Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phương pháp làm lạnh bay hơi và hút ẩm bằng chất hút ẩm lỏng trong lĩnh vực điều hòa không khí tại miền nam việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------o0o---------------

ĐINH TRUNG NGHĨA

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP
LÀM LẠNH BAY HƠI VÀ HÚT ẨM BẰNG CHẤT HÚT ẨM
LỎNG TRONG LĨNH VỰC ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TẠI
MIỀN NAM VIỆT NAM

Chuyên ngành: KỸ THUẬT NHIỆT
Mã số: 60520115

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2016


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THẾ BẢO ………………………
Cán bộ chấm nhận xét 1: GS.TS. LÊ CHÍ HIỆP ……………………………….
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. ĐẶNG THÀNH TRUNG …………………
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM, ngày 05 tháng 01 năm 2017.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1 . C h ủ t ị c h h ộ i đ ồn g : T S. N G U Y Ễ N V Ă N T U Y Ê N … … … … … .
2 . T h ư k ý h ộ i đ ồ ng : T S. H À A N H T Ù N G . . … … … … . . . … … … … .

3 . Ủ y v i ê n : T S. T R Ầ N V Ă N H Ư N G . . . … … … … … … . . . … … … … .
4 . Ph ả n b i ệ n 1 : G S. T S. L Ê C H Í H I Ệ P … . … … … … … . . . … … … … .
5 . Ph ả n b i ệ n 2 : PG S. T S. Đ Ặ N G T H À N H T R U N G … . . … … … … .
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TS.NGUYỄN VĂN TUYÊN

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: ĐINH TRUNG NGHĨA

MSHV: 13060407

Ngày, tháng, năm sinh: 01/06/1987

Nơi sinh: KIÊN GIANG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT NHIỆT

Mã số: 60520115

I. TÊN ĐỀ TÀI: “N G H I Ê N C Ứ U K H Ả N Ă N G Ứ N G D Ụ N G C Ủ A
P H Ư Ơ N G P H Á P L À M L Ạ N H B AY H Ơ I V À H Ú T Ẩ M B Ằ N G
CHẤT HÚT ẨM LỎNG TRONG LĨNH VỰC ĐIỀU HỊA KHƠNG
KHÍ TẠI MIỀN NAM VIỆT NAM”
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về phương pháp làm lạnh bay hơi và hút ẩm bằng
chất hút ẩm lỏng.
- Xây dựng mơ hình thí nghiệm làm lạnh bay hơi kết hợp với chất hút ẩm lỏng.
- Đánh giá các kết quả thí nghiệm theo từng phương pháp và đưa ra định hướng cải
tiến cho các nghiên cứu sau.
- Đánh giá ý nghĩa khoa học của mơ hình và khả năng ứng dụng của mơ hình trong
thực tế.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. NGUYỄN THẾ BẢO

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TS. NGUYỄN THẾ BẢO

GS.TS. LÊ CHÍ HIỆP

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ
(Họ tên và chữ ký)

i

LỜI CẢM ƠN
Trong cả quá trình làm luận văn học viên gửi lời Tri ân đến Thầy hướng dẫn
– TS. Nguyễn Thế Bảo. Thầy đã định hướng, hướng dẫn, sửa chữa mơ hình thí
nghiệm, giải thích các vấn đề mấu chốt , giúp đỡ học viên để học viên hoàn thành
các nội dung nghiên cứu trong luận văn.
Lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cô trong bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh
Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG TPHCM đã truyền đạt kiến thức, kinh
nghiệm trong suốt thời gian học viên học cao học giúp học viên nâng cao chuyên
môn và trải nghiệm chuyên môn trong cuộc sống.
Lời cảm ơn gia đình và những người bạn thân ln đồng hành và hổ trợ trong
suốt thời gian qua.
Trong quá trình viết báo cáo luận văn, hồn thiện mơ hình, tuy đã cố gắng
nhưng vẫn cịn những thiếu sót. Vì vậy, học viên mong nhận được ý kiến đánh giá
chân thành của q Thầy Cơ để luận văn được hồn thiện hơn.
Học viên xin chân thành cảm ơn.

