مزایا و معایب چیلرهای جذبی در مقایسه با تراکمی

مزایا و معایب چیلرهای جذبی در مقایسه با تراکمی

چیلرهای جذبی و تراکمی دو فناوری اصلی برای تأمین سرمایش مرکزی هستند. تفاوت اصلی آن‌ها در منبع انرژی مورد استفاده برای فشرده‌سازی است: چیلر تراکمی از برق و کمپرسور مکانیکی، و چیلر جذبی از حرارت خارجی استفاده می‌کند. مقایسه این دو سیستم بر اساس چندین معیار کلیدی صورت می‌گیرد:

۱. مزایای چیلرهای جذبی (Absorption Chillers)

مزایای چیلرهای جذبی عمدتاً به مصرف انرژی و ملاحظات زیست‌محیطی مربوط می‌شود:

• کاهش مصرف برق (انرژی اولیه):

  • این چیلرها برای انجام چرخه تبرید، به جای کمپرسور پرمصرف، از انرژی حرارتی (بخار، آب داغ، گاز طبیعی یا حرارت هدر رفت) استفاده می‌کنند. مصرف برق آن‌ها تنها برای پمپ‌های محلول و آب است که بسیار ناچیز است.

  • نتیجه: کاهش چشمگیر هزینه‌های عملیاتی برق، به‌ویژه در مناطقی که قیمت برق بالا است.

• استفاده از منابع ارزان‌تر/رایگان:

  • چیلرهای جذبی می‌توانند از حرارت هدر رفت (Waste Heat) فرآیندهای صنعتی یا سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت ($\{CHP}$) استفاده کنند، که در غیر این صورت به هدر می‌رفت. این امر راندمان کلی تأسیسات را به شدت افزایش می‌دهد.

• کاهش بار پیک شبکه برق:

  • از آنجایی که نیاز به برق اصلی در زمان اوج تقاضای سرمایش (تابستان) کم است، فشار کمتری به شبکه توزیع برق وارد می‌شود.

• عمر طولانی و صدای کم:

  • به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی بزرگ دوار (کمپرسور)، لرزش و صدای سیستم بسیار کم است و استهلاک کمتری دارد.

• سازگاری زیست‌محیطی:

  • از مبردهای طبیعی (مانند آب خالص) استفاده می‌شود که دارای پتانسیل تخریب لایه ازون صفر ($\{ODP}=0$) و پتانسیل گرمایش جهانی صفر ($\{GWP}=0$) هستند (در مقایسه با مبردهای شیمیایی در چیلرهای تراکمی).

۲. معایب چیلرهای جذبی

• راندمان حرارتی پایین‌تر ($\{COP}$):

  • به طور کلی، ضریب عملکرد ($\{COP}$) چیلرهای جذبی در تبدیل انرژی حرارتی به سرمایش، کمتر از $\{COP}$ چیلرهای تراکمی در تبدیل انرژی الکتریکی به سرمایش است.

• نیاز به برج خنک کننده بزرگتر:

  • چیلرهای جذبی علاوه بر دفع حرارت جذب شده از ساختمان، باید حرارت ورودی به ژنراتور را نیز دفع کنند. به همین دلیل، برج خنک کننده آن‌ها برای ظرفیت یکسان، ۳۰٪ تا ۵۰٪ بزرگتر از چیلر تراکمی آب‌خنک است.

• هزینه اولیه بالاتر:

  • پیچیدگی ساختاری (به دلیل وجود پمپ‌ها، ژنراتورها و جاذب) و مواد مقاوم به خوردگی (مانند لیتیوم بروماید) باعث می‌شود هزینه اولیه خرید و نصب آن‌ها به طور قابل توجهی بالاتر از چیلرهای تراکمی باشد.

• حساسیت و پیچیدگی عملیاتی:

  • نیاز به کارکرد در شرایط خلاء بالا و خطر کریستالیزاسیون (تشکیل بلور) محلول $\{LiBr}$ در دماهای پایین یا غلظت‌های بالا، نیازمند کنترل‌های پیچیده و نگهداری تخصصی است.

• اندازه فیزیکی بزرگتر:

  • این چیلرها فضای بیشتری را نسبت به چیلرهای تراکمی با ظرفیت مشابه اشغال می‌کنند.

۳. مقایسه با چیلرهای تراکمی (Vapor Compression Chillers)

جمع‌بندی

انتخاب بین چیلر جذبی و تراکمی یک تصمیم اقتصادی است که عمدتاً به دسترسی و هزینه منابع انرژی بستگی دارد:

• چیلر جذبی مناسب است: در مکان‌هایی که حرارت مازاد یا ارزان قیمت (مانند گاز طبیعی یا حرارت $\text{CHP}$) در دسترس است و هزینه برق بسیار بالا است.

• چیلر تراکمی مناسب است: در اکثر کاربردهای استاندارد و در ظرفیت‌های کوچک و متوسط، به ویژه جایی که سادگی، هزینه اولیه پایین و صرفه‌جویی در فضا اولویت دارند.

عوامل مؤثر بر راندمان برج‌های خنک‌کننده

نقش و ضرورت منبع انبساط در دیگ‌های آب گرم

اجزای اصلی چیلر تراکمی و وظایف آن‌ها

سرمایش و گرمایش با یک دستگاه