I. Đặc tính truyền nhiệt
Đặc tính truyền nhiệt của thiết bị bay hơi kênh micro trong máy điều hòa không khí CO2 là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng. Thiết bị bay hơi kênh micro có khả năng tăng cường hiệu suất truyền nhiệt nhờ vào diện tích bề mặt tiếp xúc lớn và dòng chảy hai pha. Nghiên cứu cho thấy rằng hệ số truyền nhiệt tổng của thiết bị bay hơi này có thể đạt giá trị cao hơn so với các thiết bị truyền nhiệt truyền thống. Điều này không chỉ giúp giảm kích thước thiết bị mà còn nâng cao hiệu suất làm lạnh. Theo các kết quả thực nghiệm, hệ số truyền nhiệt đối lưu của môi chất lạnh CO2 trong kênh micro có thể dao động từ 6,5 đến 1,3 kW/m²K, với sai số ±1,5 kW/m²K. Việc áp dụng các thiết bị làm mát phụ và thiết bị hồi nhiệt đã chứng minh khả năng cải thiện đáng kể hiệu suất làm lạnh và hệ số COP.
1.1. Hệ số truyền nhiệt
Hệ số truyền nhiệt tổng của thiết bị bay hơi kênh micro được xác định thông qua các phương pháp lý thuyết và thực nghiệm. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa thiết kế kênh micro có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong hiệu suất truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt đối lưu của môi chất lạnh CO2 được xác định là một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của thiết bị. Các kết quả cho thấy rằng khi thay đổi lưu lượng môi chất CO2 từ 97,5 đến 121,4 kg/h, nhiệt độ bay hơi có thể tăng từ 8,2 đến 14,5°C, dẫn đến năng suất lạnh đạt giá trị tối ưu là 3,12 kW và hệ số COP là 3,15 khi lưu lượng đạt 111 kg/h.
II. Thiết bị bay hơi kênh micro
Thiết bị bay hơi kênh micro được thiết kế để tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt trong hệ thống điều hòa không khí. Với cấu trúc kênh nhỏ, thiết bị này cho phép dòng chảy hai pha diễn ra hiệu quả hơn, từ đó nâng cao khả năng truyền nhiệt. Việc sử dụng CO2 làm môi chất lạnh không chỉ giúp giảm thiểu tác động đến môi trường mà còn cải thiện hiệu suất làm lạnh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc lắp đặt thiết bị làm mát phụ có thể làm giảm nhiệt độ trước van tiết lưu, từ đó tăng cường năng suất lạnh lên đến 50% và hệ số COP lên đến 39%. Điều này cho thấy rằng thiết kế và tối ưu hóa thiết bị bay hơi kênh micro là rất cần thiết để đạt được hiệu suất tối ưu trong các hệ thống lạnh hiện đại.
2.1. Thiết kế và hiệu suất
Thiết kế của thiết bị bay hơi kênh micro cần phải xem xét các yếu tố như kích thước kênh, hình dạng và vật liệu chế tạo. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể dẫn đến sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất truyền nhiệt. Hệ thống lạnh CO2 trên tới hạn cơ bản đã được thử nghiệm và cho thấy rằng việc sử dụng thiết bị hồi nhiệt có thể tăng năng suất lạnh lên đến 100% và hệ số COP lên đến 103%. Điều này chứng tỏ rằng việc nghiên cứu và phát triển thiết bị bay hơi kênh micro là một hướng đi đúng đắn trong việc nâng cao hiệu quả năng lượng cho các hệ thống điều hòa không khí.
III. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu về đặc tính truyền nhiệt của thiết bị bay hơi kênh micro trong máy điều hòa không khí CO2 không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn. Việc áp dụng CO2 như một môi chất lạnh tự nhiên giúp giảm thiểu tác động đến môi trường, đồng thời nâng cao hiệu suất làm lạnh. Các hệ thống điều hòa không khí sử dụng thiết bị bay hơi kênh micro có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể, từ đó giảm chi phí vận hành. Hơn nữa, việc nghiên cứu này cũng mở ra hướng đi mới cho các công nghệ HVAC thân thiện với môi trường, góp phần vào việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.
3.1. Tác động đến môi trường
Việc sử dụng CO2 làm môi chất lạnh trong các hệ thống điều hòa không khí có tác động tích cực đến môi trường. CO2 có hệ số GWP=1 và ODP=0, giúp giảm thiểu lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Nghiên cứu cho thấy rằng việc chuyển đổi từ các môi chất lạnh fluorocarbon sang CO2 không chỉ giúp bảo vệ tầng ozone mà còn giảm thiểu biến đổi khí hậu. Các thiết bị bay hơi kênh micro cũng giúp giảm kích thước và trọng lượng của hệ thống, từ đó giảm lượng vật liệu cần thiết và tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất và vận hành.
