در اين قسمت يك چيلر چند بستري وچندمرحله اي معرفي وبررسي مي شود چيلر به صورت اتوماتيك ازنوع ساده به نوع چندمرحله اي تبديل مي شودوبدين ترتيب براي تغييرات درجه حرارت كه از منابع مختلف حرارتي بدست مي آيد مناسب خواهد بود . يك نمونه از چيلر پيشنهادي ساخته شده تا عملكرد آن را بررسي كنيم وتعيين كه انواع مختلف مدل هاي چيلر چقدر توانايي راه اندازي بامنابع مختلف حرارتي بادماهاي متفاوت دارند ؟ در اين راه مشاهده شده كه مدل هاي دو وسه مرحله اي مي توانند حتي دردرجه حرارت هاي پايين c 60-40 كاركند هرچند كه ميزان COP درمدل هاي دو وسه مرحله اي بسيار پايين است اماموضوع مهم اين است كه مي توانيم از انرژي حرارتي بسيار پايبن يا انرژي هاي نو (قابل بازيابي ) استفاده كرد كه در نهايت به كاهش روندگرم شدن كره زمين كمك مي كند ويك مرحله پيشرفته بانام سيكل بازياب جرم نيز موردبررسي قرارخواهد گرفت وثابت شده كه اين مرحله بازياب جرم ظرفيت سرمايشي چيلر را افزايش مي د هد .
عملكرد چيلر جذبي اساسا به توانايي انتقال جرم وحرارت درموارد جاذب بستگي دارد . در اين قسمت توانايي جاذب هايي مانند سيليكاژل وفيبرهاي كربن براي انتقال حرارت وجرم نيز بررسي مي گردد.
كاهش مصرف انرژي موضوع بسيار مهمي است تاگرم شدن كره زمين را كه ناشي از مصرف سوخت هاي فسيلي مي باشد را به تعويق اندازد . براي رسيدن به اين هدف بايد استفاده از انرژي حرارتي هدررفته يا انرژي هاي تجديد پذير در فرايندها تبديل انرژي بخصوص درفرآيند سرمايش افزايش يابد . تكنولوژي جذب حرارت يك جايگزين خوب براي سيستم هاي سرمايشي با استفاده ازكمپرسورها وپمپ هاي برقي مي باشد .
درحال حاضر مطمئن ترين تكنولوژي سيكل جذذي سرمايشي بخار مايع است .ولي سيكل هاي جذبي (بخار جامد) اين برتري رانسبت به سيكل هاي تبريد ديگر دارند كه مي توانند بادماهاي بسيار پايين (نزديك به دماي محيط ) كاركنند مثلا اين سيكل مي تواند حرارت هايي با دماي كمتر از 100را نيز ارزيابي كندتعداد زيادي از جفت هاي جاذب جذب شونده درسيستم هاي سرمايشي جذب استفاده شده است .

چيلر جذبي سيليكاژل –آب بعنوان تكنولوژي كه ازگرماي بادرجه حرارت كم در حدود 80-70 درجه استفاده مي كندمدنظر است سيكل هاي پيشرفته زيادي براي افزايش COP ويا scp ارائه شده اند اما تعداد بسيار كمي سيكل ارائه شده است كه بتواند از منبع حرارتي بادرجه حرارت نسبتا پايين استفاده كند حتي باوجود COP پايين چيلرهاي جذبي چندمرحله اي نسبت گرماي بادرجه حرارت پايين 60-50 درجه سانتي گراد را به سرمايش موثر افزايش مي دهند .
چيلرهاي تك مرحله اي معمولي قبلا درژاپن به فروش مي رسيدند اما مشكلاتي مانند COP پايين واشغال فزاي زياد نيز وجودداشته وبه همين علت براي از بين بردن اين نواقص ، در اين مطالعه كار سيكل هاي جذبي جديد با چند بستر وچندمرحله اي از نظر تئوري وعملي بررسي مي شود .
به علاوه اين نكته بسيار مهم است كه خصوصيات جذب ودفع مواد جاذب رادر امر بهبود سازي سيكل هاي جذبي را بررسي ودرك كنيم . بررسي خصوصيات ترموفيزيكي جفت هاي كاركننده نيز در اين مطاله انجام مي شود كه نتيجه آن اين خواهد بود كه از موادي استفاده كنيم كه بادرجه حرارت پايين احياء شوند .

ليتيم و برمايد به ترتيب از خانواده فلزات قليايي و هالوژن ها هستند . ترکيب اين دو عنصر، نمکي به نام برومور ليتيم برمايد است که به شدت جاذب رطوبت مي باشد و همچنين ماده پايداري بوده و غير قابل تجزيه و فساد است . برومورليتيم که آن را به صورت (LiBr) نشان مي دهند به خوبي در آب قابل حل است . در دماي محيط اين قابليت انحلال تا حدود 60 % مي رسد .

ويژگي هاي عمده محلول LiBr که از آن بعنوان جاذب در سيستم هاي جذبي استفاده مي شود به شرح زير است :

1- فشار اشباع محلول LiBr بسيار پايين است و لذا اين جانب ظرفيت بالايي در جذب بخار آب ( مبرد) دارد .

2- هنگاميکه غلظت محلول بالا رفته و دما نيز پايين باشد، کريستاليزه شدن رخ مي دهد.

3- ظرفيت گرمايي ويژه اين محلول در فشار ثابت پايين است .

C_p=0.4-0.5 kcal/kg^0c

4- اين محلول داراي خاصيت خورندگي است و به همين دليل بايد به صورت متناوب به آن بازدارنده (Inhibitor) کرومات ليتيم اضافه شود . بايد خاصيت قليايي آن در يک محدوده خاص تنظيم شود .

5- با اولين کارکرد ماشين يک لايه حفاظتي بر روي سطوح فولادي داخلي محفظه ها ايجاد مي شود که مانند عايق عمل کرده و از بروز خوردگي در بدنه جلوگيري مي کند .

6- برومورليتيم ماده اي گران قيمت مي باشد .

7- به محلول برومورليتيم اکتيل الکل (Octhyl Alcohol ) نيز اضافه مي کنيم . اين ماده باعث افزايش انتقال حرارت در ابزربر و کندانسور شده و نيز ظرفيت سرمايش را بالا مي برد . اکتيل الکل را بايد بصورت مرتب به محلول اضافه کنيم . همچنين در آغاز فصل سرما و هنگامي که دستگاه کار
نمي کند نيز بايد به محلول اين الکل را اضافه کرد .

8- لازم است همواره کيفيت محلول از نقطه نظر خاصيت قليايي و بازدارنده تحت کنترل باشد تا مواردي نظير خوردگي ، زنگ زدگي و رسوب پديد نيابد .

Chiller Plant First Costs

Chiller plants get less expensive per ton as the size of the unit increases. Larger systems are generally more efficient also. Facilities with critical air conditioning requirements will require redundant equipment. However, several pieces of small equipment will be both more expensive to purchase, operate and maintain. Facilities that have been expanded over time will likely have several chiller units from different vintages. A good energy management practice is to determine the most energy efficient way to operate the plant and control the various units accordingly.

The following Table is from the Trane Corporation on the relative costs of central chiller systems by type:

Download

محلول جاذب در شرايط عملکردي عادي کريستال نمي کند. اما در صورتيکه چنين اتفاقي افتاد، جهت تشخيص علت و نحوه برطرف کردن آن به بخش رفع اشکال رجوع کنيد . هنگامي که اين وضعيت رخ دهد، معمولا محلول در داخل مبدل حرارتي کريستال کرده و جلوي جريان محلول غليظ را از ژنراتور مي گيرد . در اين حالت محلول به درون يک لوله سرريز شده و مستقيما به درون مخزن جاذب مي ريزد .

سپس پمپ محلول، محلول داغ را از درون لوله هاي مبدل حرارتي گذرانده و به طور خودکار گرماي محلول موجب رفع کريستال مي شود .

در صورتيکه پس از يک دوره طولاني خاموش دستگاه ، کريستال به وجود آيد ( چنانچه عمليات رقيق سازي به درستي انجام نشده باشد يا در صورت قطعي برق) ممکن است کريستال باعث جلوگيري از چرخش روتور گرديده و حتي پمپ Overload نمايد که اين حالت مي تواند عمل آن را مختل سازد.

در چنين شرايطي بايد از دستورالعمل زير پيروي نمود :

1- بدنه و لوله هاي انتقالي پمپ محلول را با بخار حرارت دهيد . در هنگام کار با پمپهاي بسته بايد دقت بسياري به خرج داد . هنگام حرارت دادن بدنه موتور با بخار بايد دقت شود تا به هيچ وجه حرارت به موتور و کنترلهاي آن به طور مستقيم داده نشود . همچنين به هيچ وجه نبايد اتصالات فلنج را مستقيما حرارت داد . زيرا حرارت مي تواند موجب از بين رفتن واشرها شود .

2- از حرکت موتور پمپ محلول اطمينان حاصل کنيد . گردش پمپهاي بسته از طريق مشاهده فشار خرووجي در شير سرويس پمپ قابل تشخيص است زيرا به طور مستقيم نمي توان حرکت موتور را مشاهده نمود . يک فشار سنج را به شير سرويس پمپ وصل کنيد . در صورتيکه دکمه هاي روشن – خاموش پمپ بر روي تابلوي کنترل خاموش شده اند ، آنها را روشن ک نيد . در صورتيکه موتور پمپ حرکت کند، درجه فشار سنج فشاري بيش از فشار اتمسفري را نمايش مي دهد . در صورتيکه داخل پمپ و لوله هاي انتقالي و خروجي آن به طور کامل بسته شده باشند، درجه فشار سنج فشار 0 را نمايش م يدهد . 

در صورتيکه بعضي از قسمتهاي داخل پمپ گرفته باشند و بقيه قسمتها باز باشند، بروز خلاء عميق مي تواند نشان دهنده عدم گردش موتور باشد . در چنين شرايطي آن قدر به حرارت دهي به بدنه پمپ ادامه دهيد تا فشار سنج ، عددي بالاتر از فشار اتمسفري را نشان دهد . به هيچ وجه دکه ريست پمپ را بيش از يک بار در هر 5 دقيقه آزاد نکنيد . در صورتيکه مبدل حرارتي هم بسته شده باشد، با به راه افتادن پمپ محلول داغ در درون آن به جريان افتاد و کريستال بر طرف مي شود.

در صورتيکه لوله انتقال دهنده محلول از مبدل حرارتي به افشانه جاذب بسته شده باشد، پمپ آن چگاليده کندانسور را خاموش کرده و دستگاه را در حالي که شير کنترل ظرفيت آن را باز کرده ايد، روشن کنيد، کليد سايکل گارد را در حالت دستي (Manual) قرار دهيد تا محلول رقيق شود.

موارد زير در هنگام خاموش کردن دستگاه بايد رعايت شود :

1- آب سرد ، آب برج خنک کن : اگر دماي اطراف دستگاه به اندازه اي پايين بيايد که احتمال بروز انجماد آب وجود داشته باشد ، بايد آب را از داخل لوله هاي هر کدام از جعبه هاي آب (Water Box) تخليه کنيم .

2- حتي المقدور بايد خلاء داخل ماشين حفظ شود.  همچنين مي توان داخل ماشين را با گاز نيتروژن تحت فشار پرکرد .

3- محلول داخل ماشين بايد در شرايط رقيق باشد . به اين منظور با باز کردن شير اطمينان سيکل Cycle Guard Valve ( از روي صفحه کنترل ) مبرد به قسمت محلول رفته و آنرا رقيق مي کند .

4- پمپ مبرد بصورت اتوماتيک در صورت کمبود مبرد از کار مي افتد .

5- هنگامي که پمپ مبرد از کار افتاد دستگاه را متوقف مي کنيم .

6- ماشين پس از 15 دقيقه عمل رقيق سازي محلول متوقف مي شود .

تحولات به وقوع پيوسته در صنعت و شيوه هاي جديد استفاده از منابع نيرو همچنين رشد اقتصادي روز افزون ، موجب خواهد شد که در طي 20 سال آينده تحولاتي اساسي در زمينه صنعت تبريد در سراسر دنيا رخ دهد . سازمان انرژي ايالات متحده پيش بيني کرده است در آمريکا بيش از 300 گيگا وات ظرفيت توليد انرژي براي تامين تقاضاي روز افزون انرژي الکتريکي و همچنين جبران انرژي مربوط به نيروگاههايي که از رده خارج مي شوند، مورد نياز است . در ماه مارس سال 1999 اين سازمان و صنايع مرتبط مفهوم گرمايش ، سرمايش و تامين نيرو براي ساختمانها را مطرح کردند که آغازي براي توسعه تکنولوژي سيستمهاي تهويه مطبوع يکپارچه ، گرمايش با آب گرم خانگي و تامين انرژي الکتريکي بود.

سرمايش جذبي يکي از فناوريهاي کليدي در زمينه سرمايش ، گرمايش و تامين نيرو براي ساختمانها مي باشد چرا که اين سيستم امکانات قابل توجهي را براي تبديل گرماي هدر رفته به سرمايش در اختيار مي گذارد .

سرمايشي که از اين طريق بدست مي آيد را مي توان به منظور نگهداري و ارتقاي کارايي توربينهاي گازي و ژنراتورهاي الکتريکي مورد استفاده قرار داد.

در ساختمانهاي تجاري و موسسات مختلف که در آنها از سيستم چيلرهاي جذبي استفاده مي شود، طرح سرمايش ، گرمايش و تامين نيرو براي ساختمانها بر حصول مفاهيم زير استوار است :

توسعه چيلرهاي شعله مستقيم : تاسيسات حرارتي پيشرفته که نسبت به سيستمهاي شعله مستقيم جديد با تکنولوژي جذبي دو اثره برتري دارند .

توسعه تکنولوژي ليتيوم برومايد / آب : مانند نسل طراحي جديد اين سيستم ، سيستمهاي يک اثره جذبي ( بازيافت حرارت) ، ميکرو توربين ها و سيستم هاي جذبي هم سوز، و چيلرهاي هوا خنک ليتيوم برومايد / آب

ارزيابي : منافع بالقوه حاصل از موتورهاي درون سوز، توربينهاي گازي ، ميکروتوربينها و سلولهاي سوختني .

شناسايي : مراکز فعلي توليد نيرو که ميتوانند از يکپارچه سازي توسط چيلرهاي جذبي ( مانند استفاده از سرمايش براي ورودي توربين هاي گازي ) منتفع گردند .

نظر به اينكه ليتيوم برومايد از عناصر قليايي و برم از خانواده هالوژنها است، ليتيوم برومايد از نظر خواص فيزيكي و شيميايي نزديك به نمك طعام بوده و تركيبي پايدار مي باشد كه در هواي آزاد تجزيه نمي گردد و تبخير وتصعيد نمي شود(مگر در دماهاي بيش از 5000 درجه سانتي گراد).

خواص اساسي اين نمك در جدول زير نشان داده شده است: