Luận văn Nghiên cứu các giải pháp sử dụng máy lạnh hấp thụ hiệu quả

1.1 Đặt Vấn Đề

Từ hàng ngàn năm trước, con người đã biết sử dụng băng tuyết để bảo quản

thực phẩm và kỹ thuật làm lạnh tự nhiên này được sử dụng đến tận đầu thế kỷ 18.

Năm 1834, chiếc máy lạnh đầu tiên của thế giới được chế tạo bởi nhà khoa học

Jacop Perskin đã đánh dấu bước tiến mới của con người trong kỹ thuật làm lạnh, đó

là kỹ thuật làm lạnh nhân tạo. Kể từ đó, kỹ thuật làm lạnh này không ngừng được

nghiên cứu, phát triển và máy lạnh không còn chỉ dùng để bảo quản thực phẩm.

Đã có nhiều loại máy lạnh được phát minh và chế tạo như: máy lạnh nén hơi,

máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejector, máy lạnh nhiệt điện. trong đó, đáng chú ý nhất

là loại máy lạnh nén hơi. Máy lạnh nén hơi hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng

qúa trình sôi, hóa hơi và quá trình ngưng tụ của một loại chất lỏng (tác nhân lạnh)

để nhận nhiệt lượng từ đối tượng cần được làm lạnh và nhả ra môi trường bên ngoài

với năng lượng cấp vào cho chu trình làm việc là cơ năng. Với rất nhiều ưu điểm

như: hệ số COP (hệ số làm lạnh) cao, kết cấu nhỏ gọn, làm việc tin cậy, giá thành

thấp, phạm vi áp dụng rộng máy lạnh nén hơi là loại máy lạnh được chế tạo và sử

dụng phổ biến nhất so với các loại còn lại.

Tuy nhiên, thế giới hiện tại đang đối mặt với hai vấn đề lớn, ô nhiễm môi

trường sống và nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt, mà máy lạnh nén hơi là một trong

những yếu tố làm tăng tính nghiêm trọng của hai vấn đề này. Đa số các tác nhân

lạnh (chất CFC và HCFC) đang được sử dụng trong máy lạnh nén hơi có tác hại phá

hủy tầng ozone và gây hiệu ứng nhà kính; năng lượng hoạt động (cơ năng) của máy

lạnh phần lớn bắt nguồn từ dầu mỏ và việc tiêu thụ dầu mỏ sản sinh ra các khí gây

hiệu ứng nhà kính. Vì thế, con người đang phải cân nhắc lại khả năng ứng dụng của

máy lạnh nén hơi.

Có những biện pháp đang được thực hiện nhằm giảm thiểu tác hại của việc sử

dụng máy lạnh như: thay tác nhân lạnh là chất CFC bằng chất HFC; hạn chế sử

dụng dầu mỏ bằng cách chuyển sang sử dụng các dạng năng lượng khác như năng

lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng nước Tuy nhiên, các biện pháp trênHUTECH

2

không thể được thực hiện một cách có hiệu quả trong một sớm một chiều.

Trong bối cảnh đó, máy lạnh hấp thụ trở thành một trong những giải pháp rất

hiệu quả giúp giải quyết các vấn đề mà máy lạnh nén hơi gặp phải. Về nguyên lý

hoạt động, máy lạnh hấp thụ cũng sử dụng qúa trình sôi, hóa hơi và quá trình ngưng

tụ của tác nhân lạnh để nhận nhiệt lượng từ vật cần làm lạnh và thải ra môi trường,

tuy nhiên, năng lượng cấp vào chu trình làm việc lại là nhiệt năng. Máy lạnh hấp

thụ có hai ưu điểm lớn là tác nhân lạnh không gây tác hại đối với môi trường và

nhiệt lượng cấp vào máy lạnh hấp thụ có thể lấy từ nguồn nhiệt thải như khí xả của

động cơ diesel, khí xả của các lò luyện kim, nước làm mát động cơ từ năng lượng

mặt trời, từ việc đốt các loại nhiên liệu như trấu, than bùn.

Thực tế, máy lạnh hấp thụ đã được phát minh từ năm 1858 bởi nhà khoa học

người Pháp Ferdinand Carré nhưng đã không cạnh tranh nổi với máy lạnh nén hơi

do có nhược điểm kích thước lớn và hệ số làm lạnh thấp. Tuy nhiên, với những ưu

điểm sẵn có cộng sự tiến bộ của con người trong kỹ thuật chế tạo và vật liệu, ngày

nay, máy lạnh hấp thụ được sản xuất rộng rãi và từng bước cạnh tranh với máy lạnh

nén hơi trong cả hai lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí.

Ở Việt Nam, máy lạnh hấp thụ chỉ được nhập khẩu và sử dụng rất hạn chế.

Như đã nói, máy lạ nh hấp thụ có thể hoạt động với nguồn nhiệt như năng lượng mặt

trời, khí xả từ các động cơ diesel, nước làm mát động cơ Vì t hế, mục tiêu mà đề

tài hướng đến là xây dựng cơ sở lý thuyết tí nh toán, thiết kế máy lạnh hấp thụ hoạt

động bằng năng lượng mặt trời cho căn hộ cao cấp.

Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm nền tảng cho việc tính toán hệ thống

điều hòa không khí dạng hấp thụ sử dụng cho hộ gia đình

pdf 215 trang chauphong 19/08/2022 12640
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu các giải pháp sử dụng máy lạnh hấp thụ hiệu quả", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu các giải pháp sử dụng máy lạnh hấp thụ hiệu quả

Luận văn Nghiên cứu các giải pháp sử dụng máy lạnh hấp thụ hiệu quả
HU
TE
CH
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng 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. 
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã 
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. 
 Học viên thực hiện Luận văn 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 TRẦN TRUNG KIÊN 
HU
TE
CH
ii 
LỜI CÁM ƠN 
, các anh chị, bạn bè
: 
 trường Đại học Kỹ Thuật Công 
Nghệ
. 
 - Bùi Xuân Lâm
. 
Tất cả người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả 
trong quá trình học tập cũng như trong quá trình làm luận văn. 
 Trần Trung Kiên 
HU
TE
CH
iii 
TÓM TẮT 
Với hai ưu điểm lớn là có thể hoạt động bằng những nguồn nhiệt thải, năng 
lượng mặt trời và môi chất làm việc không gây tác hại đối với môi trường, máy 
lạnh hấp thụ ngày càng được sử dụng phổ biến. Con người đã biết thay thế từ máy 
nước nóng dùng điện sang dùng năng lượng mặt trời để tiết kiệm năng lượng, bảo 
vệ môi trường, thực tế cho thấy hiện nay hầu hết các căn hộ cao cấp đều lắp các 
máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời . Vì vậy ý tưởng thay thế máy lạnh 
dùng điện sang dùng năng lượng mặt trời là có thể khả thi. 
Với ý tưởng đó, luận văn này tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: 
 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của máy lạnh hấp thụ và so sánh với các 
loại máy lạnh khác. 
 Các nguồn năng lượng sử dụng máy lạnh hấp thụ: phân t ích hiệu quả, kết 
cấu hệ thống. 
 Đề xuất mô hình máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời cho căn hộ. 
 Tính toán thiết kế sơ bộ máy lạnh hấp thụ H 2
 So sánh hiệu quả kinh tế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời với 
máy lạnh dùng điện cho căn hộ cao cấp. 
O/LiBr làm hệ thống điều hòa 
trung tâm cho căn hộ cao cấp. 
HU
TE
CH
iv 
ABSTRACT 
Compared to other types of refrigerators, absorption refrigerators show big 
advantages such as the required energy sources can be exhausted gas or solar 
energy and almost no environment pollution as a result. Recently, many types of 
water heaters used for houses and offices are using solar energy. Therefore, it is 
feasible to use the solar energy for absorption refrigerators. 
This project investigates the following problems: 
 Analyze the structure and the operating principles of absorption 
refrigerators, and compare to other types of refrigerators. 
