BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN HỌC BƠM NHIỆT VÀ ỨNG DỤNG CỦA BƠM NHIỆT

7.1.1: Cơ sở lý luận về sấy lạnh• Sấy lạnh là quá trình loại bỏ hoặc giảm độ ẩm của một chất bằng cách sử dụng nguyên lý làm lạnh Buồng sấy sản phẩm Dàn lạnh, nước ngưng tụ Nước chảy ra

MÔN HỌC: BƠM NHIỆT

VÀ ỨNG DỤNG CỦA BƠM NHIỆT

BÀI THUYẾT TRÌNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

Nhóm 6

GVHD: Mai Thành Đảm

Nội Dung

• 7.1: Sấy lạnh

• 7.2: Bơm nhiệt nóng lạnh trong công nghiệp thực

phẩm

• 7.3: Bơm nhiệt trong công nghiệp chưng cất, tách

chất, bay hơi cô đặc

• 7.4: Bơm nhiệt lò hơi công nghiệp

7.1.1: Cơ sở lý luận về sấy lạnh

• Sấy lạnh là quá trình loại bỏ hoặc giảm độ ẩm của một chất

bằng cách sử dụng nguyên lý làm lạnh

Buồng sấy sản phẩm

Dàn lạnh, nước ngưng tụ

Nước chảy ra ngoài qua ống dẫn

7.1.2: Ưu điểm sấy lạnh so với sấy

7.1.3: Một số sơ đồ máy lạnh bơm

nhiệt

Máy sấy bơm nhiệt

Máy sấy khí nén

Sơ đồ sấy phim bằng bơm nhiệt ở Berlin ( Đức)

11.Gió tươi12.Gió thải13.Nước làm mát

Nguyên tắc cấu tạo của buồng sấy bơm nhiệt ở HAIHACO.

6 Cửa gió hồi

7 Buồng sấy cách nhiệt

và cách ẩm

8 Phin lọc gió

9 Buồng gió cấp10.Buồng gió hồi

7.2: Bơm nhiệt nóng lạnh trong công nghiệp thực phẩm:

Đường bánh kẹo Rượu bia Hoa quả

• Trong một xí nghiệp thực

phẩm thường phải có các kho

lạnh để bảo quản và các nồi

hơi để cấp nhiệt cho các quy

Sơ đồ hệ thống bơm nhiệt nóng lạnh cải tạo từ hệ thống lạnh NH3 của xí nghiệp giết mổ và chế biến thịt ở Dresden (CHLB Đức)

7.3.1: Bơm nhiệt chu trình hở cho bay hơi cô đặc

• Chu trình hở là môi chất lạnh sinh ra ở dàn bay hơi, đi vào máy nén được nén được nén lên áp suất cao sau đó đi vào dàn

ngưng rồi thải ra ngoài môi trường Dàn ngưng đóng vai trò

như dàn bay hơi

Khi sấy bằng chu trình hở thì năng lượng tiết kiệm được ít nhất đạt từ 35%-40% so với các phương pháp sấy cổ điển

Phải làm việc với nhiệt độ cao (1500C-1600C) và hơi nước có thể làm han rỉ máy

7.3.2: Chu trình hở chưng cất từ nước biển.

Máy nén hơi nước kiểu ly tâm của Alfa Laval dùng để chưng cất nước ngọt từ nước biển

Bơm nhiệt dùng chu trình hở để bay hơi cô đặc

Nguyên lý:

• Bán thành phẩm A được làm nóng sơ bộ qua hai thiết bị 4

và 5 rồi đi vào tháp hay hơi 2

• Nhận nhiệt của hơi nén có nhiệt độ cao khi ngưng tụ do

máy nén 1 nén vào sau đó đưa qua bộ tách lỏng 3

• Hơi B được máy nén hút về và nén lên áp suất cao đưa trở

lại tháp bay hơi 2

• Thành phẩm chảy qua thiết bị trao đổi nhiệt 5 ra ngoài

• Nước ngưng hay chất lỏng nhưng tụ C được đưa qua bộ

trao đổi nhiệt 4 đi ra ngoài

7.3.3: Bơm nhiệt chu trình hở cho cô đặc

Ưu điểm Nhược điểm

-Hiệu quả năng lượng bơm nhiệt

của chu trình hở trong công

nghiệp cô đặc rất to lớn

-Hiệu nhiệt độ dàn ngưng và dàn

bay hơi ở đây chỉ là hiệu nhiệt

độ truyền nhiệt từ vách trong ra

vách ngoài của bình ngưng tụ

khoảng 5-6 K

-Khó vận hành với dung dịch đặc, chỉ phù hợp với dung dịch loãng

-Khó hoặc không thể vận hành với các dung dịch với độ nhớt quá cao

-Tỷ số nén ở máy nén thường rất cao khi nhiệt độ bay hơi thấp

Với các hạng chế như thế, chu trình hở phần lớn được sử dụng

để cô đặc bột và giấy phế thải, rượu Wisky, dược phẩm và đặc biệt là trong công nghệ hóa học

7.3.4: Bơm nhiệt chu trình hở cô đặc dịch đường

Nguyên lý:

• Tháp cô đặc là một thiết bị trao đổi nhiệt ống vỏ (ống chùm)

• Dịch đường đi phía trong ống trao đổi nhiệt chảy từ phía trên

xuống dưới

• Hơi nước từ dịch đường bốc lên được nén lên áp suất cao đẩy

vào phía ngoài ống trao đổi nhiệt và ngưng tụ lại

• Nhiệt ngưng tụ cấp trực tiếp cho dịch đường để nước bay hơi

• Khi chảy xuống đến đáy tháp dịch đường đã được cô đặc

• Nếu chưa đủ độ đặc yêu cầu nó có thể được đưa trở lại đỉnh

tháp tiếp tục chu trình cho đến khi đạt đồ đặc yêu cầu

7.3.5: Bơm nhiệt chu trình hở cho nồi nấu bia:

7.3.6: Bơm nhiệt chu trình kín cho tháp chưng cất.

7.3.7: Bơm nhiệt cho bể rửa tay chi tiết máy

Bơm nhiệt làm mát dầu cất và sưởi ấm dung dịch tẩy rửa của một nhà mát sản xuất cơ khí

• 8 bơm nhiệt 44

kW chỉ gia nhiệt cho dung dịch tẩy rửa

Tiêu thụ năng lượng Phát thải CO 2

7.3.8: Bơm nhiệt cho buồng phun sơn nhà máy chế tạo ô tô

 Hệ thống buồng sơn yêu cầu nhiệt độ 20 - 300C, điều hòa không khí cho buồng.

 Đối với buồng có công nhân làm việc thì cần cấp gió tươi, đối với buồng người mát làm việc thì không khí tuần hoàn 100%

 Hệ thống truyền thống sử dụng AHU với chiller hấp thụ cho dàn lạnh

và nồi hơi cho dàn nóng

 Hệ thống cải tạo dùng 1 bơm nhiệt loại thu hồi nhiệt model 150II để cấp lạnh cho dàn lạnh và nhiệt cho dàn nóng thông qua bình tích nhiệt HEM_150II có năng suất lạnh 456kW, năng suất nhiệt 566kW, môi chất lạnh HFC407E, máy nén kiểu trục vít đôi, khởi động biến tần, công suất hữu ích 110,1 kW, COP lạnh 4,14 và COP nhiệt 5,14; số giờ vận hành cả năm là 4880h Lợi ucgs mà bơm nhiệt mang lại:

HEM-7.4.1: Chu trình bơm nhiệt 2 cấp cung cấp hơi nước

• R245fa để sản xuất hơi nước, môi

chất lạnh R245fa có công thức hóa học CHF2CH2CF3, phân tử lượng 134,05kg/lmol nhiệt độ sôi thường ở 15,10C, nhiệt độ tới hạn 154,10C, áp suất tới hạn 4,43Mpa

Sơ đồ bơm nhiệt sản xuất hơi nước 1200C , 1 bar

• Năng suất 0,51 tấn hơi/h, năng suất nhiệt 370kw, nhiệt

độ nguồn nước thải 650C bình bay Flash Tank làm nhiệm vụ tách phá hơi khỏi pha lỏng, lỏng được bơm quay trở lại dàn ngưng còn hơi nước dược đưa đến hộ tiêu thụ của quá trình công nghiệp

Thiết bị bơm nhiệt 2 cấp môi chất R245fa kiểu SZGK 120 tại nhà máy thép Kobe

Sơ đồ bơm nhiệt sản xuất hơi nước 1650C, 6 bar

7.4.2: Một số môi chất lạnh sử dụng cho bơm nhiệt nhiệt độ cao.

Thông số một số môi chất lạnh đang được sử dụng cho bơm nhiệt nhiệt độ cao tại Nhật

• Đồ thị đường cong áp suất bão hòa của một số môi chất lạnh cho bơm nhiệt nhiệt độ cao đang được sử dụng tại Nhật.

• Trên đồ thị có thể thấy đường cong áp suất hơi của R1234ze(Z) gần như tiệm cận với đường cong của R245fa, nên để bảo vệ môi trường, môi chất R1234ze(Z) sẽ được thay thế cho R245fa, tương tự R1234ze(E) cũng được thay thế cho R134a trong tương lai gần

Biến thế nhiệt sử dụng hơi nước thải 80-900C

để sản xuất hơi nước ở 1200C

Nguyên lý làm việc:

• Nước thải cấp cho bình sinh hơi(Generator) Hơi sinh ra ở bình

sinh hơi sẽ được đưa đến bình ngưng tụ(Condenser) để ngưng thành lỏng

• Quá trình ngưng tụ ở 400C được làm mát bằng nước môi trường

25-300C qua tháp giải nhiệt

• Lỏng được bơm lên bình bay hơi(Evaporator) lỏng bay hơi do

được cấp nhiệt từ nước thải nhiệt 80-900C, hơi được đưa đến bình hấp thụ và quá trình hấp thụ ở áp suất caosinh ra dòng nhiệt hấp thụ ở nhiệt độ trên 1200C để tạo ra dòng hơi nước nhiệt độ 1200C

Sơ đồ lắp đặt bơm nhiệt lò hơi vào mạng năng lượng của nhà máy

- Hơi ra từ bơm nhiệt lò hơi áp suất dư 1bar nên cần phải cho qua máy nén ejector, nén lên áp suất dư 5bar để hòa vào mạng hơi, vận chuyển đến các hộ tiêu thụ.

- Đối với hệ thống truyền thống: 100% năng lượng sơ cấp vào, ra là 92% ở dạng năng lượng hơi nước

- Đối với hệ thống cải tạo: 100% năng lượng sơ cấp vào, ra 92+42% từ biến thể nhiệt = 134% năng lượng ở dạng hơi nước, biến thể nhiệt tiêu thụ nước thải 800C là 89%

- bi n thành năng lến thành năng lượng hữu ích dạng hơi 120 ượng hữu ích dạng hơi 120ng h u ích d ng h i 120ữu ích dạng hơi 120 ạng hơi 120 ơi 120 0C, áp su t d 1bar là ất dư 1bar là ư42% và t a ra môi trỏa ra môi trường ở tháp giải nhiệt là 47 ường ở tháp giải nhiệt là 47ng tháp gi i nhi t là 47ở tháp giải nhiệt là 47 ải nhiệt là 47 ệt là 47 %

- Hệ thống cải tạo với năng lượng sơ cấp 100% năng su t h i nất dư 1bar là ơi 120 ước đã c đã tăng thành 134%, tăng lên 1,46 lần so với 92% c a h th ng cũủa hệ thống cũ ệt là 47 ống cũ

Bảng giới thiệu thông số 2 loại bơm lò hơi của Cty EBARA Refrigeration Equypment và Systems Co., Ltd

- Trong công nghiệp chế biến, sản xuất và chế tạo các nhà máy thường có trung tâm năng lượng có trang bị lò hơi để cung cấp nhiệt bằng hơi nước cho các phân xưởng như thanh khuẩn, tiệt trùng, gia nhiệt, sấy

– Hiệu suất tổng của lò hơi khá thấp là 20-40% do các tổn thất:

- Tổn thất lò hơi

- Tổn thất trên dường ống dẫn hơi

- Tổn thất hơi trog van cóc

- Tổn thất trên đường nước ngưng hồi lưu

– Nhiệt độ hơi nước đạt 120-1600C, tuy nhiên hầu hết các ứng

dụng chỉ yêu cầu nhiệt độ khoảng 55-800C chỉ tính riêng hiệu nhiệt đọ không thuận nghịch đó đã gây ra tổn thất rất lớn

THIẾT KẾ SLIDE POWERPOINT

NHÓM 6 TRẦN VĂN TRIỀU

THUYẾT TRÌNH

TRẦN VĂN TRIỀU

TƯ LIỆU

SỈN THĂNG LONG NGUYỄN VŨ HÒA

NGUYỄN TIẾN DŨNG

TRẦN ĐĂNG LINH NGUYỄN VĂN NGUYÊN NGUYỄN HỮU PHƯỚC