تاریخچه
تا پیش از قرن نوزدهم میلاد ی تبرید تنها به حمل ونقل یخ از مناطق سردسیر به مناطق گرم سیر و نگهدار ی آن در محفظه ه ای مخصوص و یا زیر زمین و همچنین ساخت یخ در زیر زمین و نیز نگهداری برف فشرده در مکانهای مخصوص برای استفاده در فصول گرم سال محدود بود. در سال ١٨٣۴ اولین ماشین تبرید دستی در انگلستان تحولی در صنعت تبرید به وجود آورد، قبل از آن میشل فاراده در سال ١٨٢۴ یک گازهای پایدار به مایع انجام داد آه مبن ای آار d سلسله آزمایشات برای تبدیل بعض ماشینهای جذبی قرار گرفت اگرچه فاراده در زمان خودش نتوانست از این آزمایشات برای تولید برودت بهره بگیرد ولی مقدمه ای شد برای آیندگان.

در سال ١٨۵١ یک مخترع آمریکایی یک ماشین یخ ساز با مبرد هوا ساخت و در سال ١٨۵٩ سیکل جذبی با استفاده از آمونیاک بعنوان ماده مبرد و آب به عنوان جاذب توسط فردیناندآاره مورد استفاده قرار گرفت این سیتم اولین بار در ایالات متحده آمریکا بر ای ساخت چیلر های جذبی استفاده شد.

سپس در سال ١٨۶٠ اولین ماشین اتر
سولفوریک برای ایجاد برودت در صنایع نوشابه سازی در استرالیا ساخته شد بعد ها در
سال ١٨٨٠ اولین آارخانه یخ مصنوعی ساخته شد و این آارخانه اولین قدم در
عمومی سازی صنعت تبرید بود.

در سال ١٨٩٠ تبرید تراآمی و جذبی رواج یافت البته در اوایل پیدایش تبرید تراآم ی،

دستگاههای موجود حجیم و گران بودند و راندمان زیادی نداشتند و می بایست فرد ی
متخصص از آنها نگهداری می نمود به همین دلیل تبرید مکانیکی صرفا به چند آاربرد
بزرگ محدود می شد. یکی از دلایل عدم پیشرفت تبرید مکانیکی در دهه ه ای اولیه
استفاده از بخار برای چرخاندن آمپرسور بود، با اختراع و پیشرفت موتورهای الکتریک ی
و همچنین تهیه مبرد های بی خطر تولیدات صنایع تبرید و تهویه مطبوع به نقطه اوج
خود رسید و دستگاههای هواساز آوچک و یخچالها و فریزرهای خانگی به میزان قابل
توجهی تولید گردید و هنوز هم تکامل و پیشرفت ادامه دارد.

اساس آارآرد سیستم های تبرید جذبی در آزمایش میشل فاراده آه در سال ١٨٢۴
میلادی صورت گرفت استوار می باشد. در آن زمان دانشمندان عقیده داشتندآه
گازهایی مانند آمونیاک تنها به شکل بخار وجود دارند. فاراده آزمایشها یی را به منظور
مایع ساختن آمونیاک انجام داد. او می دانست آه بخار آمونیاک می تواند به مقدار زیاد
جذب آلرید نقره شود، فاراده آلرید نقره را در دمای بالا در معرض بخار آمونیاک قرار داد.
پس از جذب بخار آمونیاک توسط آلرید نقره، فاراده ماده حاصل را درون یک لوله آزمایش
به شکل عدد ٨ قرار داد سپس انتهای لوله را آه حاو ی آلرید نقره بود حرارت و در
همان حال انتهای دیگر لوله را در یک ظرف آب سرد قرار داد.

بخار آمونیاک تحت اثرحرارت داده شده از آلرید نقره جدا شده و در یک طرف دیگر لوله
آه درون آب سرد قرار داشت تقطیر شد . پس از این عمل فاراده لوله آزمایش را از
ظرف آب و از نزدیکی شعله خارج آرد پس از مدت آوتاهی ، مایع آمونیاک در داخل لوله
آزمایش به شدت شروع به جوشیدن آرد. سپس تمامی مایع در مدت آوتاه ی تبخیر
شده و مجددا جذب آلرید نقره شد. فاراده با لمس آردن لوله آزمایشی آه آمونیاک در
آن جوشیده بود متوجه شد آه این لوله به مقدار زیاد ی سرد شده است . در واقع
آمونیاک ضمن تغییر فاز از مایع به بخار گرمای محیط را جذب آرده و سبب ایجاد سرما
شده بود در واقع این آزمایش نقطه آغازین پیدایش سیستمهای تبرید جذبی بود.
سیستم تبرید جذبی اولین بار در سال ١٨۶٠ بوسیله فردیناند آاره فرانسو ی اختراع
شد بدین ترتیب آه اگر در سیستم تراآمی بخار، بجای آمپرسور یک ژنراتور و یک جذب
آننده و یک پمپ قرار دهیم نتیجه یک سی ستم جذ بی ساده خواهد شد (البته در
شرایط خاص می توان پمپ را نیز از سیکل حذف آرد).

مقدمه
یکی از نیازهای هر ساختمانی تامین سرمایش آن در فصل تابستان است ، این مهم
در ساختمانهای بزرگ با استفاده از چیلر انجام می پذیرد ، چیلرها معمولاً در دو نوع
جذبی و تراکمی ساخته می شوند. بدلیل مصرف برق زیاد توسط چیلرهای تراکمی
(کمپرسوری) امروزه چیلرهای جذبی از استقبال خوبی در میان مهندسین مشاور و
صاحبان ساختمانهای مسکونی و اداری برخوردار شده اند ، این نوع چیلرها بجای
انرژی برق از انرژی حرارتی برای تولید سرما استفاده مینمایند و دارای قطعات متحرک
کمتری نسبت به انواع کمپرسوری هستند و با توجه به ماهیت چرخشی کار پمپهای
مورد استفاده در آنها میزان خرابی و هزینه های مربوط به تعمیرات آ نها کمتر از انواع
تراکمی می باشد، همچنین صدای آنها بسیار کمتر از انواع تراکمی بوده و تقریباً بدون
لرزش هستند، با در نظر گرفتن هزینه های جنبی از جمله هزینه مربوط به خرید امتیاز
برق و دیماند مربوطه و همچنین هزینه های جاری چیلر تراکمی ، چیلرهای جذبی از
نظر اقتصادی نیز دارای مزیت قابل توجهی هستند، انواع مختلفی از چیلرهای جذبی
عبارت اند از:

. چیلرهای آب گرم ضد کریستال
(Single Effect) ٢. چیلرهای بخار تک اثره

(Double Effect) ٣. چیلرهای بخار دو اثره
(Direct Fired) ۴. چیلرهای شعله مستقیم
١ یکپارچه محلی (با مشعل اتمسفریک). -۴
٢ سیلیکاژلی (به جای استفاده از لیتیم برماید از سیلیکاژل که ماده ی جاذبی -۴
است استفاده می شود).
عملکرد چیلرهای جذبی
١. اواپراتور: مبرد توسط سیستم توزیع خاصی بصورت کاملاً یکنواخت روی دسته لوله
های آب برگشتی از ساختمان ریخته و بدلیل فشار پائین محفظه اواپراتور تبخیر شده
و باعث سرد شدن آب داخل لوله ها م یشود.
٢. ابزربر: لیتیوم بروماید توسط سیستم توزیع بصو رت کاملاً یکنواخت روی لوله ها
میریزد ، بخار مبرد تولید شده در اواپراتور توسط محلول لیتیوم بروماید در ابزربر جذب
می گر دد، به دلیل عدم استفاده از سیستم قدیمی نازل در توزیع لیتیوم بروماید
امکان گرفتگی یا افتادن نازل و همچنین ریختن مایع بدون تماس با لوله ها د ر اثر
پاشش توسط نازل وجود ندارد.
٣. ژنراتور: محلول لیتیوم بروماید که پس از جذب بخار مبرد در ابزربر رقیق شده برای
احیا شدن وارد ژنراتور شده و حرارت می بیند، در اثرحرارت دریافتی بخار مبرد از لیتیوم
بروماید جدا شده و محلول لیتیوم بروماید غلیظ شده برای استفاده مجدد از طریق
مبدل حرارتی راهی ابزربر می شود.
۴. کندانسور: بخار مبرد تولید شده توسط ژنراتور در کندانسور بدلیل تبادل حرارت با آب
ورودی از برج خنک کننده تقطیر شده و جهت استفاده مجدد راهی اواپراتور می شود.
چیلرهای آب گرم ضد کریستال
چیلرهای آب گرم ضدکریستال وسیله ای مناسب جهت استفاده درساختمانهای
اداری و مسکونی با زیربنای متوسط اند، که مایل به داشتن دستگاهی ب ا راهبری
ساده و بدون دردسر هستند، برخی مزایای این چیلرها بطور خلاصه عبار تاند از:
١. عدم بروز مشکل کریستالیزاسیون: کریستالیزاسیون یکی از معضلات اصلی سایر
انواع چیلرهای جذبی میباشد لیکن در چیلرهای آب گرم ضد کریستال بدلیل تمهیدات
انجام شده، این مشکل اصولا وجود ندارد، این مسئله از اهمیت بالائی برخوردار است
زیرا در یک ساختمان مسکونی یا اداری با زیربنای متوسط تیم نگهداری تأسیسات

ساختمان معمولاً از توانائی فنی و علمی کافی برای غلبه برمشکلات ناشی از بروز
پدیده کریستالیزاسیون برخوردار نبوده و لذا استفاده ازسایر انواع چیلر جذبی میتواند
باعث اختلال پی درپی در سرمایش ساختمان در اثر مسائلی مانند تغییرات دمای
هوا، قطع و وصل برق، تغییر بار ساختمان و عوامل دیگر شده و هزین ه های گز افی را
نیز به ساکنان تحمیل نماید.
٢. عدم وجود مشکل قطع برق : قطع ناگهانی برق میتواند باعث بروز پدیده
کریستالیزاسیون بدلیل عدم انجام فرآیند رقیق سازی گردد، اما در این چیلرها بدلیل
عدم نیاز به این فرآیند قطع ناگهانی برق هیچ مشکلی ایجاد نمینم اید ، این چیلرها
نیازی به تعبیه برخی لوازم جنبی گرانقیمت از جمله ژنراتور برق اضطراری و … ندارند.
٣. عدم نیاز به شیر سه راهه در مسیر برج خنک کننده : حساسیت زیاد چیلرهای
جذبی به دمای آب برج خنک کننده باعث نیاز به استفاده از یک شیر سه راهه موتوری
در مسیر آب برج خنک کننده می گردد، در چیلرهای ضدکریستال به دلیل عدم وجود
این حساسیت نیازی به نصب این وسیله گرانقیمت نیست.
۴. استفاده از دیگ آب گرم موجود در ساختمان : این چیلرها از آب گرم تولید شده
توسط دیگ آب گرم ساختمان برای تولید سرما استفاده می نمایند ، از آنجا که وجود
این دیگ برای گرمایش فصل زمستان ضروریست نیازی به سرمایه گذ اری اضافی در
این زمینه نمی باشد.
۵. عدم نیاز به تأسیسات گرانقیمت و پرهزینه بخار: با توجه به استفاده این چیلرها از
آب گرم، نیازی به تعبیه سیستم های بخار (مورد نیاز در چیلرهای جذبی تک اثره ) که
نگهداری آنها مشکل و پرهزینه است نمی باشد.
۶. نگهداری و راهبری بسیار ساده : نگهداری و راهبری ساده این چیلرها از مزایای
مهم آنهاست، زیرا نیازی به حضور اوپراتور متخصص در زمینه چیلر جذبی وجود ندارد و
اوپراتور موتورخانه با یک آموزش چند ساعته میتواند از عهده نگهداری این د ستگاه
برآید.

٧. قابلیت اعتماد بالا: با توجه به آنچه که ذکر شد ، این چیلرها از قابلیت اعتماد
بالایی برخوردار بوده و میتوانند سرمایش راحت و بدون دردسری را تامین نمایند.
٨. مزایای اقتصادی: این چیلرها از نظر هزینه اولیه سیستم های جنبی و همچنین
هزینه های جاری به صرفه تر از انواع مشابه هستند.
چگونگی عملکرد چیلرهای جذبی ضد کریستال
چیلرهای جذبی ضد کریستال بل ساختار خاص خود قابلیت کار با غلظت پائین لیتیوم
بروماید ( ۵٨ % بجای % ۶۴ در سایر انواع) را دارا می باشند که این مهم باعث عدم
بروز پدیده کریستال در این چیلرها میگردد . برای درک بهتر موضوع ، بررسی منحنی
میتواند مفید واقع شود . محور افقی این منحنی دما و محور Duhring Diagram
عمودی فشار است ، خطوط مایل غلظت های مختلف و خط پررنگ خط
کریستالیزاسیون است، مسیر پررنگ در این منحنی مربوط به انواع معمولی چیلر
جذبی میباشد. غلظت بالا در این چیلرها ۶۴ % است لذا با پائین آمدن دمای خروجی
مبدل حرارتی هنگامی که این دما به ٩٨ درجه فارنهایت ( معادل ٣٧ درجه سلسیوس)
برسد منحنی خط کریستالیزاسیون را قطع کرده و پدیده کریستال واقع میگردد ، این
شرایط میتواند به دفعات در زمان کار چیلر جذبی اتفاق بیافتد ( بدلیل تغییر بار ، تغییر
دمای برج و آب گرم). اما مسیر کم رنگ در این منحنی مربوط به چیلرهای ضد
کریستال است. همانگونه که از منحنی پیداست برای اینکه کریستالیزاسیون اتفاق
بیفتد باید دمای خروج مبدل به کمتر از ۴٠ درجه فارنهایت (معادل ۵ درجه سلسیوس )
برسد که این امر غیر ممکن است زیرا دمای مبدل حتی در بدترین شرایط همواره بیش
از ٢٠ درجه سلسیوس میباشد. لذا همانگونه که سابقه کارکرد چندین ساله تعداد
زیادی از چیلرهای فروخته شده نشان می دهد تا کنون حتی یک مورد کریستال در این
چیلرها گزارش نشده است.
Single effect چیلرهای جذبی بخار
طراحی و atmg ١. استفاده از بخار با فشار پائین: این چیلرها برای کار با فشار بخار ١
ساخته می شوند.
٠ هستند / واقعی بالا ٧ COP دارای Single Effect ٢. راندمان مناسب: چیلرهای بخار
که برای این نوع چیلرها بسیار مناسب و قابل قبول است.

با Ejector این چیلر ها از نوع Purge با راندمان بالا سیستم Purge ٣. سیستم
راندمان بالا بوده که نوع مرسوم در تمامی چیلرهای جذبی روز دنیا می باشد.
۴. نصب شیر کنترل روی کندانس: طراحی خاص این چیلرها باعث شده تا بتوان شیر
کنترل را بجای بخار ورودی روی کندانس خروجی تعبیه نمود که این امر باعث کوچک
شدن شیر کنترل و حذف تله بخار از سیستم میگردد.
و با قابلیت های بالا PLC سیستم کنترل این چیلرها از نوع :PLC ۵. سیستم کنترل
میباشد.
۶. امکان نصب تجهیزات جنبی : سه نوع سیستم جنبی برای راهبری و نگهداری
بر روی آنها قابل نصب میباشد. Optional ساده تر این نوع چیلرها بصورت
Optional سیستم های جنبی قابل نصب به صورت
Single Effect ١. سیستم هوشمند جهت رفع کریستال اتوماتیک : چیلرهای جذبی
برای رفع کریستالهای خفیف هستند اما برای (J-tube) بصورت استاندارد مجهز به لوله
موارد جدی تر امکان تعبیه یک سیستم هوشمند پیشگیری و رفع کریستال روی چیلر
استفاده از تعدادی سنسور و PLC وجود دارد، این سیستم با ویژه بطور دائم وضعیت
یک چیلر را تحت کنترل داشته و در صورت نزدیک شدن به مرحله کریستالیزاسیون و یا
شروع کریستال، بطور اتوماتیک تمهیدات لازم برای رفع آنرا به عمل آورده و پس از رفع
کریستال مجدداً چیلر را به شرایط کارکرد معمولی برمیگرداند.
٢. سیستم جلوگیری از بروز پدیده کریستالیزاسیون در هنگام قطع برق: از آنجا که در
هنگام کار چیلر جذبی محلول در نقاط مختلف چیلر در ج ریان است ، هنگام خاموش
شدن چیلر عملیاتی موسوم به رقیق سازی باید انجام گیرد . این کار بطور اتوماتیک
توسط سیستم کنترل چیلرهای جذبی انجام می شود ولی چنانچه برق بصورت
ناگهانی قطع شود بدلیل عدم انجام این عملیات، محلول غلیظ کم کم سرد شده و
کریستاله میگردد، لذا هنگام استارت مجدد لازم است عملیات وقت گیر و احیانا
پرهزینه رفع کریستال انجام گیرد. برای اجتناب از این مسئله میتوان سیستمی به
روی چیلرنصب کرد ، Optional را به صورت (PCL (Positive Concentration Limit : نام
این سیستم که در برخی از معتبرترین انواع چیلر جذبی در دنیا مورد استفاده قرار
میگیرد میتواند در هنگام قطع برق عملیات رقیق سازی را با استفاده از مبرد اضافی
ذخیره شده برای این منظور و بدون نیاز به برق انجام داده و از ب روز پدیده کریستال
جلوگیری نماید.

کاهش بار در یک چیلر جذبی باعث کاهش خود به خودی :Standby ٣. سیستم
غلظت محلول لیتیم بروماید میگردد، از آنجا که چیلر یک سیستم کاملاً بسته است ،
مبرد مورد نیاز برای این منظور از مخزن اواپراتور تامین میگردد . لذا معمولاً در بارهای
کمتر از ٢٠ % بار نامی مبرد موجود در این مخزن تمام شده و باعث بروز پدیده
کاویتاسیون در پمپ میگردد که این پدیده میتواند پمپ مبرد را از بین ببرد . لذا
بطورمعمول چیلرهای جذبی نباید از بارهای کمتر از ١۵ % الی ٢٠ % بار نامی خود
کار کنند، بنابراین در فصل بهار و اوایل پائیز ویا حتی در شبهای تابستان ممکن است
این پدیده اتفاق بیفتد ، دراین حال اپراتور باید چیلر را خاموش نماید ، لیکن بدلیل
یکنواخت و خسته کننده بودن کار اپراتورها، آنها معمولاً متوجه این مسئله نشده و این
عمل را انجام نمیدهند و لذا بتدریج پمپ مبرد از بین خواهد رفت. برای جلوگیری از این
پدیده امکان نصب یک سیستم مراقبت میکروپرسسوری روی چیلرهای جذبی وجود
دارد که این سیستم میزان بار چیلر را کنترل نموده و هنگامی که این مقدار به کمتر از
کرده و با افزایش مجدد بار دوباره Standby ٢٠ % بار نامی برسد، چیلر را وارد حالت
بطور اتوماتیک آنرا روشن مینماید ، بنابر این چیلر میتواند بدون هیچ اشکالی از صفر
بالا مقدار زیادی از Optional درصد الی صد در صد بار نامی کار کند. با تعبیه تجهیزات
بار مسئولیت اپراتور نگهدار چیلر کاسته شده و عملا نگهداری و راهب ری دستگاه
بسیار ساده تر می شود. این مسئله با توجه به کمبود اپراتورهای متخصص در ای ن
زمینه میتواند بسیار مفید باشد.
چیلرها از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طور ک ل ی م ی توان
آنها را به دو دسته چیلرهای تراکم ی و چیلره ای جذ بی تقسیم کرد . به طور کل ی
چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع
اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند.
تقسیم بندی چیلرها
چیلرها از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طور کل ی م ی توان
آنها را به دو دسته چیلرهای تراکم ی و چیلره ای جذ بی تقسیم کرد . به طور کل ی
چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع
اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند.
فناوری تبرید جذبی روشی عالی برای تهویه مطبوع مرکز ی در تأسیسا تی است که
ظرفیت دیگ اضافی داشته و می توانند بخار یا آب داغ مورد نیاز بر ای راه انداز ی چیلر
را تأمین نمایند. چیلر های جذبی ظرفیت بین ٢۵ تا ١٢٠٠ تن برودتی را براحت ی تأمین
می کنند. البته قابل ذکر است که برخ ی از تولید کنندگان ژاپن ی موفق شده اند
چیلرهای جذبی با ظرفیت معادل ۵٠٠٠ تن نیز تولید کنند. در سیستمهای جذبی غالباً
از آب به عنوان مبرد استفاده می شود. گرمای مورد نیاز بر ای کارکرد این چیلرها به
طور مستقیم از گاز طبیعی یا گازوئیل تأمین م ی گردد . منابع غیر مستقیم گرما در
چیلرهای جذ بی عبارتند از آب داغ بخار پر فشار و کم فشار . بر این اساس تولید
کنندگان مختلف در جهان سه نوع اصلی چیلر جذبی ارائه می نم ایند که عبارتند از :
شعله مستقیم، بخار و آب داغ. در یک تقسیم بندی عمومی می توان چیلرهای
جذبی را در دو دسته چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و
آب طبقه بندی نمود. در واقع در هر سیکل تبرید جذبی یک سیال جاذب و یک سیال
مبرد وجود دارد که تقسیم بندی فوق بر این مبنا انجام شده است . در سیستم آب و
آمونیاک، سیال مبرد آمونیاک وسیال جاذب آب است. در سیستم لیتیوم بروماید و آب ،
سیال مبرد آب و سیال جاذب، محلول لیتیوم بروماید است. علاوه بر زوج مبر د و جاذب
های ذکر شده، در بعضی سیکل های تبرید جذبی از زوجهای دیگری نیز استفاده م ی
گردد که در جدول ( ١) آمده است.
اما بر حسب اجزای سیستم هم می توان تقسیم بندی ه ای دیگر ی ارائه کرد مثلاً
می توان سیکل های تبرید جذبی را به سیکل های تبرید یک اثره، دو اثره و سه اثره
طبقه بندی کرد. امروزه سیکل های تبرید جذبی تک اثره و دو اثره در مقیاس بسیار
وسیع و در اشکال متنوع ساخته می شوند و سیکل های سه اثره همچنان در دست
مطالعه می باشند.
٢-اصطلاحات فنی رایج در چیلر جذبی
چیلرهای جذبی از بعضی لحاظ شبیه چیلرهای تراکمی عمل م ی کنند که مهمترین
این شباهتها عبارتند از:
الف – در اواپراتور از گرمای آب تهویه ساختمان برای تبخیر یک مبرد فرار در فشار پایین
استفاده می گردد.
ب – گاز مبرد فشار پایین از اواپراتور گرفته شده و گاز مبرد فشار بالا به کندانسور
فرستاده می شود.
ج – گاز مبرد در کندانسور تقطیر می گردد.
د – مبرد در یک سیکل همواره در گردش است.