عصر جدید چیلر های جذبی

مقایسه کمی کارکردی چیلرهای جذبی و تراکمی

در سراسر دنیا در جاهایی که گرمای هدر رفت یا سوخت ارزان قیمت در دسترس باشد؛ از چیلر های جذبی به عنوان یک راه حل موثر استفاده می گردد؛ به خصوص در سیستم های ترکیبی حرارت – توان (CHP). در اکثر شرایط، به دلیل وجود حرارت هدر رفت یا سوخت ارزان قیمت، استفاده از چیلر های جذبی، توجیه اقتصادی دارد. در ادامه به شرح برخی موضوعات در مورد چیلر های جذبی و مقایسه آن با چیلرهای تراکمی برقی اشاره شده است.

 

الف بازده

به دلیل این باور که COP در چیلر های جذبی کمتر از چیلرهای تراکمی است، بسیاری از مشتریان و حتی افرادی که در زمینه چیلر های جذبی فعال هستند، تصور دارند که چیلر های جذبی از نظر اقتصادی به صرفه نیستند. دلیل این باور اشتباه، تفاوت در COP این دو چیلر است که در جدول  ۱ نمایش داده شده است.  ضریب عملکرد چیلر ها در ظرفیت ۱۰۰۰ تن تبرید بر اساس استاندارد AHRI محاسبه شده است.

 

 

 

نکته حائز اهمیت در تجارت، هزینه کارکرد چیلر است نه مقدار COP محاسبه شده از روش های تئوری. برای این منظور، در جدول  ۲، رابطه ضریب عملکرد و هزینه کارکرد چیلر بررسی شده است. این جدول نشان می دهد با این که ضریب عملکرد چیلرهای جذبی کمتر است اما هزینه کارکرد آن ها اقتصادی تر است.

 

 

در این مقایسه فرض شده است که چیلر سانتریفیوژ و جذبی هردو در نقطه طراحی کار می کنند. هم چنین فرض شده است که قیمت گاز طبیعی برابر با $۴/MMBTU و هزینه برق به ترتیب $۰٫۱/KWh و $۰٫۲/KWh است.

 

 

نتیجه: با اینکه مقدار COP چیلر های جذبی پایین است ولی  به این معنا نیست که هزینه کارکرد این چیلر ها نیز گران تر است. در جدول ۴، هرینه کارکرد سالانه چیلر ها با هم مقایسه شده است(هزینه های انرژی مربوط به امریکا می باشد).

 

 

 

این مقایسه نشان می دهد که بازده بالای چیلر الکتریکی لزوما به معنای هزینه پایین کارکرد این نوع چیلر نیست. زیرا چیلر جذبی با انرژی کم هزینه تری کار می کند که این امر منجر به بازگشت سریع تر سرمایه می گردد. در صورت مقایسه چیلر جذبی با چیلر تراکمی اسکرال و اسکرو شرایط چیلر جذبی به مراتب بهتر است.

نکته حائز اهمیت این است که این مقایسه ها به معنای مناسب بودن چیلر جذبی برای تمام شرایط نیست، بلکه برای هر حالت بسته به نیاز کاری باید چیلر مناسب با شرایط موجود انتخاب گردد.

 

ب – کاربرد فراوان

چیلر های جذبی برای کاربری های مختلف قابل استفاده هستند؛ مانند ایجاد شرایط آسایش حرارتی، فرآیند های سرمایش صنعتی، کشتی های مسافرتی، خنک کن هوای ورودی به کمپرسور در نیروگاه ها، در شرایط پر خطر مثل پالایشگاه ها و صنایع نفت و گاز.

 

 

 

پ اثر متالوژی لوله و دمای ورودی آب خنک کن

ظرفیت سرمایشی با جنس لوله ها تغییر می کند. جنس لوله ها معمولا از مس، آلیاژ مس و نیکل (CuNi 90:10)، استیل SS316 و تیتانیوم است. اگر جنس لوله استفاده شده مسی نباشد، ظرفیت حرارتی حدودا بین ۷ تا ۱۸ درصد کاهش خواهد یافت. همچنین اگر دمای ورودی آب از دمای طراحی بالاتر رود، ظرفیت سرمایشی کاهش خواهد یافت. به عنوان مثال در یک چیلر دو اثره با ظرفیت سرمایش ۱۰۰۰ تن اگر دمای آب خنک کن از ۸۵ به ۹۳ درجه فارنهایت افزایش یابد، ظرفیت سرمایشی به ۷۵۰ تن تقلیل می یابد (۲۵ درصد کاهش).

