Thiết bị lạnh dùng năng lương mặt trời ppt

4.7. THIÃÚT BË LẢNH DNG NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT
TRÅÌI

Trong säú nhỉỵng ỉïng dủng ca nàng lỉåüng màût tråìi thç lm lảnh
v âiãưu ho khäng khê l ỉïng dủng háúp dáùn nháút vç nåi no khê háûu
nọng nháút thç nåi âọ cọ nhu cáưu vãư lm lảnh låïn nháút, âàûc biãût l åí
nhỉỵng vng xa xäi
hẹo lạnh thüc cạc
nỉåïc âang phạt triãøn
khäng cọ lỉåïi âiãûn
qúc gia v giạ nhiãn
liãûu quạ âàõt so våïi thu
nháûp trung bçnh ca
ngỉåìi dán. Våïi cạc
mạy lảnh lm viãûc
nhåì Pin màût tråìi
(photovoltaic) l
thûn tiãûn nháút (hçnh
4.104), nhỉng trong
giai âoản hiãûn nay giạ thnh Pin màût tråìi cn quạ cao. Ngoi ra cạc hãû
thäúng lả
nh cn âỉåüc sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi dỉåïi dảng nhiãût nàng
âãø chảy mạy lảnh háúp thủ, loải thiãút bë ny ngy cng âỉåüc ỉïng dủng
nhiãưu trong thỉûc tãú, tuy nhiãn hiãûn nay cạc hãû thäúng ny váùn chỉa
âỉåüc thỉång mải họa v sỉí dủng räüng ri vç giạ thnh cn ráút cao hiãûu
sút cn tháúp nãn diãûn têch làõp âàût bäü thu cáưn ráút låïn chỉa ph håüp våïi
u cáưu thỉûc tãú. Â cọ mäüt säú nh khoa hc nghiãn cỉïu täúi ỉu hoạ bäü
thu nàng lỉåüng màût tråìi kiãøu häüp phàóng mng cäú âënh cọ gỉång phn
xả âãø ỉïng dủng trong k thût lảnh (hçnh 4.63), våïi loải bäü
thu ny cọ

Hçnh 4.104. T lảnh dng Pin màût tråìi.

169

thóứ taỷo õổồỹc nhióỷt õọỹ cao õóứ cỏỳp nhióỷt cho maùy laỷnh hỏỳp thuỷ, nhổng
dióỷn tờch mỷt bũng cỏửn lừp õỷt hóỷ thọỳng cỏửn phaới rọỹng.
Maùy laỷnh hỏỳp thuỷ sổớ duỷng nng lổồỹng mỷt trồỡi thổồỡng coù hai
loaỷi: Maùy laỷnh hỏỳp phuỷ rừn, tổùc laỡ duỡng chỏỳt hỏỳp phuỷ rừn nhổ Than
hoaỷt tờnh, Silicagel ; Maùy laỷnh hỏỳp thuỷ duỡng caùc cỷp mọi chỏỳt hỏỳp
thuỷ loớng nhổ Amọniừc - Nổồùc, Nổồùc - Brọmuality

4.7.1. Maùy laỷnh hỏỳp phuỷ rừn duỡng nng lổồỹng mỷt trồỡi
ọỳi vồùi maùy laỷnh hỏỳp phuỷ thỗ vióỷc lổỷa choỹn vỏỷt lióỷu laỡm chỏỳt hỏỳp
phuỷ vaỡ mọi chỏỳt laỷnh laỡm chỏỳt bở hỏỳp phuỷ laỡ rỏỳt quan troỹng. Vỏỷt lióỷu
hỏỳp phuỷ thổồỡng laỡ caùc loaỷi vỏỷt lióỷu daỷng haỷt tổỡ 6 õóỳn 12 mm, coù õọỹ
rọựng lồùn õổồỹc hỗnh thaỡnh do caùc maỷch mao quaớn li ti nũm bón trong
khọỳi vỏỷt lióỷu. ổồỡng kờnh cuớa mao quaớn chố lồùn hồn mọỹt sọỳ ờt lỏửn
õổồỡng kờnh phỏn tổớ cuớa chỏỳt bở hỏỳp phuỷ thỗ vỏỷt lióỷu mồùi coù taùc duỷng
tọỳt. Do chổùa nhióửu mao quaớn nón bóử mỷt tióỳp xuùc cuớa vỏỷt lióỷu rỏỳ
t lồùn.
Vờ duỷ nhổ than hoaỷt tờnh coù bóử mỷt hióứu quaớ lón õóỳn 1500m
2
/g. Ngoaỡi
bóử mỷt tióỳp xuùc ra, vỏỷt lióỷu hỏỳp phuỷ coỡn coù mọỹt sọỳ tờnh chỏỳt hoaù hoỹc
cỏửn thióỳt tuyỡ thuọỹc vaỡo thaỡnh phỏửn hoaù hoỹc cuớa chuùng. Vờ duỷ nhổ than
hoaỷt tờnh coù aùi lổỷc rỏỳt maỷnh vồùi hydrocacbon, trong luùc silicagel laỷi coù
tờnh chỏỳt huùt nổồùc rỏỳt maỷnh. Than hoaỷt tờnh vaỡ caớ silicagel õóửu coù khaớ

nng họửi phuỷc tọỳt.Vỏỷt lióỷu hỏỳp phuỷ cỏửn õaùp ổùng caùc yóu cỏửu:
+ Coù khaớ nng hỏỳp phuỷ cao tổùc laỡ huùt õổồỹc mọỹt lổồỹng lồùn caùc khờ cỏửn
khổớ tổỡ pha khờ.
+ Phaỷm vi hỏỳp phuỷ rọỹng, khổớ õổồỹc nhióửu loaỷi khờ khaùc nhau.
+ Coù õọỹ bóửn cồ hoỹc cỏử
n thióỳt.
+ Coù khaớ nng hoaỡn nguyón dóự daỡng.
+ Giaù thaỡnh reớ.
Hióỷn nay coù hai loaỷi vỏỷt lióỷu hỏỳp phuỷ phọứ bióỳn laỡ Than hoaỷt tờnh
vaỡ Silicagel
Than hoaỷt tờnh

