Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thực nghiệm Ảnh hưởng của tỷ lệ nồng Độ cặp môi chất nh3 h2o Đến hiệu quả làm lạnh của máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời và khói thải

Vì vậy, hiện văn sẽ đi at NH/H,O đến hiệu quả sâu nghiên cúu ảnh hưởng của tỹ lê nông độ cặp môi ch làm lạnh, thời gian làm lạnh, khả năng làm lạnh sâu và thông máy lạnh hấp thụ

TRUONG PAT HOC BACH KHOA HA NOT

NGUYEN DINH KTEN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỚNG CỦA TỶ LE NÓNG ĐỘ CẬP MOI CHAT NH,/H,0 BEN HIEU QUA LAM

LANH CUA MAY LANH HAP THU SU DUNG NANG

LUQNG MAT TROT VA KITOT TITAT

LUAN VAN THAC Si CHUYÊN NGANIL K¥ THUAT NIDET

THẢ NỌI 2017

NGUYEN DINH KTEN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỚNG CỦA TỶ LE

NÓNG ĐỘ CẬP MÔI CHÁT NHH;O DEN HIEU QUA LAM

LẠNH CỦA MÁY LẠNH HÁP THỤ SỬ DỤNG NĂNG

LƯỢNG MẶT TRỜI VẢ KHIÓI THẤI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHUYEN NGANH: K¥ THUAT NHIỆT

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC:

TS DANG TRAN TIIO

HA NOI 2017

'Tác giả bảy tó lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến †8 Ding Tran Tho

4 Lin tinh hướng đẫn và đóng góp nhiều ý kiến quan trọng, quý báu cho nội dụng của luận văn

Tác giả xin gửi lòi cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Viện Khoa Học

và Công Nghệ Nhiệt — Lạnh, trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã quan tâm, giúp

đỡ em trong suốt thời sian học tập vả rên luyện tại trường,

Thành công của huận văn còn thế hiện sự biết ơn sâu sắc của tác giả đến những,

người thân và bạn hè, đồng nghiệp đã hỗ trợ và động viên tác giả trong suối thời

gian thực hiện luận văn nảy

Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017

Hoe viên

Nguyễn Đình Kiên

iii

trên các tạp chí vả các trang Wed theo danh mục tài liệu tham khảo của luận vẫn

TNếu sai, tôi xin chịu mọi hình thúc kỷ luật theo quy định

Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017

Học viên

Nguyễn Đình Kiên

LOT CAM ON

LOI CAM DOAN

1.1.1 Khải niệm, nguyên ly lam việc của máy lạnh bắp thụ secs

1.1.2.1 Máy lạnh hấp thụ Nước/Bromualiti (112Ó/L41) —

1.1.2.2 Máy lạnh hấp thụ nmôniäc/nước (NH¿/HạO) 1

1.1.2.4 Máy lạnh hấp thụ chu kỳ ¬— ¬— ved

1.1.3 Ưu nhược điểm của máy lạnh hấp thụ sexy s13

1.1.4.1 Môi chất lạnh sử dựng trong máy lạnh hấp thụ 14

1.1.4.2 Năng lượng sử dụng trong máy lạnh hắp thụ —- 1.1.4.3 Vật liệu chế tạo trong máy lạnh hap thụ 19

1.2 Cảø kết quả nghiên cửu về may lạnh hấp thụ sexy se 21

1.2.1 Các kết quá nghiên cứu trên thể giới 21

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYÉT VE MAY LẠNH HẮP THỤ NH¿/T1,O 28 2.1 Nguyên lý làm việc của máy lạnh hập tha một cấp NH¿/E;O —-

2.1.2 Nguyên lý làm việc ¬— ¬— ¬— eon

2.2 Cơ sở tính toán chu trình máy lạnh hập thụ NH;/TO 30

2.2.1 Phương trình tinh toán các thông số vật lý của đung dịch NHụ/H,O 30

3.2.2 Xác định thông số trạng thái của môi chất tại các điêm nút trên chu trình

2.2.3 Xác định các dòng nhiệt của hệ thống và chủ trình —-

Chương 3 ĐÁNH GIÁ CẢI TẠO MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM

3.1 Yêu cần đối với mô hình nghiên cũu thục nghiệm 39

3.2.1 Binh sinh hoi, thap tinh fuyén wa thiét bi neung ty hdi lwu se 39

3.2.4 Thiết bị bay hơi sexy sexy sexy e 44

3.3.1 Tinh kiém tra chu trinh may lanh hap thụ MH;/#T;O AT

vi

3.3.2 Khảo sát, dãnh giá mô hình thục nghiệm ¬— ca 52

3.4.1 Định hấp Đụ 00 c2 vn H222 te 53 3.4.2 Hệ thống nước giải nhiệt cho bình hấp thu và thiết bị ngưng tụ 55

3.4.3 Hệ thống nước gia nhiệt "— "— 36

3.5.1 Mô hình thực nghiệm sau khi sứa chữa, nâng cấp 37

3.5.3 Phương pháp đo các thông số thực nghiệm sexy —-

3.5.4 Thử kín, húi chân không, nạp NHz/H;O vả chay thử hệ thống 3 3.5.4.1 Vệ sinh hệ thống: "— "— "— cee 50

Chương 4 NGHIÊN CỨU TIỰC NGHIỆM ẢNH HƯỚNG CỦA NÒNG ĐỘ

MOI CHAT DEN MAY LANH HAP THỰ NH¿/H,O

4.1 Mục đích và giới bạn nghiền cứu thực nghiệm ¬— ven 0)

4.1.2 Giới hạn nghiên củu thực nghiệm ¬— ¬— ven 0)

vit

‘Trang thải môi chất lạnh ở nhiệt độ bay hơi Trạng thái môi chất lạnh ở nhiệt độ ngưng tụ

Trạng thái dung dich trong binh sinh hơi

‘Trang thai dung dich trong binh hap thụ

Trạng thái môi trường lảm mát

ng thái nước gia nhiệt

Trạng thải đầu vào

Bảng 1.1 Tình chất của dung dịch NL/HạO và LIyO/ L4BE

Bằng 1.2 Một số loại nhiệt thải và nhiệt đô kương ứng,

Hảng 1.3 Vật liệu kim loại ứng dụng trong kỹ thuật lạnh ¬— 20

Tiäng 3.1 Kích thước của bình sinh hơi, tháp tỉnh luyện và thiết bị ngưng tụ hỏi lưu

Bang 3.2 Théng số kích thước bình hấp thụ sexy sexy

Bang 3.3 Kích thước thiết bị ngưng tụ

Bằng 3.4 Kích thước thiết bi bay hơi

Bang 3.5 Kich thước buồng lạnh

Bang 3.6 Bảng tổng hợp các thông số trang thái của chu trình MLHT NHz/HạO

Bảng 3.7 Bâng thống kê giả trị các phụ tải máy lạnh hấp thụ NHz/HạO

Bang 3.8 Băng chỉ tiết thông số cầu tạo binh hấp thụ sexy

Bang 3.9 Ap suất thứ kín

Bảng 3.10 Kết quả vận hành thử nghiệm MLHT 6 nénig dd 0,400

Bang 4.1 Bang cdc ché d6 vận lrành thực nghiệm sexy

Bảng 4.2 Kết quả vận hành MLHT ö nông độ 0.400

Bằng 4.3 Kết quả vận hành MLHT ở nồng độ 0,411 ¬—

Bang 4.4 Két qua van hành MLIIT ở nẳng độ 0,420 sexy

Bang 4.5 Két qua van hanh MLHT 6 néng 46 0,132

Bang 4.6 Két qua van hanh MLHT ở nẵng dộ 0,436

Bang 4.7 Bang tổng hợp nhiệt độ bay hơi [°C] của các chế độ

Bang 4.8 Nhiệt độ buồng lạnh [°C] ở 5 chế độ thực nghiệm

Hình 1.3 Máy lạnh hap thy H,0/LiBr dược bé tri rong một võ 6 Tlinh 1.4, May lạnh hấp thụ II;O/LiPr tác đụng kép cấp địch nối tiếp 7

Hình 1.6, So để máy lạnh hấp thụ NH;/HạO hai edip sexy ¬

1lình 2.1 Sơ đỗ nguyên lý máy lạnh hap thụ NI1z/H2O sexy cose BB

Hinh 2.2 Bé thi i-< cita chu trinh may Janh hap thu NH;/H,O 29 Hình 31 Hình ảnh mô hình 1uảy hạnh hấp thụ NH¿/HẠO sử dụng nẵng lượng mặt

Hình 3.2 Tế hợp thiết bị binh sinh hơi, thap tỉnh huyện và thiết bị ngưng tụ hải lưu

40

Hình 3.3 Bắn vẽ và hình ánh bình hập thạ sexy sexy cose AD

Hình 3.5 Bân vẽ và hình ảnh dân bay hơi ¬— ¬— —-

linh 3.6 Hản vẽ và hình ánh van tiết lưu tay sexy cee AS

Hinh 3.8, Bom dung dịch ¬— ¬— ¬— ve AT Tlinh 3.9 Ban vé ché tạo và hình ảnh bình hập thụ ¬— —

Hình 3.11 Cân nạp gas điện tử nhe ree 58 Tlinh 4.1 Biển thiên nhiệt độ bay hơi các chả độ theo thời gian 68 Hình 42 Nhiệt độ bay hơi thấp nhất của 5 chế độ thực nghiệm tại thời điểm 180

Hình 4.4 Nhiệt độ buồng lạnh ca 5 chế độ thực nghiệm tại thời điểm 120 phúi 71

xi

1Hình 4.6, CÓP của các chế độ thực nghiệm ở thời điểm 180 phút Hinh 4.7 Biến thiêu năng suất lạnh của thiết bị theo thời gian

Hình 4.8 Năng suất lạnh của các chế độ có tý lệ nông dé khác nhau

hết các tàu thuyền dêu tiêu thụ một khối lượng đã lạnh khả lớn để bảo quán thủy hãi

sản Tuy nhiên, việc có được đá lạnh củng không phải dễ trong những tháng cao

điểm, hạn chê sử dụng điện Mặt khác năng lượng tiêu hao dé van chuyển khối lượng đã lạnh nảy trong một chuyển đánh bắt hãi sản lả không hể nhỏ và thời gian

bao quan ding đá lạnh cững là giới bạn Trong khí đó, năng lượng tự nhiên như:

Tang lượng giỏ, nguồn nhiệt từ trặt trời .vv ở lrên biển là vô tận, răng luợng nhiệt thải từ động cơ thì phải dàng nước biển để lâm mát Vì vậy, việc sử dụng năng

lượng mặt trời và khói thải đề sản xuất đá lạnh là rất cần trong điều kiện hiện nay

'Từ đỏ chủng ta nhận thấy hệ thống lạnh hấp thụ sứ dụng, nhiệt thải và năng,

lượng mặt trời có thẻ đáp ứng tất các yêu cầu tận đụng nguồn nhiệt thải từ động cơ

và năng lượng mặt trời để lan lạnh là rãi cân thiết Giúp tận dumg tốt các nguồn

năng lượng từ khi thái vả năng lượng mặt trời giảm chỉ phí vận bánh, bảo vệ rồi

trường, nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng khả năng cạnh tranh trong đánh bắt thủy sản

Máy lạnh hấp thụ hoạt động hiệu quã phụ thuộc vào nhiều yêu tố rữuz nhiệt độ nguồn gia nhiệt, nhiệt dộ ngưng tụ, nhiệt dộ giải nhiệt, tỉ lệ nồng độ của cặp mỗi chất vv Tý lệ nổng độ của cặp mỏi chất lạnh là một trong những yếu tổ quyết

định đến hiệu quả làm lạnh của hệ thắng máy lạnh hấp thụ Vì vậy, hiện văn sẽ đi

at NH/H,O đến hiệu quả

sâu nghiên cúu ảnh hưởng của tỹ lê nông độ cặp môi ch

làm lạnh, thời gian làm lạnh, khả năng làm lạnh sâu và

thông máy lạnh hấp thụ sử đụng năng lượng mặt trời và khói thải

xu quả nắng lượng của hệ

Từ những cơ sở trên, tác giá đã lựa chọn để tài “Aghiển cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ cặp môi chất NHỤHO đến hiệu quả làm lạnh của máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt ười và khỏi thấi” dễ nghiên cứu, khảo

sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ môi chất đến đến thời gian làm lạnh, nhiệt độ làm lạnh,

hiệu quả làm lạnh

xiv

thiểu sót Tác giá rất mong nhận được sự góp ý, chỉnh sứa của các thầy cổ và các

tạm đề luận văn được hoàn thiện hơn.

Chuong 1 TONG QUAN VE MAY LANH HAP TAU 1.1 Máy lạnh hắp thụ

1.1.1 Khái niệm, nguyên lý làm việc của máy lạnh hấp thụ

Máy lạnh hấp thụ là máy lạnh không đùng máy nén hei ma ding cum “may nẻn nhiệt”, sử dụng nguồn nhiệt cỏ nhiệt độ (8Ó ~ 150) [°C| dễ tách môi chất lạnh ra +khải hẫn hợp cặp môi chất hấp thụ trong hệ thống máy lạnh Diểm khác nhau cơ

bản giữa MLHT và máy lạnh có máy nén hơi là năng lượng sử đụng và môi chất

lạnh làm việc trong hè thóng [12]

Máy lạnh nén hơi sử dựng điện năng, trong khi đó năng lượng cấp vào cho

MILHT có đạng nhiệt năng Nên MI.HT thường sử dụng nguồn nhiệt năng rẻ tiễn

dưới dạng, nước nóng, hơi nước, năng lượng mặt trời, sản phẩm chảy của nhiên liệu

Tlinh 1.1 Sơ đồ nguyên 1# máy lank hap thy

SH Binh sinh hei; BDD: Bom dung dịch, HT: Bình hấp thụ; TL: tiết lưu

'TLDD: Tiết lưu dung địch, NT: Bink ngung ty; BLL: Binh bay hoi

nhiệt QA thải ra cho nước lâm mát Sau đẻ, dung địch đậm đặc được bom dung

dịch bơm lên bình sinh hơi, 'Tại bình si3h hơi, cấp một nhiệt lượng QH để môi chất

sôi và bay hơi, tách ra khải đưng địch đậm đặc để đi đến thiết bị ngưng tụ Binh sinh hơi được gia nhiệt bing hoi nude hoặc khí nóng Sau khi sinh hơi dụng địch

đậm đặc trở thành dung dịch loãng vả qua van tiết lưu dung dich trở về bình hấp

thụ, khép kín vòng tuần hoàn đụng địch và chu trình cứ thể tiếp tre

- Vòng Iuân hoàn môi chất lạnh: hơi mỗi chất sau klu tách ra khỏi dung dịch dậm dặc ở thiết bị sinh hơi di cến thiết bị ngưng tụ Tại dây, hơi môi chất nhá nhiệt

cho mỗi trường làm mát ngưng tụ lại thành lông cao áp Sau đó, môi chất lạnh sẽ đi

qua van tiết lưu, giãm áp suất rồi dị dên thiết bị bay bơi, rihận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh vả hóa hơi Hơi hạ áp tiếp tục đi vào bình hấp thạ, hấp thu dung dich

loãng thành dụng địch đậm đặc Được bơu dưng dịch bom lên bình sinh hơi Tại

bình sinh hơi, nhờ nhiệt độ cao hơi môi chất được tách ra và đi đến thuết bị ngưng tụ khép kin vóng tuần hoàn môi chất và chủ trình cử thể tiếp tục

1.1.2 Phân loại về máy lạnh hắn thu

Máy lạnh hấp thụ cỏ nhiều loại và thường được phân ra theo những, loại sau:

- Phân loại theo cặp môi chất sở đựng ta có:

1 Mây lạnh bắp thụ NH:/H:0,

+ Máy lạnh hắp thụ LiBr/HạO

- Phân loại theo chu trinh làm việo ta có:

1 MIHT chư trình tác dụng đơn (Single Effect);

+MLHT chu trình tác dụng kép (Double Effect),

I MLHT chu trinh một cấp;

+MLRT chủ trình hai cấp,

+MLHT chu kỳ:

+ MLIIT khuếch tán,

Dười đây là một số loại máy lạnh hắp thụ thường sứ dung:

1.121 Máy lạnh bấp thụ Nuôe/Bromualil (H2O/LiBr)

Máy lạnh hấp thụ nướcbrornualiti được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong kỹ thuật điều hòa không khí Trong đó, nước là môi phất anh va bromualiti déng vai

trò làm chất hấp thụ Máy lạnh hắp trụ nước/bromualiti cỏ các ưu nhược điểm như

sau

- Ưu điểm:

¡ Tỹ số áp suất nhỏ Pụ/P, = 4, hiệu số áp suất thấp D, - Dạ = 3,6 [kPa];

¡ Không cản sử dụng thêm thiết bị tính cắt hơi méi chat vi dung dich H;OILIBt chỉ có hơi môi chất lạnh là nước thoát ra;

+ Nhiệt độ nguồn nhiệt cấp cho binh sinh hơi cho phép thấp đến 8Ó [°C] do đó

có thể sử dụng các nguồn nhiệt thái rẻ tiên Nếu có nguồn hơi nước có nhiệt độ cao,

đầu tiến có thể đùng chạy máy lạnh tuabin, sau đó mới đừng cho máy lạnh hấp thụ HOM Br

- Nhược điểm:

+ Tinh ăn mòn của dung dịch rất cao, gay han gi thiét bị,

+ Phải duy trì chân không trong thiết bị;

+ Nhiệt độ làm lạnh thấp nhất xuống 5 [°C] vi nude là môi chất có nhiệt độ

dong băng ở 0 [°C]

Máy lạnh hấp thụ H,0/LiBr eỏ một số loại sau:

a Máy lạnh hấp thụ H;O/1iBr tác dung don (Single Effect)

May lạnh hắp thụ HyO/LiBr tác dụng dơn (Single Effect) có ba vòng tuần hoàn Tuần hoàn môi chất lạnh (nước), tuần hoàn dung dịch, tuần hoàn nước lam mát Sơ đỗ nguyên lý của loại này được trình bày trên hình I.2 [4]

x i

Xoo

TRnh 1.3 AZáy lạnh hắp thụ 1I:O/LuiBr được bộ trí trong hai vỏ

SH: Ngăn sinh hơi, HT: Ngăn hắp thụ, BH: Dan bay hơi, HN:Hỏi nhiệt,

NT: Dân ngưng tụ; 13dd: l3ơm dưng địch, 1,2: Võ binh; 3: Bom méi chat

4; Xi phòng: — : Đường tuần hoàn dung dich;— :Đường tuân hoàn mỗi chất

Những thiết bị chính được bố trí trong hai bình trụ 1 vả 2 để đễ đảng đuy trì

chân không trong hệ thống Bình 1 có áp suất ngưng bạ, nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt

độ gia nhiệt, tương ứừng với nó lá thiết bị ngưng tự và thiết bị sinh hơi Bình 2 có áp

suất bay hơi, nhiệt độ bay hai và nhiệt độ hấp thụ, tương ứng là thiết bị bay hơi và

thiết bị bắp thụ Hai bình không cần bố trí thêm cách nhiệt vì chân không cao trong

thiết bị đã cách nhiệt lý tướng,

Nguồn nhiệt (hơi nước, khỏi thải, năng lượng mặt trời có nhiệt độ từ 80 [°C]

đến 150 [°C] ) théng qua thiết bị đao đổi nhiệt cấp nhiệt cho dụng dịch HạO/1iBr

có nông độ cao trong bình sinh hơi Môi chất lạnh là hơi nước sinh ra bay lên dan

ngưng tụ ở phía trên, truyện nhiệt cho nước làm mát và ngưng tụ lại, dựng địch lúc

xảy trở thành dung dịch có nông độ thấp và tiết lưu vé thidt bi bap tha & binh 2 qua

4

hệ thống vôi phun Nước sau khi ngưng tụ ö thiết bị ngưng tụ sẽ tiết lưu qua xiphông 4 để cần bằng áp suất rồi chắy về thiết bị bay hơi Lại đây, nhỏ áp suất thấp, nước nhận nhiệt của chất tải lạnh sôi và bay hơi Hơi nước sinh ra sẽ được dung dịch cô nồng dộ thấp hấp thụ ở thiết bị hấp ?hụ Nhiệt tỏa ra do hấp thụ sẽ truyền cho nước làm mát Chất tải lạnh sau khi được làm lạnh ở thiết bị bay bơi sẽ

được đưa đến nơi tiêu thụ

Sau khi hấp thụ hơi nước, dung địch trở thảnh dung dịch có nồng độ cao và

được bơm dung địch bơm lên bình sinh hơi Ở đây, thiết bị hỏi nhiệt bổ trí đề tận

dụng nhiệt từ dụng địch có nỗng độ thấp ở nhiệt độ cao gia nhiệL cho dụng địch có nông độ cao ở nhiệt độ thấp trước khi vào bình sinh hơi,

Ngoài ra để tăng hiện quả trao đối nhiệt tại thiết bị bay hơi, nước ngĩng chày

từ thiết bị ngưng tụ qua xiphông 4 được bơm tưới đều lên thiết bị trao đổi rệt với chất tái lạnh (dạng ống xoắn) Nước làm mắt tại bình hấp thụ vá thiết bị ngưng tụ có nhiệt độ khác nhau đo đó người ta bố trí nhánh phụ của đường tuần hoàn nước làm

chải với yêu cầu độ kin lớn và chân không cao (vì môi trường trong các bình đôi hỏi

chân không cao) Ngoài ra cần bổ trí thêm bơm chân không dễ loại trừ khí trơ, không khi nhằm duy trì độ chân không cao

Năng suất lạnh của máy lạnh hấp thụ H;ạO/L4Br có thể điều chinh dé dang

khả năng giảm tới 10% năng suất lạnh tôi đa bằng cách diễu chỉnh nguồn nhiệt cấp vào bình sinh hơi và nguồn nước làm mát hoặc trích một phần dung dich có nêng độ

cao lẽ ra phải vào bình sinh hơi quay trở về bình hấp thụ (để làm tăng nhiệt độ dụng,

dịch ỡ bình hắp thụ) Có thể kết hợp cã hai phương pháp trên

Tĩnh 1.3 là sơ đồ nguyên lý máy lạnh hập thụ 1IO/LiTr [4] được bó trí trong

ách một vô Bình sinh hơi và ngưng Lạ có áp suất cao được bổ trí phía trên ngắn

với phía đười bởi vách ngắn (vách ngắn có bộ trí phần thoát nước ngưng tụ xuống,

phía đưới) Bình háp thụ và bay hơi có áp suất thấp bố trí phía dưới Ó đây không,

căm cách nhiệt do chân không cao

Nguồn nhiệt

11ình 1.3 Máy lạnh hấp thụ 11,Q4UEr được bổ trí trong một võ

SH: Bình sinh hơi, HT: Dân hấp tụ, BH: Đân bay hơi, NT: Dân ngưng; HN:

Hỏi nhiệt, Bdd: Bơm dung dịch, Bme: Bơm môi chất

b Mdy lank hap thu I1,O/LiBr tac dung kép (Double Effect)

Máy lạnh hap thụ H,O/LiEr tác dụng đơn có nhược điểm lớn là khi tăng

nhiệt đệ nguồn nhiệt thì hệ số lạnh ting không đảng kế COP„„„ = 0,76 Do đó, để

tan dung hiệu suất của các nguẫn nhiệt có nhiệt thế cao ta sử đựng sơ đồ tác dung

kép Sơ đỗ này làm việc rất hiệu quả với phương pháp cấp nhiệt là khi đốt và dang

được sử dụng rộng rãi dễ làm lạnh nước (chải tải lạnh) cho điều hòa không khí Hình 1.4 giới thiệu một sơ đồ nguyên lý máy lạnh hap thụ HạO/LiBr tác dụng kép

cấp dịch nói tiếp [4]

Hoi nước Hoi mde

°⁄

Hình 1.4 Máy lạnh hấp thụ HạO/iBr tác dụng kép cắp dịch nối tiếp

SII: Binh sinh hoi; HT: Dan hap thu; BIT: Dan bay hoi; NT: Dan ngung tu

HN: Hai nhiệt, Bas: Bom dung dich; Bạc Bơm mồi chất, TỔ: Bình bung gian

Máy lạnh hap thu tac đụng kép có nguyên tắc hoạt động chung như sau: hơi

xước (môi chất lạnh) được sinh ra và quá nhiệt nhờ nguồn nhiệt có nhiệt độ cao từ

bình sinh hơi (SH) di vào ống xoẫn lại bình trung gian (TG) Tai day, hoi nude qua nhiệt nhã nhiệt cho nước bên ngoài ống xoắn rồi sục thẳng vào bình ngưng tụ (NT)

và ngưng tụ hoàn toàn tại đây Nước trong bình trung gian (TG) được gia nhiệt sẽ

hỏa hơi và đi váo bình ngưng tạ nhờ hệ thống giảm áp rồi ngưng tụ tại đây, Chính

phân hơi nước (môi chất lạnh) bổ sưng này đã làm tăng hiệu suất nhiệt Cách đặt tên

là tác đụng kép là do có 2 lẫn sinh hơi và 2 lần ngưng tụ (một lần ngĩmg tụ và sinh hơi đẳng thời tại binh trưng gian)

1.1.22 May Ignh hap thy aménide/nwéc (NII/IO)

Với máy lạnh hấp tha NH3/A2O, mai chat lank la amôrdäc còn chất hập thụ là

nước Máy lạnh loại này được sử dụng trong kỹ thuật làm lạnh dưới 0 |®C] với ưu

diễm lớn là giá thánh rẻ, kết cấu gọn nhẹ Nhưng bên cạnh đó nó cũng có một số nhược điểm như: Môi chat NH; gây mùi khai, dộc hại nếu bị rò rỉ ra ngoài, lượng,

7

nước cuốn theo hơi NHg rất lớn nên cần phải có thiết bị tình luyện hoi NH; trade

khi vào bình ngưng, Máy lạnh hấp thụ NHạ/H:O có các loại sau:

a May lank hap the amôniắc “hước (NHƯH;O) một cấp

Sơ đỗ nguyên lý của máy lạnh hấp thụ MII/11,O một cấp được thể hiện trên

Hinth 1.5 Ser dé may lank hdp thu NH HO mot clip

BH: Thiét bi bay hoi; HT: Binh hdp thu; TLDD: Tiét hex dung dich; SH: Binh sink hoi;

AI: Thiết bị ngưng tụ, TL: Lan tiết lưng HN £, HN 1: Thiết bị hôi nhiệt 11H

Nguyên lý hoạt dộng như sau: Nhiệt cấp vào binh sinh hơi SH (qua thiết bị trao dỗi nhiệt) lảm cho mỗi chất NH, phan ly ra khỏi dung dịch (có lẫn một phần nhỏ TIyO cuốn theo) đi đến thiết bị ngưng tạ NT.Tại thiết bị ngưng tụ, môi chất trao đổi nhiệt với môi trường làm mát để ngưng tụ thành lòng, Lông NHI; qua van tiết lưu TL giảm áp suất đến thiết bị bay hơi BIL Ở thiết bị bay hơi, lỏng NI; nhận nhiệt của đối tượng cản làm lạnh sôi và bay hơi, rồi đưa về bình hân thụ HT được hap thụ bởi dung địch néng độ thấp từ bình SH trở về Sau đó, nhờ bơm dưng dịch bơm trở lại bình sinh hơi SH tiếp Lục chủ trình tuần hoàn

Trong, máy lạnh hap thụ NH;/H;O có bố trí thêm 2 thiết bị trao đổi nhiệt Thuết

bj héi nhiệt (LIN 1) có tác dụng quả lạnh cho môi chất lắng trước khi lưu động qua

van tiết lưu vào bình bay hơi (BH) Thiết bị hồi nhiệt (HN TT) có tác dung quá nhiệt

cho dung dich co néng độ cao trước khi váo bình sinh hơi (SH) Vì sau quá trình phân ly NH1; có lẫn bơi nước cuốn theo nên trong bình sinh hơi (SII) cần bế trí thiết

bị tỉnh luyện đẻ tách hơi nước ra khôi hơi NHạ Việc nảy được thực biên bằng cách

bế trí thêm thiết bị ngưng tụ hỏi lưu Qp,

b May lanh hap thụ amôniăc/nước (NHƯH;0O) bai và nhiều cấp

Với máy lạnh hấp thụ, điều kiện vùng khử khi phải dương chỉ là điều kiện nhiệt động đề duy trì chu trinh máy lạnh hấp thụ hoạt động, nếu các điều kiện dẫn

tới tỷ số nhiệt quá nhỏ thì người ta sử dung máy lạnh hấp thụ hai hay nhiều cân Sơ

đỗ nguyên lý máy lạnh hắp thụ 2 cấp được biểu diễn trên hình 1.6 |4]

Chu trình gồm hai bình sinh hơi và hai bình hấp thụ tương ứng hai cấp áp suất

ha ap va cao ap SH, SHr va HT, HT Hoi méi chất sinh ra ở bình sinh hơi cao áp SHe được đưa vào đàn ngưng tụ thì hơi mối chất sinh ra ở bình sinh hơi hạ áp SHr

được đưa vào bình hap thu cao áp HTc Binh bap thụ hạ áp HTz hập thụ hơi môi

chải đi ra từ bình bay hơi Ba thiết bị hỗi nhiệt HN 1, HN TI, HN TIT làm nhiệm vụ

trao đổi nhiệt Cụ thể như sau: HN T nhằu quá lạnh cho lông từ dan ngưng tu trade

khi tiết lưu về binh bay hơi INT va HN TH nhằm quá nhiệt cho đụng địch có nông,

độ cao trước khi vào bình sinh hơi

Trường hợp cé 1 chế độ bay hơi thì hơi môi chất ra khôi dân ngưng tụ sẽ đi Thắng tới JIN ï qua TL II rồi về bình bay hơi

‘Trung hợp có 2 chế độ bay hơi thì cần hai van tiết lưu Đầu tiên môi chất có nắng độ thấp qua van tiết lưu TL 1 vào bình trung gian có áp suất trung gian Pụ Tử đây một phần lõng môi chất bay hơi ở bình trung gian với nhiệt độ cao đi thẳng tới tình hấp thụ cao áp HTc Phản lồng con lai qua HN I va TL II rồi về bình bay hơi

TNgoài ra, người ta còn tách 1 phân lông từ bình trung gian TỔ dến bừnh sinh

hoi lạ ấp thực hiện ngưng tụ hồi lưu tại dây

Về áp suất, bình ngưng tụ NT vá bình sinh hoi cao áp SHe có áp suất cao Pụ Binh hap thụ hạ áp và binh bay hơi có áp suất thâp Pạ Các thiết bị rửnr bình trung gian TG, bình sinh hơi hạ áp SH+, bình hấp thụ cao áp có áp suật trung gian Ðụ

L123, May lạnh lấp thụ khuyết tân

May lạnh hắp thu kbuyêt tán là loại máy lạnh hâp thụ phải dùng một loại khí tro nạp vào hệ thống dé căn bằng áp suất bay hơi với phần ngưng tụ và sinh hơi, loại khi trơ người ta dùng là hvẩrô Và sự tuân hoàn dung dich trong hệ thẳng được thục hiện bằng bơm xiphông đo sự sai khác nhiệt độ dẫn đến chênh lệch khối lượng riêng và độ chênh cột lỏng, Trong cùng äp suất và nhiệt độ, amômäc có xu thế lắng, xuống cỏn hyđrö chuyển động lên do tỷ trọng khác nhau

10

Linh 1.7 biéu diễn sơ để nguyên lý của máy lạnh hấp thụ khuếch tản, trong

MLHT khuếch tán có ba vòng tuần hoàn [4]

Vòng tuần hoàn thử nhất là của mỗi chất amôniäe Môi chất lạnh từ bình sinh hơi vào dân ngưng ngưng tụ rồi chảy vào đàn bay hoi IIoi NIL, sé khuếch tân vào khi H; từ áp suất riêng phần bằng không lên dén ap suất lương ứng với nhiệt độ

‘budng lạnh sau đó theo khí 11; lăng dân vẻ đàn hấp thụ vị hỗn hợp NIT;+T1; nặng, hơn San khi được hắp thụ NH; dụng địch trổ thánh đậm đặc và được bơm xiphông bơm trở lại binh sinh hơi

Vòng tuần hoan dung dich: Dung dich dic được bơm xiphéng bom ti din hap thụ vào bình sinh hơi Dung dịch sau khi sinh hơi arnöniäc trổ thánh dụng dịch có

nông độ thấp Do chênh lệch cột lỏng (áp suất) dung địch có nồng độ thấp tự chây

Vòng tuân hoàn của hydrô: Khí hydrô trong dàn khuếch tán theo hơi NH; ling

về đàn hán thụ Hơi NH; được dung địch hấp thụ dân Hỗn hợp càng ít hơi NH;oàng

nhẹ Dòng hỗn hợp chuyển dộng dẫn lên định dàn hấp thụ Khi hết hơi NH; hydré chuyển động trở lại đàn bay hơi Binh chứa hyđrô dủng để cân bằng áp suất khi nhiệt độ bên ngoài thay đổi

Ngoài ra côn cỏ bề trí thêm hồi nhiệt 9 cho dong hơi giữa NH; vào và Hạ ra khỏi dan bay hơi, hồi nhiệt 12 cho dụng địch có nông độ cao vào bình sinh hơi và dung dich cò nông độ thấp ra khỏi bình sinh hơi

Trong thực tế vẫn có hyđrô ở đàn ngưng, hoặc khi ra khỏi đàn hấp thụ là hydrd

tĩnh khiết nhưng thực chất vẫn có lẫn anôniắe và nước

1.124 áp lạnh hấp thụ chủ kỷ

Máy lạnh hấp thụ chu kỷ là loại máy lạnh đơn giản làm việc giản đoạn Do

nhược điểm là hệ số nhiệt nhỏ, khỏ tự đông hóa nén may lạnh hấp thụ chủ ký hằu

xửur không được ứng dụng ngoài mục đích kết hợp với năng lượng mặt trời hoặc nhiệt thải công nghiệp Hình 1.8 giới thiệu máy lạnh chu kỷ đơn giản của Normolli (Thụy Điền) do hãng Simens chế tạo [12]

Tĩnh 1.8 Äđát lanh hấn thứ chư kỳ 1: Bình sinh hơi — hập thụ; 2: Dàn ngưng; 3: Day điện trở; 4: Bình chứa,

5: Dan bay hoi; 6: V6 cách nhiệt

12

sinh hơi amôniắc Hơi amöniắc ra di vào dàn ngưng tạ không khi, ngưng tự lại vả

được chứa vào bình chửa Dến chu ky lam lạnh, ngắt mạch điện cấp cho bình sinh tơi — hấp thụ Nhiệt hấp thụ cũng được thải ra cho không khí làm mát bằng cách tổa

nhiệt, Ở dây, cỏ thể nhận ra ngay nhược diễm vẻ mặt năng lượng, của máy lạnh là Nhiệt cắp cho bình sinh hơi trong chu ky đết nóng sẽ bị tổn thất ra môi trường qua

cánh tân nhiệt, hơi lạnh sôi trong đàn bay hơi cũng bị cánh tân nhiệt đàn ngưng làm

nóng, lên trước khi đi vào bình hấp thụ Nhưng phải chấp nhận những nhược điểm

đỏ để máy lạnh có kết câu đơn giãn

1.1.3 Ưu nhược điểm của máy lạnh bắp thụ

Máy lạnh hập thụ giữ một vai trỏ quan trọng trong kỹ thuật lạnh Máy lạnh hấp thụ chu kỳ H;O/H;SOx do Lesli phát minh năm 1810 và máy lạnh hập thụ liên

tục NHH;O do Carre phát mình năm 1850 với chặng đường phát triển gần 200 năm cho chúng ta thấy những ưu diễm nỗi bật của máy lạnh hấp thụ

a Un diem

- May lamb hap thụ không cần đùng điện năng hoặc eø năng mà chỉ sử dung nguồn nhiệt năng có nhiệt độ không cao (80 + 150) [°Ơ] để hoạt động nên rất thích hop dé tan dụng các nguồn nhiệt nắng thừa, phê thải như răng lượng mặt trời, khôi

thai

- Khả năng đồng phát điện lạnh hoặc nhiệt lạnh trưng tâm, cung cấp đồng thời

điện năng, nhiệt năng và nước lạnh tránh được sự gia tăng cục bộ không khí [12],

- Máy lạnh hấp thụ rất dơn giản, kết câu chủ yêu là các thiết bị trao dỗi nhiệt

và trao đổi chất nên để đàng chế tạo,

- Bộ phận chuyển động duy nhất là bơm dung dịch nên hệ thống hoạt động,

am, it én độ tin cậy cao,

- Trong vẻng tuần hoàn môi chất không có đầu bồi trơn nên bề mặt thiết bị

trao đổi nhiệt không bị bám đầu làm nhiệt trở tăng,

- Máy lạnh hấp thụ vân hành dơn giãn, sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng

- Thời gian khởi động lâu do phải gia nhiệt cho dụng địch trong thiết bị sinh hơi,

- Lượng nước làm rnát yêu cầu cũng lớn hơn vị phải làm mát thiết bị ngưng tụ

và thiết bị hấp thụ;

- Yêu cầu phái chế tạo bằng vật liệu chồng ãn món ví đụ như thép hoặc nox khi

sử dựng cặp môi chất NIIy/TI;O đề chế tạo các đường ống và thiết bị trao đổi nhiệt,

- Giá thành tương đối cao

'Tuy nhiên, trong điều kiện Việt Nam, may lanh hap thụ rất thích hợp, nhất là

về mặt chế tạo và vận hành đơn giản, không cân đừng điện năng đẻ chạy máy cho

tiên việc nghiên củu thiết kế, chế lạo và ứng dụng nó ở Việt Nam là một việc lãm

hết sức có ý nghĩa

1.1.4 Các đặc trưng của máy lạnh hấp thụ

1.1.4.1 Môi chất lạnh wit dung trong may lank hap the

Chat lam việc trong mảy lạnh hấp thụ phải là dung dịch dược hòa lẫn từ hai chất thuân khiết khác nhau, hai chất này phải không tác đụng hỏa học với nhau vả phải có nhiệt độ sôi cách biết nhau khi ở củng điều kiên áp suất, VỀ mặt lý thuyết,

cỏ khả nhiều loại dung dịch cỏ thẻ dùng được trong máy lạnh hấp thụ Tuy nhiên, trong thực lễ người ta đang dùng phổ biển các lơại dụng dịch NH¿HẠO va H,O/LiBr Bang 1.1 trình bảy một số tỉnh chất quan trọng của bai loại dung dịch

nay

Trong kí hiệu cặp môi chất, bao giờ chất có nhiệt độ sôi thấp hơn gọi lả môi

chải lạnh phải dược viết trước, chất hấp thụ dược viết sau và giữa hai kí hiệu là một

sạch chéo

Ưu điểm chung của dưng dịch NH¿⁄/H:O và HạO/ LiPr là không gây ra các vẫn

đề về môi trường như phả hủy tang Ozone va lam gia tăng nhiệt độ của bầu khí

quyển Tuy nhiên, đổi với MLITT làm việc với dung dịch NH;/12O thì cần chủ ý

đến vẫn đề rõ rĩ vi hệ thông làm việc với áp suất cao và NH¿ vẫn có khả năng gây nhiềm dộc cho những người hít phải Đến cạnh đỏ, càn có biên pháp tỉnh chế mỗi

chất lạnh trước khi đưa vào thiết bị ngưng tụ vi một phân hơi mước vẫn có thế bị kéo

Theo làm loãng môi chất lạnh

14

Bảng 1.1 Tỉnh chất của dụng dịch NHVH,O và H;O/LiBr

Ân nhiệt hóa hơi khá cao Môi chất lạnh | Áp suất lâm việc rất cao

NL Không sợ đông đặc vị nhiệt độ đông đặc rất thấp

Độ nhớt khá nhỏ

NHyH;O | Chat hap thy H,O Độ nhời Ne nhỏ

Có thể bị kéo theo môi chất lạnh khi sôi

" Độ nhớt khá nhỏ

Không bị kéo theo môi chất lạnh khi sồi Không độc bại

Cần lưu ý đến hiện tượng kết tỉnh

Khả năng hòa trộn giữa môi chất lạnh và chất

hap thu rat 141 trong vòng không kết tính

như sau:

15

a Năng lượng mặt trời

Mặt trời là một quả cầu lứa không lổ, nhiệt độ bể mặt vào khoáng 6000K,

trong khi đó nhiệt độ tại vùng trung tầm của mặt trời rất lớn vào khoâng 8-105K đến

40.10°K Mat trời dược xem là một lò phản ứng nhiệt hạch hoạt dộng liên tục vả

luôn luôn bức xạ năng lượng vào trong vũ trụ

Việc sử dụng năng lượng mặt trời để làm lạnh và điều hỏa không khí rất hap dẫn vi có sự đồng biến giữa nhu cầu sử dụng, lạnh và cường độ bức xạ mặt trời nhận

điược Tuy nhién, do chưa giải quyết được mâu thuần giữa giá thành vả hiệu quả

rang lại, cho rên trong suốt tuột thời gian đài việc sử dụng nắng lượng mặt trời trong làm lạnh và điều hỏa không khi chưa được ứng dựng nhiều trong thực tế Mặc

đủ vậy, bằng các nỗ lực không ngừng việc nghiên cứu tmg đựng năng lượng mặt trời ngày cảng chứng tô tính cấp thiết và khá thị, nhất là ở các nước có điều kiện

thiên nhiên thuận lợi như Việt Nam Ngoài ra do yêu câu về tiết kiệm năng lượng vả

bảo vệ môi trường, việc sử đụng năng lượng mặt trời trong lĩnh vực làm lạnh và

diều hỏa không khí là một trong những hướng uu tiên dược khuyến khích phát triển

Việt Nam là nước có tiểm năng vẻ NLMT, trải dải từ vĩ độ 8°02' Bắc đến

23°22’ Bac, nam trong khu vực có cường độ bức xa mặt trời lương đổi cao, với trì số

tổng xa khá lớn từ 100+175 |keaVcm”.năm| (4.2 +7,3 |G1/m°ăm|) do đó việc sử

dụng NUMT ở nước †a sẽ đem lại hiệu qua kinh tế lớn Ở các tính phia Nam, sé gid

nắng trung bình là 6,5 [giờ/ngày], ở phía Bắc cả thấp hơn nhìng cũng đạt khoảng 5

[giongay], cường, độ tổng lượng bức xạ trung, bình trong khoảng 5,2 [kWi/mÖngày] [8] Khu câu về năng lượng ở một số vùng hẻo lánh như miễn núi, hải đảo vẫn chưa thể đáp ứng liên tục được Vi thế, Việt Nam là nơi có tiểm năng lớn vẻ năng lượng

mặt trời, là cơ sở để áp dụng MLHT vào thực tế

b Các nguồn nhiệt thải

Nhiệt thải là năng lượng ở đạng nhiệt năng được thất bố ra ngoài mỗi trường

sau quá trình sử dụng bất kỷ,

Việc tận dung nhiệt thải để đáp ímg các nhu cầu sử đụng năng lượng trong

thực tế là một trong những hướng cân phải được quan lâm và đầy mạnh Đây chính

16

la một trong những biện pháp then chốt góp phản tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trưởng, Tủy theo nguồn gốc phát sinh người ta chia các nguồn nhiệt thải ra làm

hai loại:

+ Loại thử nhất bao gồm tất cä các nguồn nhiệt thải phát sinh từ các quả trình sản xuất trong công nghiệp Chủng loại của các nguồn nhiệt này khá da dạng, thông,

thường là nước nóng, hơi nước, không khí nóng và khỏi thải;

+ Loại thứ hai là các thành phần nhiệt thải đo các động cơ nhiệt thải ra mỗi

trường trong quá trình làm việc hoặc nhiệt lượng do các chất ding để làm mat dang

cơ và các thành phản khi khác mang ra

Để đánh giá tính tương thích của các nguồn nhiệt thải đối với mục đích sử dụng và sự vận hành của raáy lạnh hập tỉm, ta cân chú ý đến các thông số đặc trưng

cũa nhiệt thải như nhiệt độ, lưu lượng có thể khai thác, thánh phẩn hỏa học và tính

én định của đòng nhiệt thải

Việc khai thác, tận dụng các nguồn nhiệt thái có thẻ thực hiện bằng trực tiếp hoặc gián tiếp Nếu nguồn nhiệt thái đấm báo độ trong sạch và không gây ăn mòn thì ta cò thể sử dụng trực tiếp Tuy nhiên, thông thường người ta sử dụng gián tiếp

các nguồn nhiệt thải thông qua trung gian của các bộ trao đối nhiệt

Khi sử dụng nhiệt thải cẩn căn cứ vào nhiệt độ của nguồn nhiệt thải để quyết định phương án tận dụng và lựa chọn clrủng loại thích hợp của máy lạnh hấp thụ Bảng 1.2 trình bảy mmột số loại nhiệt thải và các mức nhiệt độ tương ứng,

Tủy theo mức nhiệt độ, người ta chía nguồn nhiệt thải ra lạm 3 loại

+ Loại nhiệt thể cao

+ Loại nhiệt thể trung bình

+ Loại nhiệt thẻ thấp

Khỏi thải từ nhà máy luyện NiekeL 1370-1650

khỏi thải từ nhà máy luyện thép 927 1038

Nhiệt thế khỏi thải từ nhà máy luyện kẽm 760 1095

Khoi thai tir nha máy huyện nhôm 619 — 760

Khoi thai tir 16 d6t chat thai ran 650 — 1000

Khoi thai tir nha máy xi măng, 550 — 750

Whiét thé Khoi thai từ động cơ đối trong, 316— 500

né Nước ngưng tụ tử các quả trinh sản xuất 40 80

tiếp Nước ei nhiệt Đỉnh ngưưg của máy lạnh 354g

và hệ thông điều hòa không khí

chọn cấp nhiệt theo kiểu gián tiếp Chất tôi nhiệt trong trường hợp này là hơi nước ở áp suất thấp hoặc nước nóng;

+ Nguồn nhiệt có nhiệt thế thấp thường được chủ trọng nhất vì trong thực tế dời sống nguồn nhiệt này rất phố biến Với các nguồn nhiệt có nhiệt độ t = 190 [°C]

có thể sử đựng để sản xuất hơi nước có p = 10 + L4 [bar] Với nguồn nhiệt thải có nhiệt độ t < 190 [°C] thường đùng để sân xuất nước nóng để cấp nhiệt cho ML.HT Nếu các nguồn nhiệt thải ở dạng hơi mước hoặc nước nóng có thể sứ dựng trực tiếp

nguồn nhiệt này:

ân lm ý đến mức độ trong sạch, khả năng đồng cầu và ăn món thiết

Ngoài ra, c

bị của các nguồn nhiệt thải Tùy theo mức độ ổn định và khá năng cấp nhiệt của các

nguồn nhiệt thải cản bé triém hệ thống cấp nhiệt phụ

Để Hết lập sự phối hợp giữa nhiệt lượng thư hồi và MUHT bên cạnh giá trị nhiệt lượng thu hỏi dược ta cần lưu ý thực hiện tiếp các công việc sau:

- Đánh giá đặc điểm của nguồn nhiệt thu hồi và lựa chọn loại máy lạnh hấp thầu

L143 Vat tiện chế tạo trong máy lạnh hấp thu

May lạnh bấp thụ cũng như các hệ thống lạnh khác, việc sử dụng vật liệu dễ chế tạo là việc rất quan trong Căn cứ vào yêu cầu công nghệ, điều kiện chế tạo,

điêu kiện sửa chữa thay thể, điều kiện kinh tế để lựa chọn vật liệu một cách hiệu

kỹ thuật lạnh như sau

- Phải đủ bên và có dây dủ các tính chất vật lý cần thiết trong diễu kiện nhiệt

độ và áp suất vận hành,

19

- Không bị ăn mòn hóa học với các môi trường mà các hệ thông lạnh trực tiếp tiếp xúc như: Môi chất lạnh, đầu bồi trơn, ẩm, chất hút ẩm vá chống âm, các hóa chải có bại sinh ra trong quá trình vận hành hệ thông lạnh, gác chải tâi lạnh, œ

trường làm mát cũng như các sản phẩm cản bảo quản;

- Phải kinh tế, đễ gia công chế tạo

cma

Bang 1.3 gidi thiệu một số kim loại chế tạo máy thường dùng và khả năng ứng

dụng của nó trong kỹ thuật lạnh

Bang 1.3 Vật liệu kẽm laại ứng dựng trong kỹ thuật lạnh

Máy nén, thiết bị ngưng tụ, sinh

hơi, bình hấp thụ, bình sinh hoi, đường ống nổi các dụng cụ và thiết

bị phụ

Str dung được cho tat cả các môi chất lạnh tuy nhiên cần chủ ý đến một

vai tinh chất đáo biệt

Đông vả hợp

kim dang

Thiết bị ngưng tụ, bay hơi, thiết bị

phụ, chỉ tiết động co, dém kin, 4 bac,

van, để van, đường ống, cuộn đây

déng co, que han

Không sử đụng cho môi

chất amôniäc trừ đồng thau phốt pho — chi va hop kim dong niken sat CuNi30Fe

Nhôm va

hop kim

nhém

Các thiết bị trao dối nhiệt (đặc biệt

là thiết bị bay hơi), cácte máy nén,

chỉ tiết động cơ, ố đỡ, đệm kin, tay biên va piston, cánh tần nhiệt

- Là thành phản trong các hợp kim;

- Kém dung để bảo vệ bể mặt

Sử đụng được cho tất cả

các loại mỗi chất lạnh

Không sử đụng cho môi

chat lanh 14 freon va NH;

Thict va chi

~ Tả thành phân trơng sắc hợp kim và - Không sử đụng cho mỗi

20

Kim loại Eng dụng Khả năng ứng dụng

- Là thành phân của hợp kim trong ổ |với Cla trong mơi chất

ác vật liệu phi kim trong kỹ thuật lạnh thường dùng gồm: Cao su, chal do,

amiang, nhựa nhãn tạo, thủy tình và gốm Những vật liệu nảy thưởng được sử dụng,

để làm đệm kim, vật liệu cách điện, làm các thiết bị quan sắt trong hệ thống Mơi chất NH; va cac méi chat vơ cơ khác hau nlư khơng tác động và ăn mịn các vật liệu phi kim ché tao may Nhung véi freon thì cỏ thể hịa tan hoặc làm trương phơng các dộng đêm bằng cao su

1.2 Các kết quả nghiên cúu về máy lạnh hấp thụ

1.2.1 Các kết quả nghiên cứu trên thế

May lanh hap thy chu ky 11,0/11,S0, do Lesli phat minh nim 1810 va máy lanh lién tuc NEG/H,O do Carre phat minh nim 1850 Với chăng đường phát triển

gan 200 nam, ugay nay cde loai may lạnh hấp thụ khác nhau đã được hồn chỉnh và

sử dụng oĩ hiệu quả ở nhiều nước trên thể giới nhất là ở Nga, Nhật, Mỹ và Trung,

Quốc Dưới đây sẽ là các cơng trình nghiên cứu trên thể giới

- Craig Christy, Dave Fusco and Rcza Toossi, ứng dụng máy lanh hấp thụ để điều

hịa khơng khí trên xe hơi và tàu thủy chở container Trong cơng trình này các tác giả

đã nghiên cứu thực nghiệm về hiệu quả cửa mày lanh hap thu làm Tạnh trên các tàu chữ container và diễu hỏa khơng khi trên xe hơi Các nguồn nhiệt dược chú trọng là khĩi thai của xe hơi hay của động cơ tàu thủy Các tác giả đã đưa ra các phương án thiết kế

và chế tạo thành cơng các mnodel với các cơng suất tanh 6000 [Bavh], 18090 [BIuh| và

25000 [Btu/H] với chỉ số làm lạnh COP = 1,99 Cơng trình nghiên cứu này đã được một

số hãng chế tạo xe hơi, tàu thủy chở container ap dung dễ sẵn xuất theo dơn đặt hàng

của khách hàng từ năm 2002 theo [13]

- Jorge E Gowvalez, Ph.D Associate Professor and Chairperson [18], nghiên

cửu máy lạnh hắp thụ sử dụng năng lượng mặt trời Trong, công trình nảy các tác giả

đi sâu nghiên cứu hiệu quả làm việc của máy lạnh hắp thụ sử dụng năng lượng mặt trời ứng đụng cho việc điều hỏa không khí Kết quả của công trình lá đưa ra sơ 46 tối ưu kết nổi giữa collector năng lượng mặt trời và hệ thống điều hea hap thu dé

hiệu quả làm lạnh là cao nhất Công trình này cũng đã được ứng dụng trong các

ngôi nhà xanh lại C

- V Mital, KS Kasana, XS Thakur [20], máy lạnh hắp thụ điển hòa không khí

- Fernandez —Seara va céng su |19| chứng mình khả năng của MLHT sử dụng

NH/HO đề cưng cấp cho hệ thống lạnh trên tảu sử dụng hệ thống thu hỏi nhiệt thái

của động cơ trên tàu Trong đó đầu tang hợp được sử dụng như chất tải nhiệt, năng,

lượng nhiệt thu hỏi từ dòng cơ khi thải là 16,6 [kW] và công suất lạnh của hệ thông

la 8,33 [kW] Déi voi những tàu ca được trang bị động cơ diesel bốn thì với công

suất từ 700 [EW] đến 1200 [kW] có sức chứa bão quân từ 8O: 150 [m”], cân công, suất làm lạnh từ 5+10 [KW] với nhiệt độ báo quản lả Ö [“C] vá nhiệt độ bay hơi lá -10[°C] Nếu lượng nhiệt lén có thể thu hồi tí: động cơ này được sử đựng trong hệ

thống MLHT phục vự nhu cầu làm lạnh: tiêu trên

- 03/2014, Eraneisco Taboas và cộng sự ]21 | dã cóng bồ phân tích sơ sảnh chư

trinh MLHT sir dung han hop 3 chất KH;/(LiNO;: HạO ) và NH/H;O cho tàu cá

và kết luận: MI,HT sử dụng NH¿/LINO¿ + HạO) và hỗn hợp chất lông H¿/TäNO;

23

có giá trị CÓP cao hơn sơ với MLHT sử dụng NHz/H;O Độ chênh lệch COP cảng,

cao hơn khi vận hanh ở nhiệt độ sinh hơi thấp Nếu nhiệt độ kích hoạt được đặt tới

85 |*C, nhiệt độ bay hơi nhỏ nhất có thể đạt được là -18,8 [SƠ] cho chủ kỳ dùng, NHz/LiNO¿, -17,5 ["C| cho chủ kỷ dùng NHj(LiNO, +H,0) va -13,7 [°C] cho chu

kỳ dùng NIL/11,0 ở nhiệt độ ngưng tụ của 25 [°C] Ngoài ra, cùng chứng minh

được MLHT dùng NH¿/(LiNO; : H;ạO) có thể hoạt đông mả không cần cột chưng

cất và trong trường hợp nảy lượng nước trong dòng môi chất lạnh vào thiết bị bay

hơi là đưới 1,5% theo khối lượng ở điều kiện hoạt động đã lưa chọn

1.2.2 Các kết quả nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam đã có một số công trinh nghiên cửu về máy lạnh hếp thụ như

Năm 2002 để tải "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thực nghiệm mẫu máy lạnh

liếp thụ sử dụng năng lượng mặt trời với cặp môi chất là than hoạt lính và methanol

"của PGS.TS Hoảng Dương Hùng [6], trường đại học bách khoa Da Ning va dong tác giả Trần Ngọc Lân, Sở khoa học công nghệ Quảng Trị Với công trình nghiên cứu mảy, hai tác giỗ đã nghiên cứu chế tạo thành công máy lạnh hấp thụ đùng sản

xuất nước đả hoạt động bằng năng lượng mặt trời tuy nhiễn, thiết bị cò nhược điểm lớn là chỉ có thể làm lạnh gián đoạn, công suất nhỏ, chủ phí cao nên chưa thể ứng đụng vào thực tế

‘Thang 10/2004 đề tài "Nghiên cửu lựa chọn quy trình công nghệ, thiết kế chế

tạo một số thiết bị lạnh sử dụng nguồn năng lượng rễ tién tại địa phương để phục vụ

sản xuất và dời sóng" của PGS.TS Trân Thanh Ký [6] thuộc trường đại hoc bach khoa TP.HCM Với đẻ tài này, PGS.TS Trần Thanh Kỳ đã nghiên cửu và chế tạo thành công máy lạnh hập thụ NH+/H;O đừng để sản xuất nước đá, sử dựng than cảm (hoặc các phế phẩm như trâu, mun cưa ) làn chất đốt hoạt động, Ä'hiết bị thích hợp

ving dung cho các vừng thiếu điện và có sẵn các nguồn chất đốt trên Tuy nhiên, hệ

thống có kích thước lớn, chỉ phí đầu lư ban đầu vả chỉ phí bảo dưỡng lớn, hệ số làm

lạnh thập Đến nay, hệ thống này vẫn chưa được ứng dung trong thực tế Củng năm nảy, tác giả Lê Chỉ Hiệp đã khảo sát và đưa ra các thống số làm việc của MI.HT H;O/1iBr loại một cấp trong, điều kiên khi hậu cửa các tỉnh phía Nam

23

Năm 2011 tác giả Võ Kiến Quốc, Lê Chí Hiệp [5] dã nghiên cứu MLHT NH/H;O giản đoạn, sử dụng năng lượng mặt trời đề sản xuất nước đá

Năm 2012 K§ Đăng Thế Hùng đưới sự hướng đẫn của TS Đặng Trần Thọ đã

nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mỏ hình thực nghiệm MLHT NH;/H;O sử dụng, năng lượng mặt trời và nguồn nhiệt từ khói thải động cơ với công suất lạnh 2,63 [kW] Tuy nhiên, thiết bị còn đơn giản, chưa có các chỉ tiết linh hoạt đề hỗ trợ cho việc vận hảnh, vật Hiệu chế tạo chưa phù hợp nên tuổi thọ thiết bị ngắn

Năm 2015 đẻ tài "Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, ứng dung máy lạnh

hap thụ sử dụng năng lượng mặt trời và nhiệt thải" của KS Hoàng Mai Hồng dưới

sụ hưởng dẫn của TS Dặng lrằn Thọ [3] đã chế tạo thánh công mnê hình thực

nghiệm MLHT NH¿/H;O công suất lạnh 1,S[kW] có khả năng làm lạnh sâu ỏ rhiệt

độ bay hơi -15|SC|- Mô hình hoại động ổn định, máy lạnh hấp thụ được chế tạo lừ

vật liệu chống ăn món, hệ thông dược kết cảu dưới dạng các mỏ dun dộc lập, kết nói

én dinh và thuận tiện cho việc thảo lắp, sửa chữa cho thây mô hình thực nghiệm phủ hợp tiến hành những nghiên cứu thực nghiệm sâu hơn về MLHT dé ting bude đưa MLHT NH¿/H;O vào sử dụng trong thực tế,

1.3 Đối tượng và mục đích nghiên cửu

1.3.1 Dôi tượng nghiên cứu

Ở Việt Nam, theo tổng cục thủy san Vict Nam tinh dén đầu năm 2017, tổng số tau đánh bắt hải sắn của cá nước lả 111.000 chiếc trong đỏ có 20.000 tau đánh bắt

xa bờ Với những tàu đánh bắt xa bờ mỗi tàu có 7-12 ham tân, trong đỏ có 4-6 hầm

tàu cách nhiệt dùng để bão quan hai san Ham bio quản được sử đụng phổ biển có vách cách nhiệt được cầu tạo bao gồm các lớp xếp (phế biến là styrofoam) với bẻ mặt tiếp xúc với sản phẩm thủy sân là vấn gỗ, một số ít tảu sử đụng corapozit để trát

thì tăng khô năng cách rhuệt, tránh dong sương và nhiễm khuẩn hơn Các tàu thủy,

chủ yếu sử dụng đá cây xay nhỏ để bảo quản sản phẩm Chính vì v

Với những nơi như biển khơi, hãi dão hay ở những nơi vùng núi hẻo lánh thì

việc sử dụng điện năng rất hạn chế Chinh vi vậy, từ lâu các nhà khoa học trong vả

ngoài nuớc đã nghiên cửu các nguồn năng lượng sẵu có, đổi dảo, không gây ôi

nhiễm mởi trường phục vụ sinh hoạt cũng như dễ sản xuất diện năng như năng, lượng gió, năng lượng địa nhiệt, năng lượng mặt trời Sự phát triển của công nghệ mặt trời bắt đầu từ năm 1860 với sự kỷ vong sẽ thay thé than Tuy nhiên, trong những năm đầu thể kỷ 20 cỏng nghệ năng lượng mặt trời bị tr trệ do sự sẵn có, tinh

kinh tế và sự tiện đụng của than và đầu mỏ Phải đến nim 1979 cuộc khủng hoảng,

tăng lượng xây ra, lúc này tổ chức lại chính sách năng lượng lrên toàn thế giới và mang lại sự chủ ý đổi mới để phát triển công nghệ năng lượng mặt trời Máy nước

nóng năng lượng mặt trời bắt đâu xuất hiện tại Mỹ trong những năm 1890, và đến

1m 1990 phát triển đều din va ly 1é lang trưởng sử dụng Izung bình 20% mdi nam

kể từ năm 1999 Đến nay công nghệ năng lượng mặt trời dược triển khai rộng rãi

với công suất tước tinh 154 [GW] nam 2007 [14] Việt Nam là nước có tiếm năng về

NT.MT, nằm trong khu vực có cường dé bie xe mặt trời tương đổi cao, với trị số tổng xạ khả lớn từ 100+175 [kcal/em năm] (4,2+7,3[G1/m”.năm]) do đó việc sử dụng NI.MT ở nước ta sẽ đem lại hiệu quả kữh tế lớn

Ngày nay, dội tàu đánh bắt hãi sản được trang bị động cơ có công suất máy lớn Do vậy, đổi hỏi phải chủ trọng tới việc đảm bảo hiệu quá kinh tế, Một trong

những biện pháp tăng hiệu quả kinh tế là tận đụng nhiệt của động cơ chính để sử

dụng các trang thiết bị làm lạnh bảo quản nguyêu liệu trong khai thác Các tâu sử dụng động cơ đốt Irong hiệu suất nhiệt cửa chu trình lá: tị— 30+ 483 Nhiệt lượng

do khí xã mang đi chiếm 26+37% tổng nhiệt lượng cấp cho động cơ Nguồn nhiệt

do khí xã là nguồn có thế năng cao ty — 350 : 500 [°C] [13]-Việc tân dụng nguồn

nhiệt nảy mang lại hiệu quả năng lượng cho tàu vừa giảm được sự ôi nhiễm do

nguễn nhiệt gây ra Sử dụng nguồn nhiệt này để hoạt động máy lạnh nào thi sé mang lại hiệu quả và phủ hợp? Nếu sử dụng cho may lạnh ejeotor thì hiệu suất lại quả thấp dồng thời tuổi thọ, công nghệ không phủ hợp trong, diễu kiện Việt Nam, còn máy lạnh nén hơi thì năng suất tuy cao hơn nhưng phải dùng thêm máy phát

25