چیلر

چیلر جذبی

اگر داخل بالن شیشه ای مقداری آب مقطر بریزیم سپس با درپوش و اتصالات مناسب بوسیله پمپ خلاء آن را واکیوم نماییم و با مانومتری دقیق (جیوه ای) میزان خلاء را اندازه گیری کنیم، با توجه به دمای محیط مشاهده خواهیم کرد در درجه ای از فشار (وکیوم نسبی) آب داخل بالن شروع به جوشیدن می کند (بدون اینکه چراغ یا هیتری جهت گرم کردن ظرف بکار گرفته باشیم) و نهایتاً بعد از چند لحظه جداره ظرف کاملاً سرد خواهد شد. اساس چیلرهای جذبی را می¬توان با آزمایش فوق شرح داد.
اکنون بر اساس این آزمایش میتوان به چند اصل فیزیکی مهم در تولید برودت پی برد. در وهله اول باید توضیح دهیم چگونه آب بدون اینکه توسط شعله یا هیتری گرم شود شروع به جوشیدن نموده است؟ و مطلب دوم اینکه چرا در جوشیدن آب داخل ظرف، جداره آن سرد شده است؟ پدیده جوش یا به اصطلاح علمی تغییر فاز از حالت مایع به بخار به رابطه دو عامل دما و فشار مایع و همچنین ساختار مولکولی آن بستگی دارد. به عنوان مثال، آب در شرایط فشار یک اتمسفر در ۱۰۰ درجه سانتیگراد به جوش خواهد آمد. حال اگر عامل فشار تغییر یابد و در ظرفی در بسته فشار آب را به ۲ اتمسفر برسانیم، در ۱۲۰ درجه بجوش می آید (مانند آنچه در دیگهای زود پز اتفاق می افتد). عکس این مطلب نیز صادق است. یعنی اگر فشار داخل این ظرف را به وسیله پمپ واکیوم، به فشاری کمتر از فشار یک اتمسفر حالت طبیعی محسوب می شود برسانیم. یا به عبارتی ایجاد خلاء کنیم مشاهده خواهیم کرد که مثلاً در نیم اتمسفر آب در ۸۱ درجه سانتیگراد به جوش می آید و اگر خلاء را بیشتر کرده و به  mm Hg 6(حدود یک صدم فشار جو) برسانیم آب در دمای حدود ۳ درجه سانتیگراد به جوش خواهد آمداین خاصیت در مایعات مختلف فرق میکند. مثلاً مایع آمونیاک یا مایع الکل یا مایع فریون¬های مختلف هر کدام در فشار معین تغییر فاز داده و تبخیر می شوند. مانند آنچه در یخچالهای خانگی اتفاق می افتد. بنابراین از نقش دو عامل فشار و دمای مایع در تبخیر آگاه شدیم.
اکنون توضیح خواهیم داد که چرا در اثر تبخیر، کاهش دما اتفاق می افتد و چرا جداره ظرف سرد می شود؟ بر اساس آنچه که شرح داده شد وقتی دمای آب در شرایط طبیعی به ۱۰۰ درجه سانتیگراد میرسد آب تبخیر میشود. اگر حین تبخیر عامل گرمایش (چراغ یا هیتر) را خاموش کنیم عمل جوش یا تبخیر متوقف میشود. بنابراین در می یابیم که عمل تبخیر نیاز به دریافت انرژی دارد (اصطلاحاً تبخیر یک فرایند گرماگیر است). این فرایند می تواند در فشار بالاتر از فشار جو (مانند دیگهای زودپز)، یا پایین تر از فشار جو صورت گیرد. مانند آنچه در بالن مورد آزمایش یا چیلر جذبی عمل می شود. باید دانست که جسمی که از دمای ۲۷۳- درجه سانتیگراد گرمتر باشد می تواند برای جسم سردتر خود موند گرما باشد.
مثلاً آب ۱۰ درجه سانتیگراد که از طریق لوله های آب چیلد وارد چیلر جذبی میشود میتواند تأمین کننده گرمای نهان تبخیر آب مقطری باشد که در داخل چیلر جذبی به علت پایین بودن فشار در حال تبخیر شدن است و در اثر این گرمادهی دمای خود آب چیلر کاهش خواهد یافت و مثلاً به ۶ درجه سانتیگراد خواهد رسید. مانند آنچه در چیلر جذبی آب و لیتیوم بروماید اتفاق می افتد و این آن چیزی است که ما به آن نیاز داریم و از آن  جهت خنک نمودن هوا در هوا سازها و فن کوئل ها یا پروسه های صنعتی استفاده می نمائیم.
مثال فوق کاملاً اساس و پایه کار چیلر جذبی آب و لیتیوم بروماید می باشد. در قسمت اواپراتور چیلرهای جذبی که آب سرد جهت مصارف برودتی استفاده می شود خلاء یا فشار واقعی حدود ۴ الی ۶ میلیمتر جیوه است و آب تحت این فشار بعنوان مبرد تبخیر می شود و گرمای نهان تبخیر را از آب جاری در لوله های اواپراتور دریافت کرده و آن را سرد می نماید. بخار حاصل توسط محلول لیتیوم بروماید در قسمت جاذب یا ابزوربر جذب شده مانع از افزایش فشار داخل اواپراتور میگردد. این محلول (libr) که بخار آب را جذب نموده و خود رقیق شده است به قسمت ژنراتور هدایت میشود و در آنجا توسط بخار یا آب داغی که داخل لوله های ژنراتور در جریان است غلیظ گردیده و برای جذب مجدد بخار راهی قسمت ابزوربر میشود. بخار جدا شده کندانس شده و به قسمت اواپراتور باز می گردد. بالن توضیح داده شده در مثال فوق مانند بخش اواپراتور در چیلرهای جذبی عمل میکند.

چرخه کار چیلر جذبی
در این سیستم دو سیال بکار می رودکه یکی سیال جاذب و دیگری سیال مبرد است. با حرارت دادن محلول در ژنراتور بخار مبرد از ماده جاذب جدا شده و به کندانسور می رود.
بخار مبرد در کندانسور تقطیر شده و پس از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور می گردد.
با تبخیر در اواپراتور گرما از محیط اطراف توسط مبرد دریافت شده و تولید سرما می شود.
پس از آن مبرد وارد جذب کننده می شود ودر آنجا توسط محلول جاذب که از ژنراتور توسط کاهش فشار به جذب کننده آمده است جذب می گردد.
حال محلول مبرد و جاذب ایجاد شده در جذب کننده که دارای سیال مبرد زیادی می باشد توسط پمپ به ژنراتور فرستاده می شود و بدین ترتیب سیکل جذبی تکمیل می گردد.

chiler 2

منبع: کتاب چیلر جذبی – مهندس محمدرضا سلطاندوست

گردآوری و نگارش: مهندس حمید مقدم

linkedin