اصول کار چیلر های جذبی

**abdoos** · 2012/02/08, 09:44

صول کارکرد چیلرهای جذبی همچون سایر سیستم های سرمایشی فرآیند تبخیر است . همانطور که می دانیم لازمه فرآیند تبخیر دریافت گرماست و این اخذ گرما می تواند موجب ایجاد سرما شود .با توجه به قوانین ترمودینامیکی می دانیم که با کاهش فشار می توانیم عمل تبخیر را در دماهای پایین نیز ایجاد کنیم.نحوه عملکرد واحد تبخیر چیلر( اواپراتور) نیز بر همین اصل استوار است . بدین معنی که ماده مبرد چیلرهای جذبی که اغلب آب است در داخل اواپراتور که دارای فشار خلاء می باشد در دمای پایین تبخیر شده و حرارت مورد نیاز تبخیر خود را از محیط اطراف اواپراتور دریافت می نماید و در نتیجه این عمل محیط اطراف اواپراتور سرد می شود.

با توجه به مطالب بالا متوجه این قضیه می شویم که با کاهش فشار در سطح آب ، دمای جوش آب را می توان پایین آورد. به طور مثال اگر فشار سطح آب 5.8 میلیمتر جیوه باشد ، دمای تبخیر آب 3.3 درجه سانتی گراد خواهد بود. به عکس هر چه فشار بیشتر شود، درجه حرارت تبخیر نیز زیادتر می شود.

در چیلرهای ابزوربشن مایع دیگری نیز به عنوان ابزوربر(جذب کننده) برای جذب بخارهای آب وجود دارد که بیشتر از محل لیتیوم بروماید برای این منظور استفاده می شود. زیرا این محلول دارای قدرت جذب بخار آب زیاد است و سمی و قابل انفجار نیست و همچنین ایجاد ترکیبات مضر نمی کند.
برای درک بهتر کار این چیلرها به شرح یک مثال می پردازیم : اگر دو ظرف داشته باشیم که در یکی آب و در دیگری محلول لیتیوم بروماید باشد و فرض کنیم که هوا به وسیلۀ پمپ خلاء (وکیوم) از این ظروف تخلیه شده باشد، ظرفی که آب در آن است تبخیر کننده (اواپراتور) و ظرفی که در آن لیتیوم بروماید است جاذب(ابزوربر) نام دارد و بدلیل وجود خلاء آب درون اواپراتور تبخیر شده و به وسیلۀ محلول لیتیوم بروماید جذب می شود. از طرفی در نتیجۀ تبخیر قسمتی از آب در اواپراتور، درجۀ حرارت آب باقی مانده کاهش می یابد. برای این که از سرمای حاصله در اواپراتور استفاده شود، یک کویل که در آن آب جریان دارد اضافه می کنیم .آب وارد کویل می شود و پس از خنک شدن از طرف دیگر خارج می شود. آب سرد شده برای خنک کردن ساختمان به کار می رود.

ایجاد هرگونه تسهیلاتی برای تبخیر بیشتر سبب افزایش راندمان سیستم می شود . یکی از بهترین روش ها این است که به کمک یک پمپ ، مبرد داخل ظرف (آب) را با استفاده از نازل هایی که برای آن در نظر می گیریم بر روی کویل بپاشیم. این امر سبب پودری شدن آب و انبساط و تبخیر سریع تر آن می شود . پمپی که برای این منظور بکار می رود بنام پمپ مبرد (Refrigerant Pump )نامگذاری می شود. از طرفی برای اینکه در ظرف دیگر که حاوی محلول لیتیوم بروماید است نیز راندمان را بالا ببریم یک پمپ نیز برای این محفظه در نظر می گیریم و آنرا پمپ ابزوربر (Absorbent Pump )می نامیم .این پمپ محلول لیتیم بروماید را به صورت اسپری در ابزوربر می پاشد و در نتیجه قدرت جذب آن را بالا می برد.(در سیکل واقعی چیلر،پمپ محلول، وظیفه این پمپ را نیز انجام می دهد.) با اضافه کردن این دو پمپ، راندمان سیستم بالا می رود، اما دو اشکال اساسی باقی می ماند: یکی این که محلول لیتیوم بروماید مرتباً بخار آب را جذب می کند و رقیق می شود و درنتیجه قدرت جذب کنندگی خود را از دست می دهد. برای رفع این مشکل، به سیستم ، یک ژنراتور و یک پمپ بنام پمپ محلول (Solution Pump )اضافه می کنیم و محلول لیتیوم بروماید به وسیلۀ این پمپ به ژنراتور می رود و به وسیلۀ بخار و یا آبگرم و یا شعله مستقیم مشعل به آن حرارت داده می شود و در اثر حرارت، آبی را که جذب کرده است، به صورت بخار از دست می دهد و محلول مجدداً غلیظ می شود و به ابزوربر بر می گردد. مشکل دوم وجود بخاری است که در نتیجه تغلیظ لیتیوم بروماید ایجاد شده است و برای رفع این مشکل ، به سیستم یک کندانسور(تقطیر کننده) اضافه می کنیم تا بخار آبی که از ژنراتور خارج می شود به کندانسور برود و در آنجا در تماس با لوله های خروجی از برج خنک کن به مایع تبدیل شود و دوباره به اواپراتور برگردد و در نتیجه یک مدار بسته تشکیل می شود. حال برای تکمیل سیستم و بالا بردن راندمان کار، یک مبدل حرارتی بین ژنراتور و ابزوربر قرار می دهیم تا از یک طرف محلول رقیقی را که از ابزوربر به ژنراتور می رود، گرم کند و از طرف دیگر محلول غلیظی را که از ژنراتور به ابزوربر بر می گردد، خنک کند. با توجه به این که هر چه درجۀ حرارت محلول لیتیوم بروماید پایین تر باشد، می تواند آب بیشتری جذب کند، بنابراین برای خارج کردن گرمای حاصل از انحلال در ابزوربر و بالا بردن قدرت جذب لیتم برماید، یک کویل در ابزوربر قرار می دهیم که داخل آن آب سرد ( از برج خنک کننده ) جریان یابد. تمامی آنچه تا کنون شرح داده شد، توضیح نحوه عملکرد سیستم جذبی تک اثره ( دارای یک ژنراتور) بود . اما نوع دیگری از چیلرهای جذبی وجود دارند که دارای راندمان بهتری نسبت به چیلرهای تک اثره هستند و به چیلرهای جذبی دو اثره ( دارای دو ژنراتور)معروفند . در چیلرهای جذبی تک اثره زمانی که بخار مبرد از واحد ژنراتور به سمت واحد کندانسور می رود ، تمام گرمای نهان تقطیر به آبی که در کندانسور جریان دارد منتقل می شود و سپس به سمت هوای محیط هدایت می شود . چیلرهای جذبی دو اثره دارای دو ژنراتور و دو مبدل حرارتی هستند و عملیات تغلیظ در آنها طی دو مرحله انجام می شود. در این نوع از چیلرها از گرمای نهان تقطیر نیز به عنوان منبع انرژی گرمایی جهت تغلیظ محلول رقیق استفاده می گردد.با بکارگیری این روش نرخ تبخیر افزایش یافته و بازده سیستم و ضریب کارایی آن نسبت به چیلرهای یک اثره افزایش قابل توجه ای پیدا می کند.

در این مطلب چرخه كاركرد چیلر جذبی و چیلر تراكمی به صورت انیمیشن آورده شده است.

چرخه كاركرد چیلر جذبی

چرخه كاركرد چیلر تراكمی