چیلر جذبی تک اثره

ما در اینجا قصد داریم که با نشان دادن شکل هایی از اجزای داخلی این سیستم به سوال چیلر جذبی تک اثره (تک مرحله ای) چیست و چگونه کار می کند پاسخ دهیم. این دستگاه از اجزا و مسیرهای (لوله های) متعدد انتقال سیال مبرد و جاذب تشکیل شده که برای شناخت نحوه دقیق کار این سیستم بایستی به دقت به شکل ها توجه کنید. اساس کار این سیستم بر پایه فرآیندهای شیمیایی بوده و انرژی مصرفی آن به جای الکتریسیته انرژی حرارتی است.

چیلر جذبی تک اثره چیست ؟

در پاسخ به سوال چیلر جذبی تک اثره چیست می توان گفت که ساده ترین نوع چیلر جذبی است که گرما را از یک منبع حرارتی در قسمت ژنراتور دریافت کرده و به کمک دو سیال مبرد و جاذب و با انتقال گرما از جایی به جای دیگر سبب کاهش دمای آب در یک مبدل حرارتی می شود که در ادامه نحوه عملکرد چیلر جذبی تک مرحله ای یا همان چیلر جذبی تک اثره را بررسی می کنیم.

چیلر جذبی تک اثره

چیلر جذبی تک اثره (تک مرحله ای) چگونه کار می کند ؟

نحوه عملکرد چیلر جذبی تک مرحله ای را مطابق با تصویر شماتیک نشان داده شده در زیر، به طور مفصل تشریح می کنیم. در اواپراتور (Evaporator) چیلر جذبی تک اثره ، آب مقطر به عنوان مبرد توسط پمپ مبرد یا همان پمپ اواپراتور (Evap. spray pump) و توسط افشانک های تزریق کننده، بر روی سطح لوله های مسی پره دار اواپراتور افشانده می شود و پس از تبادل حرارت با آب داخل لوله ها (Chilled water) گرمای مورد نیاز خود برای تبخیر را از آن گرفته و با توجه به فشار کم محفظه اواپراتور ، به بخار آب تبدیل می شود و همزمان با آن، دمای آب جاری در لوله های اواپراتور (Chilled water) به شدت کاهش (معمولا بین صفر تا 7 درجه سانتی گراد) می یابد (این آب سرد شده به عنوان آب سرد خنک کننده دستگاه های صنعتی یا هوای ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد) و بخار حاصله به تدریج فشار محفظه اواپراتور و ابزوربر را افزایش می دهد. نکته اینکه محفظه اواپراتور و ابزوربر به یکدیگر راه دارند. به منظور کارکرد صحیح سیکل چیلر جذبی تک اثره و کاهش فشار، باید بخار موجود از اواپراتور و ابزوربر خارج گردد.

چیلر جذبی تک مرحله ای

برای کاهش فشار در قسمت ابزوربر (Absorber)، ماده لیتیوم بروماید غلیظ شده که خاصیت جذب کنندگی بخار آب را دارد، توسط افشانک های تزریق کننده دیگری بر روی لوله های مسی که حاوی آب برج خنک کننده (شماره 4 – Cooling water) است، افشانده می شود و بخار آب موجود در محفظه را جذب نموده و فشار محفظه در حد قابل قبول باقی می ماند. آب داخل لوله های ابزوربر (آب برج خنک کننده) توسط تبادل حرارت با بخار آب موجود در محفظه، میزان جذب محلول لیتیوم بروماید را افزایش می دهد. لیتیوم بروماید با جذب بخار آب موجود در محفظه به ماده لیتیوم بروماید رقیق تبدیل می شود و برای ورود به ژنراتور از پمپ ژنراتور (Generator pump که لیتیوم بروماید رقیق را به سمت ژنراتور ارسال می کند) و مبدل حرارتی (Solution heat exchanger) عبور می کند.

در ژنراتور، لیتیوم بروماید رقیق در اثر تبادل حرارت با آب داغ یا بخار داغ (Steam) یک منبع حرارتی، به جوش آمده و با جدا شدن بخار آب موجود در آن، دوباره به لیتیوم بروماید غلیظ شده، تبدیل می شود. بخار حاصله به محفظه کندانسور انتقال می یابد و پس از چگالش در کندانسور، در سینی کف کندانسور جمع شده و دوباره به عنوان مبرد وارد اواپراتور می شود. از سویی دیگر، لیتیوم بروماید غلیظ شده در ژنراتور پس از عبور از مبدل حرارتی (Solution heat exchanger) وارد ابزوربر شده و چرخه چیلر جذبی تک اثره دوباره تکرار می شود.

خب تا اینجا به طور دقیق به پرسش چیلر جذبی تک اثره (تک مرحله ای) چیست و چگونه کار می کند ، پاسخ دادیم و چند نکته مهم در این رابطه وجود دارد که عبارتند از :

1 . اگر در شکل بالا خوب دقت کنید می بینید که دو مسیر آب مقطر ورودی به پمپ مبرد یا همان پمپ اواپراتور (Evap. spray pump) وجود دارد. یکی از آنها در واقع آب مقطری است که پس از افشانده شده توسط افشانک ها در اواپراتور، نتوانسته به بخار تبدیل و در سینی کف قسمت اواپراتور جمع شده و دیگری آب مقطری است که پس از تبدیل بخار آب به آب مقطر مایع در کندانسور، وارد پمپ مبرد (پمپ اواپراتور) می شود.

ورود آب مقطر از کندانسور و اواپراتور

2 . نکته بعدی اینکه اواپراتور و ابزوربر در واقع در یک محفظه مشترک جای گرفته اند و آب مقطری که به عنوان مبرد در اواپراتور تبخیر می شود به صورت بخار آب به قسمت ابزوربر نفوذ کرده و توسط جاذب (لیتیوم بروماید غلیظ) جذب می شود.

محفظه اواپراتور و ابزوربر چیلر جذبی تک مرحله ای

3 . اگر در شکل دقت کنید مشاهده می کنید که یک خط آب خنک کننده از طرف برج خنک کننده و از قسمت پایین وارد چیلر جذبی تک اثره می شود (Cooling water in) و از قسمت های ابزوربر و کندانسور عبور کرده و در نهایت از قسمت بالای چیلر (Cooling water out) خارج می شود. خب سوالی که مطرح می شود این است که این آب برج خنک کننده چه نقشی ایفا می کند ؟ در پاسخ باید گفت که هر چه دمای محفظه ابزوربر کمتر و کمتر باشد، توان جذب بخار آب توسط لیتیوم بروماید بیشتر می شود و به همین خاطر این آب برج خنک کننده در واقع گرمای اضافی محفظه ابزوربر را به خود می گیرد و در ادامه در قسمت کندانسور هم هر چه دما پایین تر باشد، بخار آب سریع تر و بهتر می تواند به آب مقطر مایع تبدیل شود که آب برج خنک کننده، گرمای محفظه کندانسور را هم به خود می گیرد و از قسمت بالایی خارج شده و به برج می رود تا در آنجا دوباره خنک شده و مجددا وارد چیلر جذبی تک مرحله ای شود تا چرخه تکرار گردد.

آب برج خنک کننده چیلر جذبی تک اثره

4 . نکته بعد اینکه اگر در شکل دقت کنید یک مبدل حرارتی (Solution heat exchanger) به رنگ قرمز می بینید که بین دو مسیر (دو لوله) حاوی لیتیوم بروماید قرار گرفته است. یکی از این مسیرها لیتیوم برومایدی است که داغ و غلیظ بوده و از سمت ژنراتور به سمت افشانک های ابزوربر (از بالا به پایین و درون لوله سمت راست مبدل) در حال حرکت است و دیگری لیتیوم بروماید خنک تر و رقیقی است که از سمت ابزوربر به سمت ژنراتور (از پایین به بالا و درون لوله سمت چپ مبدل) جریان دارد و در این مبدل است که لیتیوم بروماید داغ و غلیظ حرارت خود را به لیتیوم بروماید خنک تر و رقیق می دهد تا هم راندمان و توان جذب بخار آب توسط لیتیوم بروماید غلیظ افزایش یابد (چونکه همانطور که در نکته قبلی گفتیم، هر چه لیتیوم بروماید غلیظ دمای کمتری داشته باشد، بهتر می تواند بخار آب را به خود جذب کند) و هم اینکه لیتیوم بروماید رقیق با گرفتن حرارت قبل از ورود به ژنراتور، آماده جدا کردن بخار آب از خود شده و با صرف انرژی کمتری در ژنراتور این کار انجام شود.

مبدل حرارتی چیلر جذبی تک اثره

ما در این مقاله تلاش کردیم تا به بهترین و ساده ترین شکل، مفهوم چیلر جذبی تک اثره (تک مرحله ای) چیست و چگونه کار می کند را برای شما تشریح کنیم. به طور کلی اگر می خواهید که در مورد طرز کار، انواع و کاربردهای چیلرهای جذبی بیشتر بدانید، پیشنهاد می کنیم که مقاله زیر را مطالعه بفرمایید.

