Luận văn Ứng dụng Matlab trong việc xây dựng phần mềm tính toán máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Ứng dụng Matlab trong việc xây dựng phần mềm tính toán máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THỊ NGỌC LIÊN ỨNG DỤNG MATLAB TRONG VIỆC XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN MÁY LẠNH HẤP THỤ SỬ DỤNG NHIỆT THẢI NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 0 4 0 1 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THỊ NGỌC LIÊN ỨNG DỤNG MATLAB TRONG VIỆC XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN MÁY LẠNH HẤP THỤ SỬ DỤNG NHIỆT THẢI NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 / 2013
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THỊ NGỌC LIÊN ỨNG DỤNG MATLAB TRONG VIỆC XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN MÁY LẠNH HẤP THỤ SỬ DỤNG NHIỆT THẢI NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Hướng dẫn khoa học: T.S HOÀNG AN QUỐC Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 / 2013
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Thị Ngọc Liên Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 01/ 04/ 1985 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Tân Phú, Đồng Nai Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Linh Trung, Thủ Đức Điện thoại cơ quan: Điện thoại: 0966.009.850 Fax: Email: Lientran2012@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian từ 2004 đến 2009 Nơi học (trường, thành phố): Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Kỹ Thuật Công Nghiệp Môn thi tốt nghiệp: Công nghệ đúc, Vật liệu học Ngày và nơi thi tốt nghiệp: tháng 04/ 2009 tại trường ĐH SPKT TPHCM III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 05/ 2009 – 12/2009 Cty Cơ khí công nghiệp sài gòn Nhân Viên Từ 02/2010 – 08/ 2010 Cty cổ phần Kim Tín Nhân viên Từ 10/2011 – nay Trường CĐ Công Thương Giảng Viên TPHCM i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày .tháng năm 2013 Trần Thị Ngọc Liên ii
6. LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Hoàng An Quốc đã tận tình hướng dẫn, cung cấp các tài liệu liên quan và đóng góp nhiều ý kiến quý giá cho nội dung bản luận văn này . Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình đã giúp đỡ, chia sẻ và động viên tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận văn. iii
7. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Việc sử dụng chủ yếu các nguồn nhiệt năng có nhiệt độ không cao (80  1500C) để hoạt động trong máy lạnh hấp thụ ngày càng được quan tâm. Bởi nó góp phần vào việc sử dụng hợp lý các nguồn năng lượng như: năng lượng nhiệt mặt trời, tận dụng các nguồn nhiệt năng thừa, khói thải, Ngoài ra, việc sử dụng các môi chất lạnh như NH3 – H2O trong máy lạnh hấp thụ cũng góp phần vào việc bảo vệ môi trường, hạn chế được tình trạng phá hủy tầng ozone do các chất Freon gây ra và giảm nguy cơ gây hiệu ứng nhà kính. Luận văn đã trình bày nguyên lý hoạt động của máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O sử dụng nhiệt thải, nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O từ đó tác giả đã ứng dụng Matlab trong việc xây dựng phần mềm tính toán máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O. Luận văn đã tiến hành thí nghiệm trên máy vi tính để đưa ra phương án thiết kế tối ưu nhằm nâng cao hiệu suất nhiệt của hệ thống, khảo sát được sự ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi đến bội số tuần hoàn, ảnh hưởng của nhiệt độ nước giải nhiệt đến hệ số sử dụng nhiệt C.O.P Kết quả của luận văn có thể dùng để tham khảo trong việc tính toán, thiết kế và lựa chọn phương án tối ưu trong sản xuất, lắp đặt máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O. Đồng thời nó cũng có thể làm tài liệu nghiên cứu cho sinh viên các ngành nhiệt điện lạnh. iv
