Nghiên cứu thực nghiệm hiệu quả làm lạnh của máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời và khí thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TRẦN QUỲNH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆU QUẢ LÀM LẠNH CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ KHÍ THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG TRẦN THỌ Hà Nội – Năm 2014 ỜI Ả T T ảxn yt l n lu n ộn v n t n t n T ớn v K o ả tạo v l p ặt t ết ị t í n n t n n ất ến TS n tron suốt qu tr n t ự ả ũn x n lờ ảm n ến t p t ể - N ệt - Năn l ợn tr n ết n s u s tạo m ệm ặn Trần ện Lu n văn n ộ n n n n ty TNHH ều k ện úp ỡ t ả tron qu óp p ần v o t n n ủ Lu n văn Tác giả Lu n văn Nguyễn Trần Quỳnh i ỜI T xn n ủ t ầy m o n o TS yl n tr n n n ứu củ r n t ới ớn ặn Trần T ể o n t n Lu n văn n y t l ệu t m k ảo n o r k n sử ụn sử ụn t l ệu ất ứ t l ệu n o k tron mụ t m k n Tác giả Lu n văn Nguyễn Trần Quỳnh ii ợ MỤC LỤC Trang HƯƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ 1.1.1 Khái niệm máy lạnh hấp thụ 1 Ưu n 113 ợ ểm máy lạnh hấp thụ .1 ặ tr n ản máy lạnh hấp thụ 1.1.4 Phân loại máy lạnh hấp thụ 1.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ .9 1.2.1 Kết nghiên cứu giới 1.2.2 Kết nghiên cứu Việt Nam 12 1.3 ỨNG DỤNG CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ 15 1.3.1 Ứng dụng máy lạnh hấp thụ 15 1.3.2 Ứng dụn tron lĩn vự k 1.4 GIỚI HẠN VÀ MỤ t n t thủy sản 15 Í H NGHIÊN ỨU 16 HƯƠNG LÝ THUYẾT TÍNH TỐN MÁY LẠNH HẤP THỤ .18 2.1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ 18 2.1.1 Chu trình tuần hồn mơi chất lạnh 19 2.1.2 Chu trình tuần hồn dung dịch máy nén nhiệt 20 213 P n tr n n ằng nhiệt máy lạnh hấp thụ 20 2.2 CẶP MÔI CHẤT DÙNG TRONG MÁY LẠNH HẤP THỤ .21 2.2.1 Tổng quát 21 2.2.2 Phân loại 21 2.2.3 Yêu cầu ối với cặp môi chất 21 2.2.4 Giới thiệu cặp môi chất dùng máy lạnh hấp thụ 22 iii 2.3 NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG TRONG MÁY LẠNH HẤP THỤ 25 Năn l ợng mặt trời 25 2.3 Năn l ợng tái tạo 29 2.4 VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY LẠNH HẤP THỤ 33 2.4.1 V t liệu kim loại .33 2.4.2 V t liệu phi kim loại 35 25 Ơ SỞ TÍNH TỐN CHU TRÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O 36 251 P n tr n tín to n 252 t n số v t lý dung dịch NH3/H2O 38 sở tính tốn chu trình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O 41 2.6 GIỚI HẠN VÙNG LÀM VIỆC CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ MỘT CẤP 48 HƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .50 Í H VÀ U ẦU CỦA MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 50 3.1 MỤ 3.1.1 Mụ í x y ựng mơ hình nghiên cứu thực nghiệm 50 3.1.2 u cầu ối với mơ hình thực nghiệm .51 3.2 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O CƠNG SUẤT 9000BTU/H 51 321 n sn 53 3.2.2 Bình hấp thụ .54 323 D nn 324 D n 325 n tụ 56 y 57 uồn lạn .58 V n t ết l u .58 327 m un ị 59 328 ộ ấp nhiệt ằn năn l ợn mặt trờ 60 329 ộ n ệt ằn k ó t ả .61 iv 3.3 KIỂM TRA ÁNH GIÁ VÀ ẢI TẠO NÂNG CẤP MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O 62 3 K ểm tr n m n m y lạn ấp t ụ NH3/H2O 62 3.3.2 Cải tạo, nâng cấp mơ hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O 64 3.4 ÁNH GIÁ MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM SAU KHI CẢI TẠO 68 HƯƠNG NGHIÊN ỨU THỰC NGHIỆM 70 4.1 MỤ 4.1.1 Mụ Í H VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 70 í n n ứu thực nghiệm 70 4.1.2 Giới hạn nghiên cứu thực nghiệm 70 4.2 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 71 4.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .73 4.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆU QUẢ LÀM LẠNH CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ 94 4.2.1 Sự phụ thuộc nhiệt ộ buồng lạnh vào t lệ môi chất 94 4.2.2 Sự phụ thuộc nhiệt ộ nguồn gia nhiệt vào chế ộ cấp nhiệt 95 4.2.3 Sự p ụ t uộ ủ n ệt ộ uồn lạn v o ế ộ ấp n ệt 96 HƯƠNG TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN .98 5.1 TÓM TẮT 98 5.2 KẾT LUẬN 99 5.3 KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Q : P ụ tả n ệt W q : M t ộ ζ : Hệ số l m lạn ξ : Nồn t : N ệt ộ oC n n ệt W/m2 ộ k ố l ợn k /k T : N ệt ộ tuyệt ố K P : Áp suất i : Entanpi, kJ/kg r : N ệt ẩn ó kJ/k C : N ệt un r n kJ/k K ρ : K ố l ợn r n k /m3 v : T ể tí r n λ : Hệ số n n ệt m3/kg r m3/kg μ : ộ n ớt ộn lự ν : ộ n ớt ộn Ns/m2 m2/s G : L u l ợn k ố l ợn k /s F : D ện tí K : Hệ số truyền n ệt W/m2K α : Hệ số t ề mặt m2 n ệt W/m2K δ : ều y m d : ờn kín l : ều ốn ủ ốn m m ω : Tố ộ m/s g : G tố tr n tr ờn vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU GẠCH CHÂN r : T n số ủ un ị m ặ a : T n số ủ un ị : T n số ủ m ất lạn n ệt ộ K : T n số ủ m ất lạn n ệt ộ n h : T n số ủ un ị tron n sn A : T n số ủ un ị tron n w : T n số ủ m H : T n số ủ n m : T n số ủ : T n số ầu v o : T n số ầu r t : Bên n : Bên lo n tr ờn l m m t n ệt ất l n tả lạn vii y n tụ ấp t ụ DANH MỤC HÌNH VẼ, Ồ THỊ Hn 11 S máy lạnh hấp thụ NH3/H2O cấp .5 Hn 12 S máy lạnh hấp thụ NH3/H2O hai cấp Hn 21 S nguyên lý máy lạnh hấp thụ 18 Hn 22 S nguyên lý máy lạnh hấp thụ NLMT NH3/H2O 26 Hn 23 S nguyên lý máy lạnh hấp phụ sử dụng NLMT 28 Hn 24 S máy lạnh hấp thụ sử dụng nguồn nhiệt kết hợp 29 Hn 25 S nguyên lý máy lạnh hấp thụ sử dụng cặp môi chất NH3/H2O .36 Hn 26 thị i – ξ dung dịch NH3/H2O 42 Hình 2.7 Giá trị giới hạn máy lạnh hấp thụ cấp tr n thị lgp – 1/T 49 Hình 3.1 Mơ hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O sử dụn năn l ợng mặt trời kết hợp nhiệt thải 52 Hn 32 n sn .53 Hình 3.3 Bình hấp thụ 55 Hình 3.4a Buồng lạnh nhìn từ bên ngồi 58 Hình 3.4b Buồng lạnh nhìn từ bên 58 Hình 3.5 Tiết l u m ất lạnh .59 Hình 3.6 Thiết bị tiết l u un Hn 37 m un ịch 59 ịch 60 Hình 3.8 Cấu tạo thiết bị gia nhiệt Hình 3.9 Cấu tạo o n ớc bằn năn l ợng mặt trời 61 m n ớc khói thải 62 Hình 3.10 Ống xo n gia nhiệt 65 H n 11 n sn .65 Hình 3.12 Bình hấp thụ 66 viii H n 13 D n n n tụ 67 Hình 3.14 Van tiết l u 67 Hn 41 ến t n n ệt ộ uồn lạn t o t n tron Hn 42 ến t n n ệt ộ ấp t ụ s n tron ế ộv n n ệt nn n ế ộv n ến t n n ệt ộ uồn lạn t o t n tron Hn 44 ến t n n ệt ộ ấp t ụ s n ế ộv n n ệt nn n ế ộv n ến t n n ệt ộ uồn lạn t o t n tron Hn 46 ến t n n ệt ộ ấp t ụ s n ế ộv n n ệt nn n n n ệt ộ uồn lạn t o t n tron Hn 48 ến t n n ệt ộ ấp t ụ s n Hn 49 Hn 41 tron ến t ến t ế ộv n n ệt nn n n n ệt ộ uồn lạn t o t n n ệt ộ n ệt nn n n n ệt ộ uồn lạn t o t H n 12 ến t n n ệt ộ n ệt nn n ến t n n ệt ộ uồn lạn t o t H n 14 ến t n n ệt ộ ế ộv n n ế ộv n n 83 t ot n n tron ế ộv n ấp t ụ s n n 86 t ot n n tron ế ộv n ấp t ụ s n n 89 t ot n n 90 H n 13 tron t ot n 87 ến t ế ộv n n 80 n 84 H n 11 tron n n 81 ến t ế ộv n n 77 t ot ế ộv n Hn 47 tron n n 78 Hn 45 tron t ot n 75 Hn 43 tron n 74 n ệt nn n n tron ế ộv n ấp t ụ s n n 92 t ot n n 93 H n 15 Sự p ụ t uộ ủ n ệt ộ uồn lạn v o nồn H n 16 Sự p ụ t uộ ủ n ệt ộ H n 17 Sự p ụ t uộ ủ n ệt ộ uồn lạn v o n ệt v o ix ộ un ị NH3 94 ế ộ ấp n ệt 95 ế ộ ấp n ệt 96 ... niệm máy lạnh hấp thụ 1 Ưu n 113 ợ ểm máy lạnh hấp thụ .1 ặ tr n ản máy lạnh hấp thụ 1.1.4 Phân loại máy lạnh hấp thụ 1.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ ... Cụm máy nén nhiệt máy lạnh hấp thụ bao gồm: thiết bị hấp thụ dung dị n sn v t ết l u un m ịch 1.1.3.2 Đặc trưng môi chất sử dụng máy lạnh hấp thụ Máy lạnh hấp thụ sử dụng cặp môi chất thay sử dụng. .. trình bày nghiên cứu máy lạnh hấp thụ sử dụn năn l ợng mặt trời Trong công trình tác giả s u Chương Tổng quan nghiên cứu hiệu làm việc máy lạnh hấp thụ sử dụn năn l ợng mặt trời ứng dụng cho việ