ĐINH TRUNG NGHĨA


ii

TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
Luận văn này đã trình bày được cơ sở lý thuyết của phương pháp làm lạnh bay
hơi và hút ẩm bằng chất hút ẩm lỏng. Phân tích kỹ thuật làm lạnh bay hơi và hút ẩm
bằng chất hút ẩm lỏng, chế tạo mơ hình và thực hiện thí nghiệm làm lạnh bay hơi và
hút ẩm trong điều kiện khí hậu miên Nam của Việt Nam, ứng dụng ống nhiệt trong

q trình gia nhiệt, phân tích kết quả thí nghiệm. Từ đó, luận văn đã xây dựng được
sơ đồ điều hịa khơng khí có thể ứng dụng trong thực tế với chất hút ẩm LiCl áp
dụng cho các khơng gian lớn phù hợp với khí hậu địa phương và đánh giá ý nghĩa
khoa học của mô hình và khả năng ứng dụng của mơ hình trong thực tế. Những vấn
đề nêu trong luận văn hy vọng làm cơ sở thiết kế và chế tạo hệ thống điều hịa
khơng khí ở Việt Nam

ABSTRACT
This thesis presents the theoretical basis of the method of cooling by
evaporation cooling and liquid desiccant. Technical analysis of evaporative cooling
and desiccant dehumidifier with liquid to build models and perform experiments
evaporative cooling and desiccant in the humid climatic conditions of southern
Vietnam, and the application of heat pipes in heating, analyzing experimental
results. Since then, the thesis has built a diagram of air conditioning can be applied
in practice with LiCl desiccant applied to the large space suitably for the local
climate and assess the scientific significance of the tissue application form and the
ability of the model in practice. The problems outlined in the dissertation hopes to
base the design and manufacturing of air conditioning systems in Vietnam.


iii

LỜI CAM ĐOAN
Học viên xin cam đoan những nội dung trình bày trong quyển luận văn này là
do học viên tìm hiểu và nghiên cứu . Các nội dung trích dẫn từ các nguồn tài liệu
khác đều có ghi rõ nguồn gốc.
Học viên ký tên

ĐINH TRUNG NGHĨA

iv
MỤC LỤC
LỜ I C Ả M Ơ N
i
T Ó M T Ắ T N Ộ I D U N G LU Ậ N V Ă N
ii
LỜ I C A M Đ O A N
iii
D A N H S Á C H C ÁC H ÌN H V Ẽ
vii
D A N H S Á C H C ÁC B Ả N G B IỂ U
x
C Á C K Ý H IỆ U C H Í N H
xi
C h ư ơ n g 1 : MỞ Đ ẦU
1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
1
1.1.1 Yêu cầu thực tiễn của đề tài
1
1 . 1 . 2 Li ê n h ệ v ớ i t hự c t i ễ n t r ê n t h ế gi ớ i v à Vi ệ t N a m
2
1 . 1 . 2 . 1 C á c n gh i ê n c ứ u v à ứ n g d ụ n g t r ê n t h ế gi ớ i
4
1 . 1 . 2 . 2 Tì n h hì n h ngh i ê n c ứ u v à ứ n g d ụ n g ở Vi ệ t N a m
7
1 . 1 . 3 T í nh c ấ p t hi ế t c ủ a đ ề t à i
10
1 . 2 M ụ c t i ê u n gh i ê n c ứ u

10
1 . 3 N ộ i du n g n gh i ê n c ứ u
10
1 . 4 P h ạm v i v à t h i ết b ị n gh i ê n c ứ u
10
1 . 5 P h ươ n g p h á p l uậ n n gh i ê n c ứ u
11
1 . 6 Ý n gh ĩ a k h o a h ọc v à ý n gh ĩ a t h ự c t i ễ n c ủ a đ ề t à i
11
C h ư ơ n g 2 : T Ổ N G Q U A N V Ề PH Ư Ơ NG PH Á P L À M L Ạ N H B AY H Ơ I 1 2
2 . 1 . N gh i ê n c ứ u đ ặ c đ i ể m t h ời t i ế t k hí h ậ u m i ề n N a m Vi ệ t N a m
và khả năng ứng dụng phương pháp làm lạnh bay hơi và hút ẩm
b ằ n g c h ấ t h ú t ẩ m l ỏn g
12
2 . 2 C á c q u á t rì n h t r a o đ ổ i n hi ệ t v à ẩ m gi ữ a n ư ớ c v à k h ô n g k h í
2 . 3 T ổ n g q u a n v ề l ý t h u yế t l à m l ạ n h b ay h ơ i
2 . 3 . 1 Q u á t rì n h t r a o đ ổ i n hi ệ t đ ối l ư u t ro n g p h ư ơ n g p h á p l à m
lạnh bay hơi
2 . 3 . 2 Tr a o đ ổ i c h ấ t t r o n g q u á t r ì n h b a y h ơ i
2 . 4 N h ữ n g t í n h c h ất c ơ b ả n c ủ a p h ư ơ n g p h á p l à m l ạ n h b a y h ơ i
2 . 4 . 1 M ơ h ì n h x á c đị n h t h ể t í c h r i ê n g, độ c h ứ a h ơ i , độ ẩ m và
enthalpy
2 . 4 . 2 Á p su ấ t h ơi , nh i ệ t đ ộ n h i ệ t k ế ư ớ t v à đ i ể m s ươ n g
2 . 5 M ơ hì n h h ệ t h ố ng l à m l ạ n h b a y h ơ i t r ự c t i ế p
2 . 5 . 1 . N hi ệ t đ ộ l à m l ạ n h t h ấ p nh ấ t t ớ i hạ n c ủ a h ệ t h ố n g
2.5.2 Độ ẩm đầu ra của quá trình
2.5.3 Cơng suất làm lạnh
2 . 5 . 4 Lư ợ n g n ư ớ c h ó a h ơ i
2.5.5 Hiệu suất của hệ thống
2 . 6 H ệ t h ố n g l à m l ạn h b a y h ơ i gi á n t i ế p v à k ế t h ợ p h a i m ô i h ì n h

13
17
19
19
20
21
22
22
24
25
26
28
29


v
Là m l ạ n h b a y h ơ i t rự c t i ế p v à l à m l ạ n h b a y h ơ i gi á n t i ế p
2 . 6 . 1 M ô t ả q u á t r ì nh l à m l ạ nh b a y h ơ i
2 . 6 . 2 M ơ h ì n h l ý t h u yế t c h o q u á t r ì n h l à m l ạ n h b a y h ơ i gi á n
tiếp
2 . 6 . 3 C ô n g s u ấ t l ạ nh c ủ a h ệ l à m l ạ n h ba y h ơ i gi á n t i ế p
2.6.4 Hiệu suất của hệ thống
2 . 6 . 5 C OP c ủ a h ệ t hố n g
2 . 7 K ế t h ợp h a i h ệ t h ố n g l à m l ạ n h b a y h ơ i k i ể u t r ự c t i ế p v à gi á n
t i ế p ( ε ID E C / D E C )
2 . 8 C á c l o ại l à m l ạ nh b a y h ơ i k h á c
2 . 8 . 1 Là m l ạ n h b a y h ơ i k ế t h ợ p vớ i l à m l ạ n h c ó m á y n é n h ơ i
2 . 8 . 2 Là m l ạ n h b a y h ơ i s ử d ụ n g c h ấ t h út ẩ m
Chương 3: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HÚT ẨM

3 . 1 T ổ n g q u a n v ề c hấ t h ú t ẩ m
3 . 2 C á c t í n h c h ấ t c ủa c h ấ t h ú t ẩ m l ỏ n g
3 . 2 . 1 Á p su ấ t h ơi bã o h ò a v à t ỉ l ệ ẩ m
3 . 2 . 2 Đ ộ nh ớ t
3 . 2 . 3 K h ối l ư ợn g r i ê n g
3 . 2 . 4 N h i ệt d u n g r i ên g
3.2.5 Độ dẫn nhiệt
3.2.6 Hệ số khuếch tán
3 . 2 . 7 S ự k ế t t i n h c ủa d u n g d ị c h h ú t ẩ m
3.2.8 Các tính chất khác
3 . 3 S ơ l ư ợ c v ề t á c h ẩ m b ằ n g c h ấ t h ú t ẩm l ỏ n g
3 . 3 . 1 T í nh c h ấ t c ủ a c h ấ t h ú t ẩ m l ỏ n g
3 . 3 . 2 Q u á t rì n h h út ẩ m v à t á i t ạ o
3 . 3 . 3 T í nh t o á n n h i ệt đ ộ n g q u á t r ì nh h ú t ẩ m v à t á i t ạ o d u n g
d ị c h c h ấ t h út ẩ m
C h ư ơ n g 4 : T H IẾ T K Ế M Ơ H Ì N H L ÀM L Ạ N H B AY H Ơ I K Ế T H Ợ P
V Ớ I C H Ấ T H Ú T ẨM L Ỏ N G
4 . 1 X â y d ự n g m ơ h ì n h t h í n gh i ệ m
4 . 1 . 1 H ệ t hô n g LLB H
4 . 1 . 2 H ệ t hố n g h ú t ẩ m v à h o à n n gu yê n
4 . 1 . 3 C á c d ụn g c ụ đ o đ ư ợ c s ử d ụn g t r o n g t h í n gh i ệ m
4 . 2 P h ươ n g p h á p l ấy s ố l i ệ u t h í n gh i ệ m
4 . 2 . 1 Đ ố i v ớ i b ộ l àm l ạ n h b a y h ơ i
4 . 2 . 2 Đ ố i v ớ i t h á p hú t ẩ m v à h o à n n gu yê n
4 . 3 K ế t q u ả t h í n gh i ệ m v à n h ậ n x e t
4 . 3 . 1 C á c t h í n gh i ệm c h o b ộ l à m l ạ n h b a y h ơ i
4 . 3 . 2 C á c t h í n gh i ệm c h o t h á p h ú t ẩ m v à t h á p t á c h ẩ m

31
31

31
31
33
33
33
34
34
34
36
36
38
38
42
43
45
46
48
50
50
50
50
51
55
58
58
60
63
64
65
65

65
65
65
67


vi
4 . 3 . 3 N h i ệt đ ộ gi a n h i ệ t d u n g d ị c h b ằ n g ố n g n h i ệ t
4 . 3 . 4 Đ á n h gi á đ ộ sa i l ệ c h gi ữ a t í n h t o án l ý t h u yế t v à t h ự c
n gh i ệ m
4 . 4 T h í n gh i ệ m k ế t h ợ p m ô h ì n h LLB H v à h ú t ẩ m b ằ n g c h ấ t h ú t
ẩm lỏng
C h ư ơ n g 5 : L Ự A C H Ọ N V À T Í NH TO Á N S Ơ Đ Ồ C H O H Ệ T H Ố N G
ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
5 . 1 P h â n t í c h c h ọn l ự a p h ư ơ n g á n
5 . 2 X â y d ự n g s ơ đ ồ c h o h ệ t h ố n g đ i ề u hò a k h ô n g k h í
5 . 3 T í n h t o á n c á c qu á t r ì n h c ủ a k hơ n g k h í
5 . 3 . 1 T í nh t o á n c h o k h ơ n g k h í đ i ề u h ò a c h o b ộ LLB H t r ự c t i ế p
5 . 3 . 2 T h ô n g s ố kh ơn k h í t r o n g q u á t r ì nh h ú t ẩ m
5 . 3 . 3 T í nh t o á n p h ầ n d u n g d ị c h Li C l c h o q u á t r ì nh h ú t ẩ m v à
h o à n n gu yê n
5 . 4 T í n h ứn g d ụ n g t r o n g đ i ề u k i ệ n t h ự c t ế v ớ i ph ụ t ả i n h i ệt t h a y đ ổ i
5 . 5 T í n h t o á n ki n h t ế k ỹ t h u ậ t
5.6 Kết luận
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
6 . 1 N ộ i du n g c h í n h c ủ a đ ề t à i
6 . 2 N h ữ n g đ ó n g gó p c h í n h c ủ a đ ề t à i
6 . 3 H ư ớ n g p h á t t ri ể n c ủ a đ ề t à i
TÀI LIỆU THAM KHẢO

69
71
77
80
80
81
84
84
87
88
89
94
97
98
98
98
99
100


vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
H ì n h 1 . 1 : M á y l à m má t b ằ n g p h ư ơn g p h á p b a y h ơi c ủ a h ã n g
N a k a mi
H ì n h 1 . 2 : L à m má t b ằ n g t ấ m mà n h
Hình 1.3: Quạt phun sương hay quạt hơi nước trong dân dụng
H ì n h 1 . 4 : Sơ đ ồ h ệ t h ố n g c h ấ t h ú t ẩ m c ủ a h ã n g K a t h a b ar
Hình 1.5: Thiết bị của hãng Kathabar
H ì n h 1 . 6 : Sơ đ ồ x ử l ý k h ơ n g k h í d ù ng c h ấ t h ú t ẩ m r ắ n d ạ n g

