کنترل ظرفیت چیلر‌های جذبی

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 48

ماخذ: نشریات شرکت Trane

این مقاله با استفاده از منابع و نشریات شرکت Trane که تجربه بسیار طولانی در زمینه تولید چیلر های جذبی با کیفیت عالی دارد تهیه شده است. در اینجا جا دارد از خانم بریجیت لوپز از شرکت Trane فرانسه و آقای عماد کابا از نمایندگی خاورمیانه شرکت مذکور در امارات متحده عربی تشکر نماییم که این منابع ارزشمند را در اختیار مجله صنعت تاسیسات قرار دادند.

مهم ترین وظیفه سیستم کنترل ظرفیت در چیلر های جذبی تامین و تثبیت دمای متناسب آب سرد در خروجی از اوپراتور می باشد. سیستم کنترل ظرفیت یک چیلر جذبی باید ضمن مونیتور کردن دمای آب سرد خروجی و مقایسه مداوم آن با نقطه تنظیم یا ست پوینت مقدار محلول تغذیه شونده به ژنراتور چیلر جذبی و حجم وروردی انرژی گرمایی به آن را تحت نظارت دقیق داشته باشد. همان طور که می دانیم دمای محلول و غلظت آن تعیین کننده فشار و دمایی است که در آن مبرد یا آب به جوشش درآمده و در اوپراتور تبخیر می شود. با توجه به نمودار تعادل محلول آبی لیتیم برماید می توان گفت که افزایش غلظت محلول لیتیم برماید در دمای ثابت منجر به کاهش فشار بخار آن می شود. از سوی دیگر کاهش دمای محلول در غلظتی ثابت نیز موجب کاهش فشار بخار خواهد شد. حال با فرض این که هوا یا سایر گاز های غیر قابل تراکم در چیلر وجود نداشته باشند فشار بخار محلول عامل تعیین کننده دمایی خواهد بود که مبرد یا آب در آن تبخیر می شود به عبارت دیگر ترکیب پارامتر های دما و غلظت محلول بر دمای جوشش یا تبخیر مبرد تاثیر گذارند. هدف از این گریز کوتاه اثبات این نکته است که تغییر دادن دمای جوشش یا تبخیر مبرد در اوپراتور یک چیلر جذبی باعث تغییر ظرفیت آن و در نتیجه به وجود آمدن مکانیسمی برای کنترل ظرفیت می شود بنابراین به منظور کنترل ظرفیت خروجی یک چیلر جذبی برای تقابل با بار های دائما متغیر یا باید دمای محلول را تغییر داد و یا این که غلظت آن را به دلخواه و بر حسب شراط افزایش یا کاهش دادچیلر های جذبی بسیاری از تولیدکنندگان مطرح جهان از هر دو راهکار برای کنترل ظرفیت بهره می برند.

یک روش بسیار معمول برای تغییر دادن دمای محلول کنترل میزان محلول جاذب ورودی به ژنراتور می باشد در این شیوه و تحت شرایط بار جزئی تغییر یافتن دمای آب سرد خروجی از چیلر موجب می شود تا محلولی غلیظ تر به ژنراتور پمپاژ گردیده و در نتیجه از میزان انرژی گرمایی لازم برای به جوشش در آوردن مبرد کاسته شود. کاهش یافتن انرژی گرمایی به معنی کمتر شدن میزان تبخیر مبرد در ژنراتور و بازگشت محلولی با غلظت کمتر به ابزربز خواهد بود. این محلول رقیق تر قابلیت جذب بخار آب کمتری خواهد داشت و در نتیجه فشار درون محفظه ابزربر-اوپراتور افزایش می یابد این فشار افزایش یافته موجب می شود تا مبرد درون اوپراتور در دمایی بالاتر بجوشش در امده و در نتیجه اختلاف دمای میان آب یرد خروجی و مبرد کاهش یابد بنابراین ظرفیت چیلر جذبی کاهش داده می شود البته چون مقدار مبرد کمتری در ينراتور به جوشش در آمده است طبیعی است که نرخ جریان مبرد در سیکل جذبی کاهش یابد در نتیجه گرمای دفع شده Heat Reject در ابزربر کمتر خواهد بود. دفع گرمای کمتر در برج خنک کن معمولا به کاهش دمای بازگشتی از برج خواهد انجامید که این امر موجب افزایش ظرفیت چیلر و کاسته شدن بیشتر از ورودی انرژی گرمایی ژنراتور می شود.

دست بردن در نرخ جریان محلول در ژنراتور به روش های مختلفی امکان پذیر است. اکثر سازندگان از شیر های خفقان یا شیر هایی بای پس برای برآورده ساختن این منظور استفاده می کنند. یک شیر خفقان مانعی بر سر راه عبور جریان در لوله بین ابزربر و ژنراتور ایجاد نموده و پمپ محلول را مجبور می سازد تا به نقاط بالاتر منحنی عملکرد خود رفته و نرخ جریان را کاهش دهد. یک شیر بای پس نیز مسیر عبور بخشی از جریان محلول را به سمت ابزربر منحرف می سازد و در نتیجه باز هم نرخ جریان منتهی به ژنراتور کاهش خواهد یافت.

گذشته از این روش های کلاسیک متحرک های با قابلیت تنظیم فرکانس یا AFD به طور گسترده ای در طراحی های مدرن چیلر های جذبی به کار گرفته می شوند این متحرک ها که با نام متحرک های سرعت متغیر نیز شناخته می شوند برای تغییر دادن سرعت موتور پمپ ژنراتور مورد استفاده قرار گرفته و قادر اند جریان محلول عبوری از ژنراتور را بر حسب فرامین و مقتضیات کنترلی سیستم کاهش دهند. علاوه بر این AFD ها صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی پمپ در شرایط بار جزئی به ارمغان می آورند. حال به مبحث کنترل از طریق پارامتر غلظت محلول می پردازیم تغییر دادن غلظت محلول در چیلر های جذبی یا کنترل میزان گرمای ورودی به ژنراتور امکان پذیر است. همانطور که در شکل زیر ملاحظه می کنید یک شیر تعدیل کننده انرژی در مدار یک چیلر جذبی تک اثره بخار نصب گردیده است. این شیر در شرایط بار جزئی و در واکنش به تغییر دمای آب سرد خروجی به آرامی بسته شده و میزان انرژی گرمایی ورودی به ژنراتور را کاهش خواهد داد.

مشابه این عمل در چیلرهای جذبی شعله مستقیم گازسوز (Direct Fired) از طریق مدوله کردن و تعدیل ظرفیت حرارتی مشعل امکان پذیر است. وقتی که نرخ جریان محلول عبوری از ژنراتور برای تأمین دمای دلخواه آب سرد خروجی از دستگاه تغییر می یابد، ورودی گرمایی ژنراتور نیز برای کنترل غلظت محلول تغییر می کند. بدین ترتیب می توان از بهینه بودن راندمان
و دور بودن چیلر از شرایط نا مطلوب کریستاله شدن (جامد شدن نمک برماید در درون چیلر) اطمینان حاصل نمود.
البته شایان ذکر است که در گذشته تغییر دادن انرژی گرمایی ورودی به ژنراتور ابزاری برای
تثبیت دمای دلخواه آب سرد خروجی از چیلر به شمار می آمده است. اما از آنجا که سیکل سرمایش جذبی دارای قابلیت ذخیره سازی انرژی است استفاده از شیرهای تعدیل انرژی به
عنوان تنها شیوه کنترل موجب کند شدن واکنش چیلر برای تغییر دادن ظرفیت خواهد شد. چیلرهای جذبی مدرن با تغییر دادن نرخ جریان محلول در افشانک ها یا اسپری های ژنراتور و ابزربر و بویژه با بهره گیری از محرک های دارای قابلیت تنظیم فرکانسAFD قادر اند به سرعت در برابر تغییرات بار و شرایط آب خنک کننده واکنش های مناسب نشان دهند.

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای آموزش طراحی موتورخانه و انتخاب تجهیزات با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های آموزشی طراحی موتورخانه و انتخاب تجهیزات ثبت نام کنید.

مطالب مرتبط

• • بررسی سیکل سه مرحله‌ای هوا خنک- آمونیاک – بخش اول
  • کریستالیزاسیون در چیلر های جذبی
  • فناوری جذبی از دیروز تا فردا- بخش اول