Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy lạnh hấp thụ nh3 h2o để sản xuất nước đá phù hợp với điều kiện tại việt nam báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp bộ

BỘ CƠNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ CÔNG THƯƠNG TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3-H2O ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC ĐÁ PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN TẠI VIỆT NAM Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Cơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh Chủ nhiệm nhiệm vụ: Nguyễn Hiếu Nghĩa Thời gian thực hiện: Từ tháng 01 năm 2017 đến tháng 06 năm 2018 Tp Hồ Chí Minh – 08/2018 THÔNG TIN CHUNG ĐỀ TÀI 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy lạnh hấp thụ NH3-H2O để sản xuất nước đá phù hợp với điều kiện Việt Nam 1.2 Mã số: 147.17ĐT/ HĐ-KHCN 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học vị) Đơn vị cơng tác Vai trị thực đề tài TS Nguyễn Hiếu Nghĩa ĐH Công nghiệp Tp.HCM Chủ nhiệm PGS.TS Bùi Trung Thành ĐH Công nghiệp Tp.HCM Thư ký PGS.TS Hoàng An Quốc ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Thành viên TS Võ Kiến Quốc ĐH Bách khoa Tp HCM Thành viên SV Đỗ Văn Duy ĐH Công Nghiệp Tp HCM Thành viên SV Lê Chí Bảo ĐH Cơng Nghiệp Tp HCM Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: Đại học Cơng nghiệp Tp.HCM 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2017 đến tháng 01 năm 2018 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng 06 năm 2018 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 01 năm 2017 đến tháng 06 năm 2018 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản lý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 120 triệu đồng PHẦN II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1 Đặt vấn đề Vấn đề mà nhân loại đối mặt ngày nóng lên tồn cầu nhiễm mơi trường sử dụng nguồn lượng hóa thạch để phát điện, để phát triển công nghiệp Nhưng với phát triển xã hội ngày đại gia tăng dân số tồn cầu nhu cầu sử dụng lượng ngày lớn Nhìn chung ngành Nhiệt - Lạnh, hệ thống nhiệt - lạnh có máy nén sử dụng mơi chất lạnh CFC, HFC, HCFC nguyên nhân làm tăng phát thải carbon chất CFC Máy lạnh hấp thụ hoạt động từ nguồn nhiệt cấp xem phương án thay thay cho chu trình lạnh sử dụng máy nén Nhờ có nhiều quan tâm, máy lạnh hấp thụ phát triển, có nhiều ứng dụng hấp thụ toàn giới Từ khủng hoảng năm 1973, người Nhật nổ lực phát triển máy lạnh hấp thụ tăng hiệu suất nhờ ủng hộ phủ công nghiệp Hiện nay, máy lạnh hấp thụ chiếm khoảng 60% sử dụng điều hịa khơng khí Nhật Tìm cách nâng cao hiệu suất hệ thống lạnh hấp thụ ưu tiên nghiên cứu hàng đầu Hoạt động nghiên cứu phần lớn tập trung vào tìm lưu chất mới, phát triển chu trình hay chu trình kết hợp, nâng cao hiệu truyền nhiệt truyền chất Nhằm mục đích phát triển ứng dụng máy lạnh hấp thụ NH3-H2O Việt Nam, hướng nghiên cứu mấu chốt là: o Thực nghiệm xác định đặc tính làm việc hệ thống MLHT, đánh giá đặc tính làm việc để tối ưu điều kiện hoạt động cho toàn hệ thống theo điều kiện môi trường Việt Nam; o Xác định tỉ lệ nạp dung dịch NH3-H2O để hệ thống vận hành đạt hiệu suất cực đại theo nhiệt độ sinh hơi, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ bay yêu cầu Để thực mục tiêu trên, máy lạnh hấp thụ loại gián đoạn chế tạo có suất lạnh khoảng kg nước đá mẻ Mục tiêu - Chế tạo 01 máy lạnh hấp thụ NH3-H2O để sản xuất nước đá với công suất làm nước đá khoảng kg/mẻ phù hợp với điều kiện cơng nghệ khí hậu Việt Nam; - Thực nghiệm xác định đặc tính làm việc máy lạnh hấp thụ NH3-H2O theo nhiệt độ vận hành bình sinh hơi; - Thực nghiệm xác định đặc tính làm việc hệ thống MLHT, đánh giá đặc tính làm việc theo điều kiện môi trường Việt Nam Phương pháp nghiên cứu - Kết hợp tính tốn mơ lý thuyết với thực nghiệm đo đạc mơ hình thực tế cho mục đích sản xuất nước đá hướng mục đích đề từ ban đầu; - Phương pháp nghiên cứu kế thừa: kế thừa kiến thức lý thuyết cơng trình cơng bố tài liệu kỹ thuật, sách, tạp chí chuyên ngành giới nước; - Phương pháp chuyên gia: Sử dụng kiến thức thực tế lý thuyết chuyên gia lĩnh vực làm lạnh hấp thụ, máy lạnh hấp thụ; tác giả có cơng trình cơng bố kỹ thuật làm lạnh hấp thụ; - Từ thiết kế, chế tạo mơ hình máy lạnh hấp thụ phục vụ cho nghiên cứu ứng dụng nguồn nhiệt khác cấp vào bình phát sinh; - Tiến hành đo mơ hình thực nghiệm điển hình để xác định nồng độ dung dịch nạp phù hợp theo nguồn nhiệt cấp vào bình phát sinh Tổng kết kết nghiên cứu - Chế tạo 01 máy lạnh hấp thụ NH3-H2O để sản xuất nước đá với suất làm nước đá khoảng kg/mẻ phù hợp với điều kiện công nghệ khí hậu Việt Nam; - Xác định nồng độ dung dịch nạp phù hợp theo nguồn nhiệt cấp vào bình phát sinh; - Xác định đặc tính làm việc hệ thống MLHT, đánh giá đặc tính làm việc để tối ưu điều kiện hoạt động cho tồn hệ thống theo điều kiện mơi trường Việt Nam Đánh giá kết đạt kết luận Đã hoàn thành đầy đủ sản phẩm khoa học công nghệ đề tài theo hợp đồng bao gồm: - Chương trình tính tốn mơ máy lạnh hấp thụ khẳng định phù hợp với mơ hình thực mặt thiết kế vận hành Các thông số trạng thái điểm nút đo đạc tính tốn đưa vào chương trình tính tốn mơ để xác định hiệu suất máy lạnh hấp thụ COP đánh giá độ xác kết nghiên cứu; - Xác định nồng độ dung dịch nạp phù hợp theo nguồn nhiệt cấp vào bình phát sinh; - Xác định đặc tính làm việc hệ thống MLHT, đánh giá đặc tính làm việc để tối ưu điều kiện hoạt động cho tồn hệ thống theo điều kiện mơi trường Việt Nam; - Mơ hình máy lạnh hấp thụ NH3-H2O chế tạo phục vụ cho công tác nghiên cứu ứng dụng triển khai vào thực tế hiệu PHẦN III SẢN PHẨM ĐỀ TÀI, CÔNG BỐ VÀ KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Đạt Chế tạo 01 máy lạnh hấp thụ NH3-H2O để sản xuất nước đá với suất làm nước đá khoảng kg/mẻ 01 01 Bản v thiết kế 01 01 Số liệu 01 01 Bài báo khoa học 01 01 Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) chấp nhận có ghi nhận địa cảm ơn trường ĐH Cơng Nghiệp TP HCM cấp kính phí thực nghiên cứu theo quy định - Photo toàn văn ấn phẩm đưa vào phụ lục minh chứng để cuối báo cáo Riêng sách, giáo trình cần có photo trang bìa, trang đầu trang cuối kèm thông tin mã số xuất 3.2 Kết đào tạo TT Họ tên Nghiên cứu sinh Nguyễn Hiếu Nghĩa Học viên cao học Nguyễn Văn Quý Thời gian tham gia đề tài 06/2016 -06/2017 11/2017-08/2018 Sinh viên Đại học Tên đề tài Tên chuyên đề NCS Tên luận văn Cao học CDTS1: MÔ PHỎNG MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3-H2O VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ SAI LỆCH SO VỚI CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Nghiên cứu thực nghiệm máy lạnh hấp thụ sử dụng cặp mơi chất than hoạt tính – ammonia để sản xuất nước đá Đã bảo vệ X Lê Chí Bảo Phạm Bảo Quốc Nguyễn Tuấn Vũ Phạm Hồng Khải Nguyễn Đình Vũ 02/2018-07/2018 02/2018-07/2018 02/2018-07/2018 02/2018-07/2018 02/2018-07/2018 Nghiên cứu thực nghiệm chế độ vận hành máy lạnh hấp thụ NH3-H2O loại gián đoạn x x x x x Ghi chú: - Kèm photo trang bìa chuyên đề NCS / luận văn/ khóa luận giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ học viên bảo vệ thành công luận án/ luận văn;(để cuối báo cáo khoa học) PHẦN IV TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ Nội dung chi TT A B Chi phí trực tiếp Thuê khốn chun mơn Ngun, nhiên vật liệu Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ th ngồi Hội nghị, Hội thảo, kiểm tra tiến độ, nghiệm thu In ấn, Văn phịng phẩm Chi phí khác Chi phí gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nước Tổng số Kinh phí duyệt (triệu đồng) Kinh phí thực (triệu đồng) 72,2 13,8 6,2 72,2 13,8 6,2 27,8 27,8 120 120 Ghi PHẦN V KIẾN NGHỊ (về phát triển kết nghiên cứu đề tài) - Mô hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O chế tạo vận hành điện trở để thực nghiên cứu ứng dụng sau - Mơ hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O sau xây dựng hoàn thiện tiếp tục phát triển cách kết hợp với nguồn lượng tái tạo, cụ thể lượng Mặt Trời khả thi PHẦN VI PHỤ LỤC (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) Mơ hình: Chế tạo 01 máy lạnh hấp thụ NH3-H2O loại gián đoạn để sản xuất nước đá với suất làm nước đá khoảng kg/mẻ Bộ v thiết kế gồm 05 v : - Bình sinh hơi/ bình hấp thụ; - Ống chiết tách; - Bình chứa cao áp; - Bộ ngưng tụ; - Bộ bay hơi; Số liệu: - Trình bày Báo cáo nội dung chun mơn đề tài NCKH 01 báo khoa học đăng tạp chí chuyên ngành: Nguyễn Hiếu Nghĩa, Lê Chí Bảo, Nghiên cứu lý thuyết máy lạnh hấp thụ NH3-H2O loại gián đoạn, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 6, 2018 Phòng QLKH&HTQT (Họ tên, chữ ký) Chủ nhiệm đề tài (Họ tên, chữ ký) PGG.TS Đàm Sao Mai TS Nguyễn Hiếu Nghĩa Tổ chức chủ trì nhiệm vụ III/ BÁO CÁO NỘI DUNG CHUN MƠN CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI NCKH BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN HIẾU NGHĨA NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3-H2O ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC ĐÁ PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN TẠI VIỆT NAM ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ TP HỒ CHÍ MINH NĂM 08/2018 i TĨM TẮT ĐỀ TÀI Trong loại máy lạnh hấp thụ, máy lạnh hấp thụ loại gián đoạn ứng cử viên sáng việc triển khai ứng dụng rộng rãi đơn giản việc chế tạo, vận hành, tận dụng nguồn lượng mặt trời to lớn Việt Nam Đề tài trình bày mối quan hệ nhiệt độ sinh tối ưu với nhiệt độ làm lạnh yêu cầu nhiệt độ môi trường Việt Nam Bên cạnh đó, nồng độ dung dịch nạp phù hợp với nhiệt độ sinh đạt bay yêu cầu xác định Trong điều kiện nhiệt độ môi trường ta = 30 oC, nhiệt độ ngưng tụ tk = 32 oC, nhiệt độ bay NH3 yêu cầu dàn bay to = -15 oC, nhiệt độ sinh vận hành tối đa thay đổi, hệ số hiệu làm lạnh tìm COPAR kiểm chứng với thực nghiệm Trong phạm vi nhiệt độ vận hành cực đại từ 95 oC đến 115 oC, hệ số hiệu làm lạnh trung bình theo lý thuyết COPAR-theory so sánh với hệ số hiệu làm nước đá trung bình theo thực nghiệm COPice-exp hệ số hiệu làm làm lạnh trung bình theo thực nghiệm COPAR-exp Các kết nghiên cứu kiểm chứng với nghiên cứu tương đồng tác giả khác Để đạt mục tiêu trên, chương trình mơ liên quan đến máy lạnh hấp thụ phát triển Dựa mô này, nghiên cứu lý thuyết thực cho máy lạnh hấp thụ để giới hạn vùng làm việc để quy hoạch vùng thực nghiệm Kết nghiên cứu s sở cho nghiên cứu ứng dụng Tác giả nhắm đến ý nghĩa khoa học thực tiễn: - Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ bay môi chất lạnh, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ sinh đến hiệu suất máy lạnh hấp thụ loại gián đoạn thực - Một chương trình mơ hoạt động máy lạnh hấp thụ thiết lập, kết hợp tính tốn lý thuyết đo đạc thực tế, để kiểm tra đánh giá lại liệu thực nghiệm nhằm đảm bảo máy lạnh hấp thụ hoạt động theo thiết kế ban đầu ii ...THÔNG TIN CHUNG ĐỀ TÀI 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy lạnh hấp thụ NH3- H2O để sản xuất nước đá phù hợp với điều kiện Việt Nam 1.2 Mã số: 147.17ĐT/ HĐ-KHCN 1.3... hình để xác định nồng độ dung dịch nạp phù hợp theo nguồn nhiệt cấp vào bình phát sinh Tổng kết kết nghiên cứu - Chế tạo 01 máy lạnh hấp thụ NH3- H2O để sản xuất nước đá với suất làm nước đá khoảng... cầu Để thực mục tiêu trên, máy lạnh hấp thụ loại gián đoạn chế tạo có suất lạnh khoảng kg nước đá mẻ Mục tiêu - Chế tạo 01 máy lạnh hấp thụ NH3- H2O để sản xuất nước đá với công suất làm nước đá