تفاوت چیلر جذبی و تراکمی چیست؟

جهت انتخاب یک چیلر مناسب برای سیستم تهویه مطبوع، عوامل و نکات زیادی وجود دارند که باید به طور خیلی دقیق مورد بررسی قرار گرفته و شناخته شوند. این عوامل به طور همزمان مزایا و معایب زیادی را به همراه خواهند داشت. پس لازم است ابتدا با انواع چیلرها آشنا شویم.

انواع چیلر ها

چیلرها از لحاظ سیکل کاری در دو دسته اصلی قرار می‌گیرند: چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی.

چیلرهای تراکمی از یک کمپرسور مکانیکی-الکتریکی برای به حرکت در آوردن مایع خنک‌کننده در دور تا دور سیستم استفاده می‌کنند. این در حالی است که چیلرهای جذبی از گرما، برای حرکت دادن مایع خنک‌کننده استفاده می کنند.

چیلرهای تراکمی تقاضای بیشتری داشته و در دو دسته ی  چیلرهای هوایی و چیلرهای آبی قرار می گیرند.

تفاوت چیلر جذبی و تراکمی بر اساس ساختار

در ادامه نگاهی اجمالی به نحوه کار، کاربرد، مزایا و معایب و تفاوت های چیلر جذبی و تراکمی خواهیم انداخت.

بررسی ساختار چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک

نوعِ چیلر تراکمی بر مبنای چگونگی فرایند دفع حرارت در کندانسور انتخاب می شود. همان‌طور که گفته شد، چیلرهای تراکمی به دو دسته اصلی هوایی و آبی تقسیم می‌شوند.

منظور از هوایی و آبی این است که در دسته اول خنک‌کردن به واسطه گردش هوای خنک صورت می گیرد و در دسته دوم از طریق گردش آب خنک.

به طور کلی اجزای اصلی تشکیل‌دهنده چیلر تراکمی عبارتند از: تبخیرکننده یا اواپراتور، متراکم‌کننده یا کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط.

ماهیت کار چیلرهای تراکمی هوایی و آبی یکسان است، تفاوت بین نوع آبی و هوایی چیلر تراکمی در این است که در چیلرهای تراکمی هوا خنک، کندانسور نوعی کویل فین گذاری شده است که گرمای آن از طریق تبادل انرژی با هوا، دفع می گردد. در چیلرهای تراکمی آب خنک، کندانسور از طریق تبادل انرژی با آب، گاز مبرد را خنک و به مایع تبدیل می کند. به گونه ای که گاز مبرد داغ خروجی از کمپرسور، وارد پوسته کندانسور شده و جریان آبی با دمای مناسب (تولید شده توسط برج خنک­ کننده) از درون لوله ها عبور داده می شود.

بررسی ساختار چیلر های جذبی

چیلرهای جذبی از یک چرخه خنک‌کننده جذبی بهره می‌برند و از هیچ متراکم‌کننده مکانیکی در ساخت آنها استفاده نمی‌شود. در این نوع چیلر به جای متراکم‌کننده، از جاذب و ژنراتور (به همراه پمپ) استفاده می‌شود. اما در ساخت این نوع چیلر نیز کندانسور و اواپراتور مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در چیلرهای جذبی معمولاً از محلول لیتیوم بروماید (LiBr) به عنوان جاذب استفاده می‌شود.

در چیلرهای جذبی، ژنراتور از یک منبع انرژی با دمای بالا (معمولاً بخار یا آب داغ) استفاده می‌کند که از طریق لوله‌ها به گردش درمی‌آید و خنک‌کننده را به بخار تبدیل می‌کند. بخار به سمت کندانسور حرکت می‌کند و در نتیجه آن، محلول غلیظ به جاذب باز می‌گردد. در جاذب، بخار خنک‌کننده توسط محلول جذب می‌شود و گرمایی که در تبخیرکننده بدست می‌آورد را آزاد می‌کند.

تفاوت چیلر جذبی و تراکمی بر اساس عملکرد و کاربرد

انتخاب نوع چیلر به عوامل زیادی از جمله شرایط آب و هوایی، نیاز و تقاضای تأسیسات، میزان بودجه، دسترسی کم و بیش به آب، دسترسی به میزان انرژی مصرفی برای راه‌اندازی چیلر، میزان استحکام سازه برای نگهداری چیلر و همچنین مساحت فضای موجود بستگی دارد.

عملکرد و کاربرد  چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک

در چیلرهای تراکمی، انرژی مکانیکی به عنوان ورودی به سیستم اعمال می‌شود و ماده مورد استفاده برای خنک‌سازی کلروفلوئوروکربن‌ها، هیدروکربن‌ها و هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها هست. استفاده از چیلر تراکمی با سر و صدای بسیار زیادی همراه است. شارژ کردن این دستگاه‌ها بسیار راحت است. فضایی که یک چیلر تراکمی اشغال می‌کند بسیار زیاد است و به همین دلیل در بعضی موارد کاربرد آن بسیار محدود می‌شود. احتمال ساییده شدن و نشتی در چیلر تراکمی تقریباً زیاد است زیرا سیستم دارای قطعات متحرک زیادی است و فشار به شدت در داخل سیستم زیاد است به همین دلیل به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارند.

عملکرد و کاربرد  چیلر های جذبی

در چیلرهای جذبی، انرژی گرمایی به عنوان ورودی به سیستم اعمال می‌شود و ماده خنک‌کننده می‌تواند آمونیاک یا آب باشد. سر و صدای چیلر جذبی به هنگام کار کردن بسیار کمتر است به قدری که می‌توان گفت تقریباً بی‌صدا است. بر خلاف چیلرهای تراکمی، شارژ مجدد این سیستم‌ها بسیار دشوار است.

در دو حالت، استفاده از چیلرهای جذبی می‌تواند به شدت سودمند باشند.

 حالت اول: زمانی است که مصرف و  هزینه برق در بالاترین حالت ممکن قرار دارد و کاهش هزینه کل سیستم شاید مهم‌ترین فاکتور موثر باشد در چنین حالتی استفاده از چیلر جذبی راهکار مفیدی برای بهبود هزینه کل سیستم است.

حالت دوم: در کارخانه‌ها استفاده از چیلر های جذبی بسیار موثر و مفید خواهد بود زیرا خنک کردن هوا وقتی دما بالا باشد باعث افزایش راندمان و ظرفیت چیلر جذبی و در عین حال کاهش فشار وارده بر خنک‌کننده در چیلر الکتریکی می‌شود.

تفاوت چیلر جذبی و تراکمی بر اساس ایمنی و نگهداری

برای چیلرهای تراکمی، دستورات مرتبط با تعمیر و نگهداری آنها نسبتاً ساده است و نیازی به تعمیر و نگهداری منظم و یا کالیبراسیون همیشگی کمپرسور، موتورها و کنترل‌ها نیست.

فقط لازم است به صورت چشمی هر از چندگاهی از قسمت‌های مختلف چیلر تراکمی بازرسی به عمل آید تا از هرگونه نشتی و خرابی در سیستم جلوگیری شود.

رایج‌ترین مشکل در تعمیر و نگهداری چیلر جذبی، بحث کریستالیزاسیون است.

همان‌طور که پیش از این گفته شد، لیتیوم بروماید به عنوان جاذب در این سیستم‌ها استفاده می‌شود و از آن جایی که LiBr از نظر ساختار شیمیایی یک نمک است، اگر دمای محلول از دمای اشباع نمک کمتر شود، لیتیوم بروماید به جامد تبدیل می‌شود.

