چیلرهای جذبی چگونه کار می کنند؟

طراحی اصلی یک چیلر جذبی به افرادی مانند فردیناند کاره، کارل مونترز و بالتزار فون پلاتن، دانشمندان مشهوری که کار خود را بین دهه‌های ۱۸۵۰ و ۱۹۲۰ انجام دادند، نسبت داده می‌شود. در حالی که این محصولات برای اولین بار در سال ۱۹۲۳ به صورت تجاری تولید شدند، تنها در دهه ۶۰ بود که به دلیل افزایش تقاضا برای یخچال های کاروانی، تولید جدی آغاز شد. کمک های افسانه ای این مردان هنوز هم امروز قابل مشاهده است.

آنها نقش مهمی در سیستم های خنک کننده منطقه ایفا می کنند. اخیراً، تحقیق و توسعه در فناوری خنک‌کننده جذبی به دلیل علاقه بیشتر به سیستم‌های انرژی غیرمتمرکز و مقررات سخت‌گیرانه بهره‌وری انرژی افزایش یافته است. ثابت شده است که چیلرهای جذبی جایگزینی ایده آل برای چیلرهای کمپرسور هستند در مکان‌هایی که برق غیرقابل اعتماد، در دسترس یا پرهزینه است، گرمای اتلاف در دسترس است، یا جایی که محدودیت‌های نویز چیلرهای کمپرسور را بی‌فایده می‌دانند. مقایسه چیلرها با چیلرهای تراکمی ممکن است بینش بیشتری در مورد نحوه عملکرد چیلرهای جذبی ارائه دهد.

چیلرهای جذبی در مقابل چیلرهای تراکمی

هر چیلر برای انتقال گرما به یک محیط با دمای بالا از یک محیط دمای پایین به مقداری نیروی خارجی متکی است. به عنوان مثال، چیلرهای الکتریکی دارای کمپرسور هستند. چیلرهای جذبی، کمپرسور را با بخار، آب گرم یا هر منبع گرمایی خارجی جایگزین می کنند. یک چیلر جذبی عملکرد بسیار ساده ای دارد. عملکرد آن اساساً شبیه آنچه در یک چیلر تراکمی بخار اتفاق می افتد است، زیرا هر دو فرآیند شامل تراکم و تبخیر مبرد در داخل سیستم هستند. با این حال، در حالی که یک چیلر جذبی از یک فرآیند ترموشیمیایی استفاده می کند، یک چیلر معمولی به انرژی مکانیکی متکی است.

تنها تفاوت آنها در نحوه افزایش فشار مبرد از سطح تبخیر به سطح تراکم است. به عبارت ساده، چیلر جذبی بخار مبرد را فشرده نمی کند . در عوض، بخار را در یک جاذب حل می کند و محصول حاصل را با استفاده از پمپی با مصرف برق بسیار کم به محیطی با فشار بالاتر منتقل می کند. البته، این فقط توصیفی از چرخه اصلی جذب است – چرخه های پیچیده تری وجود دارند که حتی دارای اجزای اضافی هستند.

اصل کار چیلر جذبی

برخی از مواد دارای خاصیت عجیبی هستند که در شرایط فشار و دمای معین به مواد دیگر میل میل دارند ، فقط در صورت تغییر شرایط، این تمایل تغییر می کند. مایکل فارادی ایده چیلر جذبی را بر اساس این مفهوم در سال ۱۸۲۴ مطرح کرد. اصل فرآیند جذب جداسازی و ترکیب مجدد با سیالات (مبرد و جاذب) برای ایجاد یک اثر خنک کننده است. معمولاً چیلرهای جذبی دارای چرخه NH 3 -H 2 0 (آمونیاک-آب) یا LiBr (لیتیوم بروماید) هستند. در چرخه اول، آب به عنوان جاذب عمل می کند در حالی که محلول آب آمونیاک به عنوان مبرد عمل می کند. در چرخه دوم، لیتیوم برومایدجاذب و آب مبرد است. اکثر چیلرهای صنعتی از سیستم جذب آمونیاک – بخار آب به دلیل مزایای زیر استفاده می کنند :

  • حلالیت بالای آمونیاک در آب.
  • چیلر جذب آب آمونیاکی با فشار مثبت کار می کند (Li-Br با فشار منفی کار می کند) مشکلات تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و دستگاه را قوی تر می کند.
  • چیلر جذب آب آمونیاکی می تواند در شرایط شدید (دمای تراکم بالا و دمای تبخیر کم) کار کند.
  • قادر به خنک کردن گلیکول در دمای منفی است.
  • سازگار با کندانسور هوا خنک (مصرف آب صفر).

