دانلود مقاله چیلر ‌

word قابل ویرایش
47 صفحه
9700 تومان
97,000 ریال – خرید و دانلود

چیلر

فصل اول- آشنایی با چیلرهای جذبی
تقسیم بندی چیلرها
چیلرها از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طور کلی می توان آنها را به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم کرد. به طور کلی چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند.

فناوری تبرید جذبی روشی عالی برای تهویه مطبوع مرکزی در تأسیساتی است که ظرفیت دیگ اضافی داشته و می توانند بخار یا آب داغ مورد نیاز برای راه اندازی چیلر را تأمین نمایند. چیلر های جذبی ظرفیت بین ۲۵ تا ۱۲۰۰ تن برودتی را براحتی تأمین می کنند. البته قابل ذکر است که برخی از تولید کنندگان

ژاپنی موفق شده اند چیلرهای جذبی با ظرفیت معادل۵۰۰۰ تن نیز تولید کنند. در سیستمهای جذبی غالباً از آب به عنوان مبرد استفاده می شود. گرمای مورد نیاز برای کارکرد این چیلرها به طور مستقیم از گاز طبیعی یا گازوئیل تأمین می گردد. منابع غیر مستقیم گرما در چیلرهای جذبی عبارتند از آب داغ بخار پر

فشار و کم فشار. بر این اساس تولید کنندگان مختلف در جهان سه نوع اصلی چیلر جذبی ارائه می نمایند که عبارتند از : شعله مستقیم ، بخار و آب داغ.
در یک تقسیم بندی عمومی می توان چیلرهای جذبی را در دو دسته چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و آب طبقه بندی نمود . در واقع در هر سیکل تبرید جذبی یک سیال جاذب و یک سیال مبرد وجود دارد که تقسیم بندی فوق بر این مبنا انجام شده است. در سیستم آب و آمونیاک ، سیال مبرد آمونیاک وسیال جاذب آب است. در سیستم لیتیوم بروماید و آب ، سیال مبرد آب و سیال جاذب ، محلول لیتیوم بروماید است.

علاوه بر زوج مبرد و جاذب های ذکر شده ، در بعضی سیکل های تبرید جذبی از زوجهای دیگری نیز استفاده می گردد که در جدول (۱) آمده است.
اما بر حسب اجزای سیستم هم می توان تقسیم بندی های دیگری ارائه کرد مثلاً

می توان سیکل های تبرید جذبی را به سیکل های تبرید یک اثره ، دو اثره و سه اثره طبقه بندی کرد. امروزه سیکل های تبرید جذبی تک اثره و دو اثره در مقیاس بسیار وسیع و در اشکال متنوع ساخته می شوند و سیکل های سه اثره همچنان در دست مطالعه می باشند.

جدول (۱) : زوج های مبرد و جاذب

جاذب
مبرد نوع جاذب
LiBr
H2O
هالید قلیایی (نمک)

LiClO3
H2O
هالید قلیایی (نمک)

CaCl2
H2O
هالید قلیایی (نمک)

ZnCl2
H2O
هالید قلیایی (نمک)

ZnBr
H2O
هالید قلیایی (نمک)

H2SO4
H2O
اسید

H3PO4
H2O
اسید

هیدروکسیدهای قلیایی H2O
باز

H2O
NH3
_

تیوسیانات های قلیایی NH3
_

اصطلاحات فنی رایج در چیلر جذبی
ژنراتور
ژنراتور معمولاً در محفظه بالایی چیلرهای جذبی قرار داشته و وظیفه تغلیظ محلول لیتیوم بروماید رقیق و جدا سازی آب مبرد را بر عهده دارد.
جذب کننده
جذب کننده معمولاً در پوسته پایینی چیلرهای جذبی قرار داشته و وظیفه جذب بخار مبرد تولید شده در محفظه اواپراتور را بر عهده دارد.
اواپراتور
اواپراتور معمولاً در پوسته پایین چیلرهای جذبی قرار می گیرد. مایع مبرد در اواپراتور به لحاظ فشار پایین محفظه (خلأ نسبی) تبخیر شده و باعث کاهش درجه حرارت آب سرد تهویه درون لوله های اواپراتور می گردد.
کندانسور

کندانسور معمولاً در پوسته های بالایی چیلرهای جذبی واقع شده است و وظیفه تقطیر مبرد تبخیر شده توسط ژنراتور را بر عهده دارد. بخار مبرد در برخورد با لوله های حاصل از آب برج ، تقطیر شده و به تشتک اواپراتور سرریز می شود.
محلول جاذب

این محلول در سیکل های پروژه حاضر محلول لیتیوم بروماید و آب است.
مایع مبرد
مایع مبرد در چیلرهای جذبی پروژه حاضر آب خالص (آب مقطر) می باشد که به جهت فشار پایین محفظه اواپراتور در اثر تبخیر خاصیت خنک کنندگی خواهد داشت.

کریستالیزه شدن
محلول لیتیوم بروماید در غلظت معمولی به صورت مایع است ، ولی چنانچه تغلیظ اولیه بیش از حد ادامه یابد حجم بلورهای ریزی که در آن تشکیل می شوند ، بزرگتر شده و ممکن است باعث مسدود شدن کامل مسیر عبور محلول شود. به این پدیده کریستالیزه شدن گویند.
ضریب عملکرد

پارامتر ضریب عملکرد در دستگاههای برودتی از جمله چیلرهای جذبی شاخصی از بازدهی دستگاه می باشد. مقادیر بالاتر این پرامتر نشان دهنده مصرف بهینه انرژی حرارتی می باشد.

خواص محلول لیتیوم بروماید و آب
لیتیوم بروماید یک نمک جامد کریستالی است که هر گاه غلظت آن در آب به حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد برسد به حالت محلول در می آید. با توجه به اهمیت این ماده در چیلرهای جذبی مراکز تحقیقاتی دنیا جداول و منحنی های مختلفی برای خواص آن ارائه نموده اند. در هندبوک های ASHRAE پنج منحنی برای این ماده درج شده است که عناوین آنها عبارت است از:
الف- منحنی فشار- دما- غلظت (P-T-X)

ب- منحنی آنتالپی – غلظت – دما (h-X-T)
ج- منحنی های وزن مخصوص – غلظت ، ویسکوزیته – دما ، گرمای ویژه – غلظت
در ارتباط با منحنی های فوق الذکر توجه به نکات زیر ضروری است :

الف- در منحنی P-T-X محدوده دما از ۴۰ تا ۳۵۰ درجه فارنهایت در نظر گرفته شده است. غلظت لیتیوم بروماید نیز در محدوده ۴۰ تا ۷۰ درصد است. زیر منحنی ۷۰% غلظت محدوده کریستالیزاسیون می باشد. محدوده کاری چیلرهای جذبی غلظت های حدود ۵۵ تا ۷۰ درصد است. برای محاسبه خواص این منحنی ها فرمول هایی ارائه شده است که در برنامه های رایانه ای از این فرمول ها استفاده می گردد. لذا محدودیت های اعمال شده فوق باید در شبیه سازی سیکل های تبرید مد نظر باشند.

ب- گرمای ویژه محلول در محدوده غلظت های ۵۵ تا ۶۵ درصد بین ۰۵/۲ تا ۸/۱ بر حسب/(kg.K) kJ است. د- منحنی های(h-X-T) دیگری نیز توسط مراکز تحقیقاتی ارائه شده است. که به دلیل متفاوت بودن مبانی کار ، ممکن است از نظر ظاهری با منحنی های ارائه شده در هندبوک ASHRAE فرق داشته باشند.
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی

چیلرهای جذبی از بعضی لحاظ شبیه چیلرهای تراکمی عمل می کنند که مهمترین این شباهتها عبارتند از: الف – در اواپراتور از گرمای آب تهویه ساختمان برای تبخیر یک مبرد فرار در فشار پایین استفاده می گردد.

ب – گاز مبرد فشار پایین از اواپراتور گرفته شده و گاز مبرد فشار بالا به کندانسور فرستاده می شود.
ج – گاز مبرد در کندانسور تقطیر می گردد.

د – مبرد در یک سیکل همواره در گردش است.
تفاوتهای اصلی چیلرهای جذبی وتراکمی عبارتند از :
الف – چیلرهای تراکمی برای گردش مبرد از کمپرسور استفاده می کنند در حالی که چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور بوده و به جای آن از انرژی گرمایی منابع مختلف استفاده کرده و غلظت محلول جاذب را تغییر می دهند ، همچنان که غلظت تغییر می کند ، فشار نیز در اجزای مختلف چیلر تغییر می کند. این اختلاف فشار باعث گردش مبرد در سیستم می گردد.

ب – ژنراتور و جذب کننده در چیلرهای جذبی جانشین کمپرسور در چیلرهای تراکمی شده است.
ج – در چیلرهای جذبی از یک جاذب استفاده می شود که عموماً آب یا نمک لیتیوم بروماید است.
د – مبرد در چیلرهای تراکمی یکی از انواع کلروفلئوروکربن ها یا هالوکلروفلئوروکربن ها است در حالی که در چیلرهای جذبی مبرد معمولاً آب یا آمونیاک است.
ه – چیلرهای تراکمی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی الکتریکی تأمین می کنند در حالی که انرژی ورودی به چیلرهای جذبی از آب گرم یا بخار وارد شده به ژنراتور تأمین می شود. گرما ممکن است از کوره هوای گرم یا دیگ آمده باشد. در بعضی اوقات از گرمای سایر فرایندها نیز استفاده می شود مانند بخار کم فشار یا آب داغ صنایع ، گرمای باز گرفته شده از دود خروجی توربین های گازی و یا بخار کم فشار از خروجی توربین های بخار.
مهمترین مزایای چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی عبارتند از:

الف – صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی :
همانطور که گفته شد چیلرهای جذبی از گاز طبیعی ، گازوئیل یا گرمای تلف شده به عنوان منبع اصلی انرژی استفاده می کنند و مصرف برق آنها بسیار ناچیز است. به میزان مصرف برق ، مقایسه و تحلیل های کمی در فصول بعدی اشاره خواهد شد.
ب – صرفه جویی در هزینه خدمات برق :

هزینه نصب سیستم شبکه الکتریکی در پروژه ها بر اساس حداکثر توان برداشت قابل تعیین است. یک چیلر جذبی به دلیل اینکه برق کمتری مصرف می کند ، هزینه خدمات را نیز کاهش می دهد. در اکثر ساختمان ها نصب چیلرهای جذبی موجب آزاد شدن توان الکتریکی برای مصارف دیگر می شود.
ج – صرفه جویی در هزینه تجهیزات برق اضطراری :

در ساختمانهایی مانند مراکز درمانی و یا سالن های کامپیوتر که وجود سیستمهای برق اضطراری برای پشتیبانی تجهیزات خنک کننده ضروری است ، استفاده از چیلر های جذبی موجب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه این تجهیزات خواهد شد.
د – صرفه جویی در هزینه اولیه مورد نیاز برای دیگ ها :

برخی از چیلرهای جذبی را می توان در زمستان ها به عنوان هیتر مورد استفاده قرار داد و آب گرم لازم برای سیستم های گرمایشی را با دماهای تا حد ۲۰۳ تأمین نمود. در صورت استفاده از این چیلرها نه تنها هزینه خرید دیگ کاهش می یابد بلکه صرفه جویی قابل ملاحظه ای در فضا نیز بدست خواهد آمد.
ه – بهبود راندمان دیگ ها در تابستان :

مجموعه هایی مانند بیمارستان ها که در تمام طول سال برای سیستمهای استریل کننده ، اتوکلاوها و سایر تجهیزات به بخار احتیاج دارند مجهز به دیگ های بخار بزرگی هستند که عمدتاً در طول تابستان با بار کمی کار می کنند. نصب چیلرهای جذبی بخار در چنین مواردی موجب افزایش بار و مصرف بخار در تابستان ها شده و در نتیجه کارکرد دیگ ها و راندمان آنها بهبود قابل توجهی خواهد یافت.
و – بازگشت سرمایه گذاری اولیه :

چیلرهای جذبی به دلیل نیاز کمتر به برق در مقایسه با چیلرهای تراکمی ، هزینه های کارکردی را کاهش می دهند. اگر اختلاف قیمت یک چیلر جذبی و یک چیلر تراکمی هم ظرفیت را به عنوان میزان سرمایه گذاری و صرفه جویی سالانه از محل کاهش یافتن هزینه های انرژی را به عنوان بازگشت سرمایه در نظر بگیریم ، می توان با قاطعیت گفت که بازگشت سرمایه گذاری صرف شده برای نصب چیلرهای جذبی با شرایط بسیار خوبی صورت خواهد گرفت.
ز – کاسته شدن صدا و ارتعاشات :

ارتعاش و صدای ناشی از کارکرد چیلرهای جذبی به مراتب کمتر از چیلرهای تراکمی است. منبع اصلی تولید کننده صدا و ارتعاش در چیلرهای تراکمی، کمپرسور است. چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور بوده و تنها منبع مولد صدا وارتعاش در آنها پمپهای کوچکی هستند که برای به گردش درآوردن مبرد و محلول لیتیم برماید کاربرد دارند. میزان صدا و ارتعاش این پمپهای کوچک قابل صرف نظرکردن است.
ح – حذف مخاطرات زیست محیطی ناشی از مبردهای مضر:

چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی از هیچ گونه ماده CFC یا HCFC که موجب تخریب لایه ازن می شوند ، استفاده نمی کنند. لذا برای محیط زیست خطری ایجاد نمی نمایند. چیلرهای جذبی غالباً از آب به عنوان مبرد استفاده می کنند. یک چیلر جدید در هر شرایطی ،یک سرمایه گذاری بیست و چند ساله است. تغییرات دائمی قوانین و مقررات استفاده از مبردها موجب می شود تا استفاده از مبردی طبیعی مانند آب در چیلرهای جذبی گزینه ای بسیار قابل توجه به شمار آید.

ط- کاستن از میزان تولید گازهای گلخانه ای و آلاینده ها :
میزان تولید گازهای گلخانه ای (مانند دی اکسید کربن) که تأثیر قابل توجهی در گرم شدن کره زمین دارند و آلاینده ها (مانند اکسیدهای گوگرد ، اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق) توسط چیلرهای جذبی
در مقایسه با چیلرهای تراکمی بسیار کمتر است.

فصل دوم
ظرفیت بندی چیلر های تراکمی
یک نوع اواپوراتورهائی که بطور غیر مستقیم برای سرد کردن اطاقها به وسیله آب سرد بکار می رود ، مخزنهای مولد آب سرد است . که در این مخزن ها مانند یک دیگ مولد آب گرم آب سرد تهیه می شود. و در اینجا عامل مولد سرما کویل سرد کننده است که در داخل مخزن محتوی آب قرار می گیرد.
در اینجا کویل بعوض تبادل گرما به هوا این تعادل را با آب اطراف خود خواهد داشت و در نتیجه آب را سرد خواهد کرد و سپس این آب بوسیله پمپ به کویلهای آب سرد که در محل اطاقهای سرد قرار گرفته است فرستاده خواهد شد و کویل آب سرد به نوبه خود محیط اطراف خود یا هوای تحت فشار جریانی از روی کویل را سرد خواهد نمود. عمل سرد کردن آب که در نتیجه تبخیر مایع مبرد انجام می گردد عیناً نظیر تبخیر آب در داخل دیگهای بخاری با لوله های آتش است که محصولات احتراق از داخل لوله عبور نموده و آب در اطراف آن به غلیان در آمده و تبخیر می گردد و چنن عملی نیز در مخازن مولد آب سرد که در درون لوله ها آب و اطراف آن مایع مبرد است بوقوع

می پیوندد و مایع مبرد تبخیر شده و چون برای عمل تبخیر به گرما احتیاج دارد در اینصورت آب اطراف خود را سرد می نماید.
گرما به آب ثابت ( در صورتیکه مخلوط نشود ) برای کویلهای خشک ۳۰ و برای کویلهای پر ( ۲Ft / hr / Tw 8 40 ) برای هر فوت مربع سطح کویل خواهد بود برای آب سرد کن های بالای صفر درجه فارنهایت ( که البته با آب نمک Brine ) کار
می کند مقدار تبادل گرما برای کویلهای خشک ۲۰ و برای کویلهای پر ۲۵ درصد در نظر گرفته می شود و این مقدار با کم شدن دمای مایع تنزل خواهد نمود.
مخازن مولد آب سرد دو نوع ساخته می شوند :

۱- مخزن مولد آب سرد با لوله های بخار مبرد مغروق ، در مخزن آب Shell and Coil
2- مخزن ، با لوله های آب در داخل محوطه آب Shell and Tube که در مورد کندانسورها بیان شد. و این مخازن برای سرد کردن آب بالای ۳۲ درجه فارنهایت و برای آب نمک با دمای پائین تر از ۳۲ درجه فارنهایت بکار می رود و در روی قسمت آبی این مخازن می بایستی کنترل کننده دما Temp.Controller برای جلوگیری از یخ زدگی نصب شود ، که در مورد آب ساده اجازه بدهد آب به دمای کمتر از ۴۰ درجه فارنهایت برسد.
این مخازن برای بعضی از صنایع نظیر صنایع نفتی و یا مواردی که مایع سرد شونده می بایستی تا نزدیک نقطه انجماد آن سرد شود و همچنین مواردی که کویل می بایستی مرتباً تمیز شود از کویل دوبله Double Coil استفاده می شود.

نوعی از این مخازن بطور قائم ساخته می شوند. و نوعی از طرح مخصوص آنها طوری است که با کویل اواپراتور پر ( Flooded ) کار میکند.
مخازن مولد آب سرد معمولا در صورتی که بطور مجزا با کمپرسور نصب شود اغلب بطور قائم با پایه می باشد و چنانچه بصورت بسته با کمپرسو و کندانسور در روی یک شاسی نصب شون در اینصورت بنام واحد بست مجموعه مخزن مولد آب سرد و کندانسور کمپرسور یا ( دستگاه چیلر ) ( Packaged Liquid Chiller ) نامیده می شود که بترتیب از قسمتهای زیر تشکیل شده است.

۱- کمپرسور ( از نوع بسته ) در زیر دستگاه نصب شده و لوله مکش گاز از اواپوراتور ( مخزن مولد آب سرد ) توسط شیری به آن اتصال پیدا کرده.
۲- مخزن مولد آب سرد که در بالای کمپرسور و روی شاسی نصب شده و لوله مایع مبرد از پشت دستگاه به آن اتصال دارد .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 9700 تومان در 47 صفحه
97,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد