چيلر جذبی دو اثره

چیلر جذبی دو مرحله ای و تفاوت های آن نسبت به نوع تک اثره

سیکل چیلر جذبی دو اثره شباهت زیادی به سیکل چیلر جذبی تک اثره دارد. با این تفاوت که محلول لیتیوم بروماید در دو مرحله در ژنراتور دما بالا و ژنراتور دما پایین غلیظ می شود که این روش باعث افزایش راندمان سیکل و به عبارت دیگر افزایش COP از حدود 0.75 به حدود 1.2 می شود. بزرگترین عیب چیلرهای جذبی در برابر چیلرهای تراکمی همین ضریب عملکرد سیکل یا همان COP است که این مقدار در چیلرهای تراکمی بین 3 تا 8 است. چرخه های دو اثره ( چیلر جذبی دو اثره یا همان چیلر جذبی دو مرحله ای ) را می توان تركیب دو چرخه كه بخشی از آنها روی هم قرار گرفته و در دو مرحله عمل می كنند، در نظر گرفت.

قبل از اینکه ادامه این متن را بخوانید و برای اینکه با طرز کار چیلر جذبی دو اثره بهتر آشنا شوید به شما توصیه می کنیم که ابتدا این مقاله ⇐ چیلر جذبی تک اثره را که در مورد چیلرهای تک اثره است به دقت مطالعه کنید. چونکه این دو تفاوت های زیادی نسبت به هم ندارند و فقط یک ژنراتور دیگر به نوع تک اثره اضافه شده و بهتر می توانید با ساختار این سیستم آشنا شوید.

طرز کار چیلر جذبی دو اثره

طرز کار چیلر جذبی دو اثره را مطابق تصویر زیر به طور مفصل تشریح می کنیم. در محفظه اواپراتور (در شکل زیر این محفظه با نام Evaporator مشخص شده است)، آب مقطر به عنوان مبرد توسط پمپ مبرد (Evap. spray pump) و توسط انژکتورهای تزریق کننده از بالا بر روی لوله های مسی فین دار اواپراتور (شماره 3 – Evaporator) ریخته می شود. با توجه به پایین بودن فشار در محفظه اواپراتور، آب مقطر افشانده شده با گرفتن حرارت از آبی که قرار است سرد شود (شماره 2 – Chilled water) به بخار آب تبدیل می شود و همزمان با آن، دمای آب جاری در لوله های اواپراتور تا نزدیک صفر (حدودا 7 درجه سانتی گراد) کاهش می یابد. با انباشته شدن بخار آب در محفظه اواپراتور، کم کم فشار محفظه افزایش می یابد و برای کارکرد صحیح و ادامه دار سیکل، باید بخار آب از محفظه خارج گردد.

بدین منظور در قسمت ابزوربر (Absorber) لیتیوم بروماید غلیظ که جاذب شدید بخار آب است، توسط انژکتورهای تزریق کننده دیگری بر روی لوله های مسی فین دار که حاوی آب برج خنک کننده (شماره 4 – Cooling water) است، ریخته می شود و بخار آب موجود در محفظه اواپراتور را جذب نموده (محفظه اواپراتور به ابزوربر راه دارد) و فشار محفظه در حد مورد نظر باقی می ماند. آب داخل لوله های ابزوربر (که از سمت برج خنک کننده آمده است) توسط تبادل حرارت با بخار آب موجود در محفظه، میزان جذب محلول لیتیوم بروماید را افزایش می دهد (چونکه آب برج خنک کننده که دمای پایینی دارد می تواند گرمای محفظه ابزوربر و اواپراتور را به خود بگیرد تا راندمان جذب بخار آب توسط لیتیوم بروماید به حداکثر مقدار ممکن برسد). در شکل زیر مسیر آب برج خنک کن که از ابزوربر و کندانسور چیلر عبور می کند نشان داده شده است.

لیتیوم بروماید غلیظ پس از جذب بخار آب در ابزوربر به محلول لیتیوم بروماید رقیق تبدیل شده و در کف سینی محفظه ابزوربر جمع می شود و پس از عبور از پمپ محلول (Generator pump) و مبدل حرارتی دما پایین (Low Temp Hx) از بالا بر روی لوله های حاوی آب یا بخار داغ (Steam) می ریزد (که در شکل زیر با مسیر قرمز رنگ مشخص شده است) و طبیعتا بخشی از بخار آب جذب شده در لیتیوم بروماید از آن جدا شده و وارد کندانسور (تقطیر کننده یا Condensor) می شود تا مجددا به عنوان آب مقطر مورد استفاده قرار بگیرد ولی بخشی از بخار آب همچنان در لیتیوم بروماید به صورت محلول باقی می ماند که به عنوان مخلوطی از لیتیوم بروماید غلیظ و نیمه غلیظ (که هنوز مقداری از بخار آب در آن باقی مانده) به دو بخش تقسیم می شود.

