Tải bản đầy đủ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO VĂN PHÒNG TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ NHIỆT LẠNH THEO NGUYÊN LÝ HẤP THỤ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
CHO VĂN PHÒNG TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ
NHIỆT LẠNH THEO NGUYÊN LÝ HẤP THỤ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Hiếu
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên Khoá: 2008 – 2012

Tháng 06/2012


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
VĂN PHÒNG TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH THEO
NGUYÊN LÝ HẤP THỤ

SINH VIÊN THỰC HIỆN


Nguyễn Duy Hiếu

Khoá luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giảng Viên Hướng Dẫn
Th.S Nguyễn Văn Lành
K.S Đinh Công Bình

Tháng 06/2012


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian hoc tập và rèn luyện tại trường Đai học Nông Lâm TP.HCM,
em luôn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn và chỉ dạy tận tình của quí Thầy
cô.Những kiếm thức thấy cô chỉ dạy sẽ là hành trang quý báu cho em trong quá trình
làm việc sau này.
Đồ án tốt nghiệp là cơ hội để em có thể áp dụng, tổng kết những kiến thức ấy,
đồng thời rút ra những kinh nghiệm thực tế trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Thông qua khóa luận này, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành đến:
 Cha Mẹ người đã sinh thành, dưỡng dục và luôn bên cạnh ủng hô em cho đến hôm
nay và mai sau.
 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, Bộ môn Công nghệ Nhiệt Lạnh và Trung tâm Công
Nghệ & Thiết bị Nhiệt Lạnh của trường Đai Học Nông Lâm TP.HCM đã tạo điều
kiện để em thực hiện đề tài này
 Thầy Nguyễn Văn Lành, thầy Đinh Công Bình đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn
em thực hiện đề tài này
 Tất cả các quí thầy cô đã giảng dạy em trong thời gian học tập tai trường
 Thầy Vương Đình Bằng, giáo viên chủ nhiệm và các bạn trong lớp DH08NL đã
luôn gắn bó với em từ những ngày đầu bước vào giảng đường đại học

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Duy Hiếu

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. i 
MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii 


DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................... iv 
DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................... v 
Chương1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 
1.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1 
1.2 Mục đích đề tài .................................................................................................... 2 
1.3. Nội dung thực hiện ............................................................................................. 2 
Chương 2 TỐNG QUAN............................................................................................... 3 
2.1 Tổng quan về điều hòa không khí ....................................................................... 3 
2.2 Máy lạnh làm việc theo nguyên lý hấp thụ ......................................................... 9 
2.2.1 Khái niệm..................................................................................................... 9 
2.2.2 Nguyên lý làm việc chung của máy lạnh hấp thụ (MLHT) ....................... 10 
2.2.3 Môi chất làm việc của máy lạnh hấp thụ ................................................... 12 
2.2.4 Phân loại máy lạnh hấp thụ ........................................................................ 14 
2.2.5 Tình hình sử dụng máy lạnh hấp thụ hiện nay........................................... 18 
Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ..................................................... 20 
3.1 Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 20 
3.1.1 Phương pháp kế thừa ................................................................................. 20 
3.1.2 Phương pháp tính toán lý thuyết ................................................................ 20 
3.2 Phương tiện ....................................................................................................... 20 
Chương 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN .......................................................................... 21 
4.1 Cơ sở tính toán lý thuyết ................................................................................... 21 
4.1.1 Tổng quan công trình cần điều hòa không khí .......................................... 21 
4.1.2 Lựa chọn cấp điều hòa không khí .............................................................. 21 
4.1.3 Lựa chọn thông số tính toán ...................................................................... 22 
4.2 Tính toán phụ tải lạnh ....................................................................................... 22 
4.2.1 Cân bằng nhiệt trong phòng cần điều hòa không khí: ............................... 22 
4.2.1 Tính lượng ẩm thừa ................................................................................... 31 
ii


