مقایسه و تفاوت چیلر تراکمی و جذبی

چیلر تراکمی بهتر است یا جذبی؟ چه تفاوت هایی با هم دارند؟ از لحاظ قیمت و مصرف انرژی کدامیک برای پروژۀ ما مناسب تر است؟ این ها سؤالات و چالش هایی است که مشتریان در زمان خرید چیلر، همواره از کارشناسان تهویه نگار می پرسند و ما در این مقاله قصد داریم به طور جامع و کامل دو محصول چیلر جذبی و تراکمی را از ابعاد گوناگونی با یکدیگر مقایسه کنیم.

مقایسه و تفاوت چیلر جذبی و تراکمی
مقایسه و تفاوت چیلرهای جذبی و تراکمی

این روزها، در صنعت تهویه مطبوع، سیستم ها و تجهیزات متنوعی برای انتخاب وجود دارند. اما یکی از رایج ترین آن ها که سال هاست خصوصاً در ساختمان های بزرگ بکار می رود، دستگاهی است بنام چیلر که در دستۀ سیستم های تهویه مطبوع آبی قرار می گیرد. اساساً چیلر به ماشینی گفته می شود که گرما را از محیطی گرفته و به محیط دیگری منتقل می کند. به عبارت ساده تر، چیلر با تولید آب سرد (7 درجه سانتی گراد) و انتقال آن به داخل هواساز یا فن کویل، منجر به سرمایش محیط داخلی یک ساختمان می شود. البته از چیلر نیز در فرایندهای صنعتی که نیاز به آب سرد دارند (از منفی 40درجۀ سانتی گراد تا 3 درجۀ سانتی گراد بالاتر از دمای مرطوب محیط) استفاده می شود.

اولین و اصلی ترین تقسیم بندی انواع چیلر بر مبنای سیکل کاری آنها می باشد که بر این اساس چیلرها یا تراکمی هستند یا جذبی. بنابراین، پیش از مقایسۀ عملکرد چیلرهای تراکمی و جذبی، تعریف سیکل کاری آنها را مرور می کنیم.

فهرست مطالب

تعریف سیکل تبرید تراکمی بخار

مبنای کار چیلر تراکمی، سیکل تبرید تراکمی بخار است و تعریف آن گردش جریان سیالی به نام مبرد در سیکلی به اسم کارنو می باشد که از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده است: کمپرسور (Compressor) کندانسور (Condenser) شیر انبساط (Expansion valve) و اواپراتور (Evaporator).

دیاگرام سیکل تبرید تراکمی بخار در چیلر تراکمی
دیاگرام سیکل تبرید تراکمی بخار

در شروع سیکل، گاز مبرد وارد کمپرسور شده، متراکم می شود و فشار و دمایش افزایش می یابد. سپس گاز با فشار و دمای بالا بمنظور دفع حرارت به سمت کندانسور هدایت می گردد. در کندانسور ابتدا دمای گاز کاهش یافته و در ادامه با از دست دادن حرارت بیشتر به مایع تبدیل می شود. سپس مایع مبرد از شیر انبساط عبور کرده و با افت فشارِ ناشی از فرایند اختناق، ابتدا به شدت سرد و در ادامه مقداری از آن تبخیر می شود.                        

در نهایت مخلوط مایع و گازِ حاصل با دمایی پایین­ وارد اواپراتور شده و با جذب گرمای آب عبوری از اواپراتور، ضمن سرد کردن آب کاملاً تبخیر خواهد شد. به این ترتیب بعد از اتمام فرایند سرمایش در اواپراتور، گاز مبرد خروجی، مجدد به کمپرسور باز می گردد.

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور

با توجه به ظرفیت برودتی مورد نیاز، شرایط اقلیمی محل پروژه، هزینه های مصرف انرژی و سرویس و نگهداری دستگاه و عواملی دیگر، نوعِ چیلر تراکمی بر مبنای چگونگی فرایند دفع حرارت در کندانسور انتخاب می شود که انواع آن عبارتند از:

چیلر تراکمی آب خنک (Water cooled chiller)

در چیلرهای تراکمی آب خنک، کندانسور (مبدل پوسته و لوله) از طریق تبادل انرژی با آب، گاز مبرد را خنک و به مایع تبدیل می کند. بطوریکه گاز مبرد داغ خروجی از کمپرسور، وارد پوسته کندانسور شده و جریان آبی با دمای مناسب (تولید شده توسط برج خنک­ کننده) از درون لوله ها عبور داده می شود.

پیشنهاد مطالعه:

بررسی جامع ساختار، عملکرد و کاربرد چیلر تراکمی آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک و کندانسور آبی
چیلر تراکمی آب خنک و کندانسور آبی

چیلر تراکمی تبخیری (Evaporatively)

در چیلرهای تراکمی تبخیری، کندانسور کویلی است که از طریق فرایند سرمایش تبخیری، دفع حرارت می کند. بطوریکه گاز مبرد با دمای بالا، وارد لوله های کویل کندانسور شده و از طرف دیگر آب توسط نازل هایی روی لوله ها پاشیده می شود. این چنین با جذب گرمای گاز مبرد، بخشی از آب تبخیر شده و فرایند چگالش اتفاق می افتد.

