تفاوت اصلی بین سیستم های جذبی و تراکمی در اینست که درسیستم جذبی به جای استفاده از انرژی مکانیکی برای ایجاد تغییرات لازم در ماده سرمازا به منظورتکمیل سیکل تبرید، از انرژی حرارتی استفاده می شود. در سیستم جذبی ممکن است از گاز، نفت و یا گرمای الکتریکی برای ایجاد حرارت استفاده می شود. این سیستم دارای کمترین تعداد قطعات متحرک است و در سیستمهای کوچکتر قطعات متحرک فقط به سوپاپها و کنترل های معمول منحصر می شود. ولی در بعضی از دستگاههای بزگتر علاوه بر سوپاپها و کنترلها از پمپ های جریان دهنده ی ماده سرمازا و پنکه نیز استفاده می شود. سیستم های جذبی موقع کار آرام و بی صدا هستند و در تاسیسات تجارتی و خانگی مورد استفاده واقع میشود. از سیستمهای تبرید جذبی بطور گسترده ای درکامیونهای پخش نوشابه و بستنی و غیره، اردوگاه ها، کاروانها و قایق ها استفاده به عمل آمده و از آنجا که میتوان آنها را با یک سیلندر کوچک گاز بکار انداخت، به موارد استفاده از آنها به عنوان یک دستگاه قابل حمل افزوده است.

1-1 سیستم جذبی             

شکل 1-1 اجزاء اولیه یک سیستم جذبی را نشان میدهد. سیستم جذبی نشان داده شده در این شکل، بمنظور قیاس با سیستمهای سرد کننده مکانیکی از نوع مجهز به جاذب جامد انتخاب شده است. کلاف کندانسور، مخزن تجمع مایع و اواپراتور(کلاف سرد کننده) کاملا شبیه قطعات مشابه سیستمهای تراکمی هستند ولی کمپرسور جای خود را به گرمکن یا مولد داده است. به منظور ساده کردن تصویر برای مقایسه، کنترلهای مختلف از آن حذف گردیده است. شکل 2-1 یک نوع سیستم جذبی ابتدایی از نوع مجهز به مایع جاذب را که در آن از کندانسور آبی استفاده می شود نشان می دهد.

2-1 انواع سیسیتمهای جذبی 

ترکیبات متعددی از مواد وجود دارند که دارای خواص غیر عادی هستند، مثلا یکی از مواد ممکن است بدون وقوع فعل و انفعالات شیمیایی ماده دیگر را جذب کند، و یا ممکن است ماده ای ماده دیگر را در حالت سردی جذب کرده و پس از گرم شدن رها سازد. اگر این ماده جامد باشد عمل را گاهی جذب و اگر ماده سیال باشد این عمل را همیشه جذب می نامند. دو نوع یخچال جذبی وجود دارد که در یکی از انها از ماده جاذب جامد و در دیگری از ماده جاذب سیال استفاده می شود. این دو نوع یخچال جذبی تحت عنوان ” اصل فاراده ” که ماده جاذب آن جامد است و یخچال الکترولوکس که ماده جاذب آن سیال است طبقه بندی میشوند. نوع دیگری از طبقه بندی سیستم جذبی بر مبنای عوامل زیر است :

1- سیستم  جذبی متناوب                                                            2- سیستم جذبی پیوسته

سیسیتم های جذبی ، کاربردهای متعددی به قرار زیر داشته اند :

1-  خانگی                                      2- صنعتی                                                      3- تهویه

سیستم های جذبی بر حسب نوع و منبع حرارتی بکار رفته نیز بصورت زیر طبقه بندی میشوند :

1- نفتی                                      2- گازی ( طبیعی یا مصنوعی )                               3- الکتریکی

برخی از سیستمهای جذبی که در کاروانهای خانوادگی بکار میروند احتمالا بوسیله نیروی برق ویا سوخت کم فشار گرم میشوند ، این سیستمها در بخش3-1تشریح شده اند.

3-1 اصول سیستم جذبی  جامد  

میشل فاراده در سال 1824 یک سلسله آزمایش برای تبدیل بعضی گازهای پایدار به مایع، که دانشمندان معتقد بودند این مواد فقط به شکل گاز(بخار) وجود دارند انجام داد. در بین این گازها، آمونیاک(717- (Rکه همیشه به نام یک گاز پایدار شناخته شده بود نیز وجود داشت. فاراده میدانست که کلرور نقره که پودری سفید است دارای خاصیت غیر عادی جذب مقادیر زیادی گاز آمونیاک است، بنابراین پودر کلرور نقره را در مجاورت گاز خشک آمونیاک قرار داد و هنگامی که پودر کلرور نقره تمام امونیاک ممکن را جذب کرد مخلوط آمونیاک و نقره را در یک لوله آزمایش که به صورت 8 تا شده بود مسدود کرد و سپس یک انتهای لوله را که حاوی مخلوط بود حرارت و انتهای دیگر آنرا بوسیله آب مطابق شکل 10-3 از فصل سوم سرد کرد. حرارت، گاز آمونیاک را رها نموده و بزودی قطرات بیرنگ مایع شروع به ظهور در انتهای سرد شده لوله نمودند و بنابراین آمونیاک مایع تولید گردید. فاراده به عمل حرارت دادن ادامه داد تا مقدار کافی آمونیاک که موردنظرش بود بدست آمد، سپس شعله را خاموش کرد و به مطالعه ماده جدیدالکشف خود پرداخت. چند لحظه پس از خاموشی شعله، فاراده متوجه واقعه ای غیر عادی شد، آمونیاک مایع در لوله بجای آرام ماندن شروع به غلیان و جوشیدن شدید نمود وسریعا به حالت گازی برگشت و گاز حاصل مجددا بوسیله پودر کلرور نقره درانتهای دیگر لوله جذب گردید. با لمس کردن انتهای حاوی مایع جوشان، فاراده با کمال تعجب دریافت که آن قسمت به شدت سرد شده است. و نتیجه گرفت که آمونیاک، هنگام تبدیل شدن از مایع به گاز حرارت جذب نموده و این گرما را از نزدیکترین جسم به خود که همان لوله آزمایش بوده گرفته است.

4-1 اصول سیستم تبریدجذبی پیوسته

سیستم جذبی مایع دارای بعضی خواص خوب است. آب تحت درجه حرارت و فشار عادی مقدار زیادی گاز آمونیاک را جذب میکند (717-   (Rوآمونیاک محلول در آب بسهولت بوسیله حرارت دادن آب احیا میشود، همچنین گرمای نهان تبخیر آمونیاک مایع آنقدر زیاد است که هنگام تبدیل شدن به بخار مقدار زیادی گرما به خود جذب میکند . SERVEL نوعی یخچال خانگی است که بر مبنای جذب سیکل یپوسته طرح شده و فاقد هر گونه قطعات متحرک یا سوپاپ است(غیر از قطعاتی که برای کنترل شعله کوره یا مشعل آن بکار میرود). ماده سرمازای یخچال آمونیاک و حلال آن آب است. برای ایجاد فشار جزئی آمونیاک(طبق قانون دالتون مبحث 53-1) و ایجاد امکان تبخیر آن در فشار کم از گاز هیدروژن استفاده میشود. در شکل 3-1 ، A  نماینده آمونیاک و H نماینده هیدروژن است. زمانی که کوره در(1) روشن شده و گرمای آن به قسمت میانی مولد منتقل شود(1) بخارداغ آمونیاک از محلول متصاعد شده و در قسمت(1b) از میان لوله غلیان(10) به سمت بالا حرکت میکند و در ضمن حرکت در این لوله محلول را با خود به سطح بالایی جدا کننده(11) می برد. بیشتر محلول مایع در ته(11) باقی مانده و از طریق مبدل گرما(9) به طرف قسمت جاذب گرما(4) حرکت میکند. بخار داغ آمونیاک بعلت سبکی به بالای لوله(11) رفته و سپس از طریق لوله میانی به قسمت تجزیه کننده(6) سرازیر میگردد و در اینجا هر گونه محتوی بخا رآب از آن گرفته شده بخار داغ و خالص آمونیاک به طرف بالا و یکسو کننده(7) می رود. یکسو کننده(7) شامل تعدادی پره و صفحات کوچک است که لوله را احاطه کرده اند، اگر بخار داغ آمونیاک در این مرحله هنوز هم دارای مقداری بخار آب باشد برای اطمینان از خلوص کامل آن باید بخار آب از آن گرفته شود. در این نقطه گرما کار خود را کامل کرده و برای طی باقیمانده مدار گردش، نیروی طبیعی جاذبه است که ادامه جریان را سبب میشود.

بخار خالص و داغ آمونیاک به کندانسور(2) می رود و هوای نسبتا خنک محیط که از میان پره ها عبور مینماید گرمای بخار آمونیاک را گرفته و مقداری از آن را تقطیر و در(2a) به مایع تبدیل میکند. این آمونیاک حالا به صورت کاملا خالص است و تحت نیروی جاذبه به اواپراتور(3a) جریان می یابد. و مقداری زخارآمونیاک که تقطیر نشده به(2b) رفته و در آنجا تقطیرمیشود و در لوله بالایی یا تله آمونیاک جمع میشود. لوله های خمیده ای( U-tube) که از کندانسور منشعب می شوند، به عنوان محل تجمع آمونیاک مایع هستند که در آنها آمونیاک تا ارتفاع معینی جمع شده و سپس به اواپراتور(3a) سرازیر میشود(بخاطر اصل ظروف مرتبط). مایع آمونیاک پس از سرازیر شدن به کلافهای تبخیر(3aو3b) به صورت برکه های کم عمقی در روی تعدادی صفحات افقی قرار میگیرد. گاز هیدروژن که به مقدار زیاد وارد کلافها میشود، سبب میگردد که آمونیاک مایع در درجه حرارت کمتری تبخیر شود(طبق اصل دالتون) آمونیاک، گرمای تبخیر خود را از کابینت یخچال گرفته و سبب انجماد آب در قالبهای جا یخی میشود. هر چه مقدار هیدروژن بیشتر ومقدار آمونیاک کمتر باشد درجه حرارت کمتری تولید میشود(سرمای بیشتر) بخار حاصله از تبخیر آمونیاک مایع با گاز هیدروژن مخلوط میشود و چون وزن مخلوط از هیدروژن سنگین تر است از قسمت میانی مبدل گرمای گاز(8) به قسمت جاذب(4) میرود. این جریان در اواپراتور بطور پیوسته ادامه می یابد و مخلوط هیدروژن و بخار آمونیاک که از قسمت میانی مبدل گرمای گاز میگذرد، گاز هیدروژن خالص را که در لوله خارجی صعود می کند سرد می کند. در این هنگام محلول ضعیفی از آمونیاک و آب تحت نیروی جاذبه از مولد(1) و از طریق مبدل گرمای مایع(9) به طرف پایین و به بالای آب جاذب یا حلال سرازیر می شود. و در اینجا با مخلوط گاز هیدروژن و بخا ر آمونیاک که از اواپراتور و از طریق مبدل گرمای گاز می آید برخورد می کند. در اینجا محلول ضعیف و نسبتا سرد، بخار آمونیاک را جذب میکند، ولی چون هیدروژن درآب محلول نیست بصورت آزاد باقی مانده و بعلت سبکی به سطح قسمت جاذب آمده و از طریق مبدل گرمای گاز(8) و به اواپراتور باز میگردد. قسمت جاذب گرما(4) دارای تعدادی پره است و بوسیله هوا خنک میشود. و سرد شدن محلول ضعیف به جذب آمونیاک از مخلوط بخار آمونیاک و گاز هیدروژن کمک می کند. همچنین هنگامی که محلول ضعیف آب و بخار آمونیاک گاز آمونیاک را جذب میکند مقدار قابل توجهی گرما آزاد میشود که پره های خنک کننده بمنظور ادامه عمل سردکنندگی این گرما را گرفته و به هوای محیط پس میدهند. مبدل گرمای مایع، محلول قوی یا محلول آمونیاک مایع و آب را به تجزیه کننده(6) و از آنجا به مولد و جایی که سیکل سردکنندگی مجددا شروع میشود هدایت میکند. این دستگاه، مجموعه ای جوش داده شده است و هیچ قطعه متحرکی که در معرض فرسودگی و  خرابی باشد و از تنظیم خارج شود ندارد. فشار کل در طی سیکل و تحت درجه حرارت محیط 150 درجه فارانهایت تقریبا درحدود 400 پوند متعارفی است که الزاما استفاده از ساختمانی محکم و با دوام را ضروری مینماید. برای ایجاد صفر درجه سرما، آمونیاک موجود در اواپراتور باید در 7/15 پوند بر اینچ مربع بجوش آید، یعنی هیدروژن باید باقی مانده فشار، یعنی3/348 پوند بر اینچ مربع را تامین می کند تا فشار کل سیستم در 400 پوند متعارفی حفظ شود. این یخچال در میان یخچالهای خانگی منحصر بفرد است و شرح بیشتر آن در مبحث 8-1 آمده است.

5-1  اصول سیستم تبرید جذبی متناوب

مناسبترین سیکل یخچال برای مناطقی که به برق و گاز دسترسی ندارند، سیکل سوپر فکس(1) و تروکلد(2) است. سیکل سوپر فکس اساسا همان اصل فاراده است منتها چیزهایی اضافی نیز دارد که لازم به توضیح است. همانطور که در شکل 4-1 دیده می شود، آمونیاک و آب در مخزنی مسدود یا مولد(A) مخلوط می شوند که در زیر آن اجاق نفت سوز M قرار گرفته است. وقتی اجاق روشن میشود، گرمای حاصله آمونیاک را بصورت بخار درآورده از مخلوط جدا میکند. این بخار آمونیک از طریق یک لوله(D) به کلاف E  غوطه ور در آب مخزن B در بالای یخچال وارد میشود. سردی آب باعث تبدیل بخار آمونیاک به قطرات آمونیاک مایع تحت فشار تولید زیاد میشود. آمونیاک مایع ازطریق لوله ای بدرون مخزن تجمع مایع(C) میریزد و از اینجا به اواپراتورK که با محلول آب  نمک(H) احاطه شده میرود. برای جلوگیری از عمل کردن مخزن تجمع مایع به عنوان اواپراتور و سرد کردن بیش از حد کابینت، اطراف آن بالای عایق F پوشیده شده است. این عمل برای مدت نسبتا کوتاهی ادامه می یابد و پس از تمام شدن نفت و خاموش شدن اجاق، متوقف میشود. با خنک شدن قسمت جاذب گرما تا حد گرمای محیط، امونیاک در اواپراتور تحت درجه حرارت کم شروع به تبخیر میکند، زیرا با سرد شدن مولد، میل به جذب مجدد بخار آمونیاک میکند و در نتیجه فشار را کاهش داده، به آمونیاک امکان می دهد، تحت درجه حرارت کم در اواپراتور به جوش آید و این تبخیر است که باعث تولید سرمای لازم برای خنک کردن کابینت مواد غذایی می شود.

پس از خاموش شدن اجاق، درجه حرارت آب موجود در مولد(A) بسرعت به حرارت محیط میرسد و چون آب سرد میل ترکیبی فراوانی با آمونیاک دارد، آمونیاک بخار شده در اواپراتور از طریق لوله G به مولد بازگشته و مجددا با آب مخلوط میگردد و مطابق آنچه در شکل 5-17 دیده می شود

فشار نسبتا کمی را در اواپراتور حفظ میکند.

به عبارت دیگر، گرمای اجاق، آمونیاک را در مدت کوتاهی از مولد A به کلاف تبخیر(K) منتقل می کند، آمونیاک در اواپراتور تبخیر شده و به آهستگی و طی 24 ساعت تا 36 ساعت به مولد باز می گردد. و این تبخیر آمونیاک در اواپراتور است که عامل ایجاد سردی است. برای ازدیاد راندمان در مناطق گرم و یا برای سرد کردن مقادیر خیلی زیاد مواد غذایی میتوان در بالای مخزن کندانسور فرو رفتگی ایجاد نمود و آنرا پر از آب کرد، این آب بسرعت تبخیر شده و به سرد شدن مخزن کمک میکند. این نوع دستگاه سرد کننده در مبحث 7-1 به همراه سیستم تروکلد که اساسا شبیه آن است به تفصیل تشریح شده است. برای پیشگیری از انفجار سیستم دراثر پیدائی درجه حرارتهای زیاد(175 تا 200 درجه فارنهایت) در قسمتهای مختلف سیستم درپوشهای ذوب شونده ای تعبیه شده است و این پیش بینی بویژه برای مواقع بروز آتش سوزی که از انفجار کلی دستگاه جلوگیری میکند بسیار سودمند است.