Luận văn thạc sĩ công nghệ nhiệt nghiên cứu ứng dụng làm lạnh bay hơi có sử dụng chất hút ẩm trong điều hoà không khí nhằm tiết kiệm năng lượng

Luận văn thạc sĩ công nghệ nhiệt nghiên cứu ứng dụng làm lạnh bay hơi với chất hút ẩm trong điều hòa không khí để tiết kiệm năng lượng.

• Tác giả: Lâm Thanh Hương
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thế Bảo
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Làm Lạnh Bay Hơi Tiết Kiệm Năng Lượng Trong Điều Hòa Không Khí
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan các quá trình làm lạnh

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, với nhiệt độ ngoài trời cao và độ ẩm lớn. Điều này tạo ra nhu cầu cao về hệ thống điều hòa không khí. Công nghệ làm lạnh bay hơi sử dụng chất hút ẩm là một giải pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt giữa không khí và chất hút ẩm, giúp giảm thiểu tiêu thụ điện năng. Theo nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ làm lạnh bay hơi có thể giảm đến 50% lượng điện tiêu thụ so với các hệ thống truyền thống. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. Hệ thống làm lạnh bay hơi có thể được áp dụng rộng rãi trong các tòa nhà thương mại, nhà máy và các khu vực có nhu cầu làm lạnh cao.

1.1. Nguyên lý làm lạnh bay hơi

Nguyên lý làm lạnh bay hơi dựa trên quá trình bay hơi của chất lỏng, trong đó nhiệt lượng được hấp thụ từ môi trường xung quanh. Khi chất lỏng bay hơi, nó hấp thụ nhiệt từ không khí, làm giảm nhiệt độ không khí xung quanh. Hệ thống làm lạnh này sử dụng chất hút ẩm như LiCl để tăng cường hiệu suất làm lạnh. Chất hút ẩm có khả năng hấp thụ độ ẩm trong không khí, từ đó làm giảm nhiệt độ không khí một cách hiệu quả. Việc sử dụng chất hút ẩm không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn cải thiện chất lượng không khí trong các không gian điều hòa. Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng công nghệ này có thể mang lại hiệu quả cao trong việc tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

II. Ứng dụng công nghệ làm lạnh bay hơi

Công nghệ làm lạnh bay hơi đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ điều hòa không khí cho đến các hệ thống làm lạnh công nghiệp. Hệ thống HVAC sử dụng công nghệ này giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành. Việc sử dụng năng lượng tái tạo trong các hệ thống này cũng đang trở thành xu hướng, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường. Các nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng công nghệ làm lạnh bay hơi có thể giảm thiểu lượng điện tiêu thụ từ 30% đến 50% so với các hệ thống truyền thống. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

2.1. Hiệu suất năng lượng

Hiệu suất năng lượng của hệ thống làm lạnh bay hơi được đánh giá qua các chỉ số như EER (Energy Efficiency Ratio) và COP (Coefficient of Performance). Các nghiên cứu cho thấy, hệ thống làm lạnh bay hơi có thể đạt được hiệu suất cao hơn so với các hệ thống truyền thống. Việc sử dụng chất hút ẩm trong quá trình làm lạnh giúp tăng cường hiệu suất và giảm thiểu tiêu thụ điện năng. Hệ thống này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn cải thiện chất lượng không khí trong các không gian điều hòa. Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng công nghệ này có thể mang lại hiệu quả cao trong việc tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

III. Kết luận và đề nghị

Nghiên cứu về ứng dụng công nghệ làm lạnh bay hơi tiết kiệm năng lượng trong điều hòa không khí cho thấy tiềm năng lớn trong việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn cải thiện chất lượng không khí. Để phát triển bền vững, cần có các chính sách khuyến khích việc sử dụng công nghệ làm lạnh bay hơi trong các hệ thống điều hòa không khí. Các nhà nghiên cứu và kỹ sư cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ này để nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường.

3.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần có các nghiên cứu sâu hơn về hiệu suất của các loại chất hút ẩm khác nhau trong hệ thống làm lạnh bay hơi. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới có thể giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu về tác động của công nghệ này đến môi trường và sức khỏe con người. Các nhà khoa học và kỹ sư cần hợp tác chặt chẽ để phát triển các giải pháp bền vững cho ngành công nghiệp điều hòa không khí.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. Hoà Chí Minh TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ------------------ LAÂM THANH HUØNG NGHIEÂN CÖÙU ÖÙNG DUÏNG LAØM LAÏNH BAY HÔI COÙ SÖÛ DUÏNG CHAÁT HUÙT AÅM TRONG ÑIEÀU HOØA KHOÂNG KHÍ NHAÈM TIEÁT KIEÄM NAÊNG LÖÔÏNG CHUYEÂN NGAØNH : COÂNG NGHEÄ NHIEÄT MAÕ SOÁ NGAØNH : 60.80 LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TP. HOÀ CHÍ MINH, THAÙNG 06 NAÊM 2008 COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc : TS. NGUYEÃN THEÁ BAÛO Caùn boä chaám nhaän xeùt 1 : Caùn boä chaám nhaän xeùt 1 : Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä taïi HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA, ngaøy 16 thaùng 06 naêm 2008 Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp.

Hoà Chí Minh COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT N TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA Ñoäc Laäp - Töï Do - Haïnh Phuùc NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Hoï vaø teân hoïc vieân : LAÂM THANH HUØNG Phaùi : Nam Ngaøy, thaùng, naêm sinh : 19-06-1972 Nôi sinh : Baïc Lieâu Chuyeân ngaønh : Coâng ngheä Nhieät Maõ soá : 60. TEÂN ÑEÀ TAØI : NGHIEÂN CÖÙU ÖÙNG DUÏNG LAØM LAÏNH BAY HÔI COÙ SÖÛ DUÏNG CHAÁT HUÙT AÅM TRONG ÑIEÀU HOØA KHOÂNG KHÍ NHAÈM TIEÁT KIEÄM NAÊNG LÖÔÏNG II. NHIEÄM VUÏ VAØ NOÄI DUNG: 1. Toång quan caùc quaù trình laøm laïnh 2.

Nguyeân lyù laøm laïnh bay hôi coù söû duïng chaát huùt aåm 3. Moâ hình thöïc nghieäm vaø keát quaû 5. Chöông trình moâ phoûng heä thoáng 6. Ñaùnh giaù ñoä tin caäy cuûa moâ hình moâ phoûng 7.

Keát luaän – ñeà nghò III. NGAØY GIAO NHIEÄM VUÏ: 16-07-2007 IV. NGAØY HOAØN THAØNH NHIEÄM VUÏ: 16-06-2008 V. CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN: TS.

NGUYEÃN THEÁ BAÛO CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN CHUÛ NHIEÄM NGAØNH BOÄ MOÂN QUAÛN LYÙ NGAØNH TS. NGUYEÃN THEÁ BAÛO PGS.TS LEÂ CHÍ HIEÄP PGS.TS LEÂ CHÍ HIEÄP Noäi dung vaø ñeà cöông luaän vaên thaïc só ñaõ ñöôïc Hoäi Ñoàng Chuyeân Ngaønh thoâng qua. Ngaøy thaùng naêm 2008 PHOØNG ÑAØO TAÏO SÑH KHOA QUAÛN LYÙ NGAØNH LÔØI CAÛM ÔN Taùc giaû xin chaân thaønh caûm ôn: - Thaày höôùng daãn, TS. Nguyeãn Theá Baûo ñaõ taän tình höôùng daãn vaø giuùp ñôõ trong quaù trình hoïc taäp cuõng nhö trong suoát quaù trình thöïc hieän luaän vaên naøy.

- Caùc PGS, TS Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp Hoà Chí Minh ñaõ tham gia giaûng daïy lôùp cao hoïc khoùa 14 vaø 2006 ñaõ taän tình höôùng daãn vaø giuùp ñôõ trong suoát quaù trình hoïc taäp cuõng nhö trong quaù trình thöï hieän luaän vaên - Nhöõng ngöôøi thaân, caùc hoïc vieân cao hoïc ngaønh Coâng ngheä nhieät khoùa 14 vaø khoùa 2006 vaø baïn beø ñoàng nghieäp ñaõ giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân trong suoát thôøi gian thöïc hieän luaän vaên naøy. Hoïc vieân cao hoïc Laâm Thanh Huøng TOÙM TAÉT LUAÄN VAÊN Baøi luaän vaên naøy trình baøy caùc cô sôû lyù thuyeát veà vaán ñeà veà nhieät aån vaø nhieät hieän cuûa khoâng khí vaø caùc quaù trình trao ñoåi nhieät vaø trao ñoåi chaát giöõa khoâng khí vôùi nöôùc vaø vôùi dung dòch chaát huùt aåm. Phaân tích caùc heä thoáng laøm laïnh bay hôi vaø taùch aåm baèng chaát huùt aåm, thöïc hieän thí nghieäm heä thoáng laøm huùt aåm khoâng khí hoaøn chænh vaø nghieân cöùu quaù trình huùt aåm vaø taùi sinh chaát huùt aåm LiCL ñoái vôùi ñieàu kieän khí haäu Vieät nam. Ñeå öùng duïng vaøo heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí ñoái vôùi nhöõng khoâng gian ñieàu hoøa coù nhieät aån cao hay khoâng söû duïng laïi khoâng khí laïnh tuaàn hoaøn nhaèm tieát kieäm naêng löôïng.

Luaän vaên naøy cuõng ñaõ xaây döïng chöông trình moâ phoûng heä thoáng laøm laïnh huùt aåm söû duïng chaát huùt aåm loûng LiCl baèng ngoân ngöõ C# (Visual Studio. Trong ñoù caùc thoâng soá vaät lyù, caùc quaù trình truyeàn nhieät vaø truyeàn chaát cuûa dung dòch LiCl, khoâng khí vaø nöôùc ñöôïc thöïc hieän moät caùch töï ñoäng. Trong luaän vaên naøy coù phaân tích, so saùnh kinh teá ñoái vôùi phöông aùn ñieàu hoøa söû duïng maùy laïnh neùn hôi ñeå ñaùnh giaù tính khaû thi cuûa phöông aùn söû duïng chaát huùt aåm LiCl. Caùc vaán ñeà ñaõ neâu treân trong luaän naøy hy voïng seõ goùp phaàn laøm vaøo caùc giaûi phaùp thieát keá heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí quan taâm ñeán vieäc tieát kieäm naêng löôïng.

CAÙC KYÙ HIEÄU CHÍNH SÖÛ DUÏNG Kyù hieäu Ñôn vò YÙ nghóa A m2 Dieän tích a m2/s Heä soá daãn nhieät ñoä C kJ/Kg.ñoä Nhieät dung rieâng c % Noàng ñoä dung dòch D m2/s Heä soá khuyeát taùn hôi nöôùc d g/kgKK Ñoä chöùa hôi cuûa khoâng khí G kg/s Löu löôïng khoái löôïng i KJ/Kg Enthalpy K W/ m2.ñoä Heä soá toaû nhieät N kW Coâng suaát ñieän p bar AÙp suaát Q kW Coâng suaát nhieät r KJ/Kg AÅn nhieät hoùa hôi vaø ngöng tuï T K Nhieät ñoä tuyeät ñoái 0 t C Nhieät ñoä V m3/h Löu löôïng theå tích v m/s Vaän toác W g/m2.s Maät ñoä doøng aåm α W/ m2.ñoä Heä soá toûa nhieät ε Hieäu suaát ω g/kgKK Ñoä chöùa hôi cuûa khoâng khí φ % Ñoä aåm töông doái cuûa khoâng khí 0 Δt C Cheânh leäch nhieät ñoä λ W/m.ñoä Heä soá daãn nhieät ρ Kg/m3 Khoái löôïng rieâng β g/m2.s Heä soá trao ñoåi aåm CAÙC CHÖÕ VIEÁT TAÉT THÖÔØNG DUØNG CHA Chaát huùt aåm ÑHKK Ñieàu hoøa khoâng khí LLBH Laøm laïnh bay hôi KK Khoâng khí RSHF Heä soá nhieät hieän phoøng NOÄI DUNG Trang MÔÛ ÑAÀU. 1 CHÖÔNG I - TOÅNG QUAN CAÙC QUAÙ TRÌNH LAØM LAÏNH. 3 CHÖÔNG 2 - NGUYEÂN LYÙ LAØM LAÏNH BAY HÔI VAØ TAÙCH AÅM BAÈNG CHAÁT HUÙT AÅM. Caùc quaù trình trao ñoåi nhieät vaø aåm giöõa nöôùc vaø khoâng khí.

Toång quan veà laøm laïnh bay hôi. Laøm laïnh bay hôi tröïc tieáp. Hieäu suaát baõo hoøa. Ñaëëc tính heä thoáng.

Caùc kieåu laøm laïnh bay hôi tröïc tieáp. Laøm laïnh bay hôi giaùn tieáp. Laøm laïnh bay hôi giaùn tieáp vaø quaù trình laøm laïnh. Quaù trình trao ñoåi nhieät.

Hieäu suaát hay heä soá coâng suaát cuûa boä LLBH giaùn tieáp. Ñaëc ñieåm vaän haønh. Laøm laïnh bay hôi giaùn tieáp – tröïc tieáp. Laøm laïnh bay hôi keát hôïp vôùi laøm laïnh coù maùy neùn hôi.

Laøm laïnh bay hôi söû duïng chaát huùt aåm. Laøm laïnh huùt aåm. Heä thoáng laøm laïnh huùt aåm. 33 CHÖÔNG 3 - CHAÁT HUÙT AÅM & CAÙC QUAÙ TRÌNH HUÙT AÅM.

Chu kyø huùt aåm. Caùc daïng chaát huùt aåm. Chaát huùt aåm loûng. Chaát huùt aåm raén.

Ñöôøng ñaúng nhieät huùt aåm. Quaù trình huùt aåm baèng chaát huùt aåm. Ñaëc tính chung. Quaù trình huùt aåm baèng chaát huùt aåm raén.

Taùch aåm baèng chaát huùt aåm loûng. 51 CHÖÔNG 4 - MOÂ HÌNH THÖÏC NGHIEÄM VAØ KEÁT QUAÛ. Phaân tích löïa choïn phöông aùn. Xaây döïng moâ hình thí nghieäm.

Thieát bò thí nghieäm. Caùc duïng cuï ño ñöôïc söû duïng trong thí nghieäm. Keát quaû thí nghieäm. Xaây döïng sô ñoà cho ñieàu hoøa khoâng khí.

Moät soá daïng sô ñoà heä thoáng ñieàu hoøa söû duïng chaát huùt aåm. Sô ñoà ÑHKK löïa choïn xaây döïng ñöôïc moâ taû nhö hình 4. Nguyeân lyù laøm vieäc. Tính toaùn sô ñoà.

Tính toaùn cho khoâng khí ñieàu hoøa. Tính toaùn dung dòch LiCl. Tieâu hao naêng löôïng cuûa heä thoáng. Heä soá hieäu quaû cuûa heä thoáng.

104 CHÖÔNG 5 - CHÖÔNG TRÌNH MOÂ PHOÛNG HEÄ THOÁNG. Sô ñoà löu chuyeån cuûa chöông trình. Giao dieän chöông trình. Noäi dung chöông trình.

Keát quaû tính toaùn. 108 CHÖÔNG 6 – ÑAÙNH GIAÙ ÑOÄ TIN CAÄY CUÛA MOÂ HÌNH MOÂ PHOÛNG. Ñoä tin caäy cuûa chöông trình. Thaùp Taùi Sinh.

Tính toaùn kinh teá kyõ thuaät. Khaû naêng öùng duïng trong thöïc teá. Tính toaùn kinh teá kyõ thuaät. 124 CHÖÔNG 7 - KEÁT LUAÄN – ÑEÀ NGHÒ.

Noäi dung chính cuûa luaän vaên. Nhöõng ñoùng goùp chính cuûa luaän vaên. Höôùng phaùt trieån cuûa luaän vaên. 127 PHUÏ LUÏC TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1 MÔÛ ÑAÀU Tieát kieäm naêng löôïng laø vaán ñeà quan trong haøng ñaàu khoâng chæ ôû Vieät Nam maø ngay caû caùc nöôùc tieân tieán caùc nhaø khoa hoïc ñaõ vaø ñang tìm kieám giaûi phaùp cho vaán ñeà naøy, ví duï nhö hieän nay caùc haõng saûn xuaát xe hôi ñaõ nghieân cöùu vaø saûn xuaát xe hôi lai, loaïi xe chaïy keát hôïp nhieân lieäu vaø ñieän, nhaèm tieát giaûm nhieân lieäu, töông töï trong lónh vöïc thoâng gioù vaø ñieàu hoøa khoâng khí, caùc nhaø khoa hoïc khaép nôi treân theá giôùi ñaõ vaø ñang öùng duïng coâng ngheä môùi vaøo heä thoáng ñieàu hoøa maùy neùn hôi truyeàn thoáng hay giaûi phaùp tích hôïp heä thoáng nhaèm naâng cao heä soá COP, cuõng nhö taän duïng caùc nguoàn nhieät thaûi, hay naêng löôïng maët trôøi ñeå giaûm bôùt vieäc tieâu hao ñieän naêng.

Heä thoáng thoâng gioù vaø ñieàu hoøa khoâng khí ñöôïc phaùt minh vaøo ñaàu theá kyû XX cho ñeán nay ñaõ traûi qua nhieàu söï thay ñoåi vaø caûi tieán vaø ñang phaùt trieån ôû möùc cao, noùi chung coù nhieàu kieåu laøm laïnh, trong ñoù hai kieåu phoå bieáùn nhö laøm laïnh coù maùy neùn hôi vaø laøm laïnh bay hôi. Hieän nay, trong caùc toøa nhaø thöông maïi, sieâu thò,. chuû yeáu laø söû duïng heä thoáng ñieàu hoøa coù maùy neùn hôi cuøng vôùi caùc taùc nhaân laïnh thuoäc loïai toång hôïp hoùa hoïc. Maùy ñieàu hoøa coù maùy neùn hôi ñaõ thoáng trò kyõ thuaät laïnh trong suoát moät thôøi gian daøi bôûi vì so vôùi caùc kieåu laøm laïnh khaùc thì noù toû ra hieäu quaû hôn, tieän lôïi vaø goïn nheï hôn nhieàu.

Tuy nhieân, trong nhöõng naêm gaàn ñaây, tröôùc thöïc traïng oâ nhieãm moâi tröôøng vaø nguoàn naêng löôïng töï nhieân ñang ngaøy caøng caïn daàn thì vaán ñeà baûo veä moâi tröôøng vaø söû duïng hieäu quaû naêng löôïng laø nhöõng vaán ñeà böùc baùch ñöôïc caû theá giôùi quan taâm. Ñieàu ñoù ñaõ thuùc ñaåy caùc nhaø khoa hoïc nhìn nhaän ñaùnh giaù laïi vaán ñeà hieäu quaû söû duïng naêng löôïng cuûa maùy laïnh neùn hôi vaø nhöõng aûnh höôûng cuûa taùc nhaân laïnh naøy, ñaëc bieät laø vieäc gaây ra hieäu öùng nhaø kính, phaù huûy taàng Ozone cuûa baàu khí quyeån traùi ñaát. Töø nhöõng lyù do khaùch quan neâu treân, thöïc teá ñaõ coù nhieàu giaûi phaùp ñöôïc nghieân cöùu vaø öùng duïng nhaèm tieát kieäm naêng löôïng aùp duïng cho caùc heä thoáng thoâng gioù vaø ñieàu hoøa khoâng khí, nhö söû duïng boä bieán taàn trong heä thoáng ñieàu hoøa trung taâm coù löu löôïng gioù thay ñoåi, duøng boàn tính tröõ laïnh, heä thoáng coù löu löôïng moâi chaát laïnh thay ñoåi theo phuï taûi – VRV, nhaèm naêng cao heä soá coâng suaát maùy laïnh cho heä thoáng laïnh truyeàn thoáng coù maùy neùn hôi, heä thoáng laïnh söû duïng maùy laïnh haáp thuï, heä thoáng laïnh lai nhö laøm laïnh bay hôi söû duïng chaát huùt aåm vaø keát hôïp naêng löôïng maët trôøi.