4.3 Kiểm tra đọng sương ......................................................................................... 31 
4.4 Thành lập và tính toán sơ đồ hệ thống điều hòa không khí .............................. 31 
4.4.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp .......................................................... 32 
4.4.2 Xác định các trạng thái trên đồ thi I-d và tính năng suất lạnh hệ thống .... 32 
4.5 Lựa chọn mô hình máy lạnh hấp thụ cho công trình cần điều hòa không khí .. 34 
4.5.1 Mô hình máy lạnh hấp thụH2O-LiBr Single Effect ................................... 36 
4.5.2 Tính toán chu trình máy lạnh hấp thụ H2O –LiBr một cấp....................... 38 
4.6 Tính toán các thiết bị của máy lạnh hấp thụ ..................................................... 43 
4.6.1 Thiết bị ngưng tụ........................................................................................ 43 
4.6.2 Thiết bị sinh hơi ......................................................................................... 46 
4.6.3 Thiết bị bay hơi .......................................................................................... 49 
4.6.4 Thiết bị hấp thụ .......................................................................................... 52 
4.6.5 Thiết bị hồi nhiệt ........................................................................................ 56 
4.6.6 Chọn FCU cho hệ thống ............................................................................ 61 
4.6.7 Chọn bơm dung dịch.................................................................................. 62 
4.7 Bảo vệ tự động máy lạnh hấp thụ...................................................................... 63 
4.7.1 Khóa điều khiển ......................................................................................... 63 
4.7.2 Bảo vệ lưu lượng nước tải lạnh ................................................................ 63 
4.7.3 Bảo vệ lưu lượng nước giải nhiệt .............................................................. 63 
4.7.4 Bảo vệ nhiệt độ bay hơi ............................................................................. 63 
Chương 5 KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ .............................................................................. 64 
5.1 Kết luận ............................................................................................................. 64 
5.2 Đề nghị .............................................................................................................. 64 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 65 
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 66 

iii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Máy điều hòa cửa sổ. .................................................................................... 5 
Hình 2.2:Máy điều hòa hai cụm. .................................................................................. 6 
Hình 2.3: Máy điều hòa nhiều cụm. ............................................................................. 6 
Hình 2.4: Máy điều hòa tủ đứng. .................................................................................. 8 
Hình 2.5 Máy điều hòa VRV ........................................................................................ 9 
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý MLHT.............................................................................. 10 
Hình 2.7: MLHT cấp nhiệt bằng nước nóng của Ebara ............................................. 15 
Hình 2.8 MLHT cấp nhiệt bằng hơi nước của Ebara ................................................. 15 
Hình 2.9 MLHT cấp nhiệt trưc tiếp của Ebara ........................................................... 16 
Hình 2.10 Sơ đồ MLHT NH3-H2O ............................................................................. 17 
Hình 2.11 Sơ đồ MLHT H2O- LiBr Single Effect ..................................................... 18 
Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống tuần hoàn không khí một cấp ........................................... 32 
Hình 4.2: Biểu diễn các trạng thái không khí trên đồ thị I-d ..................................... 33 
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý MLHT H2O- LiBr ........................................................... 36 
Hình 4.4: Đồ thị logp –T của máy lạnh hấp thụ H2O – LiBr Single Effect .............. 40 
Hình 4.5: Thiết bị sinh hơi và ngưng tụ...................................................................... 49 
Hình 4.6: Thiết bị hấp thụ và bay hơi ......................................................................... 56 
Hình 4.7: Thiết bị hồi nhiệt dạng ống lồng ống. ........................................................ 57 
Hình 4.8: FCU mã 42CB008 của Carrier .................................................................. 62 

iv


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Một số môi chất của MLHT ...................................................................... 12 
Bảng 2.2: Một số tính chất của dung dịch NH3-H2O và H2O-LiBr ............................ 14 
Bảng 4.1: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ...................................................................... 24 
Bảng 4.2: Hệ số truyền nhiệt của tường và kính bao che ........................................... 26 
Bảng 4.3: Lượng nhiệt truyền qua tường và kính cửa ................................................ 26 
Bảng 4.4: Lượng nhiệt truyền qua các cửa kính của phòng ....................................... 28 
Bảng 4.5: Thông số các thiết bị trong phòng ............................................................. 30 
Bảng 4.6: Thông số các điểm nút của chu trình ......................................................... 41 

v


Chương1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Việt Nam là nước nằm trong vùng nhiệt đới của nửa cầu bắc, có khí hậu nhiệt đới
gió mùa, mỗi năm đều nhận một lượng nhiệt lớn. Điều đó ảnh hưởng không nhỏ tới
đời sống sinh hoạt của con người cũng như công việc sản xuất. Do đó kỹ thuật lạnh nói
chung và điều hòa không khí nói riêng có vai trò rất lớn trong nhiều lĩnh vực.
Cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ hiện nay, ngành kỹ thuật lạnh và kỹ
thuật điều hòa không khí đã có nhiều bước tiến đáng kể. Nhiều nguyên lý làm lạnh
cũng như trang thiết bị đi kèm đã được nghiên cứu và phát triển theo hướng ngày một
hoàn thiện hơn. Trong đó máy lạnh có máy nén hơi với tác nhân lạnh thuộc loại tổng
hợp hóa học đã và đang chiếm tỉ trọng lớn trong các lĩnh vực có liên quan đến kỹ thuật
lạnh và kỹ thuật điều hòa không khí vì tính hiệu quả và tiện lợi.
Tuy vậy, trong những năm gần đây, đứng trước yêu cầu cấp thiết về bảo vệ môi
trường thì các hệ thống lạnh sử dụng máy nén hơi chưa đáp ứng được yêu cầu . Vì đa
số các hệ thống đều dùng tác nhân lạnh thuộc loại tổng hợp hóa học, là một trong
những chất gây ra hiệu ứng nhà kính và phá hủy tầng Ozone của bầu khi quyển.
Bên cạnh đó trữ lượng năng lượng truyền thống ngày càng cạn kiệt, nhưng nhu
cầu và giá năng lượng ngày càng tăng cao. Do đó, việc sử dụng hiệu quả và tiết kiệm
năng lượng đang là một trong những ưu tiên hàng đầu của các ngành khoa học kỹ
thuật.
Từ những yêu cầu trên, nhiều hướng giải pháp đã được nghiên cứu và ứng dụng.
Trong đó việc sử dụng máy lạnh hấp thụ đang được quan tâm nhiều và sử dụng ngày
càng rộng rãi trong kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí bởi ưu điểm không sinh ra khí
56


nhà kính và có thể sử dụng các nguồn năng lương khác nhau như : năng lượng nhiệt
mặt trời, tận dụng nhiệt năng thừa, thứ cấp...
Do đó dưới sự đồng ý của Khoa Cơ Khí và sự hướng dẫn của Th.s Nguyễn Văn
Lành, thầy Đinh Công Bình em đã thực hiện đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống điều
hòa không khí cho văn phòng Trung tâm công nghệ và thiết bịNhiệt lạnh theo nguyên
lý hấp thụ”.
1.2 Mục đích đề tài
Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho văn phòng Trung tâm công
nghệ và thiết bị nhiệt lạnh theo nguyên lý hấp thụ.
1.3. Nội dung thực hiện
-

Nghiên cứu tổng quan về điều hòa không khí nói chung và máy lạnh hấp thụ nói
riêng.

-

Lựa chọn mô hình máy lạnh hấp thụ.

-

Tính toán chu trình máy lạnh hấp thụ.

-

Tính toán phụ tải lạnh.

-

Tính toán và lựa chọn các thiết bị của máy lạnh hấp thụ.

56


Chương2
TỐNG QUAN
2.1 Tổng quan về điều hòa không khí
Khái niệm điều hòa không khí
Điều hòa không khí là quá trình tạo ra và duy trì ổn định các thông số vi khí hậu
của không khí trong không gian cần điều hòa theo một chương trình định sẵn, không
phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài. Các thông số vi khí hậu cơ bản của môi trường
không khí có ảnh hưởng đối với con người bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, độ ồn,
và sự lưu thông của dòng không khí.
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con người.Khi vận
động, con người luôn thải ra môi trường một nhiệt lượng, lượng nhiệt này phụ thuộc
vào cường độ vận động, giới tính, tuổi tác. Vì vậy để duy trì thân nhiệt ở 37oC, con
người phải trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh theo hai hình thức là truyền
nhiệt và tỏa ẩm.
Độ ẩm tương đối là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát mồ hôi vào
không khí.Độ ẩm quá cao hay quá thấp cũng không tốt đối với con người. Nếu độ ẩm
lớn quá, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém, trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp gây
cảm giác khó chịu cho cơ thể và dễ gây cảm cúm. Còn nếu độ ẩm quá thấp sẽ làm khô
da, gây nứt nẻ tay chân…
Độ sạch của môi trường không khí thể hiện ở nồng độ bụi bẩn, nồng độ khí độc
hại và các hóa chất độc hại khác phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng
hoá học. Nồng độ này phải ở mức độ cho phép để đảm bảo an toàn cho con người.
Tiếng ồn cũng là một yếu tố ảnh hưởng tới cảm giác dễ chịu của con người.
Trong quá trình sản xuất, hay sự hoạt động của máy móc sẽ phát ra những tiếng ồn, ta
56


phải đảm bào tiếng ồn đó không gây ảnh hưởng đến công nhân vận hành và nhứng
người xung quanh.
Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt
và ẩm giữa con người và môi trường xung quanh.Khi tốc độ chuyển động của không
khí tăng thì cường độ trao đổi nhiệt và ẩm giữa cơ thể cơ thể con người và môi trường
xung quanh tăng lên, gây cảm giác dễ chịu về mùa hè. Về mùa đông khi tốc độ chuyển
động của không khí lớn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh.
Phân loại hệ thống điều hòa không khí
Hiện nay có nhiều cách phân loại hệ thống điều hòa không khí như : theo mục
đích ứng dụng, theo chu trình lạnh, theo đặc điểm của chất chuyển tải lạnh…Nếu xét
theo tính tập trung có thể phân ra hệ thống điều hòa cục bộ, hệ thống điều hòa tổ hợp
gọn và hệ thống điều hòa trung tâm nước.
a. Hệ thống điều hòa cục bộ
Bao gồm các loại chính là máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa hai và nhiều
cụm.Đây là các loại máy nhỏ, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng,
độ tin cậy lớn, thích hơp với các phòng và các căn hộ nhỏ.
Nhược điểm cơ bản của máy điều hòa phòng là rất khó áp dụng cho các phòng
lớn, hội trường, tòa nhà cao tầng, khách sạn.Vì khi bố trí ở đây, các cụm dàn nóng
được bố trí bên ngoài nhà sẽ làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc tòa nhà.
Máy điều hòa cửa sổ
Máy điều hoà cửa sổ là loại máy
điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng

đặt ngay trên tường ngăn cách giữa
không gian cần điều hòa và bên ngoài.

suất lạnh và kích thước cũng như khối
lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như
máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt
giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị
điều khiển, điều chỉnh tự động được lắp
đặt trong một vỏ gọn nhẹ.Máy được lắp

56


Hình 2.1: Máy điều hòa cửa sổ.

56


Máy điều hòa hai cụm
Máy điều hoà hai cụm là loại
máy có một dàn nóng và một dàn
lạnh.Cụm dàn lạnh được đặt ở trong
nhà, cụm dàn nóng được đặt ở ngoài
trời bao.Hai cụm được nối với nhau
bằng các đường ống gas đi và về. Ống
xả nước ngưng từ dàn bay hơi ra và
đường dây điện đôi khi được bố trí dọc
theo 2 đường ống này thành một búi

Hình 2.2:Máy điều hòa hai cụm.

