I. Tổng quan về nghiên cứu máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu tập trung vào quá trình truyền nhiệt và chất trong bình hấp thụ của máy lạnh hấp thụ NH3/H2O, phù hợp với điều kiện tại Việt Nam. Quá trình hấp thụ được xác định là yếu tố quan trọng nhất trong việc nâng cao hiệu suất tổng thể của máy lạnh hấp thụ. Các cấu trúc bình hấp thụ và quá trình truyền nhiệt-chất đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới. Mục tiêu chính của nghiên cứu là phát triển ứng dụng máy lạnh hấp thụ NH3-H2O tại Việt Nam, với trọng tâm là lựa chọn cấu trúc bình hấp thụ có thể chế tạo trong nước mà không cần đầu tư công nghệ mới.
1.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước
Các nghiên cứu quốc tế đã tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình truyền nhiệt và chất trong bình hấp thụ, đặc biệt là với màng chảy. Các mô hình toán học và thực nghiệm đã được phát triển để hiểu rõ hơn về động lực học của quá trình hấp thụ. Các kết quả từ các nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số như nồng độ dung dịch, nhiệt độ và lưu lượng có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của máy lạnh hấp thụ.
1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, nghiên cứu về máy lạnh hấp thụ NH3-H2O còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào việc ứng dụng các công nghệ sẵn có. Nghiên cứu này nhằm lấp đầy khoảng trống đó bằng cách phát triển các mô hình toán học và thực nghiệm phù hợp với điều kiện địa phương, từ đó tạo ra các giải pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
II. Cơ sở lý thuyết về quá trình hấp thụ kiểu màng chảy
Nghiên cứu này tập trung vào quá trình hấp thụ trong bình hấp thụ kiểu màng chảy, nơi dung dịch lỏng và hơi tương tác để truyền nhiệt và chất. Các mô hình toán học được phát triển để mô tả hiện tượng này, bao gồm các phương trình vi phân từng phần. Các thông số như nhiệt độ, nồng độ và lưu lượng được xem xét để tối ưu hóa hiệu suất của bình hấp thụ.
2.1 Mô hình và phương pháp thí nghiệm
Một máy lạnh hấp thụ NH3-H2O hoàn chỉnh được chế tạo với công suất lạnh khoảng 2 kW, được thiết kế để sản xuất nước đá. Các thí nghiệm được thực hiện để thiết lập mối quan hệ giữa hệ số truyền nhiệt và hệ số truyền chất với các biến số cơ bản ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ.
2.2 Phương pháp giải
Các mô hình toán học được sử dụng để mô phỏng quá trình hấp thụ, bao gồm việc giải các phương trình vi phân từng phần bằng ngôn ngữ lập trình Matlab. Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu thực nghiệm để đảm bảo độ chính xác của mô hình.
III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ dung dịch nạp phù hợp là 31%, tương ứng với hệ số hiệu quả COP = 0.436 và hệ số hiệu quả làm lạnh nước muối COPu = 0.262. Các thí nghiệm cũng chỉ ra rằng việc giảm nhiệt độ bay hơi và tăng nhiệt độ ngưng tụ có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của máy lạnh hấp thụ.
3.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch nạp
Các thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch nạp từ 29.5% đến 32.5% cho thấy nồng độ 31% là tối ưu. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây và cho thấy sự ổn định trong hiệu suất của máy lạnh hấp thụ.
3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi và ngưng tụ
Nghiên cứu chỉ ra rằng việc giảm nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh và tăng nhiệt độ ngưng tụ có thể cải thiện hiệu suất của máy lạnh hấp thụ. Điều này được chứng minh thông qua các mô phỏng và thí nghiệm thực tế.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã đóng góp quan trọng vào việc hiểu rõ quá trình truyền nhiệt và chất trong bình hấp thụ của máy lạnh hấp thụ NH3-H2O. Các kết quả thực nghiệm và mô phỏng đã chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ này tại Việt Nam. Các kiến nghị bao gồm việc tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các thông số và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.
4.1 Những đóng góp khoa học
Nghiên cứu đã phát triển các mô hình toán học và thực nghiệm để mô tả quá trình hấp thụ trong bình hấp thụ kiểu màng chảy. Các kết quả này đã được so sánh và xác nhận với các nghiên cứu quốc tế, cho thấy sự phù hợp và độ tin cậy cao.
4.2 Hướng phát triển trong tương lai
Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các thông số như nồng độ dung dịch, nhiệt độ và lưu lượng, đồng thời mở rộng ứng dụng của máy lạnh hấp thụ NH3-H2O trong các lĩnh vực công nghiệp và dân dụng tại Việt Nam.
