Nghiên cứu thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán điều hòa không khí (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY LẠNH HẤP THỤ KHUẾCH TÁN ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ Chun ngành: Cơng nghệ nhiệt Mã số : 60.52.80 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2015 Công trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thành Văn Phản biện 1: PGS.TS Võ Chí Chính Phản biện 2: GS.TSKH Phan Quan Xưng Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật Công nghệ nhiệt họp Đại Học Đà Nẵng vào ngày 20 tháng năm 2015 Có thể tìm hiểu Luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Máy lạnh hấp thụ NH3/H2O thuộc nhóm máy lạnh sử dụng nhiệt năng, nhiệt nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp (80 - 120◦C) để hoạt động, máy lạnh hấp thụ góp phần vào việc sử dụng hợp lý nguồn lượng khác nhau, tận dụng nhiệt thừa phế thải, rẻ tiền dạng nước nóng, tích trữ cửa tua bin nhà máy nhiệt điện, từ lò nhà máy thực phẩm công nghiệp nhẹ từ sản phẩm cháy khí thải cơng nghiệp Vì phân đề tài “Nghiên cứu thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán điều hòa khơng khí” Mục tiêu nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, thiết kế máy lạnh hấp khuếch tán thụ điều hồ khơng khí’’ sử dụng nguồn nhiệt cấp lượng mặt trời kết hợp với nguồn nhiệt thải tận dụng khói thải cơng nghiệp Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ khuếch tán - Nghiên cứu tính tốn thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán - Phạm vi nghiên cứu: Máy lạnh hấp thụ khuếch tán điều hòa khơng khí Nội dung phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ khuếch tán - Nghiên cứu tính tốn thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài nghiên cứu nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ khuếch tán thiết kế hoàn chỉnh máy lạnh hấp thụ khuếch tán ĐHKK Đề tài góp phần nghiên cứu để ứng máy lạnh hấp thụ sử dụng nguồn nhiệt cấp lượng mặt trời, khỏi thải để ĐHKK Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm có chương sau: Chương Tổng quan máy lạnh hấp thụ Chương Tổng quan máy lạnh hấp thụ khuếch tán Chương Tính tốn lý thuyết máy lạnh hấp thụ khuếch tán NH3/H2O Chương Tính tốn lý thuyết máy lạnh hấp thụ khuếch tán NH3/H2O điều hồ khơng khí 9000BTU/h Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ 1.1 LÝ THUYẾT VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ 1.1.1 Giới thiệu máy lạnh hấp thụ 1.1.2 Nguyên lý làm việc 1.2 MÔI CHẤT SỬ DỤNG TRONG MÁY LẠNH HẤP THỤ Hiện nay, máy lạnh hấp thụ sử dụng phổ biến hai loại cặp môi chất lạnh NH3/H2O H2O/LiBr [4] 1.2.1 Cặp môi chất H2O/LiBr 1.2.2 Cặp môi chất NH3/H2O 1.3 NĂNG LƯỢNG DÙNG CHO MÁY LẠNH HẤP THỤ 1.3.1 Máy lạnh hấp thụ dùng nguồn nhiệt đốt trực tiếp từ than, củi, điện trở 1.3.2 Máy lạnh hấp thụ dùng nguồn nhiệt thải tận dụng 1.3.3 Máy lạnh hấp thụ lượng mặt trời kết hợp với gia nhiệt điện trở 1.4 SƠ ĐỒ MÁY LẠNH HẤP THỤ 1.4.1 Máy lạnh hấp thụ dùng bơm MLHT dùng bơm có ưu điểm cấp lạnh liên tục có nhược điểm bơm mơi chất lạnh dễ gây rò rỉ đắt tiền 1.4.2 Máy lạnh hấp thụ chu kỳ MLHT chu kỳ có ưu điểm không dùng bơm nhược cấp lạnh không liên tục 1.4.3 Máy lạnh hấp thụ khuếch tán MLHT khuếch tán có ưu điểm khơng dùng bơm cấp lạnh liên tục nhược công suất lạnh không lớn 1.4.4 Một số máy lạnh hấp thụ khác khơng dùng bơm 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 1.5.1 Tình hình nghiên cứu nước Bảng 1.3 Các nghiên cứu máy lạnh hấp thụ khuếch tán giới Bộ ba môi chất NH3/H2O/H2 Tác giả Dải nhiệt độ cấp (0C) Ứng dụng Dải COP thiết bị Ưu nhược điểm Lin [13] Zohar [20] 80-225 Tủ lạnh & đh 0,001÷0,38 Amoniac ( -77 0C) 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nước Vì vậy; Luận văn giải nhiệm vụ tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ - khuếch tán tính tốn thiết kế để bước chế tạo máy lạnh hấp thụ - khuếch tán Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ - KHUẾCH TÁN 2.1 LÝ THUYẾT MÁY LẠNH HẤP THỤ KHUẾCH TÁN 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý 2.1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống lạnh HTKT 2.1.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc bubble pump 2.2 MÔI CHẤT LẠNH VÀ MÔI CHẤT THỨ BA 2.2.1 Lựa chọn cặp môi chất lạnh 2.2.2 Lựa chọn mơi chất thứ ba Lựa chọn khí hydro làm môi chất thứ ba cho đề tài CHƯƠNG TÍNH TỐN LÝ THUYẾT MÁY LẠNH HẤP THỤ KHUẾCH TÁN NH3/H2O 3.1 QUY TRÌNH TÍNH TỐN MÁY LẠNH HẤP THỤ KHUẾCH TÁN 3.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ KHUẾCH TÁN 3.2.1 Chu trình amoniac 3.2.2 Chu trình dung dịch amoniac 3.2.3 Chu trình hydro 3.2.4 Trạng thái môi chất thiết bị 3.3 TÍNH TỐN THIẾT BỊ BAY HƠI 3.3.1 Lựa chọn thiết bị 3.3.2 Cơ sở lý thuyết 3.3.3 Xác định hệ số truyền nhiệt a Tính b Tính c Xác định hệ số truyền nhiệt 3.3.4 Xác định chiều dài đường ống dàn bay 3.3.5 Xác định lưu lượng môi chất NH3 thiết bị bay 3.4 TÍNH TỐN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 3.4.1 Lựa chọn thiết bị 3.4.2 Cơ sở lý thuyết 3.4.3 Xác định công suất lạnh ngưng tụ 3.4.4 Xác định hệ số truyền nhiệt a Tính b Tính c Xác định hệ số truyền nhiệt 3.4.5 Xác định chiều dài đường ống dàn ngưng tụ ⟹ = ệ = ỉ é = ∆ ∆ ụ/ ,[ ] 3.5 TÍNH TỐN THIẾT BỊ HẤP THỤ 3.5.1 Lựa chọn thiết bị 3.5.2 Cơ sở lý thuyết 3.5.3 Xác định chiều dài đường ống TBHT Áp dụng nguyên lý thứ nhiệt động học thiết bị HT ta có: ℎ ℎ = − = + đặ é ℎ ℎ + đặ ∆ ã ℎ ã − (3.4) ⟹ = (3.5) ∆ é 3.6 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TẠI THIẾT BỊ BUBBLE PUMP VÀ BÌNH TÁCH KHÍ Với tỉ lệ thể tích thể tích dung dịch bị hút lên xác định sau: = [í / ] Như thể tích nước bay lên với amoniac là: = 25 Khối lượng dung dịch lỗng đưa lên bình: = Trong khối lượng riêng dung dịch nhiệt độ tgiaNhiệt độ C áp suất p [bar] tra cứu tài liệu[2] 3.7 TÍNH TỐN THIẾT BỊ SINH HƠI 3.7.1 Lựa chọn thiết bị 3.7.2 Cơ sở lý thuyết a Enthalpy dung dịch NH3 đậm đặc b Enthalpy dung dịch NH3 loãng Enthalpy dd NH3 loãng xác định công thức sau: ℎ ã = ℎ + (1 − )ℎ = 0,98067 10 ướ [2] = −2103,5 + 4669,96 – 20228 + 56507 − 14361,4 + – 80989,9 + 55286,5 = 15,65208 − 7,0317 + 37,90183 – 102,9123 + 135,7893 ξ − 82,71063 ξ + 18,41133 ξ 3.7.3 Xác định nhiệt lượng bình sinh = + ã ℎ ã í ℎ đặ = ℎ đặ í [2] − (4.1) (4.2) 3.7.4 Xác định chiều dài đường ống trao đổi nhiệt từ nước nóng NLMT với bình sinh = ⟹ é = ướ é 3.8 TÍNH TỐN THIẾT BỊ HỒI NHIỆT ướ ∆ (4.9) ∆ 3.8.1 Lựa chọn thiết bị 3.8.2 Cơ sở lý thuyết = é đặ ∆ (5.1) Hệ số truyền nhiệt k tính sau =( é đặ + ã é + 3.8.3 Xác định hệ số truyền nhiệt a Tính ã = ( đặ ) [3] dd loãng = Pr) (5.3) (5.4) = b Tính đặ ( ) dd đặc = (5.7) , = 0,15 = = = (5.5) ( , ) , ( ) , (5.8) (5.9) (5.10) (5.11) 3.8.4 Xác định chiều dài đường ống thiết bị hồi nhiệt ⟹ = ệ = ỉ é = é ∆ ∆ ụ/ ,[ ] CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY LẠNH HẤP THỤ KHUẾCH TÁN ĐHKK CÔNG SUẤT 9000BTU/H 4.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐÃ BIẾT - Công suất lạnh yêu cầu: Q0 = 9.000 BTU/h = 2.268 kcal/h = 2637 W - Nhiệt độ phòng lạnh: tf = 250C - Nhiệt độ khơng khí ngồi trời: tmt = 350C 4.2 CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 4.2.1 Tính tốn thơng số cần thiết - Nhiệt độ bề mặt dàn bay hơi[4]: tbm = 150C 10 a Tính Vậy Như vậy: b Tính = = 9796,5 = [W/m2 OK] , [ / ] Gấp 1873 lần hệ số tỏa nhiệt khơng khí; xem bề mặt ống đẳng nhiệt bỏ qua cơng thức tính tốn hệ số truyền nhiệt c Xác định hệ số truyền nhiệt Trên sở tính tốn tơi xác định rằng: ≫ hệ số truyền nhiệt trường hợp viết lại sau: 1 + ) =( é é = é , [W/m OK] 4.3.3 Xác định chiều dài đường ống dàn bay Bảng 4.1 Tính tốn chiều dài dàn ngưng số lượng ống Giải thích Chiều dài ống trao đổi nhiệt Kí hiệu Giá trị 26,07 Đơn vị m Với kết tính tốn chiều dài thiết bị bay 26,07[m]; ệ ỉ = / = 20,09 [m] 4.3.4 Xác định lưu lượng môi chất NH3 thiết bị bay Bảng 4.2 Tính tốn diện tích dàn ngưng số lượng ống Giải thích Tỉ lệ khối lượng hai chất khí hỗn hợp Enthalpy amoniac nhiệt độ 10 độ C áp suất 6,15 bar Kí hiệu ℎ độ Giá trị Đơn vị 0.817 1472 kJ/kg 11 Enthalpy hydro nhiệt độ 10 độ C áp suất 11,68 bar Enthalpy amoniac lỏng nhiệt độ 45 độ C áp suất 17,83[ bar] Enthalpy hydro nhiệt độ 35 độ C áp suất 11.68 [bar] Nhiệt lượng thiết bị bay cần tỏa Lưu lượng hỗn hợp NH3 H2 thiết bị bay Lưu lượng NH3 chuyển vào bình hấp thụ ℎ độ ℎ ỏ ℎ độ 3945 kJ/kg 415.5 kJ/kg 4368 kJ/kg 2637 W 3,356 g/s 2,742 g/s 4.4 TÍNH TỐN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 4.4.1 Lựa chọn kiểu thiết bị 4.4.2 Xác định công suất lạnh ngưng tụ Bảng 4.3 Tính tốn nhiệt ngưng tụ hệ thống Giải thích Cơng suất nhiệt NT u cầu DN Kí hiệu Giá trị 3292 Đơn vị W 4.4.3 Xác định hệ số truyền nhiệt a Tính Vậy Như b Tính = 9043,0 = = Như , ,[ / [ / c Xác định hệ số truyền nhiệt =3,63[W/m.K] é ] ] 4.4.4 Xác định chiều dài đường ống dàn ngưng tụ Với hệ số hiệu chỉnh tính chiều dài đường ống thiết bị ngưng tụ là: ệ ỉ = ụ/ = 17,68[ ] 12 4.5 XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ TẠI BÌNH HẤP THỤ 4.5.1 Xác định cơng suất nhiệt hấp thụ Bảng 4.4 Tính tốn nhiệt hấp thụ hệ thống Giải thích Kí hiệu Công suất nhiệt NT yêu cầu DN Giá trị 8139 Đơn vị W Vậy bình hấp thụ cần giải nhiệt nhiệt lượng 8139 W 4.5.2 Xác định hệ số tỏa nhiệt k bình hấp thụ = (3159,4 + = + ã đặ 1059,6) = 2109,5 / Giải thích (Xem kết tính tốn phần 4.8) Kí hiệu Hệ số truyền nhiệt bình hấp thụ é Giá trị Đơn vị 7.827 W/m.K 4.5.3 Xác định chiều dài đường ống bình hấp thụ Vậy đường ống thiết bị hấp thụ phải dài 20,8 m 4.6 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TẠI BUBBLE PUMP VÀ BÌNH TÁCH KHÍ = = 2,74 = 0,39[ í / ] 7,1 Vậy thể tích nước bay lên với amoniac là: = 25% = 0,39 × 25% = 0,0975[ í / ] Khối lượng dung dịch lỗng đưa lên bình: = = 0,0975 × 86,83 = 8,47[ / ] Trong khối lượng riêng dung dịch nhiệt độ 85 độ C áp suất 17,83[bar] tra cứu tài liệu [24] Vì lưu lượng dung dịch lỗng bay lên với khí amoniac 8,47[ / ] 13 4.7 TÍNH TỐN THIẾT BỊ SINH HƠI 4.7.1 Enthalpy NH3 Enthalpy NH3 85 độ C áp suất 17,83[bar] là: 1616 [kJ/kg] [24] 4.7.2 Enthalpy dung dịch NH3 đậm đặc Bảng 4.20 Xác định áp suất dung dịch đậm đặc Nội dung Kí hiệu Đơn vị Giá trị Áp suất dung dịch 8,00 đặ Bảng 4.21 Xác định enthalpy dung dịch amoniac đậm đặc Nội dung Enthalpy dung dịch amoniac đậm đặc Kí hiệu ℎ đặ Giá trị Đơn vị 727,8 4.7.3 Enthalpy dung dịch NH3 loãng Bảng 4.22 Xác định áp suất dung dịch NH3 lỗng Nội dung Kí hiệu Giá trị / Đơn vị Áp suất dung dịch 8,87 ã Bảng 4.23 Xác định enthalpy dung dịch amoniac loãng Nội dung Kí hiệu Enthalpy dung dịch amoniac ℎ đặ lỗng Giá trị Đơn vị 857,1 / 4.7.4 Xác định nhiệt lượng bình sinh Bảng 4.24 Xác định nhiệt lượng bình sinh Nội dung Kí hiệu Nhiệt lượng cần cung cấp cho bình sinh Giá trị 8791 Đơn vị 14 4.8 TÍNH TỒN THIẾT BỊ HỒI NHIỆT 4.8.1 Tính dung dịch lỗng Bảng 4.25 Xác định tiêu chuẩn Grashof dung dịch loãng Nội dung Gia tốc trọng trường Hệ số nở nhiệt dung dịch Đường kính ống Nhiệt độ vách Nhiệt độ môi chất Độ nhớt động học Tiêu chuẩn Grashof Tiêu chuẩn Pranldt Vậy Kí hiệu thuộc khoảng thứ nên Giá trị 9.81 2,75.10 0,013 60 85 3,44 10 1,25.10 7,56 9,47 10 Đơn vị / 1/ / 1 = 0,135; = 1/3; tiêu chuẩn Nusselt dung dịch loãng là: Bảng 4.26 Xác định tiêu chuẩn Nusselt dung dịch lỗng Nội dung Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tiêu chuẩn Nusselt 61,12 Bảng 4.27 Xác định hệ số toả nhiệt dung dịch loãng Nội dung Kí hiệu Hệ số tỏa nhiệt dung dịch lỗng 4.8.2 Tính dung dịch đặc ã Giá trị 3159,4 Xác định vận tốc dung dịch đặc Bảng 4.28 Xác định vận tốc dung dịch Nội dung Vận tốc dung dịch Kí hiệu Đơn vị / Giá trị Đơn vị 0,0312 / Xác định tiêu chuẩn Reynold dung dịch đặc 15 Bảng 4.29 Xác định tiêu chuẩn Reynold dung dịch đặc Nội dung Kí hiệu Tiêu chuẩn Reynolds Giá trị Đơn vị 517.8 Xác định tiêu chuẩn Grashof dung dịch đặc Bảng 4.30 Xác định nhiệt lượng bình sinh Nội dung Kí hiệu Giá trị Đơn vị 2,14 10 Tiêu chuẩn Grashof Tiêu chuẩn Pranldt 7,24 Xác định tiêu chuẩn Nusselt dung dịch Bảng 4.31 Xác định tiêu chuẩn Nusselt dung dịch Nội dung Kí hiệu Giá trị Tiêu chuẩn Nusselt 20,41 Hệ số tỏa nhiệt dung dịch đặc Kí hiệu Giá trị Đơn vị 1059,6 đặ Đơn vị Xác định hệ số tỏa nhiệt dung dịch đặc Bảng 4.32 Xác định hệ số tỏa nhiệt dung dịch đặc Nội dung / 4.8.3 Tính hệ số k Bảng 4.33 Xác định hệ số truyền nhiệt thiết bị hồi nhiệt Giải thích Kí hiệu Hệ số truyền nhiệt thiết bị hồi nhiệt Giá trị Đơn vị 17,37 W/m.K 4.8.4 Tính nhiệt lượng hồi nhiệt Bảng 4.34 Xác định lượng nhiệt thu hồi Giải thích Nhiệt lượng hồi nhiệt Kí hiệu Giá trị 868 Đơn vị 16 Vậy thiết bị hồi nhiệt thu hồi 868W; bình sinh cần cấp ′ = − Vậy COP tính lại = 7923 = 0,3328 = 4.8.5 Xác định chiều dài đường ống trao đổi nhiệt bình sinh Xác định hệ số tỏa nhiệt nước nóng NLMT Trong đề tài chọn đường ống trao đổi nhiệt thiết bị sinh 27 mm; độ dày ống 1mm Lưu lượng nước nóng NLMT ( nhiệt độ nước nóng 90 oC) chọn tơi chọn 0,5 lít/s Với thơng số thiết kế xác định ta tính vận tốc dòng nước nóng = = × 0,0005 = 1,01 0,025 / Bảng 4.35 Xác định tiêu chuẩn Reynolds Kí Nội dung hiệu Tiêu chuẩn Reynolds Đơn Giá trị vị 77692 ướ Bảng 4.36 Xác định tiêu chuẩn Nusselt Nội dung Kí hiệu Tiêu chuẩn Reynolds ướ Tiêu chuẩn Nusselt ướ Giá trị Đơn vị 77692 189.1 Bảng 4.37 Xác định Hệ số tỏa nhiệt khơng khí Nội dung Hệ số tỏa nhiệt khơng khí Kí hiệu ướ Giá trị 5105.2 Đơn vị / 17 Xác định hệ số truyền nhiệt k thiết bị trao đổi nhiệt Bảng 4.38 Xác định hệ số truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt bình sinh Giải thích Kí hiệu Hệ số truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt bình sinh Giá trị Đơn vị 29.53 W/m.K Xác định chiều dài thiết bị trao đổi nhiệt bình sinh Bảng 4.39 Xác định chiều dài ống trao đổi nhiệt Giải thích Kí hiệu Giá trị Đơn vị 7923 W Nhiệt lượng yêu cầu 53.7 m Chiều dài ống trao đổi nhiệt Vậy chiều dài ống trao đổi nhiệt bình sinh lên đến 53,7m 4.9 CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH KHỐI LƯỢNG CÁC MƠI CHẤT NẠP VÀO HỆ THỐNG 4.9.1 Dàn bay Ở có hai chất khí NH3 ( nhiệt độ 10 độ C; áp suất 6,15[bar]) H2 ( nhiệt độ 10 độ C; áp suất 10,68[bar]) hai chất khí đường ống có đường kính 12[mm] chiều dài đường ống 20[m] thể tích khí : = = = Bảng 4.40 Xác định khối lượng NH3 H2 dàn bay Nội dung Kí hiệu Chiều dài dàn bay Đường kính ống trao đổi nhiệt dàn lạnh Giá trị 20 0,012 Đơn vị m m 18 Thể tích chứa khí dàn bay Khối lượng riêng NH3 10 độ C áp suất 6,15 bar Khối lượng NH3 Tỉ lệ khối lượng NH3 / H2 Khối lượng H2 = = , 4.9.2 Dàn ngưng 0,0022619 m3 4,868 kg/m3 0,0110112 4,476 0,00246 kg kg [ ] [ ] Tại dàn ngưng NH3 hai trạng thái khí lỏng; ta giả thiết nửa NH3 trạng thái khí (85 độ C; 17,83[bar]) nửa NH3 trạng thái lỏng (45 độ C; 17,83[bar]) = ỏ = = ỏ /2 /2 Bảng 4.41 Xác định khối lượng NH3 dàn ngưng Nội dung Chiều dài dàn ngưng tụ Đường kính ống trao đổi nhiệt dàn ngưng tụ Thể tích chứa khí dàn ngưng tụ Khối lượng riêng NH3 lỏng 45 độ C áp suất 17,83[bar] Khối lượng NH3 lỏng Khối lượng riêng NH3 85 độ C áp suất 17,83[bar] Khối lượng NH3 Tổng khối lượng NH3 dàn ngưng tụ Kí hiệu ỏ ỏ ơ Giá trị 17,7 Đơn vị m 0,011 m 0,001682 m3 571,3 kg/m3 0,4805 kg 11,35 kg/m3 0,0116064 kg 0,4921 kg 19 = 4.9.3 Bình tách khí , [ ] Tại bình tách khí có hai phần lỏng khí; theo thiết kế hai phần tích nhau; phần lỏng dung dịch amoniac loãng nồng độ = 0,676; lưu lượng dung dịch loãng bay lên 8,47[g/s] lượng dung dịch bình phải gấp 100 lần lưu lượng nên khối lượng dung dịch 0,847 kg; khối lượng chiếm thể tích: = = , = 1,051[ í ] Vậy bình tách khí phải tích : bình là: = 2,102[lít] Bình tách khí ta chọn làm thép Φ114, chiều cao ℎ= = 206[ Chiều cao bình tách khí 206[mm] ] Khối lượng NH3 là: = = 11,35 1,051 = 12,12[ ] Khối lượng NH3 dung dịch: ã = = 0,847 0,676 = 0,5726[ Khối lượng nước dung dịch: ướ = − = 0,2744[ Khối lượng NH3 bình tách khí: 4.9.4 Bình hấp thụ = 584,72[ ] ] = 572,6[ ] ] = 274,4[ ] Tại bình hấp thụ chia làm hai phần; 20 Ta chọn đường kính ống hấp thụ 100 [mm] chiều dài ống tính là: 20,8 m ( xem tính tốn phần 4.5) Thể tích ống hồi hydro khơng đáng kể từ ta xác định khối lượng H2 bình hấp thụ là: = = 16,49 1,128 = 18,6[ ] Khối lượng NH3 dung dịch loãng 292,36[g] Khối lượng nước dung dịch loãng 137,2[g] Khối lượng dung dịch đặc là: = đặ = 15,96 × 903 = 14412[ ] Khối lượng NH3 dung dịch đặc : đặ = đặ × = 14412 × 0,676 = 9742[ ] Khối lượng nước dung dịch đặc : ướ đặ = đặ × (1 − ) = 4670[ ] Khối lượng NH3 bình hấp thụ: = đặ + = 14704,36[ ] ã Khối lượng nước bình hấp thụ : ướ = ướ đặ 4.9.5 Bình sinh ℎ= + ướ ã = 262[ ] = 4807,2[ ] Khối lượng NH3 bình sinh là: ướ = 5036[ ] = 2413,7[ ] 21 4.9.6 Khối lượng chất cần nạp Khối lượng NH3: Bảng 4.42 Khối lượng NH3 hệ thống Nội dung Kí hiệu Khối lượng NH3 bay Giá trị Đơn vị 11 g 395,1 g g Khối lượng NH3 tách khí 492,1 Khối lượng NH3 hấp thụ 14704,36 g Khối lượng NH3 sinh 5036 g 20638,56 g Khối lượng NH3 ngưng tụ Tổng khối lượng NH3 hệ thống Khối lượng H2: Bảng 4.43 Khối lượng H2 hệ thống Nội dung Kí hiệu Tổng khối lượng H2 hệ thống Giá trị 21,06 Đơn vị g Khối lượng nước: Bảng 4.44 Khối lượng nước hệ thống Nội dung Tổng khối lượng nước hệ thống Kí hiệu ướ Giá trị 7495,1 Đơn vị g Như hệ thống cần nạp 20,639[kg] NH3; 7,495 [kg] nước 21,06 [g] hydro 22 4.10 KẾT QUẢ TỔNG HỢP Bảng 4.45 Tổng hợp kết tính tốn Nội dung Giá trị Đơn vị 2637 W Công suất lạnh yêu cầu Nhiệt độ vách lạnh 10 Nhiệt độ khơng khí ngồi trời 35 85 Nhiệt độ gia nhiệt C C C Chiều dài ống trao đổi nhiệt dàn lạnh 20,09 m Chiều dài ống trao đổi nhiệt dàn nóng 17,68 m Chiều dài ống trao đổi nhiệt bình hấp thụ 20,8 m Nhiệt lượng cần cung cấp cho bình sinh 8791 W Tổng khối lượng NH3 hệ thống 20,639 kg Tổng khối lượng H2 hệ thống 21,06 g Tổng khối lượng nước hệ thống 7,495 kg 7923 W Nếu có thiết bị hồi nhiệt nhiệt lượng tính lại 4.11 QUY TRÌNH NẠP MƠI CHẤT VÀ DUNG DỊCH VÀO HỆ THỐNG - Bước 1: Đo khối lượng chất lỏng cần thiết để tạo hoạt động phù hợp với mức chất lỏng buble pump tổng khối lượng hệ thống - Bước 2: Đẩy tất khơng khí từ hệ thống - Bước 3: Lấy nước thừa thêm hydrogen - Bước 4: Nạp khí amoniac 4.12 ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THIẾT KẾ 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nội dung luận văn Luận văn nghiên cứu, trình bày phương pháp tính tốn thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán sử dụng nguồn nhiệt thải cách hệ thống, tận dụng nguồn nhiệt có nguồn nhiệt khơng cao để sinh lạnh nhiều mục đích khác Luận văn đề cập nghiên cứu sở tính tốn thiết kế thiết bị chu trình máy lạnh hấp thụ khuếch tán bình sinh hơi, bình hấp thụ thiết bị trao đổi nhiệt khác Những đóng góp luận văn: Luận văn xây dựng chương trình tính toán thiết kế hệ thống máy lạnh hấp thụ khuếch tán Kết cơng trình cỏ thể ứng dụng để chế tạo máy lạnh hấp thụ khếch tán sử dụng nhiệt từ nguồn lượng rẻ tiền: Phụ phẩm nông nghiệp, khỏi thải động tàu thủy, lượng mặt trời Hướng phát triển luận văn: Trong khuôn khổ hạn hẹp thời gian luận văn thạc sĩ, tác giả sâu vào số chi tiết luận văn nêu Hơn muốn triển khai hệ thống máy lạnh hấp thụ khuếch tán vào thực tiển ngồi việc nắm vững mặt lý thuyết chuyên môn cần phải đầu tư mặt cơng nghệ chế tạo, để tiến đến chế tạo hoàng chỉnh hệ thống máy lạnh hấp thụ khuếch tán Vì tác giả xin phép đưa số kiến ghị hướng phát triển luận văn sau: 24 KIẾN NGHỊ Nghiên cứu hồn thiện việc chế tạo mơ hình, đo đạc thu thập thong số kỹ thuật để triển khai vào sản xuất hệ thống máy lạnh hấp thụ khuếch tán dung dân dụng công nghiệp Nghiên cứu hồn thiện, phân tích đánh giá cụ thể cho hệ thống máy lạnh hấp thụ sử dụng nguồn nhiệt thải từ động phát điện khu chế xuất, khu cơng nghiệp nhà máy có khói thải nhiệt độ cao Hệ thống máy lạnh hấp thụ khuếch tán dung kỹ thuật điều hồ khơng khí, tủ lạnh gia đình Như mặt tiết kiệm lượng, bảo vệ môi trường mặc khác làm giảm phụ tải lưới điện quốc gia Máy lạnh hấp thụ khuếch tán áp dụng cho xí nghiệp vùng nơng thơn, hải đảo xa lưới điện… ... phẩm cháy khí thải cơng nghiệp Vì tơi phân đề tài Nghiên cứu thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán điều hòa khơng khí” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, thiết kế máy lạnh hấp khuếch tán thụ... nghiệp Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ khuếch tán - Nghiên cứu tính toán thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán - Phạm vi nghiên cứu: Máy lạnh hấp thụ... phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ khuếch tán - Nghiên cứu tính tốn thiết kế máy lạnh hấp thụ khuếch tán Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài nghiên cứu