انواع سیکل چیلر جذبی

چیلر های جذبی از نظر سیکل به دو روش کلی تقسیم بندی می شوند. در روش اول، چیلر های جذبی بر اساس تعداد ژنراتور ها تقسیم بندی می شوند. به این صورت که چیلر های جذبی که یک، دو، سه و یا تعداد بیشتری ژنراتور دارند به ترتیب به چیلر های جذبی تک اثره، دو اثره و سه اثره یا بیشتر تقسیم می شوند. در روش دوم، چیلر های جذبی از نظر نوع جریان محلول طبقه بندی می شوند. در این روش، چیلر های جذبی به سه گروه جریان موازی، جریان سری و جریان معکوس تقسیم می شوند. این نوع تقسیم بندی بیشتر برای چیلر های جذبی که دارای دو ژنراتور یا بیشتر هستند، کاربرد دارد.

روش اول

همان طور که در بالا ذکر شد، در این روش چیلر های جذبی از نظر تعداد ژنراتور ها طبقه بندی می شوند.

فرآیند تبخیر مبرد و جدا سازی آن از محلول در ژنراتور اتفاق می افتد. در چیلر جذبی تک اثره، این فرآیند فقط یک مرتبه و با کمک منبع حرارت خارجی صورت می گیرد. در چیلر جذبی دو اثره، این فرآیند دو مرتبه صورت می پذیرد. در این نوع از چیلر های جذبی، این فرآیند در یکی از ژنراتور ها با کمک منبع حرارت خارجی انجام می شود و در ژنراتور دیگر با کمک حرارت بخار مبرد تولید شده در ژنراتور قبلی یا گاها به کمک یک منبع حرارت خارجی دیگر که نسبت به منبع حرارتی اول، ارزش حرارتی کمتری دارد انجام می شود. فرآیند جدا سازی مبرد از محلول در چیلر های جذبی سه اثره به بالا نیز مشابه چیلر های جذبی دو اثره است اما با توجه به این که عملکرد چیلر های جذبی که بیش از دو ژنراتور دارند از نظر اقتصادی به صرفه نیستند، از آن ها به ندرت استفاده می شود. در شکل ۱ و ۲ به ترتیب سیکل چیلر جذبی دو اثره و تک اثره بخار نشان داده شده است.

روش دوم

همان طور که ذکر شد، در این روش چیلر های جذبی از نظر جریان به سه گروه موازی، سری و معکوس تقسیم می شوند. در چیلر جذبی جریان موازی، محلول رقیق خروجی از ابزوربر به دو شاخه تبدیل می شود. یک شاخه وارد ژنراتور دما بالا و شاخه دیگر در مسیری جداگانه وارد ژنراتور دما پایین می شود. در ژنراتور دما بالا به کمک منبع حرارت خارجی، مبرد از محلول جدا می شود. از بخار مبرد ایجاد شده در ژنراتور دما بالا به عنوان منبع حرارتی در ژنراتور دما پایین استفاده می شود. رابطه ۱ برای تمام چیلر های جذبی برقرار است:

در رابطه ۱، منظور از REFR، HTG و LTG به ترتیب ژنراتور دما بالا ، مبردو ژنراتور دما پایین است.

در چیلر جذبی جریان سری، تمام محلول رقیق خروجی از ابزوربر وارد ژنراتور دما بالا شده وسپس محلول با غلظت بیشتر وارد ژنراتور دما پایین می شود و از این ژنراتور، محلول غلیظ خارج می شود. مانند چیلر جذبی جریان موازی، از بخار مبرد ایجاد شده در ژنراتور دما بالا به عنوان منبع حرارتی در ژنراتور دما پایین استفاده می شود. رابطه ۲ برای چیلر های جذبی جریان سری برقرار است.

با توجه به تعریف نسبت دبی مخصوص برای محلول که در مقاله (دما و غلظت محلول در سیکل چیلر جذبی) توضیح داده شده است، نسبت دبی مخصوص برای محلول در ژنراتور های دما بالا و دما پایین در چیلر جذبی جریان سری به صورت زیر نوشته می شود.

در رابطه ۲ و ۳، منظور از SRTONG,LTG، WEAK,LHTG و STRONG,HTG به ترتیب محلول رقیق ورودی به ژنراتور دما بالا ، محلول غلیظ خروجی از ژنراتور دما پایین و محلول خروجی از ژنراتور دما بالا (ورودی به ژنراتور دما پایین) که غلظت آن نسبت محلول رقیق ورودی به ژنراتور دما بالا افزایش یافته است.

چیلر جذبی جریان معکوس کاملا عکس چیلر جذبی جریان سری عمل می کند. یعنی محلول رقیق وارد ژنراتور دما پایین می شود و محلول غلیظ از ژنراتور دما بالا خارج می شود. رابطه ۲ برای چیلر جذبی جریان معکوس به صورت زیر قابل بیان است.

در رابطه ۴، منظور از STRONG,LTG محلول خروجی از ژنراتور دما پایین (ورودی به ژنراتور دما بالا) که غلظت آن نسبت به محلول رقیق ورودی به ژنراتور دما پایین افزایش یافته است.

مقایسه

با توجه به این که در چیلر جذبی جریان موازی، محلول به دو شاخه تقسیم می شود، دبی محلول عبوری از ژنراتور ها نسبت به چیلر جذبی جریان سری کمتر است، بنابراین اندازه ژنراتور های چیلر جذبی جریان موازی نسبت چیلر جذبی جریان سری کوچک تر است. همچنین در مقاله (عوامل موثر بر ضریب عملکرد چیلر های جذبی)، ضریب عملکرد و ظرفیت سرمایی چیلر جذبی جریان سری با چیلر جذبی جریان موازی مقایسه شده است. همچنین در ساخت انواع چیلر جذبی، جهت افزایش ضریب عملکرد چیلر جذبی، از مبدل های حرارتی در مسیر جریان محلول یا مبرد کندانس شده استفاده می شود. این مبدل ها در شکل ۱ قابل مشاهده است.

در شکل ۳، سیکل و نمودار چیلر جذبی سری و موازی نشان داده شده است. به کمک این نمودارها می توان دما و غلظت محلول را در هر نقطه از سیکل جریان موازی و سری مقایسه کرد.

به طور کلی به ازای دمای برابر در ژنراتور دما بالا ضریب عملکرد چیلر جذبی نوع سری کمی بهتر از نوع موازی است اما نوع موازی در نقاط بحرانی ۹-۱۰ شکل ۳ دارای غلظت کمتری بوده و فاصله مناسبی از ناحیه کیرستال شدن دارد. هر چند مشکل نقاط بحرانی در نوع سری به گونه ای دیگر و از طریق مبدل بازیافت حرارتی مبرد که به صورت موازی با مبدل دما پایین تعبیه شده (شکل ۱) حل شده است. در نهایت باید بیان کرد که نمی توان به طور مشخص گفت که عملکرد چیلر جذبی سری نسبت به چیلر جذبی موازی بهتر است یا خیر. بهترین روش انتخاب چیلر جذبی، انتخاب بر اساس کیفیت انرژی ورودی و مشخصات عملکردی مورد نیاز در هر پروژه است.