ống.
Máy điều hòa nhiều cụm
Máy điều hoà nhiều cụm là máy
điều hoà có một dàn nóng với nhiều
dàn lạnh bố trí cho các phòng khác
nhau. Các loại dàn lạnh cho máy điều
hoà nhiều cụm rất đa dạng, từ loại treo
tường truyền thống đến loại treo trần,
treo trên sàn, giấu trần có hoặc không
có ống gió.Máy điều hòa nhiều cụm
cũng có loại 1 chiều lạnh và 2 chiều

Hình 2.3: Máy điều hòa nhiều cụm.

nóng lạnh, điều chỉnh năng suất lạnh
bằng máy biến tần.
b. Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn
Máy điều hòa 2 cụm có ống gió

Máy điều hoà hai cụm có ống gió thường được gọi là máy điều hoà hai cụm
thương nghiệp, năng suất lạnh từ 36000 đến 240000 Btu/h. Dàn lạnh được bố trí quạt
ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng
hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau.
56


56


Máy điều hòa hai cụm không ống gió
Có thể nói, nhiều máy điều hoà
hai cụm của hệ thống điều hoà gọn và
của hệ thống điều hoà cục bộ chỉ khác
nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh, do
đó kết cấu của cụm dàn nóng và dàn
lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng
hơn. Máy điều hoà kiểu tủ thường sử
dụng cho các hội trường, nhà hàng, văn

Hình 2.4: Máy điều hòa tủ đứng.

phòng tương đối rộng. Dàn bay hơi với
quạt gió thổi tự do, không có ống gió,
năng suất lạnh đến 14kW.
Máy điều hòa lắp mái

Máy điều hoà lắp mái là máy điều hoà nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình
và lớn, chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghiệp.Cụm dàn nóng và dàn lạnh
được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất.
Các máy điều hoà lắp mái có giá thành thấp, vận hành đơn giản, độ bền cao,
nhưng chạy hơi ồn. Các đoạn ống gió lộ thiên cần được bọc kim loại chống mưa nắng
để giảm tổn thất nhiệt và bảo đảm tuổi thọ của máy.
Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước
Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích
lắp đặt lớn như bình ngưng giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng với máy nén và
dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh dạng tủ. Phía trên dàn bay hơi là quạt ly tâm,
do bình ngưng làm mát bằng nước nên máy thường đi kèm tháp giải nhiệt và bơm
nước.
Máy điều hòa VRV
Máy điều hòa VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh
lưu lượng môi chất nhờ vào việc sư dụng máy nén biến tần, làm cho hệ số lạnh không
những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ máy thông dụng.Đây là loại máy thích hợp
56


cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn.Các máy VRV có dải côngsuất
rộng và hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác
nhau từ 5HP đến 54HP

Hình 2.5 Máy điều hòa VRV
c. Hệ thống điều hòa trung tâm nước
Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh từ máy lạnh
trung tâm để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU.Thích hợp
cho các toà nhà như các khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc,
không phá vỡ cảnh quan.
2.2 Máy lạnh làm việc theo nguyên lý hấp thụ
2.2.1 Khái niệm
Máy lạnh hấp thụ là máy lạnh sử dụng nhiệt năng để hoạt động. Máy lạnh hấp
thụ cũng có các bộ phận như máy lạnh nén hơi như dàn ngưng tụ,bay hơi, van tiết lưu.
Riêng máy nén cơ được thay thế bằng hệ thống bình hấp thụ,bơm dung dịch,bình sinh
hơi và tiết lưu dung dịch. Hệ thống này hoạt động bằng nhiệt năng và có chức năng
như máy nén cơ.
Về cơ bản, máy lạnh hấp thụ và máy lạnh có máy nén hơi khác nhau ở 2 điểm
là: năng lượng sử dụng và môi chất làm việc trong hệ thống. Máy lạnh có máy nén cơ
sử dụng cơ năng và môi chất làm việc dạng tổng hợp hóa học. Còn máy lạnh hấp thụ
sử dụng nhiệt năng và môi chất là dung dịch trộn lẫn hai chất thuần khiết.
Trong kỹ thuật điều hòa không khí, người ta dùng khí đốt, hơi nước hoặc nước
nóng để cung cấp nhiệt năng đầu vào cho máy lạnh hấp thụ. Môi chất làm việc thường
được sử dụng là cặp môi chất NH3- H2O và H2O-LiBr.
Máy lạnh hấp thụ còn có những ưu điểm sau:
56


-

Không có rung động và tiếng ồn trong quá trình làm việc.

-

Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp.

