بخش دوم :
جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، بخش قبلی و بعدی را مطالعه کنید.
مقدمه
چیلرهای جذبی یکی از اصلی‌ترین تجهیزات در حوزه تهویه مطبوع و سرمایش صنعتی هستند که با بهره‌گیری از اصول شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فرد، توانایی ایجاد سرمایش بهینه را دارند. این سیستم‌ها به‌جای استفاده از کمپرسورهای الکتریکی، از جاذب‌ها، مبردها، و منابع گرمایی برای کاهش دما و تأمین خنک‌کنندگی بهره می‌برند. هر یک از اجزای چیلر جذبی از جمله ژنراتور، کندانسور، اواپراتور و ابزوربر، در فرآیند تبرید جذبی نقشی حیاتی ایفا می‌کنند و با هماهنگی کامل، زمینه را برای عملکرد کارآمد و کم‌مصرف این دستگاه فراهم می‌آورند.
اجزای چیلر جذبی
1. ژنراتور :
ژنراتور به عنوان قلب چیلر جذبی عمل می‌کند. در این بخش، انرژی حرارتی (که می‌تواند از بخار داغ یا سوخت‌های فسیلی تأمین شود) به محلول جاذب و مبرد (مانند آب و آمونیاک) منتقل می‌شود. این فرآیند باعث جداسازی مبرد از جاذب شده و مبرد را به حالت گاز درمی‌آورد.
2. کندانسور (چگالنده) :
پس از خروج گاز مبرد از ژنراتور، این گاز به کندانسور منتقل می‌شود. در این قسمت، مبرد گازی با استفاده از جریان هوای خنک یا آب خنک‌کننده، به حالت مایع تبدیل می‌شود. این فرآیند حرارت را از مبرد خارج می‌کند و آن را در حالت مایع نگه می‌دارد.
3. اواپراتور (تبخیرکننده) :
مبرد مایع به اواپراتور وارد می‌شود. در اینجا، مبرد تحت فشار کاهش می‌یابد و به سرعت تبخیر می‌شود، که این فرآیند حرارت را از محیط اطراف جذب می‌کند و باعث ایجاد سرمایش می‌گردد. این سرمایش به تأمین دمای مطلوب در فضای داخلی کمک می‌کند.
4. ابزوربر (جاذب) :
در این قسمت، جاذب (معمولاً آب) با مبرد گازی ترکیب می‌شود و فرآیند جذب آغاز می‌شود. در اینجا، مبرد به جاذب متصل شده و یک محلول را تشکیل می‌دهد. این مرحله حرارت را از محیط اطراف جذب می‌کند و به ایجاد سرما کمک می‌کند.
5. مبدل حرارتی :
مبدل‌های حرارتی به منظور افزایش کارایی و راندمان چیلرهای جذبی اضافه می‌شوند. این مبدل‌ها معمولاً در کنار اواپراتور و ابزوربر نصب می‌شوند و به انتقال حرارت بین جریان‌های مختلف (به‌ویژه بین مبرد و جاذب) کمک می‌کنند. با استفاده از مبدل حرارتی، می‌توان دما و فشار را بهینه کرده و کارایی کلی سیستم را افزایش داد.
ژنراتور یا مولد در چیلر جذبی
ژنراتور، که به‌عنوان مولد نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای کلیدی سیستم چیلر جذبی است. این بخش در قسمت بالای چیلر و در کنار کندانسور قرار دارد و وظیفه مهمی در فرآیند تبرید دارد. در ادامه، به ویژگی‌ها و عملکرد ژنراتور می‌پردازیم.
ساختار و عملکرد ژنراتور
• محفظه ژنراتور :
ژنراتور یک محفظه یا مخزن است که حاوی محلول آب (به‌عنوان ماده مبرد) و لیتیوم بروماید (به‌عنوان ماده جاذب) می‌باشد. این ترکیب شیمیایی به‌دلیل توانایی بالای لیتیوم بروماید در جذب آب، در بسیاری از سیستم‌های چیلر جذبی استفاده می‌شود.
• مبدل حرارتی :
در داخل ژنراتور، یک مبدل حرارتی قرار دارد که انرژی گرمایی لازم برای فرآیند تبخیر آب را فراهم می‌کند. این مبدل حرارتی به‌طور مؤثر حرارت را از منبع خارجی (مانند بخار داغ یا حرارت حاصل از احتراق سوخت) به محلول منتقل می‌کند.