8. ABSTRACT 0 0 Using the thermal source between 80 C-150 C to operating the NH3 - H2O absorption chiller is more and more concerned. Because it can use the cheap thermal resources such as: solar enegy, waste heat, exhaust . In addition, using NH3 - H2O absorption chiller is also contributing to enviromental protection. Reducing the greenhouse effect and damaging the Ozon layer. This thesis presents the principles operation of NH3 - H2O absorption chiller using waste heat, studied the theoretical basis to calculate the NH3 - H2O absorption chiller. The author has used Matlab language to build an application to calculate NH3 - H2O absorption. This thesis has conducted experiments on the computer to make the optimal designed to improve the thermal efficiency of the system, effect of evaporated temperatures to multiple circulatory, effects of cooling water temperature to thermal coefficient C.O.P (Coefficient of performance) The result of thesis can be used to calculate the design and selection of the optimal design and installation, and it can also use as learning materials, research for students in heat and refrigeration engineering. v
9. MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt nội dung luận văn iv Mục lục vi Danh sách các chữ viết tắt vii Danh sách các bảng viii Danh sách các hình ix Chương 1. TỔNG QUAN 1 Chương 2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MLHT NH3-H2O 9 Chương 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN MLHT NH3-H2O 14 Chương 4. XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH 20 GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU ĐẾN C.O.P Chương 5. KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHẦN MỀM 41 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO vi
10. DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT i entanpi, kJ/kg p áp suất tuyệt đối, bar q nhiệt lượng riêng phần, kJ/kg Q nhiệt lượng toàn phần, kJ hoặc công suất nhiệt, kW t độ chênh lệch nhiệt độ, 0C hoặc 0K p độ chênh lệch áp suất, bar hoặc Pa  hiệu suất nhiệt, hiệu suất  hệ số dẫn nhiệt, W/(m.độ) c nồng độ dung dịch, % COP hệ số sử dụng nhiệt f bội số tuần hoàn của máy lạnh hấp thụ NH3-H2O G lưu lượng khối lượng, kg/s t nhiệt độ bách phân, 0C T nhiệt độ tuyệt đối, 0K cp Nhiệt dung riêng, (kJ/kg.độ)  Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch, (W/m.độ) vii
11. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm 1 36 Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm 2 38 Bảng 5.1 Thông số trạng thái tại các điểm theo đồ thị i-c 44 Bảng 5.2 Thông số trạng thái tại các điểm theo phần mềm 45 Bảng 5.3 Kết quả tính toán bằng phần mềm 45 Bảng 5.4 Thông số trạng thái tại các điểm theo phần mềm 48 Bảng 5.5 Kết quả tính toán bằng phần mềm 48 viii
12. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống máy lạnh hấp thụ đơn giản 4 Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống máy lạnh hấp thụ thực tế 6 HÌnh 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O 9 HÌnh 2.2 Đồ thị i-c của dung dịch NH3-H2O 12 Hình 2.3 Đồ thị t-c của dung dịch NH3-H2O 12 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý MLHT NH3-H2O một cấp hồi nhiệt 16 Hình 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ nước làm mát đến bội số tuần hoàn 37 Hình 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ bay hơi đến C.O.P 39 Hình 5.1 Đồ thị i-c của NH3-H2O một cấp hồi nhiệt 41 Hình 5.2 Sơ đồ nguyên MLHT NH3-H2O có bộ quá lạnh 47 ix
13. Luận văn thạc sĩ Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Nhu cầu sử dụng MLHT sử dụng nhiệt thải ở Việt Nam trong tƣơng lai Máy lạnh hấp thụ ra đời từ rất sớm và được sử dụng phổ biến ở Mỹ và Châu Âu nhưng từ khi phát minh ra động cơ điện để thu gọn kích thước máy, công suất lạnh tăng lên nên máy lạnh có máy nén dần dần thay thế vai trò máy lạnh hấp thụ. Tuy nhiên cùng với sự phát triển công nghệ, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường hiện nay, người ta nhận thấy cần phải khai thác triệt để các nguồn năng lượng sơ cấp hoặc các nguồn nhiệt thải tùy theo điều kiện cụ thể nên vai trò máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải được coi trọng trở lại . Nhiệt thải (Waste Heat) có thể hiểu là nguồn năng lượng dưới dạng nhiệt năng được thải ra ngoài môi trường sau khi đã thực hiện quá trình trao đổi nhiệt hoặc đã thực hiện qui trình công nghệ nào đó. Do vậy, về số lượng và chủng loại thì nó rất phong phú và đa dạng như: khói thải từ các lò luyện thép, lò nấu thủy tinh, từ turbin khí của nhà máy nhiệt điện, các nhà máy hóa chất Hiện nay xu hướng tận dụng nhiệt thải từ các nhà máy công nghiệp đang là xu hướng toàn cầu hóa, bởi các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên, thủy điện có hạn khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Bên cạnh đó tình trạng ô nhiễm môi trường , hiệu ứng nhà kính, và tình trạng phá hủy tầng Ozone cũng đang là vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học. Đối với các nước tiên tiến trên thế giới, MLHT sử dụng nhiệt thải đã được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải trong thực tế còn gặp nhiều khó khăn vì: - Về nguyên lý thì có rất nhiều người hiểu biết nhưng khi đi vào thiết kế kỹ thuật công trình thì phần lớn không thực hiện được vì thiếu rất nhiều vấn đề về công Trang 1
14. Luận văn thạc sĩ nghệ. Do đó tất cả chỉ dừng lại ở phần chung mà không có công nghệ . - Nguồn tài liệu về máy lạnh hấp thụ phân tán và rất ít tài liệu đề cập đến công nghệ mà chỉ dừng lại ở dạng phân tích hiệu quả kinh tế. Do vậy để ứng dụng công nghệ cần phải có sự đầu tư, thu thập, phân tích và tìm được các số liệu kỹ thuật để thiết kế sản xuất . Mặc dù vậy, Việt Nam đang hướng theo xu thế phát triển chung của thế giới nên việc phải thực hiện các giải pháp sạch và xanh trong sản xuất và trong sinh hoạt là điều tất yếu phải xảy ra. Bên cạnh đó, nước ta là một nước đang phát triển, các khu công nghiệp, khu chế xuất, các nhà máy ngày càng nhiều nên lượng khí thải sẽ tăng rất nhanh. Đồng thời, việc sản xuất từ nông nghiệp cũng có các nguồn nhiệt thải, nguồn nhiệt có nhiệt thế thấp, nguồn nhiệt từ các phế liệu rất đa dạng như trấu, mùn cưa, bã mía, hoặc từ các suối nước nóng Vì vậy trong tương lai