Hcmute nghiên cứu máy lạnh hấp phụ ứng dụng năng lượng mặt trời sử dụng than hoạt tính methanol

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU MÁY LẠNH HẤP PHỤ ỨNG DỤNGNĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SỬ DỤNG THANHOẠT TÍNH – METHANOL S K C 0 9 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 07/2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Cơ Khí Động Lực Ngành Cơng Nghệ Nhiệt – Điện Lạnh  Đề tài nghiên cứu khoa học: NGHIÊN CỨU MÁY LẠNH HẤP PHỤ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SỬ DỤNG THAN HOẠT TÍNH – METHANOL GVHD: TS HỒNG AN QUỐC SVTH : NGUYỄN PHƯỚC HỊA HỒ CAO NGUYÊN 08213013 08213023 Tp.Hồ Chí Minh, Tháng Năm 2012 Luan van LỜI NÓI ĐẦU Nhu cầu lượng người thời đại khoa học kỹ thuật phát triển ngày tăng Trong đó, nguồn nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên hữu hạn, thủy điện ngày khó khăn nguồn nước mơi trường, khiến cho nhân loại đứng trước nguy thiếu hụt lượng Do đó, việc tìm kiếm khai thác nguồn lượng lượng địa nhiệt, lượng mặt trời, lượng gió… nhu cầu cần thiết mang tính chất sống cịn nhân loại Trong đó, bật lượng mặt trời Đây xem nguồn lượng tương lai tính sẵn có siêu Đó lý ngày có nhiều nước giới đầu tư mạnh vào việc sử dụng nguồn lượng Bên cạnh nhiệm vụ đặt cho khoa học kỹ thuật tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ với hiệu suất cao mà tiêu tốn nhiên liệu Hay việc nâng cao hiệu suất nhà máy, xí nghiệp, thiết bị máy móc nhằm tránh tổn thất lượng, hạ giá thành sản phẩm giúp tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp Đối với riêng ngành kỹ thuật lạnh, với phát triển mạnh nhu cầu làm lạnh nhiều lĩnh vực khác sản xuât, kinh doanh như: thủy hải sản, sữa, bia, hóa chất, y tế, vận chuyển…thì việc tối ưu hóa hệ thống lạnh hay áp dụng nguồn lượng vào việc làm lạnh mang lại nguồn lợi to lớn cho kinh tế nước nhà Chính điều áp lực hội cho đội ngũ kỹ sư chuyên ngành Nhiệt – Điện Lạnh Cần có tảng kiến thức vững chắc, sáng kiến đột phá, cơng trình nghiên cứu mang tính ứng dụng cao để đáp ứng yêu cầu sống công nghê, lượng tiên nghi Luan van LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Quý Thầy Cô trường Đại Học Sư Phạm TPHCM tận tình truyền đạt kiến thức sở, kỹ năng, niềm đam mê tìm tịi, học hỏi nghiên cứu đến hệ sinh viên chúng em Điều tảng vững cho chúng em hồn thiện đồ án theo yêu cầu đề Việc có đề tài phù hợp với lực nhóm thỏa mãn tính nghiên cứu sáng tạo khó Vì nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng An Quốc, thầy người mở lối trực tiếp hướng dẫn nhóm chúng em hoàn thành đồ án Với kiến thức dẫn nhiệt tình Thầy tạo cho nhóm chúng em điều kiện thuận lợi để hồn thành đồ án Bên cạnh đó, việc nghiên cứu cơng nghệ giúp cho nhóm có niềm tin vào ngành nghề chọn, vào vai trò nghề xã hội hội mở cho sinh viên ngành nhiệt Bên cạnh nhóm chúng em xin cảm ơn tất bạn bè đồng hành giúp đỡ nhóm chúng em thơng tin hữu ích, lời động viên để đến ngày bảo vệ đồ án đồng hành giai đoạn để đạt kết mong đợi Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn Luan van NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.HCM, ngày tháng Luan van năm NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp.HCM, ngày tháng năm Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: TS Hoàng An Quốc Phần I: MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: I Trong thập kỷ trở lại đây, vấn đề quan tâm khủng hoảng kinh tế mà nguyên nhân góp phần vào suy thối nhiên liệu mà đặt biệt dầu mỏ Do đó, việc nghiên cứu công nghệ sử dụng nguồn nhiên liệu xanh – nói chung cần thiêt Góp phần vào việc giảm tải gánh nặng nhiên liệu phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch cơng nghệ Đối với ngành cơng nghệ Nhiệt – Lạnh nói riêng, việc tận dụng nguồn lượng đặt biệt lượng mặt trời quan trọng nhu cầu làm lạnh tăng tỉ lệ thuận với nắng nóng mặt trời Vì vậy, mơ hình máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời cơng trình nghiên cứu đáp ứng yêu cầu lượng Tuy nhiên, chi phí cho hệ thống cịn q cao, vận hành cịn phức tạp so với thiết bị thương mại, hiệu suất hệ thống chưa cao Nếu nhận quan tâm mức nghiên cứu kỹ nhằm giảm giá thành nâng cao hiệu suất mơ hình để đáp ứng yêu cầu thương mại sử dụng rộng rãi sống mang lại nguồn lợi lớn cho người nghiên cứu tiết kiệm khoảng lượng cho quốc gia lĩnh vực lạnh MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: II Mục tiêu: Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời nhằm tiết kiệm lượng, bảo vệ môi trường Bên cạnh việc tạo hướng cho ngành, với việc đóng góp thêm mơ hình nghiên cứu cho trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật sau hệ thống lại kiến thức áp dụng vào mơ hình cụ thể Nhiệm vụ: - Tìm hiểu trình hấp phụ máy lạnh hấp phụ - Tìm hiểu lượng mặt trời, việc thu gom, tích trữ sử dụng - Tính tốn, thiết kế hệ thống máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời - Chế tạo thành mơ hình hồn chỉnh Đối tượng khách thể nghiên cứu đề tài: 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời Phạm vi nghiên cứu máy lạnh hấp phụ dùng lượng mặt trời với cặp môi chất than hoạt tính + methanol 3.2 Khách thể nghiên cứu: - Năng lượng mặt trời, xạ mặt trời, ứng dụng lượng mặt trời - Quá trình hấp phụ, ngun lý, tính chất q trình hấp phụ Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: TS Hoàng An Quốc Giả thuyết nghiên cứu: - Mang lại hướng cho ngành Nhiệt – Điện Lạnh - Tận dụng nguồn nhiên liệu - Kiểm chứng lại nguyên lý, tính chất học Tài liệu nghiên cứu: - Các giáo trình kỹ thuật lạnh sở - Tài liệu trình hấp phụ máy lạnh hấp phụ ngồi nước - Các ngun lý, tính chất trình trao đổi nhiệt - Năng lượng mặt trời nguyên lý việc hấp thu sử dụng lượng mặt trời - Các thông tin công nghệ kỹ thuật từ internet Phương pháp nghiên cứu: Để hồn thành đề tài, nhóm áp dụng phương pháp khác như: - Phương pháp tổng hợp tư liệu, ý kiến giáo viên - Phân tích, chọn lọc để có tư liệu hữu ích - Phương pháp thí nghiệm thử sai nhằm có số liệu thích hợp Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Nghiên cứu chế tạo nhằm đưa thực tế sống máy lạnh sử dụng lượng mặt trời với mức giá thích hợp, sản xuất đại trà, cạnh tranh Dàn ý đề tài: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Chương 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP PHỤ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Chương :NHỮNG KIẾN THỨC NỀN TẢNG CÓ LIÊN QUAN KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: TS Hoàng An Quốc Phần II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Khái niệm: Năng lượng mặt trời lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời với phần nhỏ lượng từ hạt nguyên tử khác phóng từ Mặt Trời Dòng lượng tiếp tục phát trình phản ứng hạt nhân Mặt Trời hết nhiên liệu, khoảng tỷ năm Do vậy, xem nguồn lượng vô tận 1.2 Đặc điểm lượng mặt trời: NLMT dạng lượng gốc từ sinh dạng lượng khác NLMT dạng lượng tái tạo vô tận Khai thác NLMT khơng gây nhiễm ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái khu vực khai thác 1.3 Hạn chế việc khai thác nlmt: Cần có diện tích rộng muốn có cơng suất lớn: + 1MW cần từ – 3ha + Mật độ trung bình 1kW quang 1m2 NLMT phụ thuộc vào chu kỳ ngày đêm, vậy, muốn sử dụng liên tục cần có thiết bị tích trữ NLMT phụ thuộc vào thời tiết NLMT có giá thành cao, cần hỗ trợ để phát triển rộng rải 1.4 Tiềm nlmt việt nam: Việt Nam với lợi nước nằm giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều năm đồ xạ mặt trời giới, với dải bờ biển dài 3.000km, có hàng nghìn đảo có cư dân sinh sống nhiều nơi khơng thể đưa điện lưới đến Giữa trưa, trời quang tổng xạ mặt trời vào khoảng 1000 – 1200W/m2 Trung bình Tân Sơn Nhất đo lượng xạ vào khoảng 1621kWh/m2 1.5 Các dạng thu nlmt: 1.5.1 Dạng tấm: Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: TS Hoàng An Quốc Hình 1: Bộ thu nlmt dạng phẳng Hình 2: Pin nlnt 1.5.2 Dạng tập trung: Hình 3: Bộ thu nlmt dạng tập trung 1.5.3 Bộ thu nlmt dạng ống nhiệt: Hình 4: Bộ thu nlmt dạng ống nhiệt 1) Những ống hút chân khơng kim loại - kính với ống nhiệt thu hồi lượng mặt trời hiệu cao 10% so với ống làm toàn kính thơng thường 2) Có thể sử dụng với thời tiết 3) Những ống nhiệt đồng để truyền nhiệt nhanh 4) Dễ dàng lắp phích cắm để gắn mái đất 5) Bảo dưỡng miễn phí 6) Phù hợp áp lực nước lên tới bar/116psi 7) Ống nước đồng mạ bạc chống ăn mòn Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 13 GVHD: TS Hoàng An Quốc - Cặp môi chất dùng hệ thống than hoạt tính methanol - Nghiên cứu mơ hình nhằm khắc phục nhược điểm làm lạnh gián đoạn hệ thống cấp - Hệ thống dùng thu lượng mặt trời dạng parabolic Hình 14 - Hệ thống dùng tháp giải nhiệt để ngưng methanol - buồng hấp phụ làm inox có khả chứa 3.5kg than - Hệ số cop đạt 0.196 vào ban ngày 0.335 vào ban đêm - Nguồn nhiệt thích hợp cho hệ thống vào khoảng 720c Hình 15  Cơng trình nghiên cứu máy lạnh hấp phụ tận dụng nhiệt thừa lượng mặt trời thuộc khoa nhiệt lạnh lạnh sâu trường Đại Học Jiao Tong Thượng Hải  Cơng trình nghiên cứu máy lạnh hấp phụ tận dụng nhiệt thừa lượng mặt trời thuộc khoa nhiệt lạnh lạnh sâu trường Đại Học Jiao Tong Thượng Hải Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 14 GVHD: TS Hoàng An Quốc Hình 18: Mơ hình chi tiết hệ thống (a) Kính thu lượng mặt trời (b) film cách nhiệt teflon (c) bệ mặt bảo vệ ống (d) đường ống (e) buồng silicagel (f) lớp cách nhiệt (2) buồng thơng gió (2a) trạng thái đóng, (2b) trạng thái mở (3) dàn ngưng, (4) buồng lạnh, (5) dàn bay buồng trữ đá Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: TS Hoàng An Quốc 15 Hình 19: Hệ thống chiller dùng lượng mặt trời Thượng Hải  Cơng trình nghiên cứu nhằm tối ưu hóa hệ thống lạnh hấp phụ dùng lượng mặt trời thuộc viện công nghệ khoa học lượng Canada Sơ đồ trao đổi nhiệt hệ thống Đồ thị lnp – T hệ thống Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 16 GVHD: TS Hoàng An Quốc  Cơng trình nghiên cứu máy lạnh hấp phụ lượng mặt trời hiệu suất cao Thụy Sỹ: - Hình 22: Mơ hình máy lạnh hiệu suất cao Hệ thống với lớp kính phẳng rộng 2m2 để thu nlmt Dàn ngưng trao đổi nhiệt tự nhiên Dàn bay chứa 40lit nước đơng đá Có thể làm lạnh kho chứa 320 lit nước Hệ số COP hệ thống vào khoảng 0.13 – 0.16 Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 17 GVHD: TS Hoàng An Quốc Chương NHỮNG KIẾN THỨC NỀN TẢNG CÓ LIÊN QUAN 3.1 Năng lượng mặt trời: - Tổng quan lượng mặt trời - Khả thu nhận tích trữ lượng mặt trời - Tiềm nước ta lượng mặt trời - Các hạn chế khả ứng dụng lượng mặt trời vào trình làm lạnh 3.2 Tính chất hấp phụ: 3.2.1 Các tính chất vật liệu hấp phụ: Vật liệu hấp phụ thường loại vật liệu dạng hạt từ đến 12 mm xuống đến cỡ 200 m, có độ rỗng lớn hình thành mạch mao quản li ti nằm bên khối vật liệu Đường kính mao quản lớn số lần đường kính phân tử chất hấp thụ vật liệu có tác dụng tốt Do chứa nhiều mao quản nên bề mặt tiếp xúc vật liệu lớn Ví dụ than hoạt tính có bề mặt hiệu lên đến 10 đến 107 m2/kg Ngoài bề mặt tiếp xúc ra, vật liệu hấp phụ cịn có số tính chất hố học cần thiết tuỳ thuộc vào thành phần hố học chúng Ví dụ than hoạt tính có lực mạnh với hydrocacbon, lúc silicagenl lại có tính chất hút nước mạnh Than hoạt tính silicagen có khả hồi phục – tức hoàn nguyên Vật liệu hấp phụ cần đáp ứng yêu cầu sau đây: + Có khả hấp phụ cao – tức hút lượng lớn khí cần khử từ pha khí + Phạm vi hấp phụ rộng – khử nhiều loại khí khác + Có độ bền học cần thiết + Có khả hồn ngun dễ dàng + Giá thành rẻ Vật liệu hấp phụ chia thành nhóm chính: + Vật liệu khơng có cực: bề mặt chúng xảy chủ yếu tượng hấp phụ vật lý + Vật liệu có cực: Trên bề mặt chúng xảy trình hấp phụ hố học khơng làm thay đổi cấu trúc phân tử chất khí cấu trúc bề mặt vật liệu hấp phụ Vật liệu phổ biến thuộc nhóm than hoạt tính – vật liệu hồn tồn cấu tạo dạng ngun tử trung tính có điển tích phân bổ bề mặt Kích thước lỗ rỗng (đường kính mao quản) đóng vai trị quan trọng làm cho vật liệu hấp phụ có khả hấp phụ chất chất khác, tức có tính lựa chọn Ví dụ đường kính mao quản 0,003 m vật liệu hấp phụ chất như: NH3, H2O Nếu đường kính tăng đến 0,004 m loại phân tử lớn SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 C2H5OH bị hấp phụ Khi đường kính mao Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 18 GVHD: TS Hoàng An Quốc quản 0,005 m vật liệu cịn hấp phụ parafin hydrocacbon mạch vòng Than hoạt tính: Nguyên liệu để làm than hoạt tính vật có chứa cácbon gỗ, antraxit, than bùn, xương động vật Q trình làm than hoạt tính sau: + Chưng khơ vật liệu + Kích thích hoạt tính than sau chưng khơ Tính chất than hoạt tính phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu đầu điều kiện hoạt hoá Than hoạt tính dùng dạng bột (50 – 200 m) hay dạng hạt có kích thước từ – mm Bề mặt hoạt động biểu diễn m2/kg, gam than hoạt tính đạt từ 600 – 700 m2 Than hoạt tính chất hấp phụ tốt, ứng dụng chủ yếu việc thu hồi dung môi hữu để làm khí Nhược điểm than hoạt tính dễ cháy nhiệt độ cao, thường không dùng than nhiệt độ lớn 2000C 3.2.2 Các tính chất vật bị hấp phụ ( mơi chất lạnh ): - Tính chất hố học: +Khơng độc hại với môi trường, không làm ô nhiểm môi trường +Phải bền vững mặt hoá học phạm vi áp suất nhiệt độ làm việc, không phân huỷ polime hố +Phải trơ hố học, khơng ăn mịn vật liệu chế tạo máy, khơng phản ứng với dầu bơi trơn, oxi khơng khí ẩm +An tồn , khơng cháy khơng nổ - Tính chất vật lý: Áp suất ngưng tụ khơng q cao để giảm rị rỉ mơi chất, giảm chiều dày vách, thiết bị giảm nguy hiểm vỡ, nổ +Áp suất bay không nhỏ, phải lớn áp suất khí chút để hệ thống khơng bị chân khơng, tránh lọt khơng khí vào hệ thống +Nhiệt độ đông đặc phải thấp nhiệt độ bay nhiều +Nhiệt độ tới hạn phải cao nhiệt độ ngưng tụ nhiều +Nhiệt ẩn hoá r = h”-h’ nhiệt dung riêng C mơi chất lỏng lớn, tốt, chúng đóng vai trị quan trọng việc đánh giá chất lượng mơi chất lạnh Nhiệt ẩn hố lớn, lượng mơi chất tuần hoàn hệ thống nhỏ suất lạnh riêng khối lượng lớn +Năng suất lạnh riêng thể khí lớn tốt máy nén thiết bị gọn nhẹ Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 19 GVHD: TS Hoàng An Quốc +Độ nhớt động nhỏ tốt tổn áp suất đường ống van giảm +Hệ số dẫn nhiệt, hệ số toả nhiệt lớn tốt thiết bị trao đổi nhiệt gọn nhẹ +Sự hồ tan dầu mơi chất đóng vai trị quan trọng hình thành bố trí thiết bị +Mơi chất hồ tan nước nhiều tốt tránh tắc ẩm cho van tiết lưu +Phải khơng dẫn điện để sử dụng cho máy nén kín nửa kín -Tính chất sinh lý: +Không độc hại người thể sống, không gây phản ứng với quan hô hấp, khơng tạo khí độc hại tiếp xúc với lửa hàn vật liệu chế tạo máy +Phải có mùi đặc biệt để dễ dàng phát rị rỉ có biện pháp phịng tránh, an tồn Nếu mơi chất khơng có mùi pha thêm chất có mùi để nhận biết chất khơng ảnh hưởng chu trình lạnh +Khơng ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm bảo quản - Tính kinh tế: +Giá thành phải rẻ, nhiên phải đạt độ tinh khiết yêu cầu +Dể kiếm, nghĩa việc sản xuất, vận chuyển, bảo quản dễ dàng Thực tế, khơng có môi chất lạnh lý tưởng đáp ứng yêu cầu mà có mơi chất đáp ứng nhiều yêu cầu Khi chọn môi chất cho ứng dụng cụ thể, cần phát huy ưu diểm cách tối đa hạn chế đến mức thấp nhược điểm Metanol có cơng thức hố học CH3OH, rượu metylic không màu, độc (làm mù mắt), dễ cháy, pha với nước thành dung dịch có mùi cồn, sản suất phương pháp tổng hợp xúc tác áp suất cao (250 bar, 380 0C) từ cacbon monoôxit hydro +Ưu điểm: khơng ăn mịn kim loại chế tạo máy +Nhược điểm: đắt tiền , dễ bay , tổn thất vào khơng khí hệ thống khơng kín nhiều trường hợp có tính chất độc hại 3.2.3 Các thuyết hấp phụ: Quá trình hấp phụ q trình hút khí bay chất hịa tan chất lỏng chất rắn xốp Chất bị hút gọi chất bị hấp phụ (adsorbate) Chất rắn xốp gọi chất hấp phụ (adsorpbent) Quá trình hấp phụ lên bề mặt xốp chất hấp phụ gồm giai đoạn: Chuyển chất từ pha lỏng đến bề mặt hạt chất hấp phụ Khuyếch tán vào mao quản hạt Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 20 GVHD: TS Hoàng An Quốc Hấp phụ: trình hấp phụ làm bão hịa dần phần khơng gian hấp phụ, đồng thời làm giảm độ tự phân tử bị hấp phụ, nên kèm theo tỏa nhiệt Ở điều kiện bình thường hấp phụ khí hỗn hợp với khơng khí khơng khí khơng bị hấp phụ Nhưng hấp phụ chất hòa tan dung dịch dung mơi bị hấp phụ Hấp phụ trao đổi ion hấp phụ có cực có kèm theo trao đổi ion chất hấp phụ dung dịch Quá trình xảy hấp phụ chất tan dung dịch đường kính mao quản chất hấp phụ nhỏ 5.10-8 cm Hấp phụ có kèm theo phản ứng hóa học chất bị hấp phụ chất hấp phụ gọi hấp phụ hóa học Q trình xảy mơi trường khí mơi trường lỏng, đường kính mao quản chất hấp phụ lớn 200 Ao thường xảy nhiệt độ cao (t > 200oC) Hấp phụ khơng kèm theo phản ứng hóa học chia làm hai loại: hấp phụ vật lý hấp phụ kích động + Hấp phụ vật lý có đặc điểm sau: Lực hấp phụ lực vanđecvan, tức lực hút tương hỗ phân tử Q trình hấp phụ q trình hấp phụ hồn tồn Nhiệt tỏa khơng đáng kể Có thể hấp phụ lớp hay hấp phụ nhiều lớp Trong trình hấp phụ, chất bị hút vào bề mặt chất hấp thụ nhờ lực liên kết phần tử (lực Vanđecvan) Hấp phụ trình toả nhiệt Nhiệt lượng toả phụ thuộc vào cường độ lực liên kết phân tử tương đương với entanpy (nhiệt) ngưng tụ hơi, khí Q trình hấp phụ vật lý trình thuận nghịch Bằng cách hạ thấp áp suất riêng chất khí cần hấp phụ hỗn hợp thay đổi nhiệt độ, khí bị hấp thụ nhanh chóng nhả mà chất hố học khơng thay đổi Trong trường hợp thay đổi nhiệt độ áp dụng phổ biến Tính chất thuận nghịch q trình hấp thụ vật lý có ý nghĩa đặc biệt quan trọng cần thu hồi hay hoàn nguyên bão hoà để sử dụng Lượng chất bị hấp thụ trình vật lý giảm nhanh nhiệt độ tăng Lượng khí bị hấp phụ tỷ lệ thuận theo diện tích bề mặt vật liệu hấp phụ Hấp phụ vật lý có tốc độ diễn nhanh + Hấp phụ kích động có đặc điểm sau: Tạo thành lớp đặc biệt bề mặt hấp phụ gọi lớp đơn phân tử lớp bề mặt, có lớp đơn phân tử khơng phủ kín bề mặt chất hấp phụ Rất khó nhả chất bị hấp phụ khỏi chất hấp phụ Q trình xảy chậm, cần phải kích thích để tăng tốc độ (dùng ánh sáng hay tăng nhiệt độ) Nhiệt tỏa tương đương với nhiệt phản ứng Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 21 GVHD: TS Hồng An Quốc Trong cơng nghiệp thường hay tiến hành trình hấp phụ để làm sấy khơ khí, tách hỗn hợp khí hay thành cấu tử, tiến hành trình xúc tác dị thể bề mặt phân chia pha 3.3 Các kiến thức thuộc môn Truyền Nhiệt Thiết Bị Trao Đổi 3.4 Các tính chất vât liệu inox vật liệu cách nhiệt Nhiệt 3.4.1 Bảng đặc tính kỹ thuật inox: Luan van Đề tài nghiên cứu khoa học 22 GVHD: TS Hồng An Quốc 3.4.2 Đặc tính kỹ thuật cua vật liệu cách nhiệt: - Tỷ trọng: 40 ÷ 45 kg/m3 Hệ số dẫn nhiệt (K): 0,018 – 0,024 W/m.0K Cường độ nén : 170 ÷ 220 Kpa Độ kín phân tử: 90 ÷ 95% Nhiệt độ làm việc: -60oC ± +75oC Luan van KẾT LUẬN Nội dung đề tài đề cập đến vấn đề ứng dụng lượng mặt trời, nguồn lượng sạch, dồi vào kỹ thuật lạnh Khi mà nguồn lượng truyền thống dần cạn kiệt, giá nhiên liệu hóa giới khơng ngừng tăng cao đề tài có tính thực tiễn cao Bằng sở lý thuyết hấp phụ, lý thuyết NLMT, chúng em thiết kế, chế tạo mẫu máy lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam: Giá thành thấp, nguyên vật liệu dễ kiếm (than hoạt tính + methanol), dễ dàng chế tạo hàng loạt Mục đích đề tài đạt được: nghiên cứu chế tạo thành công máy lạnh hấp phụ NLMT phù hợp nhằm sản xuất nước đá bảo quản lạnh Điều có ý nghĩa lớn nơi chưa có điện lưới nơi có nhiều nguồn nhiệt thải có nhiệt độ < 100oC Những đóng góp đề tài: Về lý thuyết: Đã tính tốn, thiết kế mẫu máy lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam Về thực nghiệm: Đã chế tạo vận hành máy lạnh thực tế Kết đề tài: Thành công việc tạo nước lạnh 5-10oC ( tùy vào xạ mặt trời), đề tài có tính tin cậy cao, nâng cao hiệu suất sản xuất hàng loạt điều kiện trình độ khí Việt Nam Kiến nghị: -Với việc chế tạo thành công máy lạnh hấp phụ này, cho thấy đề tài có triển vọng lớn -Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi vào thực tế cần có đầu tư nghiên cứu để tiếp tục hoàn thiện, nâng cao hiệu suất mà khơng tăng giá thành Hồn thiện cơng nghệ chế tạo để bảo đảm độ xác cao, giá thành thấp Hướng phát triển: Để phát triển ứng dụng máy lạnh hấp phụ, việc sử dụng NLMT, tận dụng nguồn nhiệt thải có nhiệt độ thấp khói thải động điezen để vận hành máy lạnh hấp phụ Việc hiệu trường hợp tàu đánh cá biển, nguồn nhiệt thải lớn Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi (2008), tập tính tốn kỹ thuật lạnh, nhà xuất bách khoa, Hà Nội [2] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ(1995), Môi chất lạnh, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Qiu jiayou (2003), thesis submitted for the degree of master of engineering national university of singapore [4] Nguyễn Bin (2000), trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Lê Chí Hiệp (2004), Máy lạnh hấp thụ kỹ thuật điều hồ khơng khí, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh [6] Nguyễn Đức lợi (1992), Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Nguyễn Bốn, Hoàng Dương Hùng (2000), Năng lượng mặt trời- lý thuyết ứng dụng, Đại học Bách khoa Đà Nẵng [8] Hoàng Dương Hùng, lượng mặt trời lý thuyết ứng dụng (2007), Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [9] Hồng Đình Tín , sở truyền nhiệt (2010), Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh [10] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Phạm Xn Toản Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập (2006), Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [11] Nguyễn Bin (2001), tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [12] Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính, hệ thống máy thiết bị lạnh [13] Nguyễn Công Vân, Năng lượng mặt trời trình nhiệt ứng dụng (2005), Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [14] Hồng Đình Tín, Bài tập nhiệt động lực kỹ thuật truyền nhiệt [15] Luận văn tiến sĩ thầy Hoàng An Quốc Luan van MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN PHẦN I: MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: II MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: 1 Mục tiêu: Nhiệm vụ: Đối tượng khách thể nghiên cứu đề tài: 3.1 Đối tượng nghiên cứu: 3.2 Khách thể nghiên cứu: Giả thuyết nghiên cứu: Tài liệu nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Dàn ý đề tài: PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Khái niệm: 1.2 Đặc điểm lượng mặt trời: 1.3 Hạn chế việc khai thác nlmt: 1.4 Tiềm nlmt việt nam: 1.5 Các dạng thu nlmt: 1.5.1 Dạng tấm: 1.5.2 Dạng tập trung: 1.5.3 Bộ thu nlmt dạng ống nhiệt: 1.6 Khai thác nlmt: Chương TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP PHỤ SỬ DỤNG NLMT 2.1 Sơ lượt máy lạnh hấp phụ ( mlhp): 2.2 Nguyên lý hoạt động mlhp: 2.3 Mơ hình mlhp sử dụng cặp mơi chất than hoạt tính methanol: 2.3.1 Các phận hệ thống: 2.3.1.1 Bộ thu nlmt: 2.3.1.2 Thiết Bị Ngưng Tụ: 2.3.1.3 Bình chứa: 2.3.1.4 Van tiết lưu: 2.3.1.5 Thiết bị bay hơi: 2.3.2 Nguyên lý hoạt động: Luan van 2.4 trời: Các cơng trình nghiên cứu máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt 10 Chương 17 NHỮNG KIẾN THỨC NỀN TẢNG CÓ LIÊN QUAN 17 3.1 Năng lượng mặt trời: 17 3.2 Tính chất hấp phụ: 17 3.2.1 Các tính chất vật liệu hấp phụ: 17 3.2.2 Các tính chất vật bị hấp phụ ( môi chất lạnh ): 18 3.2.3 Các thuyết hấp phụ: 19 3.3 Các kiến thức thuộc môn Truyền Nhiệt Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt 21 3.4 Các tính chất vât liệu inox vật liệu cách nhiệt 21 3.4.1 Bảng đặc tính kỹ thuật inox: 21 3.4.2 Đặc tính kỹ thuật cua vật liệu cách nhiệt: 22 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Luan van S K L 0 Luan van