ong, giảm hiệu quả của máy, lưu lượng không khí giảm, kém an toàn.
- Dàn điện trở gia nhiệt không khí hoàn nguyên tiêu thụ nhiều điện, làm việc ở nhiệt độ cao, máy hút ẩm phải đặt kèm với máy lạnh.
Máy hút ẩm thông dụng kiểu bơm nhiệt tuy chỉ thích hợp cho những nhu cầu sử dụng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường và độ ẩm lớn hơn 50%, nhưng nếu được thiết kế, lắp đặt
và hiệu chỉnh chế độ làm việc thích hợp thì nó vẫn có khả năng làm việc ở chế độ nhiệt độ và
độ ẩm thấp và phát huy được lợi thế về tiết kiệm năng lượng của bơm nhiệt nói chung. Hơn nữa trong nhiều quá trình cần có sự phân l¡ dòng chất lỏng kiểu như các quá trình khử ẩm, vì nó tận dụng được cả nhiệt ẩn của các quá trình biến đổi pha xảy ra ở các nhiệt độ không đổi ở dàn ngưng tụ và dàn bay hơi phục vụ cho việc khử ẩm và giảm độ ẩm tương đối của không
khí.
2.2.2. Quá trình khử ẩm.
Dàn bay hơi của bơm nhiệt được sử dụng không chỉ làm lạnh chất lỏng mà còn có tác
dụng tách các chất ngưng tụ chứa trong nó như hơi nước trong không khí. Trong trường hợp
chung, ẩm trong không khí có thể tồn tại ở 3 dạng là hơi, lỏng hay rắn, với dung ẩm (kg/kg) ỏ đạng hơi d,„ dạng lỏng d,, dạng rắn d,„ entanpi H của không khí ẩm sẽ là :
H= (-t) + [2500 + 1,93(Œ - t,)]d, + 4,18d,(-t,) +[-335 + 2,1(t - t,)d,], kJ/kgkk Trong đó: Trong đó:
t: nhiệt độ đông đặc của nước ở áp suất không khí ẩm; d, = 0,622. _0.P,(Ð „ kglkgkk d, = 0,622. _0.P,(Ð „ kglkgkk
P-P,@).
P: là áp suất của không khí ẩm;
P,: phân áp suất hơi nước, có thể tính phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ (t - t)
P,= 622 + 35,8(t - t,) + 2,46.(t- t,)” +... ,Pa
lgP, =25,83— = ~5,028IgT+...
Nguyễn Phạm Song Thương - Đồ én †ốt nghiệp
Trong quá trình hút ẩm, ta có thể thấy rõ sự khác nhau giữa hai tiết diện trong thiết bị bay
hơi của bơm nhiệt. ở tiết diện đâu, không khí ẩm được làm lạnh xuống đến điểm sương t„
nhiệt tỏa ra tính trên đơn vị dài có thể được xác định theo quan hệ:
đQ _ ,,áV ác
dtdx dt dx
Với c' là nhiệt dụng riêng thể tích của không khí ẩm ở nhiệt độ khí quyển (c' = 1,23 kJ/n.K). Khi xảy ra hiện tượng ngưng ẩm, có thể tính lượng nhiệt này như sau:
đQ =-¬| cr. ,_ đỉm Ì dvdtr .
drdx dVdt j drdx Trong đó:
r: là nhiệt ngưng tụ (r = 2500 kJ/kg đối với nước ở nhiệt độ khí quyển);
2
Ta là lượng nước ngưng theo đường = 100% (bằng 1,2 g/w”K ở 20C) và tăng
2
nhanh theo nhiệt độ biểu thị qua biểu thức:.4” 4P./T), hằng số R đối với hơi nước, ta dVdtL — Rdi
có: R = 8314/18 J/ksK.
Mặt khác, số lượng nhiệt được môi chất lạnh hấp thụ ở thiết bị bay hơi của bơm nhiệt là:
d?Q =KÍT-T
drdx ( »)
Với K là hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi, Tụ là nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh.
Kết hợp các phương trình trên ta được:
[a c+r dm
0 dVdT)- K X—Xẹ
T-T, X
T Với : K-_KX là thông số đặc trưng
w
Tì: dr
T, cho công suất của thiết bị bay hơi của bơm
T, nhiệt (khoảng 1k//m”K);
' 1
1 1
_—_—— .——-————— X X: chiều sâu của thiết bị bay hơi
1 1
1 1
0 Xg X (theo hướng dòng khí qua):
Hình 2.10: Độ chênh lệch nhiệt độ dọc theo , ‹
thiết bị bay hơi trong bơm nhiệt. X¿: khoảng cách từ đầu không khí
vào thiết bị bay hơi đến điểm xuất hiện quá trình ngưng đọng ẩm;
T,: nhiệt độ đọng sương.
Chỉ số I và 2 kí hiệu đầu vào và ra của không khí qua thiết bị bay hơi.
Quá trình làm lạnh không khí và ngưng đọng ẩm được minh họa trên hình 1.2.4. Nhiệt lấy đi từ không khí dưới dạng nhiệt hiện trong khoảng đâu (từ 0 đến Xu), nhiệt độ giảm từ T;,
đến T,. Nhiệt không khí tỏa ra dưới dạng nhiệt ẩn trong phần còn lại (từ Xạ đến X), nhiệt độ thay đổi từ T, đến T;.
Như vậy từ các nghiên cứu cụ thể đã được chứng minh, quá trình bám tuyết, đóng băng là
không thể tránh khỏi đối với các máy sấy lạnh cũng như máy khử ẩm, vì thực chất máy khử ẩm cũng là một loại máy sấy lạnh bơm nhiệt. Vấn đề cần quan tâm lớn nhất là khả năng tách
ẩm trung bình của thiết bị bay hơi trong một chu kì xả băng, chi phí tiêu thụ năng lượng thấp
nhất, sự ổn định của các thông số không khí đầu ra đạt được yêu cầu công nghệ. Để có thể đáp ứng được các yêu cầu nêu ra ở trên, máy hút ẩm phải được thiết kế và điều khiển một cách hợp lí để có được hiệu suất tách ẩm lớn nhất. Mặt khác, quá trình chạy và xả băng là không ổn
Nguyễn Phạm Song Thương - Đồ én †ốt nghiệp
định. Vì vậy việc xác định được đặc tính động học của quá trình bám tuyết trên bề mặt dàn
lạnh tách ẩm của máy sấy lạnh cũng như máy hút ẩm bơm nhiệt để đưa ra kết luận về chế độ xả băng tối ưu làm cơ sở khi thực hiện nghiên cứu, chế tạo các thiết bị sấy lạnh nói chung
cũng như hút ẩm công nghệ nói riêng là rất cần thiết.
2.3. Tác động của hiện tượng đóng băng dàn bay hơi tách ẩm đối với hệ thống sấy lạnh,
hút ẩm.
Đối với thiết bị sây lạnh, hút ẩm hiện tượng đóng băng dàn bay hơi ảnh hưởng rất lớn đến chế độ vận hành, tuổi thọ thiết bị cũng như chất lượng của sản phẩm công nghệ, chỉ phí tổn hao năng lượng đối với một kg ẩm tách được của tác nhân sấy. Khi đóng băng dàn bay hơi sẽ
xảy ra việc giảm hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi và làm giảm khả năng tách ẩm của dàn
bay hơi. Hiện tượng đóng băng làm tăng độ ẩm của không khí trong không gian cần hút ẩm
(đối với máy hút ẩm) cũng như của tác nhân sấy (trong máy sấy lạnh) - gọi chung là tác nhân
sấy, giảm tốc độ tác nhân sấy. Nói chung, hiện tượng đóng băng dàn bay hơi sẽ gây nên các
ảnh hưởng xấu như:
- Về mặt công nghệ : khi xảy ra hiện tượng đóng băng dàn bay hơi, độ ẩm tác nhân sấy tăng, tốc độ sấy giảm, hiệu suất tách ẩm thấp, sản phẩm công nghệ không đạt yêu cầu.
- Về mặt thiết bị : hiện tượng đóng băng nhiều ở dàn bay hơi gây nên khả năng ngập dịch máy nén làm giảm chất lượng dầu bôi trơn do phải làm việc nhiều ở nhiệt độ thấp, có thể xảy ra hiện tượng thủy kích khi lượng lỏng về máy nén quá nhiêu, máy nén có thể hỏng hoậc giảm tuổi thọ.