gần, MLHT sử dụng nhiệt thải sẽ được đưa vào sử dụng rộng rãi nhằm tận dụng nguồn nhiệt thải dồi dào và đặc biệt hơn là giải quyết được vấn đề cấp bách về môi trường mà loài người đang quan tâm. 1.2 Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu luận văn Mục tiêu của luận văn là ứng dụng Matlab để xây dựng phần mềm tính toán MLHT NH3-H2O sử dụng nhiệt thải. Phần mềm này sẽ tính toán chu trình thực của máy lạnh hấp thụ với các thông số có thể thay đổi được nhằm xây dựng các mối quan hệ ảnh hưởng đến chế độ làm việc của chu trình, giúp cho các nhà thiết kế, sản xuất, vận hành có thể lựa chọn được phương án kỹ thuật một cách hiệu quả mà bằng phương pháp cổ điển là dùng đồ thị và tra bảng sẽ khó khăn và mất rất nhiều thời gian, công sức. 1.2.2 Phương pháp nghiên cứu Để đạt được mục tiêu trên thì phương pháp nghiên cứu cụ thể của tôi là : Trang 2
15. Luận văn thạc sĩ - Nghiên cứu các cơ sở tính toán về MLHT NH3-H2O để so sánh và chọn lựa cơ sở tính toán tối ưu cho viêc xây dựng phần mềm - Ứng dụng Matlab trong việc xây dựng phần mềm tính toán MLHT NH3-H2O - Tiến hành thí nghiệm trên máy vi tính để đưa đến phương án cấp nhiệt và chế độ làm việc tối ưu của hệ thống. 1.2.3 Giới hạn đề tài Theo quy ước phổ biến thì chất thuần khiết đứng trước là chất bay hơi, đóng vai trò là tác nhân lạnh, còn chất thuần khiết đứng sau là dung môi, đóng vai trò là chất hấp thụ. Như vậy do tính chất nhiệt động đặc trưng của chất bay hơi thì trong máy lạnh hấp thụ khi cần làm lạnh dưới 00C – hệ thống cấp trữ đông, sản xuất nước đá thì sử dụng dung dịch NH3-H2O và sử dụng dung dịch H2O-LiBr khi cần làm lạnh trên 00C – hệ thống điều hòa không khí. Ở luận văn này chúng tôi chỉ đề cập đến máy lạnh hấp thụ làm việc với dung dịch amôniăc-nước (NH3-H2O) 1.3 Tổng quan về máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải 1.3.1 Hệ thống lạnh hấp thụ đơn giản Hệ thống lạnh hấp thụ là một trong những phương pháp làm lạnh cổ xưa nhất. Nguyên lý của phương pháp hấp thụ, bay hơi lần đầu tiên được phát hiện bởi Micheal Faraday vào năm 1824. Và máy lạnh hấp thụ đầu tiên được phát triển bởi nhà khoa học người Pháp Ferdinand Carre năm 1860. Hệ thống này có thể được dùng đơn lẻ hoặc trong các nhà máy làm lạnh công nghiệp lớn. Hệ thống lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt năng thay vì cơ năng trong máy lạnh có máy nén hơi, và môi chất làm việc trong máy lạnh có máy nén hơi thường là chất thuần khiết hoặc hỗn hợp đồng sôi (có nhiệt độ sôi gần giống nhau) còn trong máy lạnh hấp thụ phải là dung dịch được trộn lẫn từ hai chất thuần khiết khác nhau, hai chất này phải không tác dụng hóa học với nhau và phải có nhiệt độ sôi khá cách biệt nhau khi cùng ở điều kiện áp suất. Có rất nhiều loại dung dịch có thể dùng được trong máy lạnh hấp thụ như NH3-H2O, NH3-LiSCN, NH3-LiNO3,v.v hoặc Trang 3
16. Luận văn thạc sĩ H2O-LiBr, H2O-LiCl, H2O-CaCl2,v.v nhưng trong thực tế người ta sử dụng phổ biến nhất là các dung dịch NH3-H2O và H2O-LiBr. Dưới đây là sơ đồ của một máy lạnh hấp thụ đơn giản. Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống máy lạnh hấp thụ đơn giản [6] Một hệ thống lạnh hấp thụ đơn giản gồm có: một thiết bị hấp thụ, một bơm, một bình phát sinh và một van giảm áp thay cho máy nén trong hệ thống lạnh dạng nén. Các thành phần khác của hệ thống là dàn ngưng, bình chứa, van tiết lưu và dàn bay hơi giống như hệ thống lạnh dạng nén Trong hình 1.1, Sử dụng môi chất làm lạnh là Amonia. Hơi amonia ở áp suất thấp rời khỏi dàn bay hơi được hấp thụ bởi dung dịch Amonia loãng ở thiết bị hấp thụ. Dung dịch loãng có khả năng hấp thụ một lượng lớn hơi Amonia. Dung dịch này được làm mát bởi nước làm mát. Sự hấp thụ Amoniac của dung dịch loãng làm giảm áp suất trong giàn hấp thụ, điều này làm gia tăng nhiệt độ của dung dịch. Do vậy, các thiết bị giải nhiệt cho bình hấp thụ được gắn vào để giảm nhiệt cho dung Trang 4
17. Luận văn thạc sĩ dịch. Và nó cũng cần thiết để gia tăng khả năng hấp thụ của dung dịch loãng. Vì ở nhiệt độ cao dung dịch loãng hấp thụ ít hơi Amoniac hơn. Dung dịch loãng sau khi hấp thụ có nồng độ cao được bơm tới bình phát sinh . Bơm này còn có tác dụng gia tăng áp suất cho dung dịch. Dung dịch đậm đặc Amoniac trong bình phát sinh được gia nhiệt bởi các nguồn nhiệt bên ngoài như: các nguồn nhiệt thải, gas, hơi nước Trong suốt quá trình gia nhiệt hơi Amoniac ở áp suất cao được đưa đến bình ngưng tụ, còn dung dịch loãng ammoniac nóng sẽ chảy xuống bình hấp thụ ở áp suất thấp sau khi qua van tiết lưu. Hơi amoniac được ngưng tụ ở dàn ngưng tụ để trở thành dung dịch ammoniac ở áp suất cao. Dung dịch này đi qua bình chứa và qua van tiết lưu sau đó đến dàn bay hơi và hoàn thành một chu kỳ hấp thụ đơn giản. 1.3.2 Hệ thống lạnh hấp thụ thực tế Trong thực tế, để mang lại hiệu quả kinh tế khi sử dụng hệ thống lạnh hấp thụ sử dụng khí thải thì người ta thêm vào hệ thống một tháp chưng cất, một bộ ngưng tụ hồi lưu và một thiết bị trao đổi nhiệt. Những thiết bị này cải thiện đáng kể khả năng làm việc của hệ thống. - Tháp chưng cất (Analyser): Khi Amoniac được bay hơi trong bình phát sinh một lượng nhỏ nước cũng được bay hơi sẽ vào dàn ngưng tụ cùng với hơi amoniac, nếu lượng nước này không được loại bỏ, nó sẽ đi qua van tiết lưu và sẽ bị đóng băng làm nghẹt ống. Để loại bỏ nước và bụi bẩn không mong muốn này vào dàn ngưng ta dùng thêm tháp chưng cất. Thiết bị này có thể được tích hợp với bình phát sinh hoặc gắn riêng lẻ. - Bộ ngưng tụ hồi lưu (Rectifier): Để loại bỏ hoàn toàn hơi nước ta dùng thêm thiết bị này. Hơi nước sẽ được giữ lại ở đây và chỉ có Amoniac nguyên chất đi vào dàn ngưng tụ. - Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger) Một thiết bị trao đổi nhiệt được đặt giữa bơm và bình phát sinh để làm lạnh dung dịch loãng trước khi đi vào dàn hấp thụ. Ta tận dụng Trang 5
18. Luận văn thạc sĩ lượng nhiệt của dung dịch nồng độ thấp để gia nhiệt cho dung dịch nồng độ cao thông qua thiết bị trao đổi nhiệt. Điều này giúp tiết kiệm nhiệt năng cung cấp cho bình phát sinh và thiết bị làm lạnh ở dàn hấp thụ. Thiết bị trao đổi nhiệt còn lại được lắp giữa dàn ngưng tụ và dàn bay hơi. Nó có nhiệm vụ làm lạnh hơn nữa dung dịch amoniac từ dàn ngưng tụ bằng cách tận dụng hơi amoniac nhiệt độ thấp đi ra từ dàn bay hơi. Đối với hệ thống này thì hiệu quả làm lạnh là sự hấp thụ nhiệt bởi môi chất lạnh ở dàn ngưng. Tổng năng lượng cung cấp cho hệ thống là tổng năng lượng làm việc của bơm và nhiệt năng cung cấp cho bình phát sinh. Vì vậy, hệ số sử dụng nhiệt là: Nhiệt năng hấp thụ ở dàn bay hơi C.O.P = Năng lượng của bơm + Nhiệt năng cung cấp cho bình phát sinh Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống máy lạnh hấp thụ thực tế [6] Trang 6
19. Luận văn thạc sĩ 1.3.3 Ưu, nhược điểm của hệ thống lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải 1.3.3.1 Ưu điểm Ưu điểm lớn nhất của máy lạnh hấp thụ là sử dụng chủ yếu nguồn nhiệt năng có nhiệt độ không cao (80  1500C) để hoạt động . Chính vì thế, máy lạnh hấp thụ góp phần vào việc sử dụng hợp lý các nguồn năng lượng như: năng lượng nhiệt mặt trời, tận dụng nhiệt năng thừa, phế thải thứ cấp rẻ tiền như khói thải, Ưu điểm tiếp theo của máy lạnh hấp thụ là có rất ít chi tiết chuyển động, kết cấu chủ yếu là các thiết bị trao đổi nhiệt và trao đổi chất, bộ phận chuyển động duy nhất là bơm dung dịch. Vì vậy, máy lạnh hấp thụ vận hành đơn giản, độ tin cậy cao, máy làm việc ít ồn và rung. Trong vòng tuần hoàn hoàn môi chất, không có dầu bôi trơn nên bề mặt các thiết bị trao đổi nhiệt không bị bám dầu làm nhiệt trở tăng như trong máy lạnh nén hơi. Không cần hoặc tiêu thụ rất ít điện năng nên rất thuận lợi cho nhửng nơi không có điện năng Bên cạnh đó, tình trạng phá hủy tầng Ôzôn do các chất Freon gây ra ngày càng cao và việc tìm các môi chất lạnh khác thay thế đang còn rất khó khăn nên việc dùng máy lạnh hấp thụ thay thế máy lạnh nén hơi có ý nghĩa rất lớn . 1.3.3.2 Nhược điểm Giá thành hiện nay còn rất đắt, cồng kềnh, diện tích lắp đặt lớn hơn so với máy lạnh có máy nén hơi. Lượng nước làm mát tiêu thụ cũng lớn hơn vì phải làm mát thêm bình hấp thụ. Thời gian khởi động chậm, tổn thất khởi động lớn do lượng dung dịch chứa trong thiết bị lớn 1.3.4 So sánh giữa hệ thống lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt thải và hệ thống lạnh sử dụng máy nén Trong hệ thống lạnh hấp thụ chỉ có một bộ phận chuyển động là bơm với Trang 7
20. Luận văn thạc sĩ một động cơ nhỏ, vì thế hệ thống hoạt động khá êm. Hệ thống lạnh dạng nén bộ phận chuyển động là máy nén nên ồn hơn. Hệ thống sử dụng nhiệt năng để thay đổi điều kiện làm việc của môi chất. Hệ thống lạnh dạng nén sử dụng cơ năng để thay đổi điều kiện làm việc của môi chất. Hệ thống lạnh hấp thụ tận dụng được nhiệt thải từ nhiều nguồn khác nhau như hơi nước, khói thải từ các nhà máy, động cơ tuabin hoặc sử dụng năng lượng mặt trời. Vì thế có thể sử dụng ở những nơi không có điện hoặc giá điện cao. Hệ thống lạnh hấp thụ có thể hoạt động với sự giảm áp và nhiệt độ ở giàn bay hơi bằng cách tăng áp suất ở máy gia nhiệt mà năng suất giảm đi không đáng kể. Còn năng suất của hệ thống lạnh dạng nén sẽ giảm đi rất nhiều với áp suất ở giàn bay hơi thấp. Sự thay đổi của tải thì không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất của máy. Sự thay đổi của tải sẽ được kiểm soát bởi số lượng chu kỳ và nhiệt năng cung cấp ở máy gia nhiệt. Hiệu suất của hệ thống lạnh dạng nén ở tải nhỏ thì rất thấp. Hệ thống lạnh hấp thụ có thể đạt công suất trên 1000 tấn/ máy. Máy lạnh dạng nén có công suất lớn nhất chỉ 1000 tấn/ máy. Trang 8
21. Luận văn thạc sĩ Chƣơng 2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3 – H2O 2.1 Nguyên lý làm việc cơ bản của MLHT NH3-H2O Theo tài liệu [1], trong trường hợp chất làm việc là dung dịch NH3-H2O người ta thống nhất định nghĩa nồng độ dung dịch như sau : m NH c 3 , kg/kg m m NH H O 3 2 trong đó: mNH3 là khối lượng NH3 có trong dung dịch mH2O là khối lượng H2O có trong dung dịch Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ NH3-H2O [1] Trang 9