چیلر جذبی چیست و چگونه کار می کند؟ مزایا، معایب و انواع آن

چیلر جذبی یکی از دستگاه های پرکاربرد در صنعت تهویه مطبوع و سرمایش است که برای خنک کردن محیط ها و ساختمان ها استفاده می شود. برخلاف چیلرهای تراکمی که از کمپرسور برای فشرده سازی گاز استفاده می کنند، در چیلرهای جذبی از واکنش های شیمیایی برای ایجاد فرآیند سرمایش استفاده می شود. این نوع چیلرها، از منابع انرژی کم هزینه تر مانند گرما (گاز طبیعی، بخار یا آب گرم) استفاده می کنند و به همین دلیل به عنوان گزینه ای مقرون به صرفه و محیط زیست دوست مورد توجه قرار می گیرند.

چیلر جذبی چگونه کار می کند؟

عملکرد چیلر جذبی بر اساس اصول ترمودینامیکی تبخیر و جذب است. در این سیستم، مایعی که عموماً آب است به عنوان مبرد (خنک کننده) استفاده می شود و یک ماده دیگر، معمولاً لیتیوم بروماید (LiBr)، به عنوان جاذب عمل می کند. روند کار به این صورت است:

1. تبخیر: آب به عنوان مبرد در یک محفظه کم فشار قرار می گیرد. در این محیط کم فشار، آب به دمای جوش پایین تر رسیده و تبخیر می شود. این تبخیر باعث جذب گرمای محیط می شود که منجر به خنک شدن آن ناحیه می شود.
2. جذب: بخار آب تولیدشده به وسیله لیتیوم بروماید جذب می شود. لیتیوم بروماید، به دلیل خاصیت جذب بالای خود، به سرعت بخار آب را به خود جذب کرده و محلولی ایجاد می کند.
3. بازسازی: محلول آب و لیتیوم بروماید به قسمت دیگری از سیستم انتقال داده می شود، جایی که گرمای ورودی (از طریق گاز، بخار یا آب گرم) به آن داده می شود. این گرما باعث می شود که بخار آب از محلول جدا شده و دوباره به مبرد خالص تبدیل شود. سپس آب به چرخه بازمی گردد و فرآیند تبخیر مجدداً تکرار می شود.

مزایای چیلر جذبی

1. مصرف انرژی کم تر: چیلرهای جذبی عمدتاً از گرما به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند، که می تواند از منابع بازیافتی مانند بخار یا آب گرم صنعتی تأمین شود. این موضوع باعث کاهش نیاز به انرژی الکتریکی و در نتیجه کاهش هزینه های انرژی می شود.
2. کاهش اثرات زیست محیطی: 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 می شوند، محیط زیست دوست تر هستند.
3. صدای کمتر: این نوع چیلرها به دلیل عدم وجود کمپرسور، صدای کمتری تولید می کنند و در محیط های نیازمند به آرامش مانند بیمارستان ها، هتل ها و ساختمان های اداری مناسب تر هستند.
4. استفاده از منابع انرژی موجود: در محیط هایی که گرمای هدر رفته یا بخار وجود دارد، می توان از این منابع برای تامین انرژی چیلر جذبی استفاده کرد، که باعث بهره وری بیشتر و کاهش هزینه های عملیاتی می شود.

معایب چیلر جذبی

1. هزینه اولیه بالا: نصب و راه اندازی چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی هزینه بیشتری دارد. این امر می تواند برای برخی پروژه ها یک مانع جدی محسوب شود.
2. بهره وری کمتر در دماهای پایین: چیلرهای جذبی بهره وری کمتری در محیط های با دماهای بسیار پایین دارند و نمی توانند در همه شرایط آب و هوایی به بهترین نحو عمل کنند.
3. نیاز به تعمیرات و نگهداری منظم: به دلیل حساسیت مواد جاذب (مانند لیتیوم بروماید) به تغییرات شیمیایی و عملکرد پیچیده تر این سیستم ها، نیاز به تعمیرات و نگهداری های منظم بیشتری نسبت به چیلرهای تراکمی دارند.
4. ابعاد بزرگ تر: چیلرهای جذبی به طور کلی فضای بیشتری نسبت به چیلرهای تراکمی اشغال می کنند و ممکن است در مکان هایی با محدودیت فضایی مشکل ساز باشند.

انواع چیلر جذبی

چیلرهای جذبی در چند نوع مختلف با توجه به منابع انرژی و روش های جذب تولید می شوند:

1. چیلر جذبی تک اثره: در این نوع، تنها یک مرحله تبخیر و جذب انجام می شود و معمولاً از آب گرم یا بخار کم فشار برای بازسازی مبرد استفاده می کند. این نوع چیلر بهره وری کمتری نسبت به انواع دیگر دارد اما به دلیل هزینه کمتر و کاربری آسان، در برخی موارد به صرفه است.
2. چیلر جذبی دو اثره: این نوع چیلر دارای دو مرحله تبخیر و جذب است که باعث افزایش بهره وری و کاهش مصرف انرژی می شود. چیلرهای دو اثره معمولاً از بخار یا آب گرم با فشار بالاتر استفاده می کنند و برای پروژه های بزرگ و صنعتی مناسب تر هستند.
3. چیلر جذبی گازسوز: در این نوع چیلرها از گاز طبیعی به عنوان منبع گرما استفاده می شود. این نوع چیلر به ویژه در محیط هایی که دسترسی به گاز طبیعی آسان است، بسیار مقرون به صرفه و موثر است.

کاربردهای چیلر جذبی

چیلرهای جذبی در بسیاری از صنایع و ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله:

• ساختمان های بزرگ تجاری و اداری: به دلیل مصرف کم برق و تولید صدای کمتر، چیلرهای جذبی برای تهویه مطبوع ساختمان های بزرگ تجاری و اداری بسیار مناسب هستند.
• بیمارستان ها و هتل ها: برای کاهش صدا و همچنین استفاده از منابع انرژی بازیافتی موجود، چیلرهای جذبی انتخابی مناسب برای این محیط ها هستند.
• صنایع سنگین: در صنایعی که بخار یا گرمای زیادی تولید می شود (مانند کارخانه های تولید فولاد)، از چیلرهای جذبی برای استفاده بهینه از این انرژی هدر رفته استفاده می شود.
• محیط های شهری: برخی شهرها با هدف کاهش آلودگی و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، از چیلرهای جذبی برای سیستم های تهویه مطبوع مرکزی بهره می برند.

سوالات متداول

1. آیا چیلرهای جذبی برای خانه های مسکونی مناسب هستند؟
به دلیل هزینه های بالای نصب و نیاز به منابع گرمایی خاص، چیلرهای جذبی عموماً برای مصارف صنعتی و تجاری استفاده می شوند و برای خانه های مسکونی توصیه نمی شوند.

2. چیلر جذبی چقدر طول عمر دارد؟
در صورت نگهداری منظم و تعمیرات به موقع، چیلرهای جذبی می توانند بیش از 20 سال عمر کنند. این بستگی به نوع چیلر و شرایط عملیاتی آن دارد.

3. آیا چیلرهای جذبی صدا تولید می کنند؟
در مقایسه با چیلرهای تراکمی، چیلرهای جذبی صدای کمتری تولید می کنند و برای محیط هایی 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 می تواند 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 بررسی های دوره ای 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 ویژه ای برخوردار است.

نتیجه گیری

چیلرهای جذبی به دلیل مصرف کمتر انرژی الکتریکی، صدای کمتر و استفاده از منابع گرمایی موجود، گزینه ای مناسب برای تهویه مطبوع در ساختمان های تجاری، صنعتی و حتی برخی پروژه های شهری هستند. با این حال، هزینه نصب اولیه و نیاز به نگهداری دقیق از جمله چالش های استفاده از این نوع چیلرها به شمار می رود.