Máy lạnh hấp thụ NH3 –H2O dùng năng lượng mặt trời loại gián đoạn để sản xuất nước đá

A.T| 24/11/2011 11:46

Nhóm nghiên cứu Võ Kiến Quốc và Lê Chí Hiệp, Trường đại học bách khoa TP.HCM nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm máy lạnh hấp thụ NH3 –H2O, loại gián đoạn cấp nhiệt bằng collector mặt trời dạng ống – cánh, trong điều kiện thời tiết của TP.HCM để sản xuất nước đá. Kết quả cho thấy có thể sản xuất trung bình khoảng 1,6 đến 2,5 kg đá/m2 collector/ngày. Việc mô phỏng hệ thống cũng đã được các tác giả thực hiện nhằm khảo sát tốc độ diễn ra của các quá trình, đồng thời có thể dự đoán được sản lượng nước đá theo từng vùng thời tiết khác nhau ở các thời điểm khác nhau trong năm. 

 Cho đến nay, máy lạnh có máy nén hơi vẫn đang chiếm lĩnh gần như toàn bộ thị trường làm lạnh. Bên cạnh những ưu điểm không thể phủ nhận thì nó cũng còn tồn tại những khuyết điểm chưa khắc phục được. Làm lạnh bằng máy lạnh hấp thụ không phải là kỹ thuật mới, nhưng hiện nay kỹ thuật này đang được chú ý trở lại do có những ưu điểm vượt trội là có thể vận hành bằng nhiệt năng và có thể sử dụng những chất làm việc thân thiện với môi trường.

Từ mô hình tính toán, nhóm nghiên cứu đã xây dựng mô hình thiết bị. Kết quả thực nghiệm cho thấy có thể sản xuất được nước đá từ máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O loại gián đoạn cấp nhiệt bằng collector mặt trời dạng phẳng với nhiệt độ bay hơi đạt được là – 80 C.

<_st13a_place w:st="on">Chu trình máy lạnh hấp thụ loại gián đoạn khác với chu trình liên tục ở 3 điểm: nhiệt độ dung dịch trong giai đoạn phát sinh liên tục thay đổi; áp suất dung dịch trong giai đoạn phát sinh cũng thay đổi; nồng độ dung dịch trong collector cũng liên tục thay đổi. Do các khác biệt này nên việc vận hành của chu trình loại gián đoạn cũng phức tạp hơn.

Đối với chu trình gián đoạn thì giai đoạn hấp thụ rất quan trọng, nếu việc giải nhiệt collector không tốt thì áp suất trong collector tăng lên có thể đẩy dung dịch về buồng lạnh. Do đó buồng lạnh phải được bố trí cao hơn collector để tránh hiện tượng dung dịch tràn ngược về buồng lạnh. Bên cạnh đó cần phải chú ý đến việc phân phối hơi tác nhân lạnh trong giai đoạn hấp thụ, hơi tác nhân phải phân bố đều trên collector. Ngoài ra cũng phải chú ý đến việc chọn nồng độ dung dịch đậm đặc và nồng độ dung dịch loãng. Nồng độ dung dịch đậm đặc phụ thuộc vào áp suất bay hơi và nhiệt độ môi trường giải nhiệt khi hấp thụ. Nếu nồng độ dung dịch đậm đặc chọn quá cao thì khi hấp thụ độ chênh áp suất của dung dịch lớn làm cho quá trình hấp thụ khó khăn. Nếu chọn nồng độ dung dịch đậm đặc thấp thì nguồn nhiệt cấp vào phải có nhiệt thế cao, điều mà collector phẳng khó đáp ứng được. Nồng độ dung dịch loãng phụ thuộc vào nhiệt độ lớn nhất collector có thể đạt được. Do đó nếu nhiệt độ lớn nhất collector đạt được càng cao đồng nghĩa với nồng độ dung dịch loãng càng thấp thì việc hấp thụ diễn ra càng dễ dàng.

Mô hình thực nghiệm đã sản xuất được nước đá, tuy nhiên khối lượng nước đá tính trên một đơn vị diện tích collector vẫn còn thấp so với các mô hình gián đoạn đã được chế tạo ở các nước khác. Có nhiều nguyên nhân, trong số đó nguyên nhân cơ bản là điều kiện thời tiết không được thuận lợi. Do một số khó khăn khách quan cho nên các thí nghiệm đã được tiến hành trong khoảng từ tháng 10 đến tháng 12, trong thời gian này ở TP.HCM vẫn còn là mùa mưa nên cường độ bức xạ thay đổi khá nhiều, ảnh hưởng lớn đến quá trình bay hơi của dung dịch. Nguyên nhân thứ hai là kết cấu của collector và buồng sản xuất đá chưa được hoàn thiện. Sau khi tiến hành thực nghiệm, nhóm nghiên cứu nhận thấy cần phải cải tiến một số chi tiết trong mô hình để đạt được kết quả cao hơn, nhất là collector do các yêu cầu gần như mâu thuẫn nhau giữa quá trình phát sinh và quá trình hấp thụ. Đặc biệt kết cấu của collector phải đảm bảo sao cho dung dịch bên trong có thể đối lưu dễ dàng hơn để quá trình trao đổi nhiệt có thể tốt hơn.

Tóm lại, với các kết quả đo đạc được từ thực nghiệm, nhóm nghiên cứu khẳng định có thể ứng dụng máy lạnh hấp thụ loại gián đoạn trong điều kiện khí hậu của TP.HCM và các khu vực lân cận. Nếu ứng dụng cho những khu vực có khí hậu khác, ví dụ như Đà Lạt, thì điều kiện giải nhiệt cho collector trong quá trình hấp thụ và quá trình ngưng tụ của tác nhân lạnh sẽ thuận lợi hơn.

(0) Bình luận
Nổi bật
Đừng bỏ lỡ
Máy lạnh hấp thụ NH3 –H2O dùng năng lượng mặt trời loại gián đoạn để sản xuất nước đá
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO