Nghiên cứu chế tạo máy lạnh hấp thụ NH3 H2O công suất nhỏ cho sản xuất nước đá

Máy lạnh hấp thụ NH3-H2O mang lại nhiều lợi ích. Nó sử dụng nhiệt thải thay vì điện năng, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành. Hơn nữa, amoniac (NH3) là chất lạnh tự nhiên, không gây hại tầng ozon và ít ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, máy lạnh hấp thụ cũng có những hạn chế. Hiệu suất của nó thường thấp hơn so với máy lạnh nén. Thiết kế và chế tạo phức tạp hơn, đòi hỏi kỹ thuật cao. Khả năng điều chỉnh công suất cũng hạn chế hơn. Amoniac nước làm lạnh cần được xử lý cẩn thận do tính độc hại của amoniac. So sánh máy lạnh hấp thụ và máy lạnh nén cần được thực hiện để đánh giá ưu nhược điểm của từng loại. Ứng dụng của máy lạnh hấp thụ trong công nghiệp đang được mở rộng nhờ các cải tiến về hiệu suất và độ tin cậy.

Nghiên cứu này tập trung vào phân tích chu trình lạnh hấp thụ. Chu trình lạnh hấp thụ bao gồm các quá trình chính: hấp thụ, bay hơi, ngưng tụ và tiết lưu. Hiệu suất hệ thống làm lạnh hấp thụ được đánh giá thông qua hệ số hiệu quả (COP). Các thông số quan trọng ảnh hưởng đến COP bao gồm nhiệt độ nguồn nhiệt, nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ và nồng độ dung dịch. Mô hình toán học hệ thống làm lạnh hấp thụ được xây dựng để mô phỏng và tối ưu hóa quá trình. Thiết kế hệ thống làm lạnh hấp thụ cần tối ưu hóa các thông số này để đạt hiệu suất cao nhất. Vận hành và bảo trì máy lạnh hấp thụ cũng được xem xét để đảm bảo độ bền và hiệu quả hoạt động lâu dài. Chi phí vận hành máy lạnh hấp thụ thấp hơn so với máy lạnh nén, nhờ tận dụng nguồn nhiệt thải.

Thiết kế hệ thống làm lạnh hấp thụ bắt đầu từ việc xác định các thông số vận hành. Bình hấp thụ cần có kích thước phù hợp để đảm bảo quá trình hấp thụ hiệu quả. Tính toán thể tích bình hấp thụ và kiểm tra độ bền là rất quan trọng. Bình ngưng tụ cần có diện tích trao đổi nhiệt đủ lớn để ngưng tụ hơi amoniac hiệu quả. Tính toán diện tích trao đổi nhiệt và kiểm tra độ bền cũng được thực hiện. Bộ bay hơi được thiết kế để bay hơi chất lạnh ở nhiệt độ thấp. Máy làm đá được tích hợp, đòi hỏi tính toán về diện tích làm lạnh và lưu lượng nước muối.

Sau khi chế tạo, hệ thống được thử nghiệm để đánh giá hiệu suất. Xây dựng mô hình thực nghiệm cho phép đo đạc các thông số vận hành chính xác. Kết quả thí nghiệm được phân tích để xác định COP và hiệu suất làm lạnh. Ảnh hưởng của các thông số vận hành như lưu lượng dung dịch, nhiệt độ nguồn nhiệt và nhiệt độ bay hơi được nghiên cứu. Xác định nồng độ dung dịch nạp tối ưu giúp cải thiện hiệu suất. So sánh kết quả thí nghiệm và mô phỏng để đánh giá độ chính xác của mô hình. Nước đá sạch là sản phẩm cuối cùng, chất lượng được kiểm soát. Vận hành và bảo trì máy lạnh hấp thụ được mô tả rõ ràng, cung cấp hướng dẫn cho người sử dụng.

Nghiên cứu này đã có nhiều đóng góp quan trọng. Nó đã chứng minh tính khả thi của việc chế tạo máy lạnh hấp thụ NH3-H2O công suất nhỏ tại Việt Nam. Mô hình toán học và phương pháp tối ưu hóa đã được phát triển. Dữ liệu thực nghiệm cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế và vận hành hệ thống. Nghiên cứu cũng góp phần đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực kỹ thuật lạnh và sử dụng năng lượng hiệu quả. Sản xuất nước đá sạch bằng nguồn năng lượng tái tạo là một thành tựu đáng kể.

Máy lạnh hấp thụ NH3-H2O công suất nhỏ có tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Nó có thể được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp, xí nghiệp chế biến thực phẩm, và các cơ sở sản xuất cần làm lạnh quy mô vừa và nhỏ. Việc sử dụng nhiệt thải làm nguồn năng lượng giúp giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường. Trong tương lai, nghiên cứu có thể tập trung vào việc nâng cao hiệu suất hệ thống, giảm chi phí sản xuất và mở rộng quy mô ứng dụng. Giải pháp làm lạnh bền vững này đóng góp tích cực vào sự phát triển kinh tế - xã hội.