عملکرد چیلر جذبی دارای نکات ریز و درشتی است  لذا ابتدا اجزای فیلر ابزوربشن و طرز کار چیلر های جذبی را مورد بررسی قرار می دهیم . شناخت بیشتر آن ها می تواند میزان هزینه های ناشی از تعمیر چیلر جذبی و سرویس چیلر جذبی را کاهش دهد.

چیلر جذبی چیست

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

سیکل چیلر تراکمی

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

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

سیکل چیلر جذب

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

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 می گردد،آن را محفظه تبخیر کننده یا اواپراتور گوئیم و پمپ آن را نیز پمپ اواپراتور یا پمپ مبرد گوئیم.

ابتدا با ورود مبرد که همان آب مقطر است به محفظه اواپراتور در فشار خلا موجب تبخیر مبرد در دمای حدود  C°۵ می­شود حال باید 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 اند اما متخصصان این صنعت لیتیوم بروماید را توصیه می کنند.

چیلر جدبی -تعمیر کولر گازی در کرج
چیلر جدبی -تعمیر کولر گازی در کرج

لیتیوم بروماید نمکی است که به صورت محلول با جذب آب مقطر از اواپراتور  رقیق میشود محلول رقیق شده که به وسیله پمپ ابزوربر به ژنراتور ارسال می­شود. ژنراتور  مبدلی است که با انتقال انرژی حرارتی به مدار لیتیوم بروماید رقیق موجب جداسازی مبر  کهف همان آب مقطر است از محلول لیتیوم بروماید جدا شده لذا محلول غلیط شده وارد ابزوربر و مبرد وارد چرخه اواپراتور می شود.

چيلرها جذبی بصورت کپسوله مي باشند و در فشار زير اتمسفر خلاء نسبي کار مي کنند چیلرهای جذبیشامل  دو قسمت فشار بالا ژنراتور و کندانسور و فشار پائين ابزوربر و اواپراتور است.  در چیلر جذبی براي توليد برودت از گرما استفاده مي شود. براساس جذب حرارت و تبخير مبرد و جذب بخار مبرد توسط

چیلر جدبی -تعمیر کولر گازی در کرج
چیلر جدبی -تعمیر کولر گازی در کرج

 

ماده جاذب سيكل برودتي ایجاد می شود.

 

 

 

 

عملکرد اجزای اصلی چیلر جذبی

اواپراتور

اواپراتور که در مخزن پاييني به صورت مشترك با ابزربر می باشد شامل لوله هاي مسي فين دار، سيني، المينتور، سپرهاي جمع کننده پاشش، نازل هاي پاشش  است و جهت تبادل انرژي حرارتي بين مبرد و آب چيلد که در داخل لوله ها جاري است، طراحي شده است. براي آشكار ساختن حالت بار کامل و جلوگيري از غليظ شدن بيش از اندازه محلول ابزربر يك لوله سرريز بر روي تانك مبرد نصب می گردد. در چیلر جذبی با استفاده از پمپ وکیوم محفظه را در خلا قرارمی دهند که موجب می گردد تا آب مقطر داخل مخزن در دمای )C°۵  ( معادل فشار kPa 1.034 به جوش آید و باعث گرفتن گرمای آب در کویل می­شود..

 

در اواپراتور برای افزایش انتقال حرارت، مبرد بر را بر روی لوله های مسی اواپراتور به وسیله نازل می پاشد همچنین یک پمپ هم به جهت پاشش بهتر آب مقطر بروی لوله های مسی تعبیه گردیده است.

چیلر جذبی -تعمیر کولر گازی در کرج
چیلر جذبی -تعمیر کولر گازی در کرج

 

 

 

 

 

 

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

ابزربر

ابزربر چیلر جذبی که در مخزن پائيني بصورت مشترك با اوپراتور قرار گرفته است شامل نازل هاي پاشش، لوله پرچ تخليه گازهاي غيرقابل تقطير و لوله هاي مسي مي باشد. يك چشمي که نشان دهنده سطح محلول سطح محلول در ابزربر را در شرايط مختلف نمايان مي 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.

 

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

ژنراتور

ژنراتور چیلر جذبی که در مخزن بالائی به صورت مشترك با کندانسور قرار دارد، شامل لوله های مسی فين دار و سپر حرارتی و پخش يكنواخت محلول رقيق است ، به طوريكه تبادل حرارت بين بخار و محلول به صورت مؤثر انجام می شود. در اين قسمت محلول غليظ از طريق مبدل و اداکتور به سمت ابزربر انتقال یافته، همچنين يك لوله سرريز در داخل محفظه خروجي محلول غليظ جهت مقابله باکريستاليزاسيون تعبيه شده 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

عملکرد چیلر جذبی دارای نکات ریز و درشتی است  لذا ابتدا اجزای فیلر ابزوربشن و طرز کار چیلر های جذبی را مورد بررسی قرار می دهیم . شناخت بیشتر آن ها می تواند میزان هزینه های ناشی از تعمیر چیلر جذبی و سرویس چیلر جذبی را کاهش دهد.

.

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.

منبع گرمایی در ژنراتور معمولا آب داغ میباشد و این آب داغ وارد مبدل حرارتی و لوله های مسی ژنراتور میشود  و باعث جدا شدن مبرد از سلوشن میشود و بخار مبرد وارد کندانسور میشود  و سلوشن غلیظ شده پس از گذز از مبدل حرارتی وارد کندانسور می­شود.

جنس لوله های ژنراتور معمولا آلیاژ مس و نیکل میباشد.

کندانسور چیلر جذبی:

کندانسور چیلر جذبی با ژنراتور در قسمت بالای مخزن  قرار گرفته اند.

چیلر جذبی-تعمیر کولر گازی در کرج
چیلر جذبی-تعمیر کولر گازی در کرج

آب مقطر تشكيل شده  در کندانسور به سمت اواپراتور فرستاده  میشود.

بخار تولید شده به سمت اواپراتور می­رود.

مقایسه چیلر تراکمی و چیلر جذبی

 

در کندانسور آب مقطر تقطیر میشود و در تشت زیر کندانسور جمع میشود و  بعد به سمت اواپراتور میرود.

بعد از کندانسور مبرد ابتدا باید  از  دستگاه انبساط عبور کند .

وظیفه ی دستگاه انبساط ، جداکردن قسمت فشار بالا از قسمت فشار پایین می­باشد.

در بسیاری از چیلرهای  جذبی از سیفون  به جای  دستگاه انبساط استفاده میکنند .

دستگاه انبساط  باعث کاهش فشار مایع مبرد برای  ورود به اواپراتورمیشود.

مبدل حرارتی چیلر جذبی

از طريق مبدل حرارتي بين محلول رقيق خروجي از ابزربر وانتقال به سمت ژنراتور و خروج محلول غليظ از ژنراتور و  انتقال به سمت اواپراتور تبادل انرژي حرارتي صورت مي گيرد.

درجه حرارت محلول رقيق ورودي به ژنراتور افزايش می یابد و درجه حرارت محلول رقيق ورودي به ابزربر کاهش می يابد و باعث  افزايش بازدهی چيلر میشود.

بدنه مبدل حرارتي  که در بالا ذکر شد از ورقه هاي کربن استيل مي باشد .

پمپ های محلول و مبرد

در چیلر جذبی ، پمپ ها انرژی بیشتری را مصرف میکنند.

پمپ های هرمتیک برای  انتقال محلول و مبرد بر روي دستگاه نصب شده اند.

از پمپ های دیگری به نام  پمپ سانتريفيوگال استفاده میشود.

از این پمپ هایی که در بالا اشاره شد در چیلر های جذبی استفاده میشود.

ساختار پمپ هایی که در چیلرهای جذبی به کاربرده میشوند به  صورت  leakless وhermetic   هستند و احتیاجی به خنک کاری و روغن کاری ندارند.

چیلر جذبی دارای  دو پمپ است .

پمپ  های مبرد: پمپ مبرد، آب مقطر را از اواپراتور میگیرد و آن را از  طریق نازل یا افشانک ها روی  تیوب های مسی حامل جریان آب سردشونده می­پاشد.

پمپ های محلول: نقش پمپ محلول  ، انتقال محلول رقیق از سمت ابزوربر به سمت  کندانسور میباشد.

یاتقان پمپ های محلول  از نوع گرافیتی می­ باشد که احتیاج به روغن کاری و خنک کاری ندارند .

سیکل چیلر جذبی

چیلر جذبی-تعمیر کولر گازی در کرج
چیلر جذبی-تعمیر کولر گازی در کرج

چیلر جذبی  شامل ۴ جز اصلی  شامل ، ابزوربر ، اواپرتور ،ژنراتور و کندانسور می­باشد.

شیرآلات در چیلر جذبی

از شیر آلات مخصوص وکیوم  در چیلرهای جذبی  برای جلوگیری از  نشت هوا به داخل  چیلر ، استفاده میشود.

پرچ و جداسازی گازهای غیرقابل تقطیر:

درچیلر های جذبی ،  گازهای غیر قابل تقطیر تولید میشوند  و  باعث شکسته شدن وکیوم میشوند.

این گازهای غیرقابل تقطیر  به وسیله پمپ وکیوم تخلیه میشوند .

