چیلر جذبی چیست؟ - نسخه‌ی قابل چاپ

چیلر جذبی چیست؟ - نسخه‌ی قابل چاپ

+- ایران شهرساز (https://www.iranshahrsaz.com)
+-- انجمن: چیدمان جدید ایران شهرساز (https://www.iranshahrsaz.com/forumdisplay.php?fid=1592)
+--- انجمن: اخبار (رایگان) (https://www.iranshahrsaz.com/forumdisplay.php?fid=1598)
+---- انجمن: مطالب خواندنی معماری (https://www.iranshahrsaz.com/forumdisplay.php?fid=535)
+---- موضوع: چیلر جذبی چیست؟ (/showthread.php?tid=11385)

چیلر جذبی چیست؟ - MHAKBARI - ۱۳۹۱-۴-۱۸

[highlight=#ffffff]تحولات به وقوع پیوسته در صنعت و شیوه های جدید استفاده از منابع نیرو همچنین رشد اقتصادی روز افزون ، موجب خواهد شد که در طی 20 سال آینده تحولاتی اساسی در زمینه صنعت تبرید در سراسر دنیا رخ دهد . سازمان انرژی ایالات متحده پیش بینی کرده است در آمریکا بیش از 300 گیگا وات ظرفیت تولید انرژی برای تامین تقاضای روز افزون انرژی الکتریکی و همچنین جبران انرژی مربوط به نیروگاههایی که از رده خارج می شوند، مورد نیاز است . در ماه مارس سال 1999 این سازمان و صنایع مرتبط مفهوم گرمایش ، سرمایش و تامین نیرو برای ساختمانها را مطرح کردند که آغازی برای توسعه تکنولوژی سیستمهای تهویه مطبوع یکپارچه ، گرمایش با آب گرم خانگی و تامین انرژی الکتریکی بود. سرمایش جذبی یکی از فناوریهای کلیدی در زمینه سرمایش ، گرمایش و تامین نیرو برای ساختمانها می باشد چرا که این سیستم امکانات قابل توجهی را برای تبدیل گرمای هدر رفته به سرمایش در اختیار می گذارد . سرمایشی که از این طریق بدست می آید را می توان به منظور نگهداری و ارتقای کارایی توربینهای گازی و ژنراتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد. در ساختمانهای تجاری و موسسات مختلف که در آنها از سیستم چیلرهای جذبی استفاده می شود، طرح سرمایش ، گرمایش و تامین نیرو برای ساختمانها بر حصول مفاهیم زیر استوار است : توسعه چیلرهای شعله مستقیم : تاسیسات حرارتی پیشرفته که نسبت به سیستمهای شعله مستقیم جدید با تکنولوژی جذبی دو اثره برتری دارند . توسعه تکنولوژی لیتیوم بروماید / آب : مانند نسل طراحی جدید این سیستم ، سیستمهای یک اثره جذبی ( بازیافت حرارت) ، میکرو توربین ها و سیستم های جذبی هم سوز، و چیلرهای هوا خنک لیتیوم بروماید / آب ارزیابی : منافع بالقوه حاصل از موتورهای درون سوز، توربینهای گازی ، میکروتوربینها و سلولهای سوختنی .
شناسایی : مراکز فعلی تولید نیرو که میتوانند از یکپارچه سازی توسط چیلرهای جذبی ( مانند استفاده از سرمایش برای ورودی توربین های گازی ) منتفع گردند .[/highlight]
[highlight=#ffffff]
[/highlight]

