انواع چرخه چیلر
چرخه چیلر جذبی و تراکمی برای ایجاد فرآیند سرمایش نسبت به یکدیگر به صورت کاملا متفاوت عمل می کنند که در ادامه ضمن معرفی اجزای اصلی تشکیل دهنده چرخه ها ، انواع و طرز کار آنها را نیز به طور کامل تشریح می کنیم.
1 . چرخه چیلر جذبی
چیلرهای جذبی معمولا به سه شکل تک اثره ، دو اثره و شعله مستقیم طراحی و ساخته می شوند. تفاوت نوع تک اثره (یا دو اثره) با نوع شعله مستقیم این است که انرژی محرک (مولد) چرخه چیلر جذبی تک اثره ، یک منبع گرمایی ثانویه (مثلا گاز داغ خروجی از یک دستگاه یا کوره و …) و انرژی مولد چرخه چیلر نوع شعله مستقیم همانطور که از نامش پیداست از طریق شعله مستقیم آتش تامین می شود. مهمترین اجزا یا قسمت های چرخه چیلر جذبی عبارتند از :
1 . اواپراتور (تبخیر کننده)
2 . ابزوربر (جذب کننده)
3 . کولینگ تاور (برج خنک کننده)
4 . ژنراتور (مولد حرارتی)
5 . کندانسور
نحوه کار چرخه چیلر جذبی به این شکل است که در محفظه ای بسته و کم فشار به نام اواپراتور ، آب مقطر توسط انژکتورهایی (افشانک) بر روی یک دسته از لوله ها (لوله های مسی) تزریق یا افشانده می شود. درون لوله ها جریان آبی وجود دارد که حرارت خود را از جداره لوله ها به آب مقطر افشانده شده می دهد و بدین ترتیب آب مقطر به بخار تبدیل و آب جاری درون لوله هم سرد می شود و همین آب سرد شده برای مصارف سرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد. علت تبدیل سریع آب مقطر به بخار آب این است که فشار محفظه اواپراتور بسیار پایین است و باید این فشار همواره پایین نگه داشته شود. خب برای کاهش فشار باید به طریقی این بخار از محفظه خارج شود که برای این کار یک قسمت به نام ابزوربر (جذب کننده یا جاذب) درون محفظه جاسازی می شود که شامل یک دسته لوله مسی و نیز انژکتور می شود. درون لوله های مسی قسمت ابزوربر ، آب جریان دارد که اینبار آب درون لوله ها ، حرارت را از بخار آب گرفته و همزمان با آن ، ماده جاذب که همان لیتیوم بروماید است توسط انژکتورهایی بر روی بخار آب تزریق می شود. آب درون لوله ها در قسمت ابزوربر که حرارت را به خود گرفته توسط پمپی به برج خنک کننده منتقل می شود تا در برج حرارت خود را به هوای اتمسفر داده و مجددا برگردد. علت اینکه حرارت در قسمت ابزوربر از بخار آب گرفته می شود این است که لیتیوم بروماید با راندمان بالایی بتواند بخار آب را به خود جذب کند. لیتیوم بروماید ماده ای است که بخار آب را به خوبی به خود جذب می کند و بدین ترتیب فشار محفظه اواپراتور کم می شود. سپس لیتیوم بروماید که با جذب بخار به شکل رقیق درآمده توسط پمپی به قسمت ژنراتور پمپاژ می شود. در قسمت ژنراتور ، حرارت مستقیم یک شعله یا حرارت غیر مستقیم یک کوره یا … باعث می شود که بخار آب از لیتیوم بروماید جدا شود. سپس بخار آب در قسمتی به نام کندانسور به آب مایع مقطر تبدیل و دوباره با پمپی به اواپراتور انتقال داده می شود تا مجددا در اواپراتور افشانده شود. همزمان با آن نیز ، ماده لیتیوم بروماید با پمپی به قسمت ابزوربر انتقال داده می شود تا مجددا در ابزوربر افشانده شود و این چرخه دائما تکرار می شود.