 

 

 

چیلر جذبی-تعمیر کولر گازی در کرج
چیلر جذبی-تعمیر کولر گازی در کرج

برای خروج گازهای غیر قابل تقطیر ابتدا شیر شماره ۱ را باز میکنیم و بعد از آن  شیر شماره ۲ را باز میکنیم و زمانی که پمپ وکیوم  عملکرد درستی داشته باشد ، در این صورت  گیج جیوه ای عدد بین ۰-۱mmHg را نشان می­دهد سپس شیر شماره ۳ را بازمیکنیم  تا وکیوم دستگاه چک شود. در صورتی که دستگاه خالی باشد این عدد باید بین ۰-۴mmHg باشد .اگر این عدد نشان داده نشود باید تمام اتصالات دیافراگم شیرها چک شوند.

 

 

 

 

 

 

چیلر تراکمی:

 

در چیلر جذبی طرح کریر می­ توان مانند شکل بالا بدون پمپ وکیوم انجام داد .

در این صورت ابتدا توسط ادکتور گازهای ناخالص از محفظه ابزوربر  کشیده میشود  و به وسیله  محفظه B به سمت کندانسور می­رود و  به سمت محفظه شماره D می­رود. پس از جمع شدن  گاز غیر قابل تقطیر در این محفظه ،لوله F چراغ پرچ روی دستگاه را روشن میکند تا پرچ گیری صورت گیرد.

سپس  شیر دیافراگمی L   بسته و سپس شیر E بسته میشود  و بعد از گذشت زمانی شیر H را باز میکنیم و تخلیه حباب صورت میگیرد.

بعد از  خارج شدن تمام حباب ها شیر  H را میبندیم  و سپس شیر E  را باز میکنیم  و بعد از گذشت زمانی شیر L را باز میکنیم  و باعث کارکرد عادی چیلر جذبی میشود.

خواص ليتيوم برومايد

عنصر ليتيوم از عناصر قليائي و عنصر برم از خانواده هالوژنها مي باشد

ليتيوم برومايد از نظر خواص فيزيكي و شيميائي به نمك طعام  نزدیک میباشد و یکی از مزایای آن این است که در هواي آزاد تجزيه نمیشود .

ليتيوم برومايد رطوبت  زیادی را جذب میکند.

حلاليت

ليتيوم برومايد قادر است  آب زیادی را در  خود حل کند.

گرماي ويژه

کم  بودن گرماي ويژه و بزرگ بودن گرماي نهان تبخير در  چيلرهاي جذبي که در آنها محلول ليتيوم برومايد  وجود دارد باعث افزایش بازدهی حرارتي میشود.

PH

ليتيوم برومايد معمولا خنثی میباشد .

اما محلولي که در چيلرهاي جذبی ميباشد کمي قليايي میباشد.

خورندگی

خورندگي محلول ليتيوم برومايد  بسیار پایین میباشد.

در چیلرهای جذبی ،  محلول ليتيوم برومايد به صورت قليائي در می آید  و افزودنی هاي شيميائي برای مقابله با خوردگي به آن اضافه  مي شود.

از ليتيوم کرومات  که زرد رنگ میباشد در چیلرهای جذبی برای مقابله با خوردگی استفاده میشود.

خاصيت سمي  بودن ليتيوم برومايد بسيار پایین است . اما  از تماس مستقيم با پوست  باید جلوگیری شود.

 


چیلر جذبی هیبریدی :

چیلر های جذبی هیبریدی حداقل 70 درصد آب کمتری  نسبت به  چیلرهای جذبی معمولی مصرف میکنند.

 

چیلرهای جذبی هیبریدی از لحاظ اقتصادی بسیار به صرفه هستند و با محیط زیست بسیار سازگار هستند.

چیلر های جذبی هیبریدی بدلیل نوع سیکل هیدرولیکی و مواد آلیاژی مصرفی در آن  ها ، بسیار اقتصادی هستند و انرژی کمتری را مصرف میکنند.

چیلر های جذبی هیبریدی به محیط زیست آسیب وارد نمیکنند

در چیلر های جذبی هیبریدی معمولا از آلیاژ هایی از جنس استنلس استیل استفاده میشود . چون استهلاک سیستم کاهش می یابد.

چیلرهای جذبی هیبریدی معمولا بیشتر از چیلر های جذبی معمولی عمر میکنند.

چیلر های جذبی هیبریدی ، فضای کمتری را نسبت به چیلر های جذبی معمولی اشغال میکنند..

چیلر های جذبی ، انرژی کمتری را نسبت به چیلرهای تراکمی ، مصرف میکنند.

آب خنک کننده بین چیلر و برج خنک کننده از نوع هیبریدی به صورت مدار بسته میباشد.