170

Nguyón lióỷu õóứ laỡm than hoaỷt tờnh laỡ nhổợng vỏỷt coù chổùa caùcbon nhổ
gọự, than buỡn, xổồng õọỹng vỏỷt. Than hoaỷt tờnh laỡ mọỹt chỏỳt hỏỳp phuỷ rỏỳt
tọỳt, noù õổồỹc ổùng duỷng chuớ yóỳu trong vióỷc thu họửi caùc dung mọi hổợu cồ
vaỡ õóứ laỡm saỷch khờ. Nhổồỹc õióứm cuớa than hoaỷt tờnh laỡ dóự chaùy ồớ nhióỷt
õọỹ cao, thổồỡng khọng õổồỹc duỡng than ồớ nhióỷt õọỹ lồùn hồn 200
0
C. óứ
khừc phuỷc nhổồỹc õióứm õoù, ngổồỡi ta thổồỡng trọỹn silicagel vồùi than hoaỷt
tờnh nhổng õióửu õoù laỷi giaớm hoaỷt tờnh cuớa than. Vồùi õỷc tờnh vóử õổồỡng
kờnh mao quaớn than hoaỷt tờnh thổồỡng coù thóứ hỏỳp thuỷ caùc chỏỳt sau õỏy:
- Hồi axờt, Metanol , benzen, toluen etylaxetat vồùi mổùc õọỹ hỏỳp phuỷ
bũng 50% troỹng lổồỹng baớn thỏn.
- Axeton ,acrolein ,Cl , H
2
S vồùi mổùc õọỹ 10 õóỳn 25%.
- CO2 , etylen : mổùc õọỹ thỏỳp.

Silicagel
Silicagel laỡ axit silic kóỳt tuớa khi cho taùc duỷng vồùi H
2
SO
4
hay HCl
hay laỡ muọỳi cuớa chuùng vồùi silicat natri, kóỳt tuớa õoù õem rổớa saỷch vaỡ sỏỳy
ồớ nhióỷt õọỹ 115 õóỳn 130
0
C, õóỳn õọỹ ỏứm 5 ữ 7%. Silicagel õổồỹc ổùng duỷng
ồớ daỷng haỷt coù kờch thổồùc tổỡ 0,2 õóỳn 0,7mm. Bóử mỷt hỏỳp phuỷ õaỷt õóỳn
600m
2
/g. ặẽng duỷng chuớ yóỳu cuớa Silicagel laỡ õóứ sỏỳy khờ (huùt hồi nổồùc
trong họựn hồỹp khờ).
Baớng 4.7 Caùc sọỳ lióỷu kyợ thuỏỷt cuớa caùc chỏỳt hỏỳp phuỷ thọng duỷng.
Vỏỷt lióỷu
Khọỳi lổồỹng
õồn vở õọứ
õọỳng,
kg/m
2
ổồỡng kờnh
lọự rọựng, m
Thóứ tờch lọự
rọựng tọứng
cọỹng, cm
3
/g
Bóử mỷt lọự

rọựng ,
m
2
/g
Than
hoaỷt tờnh
380 ữ 600
(20 ữ 40).10
-
10
0,6 ữ 0,8
500 ữ
1500
Silicagel
400 ữ 900
(30 ữ
200).10
-10
~ 0,4 200 ữ 600
Alumoge
l
1000 90.10
-10
0,39 175

171

Cháút bë háúp phủ thỉåìng dng l Metanol. Metanol (CH
3
OH) l

rỉåüu metylic khäng mu, ráút âäüc, dãù chạy, pha våïi nỉïåc thnh dung
dëch cọ mi cäưn, âỉåüc sn sút bàòng phỉång phạp täøng håüp xục tạc åí
ạp sút cao (250bar, 380
0
C) tỉì cacbon monộxit v hydro.
- Ỉu âiãøm: khäng àn mn kim loải chãú tảo mạy.
- Nhỉåüc âiãøm: âàõt tiãưn, dãù bay håi, täøn tháút vo khäng khê khi hãû
thäúng khäng hoảt âäüng v dãù chạy, näø cng nhỉ nhiãưu trỉåìng håüp cọ
tênh cháút âäüc hải.
Trong mạy lảnh háúp phủ dng nàng lỉåüng Màût tråìi ngỉåìi ta
thỉåìng dng nháút l càûp váût liãûu - mäi cháút Than hoảt tênh - Metanol.

Cáúu tảo thiãút bë mạy lảnh háúp phủ
Hçnh 4.105 l hãû thäúng mạy lảnh háúp thủ dng cháút háúp phủ ràõn
kiãøu giạn tiãúp (nàng lỉåüng màût tråìi cáúp nhiãût cho mäi cháút trung gian
l nỉåïc v nỉåïc nọng cáúp nhiãût cho bäü háúp thủ). Täø håüp hãû thäúng gäưm
172
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Hçnh 4.105. Så âäư ngun l hãû thäúng mạy lảnh háúp phủ ràõn NLMT

1- Bỉïc xả màût tråìi 2- Bäü thu NLMT 3- Âỉåìng láúy nỉåïc nọng
4- Bäü háúp thủ 5- Nỉåïc lảnh vo 6- Van chàûn
7- Bäü pháûn ngỉng tủ 8- Bưng lảnh 9- Dn lảnh
10- Bçnh chỉïa 11- Bçnh nỉåïc nọng


2 hãû thäúng âun nỉåïc v hãû thäúng lm lảnh kiãøu háúp thủ ghẹp våïi nhau.
Hãû thäúng cung cáúp nỉåïc nọng dng nàng lỉåüng màût tråìi åí âáy dng
collector kiãøu äúng cọ gỉång parbolic phn xả âãø nỉåïc nọng thu âỉåüc
âảt âãún nhiãût âäü 80
0
C âãún 90
0
C. Cháút háúp phủ l Than hoảt tênh v
Mäi cháút lảnh l Methanol.
Ngun l hoảt âäüng
Collector (2) háúp thủ nàng lỉåüng màût tråìi lm nọng nỉåïc. Nhiãût
âäü nỉåïc trong bçnh chỉïa nỉåïc nọng (11) tàng lãn v lm tàng nhiãût âäü
ca thiãút bë háúp thủ (4). Nhiãût âäü mäi cháút trong bäü háúp thủ tàng lãn
âãún nhiãût âäü T
g1
(nhiãût âäü bàõt âáưu bäúc håi ca mäi cháút lảnh ca cháút
háúp thủ) v lm cho ạp sút trong hãû thäúng tàng âãún ạp sút ngỉng tủ
p
k
. Khi âọ håi mäi cháút thoạt ra âỉåüc ngỉng tủ lải åí bäü pháûn ngỉng tủ
(7) v âỉåüc dáùn vãư pháưn chỉïa lng mäi cháút (10). Nhiãût âäü ca nỉåïc
v bäü pháûn háúp thủ tiãúp tủc tàng lãn do nháûn nhiãût tỉì bỉïc xả màût tråìi
v âảt dãún nhiãût âäü cỉûc âải T
g2

khong 80
0
C âãún 90
0
C. Nỉåïc nọng
trong bçnh chỉïa âỉåüc dáùn âi sỉí dủng vo ban âãm hồûc dáùn âãún 1 bçnh
chỉïa khạc khi mn lam lanh, nỉåïc trong bçnh chỉïa (11) âỉåüc bäø sung
ngưn nỉåïc lảnh bãn ngoi, nỉåïc lảnh âỉåüc dáùn vo v lm lảnh bäü
pháûn háúp thủ. Nhiãût âäü bäü pháûn háúp thủ gim xúng mäüt cạch âäüt ngäüt
tỉì T
g2
âãún T
a1
, ạp sút mäi cháút trong bäü háúp thủ gim xúng âãún ạp
sút bay håi p
0
, quạ trçnh bay håi ca mäi cháút xy ra v nỉåïc âạ s
âỉåüc tảo thnh trong bäü pháûn lm lảnh. Do quạ trçnh lm lảnh bäü pháûn
háúp thủ v hån nỉỵa do quạ trçnh háúp thủ cọ thi ra mäüt lỉåüng nhiãût nãn
nhiãût âäü nỉåïc lảnh trong bçnh chỉïa s tàng lãn tỉì T
0
âãún T
a2
, tuy nhiãn
lỉåüng nhiãût ny khäng nh hỉåíng nhiãưu âãún quạ trçnh háúp thủ v nọ cọ
thãø täút hån âäúi våïi cạc thiãút bë háúp thủ lm mạt kiãøu âäúi lỉu tỉû nhiãn
bçnh thỉåìng do vng tưn hon ngỉåüc ca bäü thu xy ra lm cho nỉåïc
ca bçnh chỉïa âỉåüc lm mạt. Quạ trçnh lm lảnh s tiãúp tủc xy ra
trong sút âãm cho âãún khi collector cọ thãø nháûn nhiãût tỉì bỉïc xả màût
tråìi vo ngy häm sau. Chu trçnh cỉï làûp lải nhỉ váûy.

173

Chu trỗnh nhióỷt
õọỹng cuớa maùy laỷnh coù
thóứ bióứu dióựn trón õọử
thở p-T nhổ hỗnh 4.106.

1
2
4
3
P
T
Ta1
Tg1
Ta2
Po
Pk
Tg2

Hỗnh 4.106. ọử th
ở

p
-T.
Giai õoaỷn 1: 1 - 2 Cỏỳp
nhióỷt õúng khọỳi lổồỹng
Nhióỷt õọỹ vaỡ aùp suỏỳt
cuớa hóỷ thọỳng tng do

nhỏỷn nhióỷt tổỡ bọỹ hỏỳp
thuỷ.
Giai õoaỷn 2: 2 - 3 Nhaớ
mọi chỏỳt vaỡ ngổng tuỷ
Metanol bừt õỏửu taùch ra khoới than hoaỷt tờnh vaỡ ngổng tuỷ trong thióỳt bở
ngổng tuỷ rọửi chaớy xuọỳng bỗnh chổùa.
Giai õoaỷn 3: 3 - 4 Laỡm maùt õúng khọỳi lổồỹng
Bổùc xaỷ mỷt trồỡi giaớm, bọỹ hỏỳp thuỷ õổồỹc laỡm maùt nhồỡ nổồùc laỷnh. Nhióỷt
õọỹ vaỡ aùp suỏỳt cuớa hóỷ thọỳng giaớm.
Giai õoaỷn 4: 4 - 1 Bay hồi vaỡ Hỏỳp phuỷ.
Mọi chỏỳt bay hồi trong thióỳt bở bay hồi nhỏỷn nhióỷt cuớ
a nổồùc cỏửn laỡm õaù
vaỡ bở huùt vóử than hoaỷt tờnh trong bọỹ hỏỳp thuỷ.
Tờnh nhióỷt cho daỡn bay hồi
Tờnh nhióỷt thióỳt bở bay hồi laỡ tờnh toaùn cọng suỏỳt laỷnh cỏửn thióỳt
cung cỏỳp cho daỡn bay hồi vaỡ lổồỹng mọi chỏỳt cỏửn thióỳt phaới naỷp vaỡo hóỷ
thọỳng.
Cọng suỏỳt laỷnh cuớa thióỳt bở bay hồi õổồỹc xaùc õởnh bũng cọng thổùc:
Q = Q
1
+ Q
2
, [W] (4.81)
Trong õoù
Q
1
- doỡng nhióỷt tọứn thỏỳt qua kóỳt cỏỳu bao che cuớa thióỳt bở, [W]
Q
2
- doỡng nhióỷt do õọng õaù vaỡ laỡm laỷnh khuọn (nóỳu hóỷ thọỳng

laỡm õaù), [W]

174

Doỡng nhióỷt õi qua kóỳt cỏỳu bao che Q
1
Q
1
bao gọửm caớ tọứn thỏỳt nhióỷt do dỏựn nhióỷt õọỳi lổu vaỡ bổùc xaỷ. ớ
õỏy tọứn thỏỳt do bổùc xaỷ bũng 0 vỗ quaù trỗnh laỡm laỷnh chố dióựn ra khi trồỡi
lỷn. Do vỏỷy tọứn thỏỳt nhióỷt qua kóỳt cỏỳu bao che õổồỹc tờnh theo cọng
thổùc cuớa õọỳi lổ:
Q
1
= K . F . t, [W] (4.82)
Trong õoù k - hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt cuớa kóỳt cỏỳu, [W/m
2
K]
F - Dióỷn tờch cuớa kóỳt cỏỳu, [m
2
] .
t - ọỹ chónh nhióỷt õọỹ giổợa mọi trổồỡng bón ngoaỡi vaỡ bón trong.
Tọứn thỏỳt nhióỷt do laỡm õọng õaù vaỡ laỡm laỷnh khuọn Q
2
Q
2
= Q
õ
+ Q
kh

=

0
q
G
+
(
)

21 kkkh
ttC
M

, [W] (4.83)
Trong õoù: Q
õ
- tọứn thỏỳt nhióỷt do laỡm õọng õaù, [W]
Q
kh
- tọứn thỏỳt nhióỷt do laỡm laỷnh khuọn, [W]
G - nng suỏỳt laỡm õaù, [kg]

- thồỡi gian laỡm õọng õaù, [s]
q
0
- nhióỷt lổồỹng cỏửn laỡm laỷnh 1 kg nổồùc tổỡ nhióỷt õọỹ ban
õỏửu õóỳn khi õọng õaù hoaỡn toaỡn, [J/kg]
M - tọứng khọỳi lổồỹng khuọn, [kg]
C
kh

- nhióỷt dung rióng cuớa khuọn, [J/kg]
t
k1
- nhióỷt õọỹ khuọn luùc ban õỏửu
t
k2
- nhióỷt õọỹ khuọn luùc õaù õaợ hoaỡn thióỷn lỏỳy -13
0
C.
Vỏỷy nng suỏỳt laỷnh cuớa hóỷ thọỳng coù thóứ xaùc õởnh bũng cọng
thổùc:

,
.
0
b
Qk
Q =
[W] (4.84)
Trong õoù:
k - hóỷ sọỳ tờnh õóỳn tọứn thỏỳt trón õổồỡng ọỳng vaỡ thióỳt bở hóỷ thọỳng. Hóỷ
sọỳ naỡy õọỳi vồùi hóỷ thọỳng laỡm laỷnh trổỷc tióỳp phuỷ thuọỹc vaỡo nhióỷt õọỹ bay
hồi cuớa mọi chỏỳt, vồùi t
0
= -15 choỹn k = 1,05.

175

b - hóỷ sọỳ thồỡi gian laỡm vióỷc. ọỳi vồùi hóỷ thọỳng laỷnh nhoớ choỹn b = 0,7
Nhióỷt lổồỹng cỏửn thióỳt õóứ cung cỏỳp cho daỡn bay hồi trong suọỳt

thồỡi gian laỡm vióỷc cuớa hóỷ thọỳng:
Q = Q
0
. , [J] (4.85)
Tổỡ õoù ta coù thóứ suy ra lổồỹng Methanol cỏửn cung cỏỳp laỡ:

,
'
r
Q
M
mc
=
[kg] (4.86)
trong õoù, r - nhióỷt ỏứn hoaù hồi cuớa Methanol, [J/kg]
Tờnh toaùn thióỳt bở ngổng tuỷ
Nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ phuỷ thuọỹc vaỡo nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng laỡm maùt
cuớa thióỳt bở ngổng tuỷ. Muỷc õờch cuớa hóỷ thọỳng laỡ khọng phaới tọỳn thóm
nguọửn nng lổồỹng ngoaỡi nón choỹn thióỳt bở bay hồi laỡ daỡn ngổng giaới
nhióỷt bũng gioù tổỷ nhión.
Do õoù hióỷu nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ t
k
giổợa mọi chỏỳt laỷnh ngổng tuỷ
vaỡ khọng khờ choỹn: t
k
= t
k
- t
mt
= 15

0
C
Dióỷn tờch trao õọứi nhióỷt cuớa thióỳt bở ngổng tuỷ coù thóứ tờch theo
cọng thổùc:

tk
Q
F
k

=
.
, [m
2
] (4.87)
Trong õoù: Q
k
- phuỷ taới nhióỷt cuớa thióỳt bở ngổng tuỷ.
vồùi hóỷ thọỳng naỡy ta lỏỳy Q
k
= Q
0
, [W]
k - hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt, choỹn k = 30 W/m
2
K
F - dióỷn tờch bóử mỷt trao õọứi nhióỷt cuớa daỡn ngổng, [m
2
]
Tờnh toaùn quaù trỗnh hỏỳp phuỷ

Theo lờ thuyóỳt cuớa Eucken vaỡ Poljani, ngổồỡi ta coù thóứ tờnh õổồỹc
õúng nhióỷt hỏỳp phuỷ cuớa hồi ồớ nhióỷt õọỹ T
2
nóỳu õaợ bióỳt õúng nhióỷt hỏỳp
phuỷ cuớa mọỹt thaỡnh phỏửn hồi bỏỳt kyỡ ồớ nhióỷt õọỹ T
1
. ổồỡng hỏỳp phuỷ õúng
nhióỷt hỏỳp phuỷ õổồỹc bióứu thở theo õọử thở p-a.
Tờnh tung õọỹ a:

176


2
1
12
V
V
aa =
(4.88)
trong õoù:
a
1
- tung õọỹ cuớa cỏỳu tổớ chuỏứn, thổồỡng choỹn laỡ benzen, [kg/kg than]
a
2
- tung õọỹ cỏỳu tổớ cỏửn tờnh, kg/kg than.
V
1
, V

2
- thóứ tờch mol cuớa cỏỳu tổớ chuỏứn vaỡ cỏỳu tổớ cỏửn tờnh, [m
3
/kmol]


M
V =
(4.89)
Vồùi, M - khọỳi lổồỹng phỏn tổớ, [kg/kmol]
Khọỳi lổồỹng phỏn tổớ cuớa benzen laỡ M
1
= 78 kg/kmol
Khọỳi lổồỹng phỏn tổớ cuớa metanol laỡ M
2
= 32 kg/kmol
- khọỳi lổồỹng rióng, [kg/m
3
]
Khọỳi lổồỹng rióng cuớa benzen laỡ
1
= 879 kg/m
3
Khọỳi lổồỹng rióng cuớa metanol laỡ
2
= 792 kg/m
3
.
Ta coù

kmolm
M
V /0887,0
879
78
3
1
1
1
===


kmolm
M
V /0404,0
792
32
3
2
2
2
===

Hoaỡnh õọỹ p õổồỹc tờnh theo cọng thổùc


1
1_
2
1

2_2
lglglg
p
p
T
T
pp
S
aS

=

(4.90)
Trong õoù:
p
1
, p
2
- hoaỡnh õọỹ cuớa caùc õióứm coù aùp suỏỳt cuớa cỏỳu tổớ chuỏứn vaỡ cỏỳu tổớ
cỏửn tờnh, [mmHg]
p
S_1
- aùp suỏỳt hồi baợo hoaỡ cuớa cỏỳu tổớ benzen ồớ nhióỷt õọỹ T
1
, [mmHg],
ta coù p
S_1
= 75mmHg
p
S2

- aùp suỏỳt hồi baợo hoaỡ cuớa cỏỳu tổớ cỏửn tờnh ồớ nhióỷt õọỹ T
2
, [mmHg]

177

lgp= a
0
+ a
1
.(T
-1
- (7,9151-2,6726.lgT).10
-3
-8,625.10
-7
.T), [Pa] (4.91)
T - nhióỷt õọỹ cuớa metanol , K.
a
0
= 9,1716 vaỡ a
1
= -2,7596.10
3
T
1
- nhióỷt õọỹ hỏỳp phuỷ cuớa benzen, K . Choỹn T
1
= 20
0

C = 293K.
T
2
- nhióỷt õọỹ hỏỳp phuỷ cuớa metanol, K . Choỹn T
2
= 30
0
C = 303K.
Tổỡ tờnh toaùn trón ta veợ õổồỹc õổồỡng hỏỳp phuỷ õúng nhióỷt cuớa than
hoaỷt tờnh õọỳi vồùi Methanol vờ duỷ coù daỷng nhổ hỗnh 4.7-4.
Vaỡ cuợng tổỡ õổồỡng hỏỳp phuỷ õúng nhióỷt naỡy ta cuợng tờnh õổồỹc
lổồỹng than hoaỷt tờnh bũng caùch tờnh aùp suỏỳt bay hồi cuớa Methanol rọửi
cn cổù vaỡo õọử thở õổồỡng hỏỳp phuỷ õóứ coù õổồỹc hoaỷt õọỹ tộnh a cuớa
Methanol.
Vaỡ lổồỹng than cỏửn thióỳt õóứ hỏỳp phuỷ hóỳt mọi chỏỳt Methanol laỡ :

a
M
M
MC
than
=
, [kg] (4.92)
p (mmHg)
a (kg/kg)
142,363987,7635
59,9515
66,1455
41,6486
35,91723,9883

0,1344
0,1824
0,1952
0,224
0,2304
0,2528
0,2656
10,5974
0,0616


Hỗnh 4.107. ổồỡng hỏỳp phuỷ õúng nhióỷt cuớa Methanol.


178

4.7.1.1. Hóỷ thọỳng laỷnh saớn suỏỳt nổồùc õaù
Nguyón lyù hoaỷt õọỹng cuớa hóỷ thọỳng
Hóỷ thọỳng saớn xuỏỳt nổồùc õaù duỡng nng lổồỹng mỷt trồỡi daỷng maùy
laỷnh hỏỳp phuỷ laỡ thióỳt bở hoaỷt õọỹng theo chu ky,ỡ vồùi nguyón lyù nhổ sau:
Ban ngaỡy hóỷ thọỳng nhỏỷn nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi õóứ laỡm bọỳc hồi
mọi chỏỳt laỷnh (Metanol) trong bọỹ hỏỳp thuỷ, trong bọỹ hỏỳp thuỷ coù chổùa
chỏỳt hỏỳp phuỷ rừn (Than hoaỷt tờnh), sau khi bọỳc hồi ra khoới chỏỳt hỏỳp
phuỷ, mọi chỏỳt laỷnh õổồỹc ngổng tuỷ taỷi thióỳt bở ngổng tuỷ nhồỡ trao õọứi
nhióỷt vồùi khọng khờ õọỳi lổu tổỷ nhión bón ngoaỡi, mọi chỏỳt laỷnh loớng
õổồỹc chaớy xuọỳng bỗnh chổùa, trong nổớa chu kyỡ
naỡy van tióỳt lổu õoùng
coỡn van chỷn mồớ (hỗnh 4.108). Ta phaới tờnh toaùn caùc thióỳt bở cuớa hóỷ
thọỳng sao cho trong mọỹt ngaỡy mọi chỏỳt laỷnh õổỷồc thoaùt ra hóỳt tổỡ chỏỳt
hỏỳp phuỷ vaỡ ngổng tuỷ laỷi trong bỗnh chổùa. Nổớa chu kyỡ sau cuớa mọi chỏỳt

Thiết bị bay hơi
Van tiết luu
Bình chứa
Thiết bị
ngung tụ
Bức xạ
mặt trời
Bộ hấp thụ
Van chặn