دلایل کریستالیزاسیون و یا به عبارت دیگر دلایلی که باعث می‌شوند دمای جاذب به شدت کاهش پیدا کند عبارتند از:

1. نشت هوا و مواد غیر قابل تراکم به داخل چیلر،

2. آب خنک‌کننده‌ای که خیلی سرد است و یا دارای نوسان دمایی زیاد است

3.  قطع برق

برای جلوگیری از این اتفاقات به غیر از بازرسی‌های معمول، باید هر 5 الی 10 سال یکبار، پمپ‌ها بازرسی و پمپ‌های خراب تعمیر شوند. همچنین بازرسی میزان شعله‌وری و ایمنی مشعل‌ها الزامی است.

شاید نتوان گفت که دقیقاً کدامیک از چیلرهای تراکمی و جذبی آلودگی بیشتری را برای محیط زیست ایجاد می کنند.

در چیلرهای تراکمی مبردهای فرئونی، به لحاظ گرمایش زمین و آسیب به لایۀ اوزون، اثرات مضری را به همراه دارند. البته، با پیشرفت های اخیر در تولید مبردهای جدید، شاخص تخریب لایۀ اوزون به صفر رسیده و شاخص گرمایش زمین به مراتب کمتر شده است.

از طرف دیگر تولید برق در نیروگاه های فعلی ایران، به کمک سوزاندن سوخت های فسیلی انجام می شود؛ بنابراین مصرف برقِ بیشتر در چیلرهای تراکمی، بطور غیر مستقیم منجر به آلودگیِ محیط زیست نیز می شود

به تعدادی از مزایای چیلر تراکمی نسبت به چیلر جذبی اشاره می‌کنیم :

1. 1. چیلر جذبی ضریب عملکرد (COP) بسیار پایینی در حدود 0.5 تا 1.1 دارد، در حالی که ضریب عملکرد چیلر تراکمی بین 1 تا 8 است.
3. 2. تجهیزات چیلر جذبی یش‌تر از چیلر تراکمی حجم دارد و به همین اندازه فضای بیش‌تری از کف موتور خانه را اشغال می‌کند.
5. 3. ارتفاع تجهیزات چیلر جذبی نسبت به تراکمی بلندتر هست
7. 4. وزن تجهیزات چیلر جذبی برای تولید برودتی یکسان نسبت به چیلر تراکمی حدود 2 برابر است و معمولا در چندین قسمت مختلف تقسیم و سپس حمل می‌شود و نیز اینکه فوندانسیون بسیار محکم‌تری نیاز دارد.
9. 5. بیش‌تر چیلرهای تراکمی همراه با مبرد درون آن‌ها مستقیما از کارخانه سازنده به محل نصب حمل می‌شوند، در حالی که مبرد و جاذب چیلر جذبی می‌بایست بعد از نصب چیلر در موتور خانه، درون آن تزریق شود.
11. 6. قیمت تمام شده ی چیلرهای جذبی شعله غیرمستقیم حدود 50% نسبت به  چیلرهای تراکمی بیش‌تر است البته قیمت تمام شده ی چیلر جذبی شعله مستقیم حدود 2 برابر بیشتر از چیلر های تراکمی خواهد بود.

نتیجه گیری

بعد از شناخت مزیت‌های چیلر تراکمی نسبت به چیلر جذبی، به این نتیجه می‌رسیم که در شرایط عادی ، استفاده از چیلر تراکمی قطعا گزینه‌ی بهتری خواهد بود.

از آنجایی که منبع انرژی لازم برای راه اندازی یک چیلر جذبی حرارت مستقیم و یا غیر مستقیم است، معمولا از نوع جذبی بهتر است فقط زمانی استفاده شود که یک منبع حرارتی در حال اتلاف مانند حرارت در حال اتلاف یک کوره، حرارت در حال اتلاف توربین گاز، قسمتی از کارخانه و یا … وجود داشته باشد و ما با تجهیزات چیلر جذبی آن را بازیافت و به سیکل سردسازی تبدیل کنیم

ویدیو آموزشی “تفاوت چیلر جذبی و تراکمی”