Đánh giá hệ thống bơm nhiệt cho ứng dụng sấy

BƠM NHIỆT Sử dụng máy sấy bơm nhiệt, là sự kết hợp giữa bơm nhiệt và bộ phận sấy khô, cả nhiệt ẩn và nhiệt hiện có thể được thu hồi từ khí thải, do đó cải thiện tổng thể hiệu suất nhiệ

ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG BƠM NHIỆT CHO

ỨNG DỤNG SẤY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Sinh viên thực hiện:

Trần Ngọc Thanh Ngân_21147214 Trần Thùy Thanh Ngân_21147215 Đặng Khôi Nguyên_21147216

Đặng Quốc Vinh_21147251

NỘI DUNG

1 BƠM NHIỆT

2 MÁY SẤY BƠM NHIỆT

3 HIỆU SUẤT MÁY NÉN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

1 BƠM NHIỆT

Đã được nghiên cứu và phát triển từ lâu để cải thiện hiệu suất

1 Bơm nhiệt chạy bằng động cơ xăng

2 Bơm nhiệt nguồn mặt đất ( GSHP)

3 Bơm nhiệt năng lượng mặt trời

4 Bơm nhiệt quang điện/ nhiệt ( PV/T)

5 Bơm nhiệt ăn hóa chất

6 Bơm nhiệt hút ẩm

7 V.v…

HÌNH 1 : PHÂN LOẠI PHÁT TRIỂN BƠM NHIỆT

1 BƠM NHIỆT

ƯU ĐIỂM

Việc sử dụng công nghệ HP là khả năng tiết kiệm năng lượng và khả năng kiểm soát nhiệt độ sấy và độ ẩm không khí Điều này tạo ra khả năng sấy khô ở phạm vi rộng

1 BƠM NHIỆT

Sử dụng máy sấy bơm nhiệt, là sự kết hợp giữa bơm nhiệt và bộ phận sấy khô, cả nhiệt

ẩn và nhiệt hiện có thể được thu hồi từ khí thải, do đó cải thiện tổng thể hiệu suất nhiệt

và mang lại khả năng kiểm soát hiệu quả các điều kiện không khí ở đầu vào của máy sấy

Mục tiêu chính của bất kỳ quá trình sấy khô nào là tạo ra sản phẩm khô sản phẩm

có chất lượng mong muốn với chi phí tối thiểu và tối đa thông lượng bằng cách tối

ưu hóa thiết kế và điều kiện vận hành

2 MÁY SẤY BƠM NHIỆT

SẤY KHÔ TIÊU TỐN NHIÊN LIỆU KHÔNG ?

Trong nhiều quy trình sấy công nghiệp,

một phần lớn năng lượng bị lãng phí :

• Mục tiêu chính của quá trinh sấy khô là giảm lượng hơi nước trong sản

phẩm để đạt được chất lượng mong muốn với chi phí tối thiểu và tối đa

thông lượng bằng cách tối ưu hóa thiết kế và điều kiện vận hành

3 MÁY SẤY BƠM NHIỆT

• Sấy khô là một trong những hoạt động sử dụng nhiều năng lượng

nhất, chiếm tới 15% tổng mức sử dụng năng lượng công nghiệp

• Sấy khô là một hoạt động sử dụng nhiều năng lượng, tiêu tốn 9–25%

năng lượng quốc gia ở các nước phát triển

SẤY 60%

QUÁ TRÌNH KHÁC 40%

SẢN XUẤT SẢN

PHẨM GỖ

SẤY 50%

QUÁ TRÌNH KHÁC 50%

SẢN XUẤT VẢI DỆT

Sử dụng các phương pháp khác nhau để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của thiết bị sấy

MÁY SẤY BƠM NHIỆT

Máy sấy bơm nhiệt hỗ trợ năng lượng mặt trời

Máy sấy bơm nhiệt nguồn không khí

Máy sấy bơm nhiệt nguồn mặt đất

Sấy vi sóng có hỗ trợ nhiệt

a Máy sấy bơm nhiệt hỗ trợ năng lượng mặt trời

• Công nghệ năng lượng mặt trời lai với hệ thống bơm

nhiệt nhằm cải thiện hiệu suất PV và thu nhiệt từ PV

• Một bộ thu PV/T kết hợp với thiết bị bay hơi của bơm

nhiệt đã được thực hiện bởi Jie Ji et al

• Hệ số COP của máy sấy bơm nhiệt có thể đạt được

tới 4–5 nhưng để đạt được hiệu suất tối ưu, cấu hình

hệ thống phải được thay đổi theo thay đổi đặc tính của chất lỏng làm việc

Luồng không khí được làm

khô bằng bộ thu năng lượng

mặt trời và thiết bị ngưng tụ

Một bộ gia nhiệt phụ được

cố định sau thiết bị ngưng tụ

và sẽ được sử dụng nếu cần

nhiệt độ sấy cao hơn, nhiệt

độ này được xác định bởi

mức độ nhiệt độ đầu vào

máy sấy mong muốn và các

điều kiện khí tượng

Van giãn nở

Van giãn nở Van chặn

Van chặn

Bình ngưng nước

Máy nén Bình ngưng không khí

Bộ điều chỉnh

áp suất

Máy phụ trợ

Bộ điều chỉnh áp suất

Máy sấy

Máy đo áp suất

Máy hút ẩm

Bộ th

u ba

y hơi

Bộ giảm chất

Đường lạnh Đường dẫn khí

Đường vòng không khí GHI CHÚ:

Bình ngưng bên ngoài

Bình ngưng bên trong Máy nén Sấy không khí

Thiết bị bay hơi

Đầu ra sản phẩm

Đầu vào

sản

phẩm

Băng tải Sản phẩm

Bộ lọc khí

Bế cân bằng

Quạt

Van giãn nở

Đơn vị thu hồi nhiệt

Luồng không khí trong buồng sấy

b Máy sấy bơm nhiệt nguồn không khí

• Máy sấy bơm nhiệt nguồn không khí sử dụng hệ thống bơm nhiệt thông

thường với thiết bị bay hơi như máy hút ẩm và máy đốt ngưng tụ

• Một máy sấy bơm nhiệt nguồn không khí khác đã được Pal, Khan và

Mohanty chế tạo và nghiên cứu với sản phẩm nông nghiệp.Tốc độ dòng khối được xác định trong nghiên cứu là 0,5, 1,0 và 1,5 m/s trong khi nhiệt độ là

45, 50, 55 ◦C

• Khi so sánh cho thấy máy sấy bơm nhiệt nguồn không khí cho kết quả hiệu

suất tốt hơn so với máy sấy tầng chất lỏng với nhiệt độ sấy trên 50 ◦C Độ

ẩm tương đối của máy sấy bơm nhiệt là 9,4–14,6%

Không khí

Nước

Đầu ra sản phẩm Buồng sấy

Máy nén Đầu vào sản phẩm

Van điều tiết không khí

Van giản nở

Thiết

bị bay hơi

Thiết

bị ngưng tụ

c Máy sấy bơm nhiệt nguồn mặt đất

• Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) ước tính rằng máy bơm nhiệt địa

nhiệt có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng lên tới 44% so với máy bơm nhiệt nguồn không khí và lên tới 72% so với hệ thống sưởi và điều hòa không khí bằng điện thông thuờng

• Đối với hầu hết các khu vực của Hoa Kỳ, máy bơm nhiệt địa nhiệt là giải pháp

phương tiện sưởi ấm và làm mát tòa nhà tiết kiệm năng lượng nhất

• Hàng trăm nghìn thiết bị bơm nhiệt gia đình đang được sử dụng và công nghệ

này đã được thử nghiệm và đáng tin cậy ở Châu Âu

• Trong hệ thống này, nhiệt được lấy từ

mặt đất bằng bộ trao đổi nhiệt nguồn

mặt đất, trong đó có chứa dung dịch

chống đông nước tuần hoàn

• Nhiệt được truyền đến chất làm lạnh

trong thiết bị bay hơi, được thêm vào

chu trình bơm nhiệt và cung cấp cho

buồng sấy

Thiết bị bay

hơi

Thiết bị ngưng tụ

d Sấy vi sóng có hỗ trợ bơm nhiệt

• Hệ thống vi sóng hỗ trợ bơm nhiệt là một trong những hệ thống kết hợp hệ

thống bơm nhiệt trong công nghệ sấy Những nghiên cứu đầu tiên về việc kết hợp HP và sấy vi sóng đã được đề xuất trong văn học của Lawton, Metaxas và Meredith Jia et al đã thử nghiệm hiệu suất tổng thể của hệ thống sấy vi sóng lai bơm nhiệt

• Sấy vi sóng hay còn gọi là sấy viba là một trong những công nghệ sấy tiên tiến

bậc nhất trên thế giới, được ứng dụng rộng rãi trong ngành bảo quản các sản phẩm nông nghiệp, công nghệ cao

• Sấy vi sóng không phát tán nhiệt, công nghệ sấy vi sóng là nhiệt được thâm

nhập bằng những tia sóng siêu nhỏ khiến cho tất cả các thành phần trong sản phẩm đều được làm khô trong thời gian rất ngắn

e Máy sấy bơm nhiệt hóa học

• Mặc dù bơm nhiệt được ưa chuộng để nghiên cứu và phát triển nhầm cung cấp khả năng làm mát và sưởi

ấm, nhưng bơm nhiệt hóa học đã đạt chú ý hơn trong những năm gần đây

• Bơm nhiệt hóa học (CHP) là hệ thống sử dụng phản ứng hóa học thuận nghịch để thay đổi nhiệt độ của

năng lượng nhiệt được lưu trữ bởi các chất hóa học Các chất hóa học này đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và giải phóng nhiệt

• Nhiều chất hóa học khác nhau có thể được sử dụng trong CHP cho phản ứng hóa học

VD: hệ thống nước, hệ thống ammonia, hệ thống sulfur dioxide , hệ thống carbon dioxide, hệ thống

hydrogen,… được đề xuất làm môi trường làm việc

Chu trình CHP đơn giản

 Các loại hệ thống CHP

Chu trình CHP được hỗ trợ bằng chất xúc tác

Thiết bị bay hơi

Lò phản ứng tỏa nhiệt

Chu trình CHP sử dụng

phản ứng CAO/H2O/Ca(OH)2

Thiết bị bay hơi Thiết bị ngưng tụ

Phòng làm

khô

CHP1 (bước lưu trữ nhiệt) (bước giải phóng nhiệt)CHP2

Lò phản ứng Lò phản ứng

Thời trang cảm hứng

cổ điển

Trang phục mang hơi hướng thời trang của

những thập niên cũ

Thuyết trình là công cụ giao tiếp có thể dùng để minh họa, giảng dạy,

diễn thuyết, báo cáo và nhiều thứ khác nữa Bài thuyết trình hầu hết

được trình bày trước khán giả.

phong cách

cổ điển

Giày cổ điển mang màu sắc

của các thời đại khác nhau

Thuyết trình là công cụ giao tiếp

có thể dùng để minh họa, giảng dạy,

diễn thuyết, báo cáo và nhiều thứ khác

nữa Bài thuyết trình hầu hết được trình bày trước khán giả.

Đa dạng kích cỡ

Quy trình sản xuất phù hợp quy chuẩn đạo đức

Chính sách hoàn trả dễ dàng