مشاهده ادامه مقاله در ادامه مطلب

[highlight=#ffffff]
تاریخچه چیلرهای جذبی
تا پیش از قرن نوزدهم میلادی تبرید تنها به حمل ونقل یخ از مناطق سردسیر به مناطق گرم سیر و نگهداری آن در محفظه های مخصوص و یا زیر زمین و همچنین ساخت یخ در زیر زمین و نیز نگهداری برف فشرده در مكانهای مخصوص برای استفاده در فصول گرم سال محدود بود.در سال 1834 اولین ماشین تبرید دستی در انگلستان تحولی در صنعت تبرید به وجود آورد ،قبل از آن میشل فاراده در سال 1824 یك سلسله آزمایشات برای تبدیل بعضی گازهای پایدار به مایع انجام داد كه مبنای كار ماشینهای جذبی قرار گرفت اگرچه فاراده در زمان خودش نتوانست از این آزمایشات برای تولید برودت بهره بگیرد ولی مقدمه ای شد برای آیندگان .
در سال 1851 یك مخترع آمریكایی یك ماشین یخ ساز با مبرد هوا ساخت و در سال 1859 سیكل جذبی با استفاده از آمونیاك بعنوان ماده مبرد وآب به عنوان جاذب توسط فردیناندكاره مورد استفاده قرار گرفت این سیتم اولین بار در ایالات متحده آمریكا برای ساخت چیلر های جذبی استفاده شد .سپس در سال 1860 اولین ماشین اتر سولفوریك برای ایجاد برودت در صنایع نوشابه سازی در استرالیا ساخته شد بعد ها در سال 1880 اولین كارخانه یخ مصنوعی ساخته شد و این كارخانه اولین قدم در عمومی سازی صنعت تبرید بود.
در سال 1890 تبرید تراكمی و جذبی رواج یافت البته در اوایل پیدایش تبرید تراكمی ،دستگاههای موجود حجیم وگران بودند و راندمان زیادی نداشتند و می بایست فردی متخصص از آنها نگهداری می نمود به همین دلیل تبرید مكانیكی صرفا به چند كاربرد بزرگ محدود می شد. یكی از دلایل عدم پیشرفت تبرید مكانیكی در دهه های اولیه استفاده از بخار برای چرخاندن كمپرسور بود ،با اختراع و پیشرفت موتودهای الكتریكی و همچنین تهیه مبرد های بی خطر تولیدات صنایع تبرید و تهویه مطبوع به نقطه اوج خود رسید و دستگاههای هواساز كوچك و یخچالها و فریزرهای خانگی به میزان قابل توجهی تولید گردید و هنوز هم تكامل و پیشرفت ادامه دارد.
اساس كاركرد سیستم های تبرید جذبی در آزمایش میشل فاراده كه در سال 1824 م صورت گرفت استوار می باشد.در آن زمان دانشمندان عقیده داشتندكه گازهایی مانند آمونیاك تنها به شكل بخار وجود دارند.فاراده آزمایشهایی را به منظور مایع ساختن آمونیاك انجام داد. او می دانست كه بخار آمونیاك می تواند به مقدار زیاد جذب كلرید نقره شود،فاراده كلرید نقره را در دمای بالا در معرض بخار آمونیاك قرار داد.پس از جذب بخار آمونیاك توسط كلرید نقره،فاراده ماده حاصل را درون یك لوله آزمایش به شكل عدد 8 قرار داد سپس انتهای لوله را كه حاوی كلرید نقره بود حرارت و در همان حال انتهای دیگر لوله را در یك ظرف آب سرد قرار داد.
بخار آمونیاك تحت اثرحرارت داده شده از كلرید نقره جدا شده و در یك طرف دیگر لوله كه درون آب سرد قرار داشت تقطیر شد.پس از این عمل فاراده لوله آزمایش را از ظرف آب و از نزدیكی شعله خارج كرد پس از مدت كوتاهی ،مایع آمونیاك در داخل لوله آزمایش به شدت شروع به جوشیدن كرد.سپس تمامی مایع در مدت كوتاهی تبخیر شده و مجددا جذب كلرید نقره شد.فاراده با لمس كردن لوله آزمایشی كه آمونیاك در آن جوشیده بود متوجه شد كه این لوله به مقدار زیادی سرد شده است.در واقع آمونیاك ضمن تغییر فاز از مایع به بخار گرمای محیط را جذب كرده و سبب ایجاد سرما شده بود در واقع این آزمایش نقطه آغازین پیدایش سیستمهای تبرید جذبی بود.

سیستم تبرید جذبی اولین بار در سال 1860 بوسیله فردیناند كاره فرانسوی اختراع شد بدین ترتیب كه اگر در سیستم تراكمی بخار،بجای كمپرسور یك ژنراتور و یك جذب كننده و یك پمپ قرار دهیم نتیجه یك سیستم جذبی ساده خواهد شد(البته در شرایط خاص می توان پمپ را نیز از سیكل حذف كرد).
اصول كار چیلر جذبی
در چیلرهای جذبی مایع مبرد آب است برای آب گرمای نهان تبخیر در 100 درجه سانتیگراد برابر 525 کیلوکالری بر کیلوگرم است . دمای جوش آب را می توان پایین آورد اگر فشار در سطح آب را پایین بیاوریم ، مثلا اگر فشار مطلق آب 0.5 اتمسفر صنعتی باشد ، دمای جوش 81 درجه سانتیگراد و در یکصدم اتمسفر، آب در 4.5 درجه سانتیگراد می جوشد . به عکس هر چه فشار بیشتر شود ، درجه حرارت جوش نیز زیادتر می شود، مثلا اگر فشار به 3.5 اتمسفر برسد، آب در 147 درجه سانتیگراد می جوشد . در چیلرهای جذبی مایع دیگری نیز به عنوان ابزور بر ( جذب کننده ) برای جذب بخارهای آب وجود دارد که بیشتر از محل لیتم برماید برای این منظور استفاده می شود. زیرا این محلول دارای قدرت جذب بخار آب زیاد است و سمی و قابل انفجار نیست و همچنین ایجاد ترکیبات مضر نمی کند .
برای درک بهتر کار این نوع چیلرها مراحل مختلف تشریح می شود :
اگر دو ظرف داشته باشیم که در یکی آب و در دیگری محلول لیتم برماید باشد و فرض کنیم که هوا بوسیله پمپ خلاء هوا از این ظروف تخلیه شده باشد ، ظرفی که آب در آن است تبخیر کننده (اواپراتور) و ظرفی که در آن لیتم برماید است ابزوربر می رود و به وسیله محلول لیتم برماید جذب می شود.
از طرفی در نتیجه ی تبخیر قسمتی از آب در اواپراتور ، درجه حرارت آب باقی مانده کاهش می یابد برای اینکه از سرمای حاصله در اواپراتور استفاده شود ، یک کویل که در آن جریان دارد.
آب وارد کویل می شود و پس از طرف دیگر خارج می شود . آب سرد شده برای خنک کردن ساختمان موردنظر به کار می رود .
حال برای بهتر کردن کیفیت کار وراندمان سیستم ، دو پمپ به شرح زیر اضافه می کنیم :
پمپ مایع مبرد : این پمپ آب را روی کویل می ریزد و شدت تبخیر آب را زیاد می کند .
پمپ ابزوربر : این پمپ محلول لیتیم بروماید را به صورت اسپری در ابزوربر می پاشد و در نتیجه قدرت جذب آنرا بالا می برد .
اضافه کردن این دو پمپ ، راندمان سیستم را بالا می برد، اما دو اشکال اساسی باقی می ماند :
یکی این که محلول لیتیم بروماید مرتبا بخار آب را جذب می کند و رقیق می شودو در نتیجه قدرت جذب کنندگی خود را از دست میدهد . برای رفع این مشکل، به سیستم یک ژنراتور و یک پمپ اضافه می کنیم و محلول لیتیم بروماید به ویسله این پمپ به ژنراتور می رود و به وسیله بخار حرارت داده می شود و در اثر حرارت، آبی را که جذب کرده است ، به صورت بخار خارج می شود و محلول مجددا غلیظ میشود و به ابزوربر بر می گردد .
برای رفع مشکل دوم ، به سیستم اخیر یک کندانسور ( تقطیر کننده ) اضافه می کنیم تا بخار آبی که از ژنراتور خارج می شود به کندانسور برود و به مایع تبدیل شود و دوباره به اواپراتور بر گردد و در نتیجه یک مدار بسته تشکیل می شود.
حال برای تکمیل سیستم و بالا بردن راندمان کار ، یک مبدل حرارتی بین ژنراتور و ابزوربر قرار می دهیم تا از یکطرف محلول رقیقی را که از ابزوربر به ژنراتور می رود، گرم کند و از طرف دیگر محلول غلیظی را که از ژنراتور به ابزوربر بر می گردد ، خنک کند .
با توجه به این که هر چه درجه حرارت محلول لیتیم بروماید پایین تر باشد، می تواند آب بیشتری جذب کند، بنابراین برای خارج کردن گرمای حال از انحلال در ابزوربر و بالا بردن قدرت جذب لتیتیم برماید ، یک کویل در ابزوربر قرار می دهیم که داخل آن آب سرد ( از برج خنک کننده ) جریان یابد .
در بعضی از مدل ها پمپ ابزوربر را حذف می کنند و جریان محلول در اثر اختلاف فشار انجام می گیرد.
نکته قابل ذکر این است که محلول حاصل در ژنراتور، تحت نیروی جاذبه و اختلاف فشار، از مبدل حرارتی عبور می کند ( به وسیله محلول رقیق سرد می شود ) و به وسیله یک ادوکتور ( که نوعی مخلوط کن است ) با محلول رقیق مخلوط می شود محلول مخلوط را تشکیل میدهد و این مخلوط به افشانک های ابزوربر می رود.
فشار مطلق کندانسور و ژنراتور تقریبا مساوی وبرابر یک دهم اتمسفر است که معمولا در یک پوسته قرار می گیرند و فشار اواپراتور و ابزوربر حدود یک صدم اتمسفر است و در یک پوسته قرار داده می شودبا توجه به فشار موجود در اواپراتور ، آب در 4.5 درجه سانتیگراد می جوشد و در نتیجه درجه حرارت آب سرد تا حدود 7 درجه سانتیگراد می رسد . [/highlight]
[highlight=#ffffff]
[/highlight]
[highlight=#ffffff]چیلر دستگاهی جهت ایجاد برودت بر اساس عمل تراکمی و یا جذبی یک مایع می‌باشد.
چیلرها به سه دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی و چیلر های سانتریفیوژ تقسیم می‌شوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می‌شوند.

