چیلر جذبی یکی از دستگاههای پرکاربرد در صنعت تهویه مطبوع و سرمایش است که برای خنک کردن محیطها و ساختمانها استفاده میشود. برخلاف چیلرهای تراکمی که از کمپرسور برای فشردهسازی گاز استفاده میکنند، در چیلرهای جذبی از واکنشهای شیمیایی برای ایجاد فرآیند سرمایش استفاده میشود. این نوع چیلرها، از منابع انرژی کمهزینهتر مانند گرما (گاز طبیعی، بخار یا آب گرم) استفاده میکنند و به همین دلیل به عنوان گزینهای مقرونبهصرفه و محیطزیستدوست مورد توجه قرار میگیرند.
چیلر جذبی چگونه کار میکند؟
عملکرد چیلر جذبی بر اساس اصول ترمودینامیکی تبخیر و جذب است. در این سیستم، مایعی که عموماً آب است به عنوان مبرد (خنککننده) استفاده میشود و یک ماده دیگر، معمولاً لیتیوم بروماید (LiBr)، به عنوان جاذب عمل میکند. روند کار به این صورت است:
- تبخیر: آب به عنوان مبرد در یک محفظه کمفشار قرار میگیرد. در این محیط کمفشار، آب به دمای جوش پایینتر رسیده و تبخیر میشود. این تبخیر باعث جذب گرمای محیط میشود که منجر به خنک شدن آن ناحیه میشود.
- جذب: بخار آب تولیدشده به وسیله لیتیوم بروماید جذب میشود. لیتیوم بروماید، به دلیل خاصیت جذب بالای خود، به سرعت بخار آب را به خود جذب کرده و محلولی ایجاد میکند.
- بازسازی: محلول آب و لیتیوم بروماید به قسمت دیگری از سیستم انتقال داده میشود، جایی که گرمای ورودی (از طریق گاز، بخار یا آب گرم) به آن داده میشود. این گرما باعث میشود که بخار آب از محلول جدا شده و دوباره به مبرد خالص تبدیل شود. سپس آب به چرخه بازمیگردد و فرآیند تبخیر مجدداً تکرار میشود.
مزایای چیلر جذبی
- مصرف انرژی کمتر: چیلرهای جذبی عمدتاً از گرما به عنوان منبع انرژی استفاده میکنند، که میتواند از منابع بازیافتی مانند بخار یا آب گرم صنعتی تأمین شود. این موضوع باعث کاهش نیاز به انرژی الکتریکی و در نتیجه کاهش هزینههای انرژی میشود.
- کاهش اثرات زیستمحیطی: چیلرهای جذبی به دلیل استفاده کمتر از برق و عدم نیاز به مواد شیمیایی مضر برای محیط زیست مانند CFC و HCFC که در چیلرهای تراکمی استفاده میشوند، محیطزیست دوستتر هستند.
- صدای کمتر: این نوع چیلرها به دلیل عدم وجود کمپرسور، صدای کمتری تولید میکنند و در محیطهای نیازمند به آرامش مانند بیمارستانها، هتلها و ساختمانهای اداری مناسبتر هستند.
- استفاده از منابع انرژی موجود: در محیطهایی که گرمای هدر رفته یا بخار وجود دارد، میتوان از این منابع برای تامین انرژی چیلر جذبی استفاده کرد، که باعث بهرهوری بیشتر و کاهش هزینههای عملیاتی میشود.
معایب چیلر جذبی
- هزینه اولیه بالا: نصب و راهاندازی چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی هزینه بیشتری دارد. این امر میتواند برای برخی پروژهها یک مانع جدی محسوب شود.
- بهرهوری کمتر در دماهای پایین: چیلرهای جذبی بهرهوری کمتری در محیطهای با دماهای بسیار پایین دارند و نمیتوانند در همه شرایط آب و هوایی به بهترین نحو عمل کنند.
- نیاز به تعمیرات و نگهداری منظم: به دلیل حساسیت مواد جاذب (مانند لیتیوم بروماید) به تغییرات شیمیایی و عملکرد پیچیدهتر این سیستمها، نیاز به تعمیرات و نگهداریهای منظم بیشتری نسبت به چیلرهای تراکمی دارند.
- ابعاد بزرگتر: چیلرهای جذبی به طور کلی فضای بیشتری نسبت به چیلرهای تراکمی اشغال میکنند و ممکن است در مکانهایی با محدودیت فضایی مشکلساز باشند.
انواع چیلر جذبی
چیلرهای جذبی در چند نوع مختلف با توجه به منابع انرژی و روشهای جذب تولید میشوند:
- چیلر جذبی تک اثره: در این نوع، تنها یک مرحله تبخیر و جذب انجام میشود و معمولاً از آب گرم یا بخار کمفشار برای بازسازی مبرد استفاده میکند. این نوع چیلر بهرهوری کمتری نسبت به انواع دیگر دارد اما به دلیل هزینه کمتر و کاربری آسان، در برخی موارد به صرفه است.
- چیلر جذبی دو اثره: این نوع چیلر دارای دو مرحله تبخیر و جذب است که باعث افزایش بهرهوری و کاهش مصرف انرژی میشود. چیلرهای دو اثره معمولاً از بخار یا آب گرم با فشار بالاتر استفاده میکنند و برای پروژههای بزرگ و صنعتی مناسبتر هستند.
- چیلر جذبی گازسوز: در این نوع چیلرها از گاز طبیعی به عنوان منبع گرما استفاده میشود. این نوع چیلر به ویژه در محیطهایی که دسترسی به گاز طبیعی آسان است، بسیار مقرونبهصرفه و موثر است.
کاربردهای چیلر جذبی
چیلرهای جذبی در بسیاری از صنایع و ساختمانها مورد استفاده قرار میگیرند. از جمله:
- ساختمانهای بزرگ تجاری و اداری: به دلیل مصرف کم برق و تولید صدای کمتر، چیلرهای جذبی برای تهویه مطبوع ساختمانهای بزرگ تجاری و اداری بسیار مناسب هستند.
- بیمارستانها و هتلها: برای کاهش صدا و همچنین استفاده از منابع انرژی بازیافتی موجود، چیلرهای جذبی انتخابی مناسب برای این محیطها هستند.
- صنایع سنگین: در صنایعی که بخار یا گرمای زیادی تولید میشود (مانند کارخانههای تولید فولاد)، از چیلرهای جذبی برای استفاده بهینه از این انرژی هدر رفته استفاده میشود.
- محیطهای شهری: برخی شهرها با هدف کاهش آلودگی و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، از چیلرهای جذبی برای سیستمهای تهویه مطبوع مرکزی بهره میبرند.
سوالات متداول
1. آیا چیلرهای جذبی برای خانههای مسکونی مناسب هستند؟
به دلیل هزینههای بالای نصب و نیاز به منابع گرمایی خاص، چیلرهای جذبی عموماً برای مصارف صنعتی و تجاری استفاده میشوند و برای خانههای مسکونی توصیه نمیشوند.
2. چیلر جذبی چقدر طول عمر دارد؟
در صورت نگهداری منظم و تعمیرات به موقع، چیلرهای جذبی میتوانند بیش از 20 سال عمر کنند. این بستگی به نوع چیلر و شرایط عملیاتی آن دارد.
3. آیا چیلرهای جذبی صدا تولید میکنند؟
در مقایسه با چیلرهای تراکمی، چیلرهای جذبی صدای کمتری تولید میکنند و برای محیطهایی که نیاز به کاهش صدا دارند، مناسب هستند.
4. هزینه نصب چیلر جذبی چقدر است؟
هزینه نصب چیلر جذبی بسته به نوع چیلر، اندازه و ظرفیت آن، و شرایط محل نصب میتواند متغیر باشد. به طور کلی، هزینه اولیه این چیلرها نسبت به چیلرهای تراکمی بیشتر است.
5. آیا چیلرهای جذبی به نگهداری خاصی نیاز دارند؟
بله، نگهداری منظم و بررسیهای دورهای برای عملکرد بهینه چیلرهای جذبی ضروری است. به ویژه نظارت بر کیفیت محلول لیتیوم بروماید و اطمینان از عدم وجود خوردگی در سیستم، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
نتیجهگیری
چیلرهای جذبی به دلیل مصرف کمتر انرژی الکتریکی، صدای کمتر و استفاده از منابع گرمایی موجود، گزینهای مناسب برای تهویه مطبوع در ساختمانهای تجاری، صنعتی و حتی برخی پروژههای شهری هستند. با این حال، هزینه نصب اولیه و نیاز به نگهداری دقیق از جمله چالشهای استفاده از این نوع چیلرها به شمار میرود.