r o t o r k ế t hợ p v ới h ệ t h ố n g l ạ n h c ủ a hã n g Tr a n e
H ì n h 1 . 7 : M ơ h ì n h l à m l ạ n h b ằ n g má y n é n h ơ i k ế t h ợ p v ớ i c h ấ t
h ú t ẩ m c ủ a A n mi Wu
Hình 1.8: Mơ hình thí nghiệm của Kozubal
H ì n h 1 . 9 : M á y l à m k h ô k h í ( a i r d r ye r ) d ù n g c h ấ t h ú t ẩ m A l 2 O 3
đ ư ợ c l ắ p đ ặ t t r o n g h ệ t h ố ng k h í né n
H ì n h 2 . 1 : C á c q u á t r ì n h p h u n n ư ớc xử l ý k h ô n g k h í
H ì n h 2 . 2 : Q u á tr ì nh t r a o đ ổ i n h i ệ t t ạ i b ề mặ t l ỏ n g h ơi c ủ a h ệ
thống làm lạnh bay hơi
Hình 2.3a: Sơ đồ q trình làm lạnh bay hơi với các thơng số
cơ bản
H ì n h 2 . 3 b : B i ể u d i ễ n q u á t r ì n h l à m l ạ n h b a y h ơi k i ể u t r ự c t i ế p
trên ẩm đồ t-d
H ì n h 2 . 4 a : Q u á t r ìn h l à m l ạ n h b a y h ơi t r ự c t i ế p
H ì n h 2 . 4 b : B i ể u d i ễ n q u á t r ì n h l à m l ạ n h b a y h ơi t r ê n ẩ m đ ồ t - d
H ì n h 2 . 5 : S ự k h á c b i ệ t ở đ ầ u v à o v à đ ầ u r a c ủ a n h iệ t độ k h ô v ớ i
khi có sự thay đổi giá trị độ ẩm khác nhau
H ì n h 2 . 6 : N h i ệ t đ ộ c ủ a q u á t r ìn h l à m lạ n h b a y h ơi t r ê n ẩ m đ ồ
H ì n h 2 . 7 : B i ể u d i ễn q u á t r ì n h l à m l ạ n h b a y h ơi k i ể u g i á n t i ế p
trên ẩm đồ
H ì n h 3 . 1 : M ơ h ì n h n g h i ê n c ứ u c h ấ t hú t ẩ m c ủ a B i c h o w s k
và Kelley
H ì n h 3 . 2 : Á p s u ấ t h ơi b ã o h ò a t ạ i b ề mặ t c ủ a n ư ớ c t i n h kh i ế t
và dung dich LiCl bão hịa
H ì n h 3 . 3 : Đ ư ởn g t ỉ l ệ ẩ m b ã o h ò a ở b ề mặ t d u n g d ị c h M g C l 2 v ới
c á c n ồ n g độ k h á c n h a u
H ì n h 3 . 4 : T ỉ l ệ ẩ m t ạ i b ề mặ t c ủ a d u n g d ị c h v à t r o n g dò n g k h í

3
3

3
5
5
5
6
7
8
15
17
21
21
23
23
25
30
32
38
40
40
41


viii
H ì n h 3 . 5 : M ơ t ả c ác t r ạ n g t h á i ẩ m b ã o h ò a c ủ a d u n g d ị ch ở t r ạ n g
thái bão hịa
42
H ì n h 3 . 6 : K h ố i l ư ợn g r i ê n g c ủ a d u n g d ị c h L i C L n ồ n g đ ộ ở v à
nhiệt độ
45
H ì n h 3 . 7 : N h i ệ t d u n g r i ê n g c ủ a d u n g d ị c h L i C l t r o n g đ iề u k i ệ n