-

Tuổi thọ cao do không có chi tiết chuyển động (ngoại trừ bơm dung dich).

-

Chất làm việc không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.

-

Có thể làm việc với nhiều nguồn nhiệt khác nhau.

2.2.2 Nguyên lý làm việc chung của máy lạnh hấp thụ (MLHT)
Bình hấp thụ “hút” hơi sinh ra từ thiết bị bay hơi, cho tiếp xúc với dung dịch
đậm đặc từ van tiết lưu dung dịch đến. Do nhiệt độ thấp, dung dịch đậm đặc hấp thụ
hơi môi chất để trở thành dung dịch loãng ở áp suất P0. Nhiệt tỏa ra trong quá trình hấp
thụ được thải ra cho nước làm mát. Dung dịch loãngđược bơm dung dịch bơm lên bình
sinh hơi ở áp suất cao Pk. Tại đây, dung dịch loãng nhận nhiệt của nguồn gia nhiệt sẽ
sôi hoá hơi, hơi môi chất tách ra ở áp suất cao được đi vào thiết bị ngưng tụ. Quá trình
diễn ra ở thiết bị ngưng tụ, tiết lưu và bay hơi giống như ở các máy lạnh nén hơi. Sau
khi sinh hơi, dung dịch loãng ở bình sinh hơi trở thành dung dịch đậm đặc và qua van
tiết lưu dung dịch, giảm áp trở về bình hấp thụ khép kín vòng tuần hoàn dung dịch

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý MLHT

56


56


Các quá trình:
1-2: quá trình nén được thực hiện nhờ một vòng tuần hoàn của dung dịch qua
các thiết bị hấp thụ, bơm dung dịch, bình sinh hơi và tiết lưu dung dịch.Cụm các thiết
bị trên được gọi là máy nén nhiệt.
2-3: quá trình ngưng tụ. Hơi môi chất lạnh có áp suất cao và nhiệt độ cao qua
dàn ngưng tụ chuyển thành trạng thái lỏng.
3-4: quá trình tiết lưu.
4-1: quá trình bay hơi.
2.2.3 Môi chất làm việc của máy lạnh hấp thụ
Trong máy lạnh hấp thụ, chất làm việc là dung dịch được trộn lẫn từ hai chất
thuần khiết khác nhau, một chất có vai trò là tác nhân lạnh, một chất làm chất hấp thụ.
Theo yêu cầu hai chất thuần khiết này phải đảm bảo không tác dụng hóa học
với nhau và phải có nhiệt độ sôi khá cách biệt nhau khi ở cùng điều kiện áp suất. Đồng
thời phải có tính chất nhiệt động tốt, không độc hại, khó cháy, khó nổ.
Bảng 2.1: Một số môi chất của MLHT
Tác nhân lạnh
-Nước

Chất hấp thụ
- Libr (Lithium Bromide)
-LiCl (Lithium Chlorie)
-Zeolite
- Silicagel

- Ammonia (NH3)

- Nước
- CaCl2 (Calcium Chloride)
- Than hoạt tính

- Methanol (CH3OH)

- Than hoạt tính

- Methylamine(CH3NH2)

- LiCl (Lithium Chlorie)

a. Đặc tính của một số môi chất
Libr (Lithium Bromide)
Là một chất bột trắng có vị đắng, có độ PH trung bình, không cháy, có nhiệt độ
nóng chảy và nhiệt độ sôi là 547oC và 1265oC.
56


