چیلر جذبی

چیلر جذبی چیست؟ 

در تهویه وتبرید چیلرها به دو دسته چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم می­شوند. چیلرهای  تراکمی که با مصرف انرژی به صورت الکتیریسته کار می­کنند شامل چهار قسمت ­کمپرسور کندانسور شیر انبساط و اواپراتور می­باشد، که با گردش مبرد در بین این ۴ جز برودت ایجاد می­ شود.

نحوه عملکرد چیلر تراکمی

سیکل چیلر تراکمی

در سیکل چیلر تراکمی مبرد با گرفتن گرما از اواپراتور و متراکم و افزایش فشار توسط کمپرسور انجام می گردد. حال مبرد فوق داغ با ورود به کندانسور در دمای که در دسترس هست شروع به تقطیر در فشار در دمای اشباع آن دما می­کند، در انتها با رسیدن مبرد به شیر انبساط و افت فشار توسط آن باعث ایجاد امکان تبخیر می گردد.

اما در سیکل چیلر جذبی دارای دو تفاوت عمده می­باشد که ابزوربر، پمپ و ژنراتور به جای کمپرسور جایگزین شده همچنین در سیکل چیلر جذبی دارای مبرد ثانویه دیگر نیز می­باشد به نام ابزوربر می­ باشد.

سیکل شماتیک چیلر جذبی

سیکل چیلر جذبی

از انواع چیلر جذبی می توان به چیلر جذبی تک اثره و چیلر جذبی دو اثره اشاره کرد.

در چیلر جذبی مانند چیلرهای تراکمی دارای محفظه ابزوربر و اواپراتور جهت تبادل دما می ­باشد. چیلر جذبی نیز با عملیات تبخیر موجب ایجاد سرما و کاهش دمای آب کویل می­شود، آن را محفظه تبخیر کننده یا اواپراتور می­ نامیم و پمپ آن را نیز پمپ اواپراتور یا پمپ مبرد نامگذاری می­کنیم.

ابتدا با ورود مبرد که همان آب مقطر می­ باشد به محفظه اواپراتور در فشار خلا باعث تبخیر مبرد در دمای حدود  C°۵  تبخیر می­شود حال باید  با راه کاری مبرد بخار شده را از محفظه اواپراتور خالی کنیم، در چیلر جذبی از یک ماده جاذب رطوبت استفاده می­کنیم ماده ای که با جذب  رطوبت فشار محفظه را کاهش دهد. که معمولا نمک ها رطوبت گیر های مناسبی می­باشند که متخصصان این صنعت لیتیوم بروماید را توصیه کردند.

لیتیوم بروماید نمکی است که به صورت محلول با جذب آب مقطر از اواپراتور  رقیق می­گردد محلول رقیق شده که به وسیله پمپ ابزوربر به ژنراتور فرستاده می­شود. ژنراتور  مبدلی می­باشد که با انتقال انرژی حرارتی به مدار لیتیوم بروماید رقیق باعث جداسازی مبرد که همان آب مقطر می­باشد از محلول لیتیوم بروماید جدا شده و محلول غلیط شده وارد ابزوربر و مبرد وارد چرخه اواپراتور می­گردد.

نحوه عملکرد سیستم برودتی جذبی و ابجاد سرمایش جذبی

چیلرها جذبی بصورت بسته می باشند و در فشار زیر اتمسفر خلاء نسبی کار می کنند که شامل دو قسمت فشار بالا ژنراتور و کندانسور و فشار پائین ابزوربر و اواپراتور می باشد.  در چیلر جذبی برای تولید برودت از گرما استفاده می گردکه براساس جذب حرارت و تبخیر مبرد و جذب بخار مبرد توسط ماده جاذب سیکل برودتی برقرار می شود.

عملکرد اجزای اصلی چیلر جذبی

اجزای چیلر ابزوربشن یا چیلر جذبی شامل موارد زیر می باشد:

اواپراتور

اواپراتور که در مخزن پایینی به صورت مشترک با ابزربر قرار گرفته است شامل لوله های مسی فین دار، سینی، المینتور، سپرهای جمع کننده پاشش، نازل های پاشش می باشد و جهت تبادل انرژی حرارتی بین مبرد و آب چیلد که در داخل لوله ها جاری است، طراحی گردیده است. علاوه بر آن برای آشکار ساختن حالت بار کامل و جلوگیری از غلیظ شدن بیش از اندازه محلول ابزربر یک لوله سرریز بر روی تانک مبرد نصب شده است. در چیلر جذبی با استفاده از پمپ وکیوم محفظه را در خلا قرار داده و باعث شده آب مقطر داخل مخزن در دمای C°۵  که معادل فشار kPa 1.034 به جوش آید و که باعث گرفتن گرمای آب در کویل می­گردد.

طرز کار اواپراتور چیلر جذبی

در اواپراتور برای افزایش انتقال حرارت، مبرد بر را بر روی لوله های مسی اواپراتور به وسیله نازل پاشیده می­شود همچنین یک پمپ نیز به جهت پاشش بهتر آب مقطر بروی لوله های مسی تعبیه شده است.

