THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN TÀU THỦY SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Từ xa xƣa, khi khoa học còn chƣa phát triển con ngƣời đã biết sử dụng băng tuyết để bảo quản thực phẩm, sau đó ngƣời Ấn Độ, ngƣời Trung Quốc đã biết trộn muối với nƣớc để tạo ra nhiệt độ thấp hơn. Đến khoảng giữa thế kỷ 18 con ngƣời đã biết làm lạnh bằng cách cho bay hơi chất lỏng ở áp suất thấp, đó là nền tảng đầu tiên của kỹ thuật lạnh nhân tạo. Đến đầu thế kỷ 19 chiếc máy lạnh đầu tiên đã ra đời, kể từ đó kỹ thuật lạnh không ngừng phát triển. Nó không chỉ đƣợc ứng dụng trong bảo quản thực phẩm mà còn ở nhiều lĩnh vực khác trong đời sống xã hội nhƣ nông nghiệp, chế biến thủy hải sản, y tế, thể thao, công nghiệp hóa chất, công nghiệp thực phẩm, trong đời sống xã hội ……Ngày nay, ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, có những bƣớc tiến vƣợt bậc, trình độ khao học kỹ thuật tương đối cao thể hiện ở việc mở rộng phạm vi nhiệt độ (phía nhiệt độ thấp đang dần tới nhiệt độ không tuyệt đối , phía nhiệt độ cao của thiết bị ngƣng tụ có thể đạt 1000C) công suất máy lạnh có thể đạt hàng triệu Watt, hiệu suất máy tăng lên, chi phí vật tƣ và năng lượng cho một đơn vị lạnh giảm, tuổi thọ và độ tin cậy của máy tăng, các máy lạnh có thể đƣợc tự động hóa hoàn toàn. Máy lạnh đang đƣợc sử dụng với nhiều mụcđích khác nhau, phạm vi sử dụng ngày càng mở rộng và là ngành kỹ thuật quantrọng không thể thiếu trong đời sống và kỹ thuật. Có nhiều phương pháp làm lạnh khác nhau, mỗi phương pháp có nguyên lý làm việc và sơ đồ thiết bị riêng phục vụ cho từng mục đích cụ thể. Các thiết bị máy lạnh đƣợc ứng dụng sử dụng rộng rãi trong sản suất và đời sống bao gồm một số loại nhƣ: máy lạnh nén hơi, máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejector, máy lạnh khí nén, máy lạnh nhiệt điện. Thực tế hiện nay máy lạnh nén hơi đang đƣợc sử dụng phổ biến. Đây là loại máy lạnh có máy nén cơ để hút hơi môi chất có áp suất thấp và nhiệt độ thấp ở thiết bị bay hơi và nén lên áp suất cao và nhiệt độ cao đẩy vào thiết6 bị ngưng tụ. Môi chất lạnh trong máy lạnh nén hơi có biến đổi pha (bay hơi ở thiết bị bay hơi và ngưng tu ở thiết bị ngưng tụ) trong chu trình lạnh. Năng lƣợng cấp cho chu trình ở loại máy này là cơ năng. Máy có nhiều ưu điểm như: hệ số làm lạnh cao, kết cấu gon, làm việc tin cậy, giá thành thấp … Tuy nhiên, máy lạnh nén hơi có nhƣợc điểm tiêu hao năng lƣợng lớn và các tác nhân lạnh (chất CFC và HCFC) có tác hại phá hủy tầng ozone và gây hiệu ứng nhà kính và hiện nay một số chất đã bị cấm sử dụng nhƣ R11, R12, R13..một số chất cũng bị cấm trong tương lai gần như R22, R123.., đây là hai vấn đề rất cấp bách hiện nay. Chúng ta biết rằng nhu cầu năng lƣợng trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển là rất lớn, ngày càng tăng trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ nhƣ dầu mỏ, than, khí thiên nhiên, ngay cả thủy điện cũng có hạn vì vậy chúng ta đang đứng trƣớc nguy cơ thiếu hụt năng lƣợng trầm trọng. Tiếp đến là vấn đề ô nhiễm môi trƣờng , biến đổi khí hậu đang diễn biến rất nhanh theo chiều hƣớng xấu ảnh hƣởng đến đời sống con ngƣời. Như vậy chúng ta phải có các giải pháp để khắc phục các vấn đề trên và cũng có nghĩa là mặc dù máy lạnh nén hơi đang được sử dụng rộng rãi nhƣng trong tương lai sẽ không còn phù hợp nếu không có biện pháp khắc phục những vấn đề trên.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

2.1.4 Dung dịch làm việc trong máy lạnh hấp thụ 21

2.2.1 Phương án cấp nhiệt trực tiếp hay gián tiếp 28

2.2.3 Lựa chọn mô hình MLHT điều hòa không khí trên tàu thủy sử dụng năng

3.1.3 Phương trình tính các tính chất nhiệt vật lý của dung dịch 35

3.1.3.1 Nồng độ dung dịch 35

3.1.3.6 Nhiệt độ bão hòa của tác nhân lạnh cân bằng với dung dịch lỏng sôi

38

3.1.3.11 Nhiệt dung riêng của dung dịch H 2 O/LiBr 40

3.1.3.12 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch H 2 O/LiBr 41

3.1.3.13 Độ nhớt động lực học của dung dịch H 2 O/LiBr 41

3.1.3.14 Sức căng bề mặt của dung dịch H 2 O/LiBr 42 3.1.4 Các đồ thị thông dụng của dung dịch H2O-LiBr 42 3.1.5 Các bảng thông số số liệu về các tính chất nhiệt động 42 3.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ MỘT CẤP VÀ XÁC ĐỊNH CÁC

3.2.2 Biểu diễn các quá trình trên đồ thị log p-T 46

3.4.2.1 Đặc tính quang học của tấm phủ trong suốt 71

3.4.2.2 Trao đổi nhiệt đối lưu giữa bề mặt collector và không khí bên ngoài

73

3.4.2.4 Tổn thất nhiệt ở mặt trên của collector 74

3.4.2.5 Tổn thất nhiệt ở các mặt còn lại của colector 75

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU UT-GLORY LẮP ĐẶT ĐIỀU HÒA

4.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TÀU

4.2.1 Tính toán chu trình máy lạnh hấp thụ một cấp 79

4.2.1.1 Nhiệt độ nước nóng gia nhiệt vào và ra khỏi bình phát sinh 79

4.2.1.2 Nhiệt độ nước làm mát đi vào và đi ra khỏi bình hấp thụ 79

4.2.1.3 Nhiệt độ chất tải lạnh đi ra và đi vào bình bốc hơi 80

4.2.1.4 Nhiệt độ và áp suất bão hòa của tác nhân lạnh trong bình bốc hơi 80 4.2.1.5 Nhiệt độ và áp suất ngưng tụ của tác nhân lạnh 80

4.2.2.2 Lưu lượng tác nhân lạnh đi qua bình bốc hơi 83

4.2.2.3 Lưu lượng dung dịch qua bình phát sinh 83

4.2.2.5 Nhiệt lượng hơi nước tỏa ra tại bình ngưng 84

4.2.2.6 Nhiệt lượng hơi nước nhận vào ở bình bốc hơi 84

4.2.2.7 Nhiệt lượng dung dịch nhả cho nước làm mát tại bình hấp thụ 84

4.2.2.8 Nhiệt lượng trao đổi tại bộ trao đổi nhiệt 84

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Từ xa xưa, khi khoa học còn chưa phát triển con người đã biết sử dụng băng tuyết để bảo quản thực phẩm, sau đó người Ấn Độ, người Trung Quốc đã biết trộn muối với nước để tạo ra nhiệt độ thấp hơn Đến khoảng giữa thế kỷ 18 con người đã biết làm lạnh bằng cách cho bay hơi chất lỏng ở áp suất thấp, đó là nền tảng đầu tiên của kỹ thuật lạnh nhân tạo Đến đầu thế kỷ 19 chiếc máy lạnh đầu tiên đã ra đời, kể

từ đó kỹ thuật lạnh không ngừng phát triển Nó không chỉ được ứng dụng trong bảo quản thực phẩm mà còn ở nhiều lĩnh vực khác trong đời sống xã hội như nông nghiệp, chế biến thủy hải sản, y tế, thể thao, công nghiệp hóa chất, công nghiệp thực phẩm, trong đời sống xã hội ……Ngày nay, ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, có những bước tiến vượt bậc, trình độ khao học kỹ thuật tương đối cao thể hiện ở việc mở rộng phạm vi nhiệt độ (phía nhiệt độ thấp đang dần tới nhiệt độ không tuyệt đối , phía nhiệt độ cao của thiết bị ngưng tụ có thể đạt 1000C) công suất máy lạnh có thể đạt hàng triệu Watt, hiệu suất máy tăng lên, chi phí vật tư và năng lượng cho một đơn vị lạnh giảm, tuổi thọ và độ tin cậy của máy tăng, các máy lạnh

có thể được tự động hóa hoàn toàn Máy lạnh đang được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi sử dụng ngày càng mở rộng và là ngành kỹ thuật quan trọng không thể thiếu trong đời sống và kỹ thuật

Có nhiều phương pháp làm lạnh khác nhau, mỗi phương pháp có nguyên lý làm việc và sơ đồ thiết bị riêng phục vụ cho từng mục đích cụ thể Các thiết bị máy lạnh được ứng dụng sử dụng rộng rãi trong sản suất và đời sống bao gồm một số loại như: máy lạnh nén hơi, máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejector, máy lạnh khí nén, máy lạnh nhiệt điện Thực tế hiện nay máy lạnh nén hơi đang được sử dụng phổ biến Đây là loại máy lạnh có máy nén cơ để hút hơi môi chất có áp suất thấp và nhiệt độ thấp ở thiết bị bay hơi và nén lên áp suất cao và nhiệt độ cao đẩy vào thiết

bị ngưng tụ Môi chất lạnh trong máy lạnh nén hơi có biến đổi pha (bay hơi ở thiết

bị bay hơi và ngưng tu ở thiết bị ngưng tụ) trong chu trình lạnh Năng lượng cấp cho chu trình ở loại máy này là cơ năng Máy có nhiều ưu điểm như: hệ số làm lạnh cao, kết cấu gon, làm việc tin cậy, giá thành thấp … Tuy nhiên, máy lạnh nén hơi có nhược điểm tiêu hao năng lượng lớn và các tác nhân lạnh (chất CFC và HCFC) có tác hại phá hủy tầng ozone và gây hiệu ứng nhà kính và hiện nay một số chất đã bị cấm sử dụng như R11, R12, R13 một số chất cũng bị cấm trong tương lai gần như R22, R123 , đây là hai vấn đề rất cấp bách hiện nay Chúng ta biết rằng nhu cầu năng lượng trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển là rất lớn, ngày càng tăng trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như dầu mỏ, than, khí thiên nhiên, ngay cả thủy điện cũng có hạn vì vậy chúng ta đang đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng trầm trọng Tiếp đến là vấn đề ô nhiễm môi trường , biến đổi khí hậu đang diễn biến rất nhanh theo chiều hướng xấu ảnh hưởng đến đời sống con người Như vậy chúng ta phải có các giải pháp để khắc phục các vấn đề trên và cũng có nghĩa là mặc dù máy lạnh nén hơi đang được sử dụng rộng rãi nhưng trong tương lai sẽ không còn phù hợp nếu không có biện pháp khắc phục những vấn đề trên

Máy lạnh hấp thụ giải quyết được cả hai vấn đề trên mà máy lạnh nén hơi đang gặp phải Về nguyên lý máy lạnh hấp thụ cũng giống như máy lạnh nén hơi cũng có các bộ phận như ngưng tụ, tiết lưu và bay hơi Riêng máy nén cơ được thay bằng hệ thống bình hấp thụ, bơm dung dịch, bình sinh hơi và tiết lưu dung dịch Hệ thống thiết bị này chạy bằng nhiệt năng nên còn được gọi là máy nén nhiệt Do hệ thống chạy bằng nhiệt năng nên máy có thể sử dụng ở những nơi không có điện, có thể cấp nhiệt cho chu trình bằng các nguồn nhiên liệu rẻ tiền(mùn cưa, củi, chấu ), đặc biệt tận dụng các nguồn nhiệt thải của các quá trình sản xuất khác như khí thải của động cơ Diesel, nước làm mát động cơ, hơi nước….,năng lượng mặt trời.v.v bên cạnh đó tác nhân lạnh của máy lạnh hấp thụ cũng không gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, máy lạnh hấp thụ còn hạn chế ở một số điểm như: kích thước lớn, hệ số làm lạnh còn thấp, nhưng với sự phát triển của khoa học kỹ thật các yếu tố này sẽ dần được khắc phục Thực tế hiện nay máy lạnh hấp thụ đã được sử dụng nhiều ở

các nước như: Nhật, Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc…với công suất đến hàng chục ngàn kW Còn ở Việt Nam việc sử dụng máy lạnh hấp thụ còn hạn chế và chủ yếu thiết bị là nhập của nước ngoài còn việc nghiên cứu chế tạo trong nước rất ít, mặc

dù như phân tích ở trên loại này mang lại hiệu quả kinh tế rất cao, sử dụng tiết kiệm được các nguồn năng lượng khác

Trong đề tài “nghiên cứu thiết kế máy lạnh hấp thụ điều hòa không khí sử dụng năng lượng mặt trời” tác giả hướng tới xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để điều hòa không khí, bởi đây là nguồn năng lượng sạch, rồi rào, có tiềm năng rất lớn lại miễn phí Ở nước ngoài người ta đã nghiên cứu, khai thác nguồn năng lượng này tương đối tốt, tuy nhiên ở Việt Nam việc nghiên cứu, ứng dụng, khai thác nguồn năng lượng này còn rất hạn chế chỉ dừng lại ở một số đơn vị, cũng đã có chương trình bếp nấu dùng năng lượng mặt trời được triển khai hay nghiên cứu chế tạo máy nước nóng, máy lạnh dùng năng lượng mặt trời của Đại học Bách khoa Đà nẵng, Đại học Bách khoa

Tp HCM… còn việc ứng dụng khai thác nguồn năng lượng này vào điều hòa không khí trên tàu biển thì chưa thấy có

2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là hướng tới xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời và khả năng ứng dụng lắp đặt trên tàu thủy nhằm tận dụng nguồn năng lượng sạch, tiết kiệm các nguồn năng lượng hóa thạch khác và góp phần cải thiện môi trường

3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

Điều hòa không khí là vấn đề cần thiết hiện nay, nó đặc biệt quan trọng và không thể thiếu đối với các tàu biển, tuy nhiên để điều hòa không khí hiện nay người ta chủ yếu là sử dụng máy nén hơi Đây là thiết bị tiêu hao năng lượng rất lớn

và thêm vào đó là gây tác hại đến môi trường, cả hai vấn đề này chúng ta đang phải đối phó rất khó khăn (nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than ngay cả nguồn nước thủy điện cũng đang cạn kiệt và ô nhiễm môi trường, thủng tầng ozone, trái đất nóng lên, biến đổi khí hậu…) do vậy cần phải tìm giải pháp cho vấn đề này

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch và có trữ lượng rất lớn, miễn phí Việc nghiên cứu thiết kế thiết bị điều hòa không khí sử dụng năng lượng mặt trời là cần thiết phù hợp với xu thế chung, khắc phục được các nhược điểm của thiết bị điều hòa không khí bằng máy nén hơi hiện nay đang gặp phải và việc sử dụng nó làm điều hòa trung tâm trên tàu thủy là đối tượng nghiên cứu của đề tài

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Trong giai đoạn hiện nay, thế giới đang đối mặt với vấn đề môi trường và thiếu hụt năng lượng đặc biệt là nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt thì việc

sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường là một xu hướng tất yếu Máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời là một thiết bị đáp ứng yêu cầu nêu trên Trên thế giới người ta đã nghiên cứu chế tạo và sử dụng khá nhiều loại thiết bị này với nhiều mục đích khác nhau, còn ở Việt Nam đã nghiên cứu và chế tạo máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời thí nghiệm để sản xuất nước đá hoặc điều hòa không khí cho các nhà hàng khách sạn, khu nghỉ dưỡng…tuy nhiên vẫn còn hạn chế Từ các tìm hiểu thông qua tài liệu, nghiên cứu của các nhà khoa học tác giả thấy việc nghiên cứu thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tàu thủy sử dụng năng lượng mặt trời là có thể thực hiện được, phù hợp với

xu hướng sử dụng tiết kiệm các nguồn năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài kết hợp với các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước và nước ngoài sẽ là nền tảng cho việc chế tạo các thiết bị sử dụng tiết kiệm năng lượng phục vụ đời sống và có thể sản xuất thương mại hóa sản phẩm trên bờ cũng như trên các tàu thủ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ

1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới người ta nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng máy lạnh hấp thụ từ rất lâu ở nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt trong kỹ thuật làm lạnh và điều hòa không khí Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật lạnh trong các máy lạnh hấp thụ cũng phát triển thể hiện ở việc nâng cao hiệu suất hấp thụ, năng suất lạnh,

hệ số làm lạnh, cải tiến mẫu mã, kích thước

Trên thế giới một số hãng nổi tiếng về máy lạnh hấp thụ điều hòa không khí như:

- Hãng Broad: là hãng sản xuất máy điều hòa không khí của Trung Quốc, sản xuất các máy lạnh hấp thụ loại gia nhiệt trực tiếp sản phẩm là các máy điều hòa hấp thụ hoạt động bằng hơi nước, nước nóng hoặc nhiệt thải

- Hãng Carrier: sản phẩm chủ yếu là máy điều hòa hấp thụ một cấp, gia nhiệt bằng hơi nước có áp suất thấp 0,04Mpa-0,15 MPa, nước nóng nhiệt độ từ 700C-130 0C sử dụng các nguồn có nhiệt thế thấp như: nhiệt thải từ nhà máy, năng lượng mặt trời, khói thải động cơ Loại hai cấp, cấp nhiệt bằng hơi nước với áp suất dư khoảng 0,78 MPa

- Hãng Cention: sản phẩm là máy điều hòa hấp thụ bằng khí tự nhiên

- Hãng Mcquay: sản phẩm là máy lạnh hấp thụ hoạt động bằng cách đốt nhiên liệu trực tiếp hoặc bằng hơi nước với công suất tương đối lớn

Ngoài ra còn co các hãng chế tạo máy lạnh hấp thụ khác như: Yazaki hay York, SANYO,Trane …

ThiÕt bÞ bay h¬i

B×nh chøa

ThiÕt bÞ ng-ng

tô

Bøc x¹ mÆt trêi

Bé hÊp phô thuthô

Van chÆn

Van tiÕt l-u

1.1.2 Các nghiên cứu trong nước

1 Công trình nghiên cứu khoa học:”Máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời” của tác giả Hoàng Dương Hùng, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng và đồng tác giả Trần Ngọc Lân, Sở Khoa học Công Nghệ Quảng Trị

Đề tài này nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm mẫu máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời với cặp môi chất là than hoạt tính và methanol để sản xuất nước đá Hệ thống được mô tả như sau: máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời bao gồm thiết bị hấp thu năng lượng bức xạ mặt trời, trong đó có chứa than hoạt tính, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí đối lưu tự nhiên và thiết bị bay hơi thiết kế để có thể làm đá, chứa thực phẩm cần bảo quản Ngoài ra còn có van chặn bình chứa môi chất môi chất lỏng và van tiết lưu Máy lạnh hấp thụ năng lượng mặt trời loại này làm việc theo kiểu gián đoạn Vào ban ngày, van chặn được mở ra và van tiết lưu được đóng lại Trong giai đoạn này, dưới tác động của các tia bức xạ mặt trời, tác nhân lạnh sẽ bay hơi khỏi than hoạt tính, ngưng tụ trong thiêt bị ngưng

tụ và được chứa trong bình chứa Vào ban đêm, xảy ra quá trình làm lạnh, khi nhiệt

độ của hệ thống giảm, than hoạt tính làm nhiệm vụ hấp thụ môi chất lạnh (methanol) áp suất môi chất trong hệ thống giảm xuống, khi áp suất đạt đến áp suất bay hơi thì mở van tiết lưu Môi chất lạnh sẽ được tiết lưu vào thiết bị bay hơi, thu nhiệt sản phẩm và bay hơi, hơi môi chất được than hoạt tính hấp thu hết Trong giai đoạn này, cần phải chú ý để thiết bị hấp thụ được giải nhiệt dễ dàng vì hấp thụ là quá trình sinh nhiệt Hình 1.1 thể hiện nguyên lý của hệ thống

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp phụ sử dụng năng lượng mặt trời

Mô tả các quá trình làm việc:

Quá trình làm việc của hệ thống có thể trình bày trên đồ thị hình 1.2

1

2

4

3 P

T

Ta1 Tg1 Ta2

Po Pk

Tg2

Hình 1.2 Các quá trình nhiệt trên đồ thị p-T

Quá trình cấp nhiệt:

1-2 Quá trình bộ thu hấp thụ năng lượng mặt trời, than hoạt tính nhả môi chất lạnh

(methanol) áp suất và nhiệt độ của môi chất trong hệ thống tăng lên đến giá trị pk và

Tg1

2-3 Quá trình ngưng tụ môi chất lạnh xảy ra, đồng thời bộ thu vẫn tiếp tục nhận

bức xạ mặt trời nên môi chất lạnh vẫn tiếp tục thoát ra từ than hoạt tính nên nhiệt độ môi chất tăng đến nhiệt độ Tg2, áp suất hầu như không đổi ở áp suất Pk

Quá trình giải nhiệt và làm lạnh:

3-4 Quá trình giải nhiệt của bộ thu (sau khi môi chất lạnh đã ngưng tụ hết vào bình

chứa) áp suất và nhiệt độ trong hệ thống giảm đến po và Ta1

4-1 Quá trình bay hơi của môi chất lạnh trong thiết bị bay hơi, hơi môi chất được

than hoạt tính hấp phụ hết nên áp suất hệ thống hầu như không đổi Po, nhiệt độ hơi môi chất trước lúc bị hấp phụ giảm dần đến nhiệt độ Ta2

Với đề tài này các tác giả đã chế tạo thử nghiệm thành công máy sản suất nước

đá có các điều kiện sản xuất phù hợp với Việt Nam như: Giá thành thấp, các nguyên vật liệu dễ kiếm (than sọ dừa, methanol), dễ chế tạo và đề tài cũng khẳng định chúng ta có thể chế tạo máy lạnh hấp thụ năng lượng mặt trời để làm lạnh với nhiều mục đích khác nhau Thiết bị có thể được chế tạo và ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam Tuy nhiên đây là thiết bị làm lạnh gián đoạn không liên tục và đến nay cũng chưa được ứng dụng vào thực tế

2 Đề tài nghiên cứu khoa học và kỹ thuật:”nghiên cứu lựa chọn quy trình công nghệ, thiết kế, chế tạo một số thiết bị lạnh sử dụng nguồn năng lượng rẻ tiền tại địa phương để phục vụ sản suất và đời sống” của tác giả PGS TS Trần Thanh Kỳ -

Trung tâm nghiên cứu Thiết bị nhiệt và năng lượng mới, Đại học Bách Khoa Tp HCM - Chủ nhiệm đề tài cùng các tác giả PGS TS Hoàng Đình Tín – Bộ môn Công nghệ nhiệt lạnh Đại học Bách Khoa Tp HCM, TS Nguyễn Văn Tuyên - Trung tâm nghiên cứu Thiết bị nhiệt và năng lượng mới, Đại học Bách Khoa Tp HCM,

KS Lương Thị Thanh Lương - Bộ môn Công nghệ nhiệt lạnh Đại học Bách Khoa

Tp HCM

Với đề tài này các tác giả đã chế tạo thành công máy lạnh hấp thụ với cặp môi chất là NH3/H2O dùng để sản xuất nước đá với nguồn nhiên liệu cấp cho máy lạnh hấp thụ là nhiên liệu rẻ tiền có tại địa phương như: Than cám, mùn cưa, trấu… để cấp nhiệt cho máy lạnh Máy lạnh loại này thích hợp cho những nơi không có điện hoặc các nguồn nhiên liệu này sẵn có

Máy có thể sản xuất đá viên phục vụ giải khát, đá cây phục vụ đánh bắt thủy hải sản với tốc độ nhanh 3,5h/mẻ thay vì 20 h/mẻ như hiện nay với giá thành rẻ hơn

so với thiết bị sử dụng điện Sơ đồ máy lạnh hấp thụ NH3/H2O dùng để sản xuất nước đá thể hiện trên hình 1.3

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên máy lạnh hấp thụ NH 3 -H 2 O

Nguyên lý hoạt động của thiết bị như sau:

Trong máy lạnh hấp thụ NH3/H2O thì NH3 đóng vai trò môi chất lạnh còn dung dịch NH3/H2O đóng vai trò chất hấp thụ Tại bình bốc hơi, hơi nước nhả nhiệt cho dung dịch NH3/H2O và ngưng tụ còn dung dịch NH3/H2O nhận nhiệt và sôi làm bốc hơi amôniắc trong dung dịch và hơi amôniắc đi vào tháp tinh luyện Do hơi amôniắc từ bình bốc hơi lên luôn kéo theo hơi nước nên tại tháp tinh luyện phần lớn hơi được giữ lại nhờ lớp đệm trong tháp do phía trên lớp đệm có dung dịch no amôniắc và chảy xuống phía dưới tiếp xúc với hơi từ dưới đi lên Dòng hơi amôniắc tiếp tục đi lên xục qua lớp lỏng từ bình hồi lưu xả về do vậy hơi amôniắc được làm sạch hết hơi nước trở thành hơi tinh khiết đi vào bình ngưng Tại đây chúng nhả nhiệt cho nước làm mát và ngưng tụ thành amôniắc lỏng Lỏng amôniắc đi xuống bình quá lạnh tại đây có sự trao đổi nhiệt giữa amôniắc lỏng và hơi amôniắc đi ra từ tháp đá tiếp tục đi xuống hơi amôniắc qua van tiết lưu 1 để giảm áp suất trước khi đi

vào tháp đá để nhận nhiệt của nước Trong tháp đá diễn ra quá trình trao đổi nhiệt giữa lỏng amôniắc và nước Nước nhả nhiệt cho lỏng amôniắc và đông đặc trở thành nước đá còn lỏng amôniắc nhận nhiệt của nước và sôi trở thành hơi Hơi amôniắc ra khỏi tháp đá qua bình quá lạnh nhận nhiệt của lỏng amôniắc từ bình ngưng sau đó về bình hấp thụ Bình hấp thụ là nơi hấp thụ hơi amôniắc bằng dung dịch nghèo amôniắc đi xuống từ bình hồi nhiệt Tại bình bốc hơi dung dịch giàu amôniắc sau khi nhận nhiệt và bốc hơi trở thành dung dịch nghèo amôniắc Dung dịch nghèo amôniắc từ bình bốc hơi được dẫn qua bình hồi nhiệt và nhả nhiệt cho dung dịch giàu amôniắc đến từ bình hấp thụ sau đó qua van tiết lưu 2 để giảm áp trước khi vào bình hấp thụ Tại bình hấp thụ, dung dịch nghèo amôniắc sẽ hấp thụ hơi amôniắc đến từ tháp đá và trở thành dung dịch giàu amôniắc Dung dịch giàu amôniắc được bơm dung dịch bơm qua bình hồi nhiệt để nhận nhiệt của dung dịch nghèo amôniắc trước khi vào bình bốc hơi tiếp tục chu trình Để có hơi nước cấp cho bình bốc hơi, hệ thống sử dụng một nồi hơi riêng và sử dụng các nguồn nhiên liệu sẵn có như than cám trấu hay mùn cưa … làm chất đốt

Đề tài đã chế tạo thử nghiệm thành công máy lạnh hấp thụ sử dụng nguồn nhiên liệu rẻ tiền sẵn có để sản suất nước đá với thời gian nhanh và giá thành rẻ tuy nhiên việc sử dụng than cám để làm chất đốt cũng vẫn gây ô nhiễm môi trường Hệ thống có thể sử dụng cho những nơi không có điện, vùng sâu, vùng xa, nhưng việc

sử dụng nồi hơi làm thiết bị cấp nhiệt cho hệ thống đòi hỏi độ an toàn cao, người sử dụng phải có hiểu biết nhất định để vận hành trong khi trình độ dân trí ở các khu vực này thường thấp Đến nay hệ thống này cũng chưa ứng dụng trong thực tế

Ngoài ra còn một số các nghiên cứu khác như:”nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời để làm lạnh” – luận văn thạc sỹ kỹ thuật của tác giả Trần Ngọc Lân;

“Nghiên cứu sử dụng máy lạnh hấp thụ trong lĩnh vực điều hòa không khí tại Việt Nam” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật,“tính toán máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời dùng để điều hòa không khí”- chuyên đề nghiên cứu sinh - của tác giả Nguyễn Thành Văn – Đại học Bách Khoa Đà Nẵng; “nghiên cứu thiết kế hệ thống

lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng khí thải động cơ Diesel tàu thủy”- Luận văn thạc

sỹ kỹ thuật – của tác giả Lê Minh Hòa Đại học GTVT Tp HCM tuy nhiên cũng chưa có công trình nào nghiên cứu ứng dụng máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để điều hòa không khí trên tàu thủy

1.2 CÁC NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài bao gồm các nội dung chính sau:

- Lựa chọn mô hình máy lạnh hấp thụ

- Xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để điều hòa không khí

- Ứng dụng cơ sở lý thuyết trên để tính toán thiết kế máy lạnh hấp thụ điều hòa không khí sử dụng năng lượng mặt trời cho tàu UT-GLORY

1.3 BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài được chia thành 4 chương, phần mở đầu và phần kết luận kiến nghị và phụ lục

- Chương 1: Tổng quan về đề tài

- Chương 2: Lựa chọn mô hình máy lạnh hấp thụ

- Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán máy lạnh hấp thụ

- Chương 4: Tính toán thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để điều hòa không khí cho tàu UT-GLORY của trường ĐHGTVT TP HCM

- Kết luận và kiến nghị

- Phụ lục

CHƯƠNG 2

LỰA CHỌN MÔ HÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ

2.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ

2.1.1 Giới thiệu chung về máy lạnh hấp thụ

Như đã biết, điểm khác nhau cơ bản giữa máy lạnh hấp thụ ( MLHT ) và máy lạnh có máy nén hơi là năng lượng sử dụng và loại chất môi giới làm việc trong hệ thống Ở máy lạnh nén hơi dạng năng lượng tiêu hao là cơ năng trong khi đó ở MLHT dạng năng lượng tiêu hao là nhiệt năng như vậy có thể nói ở MLHT sử dụng nguồn nhiệt để làm lạnh Các nguồn nhiệt này, trong kỹ thuật điều hòa không khí người ta dùng khí đốt, hơi nước hoặc nước nóng, kể cả năng lượng mặt trời để cấp cho MLHT Ở những nơi có điều kiện thuận tiện, người ta có thể dùng các nguồn nhiệt thải ra từ các quá trình sản xuất như: khí thải động cơ diesel hay từ lò nhiệt luyện, hơi nước thừa để cấp cho MLHT

Không như trong máy lạnh có máy nén hơi, ở MLHT chất làm việc là dung dịch được trộn lẫn từ hai chất thuần khiết khác nhau Theo yêu cầu, hai chất này phải đảm bảo không tác dụng hóa học với nhau và phải có nhiệt độ sôi khá tách biệt nhau khi ở cùng điều kiện áp suất Có nhiều loại dung dich đáp ứng yêu cầu này để làm việc trong MLHT Tuy nhiên, trong kỹ thuật điều hòa không khí hiện nay người

ta thường sử dụng dung dịch H2O-LiBr Với việc sử dụng dung dịch này hoàn toàn không gây ra bất kỳ ảnh hưởng nào đến môi trường

Hiện nay, với sự tiến bộ đáng kể về công nghệ chế tạo, vật liệu và điều khiển, một số nhược điểm của MLHT đã được khắc phục Ngày nay, kích thước của MLHT đã được giảm bớt, hiệu quả làm việc đã được nâng cao Cùng với những ưu điểm của MLHT như không gây ô nhiễm môi trường, sử dụng năng lượng hiệu quả,

tiết kiệm thì có thể thấy trong tương lai gần MLHT sẽ phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong lĩnh vực điều hòa không khí

2.1.2 Nguyên lý làm việc của máy lạnh hấp thụ

Về cơ bản MLHT cũng giống như máy lạnh nén hơi, chỉ khác trong máy lạnh nén hơi, máy nén dùng điện thì trong MLHT được thay bằng cụm “máy nén nhiệt” dùng nhiệt của nguồn gia nhiệt Cụm “máy nén nhiệt” bao gồm: thiết bị hấp thụ, bơm dung dịch, bình sinh hơi và van tiết lưu thực hiện chức năng “hút” hơi sinh ra

từ bình bay hơi và “nén” lên áp suất cao đẩy vào bình ngưng tụ

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ

SH: Bình sinh hơi, BDD: Bơm dung dịch, HT: Bình hấp thụ,

TLDD: Tiết lưu dung dịch.

Tại bình sinh hơi, dung dịch giàu tác nhân lạnh ở áp suất Pk nhận nhiệt lượng

từ nguồn nóng, sôi và hơi tác nhân lạnh được sinh ra Hơi này được dẫn tới bình ngưng tụ, tại đây nó nhả nhiệt lượng Qk cho nước làm mát và ngưng tụ thành lỏng Sau khi ra khỏi bình ngưng, qua van tiết lưu để giảm áp suất và đi vào bình bay hơi

Tại bình bay hơi tác nhân lạnh lỏng nhận nhiệt lượng Qo của vật cần làm lạnh để hóa hơi Hơi tác nhân lạnh thấp áp này được dẫn vào bình hấp thụ và được hấp thụ bởi dung dịch nghèo tác nhân lạnh xuống từ tiết lưu dung dịch

Dung dịch giàu tác nhân lạnh sau khi nhận nhiệt, sôi và hóa hơi trở thành dung dịch nghèo Dung dịch nghèo tác nhân lạnh này được dẫn qua van tiết lưu dung dịch

để giảm áp suất và đi vào bình hấp thụ Tại đây dung dịch nghèo sẽ hấp thụ tác nhân lạnh đến từ bình bay hơi và trở thành dung dịch giàu Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình hấp thụ tại bình hấp thụ QA được truyền ra bên ngoài Dung dịch giàu tác nhân lạnh được bơm lên áp suất cao nhờ bơm dung dịch và đi vào bình sinh hơi để thực hiện một chu trình mới Trong quá trình hoạt động của MLHT có hai vòng tuần hoàn rõ dệt:

- Vòng tuần hoàn dung dịch: HT-BDD-SH-TLDD và trở lại HT

- Vòng tuần hoàn môi chất lạnh: 1-HT-BDD-SH-2-3-4-1

Qua quá trình hoạt động của MLHT ta thấy rằng quá trình hoạt động này cũng tương tự giống máy lạnh nén hơi Tuy nhiên điều khác biệt là ở cách đưa tác nhân lạnh đến áp suất ngưng tụ Trong máy lạnh nén hơi, hơi tác nhân lạnh được nén bởi máy nén cơ còn trong MLHT hơi tác nhân lạnh được hóa lỏng sau đó dùng bơm dung dịch bơm lên áp suất ngưng tụ rồi hóa hơi trở lại Như vậy cùng độ chênh áp suất thì công để cấp cho máy nén cơ trong máy lạnh nén hơi lớn hơn nhiều so với công để cấp cho bơm dung dịch trong MLHT (do chất lỏng có thể tích riêng rất nhỏ) nhưng lại tiêu tốn nhiệt năng lớn để hóa hơi tác nhân lạnh Tóm lại trong máy lạnh nén hơi năng lượng dùng chủ yếu là cơ năng với MLHT thì cơ năng tiêu tốn rất

ít mà chủ yếu là nhiệt năng cấp cho bình bay hơi

2.1.3 Chu trình lý thuyết

Hình 2.2 Mối quan hệ giữa chu trình thuộc loại hấp thụ và chu trình Rankine

Khảo sát sơ đồ hình 2.2, trong sơ đồ hiện có hai chu trình riêng biệt Chu trình thứ nhất là chu trình ngược chiều, ta phải dùng công cấp vào máy nén để đưa chất môi giới từ áp suất thấp trong bình bốc hơi đến áp suất cao hơn trong bình ngưng Ở chu trình thứ hai, ta có thể nhận công sinh ra từ tua bin khi cho chất môi giới giãn

nở từ áp suất cao trong lò hơi đến áp suất thấp hơn trong bình ngưng, đây là chu trình thuận chiều

Nếu ta thiết lập các giả thiết sau:

- Áp suất làm việc của bình ngưng trong chu trình ngược chiều và áp suất làm việc của lò hơi trong chu trình thuận chiều bằng nhau

- Lưu lượng chất môi giới đi qua tua bin bằng lưu lượng chất môi giới đi qua máy nén

- Áp suất làm việc của bình bốc hơi trong chu trình ngược chiều và áp suất làm việc của bình ngưng trong chu trình thuận chiều bằng nhau

Khi các giả thiết trên được thỏa mãn, có thể kết hợp hai chu trình ở hình trên thành một chu trình mới bằng cách loại bỏ cả máy nén và tua bin Ta có sơ đồ chu trình mới thể hiện trên hình 2.3

Hình 2.3 Sơ đồ chu trình kết hợp

Trong sơ đồ này ta thấy bình A và bình D chính là lò hơi và bình ngưng trong chu trình thuận chiều Thực tế cho thấy, nhiệt độ của lò hơi trong chu trình thuận chiều thường phải lớn hơn nhiệt độ của bình ngưng trong chu trình ngược chiều kết hợp với giả thiết thứ nhất áp suất trong bình ngưng và trong bình A phải giống nhau, nhất định chất làm việc trong bình A không phải chất thuần khiết đơn mà là

sự hòa trộn từ hai chất thuần khiết khác nhau Và để đảm bảo điều kiện này thì hai chất thuần khiết đó phải có nhiệt độ sôi khá cách biệt nhau khi ở cùng điều kiện áp suất Trong trường hợp này nếu gọi t1 và tk lần lượt là nhiệt độ sôi và nhiệt độ ngưng tụ trong bình A và trong bình ngưng như đã trình bày thì t1> tk Để có được kết quả này, chất thuần khiết đi vào bình ngưng và ngưng tụ trong bình ngưng ở nhiệt độ tk và áp suất pk phải là chất bay ra từ dung dịch đang sôi trong bình A ở nhiệt độ t1 và áp suất pk Ở cùng áp suất, chất này có nhiệt độ sôi nhỏ hơn chất kia tham gia vào tạo nên dung dịch Như vậy nếu gọi chất 1 là thuần khiết bay ra từ bình A và đi vào bình ngưng, gọi 2 là chất thuần khiết được sử dụng để cùng với 1 tạo nên dung dịch làm việc trong bình A ta có nhận xét sau:

- Nhiệt độ sôi của chất 1 nhỏ hơn nhiệt độ sôi của chất 2 khi ở cùng điều kiện áp suất

- Về nguyên tắc, khi đi qua bình ngưng và bình bốc hơi trên hình vẽ chỉ có chất 1 mà không có chất 2

- Sau khi một bộ phận chất 1 bay ra khỏi bình A, dung dịch còn lại từ bình A cần phải được đưa lên bình D để tiếp tục thực hiện chu trình kế tiếp điều này được thể hiện bằng đường nét đứt trong sơ đồ giữa bình A và bình D Do áp suất làm việc trong bình A lớn hơn áp suât làm việc trong bình D nên cần phải lắp đặt van giảm áp (trên đường nét đứt) Đây là vấn đề liên quan đến việc hình thành bơm nhiệt và máy lạnh làm việc theo nguyên tắc hấp thụ Trong trường hợp MLHT, ta gọi 1 là tác nhân lạnh, còn 2 là chất hấp thụ, bình A là bình sinh hơi và bình D là bình hấp thụ

2.1.4 Dung dịch làm việc trong máy lạnh hấp thụ

Như đã trình bày ở trên, chất làm việc trong MLHT phải là dung dịch trộn lẫn

từ hai chất thuần khiết khác nhau, hai chất này không tác dụng hóa học với nhau và phải có nhiệt độ sôi khá cách biệt nhau khi ở cùng điều kiện áp suất Hai chất trong dung dịch, một chất đóng vai trò là tác nhân lạnh, chất còn lại đóng vai trò là chất hấp thụ Các nghiên cứu lý luận về nhiệt động cho thấy, nếu tất cả các quá trình đều

là thuận nghịch thì hiệu quả làm việc của MLHT hoàn toàn không phụ thuộc vào loại dung dịch Tuy nhiên, với các trường hợp thực tế, hiệu quả làm việc của MLHT phụ thuộc rất đáng kể vào loại dung dịch được chọn sử dụng trong hệ thống

Các yêu cầu đối với dung dịch làm việc trong máy lạnh hấp thụ :

- Tác nhân lạnh phải có tính hòa tan cao trong dung dich ở bình hấp thụ

- Độ chênh lệch điểm sôi giữa tác nhân lạnh và chất hấp thụ phải lớn

- Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình hấp thụ phải nhỏ

- Hỗn hợp tác nhân lạnh và chất hấp thụ phải có tính dẫn nhiệt cao và độ nhớt thấp

- Không bị kết tủa hay hóa rắn trong máy lạnh

- Phải có tính an toàn (không dễ cháy, dễ nổ)

- Bền vững về mặt hóa học trong phạm vi áp suất và nhiệt độ làm việc

- Phải trơ không ăn mòn các vật liệu chế tạo máy

- Cần phải rẻ tiền, dễ kiếm

- Sản xuất, vận chuyển , bảo quản dễ dàng

- Không phá hủy môi sinh, môi trường

Về mặt lý thuyết, có khá nhiều loại dung dịch có thể dùng được trong MLHT Tuy nhiên trong thực tế người ta dùng phổ biến là dung dịch NH3-H2O và H2O-LiBr

Đối với dung dịch NH3-H2O, NH3 đóng vai trò tác nhân lạnh và H2O đóng vai trò chất hấp thụ Máy lạnh hấp thụ sử dụng dung dịch NH3-H2O được sử dụng để làm lạnh dưới 00 do tác nhân lạnh có nhiệt độ hóa hơi rất thấp

Trong dung dịch H2O-LiBr, H2O đóng vai trò tác nhân lạnh còn LiBr đóng vai trò chất hấp thụ và dung dịch H2O-LiBr thường sử dụng khi nhiệt độ cần làm lạnh lớn hơn 00 Do vây, các MLHT trong kỹ thuật điều hòa không khí thường sử dụng loại dung dịch này

Ưu điểm chung của dung dịch NH3–H2O và H2O-LiBr là không gây ra các vấn

đề về môi trường như phá hủy tầng Ozone và làm tăng nhiệt độ của bầu khí quyển Tuy nhiên, MLHT khi sử dụng dung dịch NH3-H2O cần chú ý đến vần đề rò rỉ NH3

vì hệ thống làm việc với áp suất cao và NH3 cũng có khả năng nhiễm độc cho người hít phải Bên cạnh đó, cần có biện pháp tinh chế tác nhân lạnh trước khi đưa vào thiết bị ngưng tụ vì một bộ phận hơi nước vẫn có thể kéo theo làm loãng tác nhân lạnh Trong trường hợp MLHT sử dụng dung dịch H2O-LiBr không cần biện pháp tinh chế do hai chất này có nhiệt độ sôi khá cách biệt nhau song cần chú ý đến vấn

đề thẩm thấu không khí từ môi trường vào hệ thống làm việc vì áp suất làm việc của

hệ thống rất thấp so với áp suất khí quyển Ngoài ra, do dung dịch có khả năng bị kết tủa nên phải vận hành hệ thống sao cho các biến đổi trạng thái không nằm quá gần vùng có khả năng bị kết tủa

2.1.5 Ưu nhược điểm của máy lạnh hấp thụ

Ưu điểm:

- Đây là loại máy lạnh sử dụng “máy nén nhiệt” nên nguồn năng lượng cấp cho máy chủ yếu là nhiệt năng và chủ yếu là nguồn nhiệt không cao nên có thể sử dụng hợp

lý các nguồn năng lượng khác nhau như khí đốt, than củi hoặc nguồn nhiệt thải từ các quá trình sản suất như khí thải, hơi nước hay năng lượng mặt trời trong trường hợp này chi phí vận hành thấp Đặc biệt MLHT có thể sử dụng ở những nơi không

có điện

- Máy lạnh hấp thụ là có rất ít chi tiết chuyển động, kết cấu chủ yếu là các thiết bị trao đổi nhiệt và trao đổi chất, bộ phận chuyển động duy nhất là bơm dung dịch Vì vậy, máy lạnh hấp thụ vận hành đơn giản, độ tin cậy cao, máy làm việc ít ồn và rung Trong vòng tuần hoàn hoàn môi chất, không có dầu bôi trơn nên bề mặt các thiết bị trao đổi nhiệt không bị bám dầu làm nhiệt trở tăng như trong máy lạnh nén hơi

- Công chất làm việc không gây tác hại đến môi trường

- Giá thành sản phẩm lạnh rẻ

Nhược điểm:

Máy lạnh hấp thụ cũng có nhược điểm là giá thành hiện nay còn rất đắt, cồng kềnh, diện tích lắp đặt lớn hơn so với máy lạnh nén hơi Lượng nước làm mát tiêu thụ cũng lớn hơn vì phải làm mát thêm bình hấp thụ Thời gian khởi động chậm, tổn thất khởi động lớn do lượng dung dịch chứa trong thiết bị lớn

2.1.6 Một số loại máy lạnh hấp thụ H 2 O-LiBr

2.1.6.1 Máy lạnh hấp thụ một cấp

Xét sơ đồ như hình 2.4 ta thấy, dưới tác động của nguồn nhiệt cấp từ bên ngoài, dung dịch H2O-LiBr trong bình phát sinh A sẽ sôi và bay hơi Ở điều kiện áp suất như nhau, do nước có nhiệt độ sôi thấp hơn khá đáng kể so với litibromua nên trong thực tế chỉ hơi nước bay ra từ bình phát sinh

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ một cấp

Hơi nước khi bay ra khỏi bình phát sinh sẽ có trạng thái quá nhiệt Tại bình ngưng tụ, hơi nước quá nhiệt đến từ bình phát sinh sẽ nhả nhiệt cho nước làm mát

để trở thành trạng thái lỏng sôi Nước ở trạng thái lỏng sôi sẽ được cho đi qua cơ cấu giảm áp để đi vào bình bốc hơi C ở trạng thái hơi bão hòa ẩm Tương ứng với điều này áp suất hơi nước giảm từ Pk tại bình phát sinh và bình ngưng tụ đến giá trị

Po trong bình bốc hơi và bình hấp thụ Ở bình bốc hơi, hơi nước ở trạng thái bão hòa

ẩm đến từ bình ngưng sẽ nhận nhiệt từ nước cần làm lạnh (chất tải lạnh) để sôi và bay hơi Khi ra khỏi bình bốc hơi, trạng thái hơi nước được xem là hơi bão hòa khô

và hơi nước được tiếp tục cho đi qua bình hấp thụ Tại đây hơi nước sẽ được hấp thụ bởi dung dịch đậm đặc trở về từ bình phát sinh Do quá trình hấp thụ phát sinh nhiệt lượng cho nên cần phải rải nhiệt cho bình hấp thụ Từ bình hấp thụ dung dịch

loãng được được bơm E đưa trở lại bình phát sinh để bắt đầu chu trình mới

Trong các ứng dụng về điều hòa không khí thì các giá trị Pk và Po là rất nhỏ so với áp suất khí quyển vì vậy có thể xảy ra hiện tượng không khí bên ngoài xâm nhập vào hệ thống Thực sự tỷ số Pk/Po là khá lớn vào khoảng 10 lần, nhưng hiệu số

Pk-Po thì rất nhỏ vì vậy trong trường hợp này người ta sử dụng cơ cấu giảm áp đơn giản Đối với MLHT một cấp loại này cũng không nên cấp nhiệt bằng nguồn nhiệt

có nhiệt thế cao, lý do là các máy lạnh loại này không có khả năng khai thác hiệu quả exergy của nguồn nhiệt

Do áp suất làm việc trong hệ thống quá thấp nên các máy lạnh loại này cần phải trang bị cơ cấu xả khí và để tăng độ tin cậy và đảm bảo độ chân không theo yêu cầu máy lạnh loại này thường có cấu tạo dạng một vỏ bọc hình trụ nằm ngang

2.1.6.2 Máy lạnh hấp thu hai cấp

Hình 2.5 Sơ đồ máy lạnh hấp thụ hai cấp

Trong sơ đồ hình 2.5 ta thấy có thêm bình AB, bình này được gọi là bình phát sinh / ngưng tụ Về mặt cấu tạo, bình AB bao gồm một vỏ bình chứa dung dịch để làm nhiệm vụ phát sinh bổ xung tác nhân lạnh, bên trong vỏ bình có chứa thiết bị trao đổi nhiệt để làm ngưng tụ lượng tác nhân lạnh đến từ bình phát sinh A Khi cấp nhiệt cho bình phát sinh A, một lượng hơi nước ở trạng thái quá nhiệt sẽ bay ra khỏi bình phát sinh A để đi vào bộ trao đổi nhiệt đặt trong bình AB Do có một lượng hơi nước bay ra, nồng độ dung dịch rời bình A để đi vào phần vỏ bình AB lớn hơn nồng

độ dung dịch đi vào bình A từ bình hấp thụ D Khi đi vào bộ trao đổi nhiệt đặt trong bình AB, lượng hơi nước đến từ bình A sẽ nhả nhiệt để thực hiện quá trình ngưng

tụ, lượng nhiệt này được sử dụng để làm nóng dung dịch có nồng độ trung gian trong bình AB và do đó sẽ có một lượng hơi nước khác bay ra từ bình AB để đi đến bình ngưng tụ B Rõ ràng ta thấy ở bình AB cùng một lúc diễn ra quá trình phát sinh

và ngưng tụ Ở bình ngưng tụ B, lượng hơi nước bổ sung phát sinh từ bình AB sẽ nhả nhiệt để thực hiện quá trình ngưng tụ Lượng nước ngưng này sẽ được trộn với lượng nước ngưng (nói chính xác hơn đó chính là hơi bão hòa ẩm có độ khô khá nhỏ) đến từ bình AB để sau đó đi qua cơ cấu giảm áp rồi đi vào bình bốc hơi C Ở bình bốc hơi C và bình hấp thụ D, các quá trình diễn ra giống như đối với trường hợp MLHT một cấp ở trên

Qua quá trình hoạt động ta thấy có thể thêm một lượng hơi nước bổ sung bay

ra từ bình AB mà không phải tốn thêm chút nhiệt lượng nào cấp từ bên ngoài Thêm vào đó với cách bố trí như trên sơ đồ ta còn có thể tiết kiệm được lượng nước làm mát cần dùng ở bình ngưng tu B và bình hấp thụ D Chính điều này làm tăng hiệu quả sử dụng năng lượng của loại MLHT này

Trong sơ đồ này, ta thấy nhiệt độ làm việc trong bình AB phải thấp hơn nhiệt

độ làm việc trong bình A, do đó áp suất làm việc trong bình AB cũng phải thấp hơn

áp suất làm việc trong bình A để đảm bảo dung dịch trong bình AB có thể sôi và bay hơi được

Xét về mặt kết cấu loại này phức tạp hơn loại một cấp tuy nhiên nhờ đó mà loại này có thể sử dụng nguồn nhiệt với nhiệt thế cao như khí đốt, khí thải từ các nhà máy luyện kim Hệ số COP của MLHT hai cấp có thể đạt từ 1÷1,3

2.1.6.3 Máy lạnh hấp thu ba cấp

Xét sơ đồ hình 2.6 ta thấy , dưới tác động của nguồn nhiệt cấp từ bên ngoài dung dịch trong bình phát sinh A sẽ sôi và một lượng hơi nước sẽ được phát sinh Lượng hơi nước này được đưa đến bình phát sinh/ ngưng tu AB1, ở bình phát sinh/ ngưng

tụ AB1 nhiệt lượng ngưng tụ do lượng hơi nước này nhả ra sẽ được dùng để làm sôi dung dịch đang chứa trong bình AB1, do đó sẽ có một lượng hơi nước khác phát sinh từ bình AB1

Hình 2.6 Sơ đồ máy lạnh hấp thụ ba cấp

Lượng hơi nước này bay ra từ bình AB1 sẽ được đưa đến bình phát sinh ngưng

tụ AB2 Ở bình phát sinh/ ngưng tụ AB2 lượng hơi nước này sẽ được cho đi qua bộ ngưng tụ N2 nhiệt lượng nhả ra do sự ngưng tụ của lượng hơi nước này tiếp tục được dùng để làm sôi dung dịch chứa trong bình AB2 và từ đó lại có một lượng hơi nước nữa phát sinh ra Lượng nước ngưng đến từ bộ ngưng N1 đặt trong bình AB1lại được tiếp tục làm mát khi đi qua bộ quá lạnh QL đặt trong bình AB2 Sở dĩ ta thực hiện được điều này vì nhiệt độ của lượng nước ngưng đó vẫn còn khá cao Trong trường hợp này, nhiệt lượng nhả ra từ bộ quá lạnh QL cũng góp một phần vào làm phát sinh hơi nước trong bình AB2 Lượng hơi nước bay ra từ bình AB2 do nhận nhiệt từ bộ ngưng N2 và từ bộ quá lạnh QL được cho đi qua bộ ngưng tụ N3

lắp ở đầu ra của bình AB2 để thực hiện quá trình ngưng tụ Ở bộ ngưng , tác nhân giải nhiệt chính là lượng nước làm mát sau khi đi qua bình hấp thụ D, ta gọi đây là cách giải nhiệt theo kiểu nối tiếp Nếu nhiệt độ ngưng tụ của tác nhân lạnh ở bộ ngưng tụ N3 và nhiệt độ dung dịch đi ra khỏi bình hấp thụ D không chênh lệch nhau nhiều thì ta nên dùng cách giải nhiệt theo kiểu song song Tất cả lượng nước ngưng

tụ thu hồi được từ các bình AB1 và AB2 đều được gom chung lại và đưa vào bình bôc hơi C để đáp ứng nhu cầu sinh lạnh (nhận nhiệt từ chất tải lạnh ) Dung dịch có nồng độ cao từ các bình A, AB1, AB2 đều được đưa về bình hấp thụ D để hấp thụ hơi nước đến từ bình bốc hơi C Dung dịch loãng ở bình hấp thụ D được bơm dung dịch đưa tới các bình A, AB1, AB2 để tiếp tục thực hiện chu trình

Quá trình diễn ra ở các AB1, AB2 ta thấy: về nguyên tắc, hầu như tất cả nhiệt lượng nhả ra từ các quá trình ngưng tụ và quá lạnh tác nhân lạnh đều được tận dụng

để làm sôi dung dịch và phát sinh hơi nước, chỉ có một bộ phận rất ít phải thải bỏ ra ngoài thông qua nước làm mát, đó là phần nhiệt lượng nhả ra ở bộ ngưng tụ N3 Chính nhờ điều này mà hệ số COP của sơ đồ được nâng lên khá cao từ 1,3 – 1,7

2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÁY LẠNH HẤP THỤ

2.2.1 Phương án cấp nhiệt trực tiếp hay gián tiếp

Phương án cấp nhiệt trực tiếp có ưu điểm là tránh được tổn thất nhiệt và giảm

số lượng thiết bị trao đổi nhiệt nhưng lại gây khó khăn trong lắp đặt, bảo dưỡng, hơn nữa MLHT sử dụng năng lượng mặt trời nên độ ổn định không cao do vậy trong trường hợp không có nắng dài ngày thì không thể sử dụng được máy lạnh Do vậy, để khắc phục tình trạng này thì sử dụng phương án cấp nhiệt gián tiếp sẽ tốt hơn Theo phương án cấp nhiệt gián tiếp thì để cấp nhiệt cho hệ thống hoạt động cần thông qua thiết bị trao đổi nhiệt và chất tải nhiệt điều này cũng có nghĩa là sẽ phải có tổn thất nhiệt và chi phí cho thiết bị trao đổi nhiệt nhưng bù lại ta có thể đa dạng hơn nguồn cấp nhiệt cho hệ thống hoạt động Nước là chất tải nhiệt phù hợp nhất Ở hầu hết các hãng sản suất MLHT đều sử dụng phương án cấp nhiệt gián tiếp

và nước được lựa chọn là chất tải nhiệt

2.2.2 Phương án chọn máy lạnh hấp thụ

Như đã giới thiệu ở phần trên, MLHT có thể có các loại một cấp, hai cấp và ba cấp và mỗi loại cũng có những đặc điểm riêng tùy thuộc vào điều kiện cụ thể để lựa chọn sao cho phù hợp MLHT ba cấp làm việc với nguồn nhiệt có nhiệt thế cao, cho

hệ số COP là cao nhất và có cấu tạo cũng phức tạp nhất MLHT hai cấp thường sử dụng với nguồn nhiệt thế trung bình( 250-550 0c) cho hệ số COP trong khoảng 1,0÷1,3, mức độ phức tạp về kết cấu giảm hơn so với loại ba cấp, công suất của MLHT loại này có thể đạt trên 5000 kW, chi phí đầu tư cho loại này vẫn còn khá lớn Loại MLHT một cấp công suất tối đa cũng có thể đạt trên 1600 kW, làm việc với nguồn nhiệt thế thấp, cấu tạo đơn giản do tác nhân lạnh chỉ phát sinh / ngưng tụ một lần do đó chi phí đầu tư cho loại này nhỏ nhất Với mục đích đề tài nghiên cứu

là MLHT sử dụng năng lượng mặt trời là loại có nguồn nhiệt thế thấp (nếu để có nguồn nhiệt cao thì thiết bị thu phức tạp, chi phí lớn, khó lắp đặt) do đó đề tài chọn loại một cấp cho mô hình máy lạnh nghiên cứu Loại này đáp ứng được yêu cầu về công suất, khả năng lắp đặt, đơn giản trong bảo trì bảo dưỡng, giá thành hạ

2.2.3 Lựa chọn mô hình MLHT điều hòa không khí trên tàu thủy sử dụng năng lượng mặt trời

Như đã trình bày ở các phân trước, chọn mô hình máy lạnh để điều hòa không khí trên tàu thủy là loại máy lạnh hấp thụ H2O-LiBr một cấp, sử dụng năng lượng mặt trời, cấp nhiệt gián tiếp Do hệ thống sử dụng dung dịch H2O-LiBr có áp suất làm việc rất nhỏ so với áp suất khí quyển, đặc biệt là ở phía bình bốc hơi và bình hấp thụ do vậy cần phải chú ý tới việc hệ thống bị không khí bên ngoài thẩm thấu vào Thêm nữa là khả năng kết tinh của dung dịch và tính ăn mòn của dung dịch đối với một số loại vật liệu chế tạo Tất cả các đặc điểm này cần phải được chú ý ngay

từ giai đoạn ban đầu khi nghiên cứu thiết kế, chế tạo để có được kết cấu hợp lý nhất

Do nguồn nhiệt cấp vào hệ thống thường là nước nóng hoặc hơi nước ở áp suất thấp nên trên thực tế MLHT loại này thường có kết cấu dạng một vỏ ống nằm ngang bên trong là toàn bộ các thiết bị của hệ thống Hình 2.7 thể hiện cấu tạo của thiết bị loại này Với kết cấu này, cho khả năng chống thẩm thấu của không khí vào hệ thống rất cao, giúp duy trì độ chân không theo yêu cầu Ở dạng này, bình phát sinh, bình ngưng tụ, bình bay hơi và bình hấp thụ đều được đặt trong một vỏ ống nằm ngang Trong đó bình phát sinh và bình ngưng tụ được đặt phía trên còn bình bay hơi và bình ngưng tụ được đặt phía dưới, cách bố trí này thuận lợi cho quá trình chuyển động của dung dịch trong hệ thống Đây là mô hình kết cấu được chọn cho máy lạnh trong đề tài

Hình 2.7 Cấu tạo máy lạnh hấp thụ H 2 O-LiBr một cấp kiểu một vỏ ống

Hệ thống nước làm mát được chọn lắp theo kiểu nối tiếp Nước làm mát đi vào bình hấp thụ nhận nhiệt lượng từ dung dịch sau đó vào bình ngưng để nhận nhiệt từ hơi tác nhân lạnh

Về kết cấu cơ bản, các thiết chính của thiết bị MLHT như: bình phát sinh, bình ngưng tụ, bình bốc hơi, bình hấp thụ đều có dạng ống trụ nằm ngang

Thiết bị trao đổi nhiệt ở các bình phát sinh, ngưng tụ, bốc hơi, hấp thụ là dạng chùm ống thẳng Kết cấu này thỏa mãn được các yêu cầu kỹ thuật cơ bản như: đơn giản, chắc chắn, dễ lắp đặt, dễ vệ sinh sửa chữa, gọn

Bình phát sinh: nước nóng chuyển động cưỡng bức trong chùm ống và truyền nhiệt cho dung dịch H2O-LiBr ở bên ngoài Để tăng hiệu quả của quá trình sinh hơi dung dịch được phun lên chùm ống hoặc có thể đặt chùm ống ngập trong dung dịch Bình ngưng tụ: chất giải nhiệt là nước được cho chảy bên trong chùm ống còn tác nhân lạnh là hơi nước bố trí cho chuyển động phía bên ngoài các ống Khi diễn

ra quá trình ngưng tụ, phía bề mặt bên ngoài của các ống trao đổi nhiệt hơi nước nhả nhiệt cho nước làm mát thông qua vách ống để biến thành dạng lỏng và rơi xuống Sau đó qua cơ cấu giảm áp để vào bình bốc hơi

Bình bốc hơi: nước cần làm lạnh chảy bên trong ống và nhả nhiệt cho nước (chất tải lạnh) bên ngoài Nước ở bên ngoài chùm ống nhận nhiệt lượng từ nước bên trong ống, hóa hơi và đi xuống bình hấp thụ

Bình hấp thụ: Nước làm mát được cho bố trí chuyển động bên trong chùm ống còn bên ngoài ống người ta xối dung dịch đã hấp thụ hơi nước lên trên bề mặt ống Sau đó được bơm dung dịch bơm lên bình phát sinh

Bình hồi nhiệt: thiết bị này có chức năng nâng cao hiệu quả của chu trình lạnh Thiết bị có cấu tạo dạng hộp với chùm ống trao đổi nhiệt được lắp bên trong Do dung dịch đậm đặc có dộ nhớt cao hơn nên được bố trí cho chuyển động phía ngoài chùm ống và nhả nhiệt cho dung dịch loãng chuyển động phía trong ngược chiều với chiều chuyển động của dung dịch đặc phía ngoài Trong trường hợp này , thiết

bị giúp giảm lượng nhiệt cấp vào bình phát sinh và giảm lượng nước cấp làm mát cho bình hấp thụ

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN MÁY LẠNH HẤP THỤ

3.1 LẬP PHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ

3.1.1 Phương trình cân bằng nhiệt

η : Hiệu suất động cơ

Q2: Nhiệt tỏa từ thiết bị chiếu sáng

Ndt : Công suất đèn dây tóc ; w

Nhq : Công suất của đèn huỳnh quang ; W

Q3: Ns hiệt tỏa từ người

n : Số người trong không gan cần điều hòa

q: Nhiệt toàn phần do một người thải ra (gồm hai thành phần là nhiệt hiện và nhiệt ẩn; q phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài và cường độ làm việc) ; W

Q4: Nhiệt tỏa từ sản phẩm mang vào

Q4 = G4.cp.(t1- t2) + W4.r ;W (3.6)

G4: Lưu lượng sản phẩm vào ra ; kg/s

Cp: Nhiệt dung riêng khối lượng của sản phẩm; kJ/kgK

t1,t2: Nhiệt độ vào và ra của sản phẩm

w4: Lượng ẩm tỏa ra (nếu có) trong một đơn vị thời gian; kg/s

r: Nhiệt ẩn hóa hơi của nước r = 2442kJ/kg (ở 250c)

Q5: Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt

αw : Hệ số tỏa nhiệt do đối lưu và bức xạ từ thiết bụ trao đổi nhiệt vào không khí trong phòng; w/m2K

Fw: Diện tích bề mặt thiết bị trao đổi nhệt ; m2

tw - tT : Hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị và nhiệt độ không khí trong phòng; K

Q6: Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính

Q6 = Isđ.Fk.η1.η2.η3.η1; w (3.8)

Isđ: Cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng (phụ thuộc vào hướng địa lý); w/m2

Fk: Diện tích kính chịu bức xạ tại thời điểm tính ; m2

η1: Hệ số trong suốt của kính

θm: Hệ số màu của mái hay tường

Δt= ttd-tT: Hiệu độ chênh nhiệt độ tương đương của mái hay tường và nhiệt độ trong phòng; K

Q8: Nhiệt tỏa do không khí lọt vào qua cửa

G8: Lưu lượng không khí dò lọt ; kg/s

In,IT: Entanpi không khí ngoài nhà và trong nhà; J/kg

- Qtt : Nhiệt truyền qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ

Q9: Nhiệt thẩm thấu qua tường trần và sàn tầng trên

K: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che ; w/m2K

F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che ; m2

Δt: Độ chệnh nhiệt độ tính toán ; K

Q10: Nhiệt thẩm thấu qua nền đất

Hình 3.1 Sơ đồ tính hệ số truyền nhiệt qua nền đất

Khi tính nhiệt thẩm thấu qua nền đất áp dụng phương pháp tính theo dải nền đất rộng 2m tính từ ngoài vào trong phòng với hệ số truyền nhiệt quy ước cho từng dải theo sơ đồ riêng dải 1 ở góc 2m x 2m được tính 2 lần cho chiều dài và chiều rộng do nhiệt đi vào từ 2 phía theo sơ đồ trên hình 3.1

3.1.2 Phương trình cân bằng ẩm:

Wtỏa : Ẩm tỏa ra từ các nguồn bên trong hệ

W1: Lượng ẩm thừa do người tạo ra

n: Số người trong phòng

qn: Lượng ẩm mỗi người tạo ra trong một đơn vị thời gian; kg/s

W2: Lượng ẩm bay hơi từ sản phẩm mang vào

G2: Khối lượng sản phẩm mang vào phòng trong một đơn vị thời gian ; kg/s

Y1 Y2 : Thủy phần của sản phẩm khi đưa vào và ra khỏi phòng điều hòa

W3 : Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm

Fs : Diện tích bề mặt sàn bị ướt ; m2

tT: Nhiệt độ trong phòng

tư: Nhiệt độ nhiệt kế ướt ứng với trạng thái trong phòng

3.1.3 Phương trình tính các tính chất nhiệt vật lý của dung dịch

3.1.3.2 Entanpi của dung dịch

Entanpi i (kj/kg) của dung dịch H2O/LiBr khi đã biết nồng độ c (%) và nhiệt

độ t (oc) đƣợc tính bằng công thức:

I =    

6 3

1 1 ij

3.1.3.3 Khối lượng riêng của dung dịch

Mối quan hệ giữa khối lƣợng riêng ρ(kg/m3) của dung dịch theo nhiệt độ t(0C) và nồng độ c(%) nhƣ sau:

3.1.3.4 Nhiệt độ bão hòa của tác nhân lạnh

Nhiệt độ bão hòa của tác nhân lạnh T(0K) khi biết áp suất p(Mpa)

3.1.3.5 Entanpi của tác nhân lạnh

Gọi i’,i” lần lƣợt là entanpi của tác nhân lạnh (kJ/kg) ở trạng thái lỏng sôi và trạng thái bão hòa khô ứng với nhiệt độ T(K) thì ta có:

i’ = 2099,3.[a1 +  

8

1 2

i

i R i

i R

b T 



Trong các công thức trên TR là thông số trung gian đƣợc xác định nhƣ sau:

3.1.3.6 Nhiệt độ bão hòa của tác nhân lạnh cân bằng với dung dịch lỏng sôi

Khảo sát dung dịch đang sôi có nồng độ c(%), nhiệt độ t(0F) và áp suất p Ở trạng thái này có thể xác định nhiệt độ bão hòa của tác nhân lạnh ứng với áp suất p nhƣ sau:

6 3

1 1 ij

6 1 4,340498.10-7 3 3 2,002427.10-6

3.1.3.7 Áp suất bão hòa của tác nhân lạnh

Gọi p(bar) là áp suất bão hòa của nước và hơi tương ứng nhiệt độ t(0C) Trong trường hợp t<1000C thì p được xác định:

3.1.3.8 Nhiệt độ sôi của dung dịch

Khảo sát dung dịch ở áp suât p(psia) và nồng độ c(%) Gọi t(0F) là nhiệt độ sôi của dung dịch, ta có thể xác định t bằng công thức:

3.1.3.9 Áp suất bão hòa của dung dịch

Gọi p là áp suất bão hòa của dung dịch H2O-LiBr ở nhiệt độ t và nồng độ c, khi biết t và c ta có thể xác định p theo công thức:

TR = t B

A



(3.32)Đơn vị của p và t trong công thức là psia và oF

3.1.3.10 Nồng độ của dung dịch

Khảo sát dung dịch H2O-LiBr ở áp suất p và nồng độ c Gọi t(oC) là nhiệt độ sôi của dung dịch và t’(oC) là nhiệt độ bão hòa của hơi nước ứng với áp suất p Ta

đã biết, hơi nước bay ra từ dung dịch H2O-LiBr đang sôi sẽ có trạng thái quá nhiệt

và ở cùng nhiệt độ t với dung dịch Gọi tsv là nhiệt độ quá nhiệt của hơi nước, có nghĩa là tsv=t-t’, ta có thể sử dụng công thức sau để xác định nồng độ c của dung dịch:

C= 38,3893+a1tsv+a2tsv2+a3t’+a4(t’)2+a5tsvt’+a6tsv2t’+a7tsv (t’)2+a8(tsv.t’)2 (3.33) Các hệ số ai trong công thức có giá trị như sau :