Nghiên cứu sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời trong các hệ thống cấp nước nóng bằng bơm nhiệt

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: Đoàn Minh Hùng Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 09/05/1982 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Công nghệ Nhiệt 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sử

Trang 1

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Trang 3

KHOA CƠ KHÍ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

- -oOo -

Tp HCM, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Đoàn Minh Hùng Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 09/05/1982 Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Công nghệ Nhiệt

1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời trong các hệ thống cấp

nước nóng bằng bơm nhiệt

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

- Tìm hiểu các công trình nghiên cứu về việc sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời trong

các hệ thống cấp nước nóng bằng bơm nhiệt trong và ngoài nước

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết

- Chế tạo mô hình thử nghiệm (Bơm nhiệt + Solar air collector)

- Tiến hành thử nghiệm, xử lý số liệu và nhận xét

- Tính hiệu quả kinh tế

- Viết phần mềm tính toán Bơm nhiệt

- Nhận xét, kết luận

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/02/2010

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/07/2010

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ):

PGS.TS Lê Chí Hiệp

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

PGS.TS Lê Chí Hiệp PGS.TS Lê Chí Hiệp

Trang 4

Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp em đã học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm quí báo trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học kỹ thuật Qua đó, em cảm thấy mình trưởng thành hơn trong cuộc sống và trong công việc

Em xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô bộ môn Công nghệ Nhiệt trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM và Trường Đại học SPKT Tp.HCM đã tận tình giúp đỡ

và đóng góp ý kiến giúp em hoàn thành luận văn này

Đặc biệt em xin chân thành biết ơn Thầy PGS.TS Lê Chí Hiệp đã tận tình hướng dẫn trực tiếp em trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Trang 5

Luận văn được trình bày 80 trang với mục đích nghiên cứu sử dụng kết hợp bơm nhiệt với Solar air collector trong hệ thống cấp nước nóng bằng bơm nhiệt

Chương 1: Tổng quan

- Trình bày kết quả các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc sử dụng phối hợp bơm nhiệt với năng lượng mặt trời

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sơ lý thuyết bơm nhiệt, xây dựng bài toán cụ thể làm sáng tỏ vấn đề

về lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết Solar air collector

- Viết phần mềm tính toán Bơm nhiệt

Chương 3: Chế tạo mô hình thực nghiệm

- Chế tạo bơm nhiệt với công suất 1 PH với dung tích 100 lít nước

- Chế tạo Solar air collector với diện tích tấm hấp thụ là 1,2 m2

Chương 4: Thử nghiệm

- Đưa ra qui trình thử nghiệm

- Kết quả 16 lần thử nghiệm

- Xử lý số liệu thử nghiệm

Chương 5: Hiệu quả kinh tế

- Đánh giá hiệu quả kinh tế cho một khách sạn với nhu cầu sử dụng lượng nước nóng tại 50oC là 2m3/h Phân tích giá trị đầu tư và số tiền điện tiết kiệm được từ đó xác định thời gian hoàn vốn

Chương 6: Kết luận

- Từ kết quả nghiên cứu và thử nghiệm tác giả đưa ra một vài nhận xét khi sử dụng phối hợp bơm nhiệt với Solar air collector

Trang 6

Chương 1: Tổng quan 1

1.1.Tổng quan về bơm nhiệt 1

1.1.1 Bơm nhiệt 1

1.1.2 Khả năng ứng dụng bơm nhiệt 2

1.1.3 Khả năng nâng cao hiệu quả bơm nhiệt 4

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 5

2.1 Trong nước: 5

2.2 Ngoài nước: 7

Chương 2: Cơ sở lý thuyết 14

2.1 Cơ sở lý thuyết về bơm nhiệt cung cấp nước nóng 14

2.1.1 Sơ đồ nguyên lí và đồ thị và nguyên lí làm việc 14

2.1.2 Tính toán bơm nhiệt 15

2.1.3 Xây dựng bài toán 16

2.2 Solar air collector 35

2.2.1 Mô tả kết cấu bộ thu 35

22 2 Tính toán Solar air collector có kênh dẫn nằm giữa kính đậy và tấm hấp thụ 37

2.3 Chương trình tính toán 40

2.3.1 Sơ đồ khối 41

2.3.2 Giao diện chương trình 42

Chương 3: Chế tạo mô hình thực nghiệm 43

3.1 Chế tạo bơm nhiệt 43

3.1.1 Tính toán chế tạo 43

3.1.1.1 Thông số đầu vào 43

Trang 7

3.2 Chế tạo Solar air collector 47

Chương 4: Thử nghiệm 49

4.1 Qui trình thử nghiệm 49

4.1.1 Thiết bị đo 49

4.1.2 Bố trí thiết bị đo 51

4.1.3 Qui trình 51

4.2 Thử nghiệm 54

4.3 Xử lý số liệu 70

4.4 Kết quả và nhận xét 73

Chương 5: Đánh giá hiệu quả kinh tế 77

5.1 Giải pháp 78

5.2 Chi phí đầu tư 79

5.3 Thời gian hoàn vốn 70

Chương 6: Kết luận 83

Phụ lục:

Trang 8

Theo nguyên lí làm việc ta thấy rằng bơm nhiệt là thiết bị mang nhiệt lượng từ nguồn

có nhiệt độ môi trường đến nguồn có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường Nhiệt lượng

để sử dụng được lấy chủ yếu từ môi trường xung quanh có thể từ nguồn địa nhiệt, từ nước hoặc không khí…và một phần từ công cấp cho máy nén Nhiệt lượng này chúng ta

có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau

Trang 9

Hình 1-2: Nguyên lí làm việc bơm nhiệt

1.2 Khả năng ứng dụng bơm nhiệt

Ngày nay trên thế giới người ta đã ứng dụng bơm nhiệt rất rộng rãi trong đời sống hàng ngày, thương mại và công nghiệp

* Trong đời sống hàng ngày:

- Sưởi ấm

- Cung cấp nước nóng sinh hoạt

- Cung cấp nước nóng cho hồ bơi

* Trong thương mại và công nghiệp:

- Sưởi ấm

- Cung cấp nước nóng cho các qui trình công nghệ

- Cung cấp nước nóng cho hồ bơi

- Sấy và hút ẩm

- Sự bay hơi và làm sôi

- Khử muối

Trang 10

Hình 1-3: Sử dụng bơm nhiệt để sưởi ấm vào mùa đông

Hình 1-4: Bơm nhiệt cung cấp nước nóng cho hồ bơi

Trang 11

Hình 1-5: Bơm nhiệt cung cấp nước nóng cho sinh hoạt

1.3 Khả năng nâng cao hiệu quả bơm nhiệt

Chúng ta biết rằng bơm nhiệt là một thiết bị sử dụng nhiệt có hiệu quả hơn nhiều so với các thiết bị cung cấp nhiệt trực tiếp từ điện năng hay nhiên liệu hóa thạch Mặc dù vậy khi sử dụng nó, người ta cũng rất quan tâm và nghiên cứu làm thế nào để nó càng hiệu quả hơn nữa

Dựa vào lý thuyết bơm nhiệt ta thấy rằng để mang nhiệt lượng từ nguồn có nhiệt độ

to đến nguồn có nhiệt độ tk thì chúng ta

phải tốn một công l = qk – qo Nếu ta

nâng nhiệt độ nguồn lạnh từ to đến to’

(to’ > to) trong khi tk không đổi thì rõ

ràng công chúng ta phải tốn ở đây bây

giờ chỉ là l’ = qk – qo’ mà qo’ > qo cho

nên l > l’ và Δ l = l − 'l đây chính là

lượng công mà chúng ta tiết kiệm được

nếu như có một giải pháp hợp lý để

nâng nhiệt độ nguồn lạnh từ to đến to’

l= −Δ

Hình 1-6: Công nén giảm khi t o tăng

Trang 12

Đó chính là lý do tác giả chọn đề tài này và giải pháp để nâng nhiệt độ nguồn lạnh từ

to đến to’ là ta dùng Solar air collector (bộ thu nung nóng không khí)

Hình 1-7: Khả năng nâng cao hiệu quả bơm nhiệt khi kết hợp Solar air collector

2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.1 Trong nước:

Thị trường bơm nhiệt trong nước hiện nay cũng còn khá mới mẻ bởi nhiều lý do, có thể kể đến do thói quen sử dụng và mức sống của người dân đa số là chưa cao mà giá thành bơm nhiệt tương đối cao Cho nên bơm nhiệt trong dân dụng ít phổ biến, chủ yếu là trong công nghiệp đáp ứng nhu cầu nước nóng cho các khách sạn và các qui trình công nghệ nào đó,… Thực tế hiện tại có nhiều nơi sử dụng và có nhiều công ty kinh doanh về bơm nhiệt:

- Công ty COSMO đã chế tạo thành công một mẫu thiết bị thí nghiệm cung cấp nước nóng bằng bơm nhiệt với công suất như sau:

+ Dung tích bình: 50 lít

+ Nhiệt độ tối đa 60oC

+ Thời gian để nước trong bình từ 27oC đến 50oC là 120 phút

+ Tổng công suất điện cấp cho thiết bị (trung bình): 350 W

+ Công suất nhiệt cấp cho nước nóng (trung bình): 670 W

+ COP trung bình: 191%

Bơm nhiệt

Điện

Không khí xung quanh

Không khí sau

khi qua bộ thu

Trang 13

Hình 1-8: Sản phẩm bơm nhiệt công ty Cosmo

- Công ty Phú Lạc Khang cũng đã tung ra thị trường máy nước nóng dùng bơm nhiệt, khi nhiệt độ nước đạt 60oC hệ thống sẽ tự động ngắt Theo khuyến cáo thì chỉ sau 1,5 giờ máy sẽ làm nóng bồn nước có dung tích 200 lít và sau 3,5 giờ thì máy sẽ làm nóng bồn nước có dung tích 1000 lít

Hình 1-9: Sản phẩm Bơm nhiệt công ty Phú Lạc Khang

- Khách sạn Park Hyaat Sài Gòn có ứng dụng bơm nhiệt để tận dụng nhiệt thải từ nước làm mát bình ngưng của hệ thống Water Chiller để cấp nước nóng cho sinh hoạt

Trang 14

Các công trình nghiên cứu về bơm nhiệt và các ứng dụng cũng còn khá mới mẻ như:

- Nghiên cứu bằng thực nghiệm sấy lạnh dược liệu bằng bơm nhiệt nhiệt độ thấp Phạm Văn Tùy, Phạm Văn Hậu Tạp chí KH&CN Nhiệt Số 59-Tháng 9/2004

- Xây dựng mô hình thực nghiệm sấy bằng bơm nhiệt và kết quả thực nghiệm ban đầu Phạm Anh Tuấn Tạp chí KH&CN Nhiệt Số 62-Tháng 3/2005

- Phân tích, đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của hệ thống bơm nhiệt sấy lạnh Phạm Văn Tùy, Trình Quốc Dũng, Trần Minh Cường Tạp chí KH&CN Nhiệt Số 78-Tháng 11/20075

- Quá trình làm lạnh và tách ẩm trong hệ thống sấy lạnh dùng bơm nhiệt PGS.TS Nguyễn Đức Lợi, ThS Nguyễn Mạnh Hùng

- Thiết kế chế tạo và thử nghiệm bơm nhiệt đun nước nóng sử dụng dàn lạnh không khí Nguyễn Đình Vịnh, TS Hà Đăng Trung Tạp chí KH&CN Nhiệt Số 68-Tháng

Trang 15

Hình 1-10: Sơ đồ hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho bơm nhiệt

- Bơm nhiệt được sử dụng với môi chất R134a Mục đích thử nghiên cứu này của 2 ông là làm thực nghiệm để so sánh với kết quả tính toán mô phỏng của chương trình Freeman (Freeman’s EES với EES được viết tắt bởi Engineering Equation Solver) để xác định qui luật

- Thông qua thử nghiệm này 2 ông đã đưa ra rất nhiều mối quan hệ giữa các thông số như hình 1-11

- Kết quả sự sai số giữa thực nghiệm và mô phỏng tính toán là 3% cho mỗi 10oC nhiệt

độ cấp vào thiết bị bay hơi

- Và 2 ông còn cho biết thêm rằng ở các thành phố Toronto, Montreal, and Winnipeg thì hệ thống nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp với bơm nhiệt và hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời đều có chi phí hoạt động như nhau Còn đối với thành phố Halifax và Vancouver thì hệ thống nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp với bơm nhiệt sẽ tiết kiệm chi phí tương ứng là 12% và 29% so với máy nước nóng

sử dụng năng lượng mặt trời

Trang 16

Hình 1-11: COP và điện năng tiêu thụ của máy nén tương ứng khi nhiệt độ nước trước

khi vào thiết bị bay hơi là 10 o C, 20 o C, 30 o C

- Hội thảo địa nhiệt thế giới 2005 có bài báo “Exergy Analysis of a Solar-Assisted Ground-Source (Geothermal) Heat Pump Greenhouse Heating System”

+ Ở đây, tác giả sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời với nguồn địa nhiệt để cấp nhiệt cho bơm nhiệt Và thực nghiệm được thực hiện tại nhiệt độ môi trường là 10,93oC,

áp suất 101,325 kPa

+ Kết quả nghiên cứu cho thấy: Hệ số hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống chỉ

sử dụng nguồn địa nhiệt cấp nhiệt cho bơm nhiệt là 2,64 còn hệ thống sử dụng kết hợp năng lượng mặt trời và nguồn địa nhiệt để cấp nhiệt cho bơm nhiệt là 2,38 Và hệ số exergy tương ứng là 71,8% và 67,7%

Trang 17

Hình 1-12: Sơ đồ sử dụng năng lượng mặt trời hỗ trợ cho nguồn địa nhiệt cấp nhiệt cho

bơm nhiệt

- Công trình nghiên cứu “Experimental comparison of a solar-assisted heat pump vs

a conventional thermosyphon solar system” của p Axaopoulos, p Panagakis* and s Kyritsis thuộc trường đại học nông nghiệp Athens

Hình 1-13: Sơ đồ sử dụng năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho bơm nhiệt

+ Nghiên cứu này tác giả sử dụng thiết bị bay hơi nhận trực tiếp bức xạ mặt trời cấp nhiệt cho bơm nhiệt (SAHPS) và so sánh hiệu quả với hệ thống năng lượng mặt trời

Trang 18

thông thường (CTSS) và kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống SAHPS hiệu quả hơn hệ thống CTSS với mọi điều kiện khí hậu

+ Đồ thị kết quả thực nghiệm như sau:

Hình 1-14: Nhiệt độ nước trong bình chứa của cả hai hệ thống vào ngày 1-4-1995

Trang 19

Hình 1-16: Nhiệt độ nước trong bình chứa của cả hai hệ thống vào ngày 7-7-1993

- Công trình nghiên cứu “Long-term performance of solar-assisted heat pump water heater” của B.J Huang và C.P Lee ở trường đại học quốc tế Taiwan được công

bố vào ngày 30 tháng 7 năm 2003

+ Nghiên cứu này so sánh điện năng tiêu thụ của hệ thống dùng năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho bơm nhiệt so với máy nước nóng năng lượng mặt trời dùng điện hỗ trợ đun nước nóng đến 57oC

+ Mẫu thử nghiệm được thiết kế với dung tích bình chứa là 105 lít, môi chất sử dụng

là R134a và công suất máy nén là 250W, 110VAC (hình 1-17)

+ Mẫu thử nghiệm đã chạy liên tục hơn 13000 giờ với tổng thời gian hoạt động là

20000 giờ Kết quả cho thấy rằng sự tiêu thụ năng lượng trung bình của hệ thống dùng năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho bơm nhiệt là 0,019kWh/l nước nóng tại 57oC, ít hơn nhiều so với sự tiêu thụ năng lượng của hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời bình thường dùng điện hỗ trợ

Trang 20

Hình 1-18: Sự tiêu thụ điện năng của một số loại máy nước nóng

Hình 1-17: Mẫu thử nghiệm của hệ thống dùng

năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho bơm nhiệt

Trang 21

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở lý thuyết về bơm nhiệt cung cấp nước nóng

2.1.1 Sơ đồ nguyên lí, đồ thị và nguyên lí làm việc

a Sơ đồ nguyên lí

Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lí bơm nhiệt cung cấp nước nóng

I – Máy nén, II – Thiết bị ngưng tụ, III – Van tiết lưu, IV – Thiết bị bay hơi

Nước nóng

ra Không khí

vào

Không khí

ra

Trang 22

c Nguyên lí làm việc

Hơi bão hòa khô hạ áp trạng thái 1 được máy nén hút vào thực hiện quá trình nén đoạn nhiệt đẳng entrôpi theo quá trình 1-2, tiêu thụ ngoại công lmn, sau khi ra khỏi máy là hơi quá nhiệt cao áp trạng thái 2 đi vào thiết bị ngưng tụ Ở thiết bị ngưng tụ, môi chất thực hiện quá trình ngưng tụ đẳng áp theo quá trình 2-3 trở thành lỏng hoàn toàn trạng thái 3, đồng thời nhả nhiệt lượng qk cho nước trong bình chứa Sau đó, môi chất lỏng đi qua van tiết lưu thực hiện quá trình tiết lưu đoạn nhiệt đẳng entanpi theo quá trình 3-4 trở thành hơi bão hòa ẩm trạng thái 4, rồi đi vào thiết bị bay hơi Tại đây, môi chất nhận nhiệt qo từ không khí của môi trường xung quanh, thực hiện quá trình bay hơi đẳng áp 4-

1 trở thành hơi bão hòa khô trạng thái 1 về đầu hút máy nén Chu trình cứ thế tiếp diễn

2.1.2 Tính toán bơm nhiệt

a Tính toán chu trình bơm nhiệt

- Công cấp cho máy nén

=+

qll

qCOP

mn

o mn

o mn mn

Với ε là hệ số làm lạnh

b Phương trình cân bằng nhiệt

- Phương trình cân bằng nhiệt ở thiết bị bay hơi

Gmc.(h1 – h4) = Gkk.(hkk vào – hkk ra)

Trong đó:

Gmc : là khối lượng môi chất tuần hoàn trong một đơn vị thời gian (kg/s)

Trang 23

Gkk : là khối lượng không khí tuần hoàn trong một đơn vị thời gian (kg/s)

hkk vào: là entanpi không khí vào thiết bị bay hơi (kJ/kg)

hkkra : là entanpi không khí ra khỏi thiết bị bay hơi (kJ/kg)

- Phương trình cân bằng nhiệt ở thiết bị ngưng tụ

Gmc.(h2 – h3) = (Gnước.cpnước. Δtnước )/τ

Trong đó:

Gnước : là khối lượng nước trong bình chứa (kg)

cpnước: là nhiệt dung riêng đẳng áp của nước (kJ/kg.độ)

τ: là thời gian cấp nhiệt (giây)

2.1.3 Xây dựng bài toán

Mục đích của việc làm này là chứng minh bằng lý thuyết để làm sáng tỏ thêm mục đích của đề tài

Giả sử ta có một bơm nhiệt như sau:

Hình 2-3: Mô hình thể hiện nguyên lí làm việc bơm nhiệt cung cấp nước nóng

Nước lạnh vào

Nước nóng

ra TBBH

TBNT

Nước nóng trong bình chứa

Không khí môi trường xung quanh

Trang 24

a Thông số đầu vào

Điều kiện thời tiết Tp.HCM

- Độ ẩm trung bình trong năm ϕ=74%

- Cường độ bức xạ trung bình trong năm được tính từ 7 giờ sáng đến 17 giờ chiều

theo số liệu của trung tâm khí tượng thủy văn năm 1995 là 418,621 (W/m2)

- Nhiệt độ nước lạnh vào tnước vào = 25oC

- Nhiệt độ nước nóng ra tnước ra = 50oC

Chọn thông số làm việc của bơm nhiệt

- Công suất máy nén 1hp = 0,7457 kW

- Dung tích bình chứa nước nóng 100 lít

- Nhiệt độ ngưng tụ tk = 60oC

- Độ quá nhiệt t 10oC

qn =Δ

b Tính toán

* Nhiệt độ bay hơi t o = 7 o C

Hình 2-4: Đồ thị lgp-h và T-s

Tính toán chu trình bơm nhiệt cho 1kg môi chất tuần hoàn qua máy nén trong một

đơn vị thời gian

Trang 25

Bảng 2-1: Thông số trạng thái điểm nút ứng với nhiệt độ bay hơi to = 7oC

1063,178l

qCOP

02593,39

7457,0l

- Nhiệt lượng mà 1 lít nước nhận được để tăng từ 25oC lên 50oC

qnước = M.cp nước.(tnước ra - tnước vào) = 1.4,186.(50 – 25) = 104,65 (kJ)

Trang 26

(M là khối lượng 1 lít nước M = 1kg)

- Vậy nhiệt lượng mà 100 lít nước nhận được để tăng từ 25oC lên 50oC

- Điện năng tiêu thụ khi đó sẽ là:

Gọi H là điện năng tiêu thụ (kWh) khi đó

(kWh)6367

,03600

3074.7457,03600

L

Kết quả tính COP trên phù hợp với kết quả phần mềm sau:

Như vậy tương tự cách tính toán như trên ta tính toán chu trình cho các giá trị nhiệt độ bay hơi to khác nhau lần lượt: -3oC, 0oC, 3 oC, 10 oC và 15 oC dưới sự hỗ trợ của phần mềm trên

Trang 27

GVHD: PGS.TS Lê Chí Hiệp HVTH: KS.Đoàn Minh Hùng 20

Trang 28

Từ kết quả phần mềm trên ta có:

(kg/s)

015386,

046527,48

7457,0l

(kWh)7631

,03600

3684.7457,03600

L

Trang 29

Trang 30

(kg/s)

016352,

07457,0l

(kWh)7246

,03600

3498.7457,03600

L

Trang 31

Trang 32

(kg/s)

017404,

07457,0l

(kWh)6869

,03600

3316.7457,03600

L

Trang 33

Trang 34

(kg/s)

020340,

07457,0l

(kWh)5999

,03600

2896.7457,03600

L

Trang 35

Trang 36

(kg/s)

02292,07457,0l

(kWh)5396

,03600

2605.7457,03600

L

Trang 37

Tổng hợp kết quả tính toán trên được thể hiện bảng 2-2 như sau:

Bảng 2-2: Kết quả tính toán các chu trình bơm nhiệt thay đổi theo nhiệt độ bay hơi

Trang 38

τ : Thời gian đun nước (s)

H : Số điện năng tiêu thụ (kWh)

22,533,544,555,56

Trang 39

Hình 2-5: Đồ thị thể hiện thời gian đun nước thay đổi theo nhiệt độ bay hơi

Hình 2-6: Đồ thị điện năng tiêu thụ thay đổi theo nhiệt độ bay hơi

Trang 40

Qua kết quả tính toán bằng lý thuyết cho bơm nhiệt đun nước nóng với nhiệt độ ngưng tụ được xem như không đổi tk = 60oC và nhiệt độ bay hơi thay đổi từ -3oC đến

15oC cho cùng một lượng nước là 100 lít từ 25oC đến 50oC ta thấy được rằng

- Hệ số hiệu quả sử dụng năng lượng COP tăng từ 3,79 đến 5,35

- Thời gian đun nước giảm từ 3684 giây xuống còn 2605 giây (61 phút 24 giây còn 43 phút 25 giây) tức giảm 17 phút 59 giây

- Điện năng tiêu thụ giảm từ 0,7632 kWh xuống còn 0,5396 kWh tức tiết kiệm được 0,2236 kWh

Các đường hệ số hiệu quả sử dụng năng lượng, điện năng tiêu thụ, thời gian hầu như thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ bay hơi

Như vậy, ta có thể tính được:

- Thời gian đun nước giảm khi ta tăng nhiệt độ bay hơi lên 1oC

609,59))3(15

(

26053684

(

5396,07632

Bảng 2-3: Điện năng tiêu thụ tiết kiệm được (kWh)

Định dạng
Số trang	102
Dung lượng	2,24 MB