چیلر جذبی یکی از فناوری‌های پیشرفته در حوزه تهویه مطبوع است که با استفاده از حرارت اتلافی و بدون کمپرسور الکتریکی، آب سرد تولید می‌کند. این سیستم گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های صنعتی، بیمارستانی، هتل‌ها و مجموعه‌های بزرگ است که به دنبال کاهش مصرف برق، بهبود بهره‌وری انرژی و حرکت به سمت سیستم‌های کم‌کربن هستند. انتخاب صحیح نوع چیلر جذبی (تک‌اثره، دو‌اثره یا شعله مستقیم) به منبع حرارتی در دسترس و شرایط پروژه بستگی دارد.
راهنمای تخصصی عملکرد، انواع و مزایای چیلر جذبی
در حالی که چیلرهای متداول از کمپرسور الکتریکی برای تولید آب سرد استفاده می‌کنند، چیلرهای جذبی (Absorption Chillers) با بهره‌گیری از حرارت اتلافی (Waste Heat) یک فرآیند ترمودینامیکی را فعال می‌کنند که منجر به تولید آب سرد برای سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC) می‌شود.
در این فناوری، به جای مبردهای رایج، معمولا از آب به عنوان مبرد و از لیتیوم بروماید (Lithium Bromide) یا آمونیاک به عنوان جاذب استفاده می‌شود. در اغلب پروژه‌های ساختمانی و تاسیساتی، سیستم آب–لیتیوم بروماید رایج‌تر است، زیرا غیرسمی و ایمن‌تر محسوب می‌شود.
ملاحظات مهم در نصب چیلر جذبی
مهم‌ترین مزیت چیلر جذبی، عدم استفاده از کمپرسور الکتریکی است. این موضوع باعث می‌شود:
آ) بار پیک الکتریکی ساختمان افزایش پیدا نکند.
ب) ظرفیت سرمایشی بالا بدون فشار بر شبکه برق تامین شود.
اما نکته کلیدی این است که چیلر جذبی برای عملکرد بهینه، نیازمند منبع حرارتی پایدار و مداوم است. این حرارت می‌تواند از موارد زیر تأمین شود:
1) بخار اتلافی فرآیندهای صنعتی
2) حرارت خروجی دیگ‌ها
3) سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت (CHP)
4) نیروگاه‌های مقیاس کوچک
5) گاز داغ حاصل از احتراق (مثل گاز حاصل از احتراق در دیگ‌ها، ژنراتورها، محفظه احتراق و …)
6) آب جکت
کاربری‌های مناسب چیلرهای جذبی شامل موارد زیر است:
1) کارخانجات صنعتی
2) پردیس‌های دانشگاهی
3) مجتمع‌های بیمارستانی بزرگ
4) هتل‌های بزرگ
مزایای استفاده از چیلر جذبی
- مبردهای مورد استفاده معمولا اثر قابل توجهی بر گرمایش جهانی (Global Warming) و تخریب لایه اوزون (Ozone Depletion) ندارند.
- کاهش هزینه‌های برق، گرمایش و آب گرم مصرفی
- حذف کمپرسور منجر به کاهش محسوس صدا و ارتعاش می‌گردد.
- استفاده از حرارت اتلافی راندمان کل سیستم را افزایش داده و میزان انتشار گاز دی‌اکسید کربن را کاهش می‌دهد.
- مصرف بسیار کم برق (تنها برای پمپ‌ها)
- کاهش نیاز به ظرفیت سیستم برق اضطراری
اصول عملکرد چیلر جذبی (مبانی علمی)
یک چیلر جذبی معمولا از ژنراتور (Generator)، کندانسور (Condenser)، اواپراتور (Evaporator)، ابزوربر یا جاذب (Absorber) و مبدل حرارتی (Heat Exchanger)، تشکیل می‌شود.
مراحل عملکرد چیلر جذبی آب – لیتیوم بروماید
- محلول آب و لیتیوم بروماید در ابزوربر ذخیره می‌شود. در محفظه جاذب، لیتیوم بروماید بخار آب خروجی از اواپراتور را جذب می‌کند.
- محلول آب – لیتیوم بروماید خروجی از محفظه جاذب، در مبدل حرارتی پیش‌گرم شده و به ژنراتور منتقل می‌گردد.
- با اعمال حرارت (آب داغ، بخار یا گاز) در ژنراتور، آب از لیتیوم بروماید جدا شده و تبخیر می‌شود.
- بخار آب به کندانسور منتقل شده و تقطیر می‌شود.
- سپس وارد اواپراتور شده و در فشار پایین تبخیر می‌شود.
- این تبخیر ناگهانی باعث جذب حرارت شده و آب سرد تولید می‌کند.
به بیان ساده، چیلر جذبی از تغییرات فشار و تبخیر آب در خلا برای تولید سرمایش استفاده می‌کند.
انواع چیلر جذبی
چیلر جذبی تک‌اثره (Single Effect)
در این نوع از چیلر جذبی، یک چرخه جداسازی آب از لیتیوم بروماید وجود دارد. به عبارت دیگر، در این نوع از چیلرهای جذبی، فقط یک ژنراتور وجود دارد یا حرارت ورودی فقط در یک مرحله با محلول آب – لیتیوم بروماید انتقال حرارت انجام می‌دهد.
ویژگی‌ها:
آ) راندمان متوسط
ب) مصرف حرارت کمتر
پ) مناسب پروژه‌هایی با دمای منبع حرارتی پایین
چیلر جذبی دو‌اثره (Double Effect)
در این سیستم چیلر جذبی، مبرد دو بار تبخیر و بازیابی می‌شود، که باعث افزایش ضریب عملکرد (COP) می‌گردد. به عبارت دیگر این سیستم دارای دو ژنراتور است. حرارت ورودی به این سیستم در ژنراتور اول با محلول انتقال حرارت انجام می‌دهد و سپس حرارت خروجی از این ژنراتور، در ژنراتور دوم نیز با محلول غلیظ انتقال حرارت انجام می‌دهد.
ویژگی‌ها:
آ) راندمان بالاتر نسبت به تک‌اثره
ب) مناسب پروژه‌های صنعتی یا CHP
چیلر جذبی شعله مستقیم (Direct Fired)
در این نوع از چیلر جذبی، به جای استفاده از آب داغ، بخار یا حرارت اتلافی، محلول جاذب مستقیما توسط شعله گاز گرم می‌شود. چیلر جذبی شعله مستقیم می‌تواند تک اثره یا دو اثره باشد اما به دلیل اینکه انرژی ورودی به سیستم از نوع حرارت اتلافی نیست، در گروه بندی جدا قرار داده شده است.
ویژگی:
آ) ساختار مشابه سایر چیلرهای جذبی
ب) مستقل از منبع حرارت خارجی
پ) مناسب مکان‌هایی که دسترسی به گاز دارند و حرارت اتلافی قابل توجهی در دسترس نیست
چه زمانی چیلر جذبی انتخاب مناسبی است؟
چیلر جذبی تنها زمانی گزینه‌ای ایده‌آل است اگر:
1) منبع حرارتی اتلافی در دسترس دارید.
2) می‌خواهید پیک مصرف برق را کاهش دهید.
3) پروژه صنعتی یا بیمارستانی بزرگ دارید.
4) به دنبال سیستم پایدار و کم‌صدا هستید.
نصب چیلر جذبی
طراحی و اجرای سیستم‌های جذبی نیازمند تخصص بالا در طراحی تاسیسات حرارتی، تحلیل بار برودتی، محاسبات انرژی و بررسی بازگشت سرمایه (ROI)، است.
یک طراحی مهندسی صحیح می‌تواند هزینه انرژی را کاهش دهد، بازگشت سرمایه اقتصادی ایجاد کند، مصرف سوخت و انتشار کربن را کاهش دهد