Là chất hút ẩm tốt và có thể hòa tan trong nước, ancohol.
LiCl (Lithium Chlorie)
Là chất rắn màu trắng, có vị đắng, có năng suất hấp thụ và giữ ẩm cao, hòa tan
trong nước.
Nhiệt độ nóng chảy là 605oC và nhiệt độ sôi trên 1300oC.
CaCl2 (Calcium Chloride)
CaCl2 khan có dạng tinh thể và bột, khi hút ẩm nhiều trở thành dạng nhão.
Khi tan trong nước thì CaCl vẫn có khả năng hút ẩm. Độ ẩm tướng đối trên bề
mặt phụ thuộc vào nhiệt độ mà thay đổi.Ví dụ như ở 5 oC thì độ ẩm tương đối trên bề
mặt dung dịch là 39,8%, ở 10 oC là 38%, ở 18,5 oC là 35%....
Than hoạt tính
Là loại than được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu như tro của vỏ đậu phộng, gáo
dừa, than đá.Những nguyên liệu này được nung nóng từ từ trong môi trường chân
không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí có tính oxi hóa ở nhiệt độ cao khoảng
900 oC.Qúa trình này tạp thành các lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ các tạp chất. Vì thế
diện tích tiếp xúc của nó bề mặt của nó rất rộng( khoảng 500-2500 m²/g).
Than hoạt tính có các dạng như dạng bột cám, dạng hột, dạng khối đặc.
Methanol (CH3OH)
Là chất lỏng không màu và có mùi đặc trưng.
Là loại rượu nhẹ nhất trong họ rượu, nhưng là hóa chất độc nếu uống nhầm và
có thể gây ra tử vong.
Nhiệt độ đông đặc -97,5oC, nhiệt độ sôi 64,8oC ,nhiệt độ chớp cháy 11oC
b. Đặc điểm 2 cặp dung dịch NH3-H2O và H2O-LiBr
Về mặt lý thuyết, có khá nhiều loại dung dịch có thể dùng được trong MLHT.
Tuy nhiên trong thực tế người ta dùng phổ biến nhất là hai dung dịch NH3-H2O và
H2O-LiBr.
Một số tính chất quan trọng của dung dịch NH3-H2O và H2O-LiBr được thể hiện
trong bảng sau:

56


Bảng 2.2: Một số tính chất của dung dịch NH3-H2O và H2O-LiBr
DUNG DỊCH

TÍNH CHẤT

1. NH3-H2O
Ẩn nhiệt hóa hơi khá cao
Tác nhân lạnh (NH3)

Áp suất làm việc rất cao
Không sợ đông đặc vì nhiệt độ đông đặc rất thấp
Không sợ đông đặc vì nhiệt độ đông đặc rất thấp

Chất hấp thụ (H2O )

Độ nhớt khá nhỏ
Có thể bị kéo theo tác nhân lạnh khi sôi
Có thể gây nhiễm độc

Dung Dịch

Không sợ hiện tượng kết tinh
Có khả năng hòa trộn tác nhân lạnh và chất hấp thụ với
tỉ lệ bất kỳ

2. H2O-LiBr
Ẩn nhiệt hóa hơi rất cao
Tác nhân lạnh (H2O )

Áp suất làm việc rất thấp
Cần luu ý tới khả năng đông đặc
Độ nhớt khá nhỏ
Độ nhớt khá nhỏ

Chất hấp thụ LiBr

Không bị kéo theo tác nhân lạnh khi sôi
Không độc hại
Cần lưu ý tới hiện tượng kết tinh

Dung dịch

Khả năng hòa trộn giữa tác nhân lạnh và chất hấp thụ rất
tốt trong vòng không kết tinh

2.2.4 Phân loại máy lạnh hấp thụ
a. Theo nguồn cấp nhiệt
Máy lạnh hấp thụ cấp nhiệt bằng nước nóng:

56


Nguồn nhiệt cấp vào máy là nước nóng có nhiệt độ khoảng 85oC.Nhiệt độ nước
lạnh tạo ra khoảng 7oC, có thể dùng cấp cho điều hòa không khí hay công nghệ.Hiện
nay có một số hãng sản xuất MLHT cấp nhiệt bằng nước nóng như Ebara với công
suất lạnh từ 158 kW đến 1266 kW.

Hình 2.7: MLHT cấp nhiệt bằng nước nóng của Ebara
Máy lạnh hấp thụ cấp nhiệt bằng hơi:
Nguồn nhiệt cấp vào máy là hơi nước. Nhiệt độ nước lạnh tạo ra khoảng 7ºC.
MLHT cấp nhiệt bằng hơi của Ebara có công suất lạnh từ 548 kW đến 2462 kW, có
thể dùng cấp cho Điều hòa không khí hay công nghệ.

