Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu quả xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt trong hệ thống water Chiller
CẢM TẠ Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, xin bày tỏ lời cảm ơn tới giáo viên hướng dẫn tôi, TS Lê Minh Nhựt - Người định hướng, trực tiếp hướng dẫn cố vấn cho suốt thời gian thực đề tài luận văn Xin chân thành cảm ơn tài liệu chuyên ngành, hỗ trợ thiết bị thí nghiệm điều kiện nghiên cứu Đồng thời, Thầy người chia cho kinh nghiệm quý giá kiến thức chuyên môn định hướng phát triển thân Một lần nữa, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Thầy Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy/Cơ Khoa Cơ Khí Động Lực, Thầy hội đồng bảo vệ góp ý, hướng dẫn tạo điều kiện cho tơi thực đề tài nghiên cứu hoàn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin tỏ lịng biết ơn đến phụ huynh, đồng nghiệp bạn bè em sinh viên bên cạnh giúp đỡ, động viên tơi thời gian hồn thành luận văn thạc sĩ Trân trọng./ ix LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 05 năm 2021 (Ký tên ghi rõ họ tên) Dương Huỳnh Minh Nhựt x TĨM TẮT Mục tiêu đề tài đánh giá ảnh hưởng tần số, độ rộng xung điện áp, mật độ dòng điện đến hiệu xử lý nước điện hóa cho nước làm mát tháp giải nhiệt hệ thống water chiller giải nhiệt nước Một hệ thống xử lý nước điện hóa thiết kế để xử lý nước làm mát tháp giải nhiệt hệ thống chiller giải nhiệt nước lắp đặt khuôn viên Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh Thiết bị bao gồm nguồn điều khiển chiều, thiết bị đo lường, bể phản ứng điện hóa điện cực Loạt thí nghiệm đầu tiên, mẫu nước làm mát ban đầu xử lý bể phản ứng lít để đánh giá ảnh hưởng tần số, độ rộng xung điện áp mật độ dòng điện đến hiệu trình xử lý nước làm mát điện hóa xung Trong loạt thí nghiệm thứ hai, hệ thống xử lý nước điện hóa kết nối với tháp giải nhiệt để xử lý nước làm mát tuần hoàn qua bể phản ứng nhằm so sánh hiệu điện tiêu thụ phương pháp điện hóa xung so với phương pháp điện hóa chiều truyền thống Kết nghiên cứu cho thấy với độ rộng xung điện áp 0.7, tần số kHz, mật độ dòng điện 80 A/m2 cho hiệu xỷ lý nước làm mát tháp giải nhiệt tối đa quan sát Khi so sánh chế độ điện hóa xung với chế độ điện hóa chiều điện tiêu thụ giảm xuống đồng thời hiệu loại bỏ độ cứng tổng tăng lên Do đó, chứng minh tính ưu việt phương pháp điện hóa xung so với phương pháp điện hóa chiều truyền thống xi ABSTRACT The main objective of the thesis is to evaluate the effects of the frequency, the duty cycle and the current density on the performance of the electrochemical cooling water treatment for cooling towers of water-cooled chiller systems An electrochemical water treatment system designed to treat cooling water samples of the cooling tower of a water chiller system is designed and installed on the campus of Ho Chi Minh City University of Technology and Education This system consists of a DC power supply, measuring equipment, an electrochemical reactor tank and electrodes The first series of experiments, a cooling water sample was treated in a 2-liter reactor to evaluate the effects of the frequency, the duty cycle and the current density on the performance of the electrochemical cooling water treatment In the second series of experiments, this cooling water treatment system was connected to the cooling tower to treat the circulating cooling water through the reactor to compare the performance of the pulsed electrochemical method over the traditional DC electrochemical method and the power consumption The result shows that the highest performance of the electrochemical cooling water treatment system corresponds to a pulse duty cycle of 0.7, frequency 1kHz, a current density of 80 A/m2 was observed When compared with the DC pulse electrochemical and DC electrochemical the power consumption decreases and the total hardness removal performance increases Therefore, it has proved the superiority of the pulsed electrochemical method compared to the traditional DC electrochemical method xii MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Biên chấm luận văn Phiếu nhận xét luận văn Lý lịch khoa học vii Lời cam đoan x Cảm tạ ix Tóm tắt x Mục lục xiii Danh mục chữ viết tắt xvii Danh sách bảng xviii Danh sách hình xix CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan xử lý nước làm mát tháp giải nhiệt hệ thống chiller giải nhiệt nước 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu liên quan đề tài 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài 12 1.4 Nhiệm vụ, đối tượng giới hạn nghiên cứu đề tài 12 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu: 12 1.4.2 Đối tượng giới hạn nghiên cứu đề tài 13 1.5 Phương pháp nghiên cứu 13 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 xiii 2.1 Hệ thống làm lạnh nước Water chiller 14 2.1.1 Hệ thống điều hịa khơng khí giải nhiệt nước water chiller 14 2.1.2 Tháp giải nhiệt hệ thống chiller giải nhiệt nước 16 2.1.3 Các số chủ yếu nước tháp giải nhiệt 17 2.1.4 Tiêu chuẩn nước cấp cho tháp giải nhiệt 19 2.2 Một số vấn đề hệ thống giải nhiệt nước chiller 19 2.2.1 Các vấn đề hệ thống giải nhiệt 19 2.2.2 Ảnh hưởng cáu cặn đến hiệu hoạt động hệ thống water chiller giải nhiệt nước 24 2.2.3 Các phương pháp xử lý nước làm mát 27 2.3 Phương pháp xử lý nước điện hóa chiều 33 2.3.1 Khái niệm phương pháp xử lý nước điện hóa 33 2.3.2 Sự điện phân dung dịch chất điện li 34 2.3.3 Quá trình điện cực 35 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất q trình điện hóa 36 2.4.1 Mật độ dòng điện 37 2.4.2 Lớp khuếch tán, độ lưu động nước 37 2.4.3 Khoảng cách điện cực 40 2.5 Phương pháp điện hóa xung chiều 40 2.6 Quá trình điện phân nước làm mát tháp giải nhiệt 42 2.7 Hiệu suất xử lý nước 44 CHƯƠNG THIẾT LẬP THỰC NGHIỆM 45 3.1 Thiết kế hệ thống giải nhiệt water chiller giải nhiệt nước 45 3.2 Sơ đồ thí nghiệm 48 xiv 3.3 Thiết bị thí nghiệm 49 3.3.1 Thiết bị xử lý nước điện hóa 49 3.3.2 Thiết bị đo lường 53 3.4 Phương pháp thí nghiệm 58 3.4.1 Thí nghiệm định hướng xác định thông số kỹ thuật hệ thống xử lý nước 59 3.4.2 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng xung điện áp đến hiệu xử lý nước 60 3.4.3 Thí nghiệm đánh giá hiệu xử lý nước giải nhiệt tuần hoàn qua bể phản ứng hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều 61 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 62 4.1 Kết thí nghiệm định hướng xác định thông số kỹ thuật hệ thống xử lý nước 62 4.1.1 Kết thí nghiệm định hướng xác định thể tích bể phản ứng 62 4.1.2 Ảnh hưởng khoảng cách điện cực đến sụt giảm độ cứng tổng.64 4.2 Ảnh hưởng xung điện áp đến hiệu xử lý nước 64 4.2.1 Ảnh hưởng tần số đến sụt giảm độ cứng tổng số TDS 64 4.2.2 Ảnh hưởng tần số đến hiệu loại bỏ độ cứng tổng 66 4.2.4 Ảnh hưởng độ rộng xung điện áp đến hiệu loại bỏ độ cứng tổng tiêu thụ lượng 68 4.2.5 Ảnh hưởng mật độ dòng điện đến hiệu làm giảm độ cứng tổng 69 4.2.6 Ảnh hưởng mật độ dòng điện đến hiệu loại bỏ độ cứng tổng hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều 70 xv 4.2.7 Ảnh hưởng mật độ dòng điện đến tiêu thụ điện hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều 71 4.3 Hiệu xử lý nước tuần hoàn qua bể phản ứng hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều 73 4.3.1 Ảnh hưởng lưu lượng đến hiệu xử lý nước điện hóa 73 4.3.2 Hiệu xử lý nước tuần hoàn qua bể phản ứng hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều 74 4.3.3 Sự tương quan hiệu xử lý nước điện tiêu thụ hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều 75 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 5.1 Kết Luận 77 5.2 Kiến nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤC LỤC 85 xvi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIỆT AHU Air Handling Unit Thiết bị trao đổi nhiệt xử lý nhiệt ẩm, tạo độ cho khơng khí BH Berberine Hydrochloride Chất sử dụng ngành dược COD Chemical Oxygen Demand Định lượng chất nhiễm oxy hóa nước COP Coefficient Of Performance Hệ số làm lạnh DC Direct current Dòng điện chiều EC Electro-Conductivity Độ dẫn điện dung dịch EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid Phương pháp chuẩn độ xác định hàm lượng canxi FCU Fan Coil Unit Thiết bị xử lý khơng khí GSA General Services Administration Cơ quan dịch vụ công Hoa Kỳ TDS Total Dissolved Solids Tổng chất rắn hòa tan TCXD VN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam xvii DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1 Cơ cấu sử dụng lượng ba thể loại cơng trình Chung cư – Thương mại – Văn phòng Hà Nội năm 2013 10 Bảng 2.1 Tiêu chuẩn nước giải nhiệt cho hệ thống chiller: 19 Bảng 3.1 Thông số điện cực 51 xviii 86 87 88 89 90 91 92 93 PHỤ LỤC 2: Catalogue chiller 94 PHỤ LỤC 3: Hình ảnh cáu cặn bám điện cực 95 PHỤ LỤC 4: Số liệu thực nghiệm Bảng 1: Sự sụt giảm độ cứng tổng tần số khác theo thời gian Tần số 0,1 0,5 1,5 10 15 20 25 30 kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 20 205 208 197 206 211 203 203 213 219 215 225 40 167 162 155 162 167 157 180 170 190 191 195 60 96 96 90 91 98 92 99 111 117 114 120 80 57 58 53 58 77 58 62 72 79 80 83 100 52 49 38 44 51 48 53 60 63 59 66 Thời gian Bảng 2: Sự sụt giảm số TDS tần số khác theo thời gian Tần số 0,1 0,5 1,5 10 15 20 25 30 kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz 403 403 403 403 403 403 403 403 403 403 403 20 320 327 313 330 335 333 316 340 344 338 352 40 284 278 276 271 284 278 299 282 310 308 312 60 216 222 202 199 225 210 225 234 233 236 244 80 150 145 149 150 175 145 148 168 174 162 189 100 128 138 126 137 142 134 140 148 155 149 155 Thời gian Bảng 3: Hiệu loại bỏ độ cứng tổng CaCO3 (%) tần số khác Tần số kHz Hiệu loại bỏ (%) 0,1 0,5 1,5 10 15 20 25 30 81 83 86 84 82 82 81 79 78 78 76 96 Bảng 4: Chỉ số pH nước làm mát tần số khác Tần số Thời gian 0,1 0,5 1,5 10 15 20 25 30 kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz kHz 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 20 7,5 7,6 7,6 7,6 7,6 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 7,6 40 7,6 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 7,6 7,6 7,4 7,5 7,4 60 7,7 7,7 7,6 7,6 7,3 7,3 7,5 7,4 7,3 7,3 7,4 80 7,6 7,6 7,6 7,6 7,3 7,3 7,4 7,4 7,4 7,3 7,4 100 7,5 7,5 7,5 7,5 7,4 7,3 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 Bảng 5: Hiệu loại bỏ độ cứng tổng tiêu thụ lượng chu kỳ nhiệm xung vụ khác Độ rộng xung điện áp 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Hiệu loại bỏ độ cứng tổng (%) 29 61 71 81 86 88 88 88 Điện tiêu thụ (Wh) 35 39 41 43 45 47 49 52 Bảng 6: Hiệu làm giảm độ cứng tổng mật độ dòng điện hai trường hợp Mật độ dòng điện 20 40 60 80 90 100 Nguồn xung chiều 74 85 92 95 95 95 Nguồn chiều 68 80 82 88 93 93 97 Bảng 7: Tiêu thụ điện mật độ dòng điện hai trường hợp Mật độ dòng Hiệu làm điện Hiệu làm Điện Điện giảm độ cứng giảm độ cứng tiêu thụ wh tiêu thụ wh tổng % tổng % (nguồn xung) (nguồn xung) 20 74 68 35 38 40 85 80 45 49 60 92 82 49 51 80 95 88 53 54 90 95 93 57 60 100 95 93 63 64 Bảng 8: Hiệu xử lý nước tuần hoàn qua bể phản ứng hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều Thời gian (giờ) Nguồn xung chiều Nguồn chiều 280 280 256 270 245 261 224 252 220 246 211 237 204 228 193 223 180 217 98 Bảng 9: Sự tương quan hiệu xử lý nước điện tiêu thụ hai trường hợp điện hóa chiều điện hóa xung chiều Nguồn xung Chỉ số chiều Nguồn chiều Hiệu loại bỏ độ cứng tổng,% 35,7 22,5 Hiệu loại bỏ TDS, % 25,3 17,4 Điện tiêu thụ, Wh 316 348 99 ... lạnh nước Việt Nam Trong đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt hệ thống water chiller" nghiên cứu ảnh hưởng tần số xung. .. giá ảnh hưởng tần số, độ rộng xung điện áp, mật độ dòng điện đến hiệu xử lý nước điện hóa cho nước làm mát tháp giải nhiệt hệ thống water chiller giải nhiệt nước Một hệ thống xử lý nước điện hóa. .. "Nghiên cứu ảnh hưởng tần số xung điện áp hình chữ nhật đến hiệu xử lý nước điện hóa cho tháp giải nhiệt hệ thống water chiller" trước có nghiên cứu liên quan sau: Becker cộng [4] việc điện hóa