Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ
1.3. Đối tượng và mục đích nghiên cứu
Ở Việt Nam, theo tổng cục thủy sản Việt Nam tính đến đầu năm 2017, tổng số tàu đánh bắt hải sản của cả nước là 111.000 chiếc trong đó có 20.000 tàu đánh bắt xa bờ. Với những tàu đánh bắt xa bờ mỗi tàu có 7-12 hầm tàu, trong đó có 4-6 hầm tàu cách nhiệt dùng để bảo quản hải sản. Hầm bảo quản được sử dụng phổ biến có vách cách nhiệt được cấu tạo bao gồm các lớp xốp (phổ biến là styrofoam) với bề mặt tiếp xúc với sản phẩm thủy sản là ván gỗ, một số ít tàu sử dụng compozit để trát thì tăng khả năng cách nhiệt, tránh đọng sương và nhiễm khuẩn hơn. Các tàu thủy chủ yếu sử dụng đá cây xay nhỏ để bảo quản sản phẩm. Chính vì vậy, chất lượng hải sản sẽ không được đảm bảo, nguồn hải sản dễ bị nhiễm khuẩn, và đặc biệt trong thời tiết nắng nóng để duy trì đá lạnh và bảo quản cá là hết sức khó khăn, nên thời gian đi biển sẽ bị rút ngắn dưới 10 ngày để đảm bảo chất lượng.
25
Với những nơi như biển khơi, hải đảo hay ở những nơi vùng núi hẻo lánh thì việc sử dụng điện năng rất hạn chế. Chính vì vậy, từ lâu các nhà khoa học trong và ngoài nước đã nghiên cứu các nguồn năng lượng sẵn có, dồi dào, không gây ôi nhiễm môi trường phục vụ sinh hoạt cũng như để sản xuất điện năng như năng lượng gió, năng lượng địa nhiệt, năng lượng mặt trời…Sự phát triển của công nghệ mặt trời bắt đầu từ năm 1860 với sự kỳ vọng sẽ thay thế than. Tuy nhiên, trong những năm đầu thế kỷ 20 công nghệ năng lượng mặt trời bị trì trệ do sự sẵn có, tính kinh tế và sự tiện dụng của than và dầu mỏ. Phải đến năm 1979 cuộc khủng hoảng năng lượng xảy ra, lúc này tổ chức lại chính sách năng lượng trên toàn thế giới và mang lại sự chú ý đổi mới để phát triển công nghệ năng lượng mặt trời. Máy nước nóng năng lượng mặt trời bắt đầu xuất hiện tại Mỹ trong những năm 1890, và đến năm 1990 phát triển đều đặn và tỷ lệ tăng trưởng sử dụng trung bình 20% mỗi năm kể từ năm 1999. Đến nay công nghệ năng lượng mặt trời được triển khai rộng rãi với công suất ước tính 154 [GW] năm 2007 [14]. Việt Nam là nước có tiềm năng về NLMT, nằm trong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao, với trị số tổng xạ khá lớn từ 100÷175 [kcal/cm2.năm] (4,2÷7,3[GJ/m2.năm]) do đó việc sử dụng NLMT ở nước ta sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn.
Ngày nay, đội tàu đánh bắt hải sản được trang bị động cơ có công suất máy lớn. Do vậy, đòi hỏi phải chú trọng tới việc đảm bảo hiệu quả kinh tế. Một trong những biện pháp tăng hiệu quả kinh tế là tận dụng nhiệt của động cơ chính để sử dụng các trang thiết bị làm lạnh bảo quản nguyên liệu trong khai thác. Các tàu sử dụng động cơ đốt trong hiệu suất nhiệt của chu trình là:3048%. Nhiệt lượng do khí xả mang đi chiếm 2637% tổng nhiệt lượng cấp cho động cơ. Nguồn nhiệt do khí xả là nguồn có thế năng cao tx = 350 ÷500 [°C] [13].Việc tận dụng nguồn nhiệt này mang lại hiệu quả năng lượng cho tàu vừa giảm được sự ôi nhiễm do nguồn nhiệt gây ra. Sử dụng nguồn nhiệt này để hoạt động máy lạnh nào thì sẽ mang lại hiệu quả và phù hợp? Nếu sử dụng cho máy lạnh ejector thì hiệu suất lại quá thấp đồng thời tuổi thọ, công nghệ không phù hợp trong điều kiện Việt Nam, còn máy lạnh nén hơi thì năng suất tuy cao hơn nhưng phải dùng thêm máy phát
26
tuabin sẽ làm cho hệ thống cồng kềnh, tăng chi phí. Nên để tận dụng nhiệt của khói thải thì dùng máy lạnh hấp thụ sử dụng cặp môi chất NH3/H2O là hợp lý.
Với những phân tích trên, nghiên cứu tận dụng nhiệt khói thải và năng lượng mặt trời để chạy máy lạnh bảo quản cá trên các tàu đánh bắt xa bờ sẽ mang lại hiệu quả kinh tế, đảm bảo chất lượng thủy sản, giảm thiểu ôi nhiễm môi trường là rất cần thiết.
1.3.2. Mục đích nghiên cứu
Khi máy lạnh hấp thụ hoạt động trên tàu biển hay ở đất liền, ngoài các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoạt động như nhiệt độ nguồn gia nhiệt, nhiệt độ giải nhiệt... thì nồng độ cặp môi chất là yếu tố quyết định rất lớn đến hiệu quả làm lạnh.
Năm 2015 đã chế tạo mô hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O [3] sử dụng kết hợp năng lượng mặt trời và nhiệt khói thải của tàu đánh cá, khẳng định được việc sử dụng năng lượng mặt trời và khói thải cho máy lạnh hấp thụ NH3/H2O là khả thi.
Tuy nhiên, theo [3] nồng độ cặp môi chất để mô hình MLHT làm việc được lấy theo theo lý thuyết tính toán. Với nồng độ đó mô hình MLHT đã hoạt động hiệu quả trong hay chưa? Vì thế, Tác giả sẽ nghiên cứu và đánh giá sự ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ môi chất đến, tốc độ làm lạnh, nhiệt độ làm lạnh, hiệu quả làm lạnh của mô hình MLHT.
1.3.3. Phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi luận văn, do hạn chế về thời gian và điều kiện thực hiện đề tài, tác giả tập trung nghiên cứu những nội dung sau:
- Về lý thuyết: Tổng hợp những kiến thức chung, các nghiên cứu trong nước và trên thế giới về máy lạnh hấp thụ.
- Về thực nghiệm:
+ Kiểm tra, khảo sát và đánh giá mô hình thực nghiệm;
+ Cải tạo, nâng cấp mô hình thực nghiệm đáp ứng các yêu cầu, mục đích thực nghiệm;
27
+ Vận hành mô hình thực nghiệm, đo đạc và tổng hợp các thông số làm việc của mô hình;
+ Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ môi chất NH3/H2O đến hiệu quả làm lạnh, nhiệt độ làm lạnh, thời gian làm lạnh của MLHT.
28