các thiết bị đun nóng bằng bơm nhiệt

NHÓM 7
LỚP 53 TP1
Chủ đề: các thiết bị đun nóng
bằng Bơm nhiệt
CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN
VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 7
GVHD: NGUYỄN VĂN MINH
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC
STT Tên thành viên Công việc
1. Trần Thị Nguyệt Tổng quan về bơm nhiệt
2. Đậu Văn Quý Nguyên lý hoạt động
3. Nguyễn Thị Yến
Nhi
Ưu điểm, nhược điểm
4. Nguyễn Hồng
Phong
Ứng dụng bơm nhiệt trong
đời sống
5. Nguyễn Thị Kiều
Oanh
Ứng dụng bơm nhiệt trong
CNTP
NỘI DUNG
I. TỔNG QUAN VỀ BƠM NHIỆT
II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
III.ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM
IV.ỨNG DỤNG BƠM NHIỆT TRONG
CUỘC SỐNG
V. ỨNG DỤNG BƠM NHIỆT TRONG
CNTP.
I. TỔNG QUAN VỀ BƠM NHIỆT

•
Trong tự nhiên, mọi nguồn năng lượng cũng
như nhiên liệu đều có hạn, và đang ngày càng
khan hiếm.
Vấn đề cấp thiết mà thực tế đặt ra là cần phải
tìm các biện pháp tiết kiệm năng lượng sử
dụng trong đời sống và đặc biệt là trong công
nghệ chế biến thực phẩm.
1. Đặt vấn đề:
•
Với việc sử dụng nước nóng thường xuyên,
chi phí điện năng, nhiên liệu rất lớn. Áp dụng
công nghệ bơm nhiệt sẽ góp phần tiết kiệm
đáng kể chi phí khổng lồ trên qua đó giúp
giảm giá thành, tăng khả năng cạnh tranh, tăng
lợi nhuận cho doanh nghiệp
•
Chính vì ưu điểm nêu trên, các nước trên thế
giới đang tập trung thúc đẩy nghiên cứu mở
rộng ứng dụng bơm nhiệt.
2. Bơm nhiệt là gì?
Bơm nhiệt là một thiết bị có sử dụng một lượng
nhỏ năng lượng để hấp thụ, điều chỉnh nhiệt độ
và di chuyển nó đến nơi mong muốn.
Việt Nam với khí hậu nhiệt đới gió mùa, miền
Bắc có mùa đông, thường có mưa bão và sương
mù nên nhu cầu sưởi ấm và dùng nước nóng là
không nhỏ.
Tuy nhiên, đáng tiếc ở nước ta bơm nhiệt mới
chỉ được ứng dụng rất hạn chế.

Bơm nhiệt thông thường được dùng nhằm cung
cấp nước nóng phục vụ cho quá trình sản xuất
của các ngành chế biến thực phẩm, sản xuất bia
rượu nước giải khát, xưởng giặt, bệnh viện, cung
cấp nước nóng trong khách sạn

II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
ĐUN NÓNG BẰNG BƠM NHIỆT
Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt giống như
máy lạnh, các thiết bị trong hệ thống giống
nhau. Nhưng chúng có mục đích sử dụng hoàn
toàn khác nhau. Máy lạnh gắn với việc sử dụng
nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi còn bơm nhiệt lấy
nhiệt thải ra ở dàn ngưng để phục vụ cho một
quá trình công nghệ nào đó.
Đầu tiên, tại dàn bay hơi người ta cho bay hơi 1
môi chất (thường là R22 hoặc R47) nhờ vào tính chất
riêng của môi chất này khi không khí đi qua dàn bay hơi
sẽ bị thu nhiệt, giúp giảm nhiệt độ của không khí. Môi
chất sau khi thu nhiệt được dẫn tới máy nén, tại đây môi
chất được nén lên nhiệt độ cao, áp suất cao sau đó được
chuyển tới dàn ngưng. Tại đây, môi chất trong dàn ngưng
phân giải nhiệt và làm nóng môi trường xung quanh (ở
đây chính là nước lạnh cần được làm nóng). Chất môi
trong dàn ngưng bị mất nhiệt độ và giảm áp xuất ngưng
tụ thành dạng lỏng chảy qua van tiết lưu làm giảm áp
suất và nhiệt độ đến nhiệt độ cần làm lạnh rồi quay trở
lại dàn bay hơi khép kín 1 chu trình làm việc của bơm

nhiệt.
III.ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ ĐUN
NÓNG BẰNG BƠM NHIỆT.
- Máy có thể hoạt động liên tục
-
Dễ lắp đặt
-
Tiết kiệm được thời gian, điện và gas ( tiết kiệm được
70-75% lượng điện năng tiêu thụ)
-
Hiệu năng (hiệu suất) cao
-
Có thể hoạt động trong bất kì diều kiện khí hậu nào
-
Có thể tận dụng triệt để diều kiện tự nhiên của quốc gia
Ưu điểm
-
Giá thành tương đối cao
-
Thiết bị khá cồng kềnh nên đòi hỏi vị trí lắp
đặt phải rộng rãi
-
Gây tiếng ồn do hệ thống máy nén
Nhược điểm
IV. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ ĐUN NÓNG
BẰNG BƠM NHIỆT
•
Sưởi ấm: sưởi ấm các nhà kính hoặc các toà nhà công
nghiệp, thường sử dụng nguồn nhiệt lấy từ nước thải
công nghiệp.

•
Sản xuất nước nóng hoặc nước lạnh: rất nhiều ngành
công nghiệp cần sử dụng tới nước nóng (40-90 °C) trong
sản xuất, và trong các hoạt động lau rửa, và vệ sinh khu
sản xuất. Nguồn nước nóng này có thể được cung cấp
nhờ máy bơm nhiệt công nghiệp, những máy bơm nhiệt
thuận nghịch còn dùng để làm lạnh nước.
•
Sấy khô: máy bơm nhiệt được sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp sấy khô và hút ẩm ở nhiệt độ thấp và
trung bình (cao nhất là 100 °C) như sấy khô bột giấy,
thực phẩm và mở. Những máy bơm nhiệt dùng cho
công nghiệp sấy khô thường có hiệu năng cao (COP
từ 5 tới 7), và thường giúp tăng chất lượng sản phẩm
so với các phương pháp sấy khô truyền thống, ví dụ
như giảm thiểu sự bay mùi của thực phẩm (do quá
trình sấy khô hoàn toàn khép kín).
•
Bay hơi và chưng cất: trong công nghiệp hoá học và
sản xuất thực phẩm, công đoạn làm bay hơi và chưng
cất tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Máy bơm nhiệt
công nghiệp giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ với
hiệu năng cao (COP từ 6 tới 30).
•
Sản xuất hơi nước: nhiều ngành công nghiệp tiêu thụ
một lượng khổng lồ hơi nước ở áp suất thấp, cao hoặc
trung bình trong khoảng từ 100-200 °C. Những máy
bơm nhiệt công nghiệp hiện nay có thể cung cấp hơi
nước có nhiệt độ lên tới 150 °C (một mẫu máy bơm
thử nghiệm thậm chí đã đạt tới 300 °C).

Môi chất lạnh được máy nén nén lên áp suất cao nhiệt độ
cao rồi đẩy vào dàn ngưng tụ.
Ở dàn NT, môi chất có nhiệt độ cao sẽ cấp nhiệt cho dung
dịch ethanol-nước, ethanol sẽ hóa hơi khoảng 780C và bay
lên đỉnh tháp, môi chất nhả nhiệt sẽ ngưng tụ lại thành lỏng.
Môi chất lỏng áp suất cao được tiết lưu xuống áp suất thấp
và đi vào dàn BH.
Ở dàn BH, hơi ethanol có nhiệt độ không quá cao sẽ cấp
nhiệt cho môi chất hóa hơi, hơi ethanol khi nhả nhiệt sẽ
giảm nhiệt độ và ngưng tụ và tháo ra ngoài. Một phần hơi
ethanol chưa ngưng tụ sẽ được hồi về tháp chưng cất tiếp
tục quá trình chưng cất.
Hình: Bơm nhiệt chưng cất
tinh luyện
1. Máy nén A. Sản phẩm
vào
2. Dàn ngưng B. Bay hơi
3. Van tiết lưuC. Thành phẩm
4. Dàn bay hơi D. Nước ra
E. Hồi hơi
1/ Bơm nhiệt trong CN sản xuất rượu
V. MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐUN NÓNG BẰNG BƠM NHIỆT
Môi chất lạnh được máy nén nén lên áp suất cao
nhiệt độ cao rồi đẩy vào dàn ngưng tụ. Ở dàn NT,
môi chất có nhiệt độ cao sẽ cấp nhiệt cho dung
dịch ethanol-nước, ethanol sẽ hóa hơi khoảng
780C và bay lên đỉnh tháp, môi chất nhả nhiệt sẽ
ngưng tụ lại thành lỏng. Môi chất lỏng áp suất cao
được tiết lưu xuống áp suất thấp và đi vào dàn
BH. Ở dàn BH, hơi ethanol có nhiệt độ không quá

cao sẽ cấp nhiệt cho môi chất hóa hơi, hơi ethanol
khi nhả nhiệt sẽ giảm nhiệt độ và ngưng tụ và
tháo ra ngoài. Một phần hơi ethanol chưa ngưng
tụ sẽ được hồi về tháp chưng cất tiếp tục quá trình
chưng cất.
Bơm nhiệt để bay hơi cô đặc
1. Máy nén
2. Tháp trao đổi nhiệt
3. Bình tách hơi
4-5. Trao đổi nhiệt
A. Bán thành phẩm vào
B. Hơi nước của chất dễ BH
C. Nước ngưng của chất dễ BH
D. Thành phẩm
2/ Bơm nhiệt trong quá trình cô đặc
Bán thành phẩm A được làm nóng sơ bộ qua 2
thiết bị trao đổi nhiệt 4 và 5 rồi đi vào tháp bay
hơi kiểu ống đứng, nhận nhiệt của hơi máy nén
có nhiệt độ cao khi ngưng tụ do MN nén vào,
sau đó được đưa xuống bộ tách lỏng 3.
Hơi B được MN hút và nén lên áp suất cao đưa
trở lại tháp BH 2. Thành phẩm chảy qua thiết bị
trao đổi nhiệt 5 ra ngoài. Nước ngưng C được
đưa qua trao đổi nhiệt 4 ra ngoài.
Thiết bị cô đặc dùng máy nén hơi nước
Bán thành phẩm cần cô đặc được đưa vào thùng sấy và
cho chảy tưới lên bề mặt ngoài của thiết bị ngưng tụ
hơi nước để nhận nhiệt của hơi nước ngưng tụ.
Hơi nước sinh ra sẽ được MN hút về và nén lên áp suất
cao rồi đẩy vào bình NT hơi nước. Như vậy lượng

nhiệt cần thiết để bay hơi chính do nhiệt lượng từ hơi
do MN hút ra cung cấp.
Chỉ cần tốn một năng lượng nhỏ để duy trì hoạt động
của MN mà thôi. Quá trình cứ thế lăp đi lặp lại cho đến
khi đạt được nồng độ yêu cầu.