مطالعه بیشتر درباره انواع، خصوصیات و کاربردهای چیلرهای جذبی در این مقاله جامع ⇐ چیلر جذبی

همانطور که ملاحظه فرمودید هر چیلری از مجموعه ای از فن ها، مبدل ها، پمپ ها، اواپراتور، کندانسور و غیره تشکیل می شود که این اجزا در کنار هم یک کار هدفمند انجام می دهند و آن هم تغییر دائمی فاز یک مبرد از حالت بخار به مایع و برعکس آن و در نتیجه جذب و دفع حرارت از نقطه ای به نقطه دیگر است که در نهایت همه این ها به کاهش دمای یک آب در مداری بسته منجر می گردد که از این آب برای سرمایش هوا در فن کویل های یک ساختمان یا کاهش دمای یک فرآیند صنعتی در کارخانجات و … استفاده می شود.

ضریب عملکرد و کاربرد آن

ضریب عملکرد یا همان COP آن حدود 0.75 است (حاصل تقسیم ظرفیت خنک کاری دستگاه در اواپراتور بر حسب BTU به کل انرژی حرارتی ورودی به دستگاه در ژنراتور بر حسب BTU) که در مقایسه با چیلرهای تراکمی که ضریب عملکردی حداقل 3 دارند، مقدار COP آن ناچیز است که بیانگر راندمان دستگاه است. برای مثال اگر ضریب عملکرد یک چیلر جذبی تک اثره 0.75 باشد به این معنی است که به ازای هر 12000 BTU/h انرژی حرارتی ورودی به سیستم، ظرفیت خنک کاری آن فقط 9000 BTU/h (کمتر از یک تن تبرید) خواهد بود. برای مثال یک چیلر ابزوربشن تک مرحله ای 400 تن تبرید که ضریب عملکرد آن 0.7 باشد به 6,857,142 BTU/h انرژی گرمایی (حاصل ضرب 400 در 12000 BTU/h و تقسیم آن بر 0.7) نیاز خواهد داشت. به همین علت در صنایع مختلف از چیلرهای تراکمی به عنوان دستگاه سرمایشی بیشتر استفاده می شود.

برای افزایش راندمان چیلرهای جذبی تک اثره نوع دو اثره آن ارائه شده است که برای آشنایی بیشتر با نوع دو اثره آن می توانید این مقاله ⇐ چیلر جذبی دو اثره را مطالعه بفرمایید.

اینکه ضریب عملکرد چیلرهای جذبی نسبت به تراکمی به طرز چشمگیری پایین تر است دلیلی بر آن نیست که از چیلر ابزوربشن تک اثره هیچگاه استفاده نشود و این سیستم نیز کاربردهای خاص خود را دارد که مهمترین آنها عبارتند از :

1 . در مجتمع های صنعتی که معمولا یک منبع حرارتی در حال اتلاف در آنها وجود دارد می توان با انتقال این حرارت به قسمت ژنراتور چیلرهای جذبی این گرمای در حال اتلاف را به سرمایش تبدیل کرد.

2 . در مجتمع هایی که به طور همزمان به توان و گرما نیاز دارند (cogeneration systems یا همان CHP – Combined Heat and Power) از چیلرهای جذبی تک اثره (تک مرحله ای) یا دو اثره یا … به منظور تبدیل انرژی حرارتی به آب سرد می توان بهره برد که گرمای دفع شده از توربین های گاز یا بخار یا موتورها به عنوان انرژی گرمایی در ژنراتور چیلر مورد استفاده قرار می گیرد.

3 . در تاسیساتی که مصرف برق بالایی دارند می توان از نوع جذبی با شعله مستقیم (به جای تراکمی) بهره برد تا به کمک آن بتوان پیک مصرف برق را کاهش داد. در برخی مواقع به رقم پایین تر بودن COP مجبور هستیم که از انواع جذبی (نوع دایرکت فایر) برای سرمایش استفاده کنیم. همچنین در مواردی که برق به میزان کافی در دسترس نیست یا هزینه آن به دلایلی بسیار بالاست و یا به صورت پایدار و قابل اعتماد همواره در دسترس نیست نیز می توان از سیستم های جذبی بهره برد.

برای آشنایی با طرز کار و مزایای نوع شعله مستقیم (دایرکت فایر) این مقاله ⇐ چیلر جذبی شعله مستقیم را مطالعه کنید.

در ضمن برای شناخت ساختار و ویژگی های چیلرهای تراکمی و مقایسه آن با نوع جذبی پیشنهاد می کنیم که مقالات زیر را مطالعه بفرمایید.

آشنایی با طرز کار نوع تراکمی در این مقاله ⇐ اصول کاری چیلر تراکمی

مطالعه بیشتر درباره چیلرهای جذبی و تراکمی و مقایسه آنها در این مقاله ⇐ چیلر جذبی بهتر است یا تراکمی ؟

به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید)
[کل: 13 میانگین: 4.7]
اشتراک گذاری :

2 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

دو × چهار =

keyboard_arrow_up
مشاوره و استعلام قیمت