چیلر جذبی دو اثره چه کاربردی دارد؟

توضیحات: آخرین به روز رسانی در 26 اسفند 1402

آشنایی با چیلر جذبی دو اثره

چیلر جذبی دو اثره شامل همان اجزای اصلی چیلر تک اثره می باشد. با این تفاوت که دارای یک ژنراتور، مبدل حرارتی و یک پمپ اضافی می باشد.

ژنراتور درجه حرارت بالا می تواند از بخار یا آب داغ (شعله غیرمستقیم) به عنوان منبع انرژی استفاده نماید یا می تواند از احتراق یک سوخت مانند گاز طبیعی یا نفت استفاده کند (شعله مستقیم). ابتدا چیلر جذبی دو اثره مورد بحث واقع خواهد شد و در مورد چیلر شعله مستقیم بعدا بحث خواهد شد.

چیلرهای جذبی دو اثره ی شعله غیرمستقیم به طور معمول با بخار فشار متوسط (حدود894.3 kPa psing115) و یا مایعات با درجه حرارت بالا (حدود 370℉ [187.8℃]) کار می کنند. Cop معمولن برای این چیلرها بین 0.9تا 1.2 می باشد.

در ژنراتور دما بالا، بخار با درجه حرارت بسیار بالا و یا آب داغ درون لوله های که در محلول جاذب با غلظت متوسط غوطه ور هستند جریان می یابد. محلول از بخار یا آب داغ حرارت جذب نموده و باعث بجوش آمدن مبرد و جداشدن آن از محلول جاذب می شود. با جوشیدن و جداشدن مبرد، محلول جاذب غلیظ می شود و به ابزوربر باز می گردد. بخار مبرد گرم تولید شده در ژنراتور دما بالا به ژنراتور دما پایین رفته و در آنجا درون لوله هایی که در محلول رقیق غوطه ور هستند جریان می یابد. محلول از بخار مبرد درجه حرارت بالا حرارت جذب کرده و باعث می شود تا مبرد در ژنراتور دما پایین به جوش آمده و از محلول جاذب جدا شود. با جوشیدن مبرد و جداشدن آن، غلظت محلول جاذب بالا رفته و به ابزوربر باز می گردد.

بخار مبرد دما پایین ایجاد شده در ژنراتور دما پایین به کندانسور که در دمای پایین تری قرار دارد می رود. علاوه بر این مبرد مایع که در داخل لوله های ژنراتور درجه حرارت پایین چگالش یافته است نیز به داخل کندانسور جریان می یابد.

سپس مبرد درون کندانسور، دستگاه انبساط، اواپراتور و ابزوربر به شیوه ای همانند طی مسیر مبرد در چیلر جذبی تک اثره مسیر خود را ادامه می دهد.

پمپ ژنراتور دما پایین محلول رقیق جاذب را جهت تغلیظ مجدد به ژنراتور حرارت پایین برمی گرداند. این محلول رقیق و خنک برای پیش گرم شدن توسط محلول گرم غلیظ برگشتی از دو ژنراتور از مبدل حرارتی دما پایین عبور می کند.

پمپ ژنراتور دما بالا بخشی از محلول میانی را به منظور تغلیظ مجدد از ژنراتور دما پایین پمپ کرده و به ژنراتور دما بالا می فرستد. قسمتی از این محلول میانی خنک برای پیش گرم شدن توسط محلول گرم غلیظ جریانی از ژنراتور دما بالا از مبدل حرارتی دما بالا عبور می نماید. این کار انرژی گرمایی مورد نیاز برای به جوش آمدن مبرد در ژنراتور دما بالا را کاهش می دهد. همچنین پیش خنک کردن محلول غلیظ برگشتی به ابزوربر نرخ جریان آب خنک کن مورد نیاز در ابزوربر را کاهش می دهد.

چیلر نشان داده شده در شکل صفحه ی قبل یک چیلر با منبع حرارتی بخار است و شامل یک مبدل حرارتی اضافی می باشد. این مبدل حرارتی کندانسحرارت را از بخار داغ کندانس شده خروجی از ژنراتور دما بالا به محلول میانی مبرد برگشتی به ژنراتور دما بالا انتقال می دهد. توجه کنید که این مبدل حرارتی به موازات مبدل حرارتی درجه حرارت بالا قرار دارد و تنها بخشی از محلول میانی از هرکدام از آنها عبور می کند. در اینجا هم چیلر جذبی دو اثره که با آب داغ کار میکند دارای مبدل حرارتی کندانس نخواهد بود.

محلول غلیظ پیش سرد شده از مبدل حرارتی دما بالا خارج شده و قبل از رفتن به مبدل حرارتی دما پایین با بقیه محلول میانی که از ژنراتور دما پایین برمی گردد مخلوط می شود.

همه چیلرهای جذبی دو اثره از اجزای پایه مشابه ساخته شده اند: ژنراتور درجه حرارت بالا، ژنراتور درجه حرارت پایین، کندانسور، اواپراتور، ابزوربر، دو عدد مبدل حرارتی و چند عدد پمپ. با این حال، سه روش معمول وجود دارد که می توان با استفاده از هر کدام از آنها محلول را درون چیلر به گردش درآورد: سری، موازی و سری-معکوس، چیلر دو اثره ی مثال قبل از سیکل جریانی سری-معکوس استفاده می کند.

در یک سیکل جریان سری-معکوس، محلول رقیق خروجی از ابزوربر به ژنراتور دما پایین که در آن تا حدودی غلیظ می شود پمپ می گردد. سپس بخشی از این محلول میانی به ژنراتور دما بالا پمپ شده که در آنجا بیشتر تغلیظ می گردد. محلول میانی باقی مانده ی خروجی از ژنراتور دما پایین قبل از برگشت به ابزوربر با محلول غلیظ خروجی از ژنراتور دما بالا مخلوط می گردد.

سیکل سری-معکوس نیاز به دو عدد پمپ ژنراتور دارد که البته این امر کار کنترل را در شرایط بار جزئی آسانتر می کند.

در سیکل جریان سری محلول رقیق به طور کامل از ابزوربر به ژنراتور دما بالا پمپ می گردد. با جوشیدن و تبخیر شدن مبرد و رفتن آن به ژنراتور دما بالا پمپ میگردد. با جوشیدن و تبخیر شدن مبرد و رفتن آن به ژنراتور دما پایین محلول جاذب غلیظ می شود. سپس محلول میانی حاصله به ژنراتور دما پایین می رود و در آنجا توسط بخار مبردی که در ژنراتور دما بالا تولید شده بیشتر تغلیظ می گردد. سپس محلول غلیظ شده به منظور تکرار سیکل به ابزوربر باز میگردد.

سیکل جریان سری برای سال های زیادی نقطه اتکاء اکثر طرح های چیلرهای جذبی دو اثره بوده است. این سیستم یک سیستم ساده است چراکه تنها نیاز به یک دستگاه پمپ ژنراتور داشته و کار کنترل آن کار نسبتا سر راستی است. با اینحال سیکل سری برای بدست آوردن cop مشابه سیکل های دیگر به یک مبدل حرارتی که به مقدار قابل توجهی بزرگتر باشد نیاز دارد.

در سیکل جریان موازی، محلول رقیق ابزوربر بین ژنراتورهای دما پایین و دما بالا تقسیم می شود. هر دوی جریان های محلول رقیق در ژنراتورها تغلیظ شده و قبل از برگشت به ابزوربر دوباره با هم مخلوط می شوند. در صورتیکه برای کنترل جریان محلول به ژنراتور دما پایین از یک دستگاه ثروتلینگ استفاده می شود سیکل جریان موازی (همانطور که در شکل فوق نشان داده شده) را می توان با استفاده از یک دستگاه پمپ ژنراتور پیاده نمود. البته برای داشتن کنترل بر روی طیف کاملی از شرایط عملیاتی باید از پمپ های ژنراتور جداگانه استفاده شود.

در نهایت عملکرد یک چیلر جذبی دو اثره ارتباط کمی با سیکل جریان به کار گرفته شده دارد. در عوض، عملکرد آن بستگی به انتخاب شرایط عملیاتی، مقدار مساحت سطح انتقال حرارت، اثربخشی سیستم پرج، مواد مورد استفاده در ساخت چیلر، طراحی کنترلرها و روش های ساخت چیلر دارد.