Tài liệu Chu trình máy lạnh hấp thụ docx

Chu trình máy lạnh hấp thụ Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để chạy máy nén. ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại dư thừa nguồn nhiệt khác. Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để chạy máy nén. ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại dư thừa nguồn nhiệt khác. (như than, củi, khí thải, năng lượng mặt trời, .) máy lạnh hấp thụ được sử dụng. ở máy lạnh hấp thụ, người ta thay quá trình nén hơi trong máy nén bằng bình hấp thụ để hấp thụ hơi môi chất ở áp suất p 1 thành dung dịch rồi dùng bơm (tiêu tốn rất ít điện năng so với máy nén) tăng áp suất đưa dung dịch l ên bình tách hơi (bình tách hơi) ở áp suất p 2 để tạo ra hơi ở áp suất này. V ậy trong máy lạnh hấp thụ phải dùng một cặp môi chất: chất tải lạnh (ví dụ NH 3 ), chất hấp thụ (ví dụ H 2 O). Để có thể tách được hơi của chất tải lạnh khỏi chất hấp thụ, ở cùng áp su ất, nhiệt độ sôi của chất tải lạnh tsNH 3 phải càng nhỏ hơn nhiệt độ sôi của chất hấp thụ tsH 2O càng tốt. Dưới đây ta xét chu trình máy l ạnh hấp thụ dùng cặp môi chất NH 3 - H 2 O. ở đây nhiệt độ sôi của NH 3 nhỏ hơn nhiệt độ sôi của H 2 O (ở cùng áp su ất) rất nhiều: ví dụ khi p = 6bar, tsNH 3 = 10 oC , tsH 2O = 159 oC . Sơ đồ nguyên lý của máy lạnh hấp thụ thể hiện theo hình vẽ dưới đâ y Hình vẽ: Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ Hơi bão hoà ẩm NH 3 ra khỏi van tiết lưu ở áp suất thấp p 1 đi vào buồng lạnh I, ở đây NH 3 nhận nhiệt q 2 của vật cần làm lạnh p 1 = const bi ến thành hơi bão hoà khô. Hơi bão hoà khô NH 3 ra khỏi buồng lạnh đi vào bình hấp thụ II. ở đây được H 2 O hấp thụ tạo nên dung dịch NH 3 - H 2 O ở áp suất p 1 . Vì ph ản ứng hấp thụ NH 3 - H 2 O toả nhiệt qh, nên để tăng khả năng hấp thụ người ta phải lấy nhiệt đó đi (làm mát bình hấp thụ). Sau đó dung dịch NH 3 - H 2 O được bơm III đưa đến bình sinh hơi IV ở áp suất p 2 lớn hơn p 1 . Trong quá trình hấp thụ, nồng độ của NH 3 trong dung dịch ở bình hấp thụ tăng nên người ta đưa dung dịch có nồng độ nhỏ hơn ở bình sinh hơi qua van V xuống bình hấp thụ để làm giảm nồng độ ở bình hấp thụ và tăng khả năng hấp thụ. Người ta phải cấp nhiệt qc cho b ình sinh hơi IV (nhiệt có thể lấy từ hơi nước, than, năng lượng mặt trời ) ở áp suất p 2 , ở đây do nhiệt độ sôi của NH 3 nhỏ hơn của H 2 O nhiều nên NH 3 bốc thành hơi bão hoà khô ở p 2 và đi vào bình ngưng. Hơi NH 3 đi vào bình ngưng VI và ngưng tụ ở p 2 = const nhả nhiệt q 1 cho nước hoặc không khí làm mát, biến thành chất lỏng. Chất lỏng NH 3 ở p 2 và nhiệt độ sôi tương ứng ts 2 , qua van tiết lưu VII biến thành hơi bão hòa ẩm ở áp suất p 1 và nhiệt độ sôi ts 1 nhỏ hơn và đi vào buồng lạnh. Để đánh giá mức độ ho àn thiện của chu trình máy lạnh hấp thụ thuận nghịch người ta sử dụng đại lượng gọi là hệ số nhiệt x, đó là t ỷ số giữa nhiệt hữu ích q 2 trong buồng lạnh với nhiệt cấp qc và công bơm IB: Thực tế công bơm lB rất bé so với qc nên có thể bỏ qua và ta có: Để đánh giá chu trình máy lạnh hấp thụ thực (không thuận nghịch), ta sử dụng phương pháp phân tích execgi theo chiều thuận. Hiệu suất execgi: ở đây: e q2 - execgi của nhiệt q 2 của vật cần làm lạnh ở nhiệt độ Tv (Tv - nhi ệt độ môi trường), được xác định theo: e qc - execgi của nhiệt cấp qc ở nhiệt độ nguồn cấp Tc (Tc > T 0 ) T ừ đó ta có biểu thức hiệu suất execgi của chu trình máy lạnh hấp thụ thực: Chúng ta nhận thấy, h e tăng lên khi hệ số nhiệt x tăng, nhiệt độ của vật cần làm lạnh Tv có giá trị nhỏ và nhiệt độ nguồn nhiệt cấp Tc có giá trị nhỏ. Trước đây máy lạnh hấp thụ được sử dụng khá rộng r ãi nhưng sau khi máy lạnh dùng hơi có máy nén ra đời thì máy lạnh hấp thụ bị thu hẹp phạm vi sử dụng, vì máy lạnh hấp thụ có hệ số nhiệt x nhỏ, kết cấu cồng kềnh. Hiện nay máy lạnh hấp thụ còn được dùng ở những nơi có nguồn nhiệt dư thừa (khí thải, năng lượng mặt trời, .) . mặt trời, .) máy lạnh hấp thụ được sử dụng. ở máy lạnh hấp thụ, người ta thay quá trình nén hơi trong máy nén bằng bình hấp thụ để hấp thụ hơi môi chất. đây máy lạnh hấp thụ được sử dụng khá rộng r ãi nhưng sau khi máy lạnh dùng hơi có máy nén ra đời thì máy lạnh hấp thụ bị thu hẹp phạm vi sử dụng, vì máy