نحوه عملکرد چیلرهای جذبی: توضیح گام به گام

ژنراتور: در ژنراتور، یک منبع حرارتی بخار آمونیاک را از محلول آمونیاک قوی تولید می کند. قبل از اینکه بخار آمونیاک (مبرد) وارد کندانسور شود، برای کم آبی از یک یکسو کننده عبور می کند.
کندانسور: آمونیاک کم آب و فشار بالا وارد کندانسور می شود که در آن متراکم می شود. پس از خنک شدن از شیر گاز (شیر انبساط) عبور می کند و فشار و دما کاهش می یابد. مقادیر جدید باید کمتر از اواپراتور (مرحله بعدی) باشد.
اواپراتور: اواپراتور که در اصل فضای سرد سرد است، اکنون ظاهر می شود. آمونیاک سرد شده وارد اواپراتور می شود، گرما را جذب می کند و سپس به صورت بخار آمونیاک اشباع شده خارج می شود.
جاذب: با ورود بخار به جاذب، در معرض اسپری محلول ضعیف آمونیاک آب قرار می گیرد. راه حل ضعیف به نوبه خود به یک راه حل قوی تبدیل می شود. پمپ محلول جدید را از طریق احیاگر به ژنراتور هدایت می کند (ممکن است به عنوان مبدل حرارتی نیز نامیده شود). در زمان رسیدن محلول، فشار ژنراتور/تراکم به دست آمده است. روند دوباره شروع می شود.

برای درک فرآیند، اجازه دهید قدم به قدم پیش برویم و از ژنراتور شروع کنیم. از دیگر اجزای این چیلر می توان به کندانسور، جذب کننده و اواپراتور اشاره کرد. ایده پشت این فرآیند ایجاد یک محلول مایع با مبرد است که می تواند به سطح فشار بالاتر پمپ شود. این فرآیند پمپاژ، جایگزینی برای فشرده سازی مکانیکی است که از نیروی الکتریکی استفاده می کند.

ژنراتور

محلول رقیق گرم وارد محفظه ای می شود که فشار بیشتری دارد. محلول روی مبدل حرارتی حاوی آب گرم یا هر منبع گرمایی دیگر اسپری می شود . انتقال حرارت رخ می دهد و محلول به جوش می آید، در نتیجه بخار مبرد و یک محلول غلیظ داغ آزاد می شود.

کندانسور

بخار مبرد به کندانسور می رود و در آنجا توسط مبدل حرارتی کولر دوباره به مایع تبدیل می شود. توقف بعدی برای مبرد مایع، اواپراتور است، اما ابتدا باید از یک شیر انبساط عبور کند تا دما و فشار کاهش یابد.

اواپراتور

مبرد با فشار کم به صورت مخلوطی از مایع و بخار وارد این قسمت می شود. هدف از این بخش خنک کردن است. برای کاربردهای تجاری، اواپراتور آب را برای خنک کردن از طریق سیستم HVAC ساختمان خنک می کند.

جاذب

پس از تبخیر شدن در اواپراتور، مبرد وارد جاذب می شود. جاذب محلول قوی دارد، به سادگی بخار مبرد را جذب می کند و رقیق می شود. گرمای حاصل از طریق آب خنک کننده به جو پرتاب می شود .

سیستم تبرید جذبی در ترکیب با حرارت و برق ترکیبی (CHP)

با افزایش سرسام آور قیمت انرژی، تولید برق و نقطه استفاده قابل اعتمادتر و مقرون به صرفه تر از عرضه از یک نیروگاه دوردست شده است. یک طرح محلی حرارت و برق ترکیبی (CHP) نه تنها از نظر انرژی کارآمدتر است، بلکه دوستدار انرژی نیز خواهد بود زیرا گازهای گلخانه ای کمتری تولید می کند. سیستم CHP با تولید همزمان انرژی گرمایی مفید و توان مکانیکی/الکتریسیته از یک منبع انرژی مشخص می‌شود. همچنین از آن به عنوان یک سیستم تولید همزمان یاد می شود .

سیستم جذب-تبریدشکل: نمودار جریان فرآیند یک سیستم CHP

چیلرهای جذبی برای خنک کردن آب به انرژی گرمایی متکی هستند ، بنابراین ترکیبی عالی با سیستم های CHP ایجاد می کنند. ترکیب یک سیستم تبرید جذبی با یک نیروگاه تولید همزمان امکان استفاده از گرمای اضافی را فراهم می کند. این کارخانه آب گرم تولید می کند که به نوبه خود چیلر جذبی را به حرکت در می آورد. مفهوم این فناوری (همچنین به نام ” سه تولید “) ناشی از نیاز همزمان به سرمایش، برق و گرمایش در یک مرکز است .

طیف وسیعی از امکانات چنین نیازی را دارد، به عنوان مثال، مراکز خرید، صنایع غذایی و بیمارستان ها. یک نیاز برای خنک سازی و CHP برای عملکرد بی نقص وجود دارد – کاربران نهایی باید در مجاورت کارخانه باشند زیرا توزیع آب سرددر مقایسه با برق گران است بازگشت سرمایه در طول دوره های فصلی شروع به ظهور می کند که امکان استفاده حداکثری از گرمای اتلاف تولید شده توسط نیروگاه را فراهم می کند. به عنوان مثال، این سیستم با ارائه سرمایش در تابستان و برای گرمایش در زمستان انعطاف پذیری را نشان می دهد. به این ترتیب، ساعات کار به نفع محیط زیست و صاحبان تأسیسات به حداکثر می رسد.

چیلرهای جذبی: بهترین ها را از آنها بگیرید!

در حالی که چیلرهای جذبی به روش‌هایی که قبلاً برشمردیم، بهبودی نسبت به روش‌های خنک‌کننده معمولی هستند ، برای عملکرد بهینه، تعمیر و نگهداری مناسب و منظم ضروری است . این تنها راه برای اطمینان از اینکه تجهیزات به ۲۵ سال عمر خود می رسد است. اگر تکنسین‌ها روی این بخش‌های تعمیر و نگهداری تمرکز کنند، چیلر کاملاً کار خواهد کرد: کنترل‌ها، اجزای مکانیکی و اجزای انتقال حرارت. در اینجا برخی از زمینه هایی که نیاز به توجه دارند آورده شده است :

  • مهر و موم محور پمپ – سایش را بررسی کنید
  • نشت مبرد – نرخ تلفات نباید از ۱٪ تجاوز کند.
  • سطوح انتقال حرارت- باید عاری از لجن و رسوب باشد
  • لوله های مبدل حرارتی – ترک خوردگی، سوراخ شدن و خوردگی نامطلوب هستند
  • یاتاقان های پمپ – ممکن است نیاز به تعویض یا تمیز کردن باشد

انتخاب بهترین چیلر جذبی

شما ممکن است تمام مراحل نگهداری فوق را انجام دهید، اما تجهیزات هنوز خراب شده و هزینه های نگهداری افزایش می یابد. ممکن است زمان ارتقا به یک ماشین مدرن، قابل اعتمادتر و کارآمدتر باشد. اگر سیستم برای مدت طولانی در بار جزئی کار می کند، انتخاب چیلر با راندمان بار بخشی بالا ممکن است تنها چیزی باشد که نیاز دارید. اندازه صحیح چیلر نیز مهم است . چیلری که برای یک کاربرد خاص بزرگ شده باشد به راحتی با راندمان پایین کار می کند. حتی اگر برای مدت طولانی تحت چنین بارهایی کار کند، می تواند مشکلات جدی ایجاد کند. اجازه دهید تجزیه و تحلیل کامل نیازهای عملیاتی، نوع تاسیسات و برنامه زمانبندی فرآیند ارتقا/انتخاب چیلر را مشخص کند.

چیلرهای جذبی: تمام مزایای آن!

در ابتدای این پست کمی به این موضوع پرداختیم. با توجه به شرح عملکرد و الزامات چیلرهای جذبی، در زیر سناریوهایی وجود دارد که چیلرها ترجیح داده می شوند .

هزینه برق بالا و هزینه سوخت کم. مطمئن شوید که دیفرانسیل به اندازه کافی بزرگ است.
در اینجا نیروی الکتریکی کافی در دسترس نیست.
گرمای اتلاف در دسترس است (به عنوان مثال از جریان اگزوز یا آب داغ از ژاکت موتور).
در دسترس بودن آب گرم کافی یا بخار زباله با درجه پایین.
همچنین مناسب مناطقی است که محیط آرام در اولویت است – چیلر جذبی به دلیل کمبود قطعات متحرک سیستمی آرام و بدون سایش است – حداقل نیازهای تعمیر و نگهداری.

آرانر، متخصص در چیلرهای جذبی

آیا هنوز در این فکر هستید که ” چیلرهای جذبی چگونه کار می کنند ؟ اگر قصد نصب چیلر جذبی را دارید، قبل از تزریق پول خود به یک پروژه عظیم، یک مطالعه امکان سنجی انجام دهید. چنین مطالعه ای نشان می دهد که آیا واقعاً مزایای اقتصادی و زیست محیطی وجود دارد یا خیر . چیلرهای جذبی به گونه ای کار می کنند که در جایی که پیک مصرف برق زیاد است، آنها را توجیه می کند. استفاده از بازیافت گرما فرصت دیگری برای صرفه جویی در هزینه برای مالک تاسیسات همانطور که توضیح دادیم است.

این مقاله چقدر برای شما مفید بود؟
[کل: ۰ میانگین: ۰]

اشتراک گذاری در

اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دوازده − دو =

خدمات اکستراکول