پشتیبانی 051-36071666

مقایسه فنی چیلر تراکمی و جذبی

 

 

 

 

مقدمه
هم اکنون در بسیاری کشورهای پیشرفته دنیا از چیلرهای جذبی استفاده بسیاری می گردد ولی استفاده از این چیلرها عموما جهت بازیابی حرارت مازاد و پرت نیروگاه ها کوره ها و …در پروژه های CCHP (گرمایش وبرق توامان) و یا با استفاده از انرژی زمین گرمایی می باشد وکمتر جهت کارکرد این چیلرها از انرژی حاصل از سوختن گاز طبیعی استفاده می گردد .
متاسفانه در کشور ما با توجه به قیمت بسیار غیر واقعی تر گاز نسبت به برق روز به روز استفاده از چیلرهای جذبی با مصرف گازطبیعی در ساختمانها در حال توسعه می باشد.حتی با وجود همین قیمت غیر واقعی گاز نیز استفاده از چیلرهای جذبی ممکن است در ظاهر به صرفه باشد اما در باطن به هیچ عنوان توجیه اقتصادی ندارد ذیلا دلایل در قالب مقایسه به اختصار چیلرهای تراکمی وجذبی شرح داده شده است

.چیلر های تراکمی و جذبی را بایستی از تمام جنبه ها مورد بررسی قرار داد تا بتوان از هر کدام از آنها در جای مناسب خود استفاده نمود . جهت مقایسه این دو سیستم بایستی ابتدا هر یک از سیستم ها را مطالعه و سپس به مقایسه آنها بپردازیم .
الف – چیلر های تراکمی
چیلر های تراکمی بر مبنای متراکم کردن گاز مبرد در کمپرسور و انبساط آن در اواپراتور تولید برودت می کنند . در این پروسه چیلر انرژی الکتریکی می گیرد و در قبال آن برودت تولید میکند . گاز مبرد پس از دریافت بارهای ساختمان در اواپراتور منبسط می شود . در کمپرسور به علت متراکم شدن گاز مبرد ، فشار و دما و بدنبال آن انرژی کلی گاز ، آنتالپی آن افزایش می یابد . در کندانسور انرژی دریافت شده در کمپرسور و بارهای ساختمان از چیلر به آب برج خنک کننده منتقل می شود می گردددر برج خنک کننده در اثر عبور آب و هوا در دومسیر مخالف یکدیگر مقدار زیادی از آب که در تبخیر شده و دمای آن کاهش می یابد و چرخه ادامه می یابد .
ب – چیلرهای جذبی
اصول کار این چیلر ها بر اساس جذب رطوبت توسط لیتیوم برماید می باشد . در این چیلرها سیال مبرد آب می باشددر اواپراتور آب از روی لوله ها تبخیر شده و باعث کاهش دمای آب داخل لوله ها می شود . در قسمت ابزوربر محلوللیتیوم برماید آب تبخیر شده را جذب کرده و رقیق می شود و توسط پمپ به قسمت ژنراتور ارسال می شود .در ژنراتور این محلول گرم شده و آب جذب شده را بصورت بخار از دست می دهد . بخار تولید شده در قسمتکندانسور در تماس با لوله هایی که آب برج خنک کننده در آنها جریان دارد گرمای خو د را از دست داده و تقطیر شدهو مجددا مایع می شود . مایع ، آب بدست آمده دوباره برای تبخیر از روی سطح لوله های اواپراتور وارد این قسمتشده و چرخه ادامه می یابد .
اولین چیلر های جذبی ابداع شده از نوع چیلرهای جذبی آبگرم Single Effect بودند این چیلر ها راندمان پایینی داشتند وبعد از این چیلرها انواع دیگر چیلر های بخار Double Effect و پس از آن چیلر های شعله مستقیم Direct Fire ابداع شدند .
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی
از آنجا که چیلر های شعله مستقیم دارای بیشترین مزیت ها نسبت به دیگر چیلر های جذبی می باشند درمقایسه ها چیلرهای جذبی و تراکمی عمدتا همین نوع چیلر بررسی می شود .
مقایسه در بخش های زیر صورت می گیرد :

  1. مقایسه فنی

  2. مالی و سرمایه گذاری اولیه

  3. هزینه های جاری

  4. انعطاف پذیری کنترلی(کم کردن بار ویا خاموشی چیلر)

  5. برق مصرفی کمتر طی دوره گرما (خصوصا در ساختمانهای با کاربری منقطع)

  6. ظرفیت پایین تر برج های خنک کن و سیستم های پمپاژ به برج ها

  7. پیک زدایی مصرف برق در ساعات اوج بار (ساعات ۱۹ الی ۲۳ )با استفاده از سامانه کنترلر سرمایش تراکمی

  8. قابلیت کارکرد در اقلیم های مختلف

  9. عدم وجود مشکل در هنگام قطع برق

  10. نگهداری و راهبری بسیار ساده

  11. فضای اشغالی در موتور خانه

مقایسه فنی
یکی از مهمترین پارامترهای مقایسه چیلرها ضریب عملکردی آنها یعنی COP نسبت انرژی دریافتی به میزان سرمایش تولیدی می باشد. مقادیر بالای این پارامتر نشان دهنده مصرف بهینه انرژی می باشد هرچه COP بالاتر باشد راندمان برودتی چیلر بیشتر و مصرف انرژِی آن کمتر خواهد بود . میزان انرژی مصرفی در چیلرهای جذبی دو اثره حدود ۵۰ درصد مصرف انرژی در چیلرهای تک اثره می باشد . ضریب عملکرد چیلرهای جذبی دو اثره بیش از دو برابر ضریب عملکرد چیلرهای تک اثره می باشد . امروزه بیش از ۹۵ درصد چیلرهای جذبی نصب شده در دنیا را چیلرهای جذبی دو اثره تشکیل می دهند . چیلرهای جذبی تک اثره حتی با بهترین طراحی دارای ضریب عملکردی  حداکثر تا ۷۵ درصد می باشد . در حالیکه  در مدلهای شعله مستقیم ضریب عملکرد ۱/۲ بوده که نشان دهنده مصرف انرژی کمتر بازای تولید برودت یکسان می باشد .
در چیلرهای تراکمی ضریب عملکرد بین حداقل ۲ برای چیلرهای با کمپرسورهای قدیمی و حداکثر ۸ برای چیلرهای جدید می باشد که نشان دهنده مصرف انرژی کمتر در این نوع چیلرها در مقایسه با چیلرهای جذبی شعله مستقیم در تولید برودت یکسان می باشد .
مالی و سرمایه گذاری اولیه
هزینه های هردستگاه چیلر شامل هزینه های خرید چیلر و ، حمل و نصب ، راه اندازی و هزینه مورد نیاز تهیه فضای نصب و تعمیرات می باشد .هزینه خرید یک دستگاه چیلر جذبی با ظرفیت متوسط ۲۰۰ TON ، حدود دو میلیارد ریال می باشد(قیمت ۱۳۹۰) که در مقایسه با بهای یک دستگاه چیلر تراکمی بیش از دو برابر می باشد . با توجه به ابعاد بزرگتر و وزن بیشتر چیلر جذبی نسبت به چیلر تراکمی در موتورخانه ها معمولا ارتفاع بیشتر جهت لوله کشی ها و سطح بیشتر جهت سرویس و تعمیرات می باشد و مشکلات نصب بیشتری دارد .
هزینه های جاری
هزینه ها شامل مصارف انرژی و برق و آب و تجهیزات جانبی می باشدجهت تولید ۱ TON برودت در چیلرهای جذبی حدودا BTU 20000 حرارت لازم است که معادل نیم متر مکعب گاز طبیعی می باشد.با توجه به قیمت های جدید حامل های جدید انرژی و با توجه به میزان انرژی بیشتر جهت تولید برودت در چیلر جذبی ( بیش از سه برابر ) هزینه تولید برودت در چیلر جذبی بیش از چیلر تراکمی خواهد بود . مهمترین علت این امر دفع مقادیر زیاد حرارت از چیلر جذبی و بازیافت آن در تولید الکتریسیته می باشد .
با توجه به بازده بالا تر چیلر تراکمی نسبت به چیلر جذبی ، میزان حرارتی که بایستی در کندانسور جذب و در برج خنک کننده دفع گردد در چیلرهای جذبی بسیار بیشتر است . این مصرف برای یک چیلر جذبی با ظرفیت ۱۲۰TON حدود ۲۰ متر مکعب بیش از یک چیلر تراکمی با ظرفیت مشابه است .جهت دفع حرارت بیشتر ( تبخیر آب ) برج خنک کننده و پمپ های بزرگتر و مصرف برق بیشتر مورد نیاز است در اینحالت به دستگاه سختی گیر بزرگتری مورد نیاز است . چیلر تراکمی با کندانسور هوایی مصرف آب ندارد
انعطاف پذیری کنترلی(کم کردن بار ویا خاموشی چیلر)
لیتیوم بروماید یک نمک جامد کریستالی است که اگر میزان جذب آب آن کمتر از ۳۰ تا ۴۰ درصد باشد به فاز محلولنرسیده در نتیجه حجم بلورهای تشکیل دهنده ان بزرگتر شده و باعث مسدود شدن مسیر عبور محلول می شود وپدیده کریستالیزلسییون اتفاق می افتد . جهت جلوگیری از بروز این اتفاق میزان بار روی چیلر جذبی نباید کمتر از
%۵۰ باشد لذا این چیلرها را باید اول تابستان به کار انداخت و انتهای دوره گرما خاموش نمود و هیچ دستگاه برقی اعماز پمپ، فن برج خنک کن و پمپ های لاینفک چیلر جذبی را نمی توان خاموش کرد همچنین در ساختمانهای غیرمسکونی ( با کاربری منقطع )که بعد از تعطیلی ساختمان با کاهش محسوس بار مواجه می شویم برای جلوگیری ازاحتمال تشدید وقوع پدیده فوق نمی توان برق فن کوئل های ساختمان را خاموش کرد و کارکرد این فن کوئل ها در شرایطی که ساختمان به سرمایش نیاز ندارد مصرف برق زیادی را به ساختمان تحمیل می کند در چیلر های تراکمی نیاز به نگ هداری مداوم نداشته واز لحاظ کنترلی نیز بسیار قابل انعطاف می باشند و به راحتیتوسط کنترلرهای هوشمند سرمایش و متناسب با دمای هوای بیرون و نوع کاربری ساختمان کنترل و پایش می شود .با کنترل چیلر و تمامی ادوات الکتریکی سیستم سرمایش تراکمی ساختمانی با کاربری منقطع (هم در زمان کاری باکنترل بار برودتی مورد نیاز بر اساس تغییرات دمای هوای بیرون و هم بعد از تعطیلی ساختمان تا پیش راه اندازی صبحروز بعد) توسط این سامانه هوشمند و همچنین کنترل ودر صورت نیاز خاموشی فن کوئل های ساختمان طی شبانه روز، به صرفه جویی متوسط ۴۰ % در مصرف برق ساختمان خواهیم رسید برق مصرفی کمتر طی دوره گرما (خصوصا در ساختمانهای با کاربری منقطع)در ساعات غیر بهره برداری ساختمان های غیر مسکونی می توان به سادگی با استفاده از سیستم های کنترل هوشمندسرمایش، چیلرهای تراکمی ،پمپهای چیلد واتر و پمپ های برج ، فن برج ها و فن کوئل ها و هواسازها را در سیستمهای تراکمی خاموش نمود .از این قابلیت کنترلرهای هوشمند در جهت کاهش مصرف برق و استهلاک تجهیزات سیستم تراکمی استفاده کرد .در اکثریت مطلق چیلرهای جذبی این امر به سادگی امکان پذیر نیست . چون در اکثریت ساختمانهای مجهز به چیلرهای جذبی تجهیزات کنترلی اتوماتیک (شیر برقی ۳ راهه ، سیستم هوشمند رفع اتوماتیک کریستال و…) به دلیلقیمت بسیار بالا نصب نگردیده اند و یا به عنوان مثال در صورت نصب شیر برقی ۳ راهه این شیرها به دلایل مختلف از
جمله عدم سرویس و نگهداری صحیح ، پس از مدتی عملا بای پس می گردند .اپراتور ها بنا به دلایلی از جمله نپذیرفتن خطر احتمال وقوع پدیده کریستال در اثر روشن و خاموش کردن هر روزهچیلرها ، استهلاک چیلرها و یا عدم تخصص جهت انجام این کار ، در ساعات غیر کاری ساختمان ، اصولا عملیاتپیچیده روشن و خاموش کردن هر روزه سیستم های جذبی را انجام نمی دهند . بنابر این سیستم های جذبی عموما ۲۴  ساعته روشن می مانند .توجه داشته باشید که خاموش نکردن تجهیزات صرفا مربوط به چیلر جذبی نمی گردد و تمامی تجهیزات پر مصرفبرق سیستم مرکزی سرمایش جذبی از جمله برج خنک کننده و پمپ ها ی آن وپمپ فن کویل ها و نیز روشن میمانند ، چون به عنوان مثال در صورتی که چیلر روشن باشد و پمپ برج خاموش شود ، چیلر جذبی در معرض آسیبجدی قرار می گیرد.
ظرفیت پایین تر برج های خنک کن و سیستم های پمپاژ به برج ها
به دلیل پایین تر بودن راندمان عملکردی چیلر های جذبی در مقایسه با تراکمی ، برای تولید یک واحد سرما ،انرژیاولیه بیشتری باید مصرف کنند درنتیجه گرمایی که می بایست از آنها دفع گردد بسیار بیشتراز چیلرهای تراکمی بوده،از آنجا که وظیفه جذب این حرارت به عهده آب در گردش بر ج خنک کننده می باشد به این خاطر بایستی در سیستمهای جذبی از برج های خنک کننده می باشد به این خاطر بایستی در سیستم های جذبی از برج های خنک کننده وپمپ های برج با ظرفیت بالاتر ازسیستم های تراکمی استفاده کرد که این امر علاوه بر سرمایه گذاری اولیه بیشتر،باعثمصرف بیشتر برق پمپ ها و دمنده های برج های خنک کننده در سیستم های جذبی می گردد.
 پیک زدایی مصرف برق در ساعات اوج بار (ساعات ۱۹ الی ۲۳ )با استفاده از سامانه کنترلر سرمایشتراکمی
با توجه به اینکه چیلرهای جذبی در طول شبانه روز باید دارای حداقل ۵۰ درصد بار باشند( جهت جلوگیری از پدیدهکریستالیزاسیون ) لذا در ساختمان های غیر مسکونی که عملا ساعات اوج بار ( ساعات ۱۹ تا ۲۳ ) مصادف با تعطیلیساختمان های اداری است ، تمامی تجهیزات برقی سیستم سرمایش جذبی (فن وپمپ های برج ، پمپ های چیلر واترپمپ های چیلر جذبی وبرق فن کوئل و هواسازها ) بدون اینکه ساختمان نیاز به سرمایش داشته باشد روشن می مانندو انرژی الکتریکی بسیار زیادی رااز شبکه برق شهری مصرف می کنند . در نتیجه چیلرهای جذبی عملا نه تنهاکمکی به پیک زدایی از شبکه برق شهری نمی دک ن ، بلکه د ر ساعات پیک مصرف برق باعث وارد آمدن بار اضافی بهشبکه برق در شبکه نیز می گردند.
در سیستم های تراکمی هوشمند به علت انعطاف پذیری کنترلی و قابلیت خاموشی کامل در ساعات غیر کاریساختمان ، نه تنها کمک شایان توجهی به کاهش قابل توجه برق مصرفی و پیامد آن بار مالی تحمیلی به ساختمان میکند ازوارد آمدن بار اضافی به شبکه برق در ساعات پیک مصرف نیز جلوگیری می کند.
قابلیت کارکرد در اقلیم های مختلف
به دلیل محدویت های طراحی در سیستم جذبی ، جهت خنک نمودن کندانسور ، باید از برج خنک کنندهاستفاده کرد، مکانیزم برج خنک کننده شبیه کولر آبی است با این تفاوت که هوایی که توسط فن داخل برج دمیده میشود حرارت آب را گرفته و آن را خنک میکند تا برای جذب حرارت مبرد کندانسورمناسب گردد لذا در اقلیم هایمربوط شمال و جنوب کشور نمی توان از این چیلر ها استفاده کرد در صورتی که چیلرهای تراکمی این قابلیت را دارندکه دراین مناطق جهت جذب حرارت از مبرد کندانسور از سیال واسطه هوا به جای آب استفاده کرد .
 عدم وجود مشکل در هنگام قطع برق
قطع ناگهانی برق می تواند باعث بروز پدیده کریستالیزاسیون بدلیل عدم انجام فرآیند رقیق سازی محلول لیتیومبروماید گردد ، اما در چیلرهای تراکمی بدلیل عدم نیاز به این فرآ یند ، قطع ناگهانی برق هیچ مشکلی ایجاد نمینماید و در نتیجه این چیلرها نیازی به تعبیه برخی تجهیزات گرانقیمت از جمله ژنراتور برق اضطراری و سیستم ضدکریستال و. . . . ندارند .
 نگهداری و راهبری بسیار ساده
نگهداری وراهبری ساده چیلرهای تراکمی از مزایای مهم آنهاست زیرا به اپراتور متخصص در زمینه چیلرجذبیوهمچنین تعبیه سیستم بخار که نگهداری انها مشکل وپرهزینه است وجود ندارد و اپراتور چیلر تراکمی با یک آموزشچند ساعته می تواند از عهده نگهداری این دستگاه برآید .
فضای اشغالی در موتور خانه
ارتفاع موتور خانه مناسب برای نصب چیلر جذبی حداقل باید  ۳ متر باشد، از طرف دیگر مشکلات نصب چیلرهای جذبیبه علت ابعاد بزرگتر و وزن سنگینی که دارند بسیار بیشتر است .
اثرات مخرب زیست محیطی چیلر جذبی در مقایسه با چیلر تراکمی
درسیستمهای جذبی رایج برای تولید سرما گاز طبیعی در موتورخانه ها سوزانده می شود و آلاینده های زیستمحیطی به طور مستقیم از ساختمانها وارد جو شهری می گردد، حال تصور کنید در یک ساختمان با متراژ ۳۰۰۰ مترمربعی وبا ظرفیت چیلر جذبی ۱۲۰ تن تبرید ، طی یک دوره سرمایش کارکرد این چیلر ۲۰۰۰۰۰ کیلوگرم الایندهزیست محیطی وارد آسمان شهرمان می کند در صورتیکه اگر این چیلر جذبی با یک چیلر تراکمی جایگزین شود ازاسیبها و صدمات جبران ناپذیری که با کارکرد چیلر جذبی می توانست به انسان واکوسیستم طبیعت وارد شودجلوگیری به عمل خواهد امد . (به ازاء سوختن یک متر مکعب گاز طبیعی ۲,۱ کیلوگرم آ لاینده زیست محیطی تولید و
منتشر می شود.)

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

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

در حال بارگذاری...