I. Tổng quan về máy lạnh hấp thụ NH3 H2O
Máy lạnh hấp thụ NH3-H2O là một công nghệ làm lạnh sử dụng nhiệt năng thay vì điện năng, phù hợp với các khu vực không có lưới điện. Máy lạnh hấp thụ khác biệt với máy lạnh có máy nén hơi ở chỗ nó sử dụng dung dịch NH3-H2O làm môi chất lạnh, thân thiện với môi trường. Ưu điểm chính của máy lạnh hấp thụ là khả năng sử dụng các nguồn nhiệt thải, phụ phẩm nông nghiệp hoặc năng lượng mặt trời, giúp giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.
1.1 Sự khác biệt giữa máy lạnh hấp thụ và máy lạnh có máy nén hơi
Máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt năng để vận hành, trong khi máy lạnh có máy nén hơi dựa vào cơ năng. Môi chất làm việc trong máy lạnh hấp thụ là dung dịch NH3-H2O, trong khi máy lạnh có máy nén hơi sử dụng các chất lạnh đơn thuần hoặc hỗn hợp đồng sôi. Sự khác biệt này làm cho máy lạnh hấp thụ phù hợp hơn với các ứng dụng làm lạnh sâu và thân thiện với môi trường.
1.2 Dung dịch làm việc
Dung dịch NH3-H2O được sử dụng trong máy lạnh hấp thụ có khả năng làm lạnh đến nhiệt độ âm, phù hợp cho sản xuất nước đá. Dung dịch này không độc hại, không gây nổ và có hiệu suất cao trong các điều kiện nhiệt động học. Tuy nhiên, cần chú ý đến vấn đề rò rỉ NH3 và tính ăn mòn của nó đối với kim loại.
II. Ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp trong máy lạnh hấp thụ
Phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là trấu, được sử dụng làm nguồn nhiệt cho máy lạnh hấp thụ. Trấu có nhiệt trị trung bình khoảng 13.500 kJ/kg, phù hợp để cấp nhiệt cho hệ thống. Việc sử dụng trấu không chỉ giảm chi phí nhiên liệu mà còn giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do lượng trấu dư thừa.
2.1 Thống kê lượng phụ phẩm nông nghiệp ở Đồng bằng sông Cửu Long
Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực sản xuất lúa gạo lớn nhất Việt Nam, với sản lượng trấu hàng năm lên đến 4 triệu tấn. Lượng trấu này có thể cung cấp năng lượng tương đương 1,33 triệu tấn dầu FO. Tuy nhiên, chỉ khoảng 50% lượng trấu được sử dụng, phần còn lại thường bị thải bỏ, gây ô nhiễm môi trường.
2.2 Xác định nhiệt trị của trấu
Nhiệt trị của trấu dao động từ 13.500 đến 14.000 kJ/kg, phụ thuộc vào độ ẩm và giống lúa. Mặc dù nhiệt trị của trấu thấp hơn so với dầu FO, nhưng giá thành rẻ hơn nhiều lần, làm cho nó trở thành nguồn nhiệt hiệu quả cho máy lạnh hấp thụ.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tế
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của máy lạnh hấp thụ NH3-H2O trong việc sản xuất nước đá bằng cách sử dụng trấu làm nguồn nhiệt. Hệ thống này có thể sản xuất 3,2 tấn đá/ngày với chi phí thấp, phù hợp với các khu vực nông thôn không có lưới điện.
3.1 Lập sơ đồ phương án và phân tích lựa chọn
Các phương án thiết kế được phân tích dựa trên hiệu suất và chi phí. Phương án sử dụng trấu làm nguồn nhiệt được chọn do tính khả thi cao và chi phí thấp. Hệ thống này cũng giảm thiểu tác động đến môi trường so với các phương án sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
3.2 Tính toán chu trình thiết bị lạnh
Chu trình làm lạnh của máy lạnh hấp thụ NH3-H2O được tính toán dựa trên các thông số nhiệt động học. Kết quả cho thấy hệ thống có thể đạt hiệu suất cao khi sử dụng trấu làm nguồn nhiệt, với nồng độ dung dịch đậm đặc tối ưu từ 46% đến 48%.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng lớn của máy lạnh hấp thụ NH3-H2O trong việc sản xuất nước đá bằng phụ phẩm nông nghiệp. Hệ thống này không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu suất và mở rộng ứng dụng của công nghệ này.
4.1 Giá trị thực tiễn của nghiên cứu
Nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn cao, đặc biệt là ở các khu vực nông thôn không có lưới điện. Việc sử dụng trấu làm nguồn nhiệt giúp giảm chi phí và tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp dư thừa.
4.2 Hướng phát triển trong tương lai
Trong tương lai, cần nghiên cứu thêm về việc tích hợp máy lạnh hấp thụ với các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng mặt trời. Điều này sẽ giúp tăng hiệu suất và mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ này.
