4.7. THIẾT BỊ LẠNH DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT
4.7.1. Máy lạnh hấp phụ rắn dùng năng lượng mặt trời
4.7.1.1. Hệ thống lạnh sản suất nước đá
Hệ thống sản xuất nước đá dùng năng lượng mặt trời dạng máy lạnh hấp phụ là thiết bị hoạt động theo chu ky,ì với nguyên lý như sau:
Ban ngày hệ thống nhận năng lượng bức xạ mặt trời để làm bốc hơi môi chất lạnh (Metanol) trong bộ hấp thụ, trong bộ hấp thụ có chứa chất hấp phụ rắn (Than hoạt tính), sau khi bốc hơi ra khỏi chất hấp phụ, môi chất lạnh được ngưng tụ tại thiết bị ngưng tụ nhờ trao đổi nhiệt với không khí đối lưu tự nhiên bên ngoài, môi chất lạnh lỏng được chảy xuống bình chứa, trong nửa chu kỳ này van tiết lưu đóng
còn van chặn mở (hình 4.108). Ta phải tính toán các thiết bị của hệ thống sao cho trong một ngày môi chất lạnh đựơc thoát ra hết từ chất hấp phụ và ngưng tụ lại trong bình chứa. Nửa chu kỳ sau của môi chất
Thiết bị bay hơi
Van tiÕt luu
Bình chứa Thiết bị ngung tô Bức xạ
mặt trời
Bé hÊp thô
Van chặn
Hình 4.108. Nguyên lý hoạt động hệ thống sản xuất nước đá
179
là làm việc vào ban đêm, khi hết bức xạ mặt trời thì ta đóng van chặn lại. Bộ hấp thụ bây giờ đóng vai trò là vật bức xạ nhiệt và nhờ qúa trình bức xạ này mà nhiệt độ của bộ hấp thụ gảm xuống, khả năng hấp thụ của chất hấp phụ tăng, áp suất trong hệ thống giảm xuống, đến khi nhiệt độ toàn bộ hệ thống đạt đến nhiệt độ môi trường thì đến lúc này ta co thể mở từ từ van tiết lưu lúc đó lỏng môi chất được tiết lưu vào thiết bị bay hơi, ở đó môi chất lạnh nhận nhiệt của nước để bay hơi và được hấp thụ bởi chất hấp phụ trong bộ hấp thụ. Nước chứa trong thiết bị bay hơi được làm lạnh và trở thành nước đá. Tuỳ theo nhu cầu sử dụng nước đá mà ta có thể thiết kế hệ thống thích hợp, có thể là buổi sáng hấp thụ bức xạ mặt trời để bóc hơi môi chất lạnh còn buổi chiều cho môi chất lạnh bay hơi để làm đá.
Cấu tạo các thiết bị
Bộ hấp thụ: Thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống là bộ hấp thụ, sau khi tính toán thiết kế với hệ thống lạnh sản xuất nước đá công suất 1kgnước đá/ngày ta có bộ hấp thụ có cấu tạo như hình 4.109, đây là
900
∅76
∅27
∅25 50 ống đục lỗ Than hoạt tính Bề mặt hấp thụ
ống đến thiết bị ngung tụ
Bề mặt phản xạ ống từ thiết bị
bay hơi đến
120 120 120
120 a)
b)
Hình 4.109 Bộ hấp thụ năng lượng bức xạ mặt trời
thiết bị hấp thụ trực tiếp, năng lượng bức xạ mặt trời chiếu đến bề mặt hấp thụ của bộ hấp thụ, trong đó có chứa chất hấp phụ (than hoạt tính).
Bộ hấp thụ gồm các Module nối song song với nhau (hình 4.109b), mỗi Module có kích thước như hình 4.109a chứa 2kg than hoạt tính.
Thiết bị bay hơi.
Tính toán thiết kế với hệ thống lạnh sản xuất nước đá công suất 2kgnướcđá/ngày ta có cấu thạo thiết bị bay hơi nhổ hỗnh 4.110. Âỏy cũng là thiết bị bay hơi trực tiếp, môi chất lạnh (Methanol) được tiết lưu trực tiếp vào thiết bị bay hơi (cũng là bể đá) và nhận nhiệt của nước để bay hồi.
Thiết bị ngưng tụ.
Cuợng tổồng tổỷ khi Tờnh toán thiết kế với hệ thống lạnh sản xuất nước đá công suất 1kgnướcđá/ngày ta có cấu thạo thiết bị ngưng tụ như hình 4.111.
∅80
∅60
12020
Đuờng hơi đến bộ hấp thụ
Phần chứa núơc đá
Nắp đậy
Láng tõ van tiÕt luu Cách nhiệt
Hình 4.110 Thiết bị bay hơi
Đậy là loại thiết bị ngưng tụ kiểu không khí đối lưu tự nhiên, ở đậy chúng tôi có lắp thêm cách tản nhiệt để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt.
181
Thực tế đã chế tạo hệ thống như thiết kế ở trên và đã đưa vào sử duỷng nhổ hỗnh 4.12.
690
50
Cánh tản nhiệt
èng gãp èng ngung môi chất
700
Hình 4.111 Thiết bị ngưng tụ
Hình 4.112 Hệ thống sản xuất nước đá 2kg/ngày