n ồ n g đ ộ v à n h i ệ t độ
46
H ì n h 3 . 8 : Đ ộ dẫ n n h i ệ t c ủ a d u n g d ich L i C l ( h ì n h a ) v à d u n g
dịch CaCl2(hình b)
48
H ì n h 3 . 9 : H ệ s ố k h u ế c h t á n c ủ a n ư ớc v à o t r o n g L i C l ( h ìn h a )
và CaCl2 (hình b)
50
H ì n h 3 . 1 0 : Sơ đ ồ n g u yê n l ý h ú t ẩ m c ủ a c h ấ t h ú t ẩ m l ỏ n g
52
H ì n h 3 . 11 : Q u á t r ìn h h ú t ẩ m c ủ a d u n g d ị c h b i ể u d i ễ n t rê n
đồ thị t-d
53
H ì n h 4 . 1 : Sơ đ ồ b ố t r í t h i ế t b ị t h í n g hi ệ m
60
H ì n h 4 . 2 : M ơ h ì n h t h i ế t b ị t h í n g h i ệm s a u k h i h o à n c h ỉ n h
60
H ì n h 4 . 3 : T h i ế t b ị L L B H v à t ấ m c o o l i n g p a d đ ư ợ c s ử dụ n g
thí nghiệm
63
H ì n h 4 . 4 : T h á p h ú t ẩ m v à h o à n n g u yê n
63
H ì n h 4 . 5 : B ì n h g i a n h i ệ t d u n g d ị c h sử d ụ n g ố n g n h i ệ t
64
H ì n h 4 . 6 : T h i ế t b ị đ o k ế t q u ả t h í n g h iệ m
65
H ì n h 4 . 7 : Đ ồ t h ị th ể h i ệ n n h i ệ t đ ộ nư ớ c g i a n h i ệ t v à nh i ệ t đ ộ
d u n g d ị c h k h i t r u yề n n h i ệ t b ằ n g ố n g n h i ệ t
71
H ì n h 4 . 8 : Đ ồ t h ị b i ể u d iễ n t h ô n g s ố n h i ệ t đ ộ v à đ ộ ẩ m c ủ a

khơng khí sau bộ LLBH và hút ẩm
73
Hình 4.9: Sai lệch độ chứa hơi khơng khí sau bộ LLBH trực tiếp 73
H ì n h 4 . 1 0 : S a i l ệ ch n h i ệ t đ ộ k h ơ n g k h í r a k h ỏ i t h á p h ú t ẩ m
75
H ì n h 4 . 11 : S a i l ệ ch đ ộ c h ứ a h ơ i c ủ a k h ơ n g k h í r a k h ỏ i t h á p h ú t ẩ m 7 5
H ì n h 4 . 1 2 : Sa i l ệ ch n h i ệ t đ ộ c ủ a k h ôn g k h í r a t r o n g th áp h o à n
n g u yê n
76
H ì n h 4 . 1 3 : Sa i l ệ ch đ ộ c h ứ a h ơ i c ủ a k h ô n g k h í t r o ng t h á p h o à n
N g u yê n
76
Hình 4.14: Đồ thị biểu diễn thông số nhiệt độ và độ ẩm của khơng
Khí sau bộ LLBH và hút ẩm
78
H ì n h 5 . 1 : Sơ đ ồ h ệ t hố n g đ i ề u h ị a k hơ n g k h í l à m l ạ n h b a y h ơ i v à
tách ẩm bằng chất hút ẩm lỏng H2O – LiCl
82
H ì n h 5 . 2 : C á c t r ạ ng t h á i c ủ a k h ô n g kh í q u á t r ì n h
83
H ì n h 5 . 3 : L ư ợn g đi ệ n t i ê u t h ụ p h ụ t hu ộ c v à o t ả i n h i ệ t ẩn k h i


ix
t ổ n g t ả i l ạ n h k h ô ng đ ổ i , Q = 1 0 0 k W
91
H ì n h 5 . 4 : L ư ợn g n h i ệ t t i ê u t h ụ p h ụ t h u ộ c v à o t ả i n h i ệ t ẩ n k h i t ổ n g t ả i
lạnh khơng đổi, Q =100kW
91
Hình 5.5: Mối quan hệ giữa hiệu suất hút ẩm và thơng số đầu ra của

khơng khí sau tháp hút ẩm
93
H ì n h 5 . 6 : M ố i q u a n h ệ g i ữ a h i ệ u s u ấ t h ú t ẩ m v à l ư u l ư ợn g
dung dịch hút ẩm
93
Hình 5.7: Mối quan hệ giữa hiệu suất hệ thống (COP) và hiệu
suất hút ẩm
93


x
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng thống kê nhiệt độ và độ ẩm trung bình hàng
tháng tại trạm đo Biên Hòa
13
B ả n g 2 . 2 : Đ ặ c đ i ểm c ủ a q u á t r ì n h p h u n n ư ớc x ử l ý k h ôn g k h í ẩ m 1 7
Bảng 3.1: Thơng số πi
43
Bảng 3.2: Hệ số Ai
43
Bảng 3.3: Hệ số di
44
Bảng 3.4: Hệ số b0, b1, b2
45
Bảng 3.5: Hệ số ρi
46
B ả n g 3 . 6 : C á c h ệ số t ừ A a đ ế n H a
47
B ả n g 3 . 7 : H ệ s ố β c ủ a c á c d u n g d ị c h mu ố i
48