به همین دلیل  هیچ رسوبی وارد دستگاه نمی شود.

وباعث میشود استهلاک دستگاه بشدت کاهش یابد .

از چیلر های جذبی هیبریدی برای مساحت های بزرگ مانند انواع برج ها، بیمارستانها، مجتمع های تجاری، مدارس و مراکز آموزشی، ورزشی، دانشگاهی و محیط های صنعتی  و … استفاده میشود.


 

تاریخچه ی چیلر جذبی:

برای اولین بار مایکل فارادی  در سال 1824 میلادی با پدیده سرمایش جذبی روبرو شد.

فارادی در آزمایش خود ، در یک لوله خمیده کلرید نقره را در مجاورت گاز خشک آمونیاک قرار داد و سر دیگر آن را با آب، سرد کرد. آمونیاک در اثر سرمای آب در سر دیگر لوله به صورت مایع جمع آوری شد.

فارادی گرمای زیادی به یک سر لوله داد تا آمونیاک مایع جمع آوری کند..

 

چیلر جذبی
چیلر جذبی

آزمایش فارادی در تصویر بالا نشان داده شده است.

پس از سرد شدن کلرید نقره، مایع شروع به جوشیدن کرد  و پس از تبدیل شدن به  گاز جذب کلرید نقره شد و  باعث سرد شدن انتهای لوله شد.

فارادی از آزمایش خود نتیجه گرفت که تبخیر آمونیاک مایع و جذب آن توسط کلرید نقره ، باعث خنک شدن آن قسمت میشود.

 

 

 

 

عملكرد چیلر جذبی:

در چیلرهای جذبی مایع مبرد آب است .

دمای جوش آب کاهش می یابد  اگر فشار در سطح آب کاهش یابد. و بر عکس هرچه فشار بیشتر شود ، درجه حرارت جوش نیز بیشتر میشود.

در چیلرهای جذبی مایع دیگری به اسم ابزوربر ( جذب کننده ) برای جذب بخارهای آب وجود دارد که بیشتر محلول لیتیم برماید  میباشد.

لیتیم برماید  بخار آب زیادی را جذب میکند  و ترکیبات مضری را ایجاد نمیکند.

 

چیلر جذبی
چیلر جذبی

طبقه بندی چیلر های جذبی:

چیلر های جذبی به سه شكل طبقه بندی می شوند که در زیر توضیح داده شده است:

 

  1. چیلرهای جذبی از نظر منبع حرارتی:

 

الف. چیلر های جذبی آب گرم

ب. چیلر های جذبی آب داغ

ج. چیلر های جذبی شعله مستقیم

د- چیلر های جذبی بخار

 

  1. چیلرهای جذبی از نظر ماده مبرد:

 

الف. چیلر های جذبی لیتیم بروماید

ب. چیلر های جذبی سیلیكاژلی

ج.چیلر های جذبی آمونیاك

 

 

 

  1. چیلرهای جذبی از نظر چرخه تغلیظ جاذب

 

. چیلر های جذبی یك مرحله ای  آمونیاكی

. چیلر های جذبی چند مرحله ای آمونیاكی

. چیلر های جذبی  تك اثره لیتیم بروماید

. چیلر های جذبی دو اثره لیتیم بروماید

. چیلر های جذبی سه اثره لیتیم بروماید

 

سیکل چیلر جذبی  یک مرحله ای :             

Single Effect Cycle

 

در چیلرهای جذبی در قسمت ژنراتور محلول رقیق شده گرم می شود.

در کندانسور ، بخار مبرد  به مایع تبدیل میشود.

مایع سرد ، روی لوله های مسی ای که درون اواپراتورهستند ، می ریزد و باعث خنک شدن آب لوله های مسی اواپراتور میشود در قسمت ابزربر، بخار مبرد به کمک محلول جاذب جذب میشود  و محلول دوباره رقیق میشود..

چیلر جذبی تک مرحله ای آب گرم:

در چیلرهای جذبی تک مرحله ای ، آب به عنوان مبرد و لیتیم بروماید به عنوان جاذب  میباشد.

محلول لیتیم بروماید و آب در ژنراتور با گرفتن گرما از آب گرم به جوش می آید و بخار آب ایجادشده پس از عبور از بخش جدا کننده وارد قسمت کندانسور می شود و ، به قطرات آب تبدیل می شود .

قطرات آب به قسمت اواپراتور میرود  و اسپری می شود.

آب اسپری شده با گرفتن گرما از  آب تهویه مطبوع باعث سرد شدن آب داخل لوله ها میشود.

بخار آب وارد محفظه جاذب شده و با محلول لیتیم بروماید ترکیب میشود  و به قسمت ژنراتور میرود و همین سیکل ادامه پیدا میکند.