اساس کار خنک کننده های جذبی(چیلر جذبی)

اساس کار خنک کننده های جذبی (چیلرهای ابزرپشن)

در دخل بالن شیشه ای مقداری آب مقطر می ریزیم سپس با درپوش و اتصالات مناسب بوسیله پمپ خلا آنرا خلا یاوکیوم می نمائیم و مانومتری دقیق (جیوه ای) میزان خلا را نشان می دهد. با توجه به دمای محیط مشاهده خواهیم کرد در درجه ای از فشار خلا آب داخل بالن شروع به جوشیدن خواهد نمود (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 براساس این آزمایش می توان به چند اصل فیزیکی و نهایتاً 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 اثر جوشیدن آب داخل ظرف جداره آن سرده 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 ملکولی آن بستگی دارد. بعنوان مثال آب یا H2O در شرایط فشار یک اتمسفر در 100 درجه سانتیگراد بجوش خواهد آمد حال اگر عامل فشار تغییر یابد مثلاً در ظرفی در بسته فشار آب را به 2 اتمسفر برسانیم در 120 درجه بجوش خواهد آمد (مانند آنچه در دیگهای زودپز اتفاق می افتد) عکس این عمل نیز صادق است یعنی اگر داخل ظرف را بوسیله پمپ وکیوم ، خلا نماییم یعنی از شرایط طبیعی که فشار یک اتمسفر است به سمت کاهش فشار حرکت کنیم مثلا در نیم اتمسفر ، آب در 81 درجه سانتیگراد بجوش خواهد آمد. واگر خلا  را بیشتر کنیم مثلا تا 6 میلیمتر جیوه (حدود یک صدم فشار حدود) با دمای 3 درجه سانتیگراد بجوش خواهد آمد. این خاصیت در مایعات مختلف فرق می کند مثلا مایع آمونیاک یا مایع الکل یا مایع فریونهای مختلف هر کدام در فشار معین در دمای معین تغییر فاز خواهند داد و تبخیر خواهند شد. بعنوان مثال فریون 12 در فشار 7/1 اتمسفر در دمای 20- درجه سانتیگراد بجوش خواهد آمد. مانند آنچه در یخچالهای خانگی اتفاق میافتد ، 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 براساس آنچه که شرح داده شد وقتی دمای آب در شرایط طبیعی به 100 درجه سانتیگراد می رسد آب تبخیر می شود اگر حین تبخیر یا بخار شدن عامل گرمایش (چراغ یا هیتر) را خاموش کنیم عمل جوش یا تبخیر متوقف می شود بنابراین در میابیم که عمل تبخیر نیاز به دریافت حرارت دارد (اصطلاحاً تبخیر یک فرایند گرماگیر است ) حال این فرآیند در فشار بالاتر از جو باشد (مانند دیگهای زودپز) یا پایین تر از فشار جو اتفاق افتد مانند آنچه در بالن مورد آزمایش یا چیلر جذبی عمل می شود.

باید دانست که مولد گرما نباید حتما شعله یا هیترهای برقی باشد بلکه باید پذیرفت هر جسمی که از دمای 273- درجه سانتیگراد که وارد چیلر جذبی می شود می تواند تامین کننده گرمای نهان تبخیر جهت آب مقطری که در داخل چیلر جذبی در اثر فشار پایین در حال تبخیر شدن است باشد و در اثر این گرمادهی دمای خود آب چیلر کاهش می یابد و مثلا به 6 درجه سانتیگراد تغییر خواهد نمود مانند آنچه در چیلر جذبی آب و لیتیوم بروماید اتفاق می افتد و این آن چیزی است که ما به آن نیاز داریم واز آن جهت خنک نمودن هوا در هواسازها و فن کوئلها یا پروسه های صنعتی استفاده می نمائیم.

 

 

 

 قطعات اصلی دستگاه چیلر

چیلرهای جذبی یک مرحله ای درمدلهای متفاوتی ساخته می شوند

در این چیلرها آب مقطر بعنوان مبرد ولیتیوم بروماید بعنوان جاذب عمل می کند و شامل بخش های اصلی ذیل می باشد:

1-مخزن بالائی شامل

الف:ژنراتور

ب: کندانسور

2-مخزن پایینی شامل

الف: ابزربر

ب: اواپراتور

3-مبدل حرارتی

4-پمپ محلول

5-پمپ مبرد

6-سیستم وکیوم

الف: کندانسور وکیوم

ب:شیرآلات سرویس

ج:مانومتر U شکل جیوه ای

7-سیستم آتی کریستال

8-تابلوی برق و سیستم کنترل

در شکل شماره 2 کلیه قطعات چیلر جذبی کاملاً مشخص گردیده است.

3-1- عملکرد اجرای اصلی

1-3-1- اواپراتور

در این محل مبرد (آب مقطر) بر روی سطوح لوله های اواپراتور ازطریق نازل هائی پاشیده شده وتبخیر می گردد . در نتیجه گرمای آب چیلر که در داخل لوله های اواپراتور جریان دارد را جذب می کند. در شرایط استاندارد (پایدار) فشار در مخزن پایین که شامل اواپراتور و ابزربر می باشد حدود mmHg abs 6 می باشد و مبرد در دمای حدود 3 درجه سانتیگراد تبخیر می گردد . در اثر این فرآیند آب چیلر با دمای 12 درجه سانتیگراد وارد اواپراتور شده و تا دمای حدود 7 درجه سانتیگراد خنک می شود.

