کریستال شدن لیتیوم بروماید
لیتیوم بروماید را در خانواده نمکهای قلیایی طبقهبندی میکنند. در حالت جامد به شکل کریستال است. و شبیه بیشتر نمکها قابل حل در آب است. و همانند هر محلول نمکی، برای هر غلظتی دمای اشباعی وجود دارد. پایینتر از این دمای اشباع، لیتیوم بروماید به شکل نمک است. این پدیده را کریستال شدن لیتیوم بروماید میگویند.
دمای اشباع توسط نمودار تعادل برای بسیاری از غلظتها ارائه شده است. برای مثال محلول لیتیوم بروماید با غلظت 65% را در نظر بگیرید. در دمای بیشتر از 123°F [50.6°C] لیتیوم بروماید قابلیت انحلال پذیری در آب ندارند.
کریستال شدن لیتیوم بروماید چرا و در کجا اتفاق میافتد؟
با وارد کردن سیکل چیلر جذبی تک اثره در نمودار تعادل، مشخص میشود کریستال شدن لیتیوم بروماید بیشتر در مبدل حرارتی اتفاق میافتد. در این قسمت از چیلر محلول 65% لیتیوم بروماید(D) تا دمای 135°F [57.2°C] (E) در حین گذر از مبدل حرارتی سرد میشود. همانطور که قبلا اشاره شد دمای اشباع محلول 65% برابر است با 123°F [50.6°C] . بنابراین خطر کریستال شدن لیتیوم بروماید وجود ندارد.
اگر محلول لیتیوم بروماید دارای 66% غلظت باشد و تا دمای مشابه 123°F [50.6°C] سرد شود، دمای اشباع محلول 66% تقریبا برابر است با 143°F [61.7°C]. نتیجه آن که مبدل حرارتی توسط نمک کریستال لیتیوم بروماید مسدود میشود. و با کارکرد چیلر در این شرایط، کریستالها رشد میکنند. و کل مسیر گذر محلول را مسدود میکنند. و کارکرد چیلر را غیر ممکن میسازد.
زمانی که یک چیلر کریستال میکند، کارکرد دوباره چیلر تنها وابسته به بالا بردن دمای محلول سولوشن به بالاتر از آن است (در این مثال بالاتر از دمای 143°F [61.7°C].). در این دما، نمک کریستال شده لیتیوم بروماید دوباره به حالت محلول در میآید. و به چیلر اجازه میدهد به کارکرد طبیعی خود باز گردد.
با ورود کنترلرهای میکروالکترونیک، چیلرهای مدرن برای کنترل غلظت محلول لیتیوم بروماید طراحی شدند. و به چیلر اجازه کارکرد در محدودههایی را میداد. که تاقبل از آن ریسک به کریستال رفتن چیلر بود. در مجموع کنترلهای ایمنی مختلفی بر روی چیلر نصب میشدند. تا احتمال کریستال رفتن را پایین بیاورند. و در صورت لزوم چیلر را از کریستال در بیاورد. متاسفانه بسیاری از چیلرها امروزه دارای کنترل مناسب کریستال نمیباشند. و یا توانایی رفع کریستال را ندارند.
دلایل کریستال شدن لیتیوم بروماید
|
نقطه ای که در آن کریستال اتفاق میافتد بوسیله دما و غلظت محلول در مبدل حرارتی تعیین میگردد.
نشت (leak) هوا به چیلر
|
شاید بتوان گفت مهمترین عامل کریستال وجود هوا و گازهای غیر قابل کندانس در چیلر است. زیرا فشار کارکرد چیلر پایینتر از فشار اتمسفریک است. و هوا علاقه دارد از هر درزی که پیدا کند به چیلر راه پیدا کند. همانطوری که قبلا توضیح داده شد فشار و دمای اواپراتور را میتوان با استفاده از فشار و دمای ابزوربر تعیین کرد. اگر هوا به درون چیلر راه پیدا کند، فشار قسمت اواپراتور افزایش مییابد. اما در قسمت ابزوربر جذب بخار مبرد توسط لیتیوم بروماید انجام نمیشود. و این افزایش فشار در اواپراتور باعث افزایش دمای اواپراتور میشود. و نتیجه آن کاهش ظرفیت و راندمان چیلراست.
مدار فرمان چیلر دمای آب چیلد خروجی از چیلر و غلیظ ورودی به ابزوربر و رقیق خروجی از آن را سنس می کند. و در بعضی از موارد دمای ژنراتور را حس میکند. و از مجموع آنها وضعیت چیلر را مشخص میکند.
با عدم جذب مبرد(آب) در ابزوربر و تحویل مبرد با غلظت زیاد به ژنراتور و کاهش راندمان اواپراتور، بسیاری از مدارهای فرمان چیلرها متوجه وضعیت نمیشوند. و با گرم کردن ژنراتور تصمیم به افزایش راندمان چیلر میگیرند. این کار باعث جدا شدن میزان بیشتری مبرد از لیتیوم در ژنراتور میشود. نتیجه آن غلیظ شدن بیشتر محلول لیتیوم بروماید است. در شرایط بار زیاد، افزایش غلظت سولوشن سبب بوجود آمدن کریستال در مبدل حرارتی میشود.
دمای آب برج خنک کننده که پایین باشد
|
دمای آب برج خنک کنندهای که خیلی سرد باشد و در کنار بار زیاد چیلر علت کریستال رفتن میتواند باشد. دمای پایین آب برج خنک کننده باعث افت دمای سولوشن خروجی از ابزوربر و ورودی به مبدل و ورودی به ژنراتور میشود. و در کنار محلول غلیظ در ژنراتور تبادل دمایی انجام میدهد که نتیجه آن کاهش دمای محلول غلیظ است. اگر دما به اندازه کافی افت پیدا کند کریستال محلول لیتیوم بروماید اتفاق میافتد.
در گذشته چیلرهای جذبی بر اساس دمای ثابت برج خنک کننده طراحی میشدند. در این چیلرها، افت ناگهانی دمای آب برج خنک کننده باعث کریستال رفتن چیلر میشد. کنترلرهای میکرو الکترونیک در چیلرهای جدید برای کارکرد رنج وسیعی از دمای برج خنک کننده کاربرد دارند. که به چیلر اجازه میدهند تا در دماهای مختلف برج خنک کننده و بارهای مختلف کارایی داشته باشند. برای بهبود کنترل آب چیلد خروجی از چیلر، توصیه میشود تغییرات دمایی برج خنک کننده را به حداقل برسانید.
مشکل قطع برق
|
در طول خاموش کردن طبیعی، چیلر شروع به رقیق سازی میکند. در طول رقیق سازی ممکن است دمای چیلر به پایینتر از دمای محیط اطراف چیلر برسد. اما بایستی در نظر داشت که این شرایط برای چیلر خطرناک نیست.
در زمان قطع برق، چیلر قادر به رقیق سازی عادی نیست. وقتی چیلر سرد میشود، قسمتهایی که دارای غلظت زیادی هستند ممکن است در خطر به کریستال رفتن باشد.