عملکرد اواپراتور چیلر جذبی

ابزربر

ابزربر چیلر جذبی که در مخزن پائینی بصورت مشترک با اوپراتور قرار گرفته است شامل نازل های پاشش، لوله پرچ تخلیه گازهای غیرقابل تقطیر و لوله های مسی می باشد. یک چشمی نشان دهنده سطح محلول سطح محلول در ابزربر را در شرایط مختلف نمایان می سازد.  بعد از پروسه مرحله اول بخار آب تبخیر شده توسط محلول نمک لیتیوم بروماید در محفظه ابزربر جذب گردیده که به علت گرمازا بودن فرایند جذب رطوبت در چیلر جذبی می­توان گرما با استفاده از کویل­های مسی و عبور آب برج خنک کننده انجام می­گیرد.

طرز کار چیلر جذبی

همان طور گفته شد فرایند جذب در چیلر جذبی فرایندی گرماده می­باشد که این گرما با استفاده از  کویل و  تیوب های مسی  که در داخل آن  آب خروجی برج خنک کننده در جریان می­باشد. این جذب باعث کاهش فشار قسمت کندانسور و اواپراتور می­شود. در ابزوربر  با استفاده از پاشش سلوشن بر روی تیوب های مسی باعث افزایش انتقال حرارت می­گردد.

ابزوربر چیلر جذبی

ژنراتور

ژنراتور چیلر جذبی که در مخزن بالائی به صورت مشترک با کندانسور قرار گرفته است، شامل لوله های مسی فین دار و سپر حرارتی و پخش یکنواخت محلول رقیق می باشد به طوریکه تبادل حرارت بین بخار و محلول به صورت مؤثر صورت می گیرد. همچنین در این قسمت محلول غلیظ از طریق مبدل و اداکتور به سمت ابزربر انتقال می یابد و همچنین یک لوله سرریز در داخل محفظه خروجی محلول غلیظ جهت مقابله باکریستالیزاسیون تعبیه گردیده است.

بعد از مرحله دوم لیتیوم بروماید رقیق و اشباع شده و دیگر قابلیت جذب آب مقطر را  ندارد ، توسط پمپ ابزوربر به سمت ژنراتور فرستاده می­شود.

کندانسور چیلر جذبی

منبع گرمایی در ژنراتور می­تواند آب گرم بخار و یا آب داغ باشد که وارد مدل حرارتی و لوله های مسی ژنراتور شده و باعث جدا شدن مبرد از سلوشن شده و بخار مبرد وارد کندانسور شده و سلوشن غلیظ شده پس از گذز از مبدل حرارتی وارد کندانسور می­شود. ژنراتور و کندانسور در پوسته قرار گرفته اند و قسمت فشار بالا نامیده می­شود. جنس لوله های ژنراتور به دلیل شرایط آسیب دیدگی بیشتر نسبت به دیگر قسمت ها  از جنس آلیاژ مس و نیکل می­باشد.

تکمیل سیکل چیلر ابزورپشن

کندانسور چیلر جذبی

کندانسور چیلر جذبی در مخزن بالائی به صورت مشترک با ژنراتور قرار گرفته است. ساختمان کندانسور طوری طراحی شده است که آب مقطر تشکیل شده در آن مستقیماً به سمت اواپراتور هدایت می گردد. بخار تولید شده در ژنراتور توسط یک کویل که آب سرد برج خنک کننده که  ابتدا وارد  ابزوربر و بعد وارد کندانسور می­شود و در آنجا تقطیر می­شود و به سمت اواپراتور می­رود. کندانسور و ژنراتور در یك پوسته و در یک فشار کارکرد و فشار آن متناظر با فشار بخار در دمای کندانس که مقدار آن ۱۰٫۳۴KPa می­باشد.

کندانسور چیلر جذبی

در کندانسور آب مقطر تقطیر شده در تشت زیر کندانسور جمع شده بعد به سمت اواپراتور سرریز می­شود.

سیستم چیلر ابزورپشن

بعد از کندانسور مبرد ابتدا باید  از اوریفیس که همان دستگاه انبساط است، عبور کند که وظیفه این قطعه جداکردن قسمت فشار بالا از قسمت فشار پایین می­باشد. البته در بسیاری از مدل های چیلر جذبی به جای اوریفیس از سیفون استفاده کرده­اند که باعث جدا شدن قسمت ابزوربر کندانسور از قسمت اواپراتور و کندانسور می گردد.

اوریفیس چیلر جذبی

این اوریفیس سبب کاهش فشار مایع مبرد جهت ورود به اواپراتور و آماده شدن جهت پدیده فلش که باعث تبخیر آب مقطر در فشار خلا می گردد.

مبدل حرارتی چیلر جذبی

از طریق مبدل حرارتی بین محلول رقیق خروجی از ابزربر درضمن انتقال به سمت ژنراتور و محلول غلیظ خروجی از ژنراتور در ضمن انتقال به سمت اواپراتور تبادل انرژی حرارتی صورت می گیرد. درنتیجه درجه حرارت محلول رقیق ورودی به ژنراتور افزایش یافته و درجه حرارت محلول رقیق ورودی به ابزربر کاهش می یابد که سبب افزایش راندمان چیلر می گردد. مبدل حرارتی فوق ذکر که بدنه آن از ورقه های کربن استیل می باشد در زیر مخزن پایینی نصب شده است.

مبدل حرارتی چیلر ابزورپشن

پمپ های محلول و مبرد

در چیلر جذبی تنها قسمت مصرف کننده انرژی الکتریکی  پمپ ها می­باشد پمپ هایی که جهت انتقال محلول و مبرد بر روی دستگاه نصب شده است از نوع هرمتیک و کاملاً بسته می باشد و پوسته پمپ و پوسته موتور یکپارچه می باشد به جز این، پمپ ها از نوع یک پمپ سانتریفیوگال می باشد مرکب از یک پمپ اسکرو پدیده کاویتاسیون در آن جلوگیری بعمل می آید. پمپ های فوق ذکر مخصوص استفاده در چیلرهای جذبی می باشد.

پمپ چیلر جذبی

ساختار این پمپ ها به صورت  leakless وhermetic  بوده و احتیاجی به خنک کاری و روغن کاری ندارد و خنک کاری آن به وسیله خود محلول در گردش خنک می­شود.

چیلر جذبی شامل دو پمپ می­باشد که پمپ مبرد، آب مقطر را از تشک اواپراتور مکیده و آن را از  طریق نازل یا افشانک ها بروی تیوب های مسی حامل جریان آب سردشونده می­پاشد. پمپ های محلول نقش انتقال محلول رقیق از سمت ابزوربر به سمت  کندانسور را بر عهده دارد یاتقان این پمپ ها از نوع گرافیتی می­ باشد که احتیاج به روغن کاری و خنک کاری نمی­ باشد و به وسیله خوده محلول انجام می­ گیرد.

سیکل چیلر جذبی

سیکل چیلر جذبی

در  شکل بالا سیکل کامل یک چیلر جذبی را مشاهده می­کنید  که شامل ۴ جز اصلی ابزوربر ، اواپرتور ژنراتور و کندانسور می­باشد و سمت فرعی که شامل پمپ های مبرد و محلول می­باشد.

اجزای چیلر جذبی

شیرآلات در چیلر جذبی

شیر آلات مورد استفاده در چیلر جذبی از نوع شیر آلات مخصوص وکیوم می باشد و از دیافراگم سوپر وکیوم می­ باشد که امکان نشت هوا به داخل از طریق محور و بدنه شیر غیر ممکن می­ باشد در صورت استفاده از شیرگازی احتمال نشتی از قسمت محور آن بسیار بالا است و باید با شیر دیافراگمی تعویض گردد.

پرچ و جداسازی گازهای غیرقابل تقطیر

با توجه به واکنش های شیمیایی در چیلر جذبی  گازهای غیر قابل تقطیر در چیلر تولید می­گردد که باعث شکسته شدن وکیوم می­گردد. برای تخلیه این گازها در چیلرهای طرح یورک در محفظه وکیوم جمع می­گردد و به وسیله پمپ وکیوم تخلیه می­گردد که از جمله آن می­توان به چیلر جذبی ساری پویا اشاره کرد.

سیستم تقطیر در چیلر ابزورپشن

در این حالت ابتدا شیر شماره ۱ را باز کرده سپس شیر شماره ۲ را باز کرده در صورتی پمپ وکیوم درست عمل کرده باشد گیج جیوه ای عمل کرده و عدد بین ۰-۱mmHg را نشان می­دهد سپس شیر شماره ۳ را باز کرده تا وکیوم دستگاه چک گردد. در صورتی که دستگاه خالی باشد این عدد باید بین ۰-۴mmHg باشد در غیر این صورت باید تمام اتصالات دیافراگم شیرها چک گردد.

سیکل چیلر جذبی

در چیلر جذبی طرح کریر می­ توان عملیات پرچ گیری در شکل بالا مشاهده می­کنید می­توان بدون پمپ وکیوم انجام داد ابتدا توسط ادکتور گازهای ناخالص از محفظه ابزوربر  کشیه می-شود و توسط محفظه B به سمت کندانسور می­رود سپس همان گونه که در شکل دیده می-شود از محفظه کندانسور کشیده می­شود به سمت محفظه شماره D می­رود وقتی گاز غیر قابل تقطیر در این محفظه جمع گردد لول F چراغ پرچ بر روی دستگاه را روشن کرده تا نگهدار پرچ گیری را انجام دهد. در پرچ گیری چیلر جذبی کریر  ابتدا شیر دیافراگمی L  را بسته سپس شیر E بسته و بعد از مدتی شیر H را باز کرده و حباب در محلول تخلیه می­گردد. بعد از اتمام و خارج شدن تمام حباب ها جهت برگرداندن چیلر جذبی روی حالت اولیه شیر  H را بسته سپس شیر E  باز کرده و بعد شیر L را باز کرده و چیلر جذبی به کارکرد عادی خود بر می­ گردد.