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای جذبی در متن ⇐ چیلر جذبی
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای جذبی تک اثره در متن ⇐ چیلر جذبی تک اثره
البته نوع دیگری از چیلرهای جذبی وجود دارد که در آن به جای لیتیوم بروماید و آب از آمونیاک و آب استفاده می شود که به انواع آمونیاکی معروف هستند و ویژگی های جالب و منحصر به فردی دارند که برای آشنایی با طرز کار و ویژگی های آن ، متن چیلر جذبی آمونیاکی را مطالعه کنید.
2 . چرخه چیلر تراکمی
چیلرهای تراکمی یا همان کمپرسوری به طور کلی در دو طرح کندانسور هوا خنک و کندانسور آب خنک طراحی و ساخته می شوند که در ادامه آنها را بررسی می کنیم. چیلرهای تراکمی نیز از قسمت هایی اصلی تشکیل شده اند که مهمترین آنها عبارتند از :
1 . کمپرسور (متراکم کننده)
2 . کندانسور (تقطیر کننده)
3 . اکسپنشن ولو (شیر انبساط یا لوله موئی)
4 . اواپراتور (تبخیر کننده)
چرخه چیلر تراکمی نسبت به چرخه چیلر جذبی شکلی ساده تر و قابل درک تر دارد. چرخه چیلر در نوع آب خنک و هوا خنک فقط در قسمت کندانسور با یکدیگر متفاوت است. در شکل زیر ما نوع آب خنک را به طور کامل تشریح می کنیم. نقطه شروع چرخه ، کمپرسور است. کمپرسور به الکتروموتوری متصل است که با چرخش خود منجر به فشرده شدن مبرد (گاز فرئون) شده و دما و فشار مبرد را به شدت بالا می برد. مبرد داغ باید به نوعی گرمای خود را از دست بدهد. به همین خاطر قسمتی به نام کندانسور در چرخه چیلر تراکمی تعبیه می شود که نقش آن گرفتن حرارت از مبرد است. حال کندانسور اگر از نوع آب خنک باشد همانند شکل زیر از یک کندانسور شل اند تیوب (پوسته و لوله) استفاده می شود تا مبرد حرارت خود را از جداره لوله هایی به آب بدهد. این آب هم با پمپی به سمت برج خنک کننده منتقل می شود تا در آنجا گرمای خود را به هوای آزاد دهد و دوباره برگردد. اگر کندانسور از نوع هوا خنک باشد ، تعدادی فن ، هوا را از روی لوله های حاوی مبرد عبور می دهند تا حرارت مبرد به هوا منتقل شود که در اینصورت دیگر به برج خنک کننده نیازی نیست. در ادامه ، مبرد وارد اکسپنشن ولو شده تا فشار آن کاهش یابد. زیرا وقتی سیالی مایع (مبرد در کندانسور از حالت گاز به مایع تغییر فاز داده) از لوله ای موئی عبور کند ، به شدت فشارش کم می شود. حال مبرد کم فشار در اواپراتور ، حرارت آب را می گیرد و این دقیقا همان جایی است که آب سرد شده و برای مصارف سرمایشی مورد بهره برداری قرار می گیرد.
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای تراکمی در متن ⇐ چیلر تراکمی
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای تراکمی هوا خنک در متن ⇐ چیلر تراکمی هوا خنک
جواب این سوال به یک عامل مهم (نوع و کیفیت انرژی در دسترس) بستگی دارد. از آنجایی که چرخه های جذبی با گرما راه اندازی می شوند و کار می کنند، در مواقعی که گرمای کافی برای کار چرخه موجود باشد (مثلا گرمای مجموعه ای از موتورهای درون سوز یا گرمای هر نوع منبع گرمایی در حال هدر رفتن) می توان با هدایت این گرما و انتقال آن به دستگاه چیلر جذبی از آن به بهترین شکل بهره برداری کرد و در مواقعی که برق کافی در دسترس باشد می توان چرخه چیلر تراکمی را راه اندازی کرد و سرمایش مورد نیاز را از آن دریافت نمود.
خیر تقریبا هیچ نقطه مشترکی بین اجزای این دو سیستم وجود ندارد. اساسا این دو سیستم با وجود اینکه هدف مشترکی دارند (هدف سرد کردن آب) ولی به هیچ وجه ساختار آنها مشابه هم نیست و دو چرخه کامل متفاوت نسبتا به هم دارند.