 Analyze the efficiency of different power sources using for the absorption 
refrigerators. 
 Propose the model of the absorption refrigerator using for house (with solar 
power as the power source). 
 Calculate, design H2
 Compare the economic efficiency of solar power refrigerator and electricity 
power refrigerator. 
O/LiBr absorption refrigerator for the central air 
conditioning system for a luxury apartment. 
HU
TE
CH
v 
9. Danh mục các từ viết tắt 
10. Danh mục các bảng 
2.1 Bảng các giá trị của hệ số aij 
2.2 Bảng các giá trị của hệ số a
 [ Entanpi của dung dịch ] 
ij 
2.3 Bảng các giá trị của hệ số a
 [ Khối lượng riêng của dung dịch ] 
ij 
2.4 Bảng các giá trị của hệ số a
 [ Entanpi của tác nhân lạnh ] 
ij 
2.5 Bảng các giá trị của hệ số a
 [ Nhiệt độ bão hòa của tác nhân lạnh ] 
ij 
2.6 Bảng các giá trị của hệ số bậc biến 
 [ Nồng độ của dung dịch ] 
3.1 Giá trị các thông số của các trạng thái đặt trưng. 
3.2 Bảng thông số bức xạ mặt trời các vùng trên thế giới. 
3.3 Bảng thông số bức xạ mặt trời tại thành phố Hồ Chí Minh 
3.4 Bảng thông số bức xạ mặt trời tại Hà Nội. 
11. Danh mục các biểu đồ, đồ thị, sơ đồ, hình ảnh 
1.1 Máy lạnh hấp thụ của hãng Broad 
1.2 Máy lạnh hấp thụ của hãng TRANE 
1.3 Máy lạnh hấp thụ của hãng DAIKIN 
1.4 Máy lạnh hấp thụ của hãng McQuay 
1.5 Máy lạnh hấp thụ của hãng YORK 
2.1 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ 
2.2 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ một cấp 
2.3 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ hai cấp 
2.4 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ ba cấp 
2.5 Chu trình máy lạnh hấp thụ một cấp trên đồ thị Dühring “Entanpi - Nhiệt 
độ - Nồng độ” 
HU
TE
CH
vi 
2.6 Chu trình máy lạnh hấp thụ một cấp trên đồ thị Dühring “Áp suất - nhiệt 
độ - nồng độ” 
2.7 Bình phát sinh. 
2.8 Bình ngưng tụ 
2.9 Bình bay hơi. 
2.10 Bình hấp thụ 
2.11 Bình hồi nhiệt 
3.1 Chu trình máy lạnh hấp thụ trên đồ thị log p – T và đồ thị i – c 
3.2 Các bảng số liệu về các tính chất nhiệt động và các bảng về các thông số 
nhiệt vật lý của dung dịch H2O/LiBr 
HU
TE
CH
1 
Chương 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 
1.1 Đặt Vấn Đề 
Từ hàng ngàn năm trước, con người đã biết sử dụng băng tuyết để bảo quản 
thực phẩm và kỹ thuật làm lạnh tự nhiên này được sử dụng đến tận đầu thế kỷ 18. 
Năm 1834, chiếc máy lạnh đầu tiên của thế giới được chế tạo bởi nhà khoa học 
Jacop Perskin đã đánh dấu bước tiến mới của con người trong kỹ thuật làm lạnh, đó 
là kỹ thuật làm lạnh nhân tạo. Kể từ đó, kỹ thuật làm lạnh này không ngừng được 
nghiên cứu, phát triển và máy lạnh không còn chỉ dùng để bảo quản thực phẩm. 
Đã có nhiều loại máy lạnh được phát minh và chế tạo như: máy lạnh nén hơi, 
máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejector, máy lạnh nhiệt điện... trong đó, đáng chú ý nhất 
là loại máy lạnh nén hơi. Máy lạnh nén hơi hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng 
qúa trình sôi, hóa hơi và quá trình ngưng tụ của một loại chất lỏng (tác nhân lạnh) 
để nhận nhiệt lượng từ đối tượng cần được làm lạnh và nhả ra môi trường bên ngoài 
với năng lượng cấp vào cho chu trình làm việc là cơ năng. Với rất nhiều ưu điểm 
như: hệ số COP (hệ số làm lạnh) cao, kết cấu nhỏ gọn, làm việc tin cậy, giá thành 
thấp, phạm vi áp dụng rộng máy lạnh nén hơi là loại máy lạnh được chế tạo và sử 
dụng phổ biến nhất so với các loại còn lại. 
Tuy nhiên, thế giới hiện tại đang đối mặt với hai vấn đề lớn, ô nhiễm môi 
trường sống và nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt, mà máy lạnh nén hơi là một trong 
những yếu tố làm tăng tính nghiêm trọng của hai vấn đề này. Đa số các tác nhân 
lạnh (chất CFC và HCFC) đang được sử dụng trong máy lạnh nén hơi có tác hại phá 
hủy tầng ozone và gây hiệu ứng nhà kính; năng lượng hoạt động (cơ năng) của máy 
lạnh phần lớn bắt nguồn từ dầu mỏ và việc tiêu thụ dầu mỏ sản sinh ra các khí gây 
hiệu ứng nhà kính. Vì thế, con người đang phải cân nhắc lại khả năng ứng dụng của 
máy lạnh nén hơi. 
Có những biện pháp đang được thực hiện nhằm giảm thiểu tác hại của việc sử 
dụng máy lạnh như: thay tác nhân lạnh là chất CFC bằng chất HFC; hạn chế sử 
dụng dầu mỏ bằng cách chuyển sang sử dụng các dạng năng lượng khác như năng 
lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng nước Tuy nhiên, các biện pháp trên 
HU
TE
CH
2 
không thể được thực hiện một cách có hiệu quả trong một sớm một chiều. 
Trong bối cảnh đó, máy lạnh hấp thụ trở thành một trong những giải pháp rất 
hiệu quả giúp giải quyết các vấn đề mà máy lạnh nén hơi gặp phải. Về nguyên lý 
hoạt động, máy lạnh hấp thụ cũng sử dụng qúa trình sôi, hóa hơi và quá trình ngưng 
tụ của tác nhân lạnh để nhận nhiệt lượng từ vật cần làm lạnh và thải ra môi trường, 
tuy nhiên, năng lượng cấp vào chu trình làm việc lại là nhiệt năng. Máy lạnh hấp 
thụ có hai ưu điểm lớn là tác nhân lạnh không gây tác hại đối với môi trường và 
nhiệt lượng cấp vào máy lạnh hấp thụ có thể lấy từ nguồn nhiệt thải như khí xả của 
động cơ diesel, khí xả của các lò luyện kim, nước làm mát động cơ từ năng lượng 
mặt trời, từ việc đốt các loại nhiên liệu như trấu, than bùn... 
Thực tế, máy lạnh hấp thụ đã được phát minh từ năm 1858 bởi nhà khoa học 
người Pháp Ferdinand Carré nhưng đã không cạnh tranh nổi với máy lạnh nén hơi 
do có nhược điểm kích thước lớn và hệ số làm lạnh thấp. Tuy nhiên, với những ưu 
điểm sẵn có cộng sự tiến bộ của con người trong kỹ thuật chế tạo và vật liệu, ngày 
nay, máy lạnh hấp thụ được sản xuất rộng rãi và từng bước cạnh tranh với máy lạnh 
nén hơi trong cả hai lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí. 
Ở Việt Nam, máy lạnh hấp thụ chỉ được nhập khẩu và sử dụng rất hạn chế. 
Như đã nói, máy lạ nh hấp thụ có thể hoạt động với nguồn nhiệt như năng lượng mặt 
trời, khí xả từ các động cơ diesel, nước làm mát động cơ Vì t hế, mục tiêu mà đề 
tài hướng đến là xây dựng cơ sở lý thuyết tí nh toán, thiết kế máy lạnh hấp thụ hoạt 
động bằng năng lượng mặt trời cho căn hộ cao cấp. 
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm nền tảng cho việc tính toán hệ thống 
điều hòa không khí dạng hấp thụ sử dụng cho hộ gia đình 
1.2 Đối tượng nghiên cứu của đề tài 
Hiện nay hầu hết các hệ thống lạnh sử dụng trong công nghiệp cũng như dân 
dụng đều là kiểu nén hơi. Hàng năm, các hệ thống này tiêu tốn một chi phí rất lớn 
cho năng lượng hoạt động và có nguy cơ gây ra nhiều tác động xấu đến môi trường. 
Với hai ưu điểm lớn là có thể hoạt động bằng nguồn nhiệt từ mặt trời và môi 
chất làm việc không gây tác hại đến môi trường, máy lạnh hấp thụ rất thích hợp thay 
HU
TE
CH
3 
thế các máy lạnh nén hơi làm hệ thống điều hòa trung tâm cho các tòa nhà hoặc ít 
nhất là chạy song song với máy lạnh nén hơi để tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi 
trường. Vì thế, đối tượng mà đề tài này muốn nghiên cứu là máy lạnh hấp thụ hoạt 
động bằng nguồn nhiệt từ mặt trời cho căn hộ cao cấp 
1.3 Mục tiêu của đề tài 
Mục tiêu mà đề tài này hướng đến là xây dựng thành công một phần cơ sở 
lý thuyết tính toán thiết kế máy lạnh hấp thụ hoạt động bằng năng lượng mặt trời 
dùng với mục đích điều hòa không khí cho căn hộ cao cấp. Từ các kết quả nghiên 
cứu của đề tài, tiến đến nghiên cứu chế tạo máy lạnh hấp thụ sử dụng trong 
công nghiệp cũng như dân dụng, góp phần cải thiện môi trường s ống của con 
người, tiết kiệm năng lượng và thương mại hóa thiết bị. 
1.4 Tính cấp thiết và tầm quan trọng của đề tài 
Máy lạnh hấp thụ đã được nghiên cứu, chế tạo và thương mại hóa từ lâu ở 
các nước như Mỹ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật BảnỞ nước ta, số lượng 
các công trình nghiên cứu về máy lạnh hấp thụ còn rất hạn chế, các máy lạnh 
hấp thụ được chế tạo chủ yếu với mục đích thí nghiệm, nghiên cứu chứ chưa có 
một đơn vị nào có khả năng chế tạo máy lạnh hấp thụ với mục đích thương mại. 
Đây là sự thua thiệt của chúng ta so với các nước. 
Kết quả nghiên cứu của đề tài cộng với các công trình nghiên cứu khác của 
các nhà khoa học trong nước sẽ là nền tảng cho ngành chế tạo máy lạnh hấp thụ 
trong tương lai của nước ta, giúp Việt Nam theo kịp xu hướng phát triển của thế 
giới. 
1.5 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới 
1.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 
Ở Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu về máy lạnh hấp thụ như: 
1. Đề tài KH và CN cấp nhà nước “Nghiên cứu lựa chọn quy trình công nghệ, 
thiết kế, chế tạo một số thiết bị lạnh sử dụng nguồn năng lượng rẻ tiền tại địa 
phương để phục vụ sản xuất và đời sống” của PGS.TS Trần Thanh Kỳ, trường 
Đại học Bách Khoa TP.HCM. 
HU
TE
CH
4 
Với đề tài này, PGS.TS Trần Thanh Kỳ đã nghiên cứu và chế tạo thành 
công máy lạnh hấp thụ NH3/H2O d ...  máy lạnh 
hấp thụ H2O/LiBr sử dụng năng lượng mặt trời trong thực tế cho căn hộ, dần dần 
HU
TE
CH
59 
thuơng mại hóa sản phẩm. 
 Dự báo khả năng sử dụng máy lạnh hấp thụ năng lượng cho các vùng miền trên 
cả nước. 
HU
TE
CH
60 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Lê Chí Hiệp (2008), Máy lạnh hấp thụ trong kỹ thuật ñiều hòa không khí, 
NXB ðại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. 
[2]. Lê Chí Hiệp (2001), Kỹ thuật ñiều hòa không khí, NXB Khoa học và Kỹ 
thuật. 
[3]. Nguyễn ðức Lợi, Phạm Văn Tùy (1996), Bài tập kỹ thuật lạnh, NXB Giáo 
dục. 
[4]. Nguyễn ðức Lợi (2008), Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh, NXB Giáo dục. 
[5]. Hoàng An Quốc (2004), Xây dựng phần mềm thiết kế máy lạnh hấp thụ H2O- 
LiBr, Luận văn Thạc sĩ. 
[6]. Hoàng ðình Tín, Lê Chí Hiệp (1997), Nhiệt ñộng lực học kỹ thuật, NXB Khoa 
học và Kỹ thuật. 
[7]. R. Palacios Bereche, R. Gonzales Palomino, S. A. Nebra1, Thermoeconomic 
analysis of a single and double-effect H2O/LiBr absorption refrigeration 
