Hoạt động của nền kinh tế tiêu thụ phần lớn nhiên liệu hóa thạch, trong đó ngành giao thông vận tải chiếm 22% lượng nhiên liệu này. Khí thải của các phương tiện giao thông, đặc biệt là lượng ôtô ngày càng tăng mạnh ở Việt Nam sẽ làm tăng nhanh ô nhiễm không khí. Bài viết này sẽ mô tả nguyên lý hoạt động của máy lạnh hấp phụ và đề xuất lựa chọn kết cấu của nó phục vụ cho điều hòa không khí trong ô tô.
Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh HNKH-02 MÁY LẠNH HẤP PHỤ SỬ DỤNG NHIỆT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỂ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRONG Ơ TƠ LÊ VĂN HIÊN, NGUYỄN THỊ KIM LIÊN Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh hl.levanhien@gmail.com; levanhien@iuh.edu.vn, nguyenthikimlien_nl@iuh.edu.vn Tóm tắt Hoạt động kinh tế tiêu thụ phần lớn nhiên liệu hóa thạch, ngành giao thơng vận tải chiếm 22% lượng nhiên liệu Khí thải phương tiện giao thông, đặc biệt lượng ôtô ngày tăng mạnh Việt Nam làm tăng nhanh ô nhiễm khơng khí Đây ngun nhân gây nên q trình biến đổi khí hậu ngày trầm trọng Để góp phần tiết kiệm tiêu thụ nhiên liệu động ôtô, khảo sát nguồn nhiệt từ khí thải ơtơ để cung cấp cho máy lạnh hấp phụ liên kết nguồn lạnh với điều hịa khơng khí ơtơ Bài báo giới thiệu q trình Từ khóa Máy lạnh hấp phụ, điều hịa khơng khí ơtơ, tiết kiệm lượng, tận dụng khí thải, nhiệt thải ADSORPTION AIR CONDITIONER USING WASTE HEAT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE FOR FOR CAR AIR CONDITIONING Abstract In order to save the fuel consumption of car engines and reduce environmental pollution, the heat source from the exhaust gas of the car is utilized to supply heat the adsorption cooling system for air conditioning purpose in the car cabin This article is carried out in a two-part study The first part is that survey waste heat from car engines which could supply heat for adsorption air conditioner with suitable working pair In second part, the thermodynamic processes of adsorption cooling cycle for car air conditioning and simple calculation are discussed in this article Keywords The adsorption air conditioner, air conditioner of cars, saving energy, make use of waste gas and waste heat GIỚI THIỆU Theo “Ơ tơ, xe máy gây nhiễm khơng khí nghiêm trọng” cổng thơng tin điện tử giao thơng vận tải (mt.gov.vn) nói nhiễm mơi trường khí thải tơ [1] giao thông vận tải hoạt động chủ yếu phát thải khí nhà kính (tác nhân gây nên nóng lên tồn cầu), lớn thứ sau ngành lượng nông nghiệp, chiếm 18,38% tổng lượng khí nhà kính thải vào bầu khí hàng năm Trong giai đoạn 2011- 2016, hoạt động giao thông vận tải Việt Nam tiêu thụ lượng lớn lượng, chiếm 30% tổng nhu cầu lượng quốc gia, 60% tổng nhiên liệu tiêu thụ tăng 10% năm Với xu hướng số lượng phương tiện giao thơng gia tăng mạnh mẽ qua năm, nguồn đóng góp đáng kể gây nhiễm khơng khí, dẫn đến biến đổi khí hậu ngày trầm trọng Cơng việc nghiên cứu tận dụng nhiệt thải để tiết kiệm lượng nhằm góp phần giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính đẩy mạnh Hệ thống điều hịa xe tơ cần thiết nhằm bảo đảm tiện nghi thoải mái cho người ngồi xe -21- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh hệ thống điều hòa tiêu thụ lượng đáng kể Nghiên cứu Barrault cộng [2] rằng, lượng tiêu tốn cho điều hịa khơng khí chiếm từ 2, đến 11,2 % tổng lượng tiêu thụ Gần 70% lượng sơ cấp từ nhiên liệu giải phóng động đốt phát tán qua nước làm mát động khí thải dạng nhiệt thải [2], [3] Do vậy, ngồi việc hồn thiện q trình chuyển hóa nhiệt đốt cháy nhiên liệu động thành điện năng, việc sử dụng nhiệt thải cấp cho máy lạnh hấp phụ để điều hịa khơng khí quan tâm nghiên cứu Bài viết mô tả nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp phụ đề xuất lựa chọn kết cấu phục vụ cho điều hịa khơng khí tơ CƠNG NGHỆ HIỆN TẠI VỀ QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH CỦA MÁY LẠNH HẤP PHỤ Một máy lạnh hấp phụ đơn giản bao gồm bình hóa hơi, bình hấp phụ bình ngưng tụ mơ tả hình Hình 1: Hoạt động máy lạnh hấp phụ [4] Quá trình hấp thụ hay hấp phụ thực theo nguyên lý nhiệt động học sau: Nhiệt độ áp suất chất hấp phụ chất hấp phụ thông số trạng thái phụ thuộc, nghĩa với giá trị nhiệt độ tương ứng với áp suất ngược lại Có thể coi phận hấp phụ, ba phận máy lạnh hấp phụ “máy nén nhiệt” Qua trình cấp/thải nhiệt cho phận hấp phụ trình trao đổi lượng cần thiết để môi chất lạnh lưu động Như máy lạnh hấp phụ không sử dụng bơm dung dịch máy lạnh hấp thụ Nguyên lý làm lạnh máy lạnh hấp phụ tương tự máy lạnh hấp thụ, với chất hấp phụ dạng dung dịch mà chất rắn, xốp có vơ số lỗ hổng nhỏ li ti nên diện tích bề mặt tiếp xúc với môi chất lạnh lớn Phần bên trái hình 1, mơ tả q trình hấp phụ Q trình tiến hành sau: Sau mơi chất lạnh hóa hơi, làm lạnh phận hóa van A mở, chất hấp phụ hút mơi chất lạnh (nước) vào Nhiệt sinh q trình hấp phụ thải ngồi môi trường thông qua trao đổi nhiệt Trong trình hấp phụ van B đóng, van A mở (phía trái hình 1) Khi chất hấp phụ no, nghĩa môi chất lạnh chiếm hết lỗ hổng chất hấp phụ cần phải đưa ngồi chất hấp phụ đó, trình gọi giải hấp phụ hay cịn gọi tái sinh chất hấp phụ Trên hình 1, phía bên phải mơ tả q trình giải hấp phụ Khi đó, van A đóng đồng thời nhiệt lượng từ bên ngồi cấp vào làm cho mơi chất lạnh thoát ra, qua van B ngưng tụ thành lỏng bình ngưng Mơi chất lạnh bình ngưng với áp suất cao qua van tiết lưu giảm áp hóa hơi, kết thúc chu kỳ làm làm lạnh Chu kỳ lặp lại liên tục Như trình hấp phụ giải hấp phụ tiến hành luân phiên máy lạnh hấp phụ Để máy lạnh hấp phụ hoạt động liên tục, cần phải kết hợp trình hấp phụ giải hấp phụ ln thực đồng thời Hình sơ đồ máy lạnh hấp phụ hoạt động liên tục Hấp phụ giải hấp phụ tiến hành buồng riêng biệt, buồng làm nhiệm vụ hấp phụ buồng tiến hành giải hấp phụ đồng thời Đó là, môi chất lạnh hút vào đầy chất hấp phụ nhiệt cấp vào nhiệt độ cao đưa vào buồng giải hấp phụ đẩy môi chất lạnh khỏi chất hấp