذبی و یک چیلر تراکمی هم ظرفیت را به عنوان میزان سرمایه گذاری و صرفه جویی سالانه از
محل کاهش یافتن هزینه های انرژی را به عنوان بازگشت سرمایه در نظر بگیریم ، می توان با قاطعیت گفت که بازگشت
سرمایه گذاری صرف شده برای نصب چیلرهای جذبی با شرایط بسیار خوبی صورت خواهد گرفت .
ز - کاسته شدن صدا و ارتعاشات :
ارتعاش و صدای ناشی از کارکرد چیلرهای جذبی به مراتب کمتر از چیلرهای تراکمی است. منبع اصلی تولید کننده صدا و
ارتعاش در چیلرهای تراکمی، کمپرسور است. چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور بوده و تنها منبع مولد صدا وارتعاش در آنها
پمپهای کوچکی هستند که برای به گردش درآوردن مبرد و محلول لیتیم برماید کاربرد دارند. میزان صدا و ارتعاش این
پمپهای کوچک قابل صرف نظرکردن است .
ح - حذف مخاطرات زیست محیطی ناشی از مبردهای مضر :
که موجب تخریب لایه ازن می شوند ، HCFC یا CFC چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی از هیچ گونه ماده
استفاده نمی کنند. لذا برای محیط زیست خطری ایجاد نمی نمایند. چیلرهای جذبی غالبًا از آب به عنوان مبرد استفاده می
کنند. یک چیلر جدید در هر شرایطی ،یک سرمایه گذاری بیست و چند ساله است .تغییرات دائمی قوانین و مقررات استفاده
از مبردها موجب می شود تا استفاده از مبردی طبیعی مانند آب در چیلرهای جذبی گزینه ای بسیار قابل توجه به شمار آید .
ط - کاستن از میزان تولید گازهای گلخانه ای و آلاینده ها :
میزان تولید گازهای گلخانه ای (مانند دی اکسید کربن) که تأثیر قابل توجهی در گرم شدن کره زمین دارند و آلاینده ها
(مانند اکسیدهای گوگرد ، اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق) توسط چیلرهای جذبی
در مقایسه با چیلرهای تراکمی بسیار کمتر است .
نگهداری چیلر ها
پیش گیری از خرابیهای مکرر کمپرسور
عیب یابی و تعویض کمپرسورهای معیوب در سیستمهای تبرید به نسبت ساده و روان است.با وجود آنکه پیدا کردن علت اینکه
چرا کمپرسور اصلی از کار افتاده است کار چندان ساده ای نیست،ولی دست یابی به پاسخ این سؤال از اهمی ت با لایی برخوردار
است.چرا که تعویض یک کمپرسور معیوب بدون پیدا کردن علت خرابی می تواند منجر به خرابی کمپرسور بعدی نیز بشود.علاوه
بر آن تعویض مکرر کمپرسورهای معیوب هم برای سرویس کار و هم برای مشتری چندان اقتصادی و خوش ایند نیست و م ی
تواند باعث تخریب وجهه حرفه ای سرویسکار نزد مشتری شود...
عمدتا با یکبار بازدید از کمپرسور معیوب به سختی می توان به علت خرابی آن پی برد.بنابراین تکنیسین مربوطه بایستی پس از
تعویض کمپرسور معیوب ، وقت زیادی را صرف پیدا کردن علت خرابی کمپرسور اولیه نماید.به طور معمول در مرحله بررس ی
دقیق کمپرسور معیوب، تکنیسین قادر خواهد بود تا علت خرابی را تشخیص دهد.نکاتی که بایستی در این زمینه مورد توجه هر
تکنیسینی قرار گیرد عبارتند از :
فشار مکش و دهش در هنگام کارکرد سیستم
مقدار فوق گرما در ورودی کمپرسور
دمای گاز برگشتی
دمای گاز دهش
شدت جریان مورد نیاز کمپرسور
پس ازمقایسه مقادیر اندازه گیری شده توسط تکنیسین با مشخصات ارائه شده توسط سازنده ، علت خرابی کمپرسور به ساد گی
قابل تشخیص خواهد بود.برخی از دلایل متداول خرابی کمپرسورها عبارتند از:
بازگشت مایع به کمپرسور
دمای بالای گاز برگشتی
دمای دهش بالا
اعمال ولتاژ نامناسب
اکثر موارد فوق را می توان به محض شروع به کار کمپرسور تشخیص داد.با این وجود مواقعی پ یش م ی آی د که علت خراب ی
کمپرسور در همان مراحل اولیه راه اندازی به راحتی قابل تشخیص نیست.در چنین مواردی تکنیسین مربوط ه بایس تی عملکرد
سیستم را برای یک دوره زمانی مشخص تحت نظر بگیرد و در این دوره زمانی به دنبال منش ا مشکل بگرد د.چرا که بعض ی از
مشکلات تنها زمانی خود را نشان میدهند که سیستم برای مدتی کار کند که از آن جمله می توان مشکلات به وجود آمده پ یش
و یا بعد از چرخه برفک زدایی یا برفک زدن کویل اواپراتور اشاره نمود.
یکی دیگر از روشهای کارآمدی که می تواند برای عیب یابی کمپرسورها مورد استفاده قرار گی رد باز کردن قطعات کمپرسور
معیوب و بررسی صفحات شیرها ،پیستونها،میل لنگ،سطوح یاتاقان ها و سیم پیچی ها می باشد.این اقدام می تواند کمک شایانی
به تشخیص علت خرابی کمپرسور اولیه نماید.لازم به ذکر است که این روش یکی از مراحل وقت گی ر است و مستلزم تلاش
فراوان و صرف وقت زیادی است.
یکی دیگر از اقداماتی که می تواند کمک شایانی به تکنیسین نماید،صحبت کردن با مشتری و کسب اطلاع درباره سابقه عملکرد
سیستم است.بدین ترتیب تکنیسین مطلع می شود که آیا پیش از این نیز کمپرسور تعویض شده و آی ا ه یچ اقدام دیگ ری در
سیستم انجام شده است یا خیر.آگاهی از مطالب یاد شده می تواند تکنیسین را در دستیابی به پاسخ کمک نماید .
جلوگیری از خرابی مکرر کمپرسور یکی از الزاماتی است که هر تکنیسینی بایستی به دنبال عملی شدن آن باشد.این شیوه علاوه
بر حفظ منافع مالی سرویسکار ، موجب ارتقای وجهه حرفه ای وی نزد مشتری نیز می گردد.پیدا کردن و رفع علت خراب ی ی ک
سیستم نه تنها برای مشتری خوشایند و دلپذیر است بلکه منافع مالی و سود مناسبی را نیز عاید سرویس کار خواهد نمود.
چیلرهای دو اثره به دو دسته دو اثره با تغذیه بخار و دو اثره با شعله مستقیم طبقه بندی می شون د. این چیلرها، نسل جدید
چیلرهای جذبی تک اثره است.
در چیلرهای جذبی دواثره برخلاف چیلرهای جذبی تک اثره که یک مولد حرارتی وجود دارد دارای دو مولد حرارتی می باشد که
یکی مولد حرارتی دما بالا و دیگری مولد حرارتی دما پایین می باشد که این امر باعث کاهش بسیار چشمگیر مقدار مصرف
دستگاه را تا دو برابر افزایش می دهد.مهمترین شرط برای بکارگیری چیلر جذبی با تغذیه (cop) سوخت شده و ضریب عملکرد
بخار وجود تاسیسات تامین کننده بخار با فشار حداقل یک اتمسفر می باشد. بنابراین بدلیل هزینه زیاد تجهیزات تولید و انتقال
بخار، استفاده از این نوع چیلر در پروژه هایی که جهت مصارف دیگری نیاز به بخار حداقل یک اتمسفر دارند مانند پروژه های
صنعتی و بیمارستانی توصیه می شود.
در چیلرهای جذبی شعله مستقیم حرارت حاصل از احتراق سوخت بطور مستقیم باعث گرم شدن و تغلیظ محلول لیتیوم برماید
شده و دیگرنیازی به ایجاد تاسیسات بخار یا آب داغ نمی باشد که باعث کاهش زیادی در سرمایه گذاری اولیه می شود.همچنین
بدلیل کم شدن تجهیزات، هزینه تعمیرات و نگهداری کاهش خواهد یافت. از دیگر قابلیت های چیلر شعله مستقیم تولید آب
گرم می باشد ولی بدلیل پایین بودن دمای آب گرم خروجی که حداکثر دمای آن ۶۰ سانتی گراد می باشد و استهلاک دستگاه،
در بیشتر مواقع از این امکان استفاده نمی گردد.
مراجع :
1-ASHRAE Fundamentals Handbook, American Society of Heating, Refrigerating and Air
conditioning Engineers, IP Edition, Atlanta, 2001.
. -2 طباطبایی، سید مجتبی، مقدمه ای بر چیلرهای جذبی، مجله صنعت تأسیسات، شماره ۵۲ ، تهران، ۱۳۸۳
. 3 -طباطبایی، سید مجتبی، لیتیوم بروماید در چیلرهای جذبی، مجله صنعت تأسیسات، شماره های ۴۶ و ۴۷ ، تهران، ۱۳۸۲
-4 شرکت ساری پویا، کاتالوگ فنی چیلرهای جذبی یک اثره
-5 شرکت ساری پویا، کاتالوگ فنی چیلرهای جذبی دو اثره
6 -شرکت زهش، کاتالوگ فنی چیلرهای جذبی
7 -شرکت مهندسین کار و اندیشه، کاتالوگ فنی چیلرهای جذبی ابارا
8 -کارخانه نقاشیان، کاتالوگ فنی چیلرهای جذبی یک اثره
-9 صنایع یکتا تهویه اروند، کاتالوگ فنی چیلرهای جذبی گازسوز
۱0 - پایگاه علوم و تحقیقات صنعت تاسیسات تهویه مطبوع سرمایش و گرمایش
-11 ماهنامه تهویه مطبوع