بخشی از آن که در کف سینی ژنراتور جمع شده (لیتیوم بروماید غلیظ در کف جمع می شود) پایین رفته (مسیری که با فلش های آبی پر رنگ در شکل بالا مشخص شده است) و توسط پمپ ابزوربر مکیده شده و بخشی دیگر (لیتیوم بروماید نیمه غلیظ) به ژنراتور دما بالا می رود (مسیر فلش آبی کم رنگ) و در ژنراتور دما بالا (Steam fired generator) از طریق تبادل حرارت با لوله های حاوی آب گرم یا بخار داغ (Steam) مجددا به جوش می آید و بخشی از آب خود را به صورت بخار از دست داده (مقداری از بخار آب همچنان در لیتیوم بروماید نیمه غلیظ باقی مانده بود که برای غلیط تر شدن باید بخار آب جداسازی شود) و مجددا به لیتیوم بروماید غلیظ تبدیل می شود. بخار آب حاصله با یک لوله از قسمت بالایی محفظه ژنراتور دما بالا به ژنراتور دما پایین منتقل می شود و پس از مخلوط شدن و تبادل حرارت با محلول لیتیوم بروماید رقیق و به جوش آوردن آن، باعث افزایش غلظت لیتیوم بروماید شده و به تدریج گرمای خود را از دست داده و وارد محفظه چگالنده (Condenser) می شود.

بخار آب حاصله پس از چگالش در کندانسور به همراه آب حاصل از چگالش بخار ژنراتور دما پایین، در سینی کندانسور جمع شده و مجددا به عنوان مبرد (آب مقطر) وارد مدار اواپراتور می شود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید بعد از اینکه آب مقطر در سینی کف کندانسور جمع شد با یک لوله به ورودی پمپ اواپراتور (Evap. spray pump) منتقل می شود و به طور همزمان نیز آب مقطر جمع شده در کف مخزن اواپراتور توسط پمپ اواپراتور کشیده شده و برای تزریق بر روی لوله های حاوی آب چیلد (آبی که قرار است سردسازی شود) فرستاده می شود.

از طرفی دیگر لیتیوم بروماید غلیظ در ژنراتور دما بالا، پس از عبور از مبدل حرارتی دما بالا (High Temp Hx) با محلول لیتیوم بروماید غلیظ شده در ژنراتور دما پایین، مخلوط شده و پس از عبور از مبدل حرارتی دما پایین، وارد محفظه ابزوربر می شود تا سیکل چیلر جذبی دو اثره مجددا تکرار گردد. بدین ترتیب با طرز کار چیلر جذبی دو اثره یا همان دو مرحله ای در ژنراتورهای با شعله غیر مستقیم (لوله های حاوی آب یا بخار داغ) آشنا شدیم که برای درک بهتر باید به تصاویر بالا با دقت زیادی توجه داشته باشید. در ادامه نیز به 2 تفاوت اصلی چیلر جذبی دو اثره نسبت به تک اثره اشاره خواهیم کرد.

در شکل زیر فرآیند کار یک دستگاه چیلر جذبی دو اثره شعله مستقیم به شکل ساده تری نمایش داده شده است. منظور از شعله مستقیم این است که محلول لیتیوم بروماید و آب در ژنراتور با شعله مستقیم گاز یا نفت یا گازوئیل حرارت داده می شود. برای آشنایی بیشتر می توانید متن چیلر جذبی شعله مستقیم را مطالعه بفرمایید.

2 تفاوت اصلی چیلر جذبی دو اثره نسبت به تک اثره

1 . اولین مورد از تفاوت های اصلی چیلر جذبی دو اثره نسبت به تک اثره به ساختار آن بر می گردد. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید نوع تک اثره در واقع بخشی از نوع دو اثره است و اجزا و ساختار ساده تری دارد و اگر در تصویر بالا که چرخه نوع دو اثره را نمایش می دهد دقت کنید می بینید که تا اینجا ساختار دقیقا مشابهی دارند ولی در نوع دو اثره برای اینکه جداسازی بخار آب از لیتیوم بروماید افزایش یابد و لیتیوم بروماید غلیظ تر شود بخشی از لیتیوم بروماید را پس از اینکه در ژنراتور اول غلیظ کردیم مجددا به یک ژنراتور دیگر می فرستیم تا بخار آب باقی مانده در آن هم جدا شده و لیتیوم بروماید به طور کامل غلیظ شود تا بتواند در محفظه ابزوربر به خوبی و با راندمانی بالا ، بخار آب را به خود جذب کند.

2 . دومین تفاوت اصلی چیلر جذبی دو اثره نسبت به تک اثره به همان موضوع راندمان بر می گردد. هدف این است که با افزایش تعداد مراحل گرما دادن به محلول لیتیوم بروماید و آب بتوان آب را به طور کامل از لیتیوم بروماید جدا کرد که هر چه لیتیوم بروماید غلیظ تر شود راندمان بیشتری برای جذب بخار آب در محفظه ابزوربر خواهد داشت. به طوری که با افزودن یک ژنراتور ثانویه می توان ضریب عملکرد دستگاه را از 0.75 به حدود 1.2 افزایش داد.

در پایان برای اینکه با کاربردها و مزایا و معایب چیلرهای جذبی آشنا شوید و بدانید که در چه مواقعی بهتر است از چیلر جذبی استفاده کنیم پیشنهاد می کنیم که این مقاله ⇐ چیلر جذبی را مطالعه بفرمایید.

مطالعه بیشتر درباره چیلرهای جذبی و تراکمی ⇓

چیلر جذبی بهتر است یا تراکمی ؟

اصول کاری چیلر تراکمی