Hỗnh 4.108. Nguyón lyù hoaỷt õọỹng hóỷ thọỳng saớn xuỏỳt nổồùc õaù

179

laỡ laỡm vióỷc vaỡo ban õóm, khi hóỳt bổùc xaỷ mỷt trồỡi thỗ ta õoùng van chỷn
laỷi. Bọỹ hỏỳp thuỷ bỏy giồỡ õoùng vai troỡ laỡ vỏỷt bổùc xaỷ nhióỷt vaỡ nhồỡ quùa
trỗnh bổùc xaỷ naỡy maỡ nhióỷt õọỹ cuớa bọỹ hỏỳp thuỷ gaớm xuọỳng, khaớ nng hỏỳp
thuỷ cuớa chỏỳt hỏỳp phuỷ tng, aùp suỏỳt trong hóỷ thọỳng giaớm xuọỳng, õóỳn khi
nhióỷt õọỹ toaỡn bọỹ hóỷ thọỳng õaỷt õóỳn nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng thỗ õóỳn luùc naỡy
ta co thóứ mồớ tổỡ tổỡ van tióỳt lổu luùc õoù loớng mọi chỏỳt õổồỹc tióỳt lổu vaỡo
thióỳt bở bay hồi, ồớ õoù mọi chỏỳt laỷnh nhỏỷn nhióỷt cuớa nổồùc õóứ bay hồi vaỡ
õổồỹc hỏỳp thuỷ bồớ
i chỏỳt hỏỳp phuỷ trong bọỹ hỏỳp thuỷ. Nổồùc chổùa trong thióỳt
bở bay hồi õổồỹc laỡm laỷnh vaỡ trồớ thaỡnh nổồùc õaù. Tuyỡ theo nhu cỏửu sổớ
duỷng nổồùc õaù maỡ ta coù thóứ thióỳt kóỳ hóỷ thọỳng thờch hồỹp, coù thóứ laỡ buọứi
saùng hỏỳp thuỷ bổùc xaỷ mỷt trồỡi õóứ boùc hồi mọi chỏỳt laỷnh coỡn buọứi chióửu
cho mọi chỏỳt laỷnh bay hồi õóứ laỡm õaù.
Cỏỳu taỷo caùc thióỳt bở
Bọỹ hỏỳp thuỷ: Thióỳt bở quan troỹng nhỏỳt trong hóỷ thọỳng laỡ bọỹ hỏỳp thuỷ,
sau khi tờnh toaùn thióỳt kóỳ vồùi hóỷ thọỳng laỷnh saớn xuỏỳt nổồùc õaù cọng suỏỳt

1kgnổồùc õaù/ngaỡy ta coù bọỹ hỏỳp thuỷ coù cỏỳ
u taỷo nhổ hỗnh 4.109, õỏy laỡ
900
76
27
25
50
ống đục lỗ
Than hoạt tính
Bề mặt hấp thụ
ống đến thiết
bị ngung tụ
Bề mặt phản xạ
ống từ thiết bị
bay hơi đến
120 120 120120
a)
b)

Hỗnh 4.109 Bọỹ hỏỳp thuỷ nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi

180

thióỳt bở hỏỳp thuỷ trổỷc tióỳp, nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi chióỳu õóỳn bóử mỷt
hỏỳp thuỷ cuớa bọỹ hỏỳp thuỷ, trong õoù coù chổùa chỏỳt hỏỳp phuỷ (than hoaỷt tờnh).
Bọỹ hỏỳp thuỷ gọửm caùc Module nọỳi song song vồùi nhau (hỗnh 4.109b),
mọựi Module coù kờch thổồùc nhổ hỗnh 4.109a chổùa 2kg than hoaỷt tờnh.
Thióỳt bở bay hồi.
Tờnh toaùn thióỳt kóỳ
vồùi hóỷ thọỳng laỷnh saớn

xuỏỳt nổồùc õaù cọng suỏỳt
2kgnổồùcõaù/ngaỡy ta coù
cỏỳu thaỷo thióỳt bở bay hồi
nhổ hỗnh 4.110. ỏy
cuợng laỡ thióỳt bở bay hồi
trổỷc tióỳp, mọi chỏỳt laỷnh
(Methanol) õổồỹc tióỳt lổu
trổỷc tióỳp vaỡo thióỳt bở bay
hồi (cuợng laỡ bóứ õaù) vaỡ
nhỏỷn nhióỷt cuớa nổồù
c õóứ
bay hồi.
Thióỳt bở ngổng tuỷ.
Cuợng tổồng tổỷ khi Tờnh
toaùn thióỳt kóỳ vồùi hóỷ
thọỳng laỷnh saớn xuỏỳt nổồùc õaù cọng suỏỳt 1kgnổồùcõaù/ngaỡy ta coù cỏỳu thaỷo
thióỳt bở ngổng tuỷ nhổ hỗnh 4.111.

8
0

6
0
120 20
Đuờng hơi đến bộ hấp thụ
Phần chứa núơc đá
Nắp đậy
Lỏng từ van tiết luu
Cách nhiệt
Hỗnh 4.110 Thióỳt bở bay hồi

ỏỷy laỡ loaỷi thióỳt bở ngổng tuỷ kióứu khọng khờ õọỳi lổu tổỷ nhión, ồớ õỏỷy
chuùng tọi coù lừp thóm caùch taớn nhióỷt õóứ tng cổồỡng quaù trỗnh trao õọứi
nhióỷt.





181

Thổỷc tóỳ õaợ chóỳ taỷo hóỷ thọỳng nhổ thióỳt kóỳ ồớ trón vaỡ õaợ õổa vaỡo sổớ
duỷng nhổ hỗnh 4.12.
690
50
Cánh tản nhiệt
ống góp
ống ngung
môi chất
700
Hỗnh 4.111 Thióỳt bở ngổng tuỷ


Hỗnh 4.112 Hóỷ thọỳng saớn xuỏỳt nổồùc õaù 2kg/ngaỡy

182

4.7.1.2 Täø håüp hãû thäúng sn xút nỉåïc âạ v nỉåïc nọng
Ngun l hoảt âäüng ca hãû thäúng
Collector háúp thủ nàng lỉåüng màût tråìi v lm nọng nỉåïc, nhiãût âäü
nỉåïc trong bçnh

chỉïa tàng lãn v
lm tàng nhiãût
âäü ca thiãút bë
háúp thủ âàût
trong bçnh
chỉïa. Khi nhiãût
âäü cháút háúp phủ
trong bäü pháûn
háúp thủ tàng thç
mäi cháút lảnh s
bäúc håi khi
cháút háúp phủ v
lm cho ạp sút
trong hãû thäúng
tàng lãn âãún ạp
sút ngỉng tủ. Håi mäi cháút thoạt ra âỉåüc ngỉng tủ lải åí dn ngỉng v
chy xú
ng thiãút bë bay håi Nhiãût âäü ca nỉåïc trong bçnh chỉïa v bäü
pháûn háúp thủ tiãúp tủc tàng do nháûn nhiãût bỉïc xả màût tråìi tỉì collector
theo ngun l âäúi lỉu tưn hon tỉû nhiãn v âảt âãún nhiãût âäü khong
(80
o
C ( 95
o
C). Quạ trçnh bäúc håi v ngỉng tủ xy ra tỉì sạng âãún täúi
(lục khäng cn ạnh nàõng màût tråìi). Khi nỉåïc nọng trong bçnh chỉïa
âỉåüc dáùn di sỉí dủng vo ban âãm hồûc dáùn âãún mäüt bçnh chỉïa khạc
thç nỉåïc trong bçnh chỉïa âỉåüc tỉû âäüng bäø sung bàòng ngưn nỉåïc lảnh
tỉì bãn ngoi (nhiãût âäü nỉåïc lảnh khong 25
o

C), nỉåïc lảnh vo lm mạt
bäü pháûn háúp thủ, nhiãût âäü bäü pháûn háúp thủ gim xúng mäüt cạch âäüt
ngäüt, ạp sút mäi cháút trong bäü pháûn háúp thủ cng gim xúng âãún
Collector
Âỉåìng nỉåïc
lảnh xúng
Dn ngỉng
Âỉåìng nỉåïc
lảnh vo
Bçnh chỉïa
Âỉåìng nỉåïc nọng lãn
Thiãút bë bay håi
Thng âạ
H×nh 4.113. Tỉ hỵp s¶n xt n−íc ®¸ vµ n−íc nãng

183

dỉåïi ạp sút bay håi ca mäi cháút lảnh lục âọ qụa trçnh bay håi ca
mäi cháút lảnh xy ra v nỉåïc âạ s âỉåüc tảo thnh trong thng âạ.
Trong quạ trçnh sn xút nỉåïc âạ collector âọng vai tr l thiãút bë gii
nhiãût. Quạ trçnh lm lảnh s tiãúp tủc xy ra trong sút âãm âãún khi
collector cọ thãø nháûn nhiãût tỉì bỉïc xả màût tråìi vo ngy häm sau, lục
âọ cọ thãø láúy nỉåïc âạ ra âãø dng.
Nẹt ỉu viãût âàûc trỉng ca hãû thäúng cung cáúp nỉåïc nọng v lm
lảnh kiãøu ny l collector âọng vai tr hai mủc âêch: vỉìa háúp thủ nhiãût
tỉì bỉïc xả màût tråìi âãø l
m nọng nỉåïc ban ngy, vỉìa gii nhiãût cho quạ
trçnh háúp thủ vo ban âãm (m âáy chênh l nhỉåüc âiãøm lm gim hiãøu
qu ca cạc hãû thäúng cung cáúp nỉåïc nọng bàòng nàng lỉåüng màût tråìi
bçnh thỉåìng). Do váûy háưu nhỉ ton bäü nàng lỉåüng màût tråìi âãưu âỉåüc

sỉí dủng mäüt cạch cọ êch.
Cáúu tảo cạc thiãút bë
Thiãút bë háúp thủ - bçnh chỉïa
Täø håüp hãû thäúng sn xút nỉåïc âạ v nỉåïc nọng cọ thiãût bë háúp
thủ âỉåüc cáúu tảo nhỉ hçnh 4.114, cháút háúp thủ âỉåüc gia nhiãût båíi nỉåïc
nọng v âỉåüc lm mạt bàòng nỉåïc lảnh. Thiãút bë háúp thủ
âỉåüc tênh toạn
1220
20
20
25
22
20
Than ho¹t tÝnh
20
§ng nc vµo
L¾p ¸p kÕ L¾p nhiƯt kÕ
§ng nc ra
§ng h¬i m«i chÊt lªn
§ng h¬i ®Õn
thiÕt bÞ ngung tơ
500
420
360

Hçnh 4.114. Täø håüp bçnh chỉïa - Bäü háúp thủ

184

thióỳt kóỳ dổỷa trón lổồỹng than hoaỷt tờnh, lổồỹng than naỡy phaới hỏỳp phuỷ hóỳt

lổồỹng mọi chỏỳt Methanol õóứ laỡm õọng 5kg nổồùc õaù.

Thióỳt bở bay hồi
Thióỳt bở bay hồi cuớa tọứ hồỹp hóỷ thọỳng coù cỏỳu taỷo tổồng tổỷ nhổ
hỗnh 4.110 nhổng kờch thổồùc õổồỹc tờnh toaùn thióỳt kóỳ vồùi saớn lổồỹng 5kg
nổồùc õaù/ngaỡy.
Thióỳt bở ngổng tuỷ
Thióỳt ngổng tuỷ hồi cuớa tọứ hồỹp hóỷ thọỳng cuợng coù cỏỳu taỷo tổồng
tổỷ nhổ hỗnh 4.111 nhổng kờch thổồùc õổồỹc tờnh toaùn thióỳt kóỳ vồùi saớn
lổồỹng 5kg nổồùc õaù/ngaỡy.
Bọỹ thu nng lổồỹng mỷt trồỡi (Collector)
Bọỹ thu nng lổồỹng mỷt trồỡi trong hóỷ thọỳng õổồỹc thióỳt kóỳ chóỳ taỷo
vồùi loaỷi bọỹ thu kióứu ọỳng coù gổồng phaớn xaỷ daỷng parabol truỷ cọỳ õởnh


Hỗnh 4.115. Hóỷ thọỳng saớn xuỏỳt nổồùc õaù vaỡ nổồùc noùng

185

âäúi lỉu tưn hon tỉû nhiãn. Våïi loải bäü thu ny hãû thäúng hoảt âäüng
khäng cáưn thãm báút k ngưn nàng lỉåüng no ngoi nàng lỉåüng màût
tråìi. Tênh toạn våïi sn lỉåüng 5kg nỉåïc âạ/ngy, ta cọ kêch thỉåïc bäü
thu cáưn thiãút l 2m
2
. Hçnh 4.115 l täø håüp hãû thäúng sn sút nỉåïc âạ v
nỉåïc nọng dng nàng lỉåüng màût tråìi våïi cäng sút mäüt ngy 5kg nỉåïc
âạ v 60kg nỉåïc nọng 90
o
C.

4.7.2. Mạy lảnh háúp thủ dng nàng lỉåüng màût tråìi
Nàng lỉåüng màût tråìi cng cọ thãø cáúp nhiãût cho mạy lảnh háúp thủ,
hçnh 4.116 l så âäư ngun l mạy lảnh háúp thủ H
2
O-LiBr loải tạc dủng
Nước làm mát
Nước cần làm lạnh
Bơm chân không
Nước làm mát
Ống chóng kết tinh
HE
D
Ống giảm áp
Hơi gia nhiệt
C
A
B
Båm chán khäng
Nỉåïc cáưn lm lảnh
ÄÚng chäúng kãút tinh
Nỉåïc lm mạt
ÄÚng gim ạp
Ngưn nhiãût
Nỉåïc lm mạt

nh 4.116 Mạy lảnh háúp thủ H O-LiBr loải tạc dủng âån

Hç
2

186

âån (Single Effect). Trong så âäư ny, A l bçnh phạt sinh (Generator), B
l bçnh ngỉng tủ (Condenser), C l bçnh bay håi (Evaporator), D l bçnh
háúp thủ (Absorber), HE l thiãút bë trao âäøi nhiãût v E l båm dung dëch.
Quá trình thực hiện của máy lạnh hấp thụ H
2
O-LiBr dựa
vào đặc tính của dung dòch H
2
O-LiBr ở nhiệt độ thấp nó
hấp thụ hơi nước rất mạnh, còn ở nhiệt độ cao lại giải
phóng hơi nước đã hấp thụ. Dựa vào đặc tính này để hoàn
thành chu trình công tác.
Dung dòch loãng trong bình hấp thụ D được bơm qua HE vào
bình phát sinh A, dung dòch được hơi nước gia nhiệt, vì nước
có nhiệt độ sôi rất thấp so với LiBr do đó dung dòch loãng
được gia nhiệt đến nhiệt độ nhất đònh. Hơi tác nhân lạnh ở
trạng thái quá nhiệt bay ra từ bình phát sinh vào bình ngưng
tụ B được làm mát bằng nước giải nhiệt và ngưng tụ thành
lỏng tác nhân lạnh.
Lỏng tác nhân
lạnh đi qua ống tiết lưu
chữ U vào bình bay hơi
C và được bơm lên
phun thành giọt nhỏ
trên bề mặt chùm
ống bay hơi.
Nước tác nhân

lạnh hấp thụ nhiệt
của nước cần làm
lạnh và bay hơi, hơi
tác nhân lạnh đi qua
tấm chắn phân ly
nước rồi đi xuống
bình hấp thụ D. Dung
dòch trung gian trong
bình hấp thụ được bơm
đẩy phun giọt nhỏ để
hấp thụ hơi tác nhân
8
c
w
c
i
c
2
9
10
s
c
p
4'
3'
1
3
5
4
7

1'
5'
k
p
0
p
0
h
k
p

Hçnh 4.117. Âäư thë h-c ca mạy lảnh
H
2
O-LiBr loải tạc dủng âån

187

lạnh và trở thành dung dòch loãng, trong quá trình hấp thụ
có sản sinh ra nhiệt nên cần phải làm mát cho bình hấp thụ.
Chu trình máy lạnh âỉåüc thể hiện trên đồ thò h-c như hình
4.117.
Ngưn nhiãût cáúp cho mạy lảnh háúp thủ sỉí dủng nàng lỉåüng màût
tråìi l ngưn nàng lỉåüng màût tråìi, mäi cháút ti nhiãût åí âáy cọ thãø dng
nỉåïc hồûc håi nỉåïc. Nãúu cháút ti nhiãût l nỉåïc thç ta cọ thãø dng cạc
bäü thu cung cáúp nỉåïc nọng nhiãût âäü cao trong pháưn 4.3.2, cn nãúu cháút
ti nhiãût l håi nỉåïc thç ta cọ thãø dng hãû thäúng cung cáúp håi nỉåïc
(hçnh 4.40).
Mạy lảnh háúp thủ dng nàng lỉåüng màût tråìi cọ thãø sỉí dủng åí nhiãưu
mủc âêch khạc nhau nhỉ lm lảnh sn pháøm trong cäng nghiãûp (cáúp

âäng hồûc b
o qun) hồûc âiãưu ha khäng khê.
Âãún khäng
gian lm lảnh
Thạp
gii
nhiãût
Van 3 ng
Bçnh
háúp thủ
Thiãút bë ngỉng tủ
Thiãút bë bay håi
Bçnh
sinh håi
Ngưn nàng lỉåüng
phủ tråü
Thiãút bë hon
nhiãût
Van tiãút lỉu
Båm dung dëch
háúp thủ
Collector
Bçnh
Chỉïa

Hçnh 4.118. Hãû thäúng lm mạt khäng khê dng nàng lỉåüng màût

188

Hỗnh 4.118 laỡ sồ õọử nguyón lyù hóỷ thọỳng laỡm maùt khọng khờ sổớ

duỷng nng lổồỹng mỷt trồỡi. ọỳi vồùi nhổợng vuỡng vổỡa coù nhu cỏửu laỡm
maùt khọng khờ vaỡo muỡa heỡ vaỡ sổồới ỏỳm, cung cỏỳp nổồùc noùng vaỡo muỡa
õọng thỗ ta coù thóứ sổớ duỷng hóỷ thọỳng coù sồ õọử nguyón lyù nhổ
hỗnh4.119.
Panel
Nổồùc
noùng
duỡng
Bỗnh
nổồùc
noùng
TB nỏỳu
nổồùc
Nổồùc tổỡ
nguọửn
chờnh
Tank
chổùa
Nguọửn
nng
lổồỹng
phuỷ trồỹ
HN
HTHKK
HN
TGN
Khọng khờ laỷnh
Khọng khờ noùng
Hỗnh 4.119. Hóỷ thọỳng cung cỏỳp nổồùc noùng, sổồới ỏỳm vaỡ õióửu
hoỡa khọng khờ duỡng nng lổồỹng mỷt trồỡi

Hỗnh 4.120 laỡ hóỷ thọỳng maùy laỷnh hỏỳp thuỷ sổớ duỷng nng luồỹng mỷt
trồỡi vồùi chỏỳt taới nhióỷt laỡ nổồùc.


189



Hỗnh 4.120. Maù
y
laỷnh hỏỳ
p
thuỷ sổớ duỷn
g
nn
g
lổồỹn
g
mỷt trồỡi





Hỗnh 4.121. Hóỷ thọỳng bọỹ thu nng lổồỹng mỷt trồỡi duỡng ọỳng nhióỷt
õóứ cỏỳp nhióỷt cho maùy laỷnh hỏỳp thu duỡng laỡm laỷnh khọng khờ



190