Bảng 3.8: Hệ số αi
49
Bảng 3.9: Hệ số δi
50
B ả n g 3 . 1 0 : B ả n g t ổ n g h ợp v ề t í n h a n t o à n c ủ a d u n g d ị ch
51
B ả n g 3 . 11 : G i á t h àn h c ủ a mộ t s ố l o ạ i mu ố i d ù n g l à m c h ấ t h ú t ẩ m 5 1
B ả n g 4 . 1 : M ố i q u a n h ệ g i ữ a v ậ n t ố c (l ư u l ư ợ n g k h ơ n g kh í ) v à
sự thay đổi thông số đầu ra
66
B ả n g 4 . 2 : M ố i q u a n h ệ g i ữ a n h i ệ t đ ộ n ư ớ c x ố i t ư ớ i v à th ô n g s ố
đầu ra
67
Bảng 4.3: Mối quan hệ giữa nhiệt độ dung dịch và độ độ chứa
hơi của khơng khí khi sử dụng dung dịch LiCl
68
B ả n g 4 . 4 : M ố i q u a n h ệ g i ữ a n ồ n g đ ộ d u n g d ị c h v à o v à độ c h ứ a
hơi của không khí
69
B ả n g 4 . 5 : Sự c h ê nh l ệ c h n h i ệ t đ ộ g i a n h i ệ t n ư ớc n ó n g và n h i ệ t
đ ộ d u n g d ị c h k h i tr u yề n n h i ệ t b ằ n g ố n g n h i ệ t
69
B ả n g 4 . 6 : M ố i q u a n h ệ g i ữ a n h i ệ t đ ộ n ư ớc x ố i t ư ới v à th ô n g s ố đ ầ u
ra
72
Bảng 4.7: Thơng số khơng khí sau q trình hút ẩm và hồn
n g u n
74
Bảng 4.8: Thơng số khơng khí sau khi ra khỏi bộ LLBH và hút ẩm 77
B ả n g 5 . 1 : L ư u l ư ợng c á c d ò n g l ư u c h ất t h e o p h â n b ổ l o ạ i t ả i l ạ n h 9 0

B ả n g 5 . 2 : N ă n g l ượn g t i ê u h a o c ủ a hệ t h ố n g t h e o s ự p hâ n b ổ
loại tải lạnh
90
B ả n g 5 . 3 : L ư u l ư ợn g c á c d ò n g l ư u c hấ t t h e o p h â n b ố l oạ i t ả i l ạ n h 9 2
B ả n g 5 . 4 : B ả n g c h i p h í đ ầ u t ư h ệ c h il l e r
95
B ả n g 5 . 5 : B ả n g c h i p h í đ ầ u t ư t h i ế t bị L L B H v à h ú t ẩ m
95
B ả n g 5 . 6 : C h i p h í v ậ n h à n h c ủ a h a i ph ư ơ n g á n
97


xi
CÁC KÝ HIỆU CHÍNH VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Ý nghĩa