فرآیند تغلیظ و تبخیر
• تبخیر آب :
با انتقال حرارت به محلول، آب موجود در آن تبخیر شده و به حالت گاز درمی‌آید. این فرآیند باعث می‌شود که فشار و دمای محلول افزایش یابد و مبرد به‌طور مؤثر از جاذب جدا شود.
• تغلیظ محلول :
در حین تبخیر، غلظت لیتیوم بروماید در محلول افزایش می‌یابد، که به همین دلیل به ژنراتور، واحد تغلیظ‌کننده نیز گفته می‌شود. این غلظت بالا باعث می‌شود که محلول قابلیت بیشتری برای جذب بخار آب در بخش‌های بعدی سیستم داشته باشد.
کندانسور (چگالنده یا تقطیر کننده) در چیلر جذبی
کندانسور، که به‌عنوان چگالنده یا تقطیر کننده نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای اساسی در سیستم چیلر جذبی است. وظیفه اصلی این بخش، چگالش بخار مبرد و بازگردانی آب‌های تبخیر شده به چرخه تبرید است. در ادامه، به توضیح ساختار و عملکرد کندانسور می‌پردازیم.
ساختار و موقعیت کندانسور
• محل نصب :
کندانسور در یک محفظه مشترک با ژنراتور قرار دارد و در قسمت فوقانی چیلرهای جذبی نصب می‌شود. این موقعیت به بهینه‌سازی فضای موجود کمک می‌کند و به عملکرد کلی سیستم به‌ویژه در کاهش مصرف آب کمک می‌کند.
• عملکرد به‌عنوان مبدل حرارتی :
کندانسور به‌عنوان یک نوع مبدل حرارتی عمل می‌کند و وظیفه دارد تا بخار مبرد را به مایع تبدیل کند. این فرآیند چگالش به کمک آب سرد موجود در کولینگ تاور یا برج خنک کننده انجام می‌شود.
فرآیند چگالش
• چگالش بخار مبرد :
بخار مبرد که از ژنراتور خارج شده، به کندانسور منتقل می‌شود. در اینجا، بخار با آب سرد در کولینگ تاور یا برج خنک کننده تماس پیدا می‌کند. انتقال حرارت بین بخار مبرد و آب سرد موجب کاهش دمای بخار می‌شود و آن را به مایع تبدیل می‌کند.
• بازگردانی آب :
با کاهش دما، بخار مبرد به حالت مایع درآمده و به داخل سیستم باز می‌گردد. این عمل نه تنها به کاهش مصرف آب کمک می‌کند، بلکه باعث بهبود کارایی و راندمان کل سیستم می‌شود.
ارتباط با کولینگ تاور
• همکاری با کولینگ تاور :
کندانسور به‌طور مداوم با کولینگ تاور در ارتباط است. کولینگ تاور آب گرم شده را خنک می‌کند و این آب خنک‌شده به کندانسور باز می‌گردد. این چرخه به‌طور مداوم به تبادل حرارت و کارایی بالای سیستم کمک می‌کند.
اواپراتور (تبخیرکننده) در چیلر جذبی
اواپراتور، که به‌عنوان تبخیرکننده نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای حیاتی در سیستم چیلرهای جذبی است. این قسمت در ساختار چیلرهای جذبی، به‌طور خاص در بخش زیرین و در کنار ابزوربر قرار دارد و فشار کاری یکسانی (حدود 0.01 بار) دارد. در ادامه به توضیحات بیشتر درباره ساختار و عملکرد اواپراتور می‌پردازیم.
ساختار و ویژگی‌های اواپراتور
• محل نصب و طراحی :
اواپراتور و ابزوربر هر دو در یک پوسته قرار دارند، که این طراحی کمک می‌کند تا فرآیند تبرید به‌طور مؤثری انجام شود. این فشار منفی یا خلاء در محفظه اواپراتور و ابزوربر، یکی از ویژگی‌های مهم چیلرهای جذبی در تولید آب سرد به شمار می‌آید.
• مبدل حرارتی پوسته و لوله :
اواپراتور در واقع یک نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله است که وظیفه‌اش کاهش دمای آب مصرفی ساختمان (آب خروجی از هواساز یا فن کویل‌ها) می‌باشد. این جزء کلیدی در تأمین سرمایش محیط داخلی نقش اساسی ایفا می‌کند.
عملکرد اواپراتور
• کاهش دما :
در اواپراتور، مایع اشباع خروجی از روزنه‌ها (افشانک‌ها) در پایین آن جمع می‌شود و از آنجا با استفاده از پمپ، مبرد به‌طور یکنواخت بر روی لوله‌های مبدل اسپری می‌شود. این فرآیند باعث ایجاد تبخیر می‌شود و در نتیجه دمای آب کاهش می‌یابد.
• تبادل حرارت :
به دلیل اهمیت بالای تبادل حرارت در اواپراتور، از لوله‌های مسی با فین‌های کوتاه در این قسمت از چیلر جذبی استفاده می‌شود. این طراحی باعث افزایش سطح تماس و در نتیجه بهبود کارایی تبادل حرارت می‌گردد.
اهمیت طراحی و ظرفیت
• تعیین ظرفیت و ابعاد :
ظرفیت و ابعاد اواپراتور یکی از عوامل کلیدی در طراحی چیلرهای جذبی به حساب می‌آید. انتخاب مناسب ابعاد و ظرفیت اواپراتور می‌تواند تأثیر زیادی بر کارایی سیستم و توانایی آن در تأمین سرمایش مورد نیاز داشته باشد.
محفظه جاذب یا ابزوربر در چیلر جذبی
ابزوربر (محفظه جاذب) یکی از اجزای کلیدی در سیستم چیلر جذبی است که به‌طور مشترک با اواپراتور در یک پوسته قرار دارد. این بخش مسئول جذب بخار آب تولید شده در اواپراتور و تبدیل آن به محلول جاذب است. در ادامه، به توضیحات بیشتری درباره ساختار و عملکرد ابزوربر می‌پردازیم.
ساختار و ویژگی‌های ابزوربر
• مخزن جاذب :
ابزوربر به‌عنوان یک مخزن عمل می‌کند و بر اساس ظرفیت چیلر جذبی، حاوی مقدار مشخصی از ماده لیتیوم بروماید است. لیتیوم بروماید به‌عنوان جاذب عمل کرده و قابلیت بالایی در جذب بخار آب دارد.
• محل قرارگیری :
ابزوربر در قسمت زیرین چیلر جذبی و در کنار اواپراتور قرار دارد. این موقعیت کمک می‌کند تا جریان مبرد و جاذب به‌راحتی در سیستم گردش کند و عملکرد کلی سیستم بهبود یابد.
عملکرد ابزوربر
• جذب بخار آب :
هنگامی که آب در فشار پایین اواپراتور (حدود 0.01 بار) و در دمای تقریبی 4 درجه سانتی‌گراد تبخیر می‌شود، این بخار آب به ابزوربر منتقل می‌شود. در اینجا، لیتیوم بروماید بخار آب را جذب می‌کند و با این عمل یک محلول جدید تشکیل می‌دهد. این فرآیند جذب بخار آب توسط لیتیوم بروماید، اساس عملکرد چیلرهای جذبی را تشکیل می‌دهد.
• تبدیل بخار به محلول :
پس از جذب بخار، محلول غلیظ‌تری از لیتیوم بروماید و آب تشکیل می‌شود که در ادامه به ژنراتور ارسال می‌شود تا مجدداً حرارت دریافت کرده و چرخه تبرید ادامه یابد.
اهمیت جاذب در چیلر جذبی
• نقش کلیدی در کارایی :
ابزوربر به‌عنوان بخشی اساسی در فرآیند تبرید، تأثیر زیادی بر کارایی سیستم دارد. جذب مؤثر بخار آب توسط لیتیوم بروماید نه تنها موجب تولید سرمایش می‌شود، بلکه همچنین به کاهش مصرف انرژی و افزایش راندمان چیلر کمک می‌کند.
نتیجه‌گیری
چیلرهای جذبی با ساختار پیچیده و عملکرد منحصربه‌فرد خود توانسته‌اند جایگاهی برجسته در صنعت تهویه مطبوع به دست آورند. این سیستم‌ها نه تنها از منابع انرژی حرارتی و آب به‌خوبی استفاده می‌کنند، بلکه با اجزای کارآمدی چون ژنراتور و ابزوربر، کارایی بالایی در خنک‌کنندگی محیط‌ها دارند. با طراحی و تنظیم دقیق این اجزا، چیلرهای جذبی می‌توانند به‌عنوان جایگزینی مطمئن و سازگار با محیط زیست برای سیستم‌های سرمایشی مبتنی بر برق عمل کنند و در کاهش هزینه‌های انرژی و افزایش بهره‌وری سرمایشی نقش موثری ایفا کنند.