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 .
چیلرهای جذبی دو اثره :
میزان بخار مصرفی در چیلرهای دو اثره حدود 50 در صد مصرف بخار در چیلرهای تک اثره می باشد . فشار بخار مصرفی در چیلرهای دو اثره 8 اتمسفر است . ضریب عملکرد چیلرهای جذبی دو اثره تقریبا دو برابر ضریب عملکرد چیلرهای تک اثره می باشد .
بنابراین امروزه بیش از 95 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
چیلرهای جذبی 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 .
پارامتر ضریب عملکرد یا c.o.p در دستگاههای برودتی از جمله چیلرهای جذبی .بیانگر میزان بازدهی دستگاه می باشد . این پارامتر بیانگر میزان بهره برداری کامل از انرژی حرارتی مصرفی در چیلرهای جذبی می باشد .مقادیر بالای c.o.p نشان دهنده 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 75 درصد می باشد .در حالیکه در مدلهای شعله مستقیم ضریب عملکرد 1/2 بوده که نشان دهنده مصرف انرژی کمتر و در نتیجه هزینه راهبری ارزانتر می باشد .
شرایط استفاده از چیلرهای جذبی تک اثره :
وجود مقادیر لازم بخار با فشار یک اتمسفر و یا اب داغ بالای 100 درجه c اصلی ترین پیش نیاز استفاده از چیلرهای جذبی تک 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
اصول کار کرد چیلرهای جذبی گازسوز :
دقیقآ مشابه کارکرد چیلرهای دو اثره می باشد .با این تفاوت که عامل گرم کننده و تغلیظ محلول رقیق در ژنراتور دما بالا حرارت مستقیم شعله حاصل از احتراق می باشد .
به جهت حرارت بسیار بالا در قسمت ژنراتور دما بالا ی چیلرهای گازسوز کنترل دقیق و بکارگیری تجهیزات کنترل مناسب حائز اهمیت می باشد
چیلر های جذبی : (استفاده از گرما برای تولید سرما )
افزایش قیمت برق در ایران در طول سالهای آینده با توجه به برنامه های اقتصادی دولت ونیاز به نصب سیستمهای تهویه مطبوع در ساختمانهای موجود و در حال ساخت .از جمله عوامل مهم و تاثیر گذار در افزایش استفاده از چیلرهای جذبی در ایران می باشد .
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 اب به حد کافی برای تامین شرایط اسایش پایین می آید .
-اصطلاحات فنی رایج در چیلر جذبی
ژنراتور
ژنراتور معمولاً 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 معمولاً در پوسته پایینی چیلرهای جذبی قرار داشته و وظیفه جذب بخار مبرد تولید شده در محفظه اواپراتور را بر عهده دارد.
اواپراتور
اواپراتور معمولاً 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 معمولاً 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.
-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 عموماً 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 معمولاً 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 203 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 عمدتاً 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:
چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی از هیچ گونه ماده CFC یا HCFC که موجب تخریب لایه ازن می شوند ، استفاده نمی کنند. لذا برای محیط زیست خطری ایجاد نمی نمایند. چیلرهای جذبی غالباً 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.
منابع:کتابهای آلودگی محیط زیست- سیستمهای کنترولHVAC...