کندانسور تبخیری
کنانسور تبخیری در چیلر تبخیری

چیلرهای تراکمی تبخیری به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

چیلر تراکمی هوا خنک (Air cooled chiller)

در چیلرهای تراکمی هوا خنک، کندانسور نوعی کویل فین گذاری شده است که گرمای آن از طریق تبادل انرژی با هوا، دفع می گردد. چنانکه گاز داغ مبرد، وارد لوله های فین دار کویل شده و هوای محیط توسط الکتروفن های محوری، از روی لوله ها عبور داده می شود.

چیلرهای تراکمی هوا خنک را می توان به دو شکل یکپارچه (Packaged) و دو پارچه (Split) طراحی و تولید نمود. چنانکه در نوع دو پارچه، کندانسورِ چیلر در یک یونیت جداگانه ساخته می شود و در نوع یکپارچه، تمامی متعلقات چیلر درون یک یونیت تعبیه خواهند شد.

چیلر تراکمی هوا خنک و کندانسور هوایی
چیلر تراکمی هوا خنک و کندانسور هوایی

تقسیم بندی دیگری برای انواع چیلرهای تراکمی، بر اساس نوع کمپرسور (فرایند تراکم) تعریف می شود که شامل چیلرهای تراکمی روتاری، اسکرال، پیستونی، اسکرو و سانتریفیوژ می باشند. در مقالۀ چیلر تراکمی به تفصیل به این تقسیم بندی اشاره شده است.

پیشنهاد مطالعه:

بررسی فنیِ کامل اجزا، ساختار و کارکرد چیلر تراکمی هوا خنک

تعریف سیکل تبرید جذبی

مبنای کار چیلرهای جذبی، سیکل تبرید جذبی است که بر اساس جذب مبرد توسط مادۀ جاذب عمل می کند.

سیکل تبرید جذبی
سیکل تبرید جذبی

مبرد و مادۀ جاذب بواسطۀ دفع حرارت در ابزوربر (محفظۀ جاذب)، محلول مایعی را تشکیل می دهند که از طریق پمپ به سمت ژنراتور جریان می یابد. با جذب گرما در ژنراتور، محلول رقیق می شود، به این معنا که مبرد تبخیر و از مادۀ جاذب جدا می گردد. به این ترتیب از یک طرف بخار مبرد راهیِ کندانسور شده و از طرف دیگر مادۀ جاذبِ باقی مانده در ژنراتور به ابزوربر باز می گردد. مبرد در ادامۀ مسیر به مانند سیکل تراکمی بخار به شکل مایع از کندانسور خارج شده و پس از کاهش فشار و دما در اثر فرایند اختناق، وارد اواپراتور می شود. در اواپراتور بعلت جذب گرمای آبِ در گردش، ضمن سرد شدن آب، مبرد کاملاً تبخیر شده و مجدداً به سمت ابزوربر برمی گردد تا در مادۀ جاذب حل شود.

ساختمان چیلر جذبی
چیلر جذبی

تمامی فرایندهای سیکل تبرید جذبی در شرایط خلاء (فشار زیرِ یک اتمسفر) اتفاق می افتد و این موضوع یکی از مهمترین تفاوت های سیکل تبرید جذبی و تراکمی می باشد.

انواع چیلر جذبی بر اساس مکانیزم طراحی

اصلی ترین معیار دسته بندی انواع چیلرهای جذبی، مکانیزم طراحی آنها می باشد:

  • چیلر جذبی تک اثره (Single effect): آن دسته از چیلرهای جذبی که تنها دارای یک ژنراتور در سیکل برودتی خود هستند.
  • چیلر جذبی دو اثره (Double effect): نوعی از چیلر جذبی که به لحاظ فرآیند و چرخه سرمایش مشابه همان چیلر تک اثره است؛ با این تفاوت که فرآیند رقیق نمودن محلولِ جاذب و مبرد، در دو مرحله صورت می گیرد. مرحله اولِ رقیق کردن در ژنراتور دما بالا و مرحله دوم در ژنراتور دما پایین انجام می شود.

دسته بندی های دیگری برای انواع چیلرهای جذبی تعریف می شوند: بر مبنای نوع مادۀ جاذب و مبرد (جاذب آب و مبرد آمونیاک، جاذب لیتیوم بروماید و مبرد آب و …) و همچنین بر اساس منبع گرماییِ ژنراتور (آب گرم، آب داغ، بخار، شعله مستقیم و …). در مقالۀ چیلر جذبی به تفصیل، این نوع از دسته بندی ها مورد بررسی قرار گرفته اند.

پیشنهاد مطالعه:

آشنایی با دسته بندی و عملکرد انواع چیلر جذبی (تک اثره، دو اثره، شعله مستقیم)

مقایسۀ چیلر تراکمی و جذبی

اینک که با اساس کار چیلرهای تراکمی و جذبی آشنا شدیم، می توانیم آنها را بر مبنای معیارهای متعددی با یکدیگر مقایسه کنیم. معیارهایی که بررسی آن ها برای تصمیم گیریِ ما در انتخاب بهترین گزینه، کمک مؤثری خواهند بود.

1- مقایسۀ ضریب عملکرد (COP) چیلرهای تراکمی و جذبی

ضریب عملکرد چیلر (Coefficient Of Performance) که در واقع نشان دهندۀ راندمان مصرف انرژی آن است یکی از مهمترین پارامترها در ارزیابیِ کارایی چیلر محسوب می شود. نسبت گرمای دریافتی از آب در اواپراتور به مجموع انرژی مصرفی در مصرف کننده ­ها (کمپرسور، الکتروفن های کندانسور هواخنک، برج خنک کننده، پمپ و ژنراتور) تعریف ضریب عملکرد چیلر می باشد. اندازه گیری ها بر مبنای شرایط یکسان (شرایط استاندارد تهویه مطبوع) نشان می دهد که حداکثر ضریب عملکرد در چیلرهای تراکمی هوا خنک (با کمپرسور اسکرو) 3.5kW/kW و در چیلرهای تراکمی آب خنک (با کمپرسور سانتریفیوژ) 6kW/kW می باشد. این در حالی است که حداکثر ضریب عملکردِ چیلرهای جذبی تک اثره 0.8kW/kW و چیلرهای جذبی دو اثره 1.4kW/kW است.

مقایسه و تفاوت ضریب عملکرد انواع چیلر جذبی و تراکمی
مقایسۀ ضریب عملکرد انواع چیلر تراکمی و جذبی

تعریف شرایط استاندارد تهویه مطبوع (AHRI 550/590)

بر اساس استاندارد جهانی مؤسسۀ تهویه مطبوع، گرمایش و تبرید که به اختصار آن را AHRI می نامیم، شرایط استاندارد تهویه مطبوع بر مبنای چهار پارامتر زیر تعریف می شود:

1- دمای خشک محیط: 35 درجۀ سانتی گراد

2- دمای آب ورودی و خروجیِ اواپراتور: 12 و 7 درجۀ سانتی گراد

3- دمای آب ورودی و خروجیِ کندانسور آب خنک: 30 و 35 درجۀ سانتی گراد

4- ارتفاع از سطح دریا: صفر

2- مقایسۀ مصرف آب چیلرهای تراکمی و جذبی

از آنجا که در چیلرهای جذبی علاوه بر کندانسور آب خنک، برای دفع حرارت در ابزوربر نیز از آب خنکِ تولیدی در کولینگ تاور (برج خنک کننده) استفاده می شود، به گردش آبِ خنک بیشتری نیاز خواهد بود (نزدیک به 50 درصد بیشتر از چیلرهای تراکمی آب خنک). بنابراین سایز پمپ های سیرکولاسیون، خطوط انتقال آب، برج خنک کننده، دستگاه های سختی گیر و اساساً میزان مصرف آب در چیلرهای جذبی حدودِ 50 درصد بیشتر از چیلرهای تراکمی آب خنک می باشد.

مقایسه و تفاوت مصرف آب در چیلر جذبی و تراکمی
مقایسۀ مصرف آب در چیلر تراکمی و جذبی

3- مقایسۀ مصرف انرژی در چیلرهای تراکمی و جذبی

نتایج مطالعات و محاسبات برای اقلیم های مختلف نشان می دهد که مجموع انرژی مورد نیاز برای تولید سرمایش در چیلرهای جذبی همواره نسبت به چیلرهای تراکمی بیشتر است که علت اصلی آن ضریب عملکرد پایینِ چیلرهای جذبی می باشد.

مقایسه و تفاوت مصرف انرژِی چیلر جذبی و تراکمی
مقایسۀ مصرف انرژی ِچیلرهای تراکمی و جذبی در اقلیم های مختلف

اما با توجه به اینکه جنس انرژی مصرفی در چیلرهای جذبی و تراکمی با یکدیگر متفاوت است؛ می بایست ظرفیتی را بعنوان نمونه در نظر بگیریم تا بتوانیم اختلاف هزینه های مصرف انرژی را در چیلرهای جذبی و تراکمی (هواخنک و آب خنک) با یکدیگر مقایسه کنیم. با فرض 180 تن تبرید ظرفیت برودتی، شرایط اقلیمیِ شهر تهران و 14 ساعت زمان کارکرد چیلر، مقایسه را انجام می دهیم.

محاسبات انرژی مصرفی در چیلر جذبی دو اثره (شعله مستقیم) به ظرفیت برودتی 180 تن تبرید

با استناد به کاتالوگ کمپانی هیتاچی HITACHI:

مشخصات فنی چیلر جذبی دو اثره هیتاچی
مشخصات فنی چیلر جذبی دو اثره و شعله مستقیم هیتاچی
  • دبی آب در گردشِ برج خنک کننده: 182.1 مترمکعب بر ساعت / در نتیجه، ظرفیت برودتی برج خنک کننده (با در نظر گرفتن 5 درجۀ سانتی گراد، اختلاف دمای ورودی و خروجیِ آب برج) برابر است با: 300 تن تبرید
  • مصرف برق الکتروفنِ برج (با توجه به کاتالوگ شرکت های سازنده): 7.5kW
  • مصرف برق در پمپ سیرکولاسیون آبِ برج: 30kW
  • گاز مصرفی در ژنراتور: 446kW / ارزش حرارتی گاز طبیعیِ تهران (بر اساس محاسبات وزارت نیرو در سال 1391): 8763 کیلوکالری بر مترمکعب / در نتیجه، دبی گاز مصرفی: 8/43 مترمکعب بر ساعت
  • برق مصرفی در پمپ محلول: 4.4kW
  • برق مصرفی در پمپ مبرد: 0.4kW
  • برق مصرفی در پمپ سیستم تخلیه: 0.4kW
  • برق مصرفی در فن مشعل: 0.75kW

بنابراین، در یک چیلر جذبی دو اثره (شعله مستقیم) به ظرفیت برودتی 180 تن تبرید:

– کل مصرف برق روزانه: 608.3kW.hr = 43.45*14

– کل مصرف گاز روزانه: 613.2 متر مکعب

محاسبات انرژی مصرفی در چیلر تراکمی آب خنک به ظرفیت برودتی 180 تن تبرید

با استناد به خروجی نرم افزار BITZER برای انتخاب کمپرسور چیلر آب خنک:

نرم افزار انتخاب کمپرسور کمپانی بیتزر
نرم افزار انتخاب کمپرسور کمپانی بیتزر
  • برق مصرفی کمپرسورها: 72.1×2=144.2kW
  • ظرفیت برودتی کندانسور (ظرفیت برودتی برج خنک کننده) برابر است با: 388×2=776kW / مصرف برق الکتروفنِ برج (با توجه به کاتالوگ شرکت های سازنده): 5.5kW / مصرف برق در پمپ سیرکولاسیون آبِ برج: 22.5kW

بنابراین، در یک چیلر تراکمی آب خنک به ظرفیت برودتی 180 تن تبرید:

– کل مصرف برق روزانه: 172.2×14=2410.8kW.hr

محاسبات انرژی مصرفی در چیلر تراکمی هواخنک به ظرفیت برودتی 180 تن تبرید

با استناد به خروجی نرم افزار BITZER برای انتخاب کمپرسور چیلر هواخنک:

خروجی نرم افزار بیتزر برای چیلر تراکمی هوا خنک
خروجی نرم افزار بیتزر برای چیلر تراکمی هوا خنک
  • برق مصرفی کمپرسورها: 2×97.5=195kW
  • ظرفیت برودتی کندانسور برابر است با: 414×2=828kW / مصرف برق الکتروفن های کندانسور: 20.4kW (با توجه به کاتالوگ شرکت های سازنده)

بنابراین، در یک چیلر تراکمی هواخنک به ظرفیت برودتی 180 تن تبرید:

– کل مصرف برق روزانه: 215.4×14=3015.6kW.hr

با توجه به محاسبات فوق، مصرف گاز و برق چیلرهای تراکمی و جذبی در نمودار زیر نشان داده شده است.

مقایسه میزان مصرف برق و گاز در چیلرهای جذبی و تراکمی
مقایسۀ میزان مصرف برق و گاز در چیلرهای تراکمی و جذبی

اکنون می توانیم با توجه به میزان بهای برق و گاز، اختلاف هزینه های مصرف انرژی را محاسبه کنیم:

– میانگین هزینۀ مصرف برق در فصل گرم سال: 1000 ریال به ازای هر کیلووات ساعت

– میانگین هزینۀ مصرف گاز در فصل گرم سال: 4300 ریال به ازای هر مترمکعب

مقایسه هزینه مصرف انرژی چیلرهای جذبی و تراکمی
مقایسۀ هزینۀ مصرف انرژی چیلرهای تراکمی و جذبی

بنابراین، همانطور که مشاهده می کنید، هزینۀ مصرف انرژی در چیلرهای جذبی نه تنها کمتر نیست، بلکه خصوصاً نسبت به چیلرهای تراکمی آب خنک بیشتر هم می باشد و این در حالی است که:

1- هزینۀ مصرف انرژی در چیلرهای جذبی تک اثره به مراتب بیشتر است.

2- با بکارگیری سیستم های کنترلی هوشمند (کنترل کارکرد کمپرسورها و الکتروفن های کندانسور هواخنک بر اساس نوسانات بار برودتی و دمای خشک محیط) و نیز به کمک سیستم ذخیره سازی انرژی یخ (آیس بانک) تا میزان قابل توجهی می توان مصرف برقِ چیلرهای تراکمی را بهینه سازی نمود.

3- در پروژه هایی که انرژی گرمایی مازاد (تلف شده) وجود دارد (مثل بعضی از کارخانه ها)، استفاده از چیلرهای جذبی می تواند به لحاظ بهای انرژی مصرفی، توجیه اقتصادی داشته باشد.

پیشنهاد مطالعه:

بررسی مزایای استفاده از آیس بانک یا سیستم ذخیره سازی یخ

در چیلرهای جذبی نیز می توان به کمک کنترلر کامپیوتری و با استفاده از پمپ های اینورتردار، مشعل های چند مرحله ای و شیرهای کنترلی، در هنگام کاهش بار برودتی، میزان مصرف انرژی را تا حدودی کنترل نمود. اما با این وجود، در پروژه هایی که نوسانات بار زیادی دارند، به دلیل عدم امکان کاهش ظرفیت برودتی تا درصدهای پایین، توصیه می گردد که حتی الامکان از چیلرهای جذبی استفاده نشود.          

4- مقایسۀ هزینۀ خرید و سرمایه گذاری اولیه

هزینۀ خرید و سرمایه گذاری اولیه برای بکارگیریِ چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی (بویژه آب خنک) بسیار سنگین تر است. بطوریکه تقریباً می توان گفت، هزینه های اولیه در چیلرهای جذبی غیر شعله مستقیم، 50 درصد و در چیلرهای جذبی شعله مستقیم نزدیک به 100 درصد نسبت به چیلرهای تراکمی آب خنک در ظرفیت های مشابه (خصوصاً ظرفیت های پایین)، بیشتر هستند. ضمن آنکه باید توجه داشت، علاوه بر خرید دستگاه، هزینۀ حمل و نقل، نصب و راه اندازی، ساخت شاسی و فونداسیون و نیز آماده کردن فضایی بعنوان موتورخانه از جمله مصداق های هزینۀ اولیه بشمار می روند که همگی در چیلرهای جذبی بمراتب بیشترند.

مقایسۀ هزینۀ خرید و سرمایه گذاری اولیه در انواع چیلرهای تراکمی و جذبی

سوزاندن سوخت های فسیلی جهت تأمین منبع گرماییِ ژنراتور در چیلرهای جذبی، علاوه بر انتشار مواد آلایندۀ بسیار در محیط زیست، می تواند هزینۀ مضاعفی را بواسطۀ تبدیل سوخت (بویلرها، پمپ ها، خطوط انتقال، تجهیزات جانبیِ سیستم بخار و …)، به مجموع هزینه های اولیۀ پروژه نیز تحمیل کند.

5- مقایسۀ هزینه های سرویس و نگهداری

هزینه های سرویس و نگهداریِ چیلرهای جذبی بعلت وجود تجهیزات بیشتر، بزرگتر و حساس­­تر به مراتب در مقایسه با چیلرهای تراکمی (بخصوص هواخنک) بالاتر است. از جمله حساسیت های فرایند سرویس و نگهداری در چیلرهای جذبی، ناشی از وجود فشار منفی (خلاء) در سیستم می باشد؛ زیرا لیتیوم بروماید بعنوان مادۀ جاذب و یا آمونیاک بعنوان مادۀ مبرد، خاصیت خورندگی داشته و در صورت نشتی و ورود هوا به داخل سیستم، روند خوردگی لوله ­ها و تعدادی از قطعات با شدت بیشتری آغاز شده و ادامه می یابد.

مقایسه و تفاوت هزینه نگهداری چیلر جذبی و تراکمی
مقایسۀ هزینه سرویس و نگهداری در چیلرهای تراکمی و جذبی

هزینۀ شارژ مجدد لیتیوم بروماید در مقایسه با هزینۀ شارژ گاز مبرد در چیلرهای تراکمی، بسیار بیشتر خواهد بود. نکتۀ مهم این است که لیتیوم بروماید پس از چند سال کارکرد دستگاه، می بایست تخلیه و تصفیه شود و دوباره با مقداری لیتیوم بروماید جدید به داخل چیلر تزریق گردد. در حالی که در چیلرهای تراکمی تا مادامی که نشتی اتفاق نیفتد، نیاز به شارژ مجدد مبرد نخواهد بود.

6- تفاوت میزان ایمنیِ بهره برداری در چیلرهای تراکمی و جذبی

اغلب چیلرهای تراکمی (خصوصاً در ظرفیت های برودتی بالا)، حداقل دارای دو مدار برودتی مجزا هستند که همین موضوع قابلیت اطمینان سیستم را به لحاظ بهره برداری دو چندان می کند؛ چراکه در صورت خرابی یک مدار و یا نیاز آن به سرویس، هنوز 50 درصد ظرفیت برودتیِ دستگاه قابل دسترسی خواهد بود. در حالی که در چیلرهای جذبی، اساساً یک مدار برودتی تعریف می شود و خرابی یا سرویس دستگاه، بمنزلۀ غیر فعال شدنِ کامل سیستم برودتی می باشد.

علاوه بر این، قطع برق ساختمان برای یک مدت طولانی که به معنای عدم جذب گرما در اواپراتور چیلر بوده، می تواند منجر به کریستاله شدن لیتیوم بروماید در چیلرهای جذبی شود. بنابراین، به نظر می رسد که در صورت استفاده از چیلرهای جذبی در پروژه هایی که احتمال قطع طولانی مدتِ برق وجود دارد، استفاده از سیستم پشتیبانی (برق اضطراری) در ساختمان ضروری باشد. هرچند که به دلیل مصرف برقِ پایین چیلرهای جذبی، نیاز به ژنراتورِ برق بزرگی نخواهد بود. در مورد چیلرهای تراکمی، قطعی برق ساختمان نمی تواند آسیبی به دستگاه وارد کند، اما برای امکان بهره برداری از آنها در زمان قطعی برق به ژنراتورهای بزرگتری نیاز می باشد.

7- مقایسۀ طول عمر مفیدِ چیلرهای تراکمی و جذبی

لیتیوم بروماید که معمولاً بعنوان مادۀ جاذب در چیلرهای جذبی مورد استفاده قرار می گیرد، در واقع نوعی نمک مایع است و همانطور که گفته شد، در صورت نشتی و ورود هوا به داخل سیستم (بعلت فشار منفی) موادی اسیدی تشکیل داده که باعث خوردگی شدید قطعات به ویژه قطعات فولادی می شود و به چیلر آسیبی جدی وارد می کند. هرچند که در شرایط عادی نیز لیتیوم بروماید ماهیتاً خاصیت خورندگی دارد و همین موضوع می تواند باعث کاهش طول عمر مفید چیلرهای جذبی شود. این در حالی است که در چیلرهای تراکمی، مبرد در تمامی فرایندها فشار مثبت (بالای یک اتمسفر) داشته و اساساً امکان ورود هوا به داخل خط تبرید وجود ندارد. اما، در صورت سوختن کمپرسور (که احتمال ضعیفی دارد) ممکن است جریان مبرد اسیدی شده و منجر به خوردگی سطوح مسی گردد.

در آن دسته از چیلرهای جذبی که از آب بعنوان مادۀ جاذب استفاده می شود، این بار مادۀ مبرد، یعنی آمونیاک است که خاصیت خورندگی داشته و با ورود هوا به داخل سیستم، باعث خوردگی سطوح مسی می شود.

رسوب گذاری در کندانسور نیز می تواند یکی دیگر از عوامل کاهش طول عمر مفید چیلرها باشد. به دلیل گردش آب بیشتر در چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی آب خنک، شدت رسوب گذاریِ کندانسور بمراتب بیشتر است.

در چیلرهای تراکمی، معمولاً اولین قسمتی که نیاز به تعمیر و یا تعویض دارد، کمپرسور است. کمپرسورها به دلیل اینکه قطعات متحرک زیادی دارند، طول عمر کمتری نسبت به اجزای دیگر چیلرهای تراکمی خواهند داشت. بر اساس آماری که ASHRAE ارائه کرده، عمر مفید کمپرسورهای پیستونی نزدیک به 20 سال می باشد که البته کمپرسورهای اسکرو به دلیل ساختار مکانیکی ساده تر، طول عمر بیشتری در مقایسه با آنها دارند. در همین آمار اعلام شده، عمر مفید چیلرهای جذبی 23 سال تخمین زده شده است. اما حقیقت آن است که طول عمر مفید چیلرها به پارامترهای متعددی از جمله: کیفیت طراحی و تولید دستگاه، برند قطعات و تجهیزات بکاررفته در ساخت، نحوۀ بهره برداری، کیفیت سرویس و نگهداری و عوامل دیگر بستگی داشته و اساساً نمی توان آمار دقیقی از طول عمر مفید یک دستگاه چیلر ارائه نمود.

8- مقایسۀ ابعاد و وزن چیلرهای تراکمی و جذبی

با اضافه شدن ژنراتور، محفظۀ جاذب و سایر تجهیزات جانبی، ابعاد چیلرهای جذبی در ظرفیت های مشابه نزدیک به 5/1 تا 2 برابر چیلرهای تراکمیِ آب خنک می باشد؛ بنابراین، در صورت استفاده از چیلر جذبی به موتورخانۀ بزرگتری نیاز داریم. ضمن آنکه با توجه به ارتفاع زیاد آنها، می بایست ارتفاع موتورخانه بین 2 تا 3 متر بیشتر باشد.

بعلاوه، وزن چیلرهای جذبی، تقریباً دو برابر چیلرهای تراکمیِ آب خنک در ظرفیت های یکسان می باشد که این موضوع بمنزلۀ نیاز به زیرسازی و شاسی با استحکامی بیشتر برای جایگذاری دستگاه خواهد بود.

مقایسه وزن و فضای نصب چیلر های جذبی و تراکمی
مقایسۀ وزن و فضای نصب چیلر های تراکمی و جذبی

ابعاد و وزن چیلرهای تراکمی هواخنک در مقایسه با چیلرهای جذبی می تواند کمتر، برابر یا بیشتر باشد. بطوری که هرچه ظرفیت برودتی دستگاه بیشتر باشد، می توان گفت ابعاد و وزن چیلرهای تراکمی هواخنک نسبت به چیلرهای جذبی بیشتر خواهند بود.

9- مقایسۀ سطح صدا و لرزش دستگاه

میزان صدا و لرزش تولیدی در چیلرهای جذبی (به جز نوع شعله مستقیم) بعلت وجود قطعات متحرک و مکانیکیِ کمتر، نسبت به چیلرهای تراکمی پایین تر می باشد. در واقع بخش عمده ای از صدا و لرزش ایجادشده در چیلرهای تراکمی، ناشی از کمپرسورِ آنهاست که در چیلرهای جذبی وجود ندارد. البته در چیلرهای جذبی بعلت بزرگتر بودن برج خنک کننده نسبت به چیلرهای تراکمی آب خنک، صدای تولیدیِ ناشی از الکتروفن های برج خنک کننده تا حدودی بیشتر است. ضمن آنکه در سال های اخیر راه حل هایی مثل ژاکت یا کابین صداگیر برای کاهش حداکثری صدای کارکرد کمپرسورها پیش بینی شده اند.

در چیلرهای تراکمی هواخنک علاوه بر کمپرسور، الکتروفن های کندانسور نیز تولیدکنندۀ صدا و لرزش هستند که البته برای آن ها نیز می توان از روش هایی برای کاهش سطح صدا استفاده کرد. در مقالۀ چیلر تراکمی هواخنک بطور کامل دربارۀ این روش ها توضیح داده شده است.

10- شرایط آب و هوایی

با توجه به الزامِ وجود برج خنک کننده در چیلرهای جذبی، عملاً نمی توان از این سیستم در مناطق مرطوب و شرجی استفاده کرد؛ چراکه اساس کار برج های خنک کننده، سرمایش تبخیری بوده و وجود هوایی نزدیک به شرایط اشباع (هوای مرطوب) نمی تواند برای مکانیزمِ خنک کاری آنها مناسب باشد. بخصوص آنکه COP چیلرهای جذبی عدد بسیار پایینی است. اما در چیلرهای تراکمی آب خنک شاید بتوان به لطف COP بالایی که دارند، به نوعی با وجود هوای مرطوب و بکارگیریِ برج خنک کننده در این چیلرها، استفاده از آن ها را توجیه کرد. هرچند که انتخاب منطقی تر، چیلرهای تراکمی هواخنک خواهند بود که بسادگی می توان حتی در شرایط اقلیمیِ کاملاً مرطوب، بدون هیچ افت راندمانی، نیاز برودتی موجود را از طریق آنها تأمین نمود.

در مناطقی با اقلیم خشک، برج خنک کننده راندمان مناسبی خواهد داشت، اما معمولاً چنین مناطقی (مثل شهر یزد) با کمبود منابع آبی مواجه هستند؛ بنابراین در اقلیم های خشک و کم آب نیز استفاده از چیلرهای جذبی توصیه نمی شود.

استفاده از چیلرهای تراکمی هواخنک که هیچ مصرف آبی ندارند، اساساً به لحاظ شرایط آب و هوایی هیچگونه محدودیتی نخواهند داشت. البته در مناطق گرمسیر، می بایست در انتخاب نوع و سایز موتور کمپرسور و همچنین مبرد مناسب، شرایط اقلیمیِ محیط را در نظر گرفت.

11- بررسی مخاطرات زیست محیطی چیلرهای تراکمی و جذبی

شاید نتوان گفت که دقیقاً کدامیک از چیلرهای تراکمی و جذبی آلودگی بیشتری را برای محیط زیست ایجاد می کنند. اما می توان به چگونگی انتشار مواد آلاینده توسط این چیلرها اشاره کرد.

در چیلرهای تراکمی مبردهای فرئونی، به لحاظ گرمایش زمین و آسیب به لایۀ اوزون، اثرات مضری را بهمراه دارند. البته، با پیشرفت های اخیر در تولید مبردهای جدید، شاخص تخریب لایۀ اوزون (ODP) به صفر رسیده و شاخص گرمایش زمین (GWP) بمراتب کمتر شده است. از طرف دیگر تولید برق در نیروگاه های فعلی ایران، به کمک سوزاندن سوخت های فسیلی انجام می شود؛ بنابراین مصرف برقِ بیشتر در چیلرهای تراکمی، بطور غیر مستقیم منجر به آلودگیِ محیط زیست نیز می شود.

پیشنهاد مطالعه:

شناخت انواع مبرد در صنعت تهویه مطبوع

در چیلرهای جذبی که COP بسیار پایینی در مقایسه با چیلرهای تراکمی دارند (انرژی بیشتری مصرف می کنند)، سوخت زیادی برای تأمین منبع گرمایی ژنراتور، سوزانده می شود. در نتیجه، مواد آلایندۀ بسیاری بوسیلۀ این چیلرها در محیط زیست منتشر می شوند.

12- بررسی امکان تولید آب خیلی سرد در چیلرهای تراکمی و جذبی

تولید آب سردتر از 7 درجۀ سانتی گراد در چیلرهای تراکمی، بسادگی و بعضاً با انتخاب مبرد و کمپرسورهای مخصوص، امکان پذیر خواهد بود. چنانکه حتی می توان به کمک چیلرهای تراکمی آب خنک، تا 40- درجۀ سانتی گراد آب سرد تولید نمود. اما این در حالی است که در چیلرهای جذبی، بعلت احتمال وقوع پدیدۀ کریستالیزاسیون (کریستاله شدن محلول) که در اثر کاهش دمای محلول و افرایش غلظت آن بروز می کند، تولید آب سردتر از شرایط تهویه مطبوع (7 درجۀ سانتی گراد)، توصیه نمی شود. هرچند که شرکت های سازنده با بکارگیری سیستم های کنترلی هوشمند، تا حدودی از ایجاد چنین مشکلی جلوگیری کرده اند، اما با این وجود استفاده از چیلر جذبی برای تولید آب خیلی سرد، نمی تواند انتخاب مناسبی باشد.

13- بررسی امکان تولید آب گرم توسط چیلرهای تراکمی و جذبی

تولید آب گرم در چیلرهای جذبی دو اثره، براحتی و با کیفیت مطلوب امکان پذیر است. چنانکه می توانند بمانند یک دیگ آبگرم عمل کرده و آب گرم مورد نیاز جهت مصرف و یا گرمایش را تأمین کنند. در چیلرهای تراکمی نیز می توان با معکوس کردن سیکل برودتی (به شیوۀ هیت پمپ) آب گرم تولید نمود، اما به سه علت، معمولاً این ایده مورد استقبال قرار نمی گیرد:

1- توانایی گرمایشیِ پایین هیت پمپ، خصوصاً در اقلیم هایی با زمستان سرد

2- تولید آب گرم همراه با مصرف برق (بدلیل استفاده از کمپرسور)

3- ایجاد استهلاک بیشتر و در نتیجه کاهش طول عمر مفید دستگاه در فصل های گرم سال

تولید آب گرم در چیلرهای جذبی نیز، بمنزلۀ استهلاک بیشترِ این چیلرها بوده و طبیعتاً در کاهش طول عمر مفید آنها هم مؤثر خواهد بود. بهمین علت غالباً ترجیح داده می شود که آب گرم مورد نیاز یک ساختمان بوسیلۀ دیگ جداگانه ای که قیمت چندانی هم ندارد، تولید گردد. این چنین امنیت بهره برداری از سیستم گرمایشی هم بالاتر خواهد بود.

نتیجه گیری: انتخاب چیلر جذبی یا تراکمی؟

همانطور که مشاهده کردید، پارامترهای متعددی در مقایسۀ کارکرد چیلرهای تراکمی و جذبی دخیل هستند و عملکرد آنها را می توان از زوایای متفاوتی مورد بررسی قرار داد. از طرفی باید توجه داشت که شرایط خاص پروژه می تواند در نتیجه گیری ما مؤثر باشد. البته آنچه که این روزها در کشور شاهدش هستیم این است که در غالب پروژه ها، حتی پروژه های بسیار بزرگ، چیلرهای تراکمی اولویت اول برای انتخاب می باشند. خصوصاً آنکه با پیشرفت روزافزون سیستم های کنترلی و همچنین با وجود بهره گرفتن از ایده هایی مثل سیستم ذخیره سازی یخ (آیس بانک)، می توان هزینه های تأمین و مصرف برق را در چیلرهای تراکمی به حداقل رساند. بنابراین با توجه به برایند مقایسه هایی که انجام شد، به نظر می رسد جز در مواردی بسیار محدود، استفاده از چیلر تراکمی مناسب ترین انتخاب ممکن باشد.

به منظور مشاوره رایگان جهت انتخاب چیلر و استعلام قیمت با کارشناسان ما تماس بگیرید

کارشناس فروش (عمادی) 09904494274

0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *