مقایسه سیستم های چیلر تراکمی و جذبی، کدام برای پروژه شما مناسب تر است؟

مقایسه سیستم های چیلر تراکمی و جذبی، کدام برای پروژه شما مناسب تر است؟

مقدمه

تمامی تجهیزات مولد سرما، عملکردی مانند یک اسفنج دارند. همان‌طور که شما می‌توانید با دستان خود اسفنجی را در تشتی از آب فرو برده و سپس آن را در تشت خالی دیگری بچلانید و به این طریق آب را جابه‌جا کنید، تجهیزات برودتی هم گرما را از سیستمی جذب نموده و به سیستمی دیگر پس می‌دهند. اوپراتور و چیلرهای تراکمی و حذبی هر دو نقش جاذب گرما را به عهده دارند.
در واقع این همان مرحله‌ای است که ما اسفنج را در تشت آب فرو می‌بریم. این دیگر از خاصیت خوب اسفنج است که آب را به خود جذب می‌کند و ما نقش چندانی در میزان جذب آب توسط اسفنج نداریم. اسفنج همان مبرد چیلرهای جذبی یا تراکمی است. کندانسورها در چیلرهای جذبی و تراکمی همان تشت خالی هستند که ما آب اسفنج را با چلاندن در آن خالی می‌کنیم. در کندانسور، گرمای گرفته شده در تماسی غیر مستقیم، با آب برج خنک ‌کن بازپس داده می‌شود و در واقع این‌بار این آب برج خنک ‌کن است که گرما را از مبرد گرفته و آن را به خارج تخلیه می‌کند.

در چیلر های تراکمی می‌توان به‌جای برج خنک‌ کن، از کندانسورهایی که با هوا خنک می‌شوند نیز استفاده کرد، در این صورت گرمای مبرد به هوا داده می‌شود. در عملیات انتقال آب به وسیله‌ی اسفنج دست ما نقش عامل اصلی یا تأمین‌کننده انرژی را به عهده داشت و این نقش در چیلر های جذبی مشترکا به ابزوربر و ژنراتور داده شده و در چیلرهای تراکمی نیز انواع کمپرسور ها از سیلندر پیستونی گرفته تا انواع مختلف دیگر همچون گریز از مرکز، دوار، پیچی و اسکرول این مهم را به انجام می‌رسانند.

برای تامین انرژی الکتریکی سیستم های تراکمی نیازمند برق هستیم و مجبوریم بخش عمده ای از این انرژی به ظاهر پاک را از منابع انرژی گرمایی تامین کنیم. این گونه در چرخه ای دیگر اما کمی دور تر و کلان تر باز هم با تولید گاز های گلخانه ای رو به رو می شویم. البته با تلاش های صورت گرفته در زمینه بهره گیری ز انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی باد آب و زمین-گرمایی چشم انداز های روشنی پیش رو قرار گرفته است اما تا رسیدن به آن افق ها هنوز راه باقی است. چیلر های جذبی در این زمینه و برای بهره گیری از انرژی های تجدیدپذیر نسبت به سیستم های تراکمی وضعیت بهتری دارند.

به عنوان مثال می توان انرژی گرمایی ژنراتور این گونه چیلرها را از طریق کلکتور های تولید آب گرم خورشیدی تامین کرد. اروزه موفقیت های چشمگیری در این زمینه به وجود آمده که چیلر های جذبی را در مقایسه با چیلر های تراکمی از نقطه نظر بهره گیری از انرژی گرمایی استفاده می کنند، امکان تبدیل انرژی و هم چنین استفاده از بازیافت گرمای هدر شده در سایر تجهیزات و سیستم ها برای آن سهل تر و عملی تر است. سیستم های تولید برق و سرمایش همزمان و سیکل های مرکب گرمایی- الکتریکی از این جمله هستند.

تمایز آشکار چیلر های تراکمی و جذبی

تمایز آشکار چیلر های تراکمی و جذبی و آنچه بیش از هر موردی موجب برتری چشمگیر چیلر های جذبی به چیلر های تراکمی می شود موضوع مصرف برق و گران بودن تامین این نوع انرژی در ایران است . در سیستم های تراکمی برای تامین هر تن تبرید تقریبا بین 0.8 تا یک کیلووات توان الکتریکی مورد نیاز است. در ظرفیت های زیاد این مقایسه سهم بسزایی در تعین برتری های چیلر های جذبی نسبت به چیلر های تراکمی دارد.
از دیگر تبعات افزایش مصارف الکتریکی، بزرگ شدن شبکه‌ی انتقال و توزیع و به دنبال آن افزایش مخارج اولیه است. حجیم شدن تابلو های برق و همین‌طور نیاز به تهیه‌ی کلیدها و مدارهای تغذیه پر توان با رعایت اصول سلکتیویته به‌منظور تأمین برق تابلو های تغذیه‌ شونده و همین‌طور افزایش قابل توجه هزینه‌های کابل‌کشی و احداث پست‌های فشارقوی و ضعیف و یا پر هزینه تر شدن آن ها از جمله موارد قابل توجهی است که در کنار مخارج مربوط به خرید انشعاب، هزینه‌های اولیه یک پروژه را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. بر این مخارج باید هزینه‌های مصرف ماهیانه برق به هنگام بهره‌برداری را نیز افزود. در رابطه با وسعت شبکه‌ های انتقال و توزیع انرژی ممکن است این موضوع مطرح شود که در مقابل و سیع تر شدن شبکه ی الکتریکی به‌منظور تأمین انرژی چیلرهای تراکمی، شبکه‌ی انتقال گاز نیز برای تأمین انرژی چیلرهای جذبی هم گسترده تر و پرهزینه تر می شوند.اما چنین قیاسی چندان درست نیست، زیرا به طور معمول دیگ‌های بخار یا آب گرم که در فصل زمستان وظیفه‌ی تأمین گرمایش و آب گرم مصرفی را به عهده دارند با اندک تغییراتی امکان تأمین انرژی گرمایی موردنیاز چیلرهای جذبی را در تابستان خواهند داشت، مگر این ‌که در نقاط گرمسیری مصارف گرمایشی و توان حرارتی موردنیاز در فصل زمستان بسیار کمتر از مصارف تابستانی باشد. البته این مورد اخیر را نمی‌توان کاملاً به همه مناطق تعمیم داد، اما تحت این شرایط نیز تدارک شبکه‌ی انتقال و توزیع گاز، به مراتب هزینه‌های کمتری را نسبت به احداث شبکه‌ی توزیع الکتریکی شامل می‌شود.
به ویژه این‌که بدانیم تلفات انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاه تا نقاط مصرف حداقل ۴۰ درصد است.

یکی دیگر از معایب مصرف انرژی الکتریکی نسبتا زیاد چیلر های تراکمی مربوط به کاهش قدرت مانور برای تامین برق اظطراری به منظورسرمیش ساختمان به هنگام قطع برق شهر است.اگرچه سیستم های سرمایشی کمتر در اولویت تامین برق توسط شبکه های برق اضطراری قرار می گیرند اما چنانچه قرار بر تامین برق اضطراری جهت سیستم سرمایشی باشد چیلر های تراکمی نسبت به چیلر های جذبی هیچ شانسی برای رقابت ندارند. زیرا ناگفته پیداست که هزینه تهیه و نصب دیزل ژنراتور برق به همراه تهیه و نصب تجهیزات مرتبط با آن چنان هنگفت خواهد شد که کارفرمایان ترجیح می دهند به هنگام قطع برق شرایط به وجود آمده را تحمل کنند.

معایب چیلر های جذبی

یکی از معایب چیلر های جذبی به ویژه در ظرفیت های زیاد عدم امکان استفاده مناسب از آن ها در مناطق گرم و مرطوب است. از آنجا که برج های خنک کن در مناطق مرطوب فاقد بازده مناسب هستند بنابراین برای چیلر های پرظرفیت نیز که برای خنک شدن ابزوربر و کندانسور نیازمند به کار برج های خنک کن هستند محدودیت به وجود می آید اما چیلر های تراکمی با توجه به امکان استفاده از کندانسورهای هوایی چنین محدودیتی ندارند. قابلیت انعطاف‌پذیری، تنوع و امکان تطابق سیستم‌های تراکمی بسیار بیشتر از سیستم‌های جذبی است. وجود انواع سیستم‌های تراکمی آب‌خنک، خنک هوا، مرکزی، محلی، پنجره‌ای، دو‌تکه و پشت‌بامی در ظرفیت‌های مختلف یکی از مزایای چنین سیستم‌هایی محسوب می‌شود.اما چنین مزایایی قابلیت مقایسه ندارند، بنابراین نمی‌توانند در مباحث تئوریک ملاک نظر قرار گیرند، زیرا چنین مواردی فرصت مقایسه را از طراح می‌گیرند و طرح دیگر نیازی به پیش‌بردن محاسن و معایب و محاسنی ندارد.

مهم‌ترین مزیت چرخه‌ی تراکمی نسبت به چرخه‌های جذبی

مهم‌ترین مزیت چرخه‌ی تراکمی نسبت به چرخه‌های جذبی، ضریب کارایی آن‌ها دانسته می‌شود، که البته در ایران در این‌باره شک و تردیدهایی وجود دارد.
در اینجا قصد نداریم که به موضوع ضریب کارایی و اشکالات نظریه ی برتری ضریب کارایی چیلرهای تراکمی به چیلر‌های جذبی بپردازیم. بررسی‌های بیشتر در این مورد را به مقاله ای دیگر وا می‌گذاریم.
در این مجال تنها اشاره می‌کنیم که اگر قبول داشته باشیم که استفاده از انرژی گرمایی برای فرایند و چرخه‌ی سرمایی دارای بازده کمتری نسبت به استفاده از انرژی الکتریکی برای چرخه‌ی سرمایی است، باید به یاد آوریم که سهم عمده‌ای از تولید انرژی الکتریکی، خود حاصل تبدیل انرژی گرمایی است.
بنابراین حتی اگر به صورت  موردی قائل به چنین برتری و امتیازی باشیم، در مقیاس کلان و فراگیر نمیتوانیم چندان به حقیقت چنین امتیازی اطمینان کنیم.