Hình 3.1 .Mơ hình mây lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp
TBSH Thiết bị sinh hơi TB HT Thiết bị hấp thụ
TB NT Thiết bị ngưng tụ BT HN Thiết bị hồi nhiệt
TB BH Thiết bị bay hơi Bơm MTL Bơm mơi chất
lạnh Bơm dd đậm đặc Ống xi phơng IIBơm MTL BT HN TB HT
Nước lăm mât Chất tải lạnh TB BH
Nước lăm mât TB NT
TB SH
3.1.2.Nguyên lý làm việc máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp:
Máy lạnh hấp thụ một cấp H2O/LiBr cĩ nguyên lý làm việc như hình 1.1,vì cĩ áp suất và hiệu áp rất nhỏ nên nĩ được bố trí như hình 3.1.
Những thiết bị chính được bố trí trong hai hình trụ I và II để dể dàng duy trì độ chân khơng
trong hệ thống. Bình I cĩ áp suất ngưng tụ ,bình II cĩ áp suất bay hơi. Trong bình I cĩ bố trí
dàn ngưng và bộ phận sinh hơi. Trong bình II cĩ bố trí dàn bay hơi và bộ phận hấp thụ , giữa các thiết bị trên cĩ độ chênh nhiệt độ đáng kể như ở bình I là nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ gia nhiệt , ở bình II là nhiệt độ bay hơi và
nhiệt độ hấp thụ nhưng khơng cần cách nhiệt, vì hệ thống cĩ độ chân khơng cao là mơi trường
cách nhiệt lý tưởng.
Nước gia nhiệt từ nguồn năng lượng khác nhau: năng lượng nhiệt mặt trời, tận dụng nhiệt năng thừa, phế thải, thứ cấp, rẻ tiền như khĩi
thải, hơi trích ... đi vào bình sinh hơi (TBSH) để gia nhiệt cho dung dịch đậm đặc H2O/LiBr. Hơi nước sinh ra bay qua dàn ngưng(TBNT), thải nhiệt cho nước làm mát và ngưng tụ lại. Dung dịch đậm đặc khi mất nước trở thành dung dịch lỗng và được đưa trở lại dàn hấp thụ (TBHT) trong bình II, vì vịi phun làm nhiệm vụ giảm áp nên khơng cần van tiết lưu đặc biệt nữa.
Nước sau khi ngưng tụ ở dàn ngưng (TBNT), sẽ chảy qua ống xi phơng để giảm áp rồi chảy vào dàn bay hơi(TBBH). Ơúng xi phơng để phịng nước cao áp từ thiết bị ngưng tụ đi vào thiết bị bay hơi. Do áp suất ở đây rất thấp nước bay hơi để sinh lạnh. Hơi nước tạo ra ở dàn bay hơi (TBBH) sẽ được dung dịch lỗng hấp thụ ở thiết bị hấp thụ (TBHT). Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp thụ sẽ được nước làm mát lấy đi. Lạnh sinh ra ở dàn bay hơi (TBBH),sẽ được nước tải
lạnh đưa đến dàn lạnh khơng khí (FCU), khơng khí chuyển động cưỡng bức qua dàn lạnh khơng khí nhã nhiệt cho nước tải lạnh chuyển đơng cưỡng bức trong ống.
Dung dịch đậm đặc sau quá trình hấp thụ, được bơm dung dịch bơm lên bình sinh hơi. Dung dịch lỗng chảy từ bình sinh hơi trở lại bình hấp thụ. Bình hồi nhiệt dùng để nâng cao hiệu suất nhiệt. Ơí đây, dung dịch lỗng được làm nguội và dung dịch đậm đặc được làm nĩng.
Nước làm mát đầu tiên đi qua bình hấp thụ, sau đĩ mới đến bình ngưng do đĩ nhiệt độ ngưng tụ sẽ cao hơn nhiệt độ hấp thụ một chút.
Nhưng chi tiết chuyển động ở đây duy nhất là bơm dung dich và bơm mơi chất lạnh. Các bơm này yêu cầu phải cĩ độ kín và độ chân khơng cao.
3.2.Tính tốn chu trình máy lạnh hấp thụ H2O/BrLi một cấp:
Vì hệ thống làm việc với độ chân khơng rất cao, để giảm khả năng khơng khí lọt vào hệ
thống. Thiết bị sinh hơi, thiết bị ngưng tụ được bố trí trong cuing một bình và thiết bị bay hơi, thiết bị hấp thụ cũng được bố trí trong cùng một bình. Hai bình này cĩ dạng ống chùm nằm ngang, nước đi trong ống từ dưới lên.
Sơ đồ của hệ thống và các điểm nút chọn theo hình(3.1).
3.2.1.Các đại lượng đã biết .
- Phụ tải lạnh yêu cầu: Qo= 7KW.
- Nhiệt độ nước nĩng gia nhiệt: tH1= 90oC.
- Nhiệt độ vào của nước giải nhiệt thiết bị hấp thụ: tW1=25,6oC.
- Nhiệt độ ra của nước tải lạnh: tm2 = 8oC.
Nhiệt độ bay hơi t0 và áp suất P0 ở máy lạnh hấp thụ phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ nước tải lạnh ra khỏi thiết bị bay hơi tm2. Đơ chênh lệch nhiệt độ (tm2-t0) đối với máy lạnh hấp thụ hiện nay thường được chế tạo vào khoảng 3oC. Nếu độ chênh nhiệt độ (tm2-t0) nhỏ hơn sẽ dẫn tới hiệu suất của chu trình cao hơn (vì ε = ql0 = 0 0 T T T
K − ) nhưng diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị bay hơi lớn hơn. Đĩ lă sự lựa chọn giữa chi phí vận hănh vă vốn đầu tư.
- Nhiệt độ bay hơi:theo [TL 4-tr9] ta cĩ t0 =tm2 - 3,[oC]
to = 8- 3 =5oC.
- Nhiệt độ văo của nước tải lạnh:theo[TL 4-tr9]ta cĩ tm1=tm2+4 ,[oC]
tm1=8+4 = 12oC
Vậy t0= 5oC tra bảng ‘’ nước vă hơi nước bêo hịa, theo [TL 5-tr284] P0=0,00872 Bar
3.2.3.Xâc định nhiệt độ ngưng tụ:
tK= tW3+ ∆tK, [oC]
Để tiết kiệm nguồn nước ta cho nước giếng khoan văo lăm mât thiết bị hấp thụ trước rồi đưa lín lăm mât thiết bi ngưng tụ, do đĩ nhiệt độ văo của nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ cũng chính lă nhiệt độ ra của nước giải nhiệt thiết bị hấp thụ, theo [TL 2-tr158] nhiệt độ nước đầu văo vă đầu ra chính nhau (2÷6)
tW3 = tW2=tW1 + ∆tW2 , [oC]
chọn ∆tW2 = 2oC vì nếu chọn ∆tW2 lớn thì tK lớn do đĩ lăm giảm hệ số lạnh của chu trình
tW3= tW2= 25,6 + 2 = 27,6 0C tK=27,6 + 7 = 34,6 oC ta chọn ∆tK= 7oC ,[TL3-tr10].
Vậy ta chọn tk = 35oC ,tra bảng nước vă hơi nước bêo hịa, theo [TL5- tr284] PK= 0.0562 Bar
3.2.4.Xâc định nhiệt độ dung dịch trong bình sinh hơi:
- Nhiệt ra của nước gia nhiệt: theo[TL2- tr158]. tH2 = tH1- 2 ,[oC]
tH2= 90 - 2 = 88 oC
- Nhiệt độ dung dịch trong bình sinh hơi: theo [TL1- tr108] th = tH1- 5 ,[oC]
th = 90 - 5 = 85 oC
3.2.5.Xâc định câc điểm nút:
- Điểm 1: Dung dịch đậm sơi đặc ra khỏi bình hấp thụ.
Lă giao điểm của hai đường P0= 0,00872 Bar vă tK = 35 oC , tra bảng theo [TL1- tr39] ta xâc định được.
ξr= 0,43 kgH2O/kg dung dịch theo cơng (1.2) ta xâc định được entanpi
i1 = 95,4 kj/kg. - Điểm 2:Hơi nước quâ nhiệt khỏi bình sinh hơi.
Cĩ âp suất PK= 0,0562 Bar vă nhiệt độ tK= 85oC.
Tra bảng nước chưa sơi vă hơi quâ nhiệt, theo [TL5-tr292] ta xâc định được entanpi
i2 = 2620kj/kg .
- Điểm 3:Dung dịch loêng sơi ra khỏi bình sinh hơi.
Lă giao điểm của hai đường PK = 0,0562 Bar vă th = 85oC,tra đồ thị theo [TL1- tr39] xâc định được.
ξa = 0,365 kgH2O/kg dung dịch theo cơng (1.2) ta xâc định được entanpi
i3= 205,1 kj/kg .
- Điểm 4: Dung dịch loêng sơi văo bình hấp thụ.
Lă giao điểm của hai đường Po= 0,00872 Bar vă ξa= 0.365 kgH2O/kg dung dịch,
- Điểm 5: Nước ngưng ra khỏi thiết bị ngưng tụ.
Lă giao điểm của hai đường PK= 0,0562 Bar vă ξ = 1 kgH2O/kg dung dịch. Theo cơng thức (1.17) với PK= 0,0562 Bar tìm được i5=145,4kj/kg
- Điểm 6: Hơi nước bêo hăo ra khỏi thiết bị bay hơi.
Lă giao điểm của hai đường Po= 0,00872 Bar vă ξ = 1 kgH2O/kg dung dịch. theo cơnh thức (1.2) với Po= 0,00872 Bar tìm được i6= 2510 kj/kg.
*Vậy ta cĩ vùng khử khí .
∆ξ = ξr- ξa ,[kgH2O/kg dung dịch ]
∆ξ = 0,43 - 0,365 = 0.065 kgH2O/kg dung dịch thỏa mên điều kiện ∆ξ > 0.