شاید تا به حال چیلرها و انواع مختلف آن را دیده باشید و یا نام آنها را شنیده باشید. چیلرها دستگاه‌هایی هستند که از طریق یک سیکل ترمودینامیکی گرما را جذب کرده و به واسطه گردش درون یک مبدل حرارتی، سبب خنک شدن دستگاه می‌شوند. این دستگاه‌ها جزو مهمترین تجهیزات سرمایشی و تولید برودت در کارخانه‌های صنعتی و ساختمان‌ها هستند. چیلرها بر اساس نوع سیکل کاری که فرایند سرمایش را انجام می‌دهند، به دو دسته تقسیم می‌شوند. این دو دسته شامل چیلر تراکمی و چیلر جذبی هستند. چیلر تراکمی به وسیله گردش جریان سیالی به نام مبرد در سیکل تبرید تراکمی بخار کار می‌کند و شامل ۴ عنصر اصلی یعنی کمپرسور، شیر انبساط، کندانسور و اواپراتور است؛ اما مبنای کار چیلر جذبی، سیکل تبرید جذبی است و فرایند سرمایش در آن مشابه سیکل تراکمی بخار است؛ با این تفاوت که مؤلفه‌های اصلی آن شامل پمپ و جذب کننده است و ژنراتور در آن جایگزین کمپرسور شده است. تفاوت دیگر چیلر جذبی با چیلر تراکمی این است که سیال موجود در چیلر تراکمی آب است اما سیال موجود در چیلر جذبی لیتیوم بروماید است.در ادامه قصد داریم تا شما را با کریستاله شدن چیلر جذبی آشنا کنیم.
کریستاله شدن چیلر جذبی پدیده‌ای است که به سیستم آسیب جدی وارد می‌کند. به این صورت که ماده لیتیوم بروماید که در مدار به عنوان جاذب جریان دارد، از حالت مایع خارج می‌شود و به شکل بلورهای نمک در می‌آید که این بلورهای نمک، مسیر حرکت سیال در لوله‌ها، پمپ‌ها و قسمت‌های مختلف چیلر را مسدود می‌کنند و باعث مختل شدن فرایند تولید سرمایش و عدم کارایی دستگاه می‌شوند.
علت کریستاله شدن چیلر جذبی چیست؟
چیلر جذبی اجزا و قسمت‌های مختلفی دارد. از جمله این اجزا می‌توان به مبدل حرارتی، پمپ آبزوبر، پمپ اواپراتور، حرارت ژنراتور و ورودی و خروجی آب سرد و گرم اشاره کرد. اگر غلظت لیتیوم بروماید موجود در چیلر از حد معین و مجاز خود بالاتر برود یا اینکه دمای لیتیوم بروماید در غلظت مشخصی از حد مجاز و نرمال خود کمتر شود، فرایند کریستال شدن چیلر جذبی اتفاق می‌افتد. به عنوان مثال ژنراتور از هر نوعی که باشد، چه از نوع بخار داغ و چه از نوع شعله مستقیم، وقتی که حرارت در آن بیش از حد به محلول آب ولیتیوم بروماید وارد شود، باعث می‌شود که زمینه کریستال شدن چیلر جذبی فراهم شود. در مورد دیگر، هنگامی که غلظت لیتیوم بروماید در محدوده مجاز خود باشد ولی دمای آب برج خنک کننده بیش از حد کاهش یابد، زمینه برای کریستال شدن چیلر جذبی و لیتیوم بروماید فراهم می‌شود. وظیفه برج خنک کننده کاهش دمای آبزوربر برای به حداکثر رساندن قدرت جذب لیتیوم بروماید است. قسمت خروجی مبدل حرارتی که بین ژنراتور و آبزوربر قرار گرفته است و وظیفه آن این است که گرمای لیتیوم بروماید غلظت خروجی از ژنراتور را به لیتیوم بروماید رقیق و خروجی از آبزوبر بدهد تا با این کار هم دمای لیتیوم بروماید غلیظ برای جذب بهتر بخار آب کاهش یابد و هم دمای لیتیوم بروماید رقیق قبل از ورود به ژنراتور بالا رود، مهمترین نقطه برای کریستالیزاسیون است. علت مساعد بودن کریستالیزاسیون در این نقطه این است که غلظت لیتیوم بروماید بالا است و از طرف دیگر، حرارت زیادی را در مبدل از دست می‌دهد و دمای آن کاهش می‌یابد. کریستال شدن چیلر جذبی در این نقطه زمانی اتفاق می‌افتد که لیتیوم بروماید غلیظ‌تر از حد معمول باشد و یا افت دمای آن از حد معمول بیشتر شود.
کریستاله شدن لیتیوم بروماید دلایل مختلفی می‌تواند داشته باشد که مهمترین آنها عبارت‌اند از:
۱ـ تغییرات دمایی سریع و زیاد در دمای آب برج خنک کننده: همانطور که در قسمت قبل گفتیم، حتی اگر غلظت لیتیوم بروماید در محدوده مجاز خود باشد اما دمای کولینگ تاور یا همان برج خنک کننده بیش از حد کاهش یابد، کریستال شدن صورت می‌گیرد و مسیر جریان مسدود می‌شود.
۲ـ نفوذ هوا به داخل چیلر: وظیفه لیتیوم بروماید در قسمت آبزوربر این است که بخار آبی که در محفظه اوپراتور وجود دارد را به خود جذب کند؛ به این منظور که فشار محفظه اوپراتور در کمترین حالت باشد تا آبی که به عنوان مبرد روی لوله‌های محفظه اپراتور ریخته می‌شود و هدف آن جذب گرمای درون لوله‌ها است، بتواند تبخیر شود و به بهترین حالت ممکن گرمای آب موجود درون لوله‌ها را بگیرد و دمای آب برای مصارف صنعتی یا ساختمانی را کاهش دهد. حال اگر به هر دلیلی هوا وارد محفظه آبزوربر و اوپراتور شود، باعث می‌شود که فشار محفظه افزایش یابد؛ در نتیجه آبی که روی لوله‌ها ریخته می‌شود تا گرمای آب درون لوله را به خود جذب کند، می‌تواند به صورت بهینه این کار را انجام دهد. این امر سبب افزایش دمای آب خروجی از چیلر می‌شود. هنگامی که دمای آب افزایش یابد، یک پیغام به ژنراتور چیلر ارسال می‌شود که لیتیوم بروماید را بیشتر به گردش درآورد و حرارت بیشتری به آن بدهد تا غلظت آن برای جذب بیشتر بخار آب افزایش یابد. این مسئله سبب می‌شود که لیتیوم بروماید کریستاله شود.
۳ـ وجود اختلال و یا از کار افتادن عملکرد برج خنک کننده: از کار افتادن برج خنک کننده و یا مسدود شدن مسیر آب و یا نبود آب کافی در برج خنک کننده سبب افزایش دمای ژنراتور می‌شود و لیتیوم بروماید غلیظ‌تر شده و مسیر عبور مبدل را می‌بندد. برای جلوگیری از این امر، یک لوله بین خروجی پمپ لیتیوم بروماید غلیظ و ورودی پمپ محلول لیتیوم بروماید و آب تعبیه می‌شود تا لیتیوم بروماید غلیظ به سمت رقیق فرستاده شده و در اثر ترکیب این دو با هم، از غلظت آن کاسته شود.
۴ـ از کار افتادن ژنراتور با وجود فعال بودن بقیه قسمت‌ها: اگر ژنراتور از کار بیفتد، لیتیوم بروماید رقیق و کم دما وارد مبدل حرارتی می‌شود. از طرف دیگر لیتیوم بروماید خروجی از آبزوربر که با آب برج خنک کننده سرد شده، سبب جذب لیتیوم بروماید خروجی از ژنراتور می‌شود و این امر سبب افت دمای بیشتر در آن شده و لیتیوم بروماید کریستاله می‌شود. وجود ضد کریستال در چیلر سبب می‌شود که با وجود بسته شدن مسیر مبدل، لیتیوم بروماید غلیظ از مسیر ضد کریستال عبور کند و مبدل را دور بزند و کم کم حرارت لیتیوم بروماید غلیظ به لیتیوم بروماید رقیق منتقل شده و مانع کریستال شدن می‌شود.
۵ـ قطع جریان برق چیلر: هنگامی که چیلر در حال کار است، قطع ناگهانی برق سبب تجمع لیتیوم بروماید غلیظ در خروجی مبدل ژنراتور و آبزوربر شده و زمینه را برای کریستال شدن فراهم می‌کند.
مهمترین علائم هشدار و بروز پدیده کریستالیزاسیون چیلر جذبی
- بالا رفتن دمای آب مصرفی
- ایجاد صدای زیاد هنگام کار کردن پمپ
- پایین رفتن سطح محلول در شیشه آب نما
- بالاتر بودن دمای مسیر ضد کریستال نسبت به لوله خروجی لیتیوم بروماید
راه‌های برطرف سازی کریستال شدن چیلر
- اگر علت کریستالیزاسیون نفوذ هوا به چیلر، باشد باید نشتی‌ها برطرف شوند.
- اگر علت، افت دمای آب برج خنک کننده باشد، باید فن برج خاموش شود.
- اگر علت کریستالیزاسیون نفوذ هوا باشد، باید منبع حرارتی ژنراتور خاموش شود.
- اگر منبع حرارتی ژنراتور از کار افتاده باشد، باید سریعاً آن را روشن کنید.
- افزایش و کاهش دمای سریع مبدل برای ایجاد شوک حرارتی.
- افزایش دمای مبدل حرارتی با شعله مستقیم آتش از بیرون و یا آبگرم.
- اگر در برج خنک کننده اختلال ایجاد شده باشد، باید سریعاً آن را رفع کنید.
