NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NHIỆT ẨM KHÔNG KHÍ

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NHIỆT ẨM KHÔNG KHÍ

NGHIÊN C ỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NHIỆT ẨM KHÔNG KHÍ

EXPERIMENTAL STUDY OF AIR HEAT-HUMIDIFY TREATMENT

Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM T ẮT

X ử lý nhiệt ẩm không khí là vấn đề rất quan trọng trong điều hòa không khí Nghiên cứu quá trình x ử lý nhiệt ẩm không khí giúp ta tìm biện pháp nâng cao hiệu quả của làm việc của các hệ thống điều hòa không khí và thiết bị buồng phun Đó là một việc làm thiết thực và có ý nghĩa kinh tế cao Bài báo này trình bày các k ết quả nghiên cứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm không khí c ủa thiết bị buồng phun và ảnh hưởng của một số nhân tố đến hiệu quả trao đổi nhiệt

ẩm Từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của các thiết bị Việc nghiên cứu được tiến hành trên hệ th ống thiết bị buồng phun thuộc phòng thí nghiệm nhiệt lạnh, trường đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Hệ thống thiết bị thí nghiệm cho phép thay đổi nhiều thông số vận hành nhằm đánh giá ảnh hưởng của chúng

ABSTRACT

Heat-humidify treatment is very important problem in the air conditioning Studying heat-humidify treatment process of air helps us to find methods for raising working effect of air conditioning system and spray air washer This practical problem has a big economic effect In this article we present some experimental study results of heat-humidify treatment in dehumidifier and the influence of some factors on thermo-humidify treatment’s effect Based on the results we suggest methods for raising heat-humidify treatment’s effect The study was carried out on the spray air washer of the thermal refrigeration laborator of danang university of technology The experimental equipment system allows for changing various operating parameters in order to evaluate their effects

1 Đặt vấn đề

Xử lý nhiệt ẩm là một trong những vấn đề quan trọng nhất của điều hoà không khí Có nhiều giải pháp xử lý nhiệt ẩm khác nhau nhưng thường gặp nhất là xử lý nhiệt

ẩm bằng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt và thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hổn hợp (xử lý

bằng nước phun)

Xử lý không khí bằng nước phun có ưu điểm là có thể làm tăng hoặc giảm dung

ẩm không khí, do đó được sử dụng khá rộng rãi cho các đối tượng cần độ ẩm cao, hoặc đối tượng có nhiệt thừa rất lớn có thể sử dụng nước tự nhiên để làm lạnh

Khi xử lý nhiệt ẩm về mặt lý thuyết, trong điều kiện lý tưởng trạng thái không khí đầu ra sẽ đạt trạng thái bão hoà Tuy nhiên do điều kiện thực tế không đạt như lý thuyết nên trạng thái không khí đầu ra chỉ gần đạt trạng thái bão hoà Độ ẩm tương đối đầu ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước của các giọt nước d, hệ số phun µ, số dãy vòi phun Z, số vòi phun trên một dãy n của thiết bị buồng phun

Để đânh giâ hiệu quả của quâ trình xử

lý nhiệt ẩm ở câc thiết bị, người ta sử dụng đại

lượng gọi lă hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm

E Hệ số E được xâc định theo công thức:

1 AB

AO

E= < (1) Trong đó A, O, B tương ứng lă câc

trạng thâi không khí trước khi xử lý, cuối quâ

trình xử lý nhiệt ẩm thực vă trạng thâi lý

thuyết

Hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm có thể

xâc định như sau:

B A

O A B A

O A

I I

I I t t

t t E

−

−

=

−

−

Trong đó: tA, tO, tB lần lượt lă nhiệt độ câc điểm A, O vă B

IA, IO, IB

2 Nghiín c ứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm không khí

lần lượt lă entanpi câc điểm A, O vă B Trong băi bâo năy chúng tôi sẽ tiến hănh thí nghiín cứu thực nghiệm quâ trình

xử lý nhiệt ẩm không khí vă đânh giâ ảnh hưởng của một số nhđn tố đến hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm

2.1 Thiết bị thí nghiệm

Hệ thống thiết bị thí

nghiệm được trình băy trín

hình 2, bao gồm câc thiết bị

chính: hệ thống lăm lạnh nước

sử dụng môi chất R22 công

suất 18.000 Btu/h; hệ thống

bơm nước phun cao âp, buồng

điều không trao đổi nhiệt ẩm

giữa không khí vă nước phun,

bể nước lạnh, quạt hút gió, câc

thiết bị đo lường vă điều khiển

Để duy trì nhiệt độ nước phun

hệ thống có trang bị thermostat ngắt hệ thống mây nĩn lạnh khi nhiệt độ nước đạt yíu

cầu vă ổn định

Hệ thống có khả năng điều chỉnh câc thông số sau:

- Điều chỉnh nhiệt độ nước phun

A

O B

I, kJ/kg

d, g/kg

Hình 1 H ệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm

Hình 2 Sơ đồ nguyín lý hệ thống thiết bị thí nghiệm

H

MÁY NÉN LẠ NH

DÀN NGƯNG

BƠ M NƯƠ ÏC ÁP CAO

Th

TỦ ĐIỆ N ĐIỀ U KHIỂ N

BỂ NƯƠ ÏC LẠ NH

KHÔ NG KHÍ VÀO KHÔ NG KHÍ RA

QUẠ T GIÓ

BUÔ Ö NG PHUN

T

t = 5 - 30 °C

t = 15 - 25 °C

- Thay đổi số lượng dãy vòi phun

- Thay đổi tốc độ gió

- Thay đổi trạng thái không khí đầu vào

Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm ở nhiều thời điểm khác nhau của điều kiện môi trường xung quanh, với nhiều chế độ nước lạnh và số dãy vời phun khác nhau Kết

quả xác định hệ số trao đổi nhiệt ẩm E của thiết bị và nhiệt độ không khí đầu ra thiết bị

C và độ ẩm ϕ=55%

Hình 3 K ết quả thí nghiệm với không khí đầu vào t=30 o

E1, E2 - H ệ số trao đổi nhiệt ẩm khi có 1 và 2 dãy vòi phun

C và ϕ=55%

tk1, tk2 - Nhi ệt độ không khí đầu ra thiết bị, tnl - Nhiệt độ nước phun

Trường hợp 2: Trạng thái không khí đầu vào (khí trời): nhiệt độ t = 25oC và độ ẩm

ϕ=60%

Hình 4 K ết quả thí nghiệm với không khí đầu vào t=25oC và ϕ=60%

E1, E2 - H ệ số trao đổi nhiệt ẩm khi có 1 và 2 dãy vòi phun tk1, tk2 - Nhi ệt độ không khí đầu ra thiết bị, tnl - Nhiệt độ nước phun

E2, % 72 75 76 80 82 86 90

E1, % 68 71 72 75,8 78 82 83

tk2, oC 11,5 12,3 15,6 16,3 17,4 21 23

tk1, oC 13,3 14,5 17,4 18,3 20,4 23 25

tnl, oC 4 6 8 10 12 14 16

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

tnl, oC

E, tk

E2- Hai dãy vòi phun E1- Một dãy vòi phun tk2- Hai dãy vòi phun tk1- Một dãy vòi phun

E2, % 68 72 76 76 79 79

E1, % 65 69 72 74 76 77

tk2, oC 11 12,2 16,5 17,5 18,5 22,1

tk1, oC 13,1 14,4 17,9 19,1 20 24

tnl, oC 4 6 8 10 12 14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

tnl, oC

E, tk

E2- Hai dãy vòi phun E1- M ột dãy vòi phun tk2- Hai dãy vòi phun tk1- M ột dãy vòi phun

Hình 5 H ệ thống thiết bị thí nghiệm

3 K ết luận

Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm có thể rút ra một số nhận xét như sau:

1 Độ ẩm không khí cuối quá trình xử lý nhiệt ẩm khá lớn, hầu hết các thí nghiệm đều đạt được độ ẩm khoảng từ 90 ÷ 92% Việc nâng cao độ ẩm đầu ra thêm nữa

là việc làm rất khó và tốn kém Trong quá trình thí nghiệm chúng tôi nhận thấy, khi độ ẩm đã đạt trên 90% thì việc nâng cao độ ẩm không khí đầu ra là rất khó

khăn

2 Hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm E của thiết bị tăng khi nhiệt độ nước lạnh tăng (và có giá trị lớn nhất khi nhiệt độ nước bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt, tức bằng nhiệt độ nước tự nhiên

3 Kết quả đo đạc cho thấy giá trị hệ số E phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt độ nước, khi nhiệt độ nước có giá trị khác xa nhiệt độ nhiệt kế ướt thì hệ số E càng nhỏ

Việc lựa chọn hệ số E để đánh giá hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm trong nhiều trường

hợp cho thấy, chưa phản ánh đúng thực chất hiệu quả của hệ thống

4 Kết quả nghiên cứu lần nữa cho thấy, khi tăng số dãy vòi phun thì hệ số E tăng

[1] Võ Chí Chính, Giáo trình điều hoà không khí, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà

Nội, năm 2005

[2] Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân , Cơ sở kỹ thuật điều hoà không khí, Nhà xuất bản

Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội năm 2005

[3] Lê Chí Hiệp , Kỹ thuật điều hoà không khí, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà

Nội năm 1998