چیلر جذبی بهتر است یا چیلر تراکمی ؟

همانطور که درمقالات قبلی هم به آن اشاره شد چیلرها شامل دو دسته ی چیلر تراکمی و جذبی هستند . هر کدام از این چیلرها ساختار و کارکرد مختص به خود دارند که دارای تفاوت هایی می باشند . در این مقاله مقایسه چیلر جذبی و چیلر تراکمی صورت گرفته و تفاوت بین چیلر جذبی و تراکمی از نظر ضریب عملکرد ، میزان مصرف انرژی ، محدودیت های نصب ، هزینه های نصب ، میزان آلودگی صوتی ، وزن و … بیان شده است . تا اگرچنانچه بخواهیم یکی از دو نوع چیلر را خریداری نماییم بر اساس تفاوت بین چیلر جذبی و تراکمی بتوانیم آگاهانه تر تصمیم بگیریم و در انتها بتوانیم پاسخ مناسبی برای سوال آیا چیلر جذبی بهتر است یا چیلر تراکمی ؟ دریافت کنیم . 

به گفته کارشناسان پاسخ این سوال مستلزم بررسی دقیق پروژه و شرایط آن است. اما واقعیت امروز سیستم های تهویه مطبوع و برودتی نشان می دهد که چیلر های تراکمی و بخصوص نوع هوا خنک آن به دلیل راندمان مناسب، بهره برداری آسان، تعمیرات ساده، کاهش صدای دستگاه به لطف عایق های صوتی و همچنین عدم مصرف آب جهت تولید آب سرد، بسیار مورد استقبال مهندسان در پروژه های مسکونی و صنعتی قرار گرفته است.

چیلرهای تراکمی آب خنک نیز امروزه بیشتر در پروژه های که کاربرد صنعتی دارند و ظرفیت برودتی بالایی نیاز دارند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. به طور مثال در اکثر پروژه های سردخانه که دمای کمتر از صفر درجه سانتی گراد نیاز است از چیلر آبی استفاده می شود.

اما با این حال نمی توان به طور مطلق گفت  که چیلر تراکمی بهتر از چیلر جذبی است یا بالعکس. اغلب مردم در زمان خرید این سیستم ها به دلیل قیمت بالا حساسیت زیادی به خرج می دهند اما به طور خلاصه تفاوت چیلر جذبی و تراکمی در موارد زیر است:

چیلر و انواع آن

سیستم سرمایشی چیلر و چند نکته کلیدی برای انتخاب چیلر

مقایسه چیلر جذبی و چیلر تراکمی

1 -مقایسه چیلر جذبی و تراکمی از نظر ضریب عملکرد :

ضریب عملکرد Coefficient of Performance یا به اختصار COP، عددی بدون واحد است و یکی از شاخص هایی است که در مقایسه چیلر جذبی و تراکمی استفاده می شود . COP شاخصی است جهت تعیین ضریب راندمان میزان مصرف انرژی در قالب واحد BTU .

ضریب عملکرد با تقسیم کردن میزان گرمایی که چیلر از محیط “الف” می گیرد و به محیط “ب” منتقل می کند، بر میزان کاری که جهت این عمل انجام می دهد به دست می آید. از آنجا که صورت و مخرج آن هردو بر حسب یک واحد (معمولاً ژول) بیان می‌شوند، واحد این ضریب یک می‌باشد.

 با مشخص کردن ضریب عملکرد هر چیلر بر اساس استانداردهای ارائه شده برچسب انرژی اش مشخص می شود. روی برچسب انرژی یکی از حروف A تا G هک می شود. ضریب عملکرد یک چیلر می تواند بین یک تا هشت باشد. برای مثال زمانی که یک چیلر ضریب عملکردی بالاتر از 3.5  داشته باشد، این چیلر گرید A را می گیرد.