 ابزربر

محلولواسطه (غلظت متوسط لیتیوم بروماید) بر روی سطوح لوله های ابزربر از طریق نازل های ویژه ای پاشیده شده و بخار مبرد آب مقطر را که در اواپراتور ایجاد گردیده بطور دائم جذب می نماید. بدین ترتیب محلول غلظت متوسط لیتیوم بروماید ورودی به ابزربر رقیق تر شده و در ته مخزن پایینی جمع می گردد. حرارت ناشی از حل شدن آب در محلول جاذب در ناحیه ابزربر تولید می گردد. (این حرارت 3/1 برابر ظرفیت تبرید دستگاه می باشد) و توسط آب سرد برج که در داخل لوله های ابزربر جریان دارد به خارج از چیلر منتقل می گردد.

 ژنراتور

در ابزربر محلول غلظت متوسط لیتیوم بروماید ورودی در اثر جذب بخار مبرد رقیق شده و توسط پمپ محلول ازطریق مبدل حرارتی به ژنراتور منتقل می گردد. این محلول بر روی سطوح لوله های ژنراتور جریان یافته و گرم می گردد (انرژی حرارتی ازطریق بخار و یا آب داغ تامین می گردد). در نتیجه بخشی از مبرد تبخیر گردیده واز محلول رقیق جدا می گردد در نتیجه غلظت محلول رقیق افزایش یافته وبه محلول غلیظ تبدیل می گردد حجم بخار تولید شده در ژنراتور بسته به میزان بار سرمائی مورد نیاز کنترل می گردد.

 

کندانسور

بخار مرد تولید شده در ژنراتور از روی سطوح لوله های کندانسور عبور کرده و بصورت قطرات آب تقطیر می گردد و در داخل سینی واقع در زیر کندانسور جمع آوری و به اواپراتور باز می گردد.

 مبدل حرارتی محلول

محلول غلیظی که از ژنراتور به ابزربر باز می گردد قبل ازورود به ابزربر از مبدل حرارتی محلول عبور کرده و گرمای خود را به محلول رقیقی که از ابزربر به سمت ژنراتور منتقل می گردد می دهد در نتیجه گرمای محلول غلیظ به محلول رقیق انتقال می یابد. در نتیجه در ژنراتور انرژی حرارتی کمتری برای تبخیر مبرد صرف می گردد و همچنین در ابزربر میزان انتقال حرارت توسط آب سرد برج به میزان زیادی کاهش می یابد که وجود این مبدل حرارتی مجموعاً سبب افزایش راندمان دستگاه و افزایش COP (ضریب عملکرد چیلر) می گردد.

 سیستم پرچ (تخلیه گازهای غیر قابل تقطیر)

تولید گازهای غیر قابل تقطیر در چیلرهای جذبی سبب افزایش فشار نسبی در اواپراتور شده در نتیجه درجه حرارت آب چیلر افزایش یافته و کارآئی چیلر را بشدت تقلیل می دهد. سیستم تخلیه گازهای غیر قابل تقطیر شمل شیرپرچ دستی ، خلا  سنج، شیر سلونوئید تخلیه گازو پمپ تخلیه گاز می باشد. با بهره برداری صحیح از سیستم پرچ از افت ظرفیت برودتی چیلر و خوردگی در آن جلوگیری بعمل آمده و بهره برداری بصورت پایدار انجام خواهد شد.

 پمپ ها

 پمپ محلول

پمپ محلول لیتیوم بروماید رقیق را از ته مخزن پائینی مکش کرده و بخشی از آنرا به سمت ژنراتور از طریق مبدل حرارتی محلول هدایت می کند و بخش دیگر به دستگاه اداکتور وارد شده و با محلول غلیظ مخلوط شده و محلول واسطه (محلول غلظت متوسط لیتیوم بروماید) را بوجود آورده که به سمت ابزربرمنتقل می گردد. این محلول در بدو ورود به ابزربر بصورت قطرات ریز در آمده و بر روی سطوح لوله های ابزربر پاشیده می شود.

 پمپ مبرد

این پمپ مبرد را از تانک مرد به سمت اواپراتور منتقل می کند و بر روی سطوح لوله های اواپراتور اسپری می نماید.

 پمپ پرچ (پمپ خلا)

گازهای غیر قابل تقطیر تولید شده در چیلر به کندانسور وکیوم هدایت و جمع آوری می شود که با روشن نمودن پمپ خلا این گازها از سیستم توسط پمپ پرچ مکیده شده و از طریق لوله ها تخلیه می شود.

 

ابزربر از یک مبدل حرارتی عبور کرده وانرژی حرارتی بین یکدیگر مبادله می نمایند. به این صورت که محلول غلیظ خروجی از ژنراتور در مدل حرارتی فوق الذکر سرد شده ومحلول رقیق خروجی از ابزربر در مبدل حرارتی فوق الذکر گرم شده و بدین ترتیب راندمان کلی سیستم افزایش می یابد. محلول غلیظ بعد از عبور از مبدل حرارتی با مقداری از محلول رقیق در اداکتور مخلوط شده و بصورت محلول غلظت متوسط لیتیوم بروماید در می آید که ازطریق نازل هائی بر روی لوله های ابزربر پاشیده می شود. این محلول غلیظ در ابزربر بخار مبرد را جذب کرده و بصورت محلول رقیق در می آید و در ته ابزربر جمع شده واز طریق پمپ به سمت ژنراتور منتقل می گردد و بدین ترتیب سیکل کاری دستگاه تکمیل می گردد.

دیدگاهی بنویسید