System, Interdisciplinary Centre of Energy Planning, University of Campinas - 
UNICAMP, Campinas, Brazil. 
[8].  
[9].  Absorption chiller. 
[10].  A review of absorption refrigeration technologies. 
[11].  Absorption refrigeration. 
[12].  Absorption chiller. [26].  
Absorption chiller. 
CÁC BẢNG SỐ LIỆU VỀ CÁC TÍNH CHẤT NHIỆT ðỘNG VÀ 
CÁC BẢNG VỀ CÁC THÔNG SỐ NHIỆT VẬT LÝ CỦA DUNG 
DỊCH H2O/LiBr 
( Nguồn từ sách Lê Chí Hiệp (2008), Máy lạnh hấp thụ trong kỹ thuật ñiều hòa 
không khí, NXB ðại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. ) 
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
ðồ thị lgP – 1/T của dung dịch H2O/LiBr 
HU
TE
CH
ðồ thị cân bằng của dung dịch H2O/LiBr 
HU
TE
CH
HU
TE
CH
HU
TE
CH
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG 
MÁY LẠNH HẤP THỤ HIỆU QUẢ.
GVDH: PGS,TS. Bùi Xuân Lâm
HVTH : Trần Trung Kiên
LỚP : SMD01(2010-2012)
HU
TE
CH
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1. Tổng quan đề tài
2. Giới thiệu máy lạnh hấp thụ
3. Tính toán thiết kế hệ thống lạnh hấp thụ cho căn hộ
4. So sánh máy lạnh hấp thụ với máy lạnh thông thuờng
dùng điện
5. Kết luận.
HU
TE
CH
1.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• Nhu cầu sử dụng băng tuyết để bảo quản thực phẩm
HU
TE
CH
Máy lạnh ra đời.
HU
TE
CH
Tuy nhiên, thế giới hiện tại đang đối mặt với hai vấn đề lớn: biến
đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường sống và nguồn năng lượng dầu
mỏ đang cạn kiệt.
HU
TE
CH
Máy lạnh nén hơi là một trong những yếu tố làm tăng
tính nghiêm trọng của hai vấn đề này.
HU
TE
CH
Có nhiều giải pháp được nghiên cứu và ứng dụng:
1. Sử dụng năng lượng gió:
HU
TE
CH
Có nhiều giải pháp được nghiên cứu và ứng dụng:
2. Sử dụng năng lượng sóng biển:
HU
TE
CH
Có nhiều giải pháp được nghiên cứu và ứng dụng:
3. Sử dụng năng lượng mặt trời:
HU
TE
CH
Có nhiều giải pháp được nghiên cứu và ứng dụng:
4. Sử dụng năng lượng địa điện:
HU
TE
CH
5. Và máy lạnh hấp thụ là một trong những giải pháp rất hiệu
quả giúp giải quyết các vấn đề trên. Với hai ưu điểm lớn là
tác nhân lạnh không gây tác hại đối với môi trường và nhiệt
lượng cấp vào có thể lấy từ nguồn nhiệt thải, năng lượng mặt
trời.
HU
TE
CH
Máy gia nhiệt/ máy làm lạnh hấp thụ Bromua Liti
trực tiếp từ ngọn lửa
Năng suất làm lạnh: 
100- 2000 USRT.
Công suất nhiệt:
24- 480 104Kcal/h
HU
TE
CH
Máy làm lạnh hấp thụ Bromua Liti, vận hành bằng
khí thải.
HU
TE
CH
Máy làm lạnh hấp thụ Bromua Liti bằng nước 
nóng
HU
TE
CH
Con người đã biết thay thế từ máy nước nóng dùng điện sang
dùng năng lượng mặt trời để tiết kiệm năng lượng, bảo vệ
môi trường. Vì vậy ý tưởng thay thế máy lạnh dùng điện sang
dùng năng lượng mặt trời là có thể khả thi.
HU
TE
CH
Giới thiệu máy lạnh hấp thụ
NHIỆT 
ĐỘ CAO
NHIỆT 
ĐỘ THẤP
QUY LUẬT TỰ NHIÊN
CAN THIỆP KỸ THUẬT
MÁY LẠNH
NĂNG LƯỢNGCƠ NĂNG NHIỆT NĂNG
MÁY LẠNH NÉN HƠI MÁY LẠNH HẤP THỤ
HU
TE
CH
Giới thiệu máy lạnh hấp thụ
• Máy lạnh hấp thụ là máy lạnh sử dụng năng lượng dạng
nhiệt để hoạt động.
• Máy lạnh hấp thụ có các bộ phận ngưng tụ, tiết lưu và bay
hơi giống máy lạnh nén hơi. Riêng máy nén hơi được thay
bằng một hệ thống bình hấp thụ, bơm dung dịch, bình sinh
hơi và tiết lưu dung dịch.
• Hệ thống thiết bị này chạy bằng nhiệt năng thực hiện chức
năng như máy nén cơ là “hút” hơi sinh ra từ bình bay hơi và
“nén” lên áp suất cao đẩy qua bình ngưng tụ.
HU
TE
CH
Nguyên lý làm việc của máy lạnh hấp thụ
HU
TE
CH
• Để đánh giá hiệu qủa làm việc của máy lạnh hấp thụ
người ta sử dụng hệ số COP. Hệ số COP được tính như
sau:
• Qg : nhiệt lượng nhận từ nguồn nóng tại bình phát sinh
• Qe : nhiệt lượng tác nhân lạnh lỏng thấp áp nhận được
để hóa hơi và tạo ra tác dụng làm lạnh tại bình bay hơi.
HU
TE
CH
Phân loại máy lạnh hấp thụ
1. Máy lạnh hấp thụ một cấp
HU
TE
CH
2. Máy lạnh hấp thụ hai cấp
HU
TE
CH
3. Máy lạnh hấp thụ ba cấp
HU
TE
CH
Tính toán thiết kế hệ thống lạnh hấp thụ cho căn hộ
HU
TE
CH
Mặt bằng cung cấp lạnh
HU
TE
CH
3.1 Nhu cầu phụ tải lạnh cho căn hộ
• Căn hộ mà ta đang xét (bản vẽ thiết kế) cần cung cấp
lạnh cho 3 phòng ngủ có cùng kích thuớc là 4300 x
2800 (mm2). Mỗi phòng ta chọn 1 máy lạnh có công
suất là 1HP tương đương 0.75 Kw.
• Vậy tổng công suất cần cho 3 phòng ngủ là:
Qe = 2.25Kw
HU
TE
CH
3.2 Lựa chọn các thông số
• Chọn nhiệt độ nước nóng gia nhiệt vào máy lạnh là:
tgw1 = 100(0C).
• Chọn nhiệt độ nước nóng gia nhiệt ra khỏi máy lạnh
là:
• Chọn nhiệt độ nhiệt độ nước làm mát đi vào bình hấp
thụ là: 27,2(0C).
• Chọn nhiệt độ nhiệt độ nước làm mát đi ra bình hấp
thụ là:
HU
TE
CH
• Với ứng dụng điều hòa không khí, nhiệt độ của chất tải
lạnh ra khỏi máy lạnh hấp thụ tốt nhất là:
• Chọn nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh trong bình bay hơi:
• Tra bảng ta được áp suất ngưng tụ của tác nhân lạnh
trong bình ngưng là: P0 =0,008439(bar)
• Do đường nước làm mát được bố trí theo kiểu nối tiếp,
nước làm mát ra khỏi bình hấp thụ sẽ đi vào bình ngưng
tụ nên nhiệt độ nước làm mát đi vào bình ngưng tụ là:
HU
TE
CH
• Chọn nhiệt độ nước làm mát ra khỏi bình ngưng tụ là:
• Chọn nhiệt độ ngưng tụ của hơi tác nhân lạnh trong
bình ngưng là:
• Tra bảng nước và hơi nước bão hòa ta được áp xuất
ngưng tụ của tác nhân lạnh trong bình ngưng tụ là: PK
=0,07375(bar).
HU
TE
CH
3.3 Xác định các điểm nút của chu trình
Sau khi tính toán ta có bảng tổng hợp sau:
HU
TE
CH
`
`
1
t=75,550C
P=0,07375 bar
C=55,54%
i=169,2389 kJ/kg
7
t=650C
P= 0,07375 bar
C=55,54%
i= 147,6971 kJ/kg
6
t=950C
P= 0,07375 bar
C=64,90%
i= 242,8047 kJ/kg
5
t= - 0C
P= 0,07375 bar
C=64,90%
i= 173,844kJ/kg
4
t=360C
P= 0,008439bar
C=55,54%
i= 88,6816kJ/kg
3’’
t=40C
P= 0,008439bar
C= 0 %
i= 2508,196kJ/kg
3’
t=40C
P= 0,008439bar
C= 0 %
i= 167,50kJ/kg
3
t=40C
P= 0,008439bar
C= 0 %
i= 167,50kJ/kg
2’
t=400C
P= 0,07375 bar
C= 0 %
i= 167,50 kJ/kg
2
t= 85,60 0C
P= 0,07375 bar
C= 0 %
i= 2660,64 kJ/kg
HU
TE
CH
Tính toán phụ tải cho các thiết bị
• Lưu lượng tác nhân lạnh đi qua bình bay hơi:
• Lưu lượng dung dịch loãng đi vào bình phát sinh:
• Lưu lượng dung dịch đậm đặc ra khỏi bình phát sinh:
HU
TE
CH
• Nhiệt lượng cần thiết cấp cho dung dịch tại bình phát
sinh là:
• Nhiệt lượng mà hơi nước tỏa ra trong quá trình ngưng
tụ tại bình ngưng là:
• Theo dữ liệu ban đầu ta có:
• Nhiệt lượng dung dịch nhả ra cho nước làm mát tại
bình hấp thụ là:
• Nhiệt lượng trao đổi giữa dung dịch loãng và dung
dịch đậm đặc tại bình hồi nhiệt
HU
TE
CH
3.5 Kiểm tra đápứng từ môi trường.
HU
TE
CH
• Dựa vào bảng thông số trên ta thấy thời điểm vào
khoảng tháng 8 => tháng 10 có thông số bức xạ nhỏ
nhất vì đây đang là mùa mưa. Ta chọn bức xạ mặt trời
tại thành phố Hồ chí Minh trung bình trong ngày là:
Qs = 4.57 kWh/m2/d.
• Chọn hiệu suất hấp thụ bức xạ nhiệt của collector
dạng ống là η = 0.702
• Diện tích mái nhà: Sm = 9.2 x 8 = 73.6 m2
• Hệ thống collector dạng ống hấp thụ năng lượng mặt
trời được phân bố một phần mái nhà có diện tích
Sc = 25 m2
HU
TE
CH
• Tổng năng lượng Collector nhận được trong ngày.
Qc = Qs x Sc x η = 4.57 x 25 x 0.702 = 80.2 kWh.
• Nhiệt lượng cần thiết cấp cho dung dịch tại bình phát
sinh là: 
Qg = 2.957 kW
• Năng lượng cần thiết để máy lạnh hoạt động liên tục
24h là: 
Qt = 24 x 2.957 = 70.968 kWh
• Ta thấy Qc > Qt 
• Kết luận: hệ thống có thể cung cấp lạnh cho căn hộ
một cách liên tục 24/24h.
HU
TE
CH
• Tính toán tương tự cho thành phố Hà Nội, ta cũng xác
định nhiệt lượng cần thiết cấp cho dung dịch tại bình
phát sinh là:
Qg = 2.957 kW
• Nhiệt lượng cần thiết để máy lạnh hoạt động liên tục
24h là:
Qt = 24 x 2.957 = 70.968 kWh
• Ta thấy Qc > Qt
• Kết luận: hệ thống có thể cung cấp lạnh cho căn hộ một
cách liên tục 24/24h.
HU
TE
CH
4. So sánh máy lạnh hấp thụ với máy lạnh thông
thuờng dùng điện
• Chọn hiệu suất tiêu thụ điện của máy lạnh là n = 0.8
• Công suất điện cần thiết để tạo ra 2.25 Kw lạnh
Qd = 2.25 / 0.8 = 2.8125 Kw
• Giả sử nhu cầu lạnh của căn hộ trung bình là
10h/ngày và máy lạnh chạy khoảng 75% công suất vì
có lúc chạy, lúc nghỉ.
HU
TE
CH
• Tổng công suất tiêu thụ điện trong năm là:
Qn = 2.8125 x 4 x 24 x 365 x 65 % 
= 73912.5(kWh)
• Chọn giá điện thấp nhất của điện lực thành phố Hồ Chí
Minh là: 990 Vnd / 1Kwh
• Số tiền phải trả trong năm là: 
73912.5 x 990 = 73 173 375 Vnd
• Qua kết quả tính toán đã cho chúng ta thấy rõ hơn về
lợi ích của máy lạnh hấp thụ. Nếu dùng điện chúng ta
sẽ phải mất hơn 70 triệu
HU
TE
CH
Kết Luận
• Máy lạnh hấp thụ là giải pháp góp phần bảo vệ môi
trường và tiết kiệm năng lượng.
• Máy lạnh hấp thụ có rất ít chi tiết chuyển động, kết cấu
đơn giản. Vì vậy, việc vận hành máy lạnh khá đơn giản,
độ tin cậy cao, làm việc ít ồn và rung.
• Chi phí vận hành thấp và có thể áp dụng ở những nơi
thiếu điện.
• Có thể được áp dụng trên cả nước.
• Trong tương lai có thể sẽ được sử dụng rộng rãi hơn và
thay thế máy lạnh nén hơi.
HU
TE
CH
Các kết quả đề tài đã đạt được:
• Phân tích kết cấu và nguyên lý hoạt động của máy
lạnh hấp thụ và so sánh với các loại máy lạnh khác.
• Phân tích hiệu quả các nguồn năng lượng sử dụng cho
máy lạnh hấp thụ ( Chủ yếu là năng lượng mặt trời )
• Đề xuất mô hình máy lạnh hấp thụ sử dụng năng
lượng mặt trời cho căn hộ.
• Tính toán thiết kế sơ bộ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr
làm hệ thống điều hòa không khí cho căn hộ cao cấp.
• Kiểm tra đáp ứng năng lượng từ môi trường.
• So sánh hiệu quả kinh tế máy lạnh hấp thụ sử dụng
năng lượng mặt trời với máy lạnh dùng điện cho căn
hộ cao cấp
HU
TE
CH
Hướng phát triển của luận văn
• Ứng dụng các kết quả nghiên cứu của luận văn để thiết
kế chế tạo máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr sử dụng năng
lượng mặt trời trong thực tế cho căn hộ, dần dần thuơng
mại hóa sản phẩm.
• Dự báo khả năng sử dụng máy lạnh hấp thụ năng lượng
cho các vùng miền trên cả nước.
HU
TE
CH

File đính kèm:

  • pdfluan_van_nghien_cuu_cac_giai_phap_su_dung_may_lanh_hap_thu_h.pdf