NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NHIỆT ẨM KHÔNG KHÍ

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(30).2009

55
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NHIỆT ẨM KHÔNG KHÍ
EXPERIMENTAL STUDY OF AIR HEAT-HUMIDIFY TREATMENT


Nguyễn Thành Văn
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Xử lý nhiệt ẩm không khí là vấn đề rất quan trọng trong điều hòa không khí. Nghiên cứu
quá trình xử lý nhiệt ẩm không khí giúp ta tìm biện pháp nâng cao hiệu quả của làm việc của
các hệ thống điều hòa không khí và thiết bị buồng phun . Đ là một việc làm thiết thực và c ý
nghĩa kinh tế cao. Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm
không khí của thiết bị buồng phun và ảnh hưởng của một số nhân tố đến hiệu quả trao đổi nhiệt
ẩm. Từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của các thiết bị.
Việc nghiên cứu đưc tiến hành trên hệ th ống thiết bị buồng phun thuộc phòng thí nghiệm nhiệt
lnh, trưng đi học Bách khoa – Đi học Đà Nng. Hệ thống thiết bị thí nghiệm cho php thay
đổi nhiều thông số vn hành nhm đánh giá ảnh hưởng của chúng .
ABSTRACT
Heat-humidify treatment is very important problem in the air conditioning. Studying heat-
humidify treatment process of air helps us to find methods for raising working effect of air
conditioning system and spray air washer. This practical problem has a big economic effect. In
this article we present some experimental study results of heat-humidify treatment in
dehumidifier and the influence of some factors on thermo-humidify treatment’s effect. Based on
the results we suggest methods for raising heat-humidify treatment’s effect. The study was
carried out on the spray air washer of the thermal refrigeration laborator of danang university of
technology. The experimental equipment system allows for changing various operating
parameters in order to evaluate their effects.

1. Đặt vấn đề
Xử lý nhiệt ẩm là một trong những vấn đề quan trọng nhất của điều hoà không
khí. Có nhiều giải pháp xử lý nhiệt ẩm khác nhau nhưng thường gặp nhất là xử lý nhiệt
ẩm bằng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt và thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hổn hợp (xử lý
bằng nước phun).
Xử lý không khí bằng nước phun có ưu điểm là có thể làm tăng hoặc giảm dung
ẩm không khí, do đó được sử dụng khá rộng rãi cho các đối tượng cần độ ẩm cao, hoặc
đối tượng có nhiệt thừa rất lớn có thể sử dụng nước tự nhiên để làm lạnh.
Khi xử lý nhiệt ẩm về mặt lý thuyết, trong điều kiện lý tưởng trạng thái không
khí đầu ra sẽ đạt trạng thái bão hoà. Tuy nhiên do điều kiện thực tế không đạt như lý
thuyết nên trạng thái không khí đầu ra chỉ gần đạt trạng thái bão hoà. Độ ẩm tương đối
đầu ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước của các giọt nước d, hệ số phun µ, số
dãy vòi phun Z, số vòi phun trên một dãy n của thiết bị buồng phun.
TP CH KHOA HC V CễNG NGH, I HC NNG - S 1(30).2009

56
ỏnh giỏ hiu qu ca quỏ trỡnh x
lý nhit m cỏc thit b, ngi ta s dng i
lng gi l h s hiu qu trao i nhit m
E. H s E c xỏc nh theo cụng thc:
1
AB
AO
E <=
(1)
Trong ú A, O, B tng ng l cỏc
trng thỏi khụng khớ trc khi x lý, cui quỏ
trỡnh x lý nhit m thc v trng thỏi lý
thuyt.
H s hiu qu trao i nhit m cú th

xỏc nh nh sau:

BA
OA
BA
OA
II
II
tt
tt
E


=


=
(2)
Trong ú: t
A
, t
O
, t
B
ln lt l nhit cỏc im A, O v B
I
A
, I
O
, I

B
2. Nghiờn cu thc nghim x lý nhit m khụng khớ
ln lt l entanpi cỏc im A, O v B
Trong bi bỏo ny chỳng tụi s tin hnh thớ nghiờn cu thc nghim quỏ trỡnh
x lý nhit m khụng khớ v ỏnh giỏ nh hng ca mt s nhõn t n hiu qu trao
i nhit m.
2.1. Thit b thớ nghim
H thng thit b thớ
nghim c trỡnh by trờn
hỡnh 2, bao gm cỏc thit b
chớnh: h thng lm lnh nc
s dng mụi cht R22 cụng
sut 18.000 Btu/h; h thng
bm nc phun cao ỏp, bung
iu khụng trao i nhit m
gia khụng khớ v nc phun,
b nc lnh, qut hỳt giú, cỏc
thit b o lng v iu khin.
duy trỡ nhit nc phun
h thng cú trang b thermostat ngt h thng mỏy nộn lnh khi nhit nc t yờu
cu v n nh.

H thng cú kh nng iu chnh cỏc thụng s sau:
- iu chnh nhit nc phun.
A
O
B
I, kJ/kg
d, g/kg
Hỡnh 1. H s hiu qu trao i nhit m

Hỡnh 2. S nguyờn lý h thng thit b thớ nghim

HT TH
MAẽY NEẽN LANH
DAèN NGặNG
BM NặẽC
AẽP CAO
Th
TU IN IệU KHIỉN
Bỉ NặẽC LANH
KHNG KHấ VAèO
KHNG KHấ RA
QUAT GIOẽ
BUệNG PHUN
T
t = 5 - 30 C
t = 15 - 25 C
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(30).2009

57
- Thay đổi số lượng dãy vòi phun.
- Thay đổi tốc độ gió.
- Thay đổi trạng thái không khí đầu vào.
2.2. Kết quả thí nghiệm
Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm ở nhiều thời điểm khác nhau của điều kiện
môi trường xung quanh, với nhiều chế độ nước lạnh và số dãy vời phun khác nhau. Kết
quả xác định hệ số trao đổi nhiệt ẩm E của thiết bị và nhiệt độ không khí đầu ra thiết bị.
Trường hợp 1:
Trạng thái không khí đầu vào (khí trời): nhiệt độ t = 30

o

C và độ ẩm
ϕ=55%
Hình 3. Kết quả thí nghiệm với không khí đầu vào t=30
o
E1, E2 - Hệ số trao đổi nhiệt ẩm khi có 1 và 2 dãy vòi phun
C và
ϕ
=55%
tk1, tk2 - Nhiệt độ không khí đầu ra thiết bị, tnl - Nhiệt độ nước phun
Trường hợp 2:
Trạng thái không khí đầu vào (khí trời): nhiệt độ t = 25oC và độ ẩm
ϕ=60%

Hình 4. Kết quả thí nghiệm với không khí đầu vào t=25oC và
ϕ
=60%
E1, E2 - Hệ số trao đổi nhiệt ẩm khi có 1 và 2 dãy vòi phun
tk1, tk2 - Nhiệt độ không khí đầu ra thiết bị, tnl - Nhiệt độ nước phun
E
2
, % 72 75 76 80 82 86 90
E
1
, % 68 71 72 75,8 78 82 83
t
k2
,
o

C 11,5 12,3 15,6 16,3 17,4 21 23
t
k1
,
o
C 13,3 14,5 17,4 18,3 20,4 23 25
t
nl
,
o
C 4 6 8 10 12 14 16

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
4 6 8 10 12 14 16
tnl, oC
E, tk
E2- Hai dãy vòi phun
E1- Một dãy vòi phun
tk2- Hai dãy vòi phun
tk1- Một dãy vòi phun

E
2
, % 68 72 76 76 79 79
E
1
, % 65 69 72 74 76 77
t
k2
,
o
C 11 12,2 16,5 17,5 18,5 22,1
t
k1
,
o
C 13,1 14,4 17,9 19,1 20 24
t
nl
,
o
C 4 6 8 10 12 14

0
10
20
30
40
50
60
70

80
90
4 6 8 10 12 14
tnl, oC
E, tk
E2- Hai dãy vòi phun
E1- Một dãy vòi phun
tk2- Hai dãy vòi phun
tk1- Một dãy vòi phun
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(30).2009

58

Hình 5. Hệ thống thiết bị thí nghiệm
3. Kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm có thể rút ra một số nhận xét như sau:
1. Độ ẩm không khí cuối quá trình xử lý nhiệt ẩm khá lớn, hầu hết các thí nghiệm
đều đạt được độ ẩm khoảng từ 90 ÷ 92%. Việc nâng cao độ ẩm đầu ra thêm nữa
là việc làm rất khó và tốn kém. Trong quá trình thí nghiệm chúng tôi nhận thấy,
khi độ ẩm đã đạt trên 90% thì việc nâng cao độ ẩm không khí đầu ra là rất khó
khăn.
2. Hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm E của thiết bị tăng khi nhiệt độ nước lạnh tăng
(và có giá trị lớn nhất khi nhiệt độ nước bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt, tức bằng
nhiệt độ nước tự nhiên.
3. Kết quả đo đạc cho thấy giá trị hệ số E phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt độ nước,
khi nhiệt độ nước có giá trị khác xa nhiệt độ nhiệt kế ướt thì hệ số E càng nhỏ.
Việc lựa chọn hệ số E để đánh giá hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm trong nhiều trường
hợp cho thấy, chưa phản ánh đúng thực chất hiệu quả của hệ thống.
4. Kết quả nghiên cứu lần nữa cho thấy, khi tăng số dãy vòi phun thì hệ số E tăng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Võ Chí Chính, Giáo trình điều hoà không khí, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà
Nội, năm 2005.
[2] Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân , Cơ sở kỹ thuật điều hoà không khí, Nhà xuất bản
Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội năm 2005.
[3] Lê Chí Hiệp , Kỹ thuật điều hoà không khí, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà
Nội năm 1998.