Đánh giá hệ thống bơm nhiệt cho ứng dụng sấy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG BƠM NHIỆT CHO ỨNG DỤNG SẤY GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Sinh viên thực hiện: Trần Ngọc Thanh Ngân_21147214 Trần Thùy Thanh Ngân_21147215 Đặng Khôi Nguyên_21147216 Đặng Quốc Vinh_21147251 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BƠM NHIỆT NỘI DUNG MÁY SẤY BƠM NHIỆT HIỆU SUẤT MÁY NÉN BƠM NHIỆT Đã nghiên cứu phát triển từ lâu để cải thiện hiệu suất Bơm nhiệt chạy động xăng Bơm nhiệt nguồn mặt đất ( GSHP) Bơm nhiệt lượng mặt trời Bơm nhiệt quang điện/ nhiệt ( PV/T) Bơm nhiệt ăn hóa chất Bơm nhiệt hút ẩm V.v… BƠM NHIỆT HÌNH : PHÂN LOẠI PHÁT TRIỂN BƠM NHIỆT BƠM NHIỆT ƯU ĐIỂM Việc sử dụng công nghệ HP khả tiết kiệm lượng khả kiểm soát nhiệt độ sấy độ ẩm khơng khí Điều tạo khả sấy khô phạm vi rộng Sử dụng máy sấy bơm nhiệt, kết hợp bơm nhiệt phận sấy khô, nhiệt ẩn nhiệt thu hồi từ khí thải, cải thiện tổng thể hiệu suất nhiệt mang lại khả kiểm soát hiệu điều kiện khơng khí đầu vào máy sấy MÁY SẤY BƠM NHIỆT Mục tiêu q trình sấy khơ tạo sản phẩm khơ sản phẩm có chất lượng mong muốn với chi phí tối thiểu tối đa thơng lượng cách tối ưu hóa thiết kế điều kiện vận hành SẤY KHÔ TIÊU TỐN NHIÊN LIỆU KHÔNG ? Trong nhiều quy trình sấy cơng nghiệp, phần lớn lượng bị lãng phí : MÁY SẤY BƠM NHIỆT SẢN XUẤT SẢN PHẨM GỖ • Mục tiêu trinh sấy khô giảm lượng nước sản phẩm để đạt chất lượng mong muốn với chi phí tối thiểu tối đa thơng lượng cách tối ưu hóa thiết kế điều kiện vận hành Q TRÌNH KHÁC 40% SẤY 60% • Sấy khô hoạt động sử dụng nhiều lượng nhất, chiếm tới 15% tổng mức sử dụng lượng cơng nghiệp • Sấy khơ hoạt động sử dụng nhiều lượng, tiêu tốn 9–25% lượng quốc gia nước phát triển Sử dụng phương pháp khác để nâng cao hiệu sử dụng lượng thiết bị sấy SẢN XUẤT VẢI DỆT QUÁ TRÌNH KHÁC 50% SẤY 50% MÁY SẤY BƠM NHIỆT Máy sấy bơm nhiệt hỗ trợ lượng mặt trời Máy sấy bơm nhiệt nguồn khơng khí Máy sấy bơm nhiệt nguồn mặt đất Sấy vi sóng có hỗ trợ nhiệt Máy sấy bơm nhiệt hóa học Các hệ thống HPD lai khác a Máy sấy bơm nhiệt hỗ trợ lượng mặt trời • Cơng nghệ lượng mặt trời lai với hệ thống bơm nhiệt nhằm cải thiện hiệu suất PV thu nhiệt từ PV • Một thu PV/T kết hợp với thiết bị bay bơm nhiệt thực Jie Ji et al • Hệ số COP máy sấy bơm nhiệt đạt tới 4–5 để đạt hiệu suất tối ưu, cấu hình hệ thống phải thay đổi theo thay đổi đặc tính chất lỏng làm việc Khơng khí Thiết bị ngưng tụ Thiết bị bay Van giản nở Hơi nóng Van điều tiết khơng khí Nước Đầu vào sản phẩm Máy phát cao tần Buồng sấy Đầu sản phẩm Khơng khí ẩm Máy nén c Máy sấy bơm nhiệt nguồn mặt đất • Cơ quan Bảo vệ Mơi trường Hoa Kỳ (USEPA) ước tính máy bơm nhiệt địa nhiệt giảm mức tiêu thụ lượng lên tới 44% so với máy bơm nhiệt nguồn khơng khí lên tới 72% so với hệ thống sưởi điều hịa khơng khí điện thơng thuờng • Đối với hầu hết khu vực Hoa Kỳ, máy bơm nhiệt địa nhiệt giải pháp phương tiện sưởi ấm làm mát tòa nhà tiết kiệm lượng • Hàng trăm nghìn thiết bị bơm nhiệt gia đình sử dụng cơng nghệ thử nghiệm đáng tin cậy Châu Âu • Trong hệ thống này, nhiệt lấy từ Máy sấy Khơng khí ẩm Sấy khơng khí mặt đất trao đổi nhiệt nguồn mặt đất, có chứa dung dịch Thiết bị ngưng tụ chống đông nước tuần hồn Máy nén • Nhiệt truyền đến chất làm lạnh Van giãn nở Thiết bị bay thiết bị bay hơi, thêm vào chu trình bơm nhiệt cung cấp cho Chất làm lạnh buồng sấy Bộ trao đổi Nước + chất chống đông d Sấy vi sóng có hỗ trợ bơm nhiệt • Sấy vi sóng hay cịn gọi sấy viba công nghệ sấy tiên tiến bậc giới, ứng dụng rộng rãi ngành bảo quản sản phẩm nơng nghiệp, cơng nghệ cao •  Sấy vi sóng khơng phát tán nhiệt, cơng nghệ sấy vi sóng nhiệt thâm nhập tia sóng siêu nhỏ khiến cho tất thành phần sản phẩm làm khô thời gian ngắn • Hệ thống vi sóng hỗ trợ bơm nhiệt hệ thống kết hợp hệ thống bơm nhiệt công nghệ sấy Những nghiên cứu việc kết hợp HP sấy vi sóng đề xuất văn học Lawton, Metaxas Meredith Jia et al thử nghiệm hiệu suất tổng thể hệ thống sấy vi sóng lai bơm nhiệt e Máy sấy bơm nhiệt hóa học • Mặc dù bơm nhiệt ưa chuộng để nghiên cứu phát triển nhầm cung cấp khả làm mát sưởi ấm, bơm nhiệt hóa học đạt ý năm gần • Bơm nhiệt hóa học (CHP) hệ thống sử dụng phản ứng hóa học thuận nghịch để thay đổi nhiệt độ lượng nhiệt lưu trữ chất hóa học Các chất hóa học đóng vai trị quan trọng việc hấp thụ giải phóng nhiệt • Nhiều chất hóa học khác sử dụng CHP cho phản ứng hóa học VD: hệ thống nước, hệ thống ammonia, hệ thống sulfur dioxide , hệ thống carbon dioxide, hệ thống hydrogen,… đề xuất làm môi trường làm việc  Các loại hệ thống CHP Chu trình CHP đơn giản Chu trình CHP hỗ trợ chất xúc tác Lò khoản hydride kim loại TL TC TC Máy tách -1 TH Cột chưng cất Thiết bị bay Máy tách -2 TL Nhiệt độ C Lò phản ứng tỏa nhiệt