همان طور که می دانیم جهت انتخاب چیلر، آن را بر حسب مقدار بار برودتی آن بیان می کنیم ؛  اما بیشتر کارکرد چیلر در حالت پارت لود می باشد. به همین دلیل جهت بررسی دقیق تر بازدهی چیلر از پارامتری تحت عنوان IPLV استفاده می کنیم . IPLV در واقع COP  چیلر تحت بارهای جزیی ۷۵ ، ۵۰ و ۲۵ درصد می باشد.

ضريب عملکرد چيلر (COP) بصورت نسبت سرمايش توليدي توسط چيلر به انرژي مصرفي آن تعريف مي‌شود. اين ضريب به مفهوم راندمان بوده و در سيستم‌هاي سرمايشي داراي جايگاه ويژه‌اي است. لذا کاهش ضريب عملکرد يک چيلر (مخصوصا چيلرهاي با ظرفيت بالا) مي‌تواند ضرر اقتصادي چشمگيري را به همراه داشته باشد. در چيلرهاي جذبي با تناژ تبريد مختلف به دليل کاهش 5 تا 20 درصدي ضريب عملکرد و با افزايش توان سرمايشي ميزان ضرر اقتصادي آن بيشتر خواهد بود.

بالاتر بودن (COP) نشان دهنده عملکرد و بازده بالاتر سیستم می باشد . برای محاسبه ضریب عملکرد از فرمول زیر استفاده می‌شود و عدد ۳٫۴۱۲ عدد ثابت است برای تبدیل BTU/h به وات و هم واحد کردن صورت و مخرج کسر است.

نحوه تعیین رتبه برچسب مصرف انرژی

چیلرهای تراکمی اغلب ضریب عملکردی بین 1 تا 8 دارند. اما ضریب عملکرد چیلرهایی جذبی اغلب بین 0/5 الی 1.2 است. که در مقایسه با اغلب چیلرهای تراکمی عدد پایین تری است. این نخستین پارامتری است که در مقایسه چیلر تراکمی با چیلر جذبی باید در نظر گرفت. به وضوح مشخص است که در این مقایسه چیلرهای تراکمی در مرتبۀ بالاتری قرار می گیرند.

2- بیان تفاوت بین چیلر جذبی و تراکمی بر اساس میزان مصرف انرژی :

برای مقایسه چیلر جذبی و تراکمی از لحاظ میزان مصرف انرژِی لازم است به سراغ ساختمان داخلی آن ها برویم.این بخش از مقاله یکی از مهم ترین مطالب ارائه شده در بحث تفاوت چیلر جذبی با تراکمی می باشد . 

می دانید که چیلرهای تراکمی (آب خنک یا هوا خنک) با استفاده از جریان الکتریکی کار می کنند. 

این در حالی است که کار چیلرهای جذبی به کمک مبدل های حرارتی انجام می شود. نکتۀ بعدی این است که از چیلرهای جذبی بیشتر زمانی استفاده می شود که مقدار مشخصی حرارت تولید شده در محیط وجود داشته باشد و بخواهیم از این حرارت هدر رفته استفادۀ مفیدی ببریم. تفاوت چیلر جذبی با تراکمی

در این حالت می توان به سراغ چیلرهای جذبی رفت و با استفاده از این حرارت تولید شده و طراحی یک مبدل حرارتی یک چیلر جذبی را راه اندازی کرد. چیلر جذبی بر اساس حرارت اضافی موجود در محل عمل می­کند. حرارت اتلافی یا تولیدی بویلر، موتور دیزل، آبگرم تولیدی آبگرمکن خورشیدی و … می­توانند منابع انرژی ایده ­آلی برای یک سیکل تبرید جذبی باشند.

در صورت نبود این منابع نیز می­توان به طرق دیگر، آبگرم یا بخار مورد نیاز را تولید کرد. در چیلر تراکمی، کمپرسور فقط با جریان الکتریسیته کار می­کند.

با توجه با اینکه چیلرهای تراکمی با کمک جریان الکتریسیته راه اندازی می شوند و برق نسبت به گاز یا دیگر سوخت های فسیلی هزینۀ بیشتری دارد، می توان این طور استنباط کرد که چیلرهای تراکمی پر مصرف تر از چیلرهای جذبی هستند.

اما نباید فراموش نمود که دیگر فاکتورها را نیز در هنگام مقایسه باید در نظر گرفت.همچنین گاهی ممکن است برای راه اندازی چیلرهای جذبی نیاز به گرمای بیشتری وجود داشته باشد که در این حالت از موتورخانه ها استفاده می شود. پس در نتیجه در این حالت نیز نیاز به گرما وحرارت محیطی بوده و استفاده از موتورخانه امری بدیهی می باشد .

3- فرق چیلر جذبی و تراکمی بر اساس محدودیت های نصب :

در تفاوت بین چیلر جذبی و تراکمی باید گفت که چیلرهای جذبی با توجه به تجهیزات اضافی دارای دو برابر وزن می باشند و طبیعتا نصب آنها به فضای بیشتر و مجزایی نیاز خواهد داشت .

وزن بالای چیلر جذبی نیاز به زیر سازی های بسیار محکم در محل نصب دارد . ضمن اینکه در زمان حمل و نقل  و جابه جایی و اجرا نیز این مسئله مشکل ساز شده و  باید طی چند مرحله انجام بگیرد . البته بخش های متعدد چیلرهای جذبی اغلب به صورت مجزا طراحی می شوند و در زمان نصب نیز این تجهیزات به صورت مجزا در کنار هم قرار گرفته و سیستم واحدی را شکل می دهند.

برخلاف چیلرهای جذبی که کل مونتاژ آن ها در محل صورت می گیرد و تمامی قسمت ها بوسیله ی جوشکاری روی هم سوار می شوند اغلب چیلرهای تراکمی به صورت یکپارچه طراحی شده و در زمان نصب دیگر خبری از مونتاژ نیست. البته چیلرهای تراکمی صنعتی (با ظرفیت سرمایشی بالا) و به خصوص از نوع آب خنک هم ممکن است به صورت مجزا طراحی شوند.

نصب چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی به فضایی بزرگتر در حدود چهل تا شصت درصد نیاز دارند ضمن اینکه از نظر بلندی نیز این نوع چیلرها بین یک تا سه متر ارتفاع بیشتری نسبت به چیلرهای تراکمی دارند.به علاوه در چیلرهای جذبی فضایی که برای نصب در نظر گرفته میشود باید 6 تا 10 فوت نسبت به چیلرهای تراکمی مرتفع تر باشد .

4 – مقایسه چیلر جذبی و تراکمی از نظر سر و صدای ایجاد شده :

یکی دیگر از مواردی که در تفاوت بین چیلر جذبی و تراکمی بسیار مهم و اساسی است ، تفاوت در سطح صداها ی تولید شده در نتیجه ی کار این سیستم ها می باشد . هر چند که امروزه با تدابیری می توان این میزان آلودگی صوتی را به حداقل رسانده و از ورود سر و صدا به داخل ساختمان جلوگیری کرد .

عملکرد کمپرسور‌ها و سایر تجهیزات در حال کار چیلرهای تراکمی کاملاً مکانیکی است و یک موتور الکتریکی وظیفه تأمین انرژی دورانی مورد نیاز را بر عهده دارد. از این رو فعالیت کمپرسور و چیلرهای تراکمی همواره با سر و صدا و نویز قابل توجهی همراه است. چیلر های تراکمی به سبب ایجاد لرزش به یک فونداسیون مستحکم در محل نصب نیاز دارد. از طرف دیگر به علت وجود قطعات مکانیکی و متحرک فراوان در کمپرسورها، این چیلرها از پتانسیل خرابی بالاتری برخوردار هستند.

در مقابل ، در تجهیزات سیکل جذب بخار درچیلر های جذبی، چنین قطعات متحرکی وجود ندارد و صرفا محدود به پمپ‌های محلول و مبرد می‌باشد و تنها منبع مولد صدا وارتعاش در آنها پمپهاي کوچکي هستند که براي به گردش درآوردن مبرد و محلول ليتيم برمايد کاربرد داشته و  فرآیند تولید سرمایش، خنک ساختن آب چرخشی فن‌کویل‌ها و دفع گرما به خارج از ساختمان به صورت شیمیایی انجام می‌شود که نتیجه آن سر و صدای کم و عدم نیاز به زیرسازی ویژه است.

به همین خاطر زمانی که بحث مقایسۀ چیلرهای تراکمی و جذبی از نظر سر و صدا به میان می آید، باید گفت که چیلرهای جذبی بجز نوع شعله مستقیم نسبت به تراکمی صدا و ارتعاش کمتری دارد زیرا قطعات مکانیکی در حال کار در آن کمتر است ، در نتیجه گزینۀ بهتری هستند.

البته نباید فراموش کرد که در بیشتر مواقع چیلرهای تراکمی را بسته به نوع چیلر، روی پشت بام یا موتورخانه نصب می کنند. که در نتیجه ی آن صدا ی کمتری در داخل ساختمان به گوش میرسد با این حال نگهداری از چیلرهای جذبی امری بسیار پیچیده و حساس است و به برنامه ریزی و توجه ویژه‌ای نیاز دارد.

5 – تفاوت بین چیلر جذبی و تراکمی از نظر قیمت :

  یکی دیگر از موارد تفاوت چیلر جذبی با تراکمی  قیمت آنهاست . بدلیل قیمت بالای چیلرهای جذبی معمولاً از یک دستگاه استفاده می شود و هر ایراد منجر به توقف کامل دستگاه می شود . در صورتی که در چیلرهای اسکرو معمولاً از دو سیکل استفاده می شود که در صورت بروز اشکال سایر سیکل های تبرید به کار خود ادامه می دهند.اگر چه هزینه عملکرد سیکل تبرید جذبی نسبت به نوع دیگر آن پایین تر است اما هزینه­ های اولیه راه اندازی آن بسیار بیشتر است.

چیلر های جذبی در دو نوع شعله غیر مستقیم و شعله مستقیم و چیلرهای تراکمی در نوع چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک که با انرژی الکتریسیته کار می کنند ساخته می شوند. نوع جذبی شعله غیر مستقیم حدود ۵۰ درصد قیمت تمام شده بالاتر نسبت به نوع تراکمی و قیمت نوع شعله مستقیم آن حدود دو برابر قیمت تراکمی در ظرفیت مشابه است.

6 – فرق چیلر جذبی و تراکمی بر اساس هزینه های نصب و بهره برداری : 

چیلرها جزء سیستم های تبریدی گران قیمت بازار به حساب می آیند. به همین خاطر صحبت کردن از هزینه های خرید اولیه ، نصب و بهره برداری  ، هزینه های تعمیر و نگهداری و راهبری در زمان مقایسه موردی است که باید حتماً در نظر گرفته شود.

اگر دو چیلر جذبی و تراکمی با ظرفیت سرمایش برابر را در نظر بگیریم، باید گفت که چیلرهای جذبی انتخاب گران قیمت تری به حساب می آیند. البته طراحی چیلرهای جذبی بستگی به محیط نیز دارد. اگر در محیط گرمای اضافی تولید و هدر می رود می توان از این گرما برای راه اندازی یک چیلر جذبی کمک گرفت.

در این حالت با توجه به کاهش هزینه های جاری، می توان ادعا کرد که نصب یک چیلر جذبی مقرون به صرفه تر است. اما اگر قرار باشد برای راه اندازی چیلرهای جذبی از گرمای موتورخانه یا شعلۀ مجزا استفاده شود، هزینه های راه اندازی و بهره برداری آن بین پنجاه درصد تا حتی دو برابر بیشتر خواهد بود. با این حساب می توان گفت در مقایسه چیلر جذبی با تراکمی ، چیلرهای تراکمی انتخاب بهتری به حساب می آیند.

7 – فرق چیلر جذبی و تراکمی بر اساس تجهیزات بکار رفته : 

محلول لیتیوم بروماید از اهمیت بسیار زیادی در چیلرهای جذبی برخوردار بوده و کارکرد درست، مطمئن و بازدهی مناسب چیلر به طور کامل به این محلول بستگی دارد تا جایی که می‌توان گفت که محلول لیتیوم بروماید برای چیلرهای جذبی مشابه خون برای انسان است.

لازم به ذكر است كه این محلول جهت مصارف دیگر صنعتی نیز تولید می­شود كه در صورت استفاده از لیتیوم بروماید در چیلرهای جذبی ضمن افزایش احتمال كریستالیزه شدن و ایجاد خوردگی در اجزای سیکل ، درصد خورندگی دستگاه را به شدت افزایش داده ، به فلزات مس و آهن حمله کرده ، در مبدل های حرارتی انباشته گشته و در نتیجه منجر به کاهش عمر سیستم می شود . به همین دلیل باید دقت داشت تا برای هر کاربری محلول لیتیوم بروماید مناسبی به کار برده شود تا با مشکلات مربوطه روبه رو نشویم.

محلول لیتیوم بروماید مرسوم‌ترین ماده مورد استفاده در چیلرهای جذبی است . این ماده باعث ایجاد رنگ زرد در چیلر های جذبی می­ گردد. بنا بر دلیل ذکر شده استفاده از چیلرهای تراکمی توصیه می گردد. 

8- بیان تفاوت چیلر جذبی و تراکمی بر اساس حذف مخاطرات زیست محیطی ناشی از مبردهای مضر

چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی از هیچ گونه ماده CFC یا HCFC که موجب تخریب لایه ازن می‌شوند، استفاده نمی‌کنند، لذا برای محیط زیست خطری ایجاد نمی‌نمایند. چیلرهای جذبی غالباً از آب به عنوان مبرد استفاده می‌کنند. یک چیلر جدید در هر شرایطی، یک سرمایه گذاری بیست و چند ساله است. تغییرات دائمی قوانین و مقررات استفاده از مبردها موجب می‌شود تا استفاده از مبردی طبیعی مانند آب در چیلرهای جذبی گزینه‌ای بسیار قابل اطمینان  به شمار آید.

9-  مقایسه ی چیلر جذبی و تراکمی بر اساس کاهش میزان گازهای گلخانه ای و آلاینده ها

میزان تولید گازهای گلخانه‌ای (مانند دی اکسید کربن) که تأثیر قابل توجهی در گرم شدن کره زمین دارند و آلاینده‌ها (مانند اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق) توسط چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی بسیار کمتر است.

10- فرق چیلر جذبی و تراکمی بر پایه ی کنترل ظرفیت سیستم

در چیلر جذبی، امکان به صفر رساندن مصرف انرژی در حالت عدم وجود بار، موجود است در حالی که حتی با وجود فناوری­های جدید سیکل تبرید تراکمی اینگونه نیست.

11- تفاوت چیلر جذبی و تراکمی بر اساس فشار کاری پایین

فشار کاری پایین در چیلر جذبی به خصوص در سیستم لیتیم بروماید موجب شده تا آب بندی سیستم به گونه­ ای تعبیه شود تا از نفوذ هوا به داخل سیستم تبرید جلوگیری کند.

نتیجه گیری : 

با توجه به مسائلی که عنوان شد و در پاسخ به سوال چیلر جذبی بهتر است یا تراکمی ؟ می توان ادعا کرد که اگر قرار به مقایسه و بیان تفاوت چیلر جذبی با تراکمی در شرایط یکسان و ظرفیت سرمایشی برابر باشد باید گفت چیلرهای تراکمی گزینه های بهتری هستند. چیلرهای تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی ضریب عملکردی بالاتری دارند، حجم کمتری را در محیط اشغال می کنند، هزینه های اولیۀ خرید و نصب شان پایین تر است و وزن کمتری هم دارند. فرسایش چیلرهای تراکمی به دلیل عدم استفاده از لیتیوم بروماید کمتر ایجاد میشود . البته چنانچه در محیط سر و صدای فراوانی دارید و دنبال یک چیلر با میزان صدا و لرزش کمتری می گردید، چیلرهای جذبی گزینۀ بهتری هستند.