Hình 2.8 MLHT cấp nhiệt bằng hơi nước của Ebara
Máy lạnh hấp thụ cấp nhiệt trực tiếp:
Nguồn nhiệt cấp vào máy là nhiên liệu(Gas, dầu KO) đốt trực tiếp. Nhiệt độ
nước lạnh tạo ra khoảng 7ºC, công suất lạnh từ 475 kW đến 2110 kW.

56


Hình 2.96 MLHT cấp nhiệt trưc tiếp của Ebara
b. Theo số lần xảy ra quá trình sinh hơi và ngưng tụ
Máy lạnh hấp thụ Single Effect : Trong một chu trình làm việc của MLHT, quá
trình sinh hơi ở bình phát sinh và ngưng tụ ở bình ngưng tụ của môi chất chỉ diễn ra
một lần.
Máy lạnh hấp thụ Double Effect : Ứng với mỗi chu trình, có hai lần diễn ra quá
trình phát sinh và hai lần diễn ra quá trình ngưng tụ.
Máy lạnh hấp thụ Triple Effect : Ứng với mỗi chu trình, có ba lần sinh hơi ở các
bình sinh hơi và ba lần ngưng tụ ở các bộ ngưng tụ.
Máy lạnh hấp thụ Half Effect :Về cơ bản, nguyên lý hoạt động của MLHT Half
Effect cũng giống như ở MLHT Single Effect. Tuy nhiên hơi tác nhân lạnh bay ra từ
bình phát sinh được cấp trực tiếp vào vào bình hấp thụ thay vì cho ngưng tụ rồi cấp
vào bình bốc hơi như thông thường.

56


c. Theo môi chất làm việc
Máy lạnh hấp thụ NH3-H2O

Hình 2. 70 Sơ đồ MLHT NH3-H2O
Nguyên lý hoạt động :
Gọi CS là nồng độ ban đầu của dung dịch trong bình phát sinh A, do tác dộng của
nhiệt lượng cấp vào qh , dung dịch trong bính phát sinh A sẽ sôi và bay hơi.
Hơi bay ra từ bình phát sinh A về cơ bản là NH3 được đưa tới bình ngưng tụ B để
thực hiện quá trình ngưng tụ. Sau khi ra khỏi bình B, lỏng NH3 đươc đưa vào van tiết
lưu để đưa vào bình bay hơi C. Hơi NH3 từ bình bay hơi C được đưa về bình hấp thụ
D và được hấp thụ bởi dung dịch loãng tới từ bình phát sinh A. Sau đó dung dịch có
nồng độ như ban đầu và được bơm trở lại bình phát sinh A để tiếp tục chu trình mới.

56


Máy lạnh hấp thụ H2O-LiBr Single Effect

Hình 2.81 Sơ đồ MLHT H2O- LiBr Single Effect
-

Các thiết bị chính :
A - bình phát sinh

D - bình hấp thụ

B - bình ngưng tụ

E - bơm dung dịch

C - bình bốc hơi
Nguyên lý làm việc :
Dung dịch loãng được bơm E bơm vào bình phát sinh A, tại A dung dịch được
gia nhiệt từ nguồn nhiệt cấp đến nhiệt độ nhất định. Khi đó nước sôi và bốc hơi vào
bình ngưng B và ngưng tụ thành lỏng (tác nhân lạnh).
Nước ngưng đi qua ống chữ U vào bình bốc hơi C nhận nhiệt bay hơi qua bình
hấp thụ D. Tại D hơi nước (tác nhân lạnh) được hấp thụ bởi dung dịch đậm đặc từ bình
phát sinh A trở thành dung dịch loãng và được bơm E đưa vào bình phát sinh A bắt
đầu chu kỳ mới.
2.2.5 Tình hình sử dụng máy lạnh hấp thụ hiện nay
a. Trên thế giới
Ở các nước phát triển và đang phát triển, việc sử dụng lại các nguồn nhiệt thải
ra trong quá trình sản xuất để cung cấp cho máy lạnh hấp thụ là một biện pháp bắt
buộc nhằm tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

56


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×
x