چیلر تراکمی

در چیلرهای تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می‌گردد. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌گردد این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک کننده(اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارداین کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سرد کننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک کننده، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک کننده در ارتباطند می‌گردد.سپس گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل می‌شود
انواع چیلر تراکمی

۱-چیلر تراکمی رفت و برگشتی
۲-چیلر تراکمی اسکرو
چیلرهای تراکمی اسکرال Scroll
کنترل کننده های فشار در چیلر تراکمی

کنترل فشار بالا و پایین:
این وسیله جهت کنترل کردن فشار دستگاه می باشد، دو لوله موئین در این کنترل وجود دارد که لوله LP را به قسمت مکش کمپرسور متصل کرده و لوله HP را به قسمت فشار بالا. در سیستم چیلر کمپرسور باید با فشار مکش و دهش معینی کار کند . هرگاه از این فشار کمتر یا بیشتر شود این کنترل عمل کرده و دستگاه را خاموش می کند. کنترل فشار بالا و پایین قابل تنظیم می باشد. در چیلر تراکمی با کندانسور آبی معمولا فشار پایین را روی ۳۰ psi و فشار بالا را روی psi ۲۲۰ و با کندانسور هوایی فشار پایین رار روی ۴۰ و فشار بالا را روی ۲۵۰ psi می توان تنظیم کرد. اگر کمپرسور بر اثر فشار بالا قطع شود باید از سیستم رفع عیب شده و کلید ریست را فشار دهیم ولی اگر بر اثر فشار پایین قطع شود دوباره بر اثر افزایش گاز دستگاه روشن میشود.
کنترل فشار روغن :
این وسیله جهت کنترل کردن مداوم فشار روغن کمپرسور می باشد .اگر در کمپرسور فشار روغن نباشد باعث صدمه دیدن آن می شود. کنترل روغن دارای دو لوله موئین می باشد که یکی از آنها به قسمت ساکشن ( مکش ) کمپرسور و دیگری به قسمت فشار روغن کمپرسور متصل می شود. بین فشار مکش کمپرسور و فشار روغن باید حداقل ۱۰ psi فشار باشد در غیر این صورت کنترل روغن فرمان قطع می دهد . هنگامی که کنترل روغن احساس کند که فشار زیر ۱۰ psi است یک هیتر درداخل کنترل روغن شروع به گرم شدن می شود و پس از تقریبا ۹۰ ثانیه حرارت هیتر باعث قطع شدن جریان شده و کمپرسور خاموش می شود.
چیلر جذبی

در چیلرهای جذبی برخلاف چیلرهای تراکمی از جذب کننده (Absorber) و مولد حرارتی (ژنراتور) بجای کمپرسور استفاده می‌گردد. عمومی‌ترین خنک کننده در چیلرهای جذبی سیستم لیتیوم برماید است. در این سیستم، در قسمت جذب کننده، بخار آب توسط لیتیوم برماید غلیظ جذب شده و در قسمت مولد حرارتی، آب بر اثر حرارت تبدیل به بخار می‌شود. بخار آب در کندانسور که دارای فشار ۱/۰ اتمسفر است به حالت مایع در می‌آیدو سپس در خنک کننده که تحت فشار ۰۱/۰ اتمسفر دوباره به بخار تبدیل می‌گردد و آب برای اینکه تبخیر گردد گرمای نهان خود رااز محیط خنک کننده می‌گیرد و باعث ایجاد برودت می‌گردد سپس بخار آب ایجاد شده در خنک کننده به جذب کننده منتقل می‌گردد و دوباره این چرخه تکرار می‌شود.
انواع چیلر جذبی

۱- گروه تک اثره (Single effect)
که خود به سه دسته چیلرهای تک اثره با تغذیه بخار، تک اثره با تغذیه آب داغ ( دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد) و تک اثره با تغذیه آب گرم ( دمای زیر۱۰۰ درجه سانتیگراد) تقسیم می‌شوند که نحوه کار آنها مشابه بوده و همگی دارای حداقل یک مولد حرارتی می‌باشند.

۲- گروه دو اثره (Double effect)
که به دو دسته دو اثره با تغذیه بخار و دو اثره با شعله مستقیم طبقه بندی می‌شوند. این چیلرها، جز نسل جدید چیلرهای جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثره‌است. [/highlight]
[highlight=#ffffff]
[/highlight]
[highlight=#ffffff]
[/highlight]
[highlight=#ffffff]عملکرد چیلر جذبی

مرحله اول:
مبرد پاشیده شده بر روی لوله های آب سیستم با تبخیر خود و گرفتن گرما از آب درون لوله ها آن را خنك می نماید برای افزایش تبخیر، پایین آوردن فشار محیطی كه این تبخیر درون آن صورت میگیرد راه كار مناسبی است برای همین این قسمت از دستگاه توسط پمپ خلاء كم می شود و درون آن خلاء نسبی ایجاد می شود در این فشار نقطه جوش مبرد به شدت پایین می آید وتبخیر بهتر با سرعت بیشتری انجام می شود این مرحله از سیكل تبرید جذبی در پوستهای انجام می شود كه به آن اواپراتور می گویند.
مرحله دوم :
در این مرحله مبرد تبخیر شده فضا را كاملا پر نموده است و از تبخیر بیشتر مبرد جلوگیری می كند برای حل این مشكل از یك ماده جاذب استفاده می شود كه قدرت بسیاری در جذب مبرد دارد و به آن جاذب گفته می شود. این ماده با جذب بخار موجود در فضا برای ادامه پیدا كردن سیكل شرایط را محیا می كند . همچنین با توجه به اینكه محلول غلیظ در ژنراتور حرارت داده شده است و دمای بالا آن روی قدرت جذب آن تاثیر منفی دارد در این مرحله همزمان مایع غلیظ به كمك آب برج خنك كن خنك می شود .این مرحله از سیكل تبرید جذبی در پوسته ای انجام می شود كه به آن ابزربر می گویند.
مرحله سوم :
ماده جاذب مورد استفاده با توجه به مبرد انتخاب می شود و می تواند از مواد مختلفی باشد ولی عمدتا از محلول لیتیوم بروماید استفاده می شود نوعی محلول نمكی غیر سمی كه جاذب بسیار خوبی برای آب می باشد محلول لیتم برماید... پس از جذب مبرد رقیق شده و قدرت جذب آن كاهش می یابد و برای جذب بهتر باید مبرد جذب شده را از آن جدا كنیم در واقع محلول رقیق را به محلول غلیظ تبدیل نماییم. این عمل با گرما دادن به ماده جاذب صورت می گیرد منبع حرارتی در این مرحله می تواند آبگرم ، آب داغ ،بخار و یا منبع حرارتی مستقیم (مشعل ) و حتی خورشید باشد در واقع با جوشاندن جاذب كه در این مرحله و جدا سازی مبرد از آن محلول غلیظ بدست می آوریم این مرحله از سیكل تبرید جذبی در پوسته ای انجام می شود كه به آن ژنراتور می گویند.

مرحله چهارم :
مبرد جدا شده پس از گرما دادن ماده جاذب به صورت بخار می باشد جهت استفاده مجدد از آن باید دوباره به مایع تبدیل شود در این مرحله با استفاده از آب برج خنك كن بخار مبرد چگالیده شده و به مایع تبدیل می شود مایع مبرد به قسمت اواپراتور بر می گردد تا مجددا مورد استفاده قرار گیرد این مرحله از سیكل تبرید جذبی در پوسته ای انجام می شود كه به آن كندانسور می گویند.

چهار مرحله بالا مراحل اصلی چیلر جذبی می باشد.[/highlight]
[highlight=#ffffff]

[/highlight][highlight=#ffffff][/highlight]

RE: چیلر جذبی چیست؟ - ermiya - ۱۳۹۱-۹-۲۴

vaghean ali booood