Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Máy làm lạnh hấp thụ

Máy làm lạnh hấp thụ

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN NHIỆT



_ Một máy nước nóng sử dụng bơm nhiệt lấy “năng lượng miễn phí”, giống

như máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời. Năng lượng được thu nhận từ

khơng khí hoặc từ nước

_ Năng lượng được tách ra từ khơng khí hoặc từ nước ngưng tụ trong khơng

khí vào thiết bị bay hơi.

_ Một lượng nhỏ điện năng được sử dụng để vận hành máy nén. Nhiệt

lượng được phân phối đến bình chứa nước bằng khoảng từ 3 đến 5 lần điện năng

sử dụng. “Năng lượng miễn phí” được lấy ra từ khơng khí xung quanh.



2.6



Những phương pháp đo lường hiệu suất bơm nhiệt:



_ Có 5 phương pháp đo chính: COP, EER, SEER, HSPF, kW / tấn.

2.6.1 Đo bằng phương pháp COP

_ COP (Coefficient of Performance) là phép đơn giản nhất và tính bằng

lượng nhiệt được vận chuyển (tính theo W), chia cho điện năng được sử dụng để

di chuyển lượng nhiệt đó (W), ở nhiệt độ ngồi trời xác định. Giá trị COP càng

cao thì hệ thống càng hiệu quả. Máy sưởi điện trở sinh nhiệt đạt hiệu suất 100%

tương ứng với COP = 1, trong khi một máy bơm nhiệt trong chế độ sưởi ấm có

COP trong khoảng từ 2-5, và 3-12 khi vận hành ở chế độ làm mát.

2.6.2 Đo bằng phương pháp EER

_ EER (Energy Efficiency Ratio) tương tự như COP, nhưng chỉ sử dụng

cho làm mát. EER đo lường hệ thống làm mát vận hành hiệu quả đến đâu. EER

thường được sử dụng cho các máy điều hòa khơng khí cửa sổ, máy điều hòa cục

bộ cỡ nhỏ và bơm nhiệt. EER là tỷ lệ năng suất làm mát Btu/giờ chia cho cơng

suất điện tiêu thụ ở nhiệt độ bên ngồi là 95 ° F (35 ° C). Điều hòa khơng khí

trong phòng nên có EER đạt ít nhất 9.0 đối với khí hậu ơn hòa và hơn 10.0 cho

vùng khí hậu nóng.

2.6.3 Đo bằng phương pháp SEER

_ SEER (Summer Energy Efficiency Ratio) đo lường hiệu quả máy điều

hòa khơng khí dân dụng cỡ nhỏ hoặc bơm nhiệt vận hành xuyên suốt một mùa

làm mát, ở nhiệt độ khác hẳn với nhiệt độ ngồi trời. Tương tự như EER, SEER

càng cao thì hệ thống làm mát càng hiệu quả. SEER là tỷ số của tổng năng lượng

làm mát mà hệ thống cung cấp xuyên suốt mùa (Btu) chia cho tổng số watt-giờ

hệ thống tiêu thụ.

2.6.4 Đo bằng phương pháp HSPF

_ HSPF (Heating Seasonal Performance Factor) đo lường hiệu quả bơm

nhiệt vận hành ở chế độ sưởi ấm qua xuyên suốt mùa sưởi ấm. Nó giống như

SEER nhưng áp dụng cho sưởi ấm. HSPF càng cao, hệ thống càng hiệu quả.

HSPF được tính bằng cách chia tổng năng lượng sưởi ấm (Btu) được cung cấp

trong mùa cho tổng số watt-giờ điện cần thiết để cung cấp nhiệt.



26



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



2.6.5 Đo bằng phương pháp Kw/ Tấn

_ kW / tấn đo lường năng lượng đầu vào tính bằng kW để sản xuất 1 tấn

lạnh. Không giống như các hệ số trên, kW/tấn càng thấp, hiệu quả làm lạnh càng

cao. Hệ số này thường được sử dụng để xác định hiệu quả của máy làm lạnh quy

mô lớn.



2.7



Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt



Bơm nhiệt có cấu tạo giống như máy lạnh. Tuy nhiên, do sử dụng nguồn

nhiệt có ích là Qk nên gọi là bơm nhiệt.



Hình 2.7 Chu trình làm việc của bơm nhiệt trên đồ thị



Các q trình chính của bơm nhiệt bao gồm:

1 - 2 : Quá trình nén đoạn nhiệt hơi mơi chất.

2 - 3: Q trình ngưng tụ đoạn nhiệt trong thiết bị ngưng tụ.

3 - 4: Quá trình tiết lưu.

4 - 1: Quá trình bay hơi đẳng nhiệt.

Năng suất nhiệt của bơm nhiệt chính là phương trình cân bằng nhiệt của

máy lạnh: qk = q0



+l



Hệ số nhiệt của bơm nhiệt là: 𝜑



=



q0 +l

l



=𝜀+1



2.8. Các thành phần cơ bản của bơm nhiệt:

2.8.1 Mơi chất lạnh:

Freon 12: R12 – Có cơng thức CCl2F2.

_ Là một chất khí khơng màu có mùi thơm rất nhẹ, nặng hơn khơng khí 4

lần, nặng hơn nước 1,3 lần. Nếu làm mát bằng nước ở nhiệt độ ngưng tụ là 30 0C,

pk = 0,74Mpa (7,4 at), nếu làm mát bằng khơng khí tk = 420C, pk = 1Mpa (11at),

sơi ở áp suất khí quyển ở – 29,80C.



27



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



_ Năng suất lạnh riêng khối lượng nhỏ (q0), phù hợp với cơng suất điều

hòa nhỏ và rất nhỏ, năng suất lạnh riêng thể tích (qv) nhỏ nên hệ thống cồng kềnh.

R12 không dẫn điện nên rất an tồn cho máy nén kín và nửa kín, hồ tan dầu hồn

tồn, tḥn lợi với q trình bơi trơn, khơng hồ tan trong nước gây tắc ẩm cho

bộ phận tiết lưu, có tính rửa cặn bẩn, cát bụi, gỉ sắt.. nên phải bố trí phin sấy lọc.

R12 khơng ăn mòn kim loại đen, màu và phi kim, khơng gây cháy nổ, không độc,

không làm biến chất sản phẩm, là môi chất lạnh hiện đại, dễ kiếm, vận chuyển,

chuyên chở dễ dàng nhưng đắt, phá huỷ tầng ôzôn nên bị cấm sản xuất từ 1996.

Freon 22: R22 - Có cơng thức CHClF2.

_ Là chất khí khơng màu, có mùi thơm rất nhẹ. Nếu làm mát bằng nước ở

nhiệt độ ngưng tụ 300 C áp suất ngưng tụ là 1,19MPa (12kg/cm2) làm mát bằng

khơng khí ở nhiệt độ ngưng tụ 420C áp suất ngưng tụ là 1,6MPa (gần bằng 16,5

kg/cm2).

_ Nhiệt độ sơi ở áp suất khí quyển là – 40,80C nên áp suất bay hơi thưòng

lớn hơn áp suất khí quyển.

_ R22 không dẫn điện ở thể hơi nhưng dẫn điện ở thể lỏng, nên tuyệt đối

không được để lỏng lọt về động cơ máy nén nửa kín và kín, tất cả tính chất về

điện của R22 đều kém hơn của R12 đặc biệt khi có ẩm các chỉ số này giảm đi

nhanh chóng.

_ R22 được sử dụng nhiều đặc biệt trong các hệ thống điều hòa khơng khí.

Mức độ phá huỷ tầng ôzôn của R22 nhỏ nhưng lại gây hiện tượng hiệu ứng lồng

kính làm nhiệt độ trái đất tăng lên. Từ 1/1/1995 các hệ thống R22 có lượng nạp

lớn hơn 5kg sẽ bị cấm và đến cuối thế kỷ R22 cũng bị cấm sản xuất.

Freon 134a: R134a - Công thức CF3CH2F.

_ Là ga lạnh thay thế cho R12, có các tính chất gần giống với R12, khơng

cháy nổ, khơng ăn mòn với phần lớn kim loại, được dùng trong tủ lạnh gia đình,

điều hòa ơ tơ v.v.... Tuy nhiên R134a có tác dụng làm nóng trái đất nên hiện nay

quan niệm sử dụng R134a chưa thống nhất.

Freon 143a: R143a - Cơng thức CF3CH3.

_ Khơng độc khơng ăn mòn phần lớn các vật liệu, nhưng dễ cháy nổ. R143a

thường dùng trong các hỗn hợp (R507, R404A)

Freon 410A: R410A.

_ Là hỗn hợp của hai Freon không đồng sôi, gồm 50% R32 và 50% R125.

Đây là môi chất đang được sử dụng phổ biến trong các máy điều hòa nhiệt độ

hiện nay vì mơi chất này khơng phá hủy tầng ozon. Khi sử dụng môi chất này cần

chú ý: Áp suất ngưng của R410A lớn hơn khoảng 1,6 lần so với R22 nên ống

đồng cần dày hơn để không bị nổ. R410A khơng cháy, khơng độc hại, bền vững

hóa học và khơng ăn mòn phần lớn các vật liệu.



28



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



2.8.2. Máy nén lạnh

2.8.2.1. Máy nén piston



Hình 2.8.2.1a Máy nén piston



_ Máy nén piston,còn được gọi là máy nén xoay chiều ( Reciprocating

compressor), dùng piston và xi lanh để tạo ra lực nén giống như động cơ đốt

trong hay bơm piston. Chuyển động qua lại của piston dựa vào ngoại lực nén môi

chất lạnh bên trong xi lanh. Máy nén piston có chi phí ban đầu thấp và đơn giản,

dễ thiết kế lắp đặt. Chúng có cơng suất đầu ra lớn và có thể có đạt được áp suất

cao. Tuy nhiên, máy nén piston có chi phí bảo trì cao, tiềm ẩn vấn đề về rung

động và không được thiết kế để chạy liên tục ở cơng suất tải đầy.



Hình 2.8.2.1b Chu trình máy nén piston



2.8.2.2. Máy nén trục quay



29



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



Hình 2.8.2.2a Máy nén trục quay



_ Máy nén trục quay có 2 phần tử quay ăn khớp như bánh răng, môi chất

lạnh được nén ở giữa chúng. Những máy nén này rất hiệu quả bởi vì hoạt động

hút và nén môi chất lạnh diễn ra đồng thời. Chúng có rất ít bộ phận di chuyển, tốc

độ quay thấp, chi phí ban đầu và bảo trì thấp và thích nghi tốt vơi môi trường dơ

bẩn.Tuy nhiên, chúng bị giới hạn bởi lưu lượng môi chất lạnh và áp suất thấp hơn

các loại máy nén khác.



Hình 2.8.2.2b Bánh răng máy nén trục quay



2.8.2.3. Máy nén trục vít

_ Máy nén trục vít dùng một cặp roto xoắn ốc hoặc trục vít ăn khớp với

nhau để nén môi chất lạnh giữa chúng. Chúng có thể tao ra áp suất cao với lượng

mơi chất nhỏ và tiêu thụ ít năng lượng hơn máy nén piston. Máy nén trục vít cần

ít đến trung bình chi phí đầu tư ban đầu cũng như là bảo trì và ít bộ phận chuyển

động. Tuy nhiên, máy nén trục vít gặp khó khăn ở những mơi trường hoạt động

ơ nhiễm, tốc độ quay cao và vòng đời kỳ vọng thấp hơn các thiết kế khác.



30



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



Hình 2.8.2.3 Các trục vít ăn khớp



2.8.2.4. Máy nén xoắn ốc



Hình 2.8.2.4a Máy nén xoắn ốc



_ Máy nén xoắn ốc dùng 2 đĩa xoắn ốc lồng vào nhau để nén môi chất lạnh.

Đĩa ở trên cố định trong khi đĩa ở dưới di chuyển theo quỹ đạo. Máy nén xoắn ốc

hoạt động rất yên tĩnh, các bộ phân hoạt động một cách trơn tru và hiệu suất cao

nhất trong các loại máy nén. Chúng cũng rất linh hoạt trong việc xử lý môi chất

ở dạng lỏng. Tuy nhiên, ở thiết kế kín, máy nén xoắn ốc khơng thể dễ dàng sửa

chữa, chúng không thể quay ở cả 2 chiều. Máy nén xoắn ốc chủ yếu được sử dụng

trong hệ thống điều hòa khơng khí ơtơ và lạnh thương mại.



Hình 2.8.2.4b Đĩa xoắn ốc

31



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



2.8.2.5. Máy nén ly tâm



Hình 2.8.2.5a Máy nén ly tâm



_ Máy nén ly tâm dùng hoạt động quay bánh cánh quạt để tạo ra lực ly tâm

lên mơi chất lạnh bên trong buồng nén (hình xoắn ốc). Không như những thiết kế

khác, máy nén ly tâm khơng hoạt động dựa trên ngun lý thể tích mà đã cố định

lưu lượng buồng. Máy nén ly tâm thích hợp để nén môi chất với lưu lượng lớn và

áp suất thấp. Lực nén được tạo ra bởi bánh cánh quạt thì nhỏ cho nên hệ thống

dùng máy nén ly tâm thường sử dụng 2 hay nhiều cấp (nhiều bánh cánh quạt)

trong chuỗi để tạo ra lực nén cao. Máy nén ly tâm thỏa mãn thiết kế đơn giản, ít

bộ phận chuyển động và hiệu quả năng lượng khi hoạt động ở chế độ đa cấp.



Hình 2.8.2.5b Cánh xốy ly tâm



2.9. Ứng dụng của bơm nhiệt:

Bơm nhiệt được sử dụng các nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp như:

_ Cơng nghiệp sấy và hút ẩm.

_ Các quá trình thu hồi nhiệt thải.

_ Gia nhiệt nước hoặc khơng khí.

_ Cơng nghiệp chưng cất, tách chất.

_ Công nghiệp thực phẩm chủ yếu để tẩy rửa, tiệt trùng.

_ Công nghiệp vải sợi, gỗ, bột và giấy.

_ Tẩy rửa, mạ kim loại sơn sấy trong kỹ tḥt điện và chế tạo.

32



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



_ Cơng nghiệp hóa học như bay hơi, cơ đặc, ...

_ Điều tiết khơng khí tiện nghi cơng nghiệp, nơng nghiệp, các cơng trình

cơng cộng như y tế, văn hóa, thể thao.



2.10. Một số bơm nhiệt gia nhiệt nước nóng trong gia đình:

_ Bơm nhiệt dùng để gia nhiệt cho nước nóng bao gồm rất nhiều dòng sản

phẩm, cụ thể như: Máy nước nóng dùng cho gia đình, nhà ở, chung cư … ; máy

nước nóng thương mại; máy điều hòa khơng khí + nước nóng dùng cho các cơng

trình.….



2.11. Khả năng ứng dụng của bơm nhiệt trong công nghệ chế biến

thực phẩm:

2.11.1 Sản xuất nước nóng phục vụ cho sản xuất



Hình 2.11.1 Ứng dụng bơm nhiệt trong sản xuất nước nóng



2.11.2 Trong công nghệ sản xuất bia, đường, sữa, nước giải khát có ga,

cô đặc, chưng cất, sấy…

2.11.2.1. Công nghệ sản xuất bia

_ Nấu dịch đường.

_ Cung cấp nước nóng sơ book cho nồi hơi. (lấy nước su làm mát thiết bị

ngưng tụ).

_ Kết hợp với làm lạnh: làm lạnh dịch đường, tank lên men bia, bảo quản

bia.

2.11.2.2. Sản xuất đường

_ Làm lạnh để điều hòa khơng khí.

_ Dùng nhiệt để: cơ đặc, đun nấu đường.



33



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



2.11.2.3. Cơng nghệ chế biến sữa

_ Nguồn lạnh : bảo quản sữa chua, làm lạnh và bảo quản dung dịch sữa

tươi.

tbq  4  60 C .



_ Nguồn nóng: thanh trùng paster ở nhiệt độ 750C.

2.11.2.4. Cơng nghệ sản xuất nước khống có gas (CO2)

_ Nguồn lạnh: để làm lạnh dung dịch từ nhiệt độ ban đầu xuống tới 2  40 C

sau đó châm CO2, giúp CO2 dễ hấp thụ, đồng thời để điều hòa khơng khí cho phân

xưởng.

_ Nguồn nóng : dùng để thanh trùng, rửa chai lọ làm vệ sinh.

2.11.2.5. Cơng nghệ sản xuất rượu, cồn, dầu ăn

_ Nguồn nóng: thực hiện quá trình chưng, gia nhiệt cho dung dịch trước

khi vào công đoạn sản xuất.

_ Nguồn lạnh: thực hiện q trình ngưng tụ.

Ví dụ: Ứng dụng trong cơ đặc.



Hình 2.11.2.5a ứng dụng bơm nhiệt trong sản cô đặc ở áp sấu chân không



_ Nhiệt độ sôi trong nồi cô đặc t s  45  550 C . Do đó thực hiện cơ đặc chân

khơng là phù hợp.

Ưu điểm: sử dụng cả nguồn lạnh và nguồn nóng.

_ Sơ đồ trên có thể được dùng để sấy dung dịch.

_ Nếu khơng phải cơ đặc chân khơng có thể dùng để làm nóng dung dịch.



34



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



Hình 2.11.2.5b ứng dụng bơm nhiệt trong cơ đặc



2.11.2.6. Trong chưng cất



Hình 2.11.2.6 ứng dụng bơm nhiệt trong chưng cất



_ Nhiệt độ sôi của trong nồi chưng



50  550 C



thích hợp cho chưng chân



khơng. Nếu t s  550 C thì thiết bị ngưng tụ của bơm nhiệt để làm nóng dung dịch

tương tự phần cơ đặc.



35



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



ĐỒ ÁN NHIỆT



2.11.2.7. Trong kỹ thuật sấy (sấy lạnh)

6



SV

1



5



4

3



9



10



15

8



15



14

2



SV



13



SV



3



12



SV



11



2



4



7



1

Hình 6 : ứng dụng bơm nhiệt trong kỹ thuật sấy



1. Máy nén

2. Dàn nóng

3. Dàn lạnh

4. Van tiết lưu tự động

5. Mắt ga

6. Phin lọc ẩm

7. Bình chứa cao áp

8. Bình tách lỏng



9. Giá đỡ nguyên liệu

10. Buồng sấy

11,12,13. Dàn ngưng phụ

14. Máng hứng nước

15. Quạt gió

Van chặn

SV

Cuộn dây van điện từ



2.11.2.8. Trong thiết bị ổn nhiệt (tủ ổn nhiệt)



Hình 2.11.2.8 Ứng dụng bơm nhiệt trong thiết bị ổn nhiệt

36



TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Máy làm lạnh hấp thụ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×