phụ ngưng tụ bình ngưng để -22- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh qua van tiết lưu hóa hơi, làm lạnh Các trình luân phiên liên tục Hình 2: Sơ đồ máy lạnh hấp phụ liên tục [5] Như vậy, chu trình làm việc máy lạnh hấp phụ liên tục là: ─ Nhiệt cấp cho chất hấp phụ, đẩy môi chất lạnh vào bình ngưng tụ ─ Hơi mơi chất lạnh ngưng tụ, nhiệt ngưng tụ thải qua trao đổi nhiệt ─ Mơi chất lạnh từ bình ngưng tụ qua tiết lưu vào bình hóa hơi, trở thành dạng áp suất thấp, tương ứng nhiệt độ thấp ─ Hơi mơi chất lạnh bình hóa lại hút vào chất hấp phụ, nhiệt hấp phụ sinh thải qua trao đổi nhiệt NHIỆT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trên sở phân tích nguồn lượng cung cấp cho động đốt trong, đánh giá nhiệt thải động với tải trọng khác Nhiên liệu cấp cho động biểu diễn thơng qua hiệu suất hiệu dụng Hình biểu diễn quan hệ hiệu suất hiệu dụng ηm vận tốc trung bình piston vk cho động Diezel Otto Hình 3: Quan hệ hiệu suất động Diezel Otto với vận tốc trung bình piston [6] Quan hệ vận tốc trung bình vk với hành trình piston Lk biểu diễn theo phương trình sau: vk = 2.n.Lk (1) Phổ hiệu suất hiệu dụng ηm biến đổi theo tải trọng ơtơ Xe đầy tải có hiệu suất lớn xe non tải Quan hệ hiệu suất với công suất học động Pm biểu diễn sau: -23- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh m = Pm mnl H t (2) Trong mnl lưu lượng nhiên liệu cấp cho động cơ, Ht nhiệt trị thấp nhiên liệu Nghiên cứu Pischinger cộng [8] thiết lâp biểu đồ hình 7, biểu thị quan hệ hiệu suất động với vận tốc chuyển động piston Từ biểu đồ, nhận thấy rằng, động Diezel có hiệu suất lớn động Otto Ở vận tốc piston tối ưu, hiệu suất động Diezel nằm khoảng từ 34% đến 38%, động Otto khoảng 25% đến 30% Để xác định nhiệt thải động ôtô, cân lượng động hoạt động ổn định Gọi enthalpy nhiên liệu đưa vào I nl , khơng khí I kk , lượng sinh động công học Pm, enthalpy khói thải I kt dạng lượng khác ma sát piston chuyển động, nhiệt sinh đốt cháy nhiên liệu, nhiệt làm mát cho động Qt Phương trình cân lượng là: I nl + I kk = Pm + I kt + Qt (3) Ở công học Pm áp suất sản phẩm cháy xy lanh pkt Như pkt đại lượng đặc trưng cho công học Pm Đối với động kỳ có dung tích xy lanh Vxl, số vịng quay động n cơng học Pm xác định theo công thức sau: Pm = Vxl pkt n (4) Kết nghiên cứu Pischinger [6] nhiệt thải loại động đốt xác lập biểu đồ hình Hình 4: Biểu đồ biểu diễn quan hệ dòng nhiệt nhiên liệu cấp cho động Diezel (a), động Otto (b) phụ thuộc vào áp suất khí xy lanh p kt với số vòng quay n động Otto đầy tải (c) [6] Theo biểu đồ hình nhiệt lượng thải loại động là: - Nhiệt lượng từ khói thải I kt – I kk , - Nhiệt lượng từ q trình làm mát động Qt -24- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Nhiệt lượng thải chiếm tỷ lệ lớn theo biểu đồ biểu diễn quan hệ dòng nhiệt động đốt trong, cụ thể sau: Bảng 1: Tỷ lệ nhiệt thải theo biểu đồ hình Động Nhiệt lượng từ khói thải I kt – I kk Nhiệt lượng từ q trình làm mát động Động Diezel (a) Khoảng 30% Khoảng 35% Động Otto (b) Khoảng 50% Khoảng 25% Động Otto đầy tải (c) Khoảng 50% Khoảng 20% Qt Để tận dụng nguồn nhiệt thải cho máy lạnh hấp phụ lắp đặt thu nhiệt thải, thiết bị trao đổi nhiệt vị trí thích hợp 3.1 Nguồn nhiệt từ khí thải Các loại ơtơ phải bảo đảm tiêu chuẩn khí thải Euro Theo đó, động Otto phải có lọc Katalysator ngã, cịn với động Diezel Katalysator phải có chất xúc tác oxy hóa lọc muội (DPF) Nhiệt độ khí thải sau lọc muội lớn 500 oC [6] Bộ thu nhiệt thải việc cung cấp nhiệt cho máy lạnh hấp phụ mà làm giảm xạ hạn chế nhiệt thải môi trường Sơ đồ bố trí thu nhiệt thải từ khí thải động ơtơ biểu diễn hình Hình 5: Sơ đồ bố trí thu nhiệt đường khí thải động Otto Diezel Lukas Enke [6] tiến hành đo nhiệt độ khí thải động Otto, nhiệt độ sau van thải có ký hiệu tkt sau Katalysator với ký hiệu tkat Nhiệt độ điểm đo thay đổi theo vận tốc chuyển động xe [6] Quan hệ biểu diễn hình -25- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Hình 6: Quan hệ vận tốc xe có động Otto với nhiệt độ khói thải sau van thải t kt nhiệt độ khói thải sau katalytor Trên hình 6, biểu đồ biểu thị quan hệ vận tốc nhiệt độ khói thải cho thấy,tương ứng với vận tốc từ 30 - 160 km/h, nhiệt độ khí thải tkat có giá trị phạm vi từ 500 oC đến 820 oC Do đó, nhiệt độ trung bình khí thải tkat khoảng 624 oC Như vậy, nhiệt độ khí thải tkat vị trí đặt thu nhiệt có nguồn nhiệt tiềm cung cấp lượng nhiệt cần thiết cho hoạt động máy lạnh hấp phụ 3.2 Nhiệt thải từ làm mát cho động Các động đốt phải có hệ thống làm mát hồn chỉnh Đó thiết thiết bị trao đổi nhiệt có nhiệm vụ thu nhận nhiệt từ xylanh động thu nhiệt hộp bánh qua lưu động tuần hoàn chất làm mát (thường nước) để tải nhiệt môi trường Sơ đồ bố trí thiết bị trao đổi nhiệt để làm mát động biểu diễn hình Hình 7: Sơ đồ thiết bị làm mát động [6] Trên sơ đồ có vịng tuần hồn nước, vòng làm mát máy vòng làm mát hộp bánh Khi động khởi động, vịng tuần hồn làm mát bánh mang nhiệt động đến hâm nóng hộp bánh đến nhiệt độ cần thiết cho dầu bơi trơn hoạt động có hiệu Khi nhiệt độ hâm nóng đạt đến giá trị cần thiết thermostat điều khiển để nước làm mát động (theo đường gạch ngắt quảng) qua két nước thải nhiệt ngồi Thermostat cịn đảm nhiệm điều khiển lưu lượng bơm để trì nước làm mát -26- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh khoảng 80 oC đến 100 oC Trên sơ đồ cịn có đường chấm chấm vịng tuần hồn khơng khí, tích hợp cho động có tỷ số nén lớn nhằm nâng cao hiệu làm mát động Như vậy, nhiệt độ làm mát động thải môi trường thấp nên không tận dụng cho máy lạnh hấp phụ 3.3 Đề xuất phương án lắp đặt máy lạnh hấp phụ cho ô tô Trong máy lạnh hấp phụ, chu trình hoạt động cặp mơi chất đặc trưng thiết bị làm lạnh Bảng nêu số thơng số đặc tính vài mơi chất lạnh thường dùng có nhiệt độ hóa oC Để bảo đảm an tồn cho hành khách, mơi chất phải có nhiệt hóa lớn khơng ăn mịn kim loại nước môi chất phù hợp Chất hấp phụ phù hợp với nước LithiumBromit (LiBr) Nhưng chất gây ăn mòn cho thiết bị trao đổi nhiệt Nghiên cứu Chwarz Gentner rằng, chất hấp phụ rắn Zeolith Silikagel thích hợp với mơi chất lạnh nước [7], [8] Bảng 2: Thông số nhiệt vật lý vài mô chất lạnh nhiệt độ hóa 0C Mơi chất p0 [bar] ρ0 [kg/m3] Δi0 [kJ/kg] Đặc tính Ammoniak 5.157 4.115 1610 Độc, cháy Methanol 0.055 0.078 1043 Độc, dễ cháy Ethanol 0.023 0.046 1151 Dễ cháy Nước 0.009 0.007 2510 Như phần giới thiệu chu trình hoạt động máy lạnh hấp phụ, để bảo đảm máy lạnh hoạt động liên tục lựa chọn máy lạnh buồng biểu diễn hình -27- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Hình 8: Sơ đồ máy lạnh hấp phụ buồng (a) (b) Chu trình hoạt động máy lạnh hấp phụ hai buồng hấp phụ giải hấp phụ làm việc luân phiên – Hấp phụ (Đường màu vàng), – Giải hấp phụ (Đường màu đỏ) Theo sơ đồ máy lanh hấp phụ (a), máy lạnh hấp phụ buồng có buồng bên phải buồng hấp phụ, cịn buồng bên trái buồng giải hấp phụ có nguyên lý hoạt động sau: * Xét phía môi chất lạnh chất hấp phụ: Sau môi chất lạnh (nước) hóa đẳng áp, mơi chất áp suất thấp nhiệt độ thấp đến buồng hấp phụ (buồng bên phải hình (a)), van mở, van đóng, chất hấp phụ hấp phụ đẳng tích Q trình hấp phụ kết thúc chất hấp phụ trở thành chất hấp phụ bão hòa (no) áp suất thấp điểm Nhiệt sinh trình hấp phụ buồng hấp phụ nhả nhiệt cho môi trường giải nhiệt khơng khí Sau q trình hấp phụ, van buồng hấp phụ đóng chất hấp phụ trạng thái hâm nóng áp suất ngưng tụ điểm Trong trình hâm nóng, nhiệt độ áp suất chất hấp phụ bão hịa tăng lên, mơi chất (nước) chất hấp phụ bay khỏi chất hấp phụ Như vậy, kết thúc trình 1-2 đến trình giải hấp phụ Khi chất hấp phụ no buồng giải hấp phụ (buồng bên trái hình (a)) cấp nhiệt từ khí thải (đường màu đỏ) thực trình nhận nhiệt đẳng áp giải hấp phụ làm cho mơi chất lạnh khỏi chất hấp phụ áp suất cao Tại thời điểm này, van đóng, van mở, mơi chất lạnh vào phận ngưng tụ Tại dàn ngưng, môi chất nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường giải nhiệt ngưng tụ thành lỏng bão hòa áp suất cao Quá trình ngưng tụ kết thúc điểm Môi chất lạnh sau ngưng tụ theo đường màu xanh qua tiết lưu tiết lưu đẳng entanpy thành môi chất lạnh áp suất thấp nhiệt độ thấp điểm -28- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh Sau qua buồng hóa hơi, mơi chất nhận nhiệt đẳng áp từ mơi trường cần làm lạnh hóa thành mơi chất lạnh áp suất thấp nhiệt độ thấp Khép kín chu trình chu trình tiếp diễn Cịn phía chất hấp phụ, sau mơi chất thoát khỏi chất hấp phụ, chất hấp phụ thành chưa bão hòa (chưa no) áp suất cao điểm khơng khí mơi trường giải nhiệt làm giảm nhiệt độ áp suất thành chất hấp phụ chưa bão hòa (chưa no) áp suất thấp điểm Sau đó, chất hấp phụ tiếp tục hạ nhiệt độ trình hấp phụ đẳng áp mơi chất lạnh đạt trạng thái bão hịa (no) nhiệt độ thấp Và chu trình tiếp diễn * Xét phía khí thải: (đường màu đỏ) Khí thải thu nhiệt qua van điều chỉnh đến buồng giải hấp phụ nhả nhiệt cho chất hấp phụ làm cho mơi chất khỏi chất hấp phụ Sau nhả nhiệt, khí thải qua van điều chỉnh quạt hút thu nhiệt tiếp tục nhận nhiệt Khép kín chu trình chu trình tiếp diễn * Xét phía khơng khí giải nhiệt cho q trình hấp phụ buồng ngưng tụ: (đường màu vàng) Quá trình hấp phụ tỏa nhiệt Nhiệt lượng hấp phụ sinh khơng khí qua quạt tải ngồi Sau đó, khơng khí lại qua van điều chỉnh đến buồng ngưng tụ Tại đây, khơng khí nhận nhiệt làm mát môi chất quay phận làm mát, nhả nhiệt môi trường xung quanh Và trình tiếp diễn Sơ đồ máy lanh hấp phụ (b), máy lạnh hấp phụ buồng có nguyên lý hoạt động ngược lại, buồng bên phải buồng giải hấp phụ, buồng bên trái buồng hấp phụ Theo nghiên cứu Amir Sharafifian, Majid Bahrami [9], Li Zhi Zhang Ling Wang [10], biểu diễn chu trình lý tưởng máy lạnh hấp phụ biểu đồ p-T theo đường đẳng tích đẳng áp, có nhiệt độ áp suất sau: Hình 9: Chu trình lý tưởng máy lạnh hấp phụ biểu đồ p-T theo đường đẳng tích đẳng áp [9], [10] Trong đó: Trạng thái điểm đặc trưng chu trình máy lạnh hấp phụ: ─ Điểm 1: Chất hấp phụ trạng thái bão hòa (no), nước lấp đầy lỗ hổng chất hấp phụ ─ Điểm 2: Hơi nước thoát khỏi chất hấp phụ áp suất cao, nhiệt độ cao; ─ Điểm 3: Môi chất lạnh (nước) sau ngưng tụ thể lỏng áp suất cao nhiệt độ cao; ─ Điểm 4: Môi chất lạnh (nước) thể lỏng qua tiết lưu vào buồng hóa áp suất thấp; ─ Điểm 5: Chất hấp phụ không no áp suất cao, nhiệt độ cao; ─ + Điểm 6: Chất hấp phụ không no áp suất thấp nhiệt độ thấp Các trình chu trình là: -29- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh - Quá trình - 2: Tại điểm 1, chất hấp phụ môi chất lạnh (nước) lấp đầy lỗ hổng chất hấp phụ, hay nói cách khác chất hấp phụ bão hịa (no), nhận nhiệt Qih đẳng tích làm tăng nhiệt độ áp suất mơi chất - Q trình - 3: Quá trình ngưng tụ đẳng áp, môi chất lạnh chuyển pha sang pha lỏng áp suất cao - Quá trình - 4: Quá trình tiết lưu đẳng entanpy, tiết lưu môi chất lạnh thể lỏng đưa vào buồng lạnh Quá trình tương ứng với đường cong biểu diễn trạng thái bão hòa nước Trên đường này, điểm ứng với trạng thái lỏng bão hòa, điểm bão hịa ẩm - Q trình - 1: Q trình hóa đẳng áp, mơi chất lạnh chuyển sang pha áp suất thấp, làm lạnh buồng lạnh - Quá trình - 5: Quá trình nhận nhiệt đẳng áp để giải hấp phụ, tái sinh chất hấp phụ - Quá trình - 6: Quá trình nhả nhiệt đẳng tích làm mát chất hấp phụ, bước đầu chuẩn bị cho trình hấp phụ máy lạnh - Quá trình - 1: Quá trình hấp phụ đẳng áp, chất hấp phụ hấp phụ môi chất lạnh đạt trạng thái bão hòa (no), nhiệt hấp phụ Q tải ngồi Thơng số điểm đặc trưng nhiệt lượng chu trình máy lạnh hấp phụ: + T1 : Nhiệt độ chất hấp phụ bão hòa (no) buồng hấp phụ áp suất thấp, oC + T2 : Nhiệt độ chất hấp phụ bão hòa (no) buồng hấp phụ áp suất cao, oC + T3 : Nhiệt độ ngưng tụ buồng ngưng tụ, oC + T4 : Nhiệt độ bay buồng bay hơi, oC + T5 : Nhiệt độ chất hấp phụ buồng giải hấp phụ, oC + Qevap : Nhiệt lượng môi chất lạnh nhận thiết bị bay hơi, oC + Qcond : Nhiệt lượng môi chất lạnh thải thiết bị ngưng tụ, oC + Qih (isosteric heating) : Nhiệt lượng nhận buồng hấp phụ trình cấp nhiệt đẳng tích để bắt đầu q trình giải hấp phụ, kJ + Qibd (Isosbaric desorption heat) : Nhiệt lượng nhận buồng hấp phụ trình cấp nhiệt đẳng áp để giải hấp phụ, kJ + Qheat (Heating) : Nhiệt lượng cấp từ khí thải xe Otto buồng giải hấp phụ, kJ Qheat = Qih + Qibd (5) + Qic (isosteric cooling) : Nhiệt lượng thải buồng giải hấp phụ q trình tải nhiệt đẳng tích để bắt đầu q trình hấp phụ, kJ + Qiba (isosbaric adsorption) : Nhiệt lượng thải buồng giải hấp phụ trình tải nhiệt đẳng áp để hấp phụ, kJ + Qcool (Cooling heat) : Nhiệt lượng tải buồng hấp phụ, kJ Qcool = Qic + Qiba (6) KẾT LUẬN Nhằm mục đích tận dụng nhiệt thải động ôtô, khảo sát nhiệt lượng thải từ động ôtô để cung cấp cho máy lạnh hấp phụ hoạt động Bài viết phân tích, lựa chọn phương pháp làm lạnh, cặp mơi chất phù hợp với hoạt động xe ôtô tính tốn định hướng theo chu trình Tận dụng nhiệt thải biện pháp tiết kiệm nhiên liệu, góp phần làm giảm lượng khí CO2 thải mơi trường, làm chậm q trình biến đổi khí hậu -30- Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Vấn đề cần nghiên cứu thêm kết cấu thu nhiệt từ khí thải cách xếp chất hấp phụ thiết bị để đưa vào ứng dụng thực tế Bên cạnh đó, hướng phát triển phần nghiên cứu theo hướng thực nghiệm để đưa thơng số xác nhằm tính tốn cơng suất từng thiết bị máy lạnh hấp phụ, tác động máy lạnh hấp phụ đến mơi trường chi phí đầu tư TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cổng thông tin điện tử môi trường: http://tapchimoitruong.vn/Gi/phat-trien-ben-vung24/Gi%E1%BA%A3m-ph%C3%A1t-th%E1%BA%A3i-kh%C3%AD-nh%C3%A0-k%C3%ADnh-doho%E1%BA%A1t-%C4%91%E1%BB%99ng-giao-th%C3%B4ng-v%E1%BA%ADn-t%E1%BA%A3i-19756 13/03/2018 [2] Barrault, S ; Benouali, J ; Clodic, D: Analysis of the economic and environmental consequences of a phase out or considerable reduction leakage of mobile air conditioners In: Final Report 30001 Ecole des Mines de Paris/Armines(2003), S 53 [3] Hans-Martin Henning u.a Kuehlen und Klimatisieren mit Waerme Hrsg von Fraunhofer IRB Verlag Karlsruhe, 2016 Amirhossein Sharafianardakani, Waste heat-driven adsorption cooling systems for vehicle air conditioning applications, Luận án tiến sỹ Simon Fraser university, 2015 [4] Tạp chí lượng, Khoa học – Cơng nghệ: http://nangluongvietnam.vn/news/vn/khoa-hoc/lam-lanh-va-dieuhoa-khong-khi-su-dung-nang-luong-mat-troi.html, 01/11/2019 [5] Hans-Martin Henning, Solare Klimatisierung, Faunhofer Istitut fuer Solare Energiesystem ISE [6] Lukas Enke, Analyse des unterstützenden Einsatzes einer Adsorptionskälteanlage für die PKW-Klimatisierung, Fakultät für Maschinenbauder Technischen Universtität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweigluận, oktober 2014 [7] Schwarz, J ; Maier-Laxhuber, P ; Woerz, R.: Cooling and air conditioning with water/zeolite in Proceedings of the 1993 non-fluorocarbon insulation, refrigeration and air conditioning technology workshop, 1993, S 27–29 [8] Gentner, H.: Vergleichende Untersuchung von mechanisch, elektrisch und thermisch angetriebenen Kälteanlagen zur Fahrzeugklimatisierung, Technische Universität München, Dissertation, 1995 [9] Amir Sharafifian, Majid Bahrami, Critical analysis of thermodynamic cycle modeling of adsorption cooling systems for light-duty vehicle air conditioning applications, Laboratory for Alternative Energy Conversion (LAEC), School of Mechatronic Systems Engineering, Simon Fraser University, 2015 [10] Li Zhi Zhang Ling Wang, Performance estimation of an adsorption cooling system for automobile waste heat recovery, Research Institute of Internal Combustion Engine, Dalian University of Technology Dalian, China, 1997 [11] Andreas Gassel, Die Adsorptionskältemaschine Betriebserfahrungen, thermodynamische Modell und TRNSYSSimulation, Institut für Thermodyn und Technische Gebäudeausrüstung, TU Dresden [12] Pischinger, R.; Klell, M ; Sams, T ; List, H (Hrsg.), Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine Springer, 2009 [13] Technologien zur solaren Kühlung in Wohngebäuden weltweit und in Gebäuden des sozialen Wohnungsbaus in Mexiko, Uli Jakob, Paul Kohlenbach, GIZ Oktober 2017 [14] Siegfried Kreussler and Detlef Bolz, Experiments on solar adsorption refrigeration using zeolite and water, Laboratory for Solar Energy, University of Applied Sciences Luebeck, Germany [15] Syed Muztuza Ali, Anutosh Chakraborty, Thermodynamic Modelling and Performance Study of an Engine Waste Heat, Nanyang Technological University, Singgapor, 2015 [16] B Shi, A Elsayed, R.K AL-Dadah, S Mahmoud, CFD Simulation of Honeycomb Adsorption Bed for Automotive Cooling System, Proceedings of the International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow,Prague, Czech Republic, August 2014 [17] Constanze Bongs, Experimentelle und mathematisch-numerische Untersuchung von verdunstungsgekühlten, sorptiv beschichteten Wärmeübertragern für die Luftentfeuchtung und kühlung, Uni Aachen, 2014 [18] Sybille Dallapiccola, Abwärmenutzung zur Kälteerzeugung mittels Absorptionskälteanlagen, Uni Dornbirn, Januar 2017 [19] Motoyuki Suzuki, Application of adsorption cooling systems to automobiles, Institute of Industrial Science, University of Tokyo, 7-22-1 Ropponsi, Minato-ku, Tokyo 106, Japan, 1993 -31- ... lạnh hấp phụ ? ?máy nén nhiệt? ?? Qua trình cấp /thải nhiệt cho phận hấp phụ trình trao đổi lượng cần thiết để môi chất lạnh lưu động Như máy lạnh hấp phụ không sử dụng bơm dung dịch máy lạnh hấp thụ... tận dụng nhiệt thải động ? ?tô, khảo sát nhiệt lượng thải từ động ? ?tô để cung cấp cho máy lạnh hấp phụ hoạt động Bài viết phân tích, lựa chọn phương pháp làm lạnh, cặp môi chất phù hợp với hoạt động. .. TRÌNH LÀM LẠNH CỦA MÁY LẠNH HẤP PHỤ Một máy lạnh hấp phụ đơn giản bao gồm bình hóa hơi, bình hấp phụ bình ngưng tụ mơ tả hình Hình 1: Hoạt động máy lạnh hấp phụ [4] Quá trình hấp thụ hay hấp phụ thực