 

ج دفع حرارت از برج خنک کن

 

 

معمولا دفع حرارت از برج خنک کن در چیلر های جذبی تک اثره و دو اثره به ترتیب برابر با ۲۹MBh/ton و ۲۱MBh/ton است.

 

چ کارکرد با ناکس پایین  (Low NOx)

دستگاه چیلر جذبی شعله مستقیم می تواند با مشعل هایی که ترکیبات اکسید نیتروژن کمی تولید می کند کار کند، بنابراین با قوانین سخت گیرانه در حیطه انتشار گاز های مضر، سازگار است. استفاده از این دستگاه با عملکرد خنک کننده در تابستان و گرمایش در زمستان، بسیار معمول و معقول است. معقول از این جهت که استفاده از سایر دستگاه های گرمایشی به طور بالقوه از بین می رود و در هزینه و فضا صرفه جویی می شود.

ح تولید هم زمان آب سرد و گرم

همچنین می توان یک واحد جذبی را طراحی کرد که در حالت همزمان کار کند، به طور همزمان آب سرد و آب گرم فراهم کند. در این حالت، ترجیحاً خنک کننده است و آب گرم یک محصول جانبی است که برای نیازهای آب گرم خانگی قابل استفاده است (به عنوان مثال برای استفاده در هتل ها).

علاوه بر این ، فناوری جذب در حالت پمپ حرارتی(Heat Pump) با موفقیت به کار گرفته شده و تا ۱۸۵ درجه فارنهایت از بخش کندانسور برای فرآیند های گرمایش منطقه ای استفاده می شود. دمای خروجی معمول از اواپراتور۸۵ درجه فارنهایت است. این واحدها معمولاً توسط بخار و آب گرم با درجه حرارت بالا یا به صورت شعله مستقیم راه اندازی می شود.

خ قابلیت کارکردن با منابع مختلف انرژی

چیلرهای جذبی را می توان با ترکیبی از شعله مستقیم، به همراه آب داغ یا بخار به علاوه آب گرم، راه اندازی کرد. حتی با گازهای یا ترکیبی از گازهای خروجی به علاوه آب داغ قابل راه اندازی است. در حالت تک اثره یا دو اثره آب می تواند با دمای ۱۳۱ درجه فارنهایت وارد و با ۱۰۴ درجه فارنهایت خارج شود. در بعضی دیگر از نمونه ها دمای سیال خروجی از اواپراتور می تواند تا منفی ۲۳ درجه فارنهایت برسد که برای کاربرد غذایی و آشامیدنی ایده آل است.

د نگهداری

هیچ بحثی در مورد فن آوری چیلر جذبی بدون ذکر پدیده کریستاله شدن محلول کامل نیست. به ویژه در ایالات متحده ، برخی افسانه های رایج در مورد کریستال محلول لیتیوم بروماید وجود دارد. واقعیت این است که چیلرهای جذبی مدرن با کنترل های پیچیده PLC ارائه می شوند تا اطمینان حاصل شود که درصد غلظت محلول نمک لیتیوم بروماید از منطقه تبلور دور نگه داشته می شود.

بدین ترتیب کارکرد و نگهداری چیلرهای جذبی نسبتاً آسان است. آنها تجهیزاتی ثابت هستند و قطعات متحرک بسیار کمی دارند. کیفیت آب خنک کننده (کندانسور) باید مطابق با دستورالعمل های سازنده حفظ شود، که هیچ تفاوتی با دیگر چیلرهای خنک کننده آب ندارد. عامل مهم دیگر حفظ خلا است. چیلرهای جذبی مدرن مجهز به سیستم پرجینگ خودکار برای حفظ خلا بدون دخالت اپراتور هستند و از ترنسدیوسرهای خلا دقیق بهره می برند. نمونه لیتیوم بروماید بسته به ساعات کار سالانه باید یک یا دو بار در سال آزمایش شود تا مقدار بالای بازدارنده خوردگی مشخص شود. درک خوب چرخه برای کارکرد و نگهداری موفقیت آمیز مطابق با راهنمایی های سازنده مهم است.

 

 

درباره نویسنده: Rajesh Dixit مدیر تولید (چیلرهای حرارتی و پمپ های حرارتی) ، راه حل های چیلر و فناوری های ساختمانی شرکت جانسون کنترل (Johnson Controls) است.

برچسب ها: