Tài liệu Chu trình máy lạnh hấp thụ docx

Chu trình máy lạnh hấp thụ Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để chạy máy nén.. ở máy lạnh hấp thụ, người ta thay quá trình nén hơi trong máy nén bằng bình hấp t

Chu trình máy lạnh hấp thụ

Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để chạy máy nén ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại

dư thừa nguồn nhiệt khác

Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để chạy máy nén

ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại dư thừa nguồn nhiệt khác (như than, củi, khí thải, năng lượng mặt trời, ) máy lạnh hấp thụ được sử dụng ở máy lạnh hấp thụ, người ta thay quá trình nén hơi trong máy nén bằng bình hấp thụ để hấp thụ hơi môi chất ở áp suất p1 thành dung dịch rồi dùng bơm (tiêu tốn rất ít điện năng so với máy nén) tăng áp suất đưa dung dịch lên bình tách hơi (bình tách hơi) ở áp suất p2 để tạo ra hơi ở áp suất này

Vậy trong máy lạnh hấp thụ phải dùng một cặp môi chất: chất tải lạnh (ví dụ NH3), chất hấp thụ (ví dụ H2O)

Để có thể tách được hơi của chất tải lạnh khỏi chất hấp thụ, ở cùng

áp suất, nhiệt độ sôi của chất tải lạnh tsNH3 phải càng nhỏ hơn nhiệt độ sôi của chất hấp thụ tsH2O càng tốt Dưới đây ta xét chu trình máy lạnh hấp thụ dùng cặp môi chất NH3 - H2O

ở đây nhiệt độ sôi của NH3 nhỏ hơn nhiệt độ sôi của H2O (ở cùng

áp suất) rất nhiều: ví dụ khi p = 6bar, tsNH3 = 10oC, tsH2O= 159oC

Sơ đồ nguyên lý của máy lạnh hấp thụ thể hiện theo hình vẽ dưới đây

Hình vẽ: Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ

Hơi bão hoà ẩm NH3 ra khỏi van tiết lưu ở áp suất thấp p1 đi vào buồng lạnh I, ở đây NH3 nhận nhiệt q2 của vật cần làm lạnh p1 = const biến thành hơi bão hoà khô

Hơi bão hoà khô NH3 ra khỏi buồng lạnh đi vào bình hấp thụ II ở đây được H2O hấp thụ tạo nên dung dịch NH3 - H2O ở áp suất p1

Vì phản ứng hấp thụ NH3- H2O toả nhiệt qh, nên để tăng khả năng

hấp thụ người ta phải lấy nhiệt đó đi (làm mát bình hấp thụ) Sau

đó dung dịch NH3 - H2O được bơm III đưa đến bình sinh hơi IV ở

áp suất p2 lớn hơn p1 Trong quá trình hấp thụ, nồng độ của NH3 trong dung dịch ở bình hấp thụ tăng nên người ta đưa dung dịch có nồng độ nhỏ hơn ở bình sinh hơi qua van V xuống bình hấp thụ để làm giảm nồng độ ở bình hấp thụ và tăng khả năng hấp thụ

Người ta phải cấp nhiệt qc cho bình sinh hơi IV (nhiệt có thể lấy từ hơi nước, than, năng lượng mặt trời ) ở áp suất p2, ở đây do nhiệt

độ sôi của NH3 nhỏ hơn của H2O nhiều nên NH3 bốc thành hơi bão hoà khô ở p2 và đi vào bình ngưng

Hơi NH3 đi vào bình ngưng VI và ngưng tụ ở p2 = const nhả nhiệt

q1 cho nước hoặc không khí làm mát, biến thành chất lỏng

Chất lỏng NH3ở p2 và nhiệt độ sôi tương ứng ts2, qua van tiết lưu VII biến thành hơi bão hòa ẩm ở áp suất p1 và nhiệt độ sôi ts1 nhỏ hơn và đi vào buồng lạnh

Để đánh giá mức độ hoàn thiện của chu trình máy lạnh hấp thụ thuận nghịch người ta sử dụng đại lượng gọi là hệ số nhiệt x, đó là

tỷ số giữa nhiệt hữu ích q2 trong buồng lạnh với nhiệt cấp qc và công bơm IB:

Thực tế công bơm lB rất bé so với qc nên có thể bỏ qua và ta

có:

Để đánh giá chu trình máy lạnh hấp thụ thực (không thuận nghịch),

ta sử dụng phương pháp phân tích execgi theo chiều thuận Hiệu suất execgi:

ở đây:

eq2- execgi của nhiệt q2 của vật cần làm lạnh ở nhiệt độ Tv (Tv -nhiệt độ môi trường), được xác định theo:

eqc - execgi của nhiệt cấp qc ở nhiệt độ nguồn cấp Tc (Tc > T0

)

Từ đó ta có biểu thức hiệu suất execgi của chu trình máy lạnh hấp thụ thực:

Chúng ta nhận thấy, he tăng lên khi hệ số nhiệt x tăng, nhiệt độ của vật cần làm lạnh Tv có giá trị nhỏ và nhiệt độ nguồn nhiệt cấp Tc

có giá trị nhỏ

Trước đây máy lạnh hấp thụ được sử dụng khá rộng rãi nhưng sau khi máy lạnh dùng hơi có máy nén ra đời thì máy lạnh hấp thụ bị

thu hẹp phạm vi sử dụng, vì máy lạnh hấp thụ có hệ số nhiệt x nhỏ, kết cấu cồng kềnh Hiện nay máy lạnh hấp thụ còn được dùng ở những nơi có nguồn nhiệt dư thừa (khí thải, năng lượng mặt

trời, )