A

D i ệ n t í c h b ề mặ t t r u yề n n h i ệ t , m 2

Cp

N h i ệ t d u n g r i ê n g đẳ n g á p s u ấ t , J / k gK

Cpa

N h i ệ t d u n g r i ê n g đẳ n g á p s u ấ t c ủ a k hô n g k h í , J / kg K

Cpv

N h i ệ t d u n g r i ê n g đẳ n g á p s u ấ t c ủ a h ơi , J / k g K

cs

N ồ n g đ ộ d u n g d ịc h đ ậ m đ ặ c , %

cw

N ồ n g đ ộ n d u n g dị c h l o ã n g , %

h

E n t h a l p y, k J / k g

hfg

Ẩ n n h i ệ t h ó a h ơi , J / k g

hc

H ệ s ố t r u yề n n h i ệ t đ ố i lư u , W/ m 2 K

hs

Enthalpy của dung dịch, J/kgK

k

H ệ s ố d ẫ n n h i ệ t , W/ mK

ko

H ệ s ố d ẫ n n h i ệ t c ủa n ư ớ c , W/ m K

ma

L ư ợn g mô i c h ấ t b a y h ơi , k g / m 2 s

mc

L ư ợn g n ư ớc h ó a hơi , k g / s

mv

l ư u l ư ợn g c h ấ t b a y h ơi , k g / m 2 s

ms

L ư u l ư ợn g d u n g d ic h , k g / s

P

Áp suất, Pa

Pv

Áp suất riêng phần của hơi nước, Pa

Pvs

Á p s u ấ t h ơi b ã o h ò a ở n h i ệ t đ ộ T d b , Pa

Pwb

Á p s u ấ t h ơi b ã o h ò a ở n h i ệ t đ ộ T w b , Pa

Pw

Á p s u ấ t h ơi b ã o h ò a t r ê n b ề mặ t ư ớt h a y b ề mặ t t ự d o ,

Pa
Pa

Á p s u ấ t h ơi b ã o h ò a c ủ a k h ơ n g k h í , Pa

Qv

N h i ệ t h i ệ n đ ố i l ư u t ừ k h ô n g k h í tr u yề n q u a , W/ m 2

Qadd

N h i ệ t t h ê m v à o t ừ c á c n g u ồ n k h á c , W/ m 2

Qrad

N h i ệ t d o b ứ c x ạ , W/ m 2

xii
Qe

N h i ệ t c ầ n c h o q u á t r ì n h b a y h ơ i , W/ m 2

Qews

N h i ệ t l ư ợ n g c ầ n để h ó a h ơ i n ư ớ c ở bề mặ t ư ớ t , W/ m 2

Qefs

N h i ệ t l ư ợ n g c ầ n để h ó a h ơi n ư ớc ở bề mặ t t ự d o , W/ m 2

Ts

N h i ệ t đ ộ b ề mặ t , K

Th

N h i ệ t đ ộ mô i t r ư ờ n g , K

Ts

N h i ệ t đ ộ d u n g dị c h , K

Tdb

Nhiệt độ nhiệt kế khô, K

Tdp

N h i ệ t đ ộ đ ọ n g sư ơn g , K

Twb

Nhiệt độ nhiệt kế ướt, K

Ra

H ằ n g s ố p h ổ b i ế n c ủ a kh ô n g k h í , J /kg K

v

V ậ n t ố c g i ó , m/ s

ωs

Đ ộ c h ứ a h ơi ở b ề mặ t , k g / k g k k k

ωh

Đ ộ c h ứ a h ơi c ủ a mô i t r ư ờn g , k g / k g k k k

φ

Đ ộ ẩ m t ư ơn g đ ố i c ủ a k h ơ n g k h í , %

ρw

K h ố i l ư ợn g r i ê n g củ a n ư ớc , k g / m 3

ν

T h ể t í c h r i ê n g , m 3 /k g

μ

Đ ộ n h ớt c ủ a mô i c h ấ t , Pa . s

Le

Hệ số Lewis

NTU

N u mb e r o f t r a n sf er u n i t s

Re

H ệ s ố R e yn o l d s

Pr

Hệ số Prandtl

ηsat

Hiệu suất bão hịa

ĐHKK

Điều hịa khơng khí

LLBH

L à m l ạ n h b a y h ơi


1

Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài

1.1.1. Yêu cầu thực tiễn của đề tài
Trong kỹ thuật làm lạnh và điều hịa khơng khí (ĐHKK), chúng ta có rất nhiều
phương pháp để điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm của khơng khí nhằm đạt được các u cầu sử
dụng trong sản xuất cũng như sinh hoạt đời thường. Con người cũng đã biết nhiều cách làm
lạnh ngay cả khi nền khoa học chưa phát triển để dự trữ và bảo quản sản phẩm. Qua đó,
chúng ta có thể phân làm hai loại làm lạnh là làm lạnh tự nhiên: làm lạnh bằng tuyết, nước
đá đóng băng hay ngâm trong nước lạnh và làm lạnh nhân tạo. Trong thời đại ngày nay, làm
lạnh nhân tạo được sử dụng rộng rãi và ứng dụng trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật cũng
như trong đời sống; việc tạo ra môi trường làm lạnh theo kỹ thuật có nhiều cách khác nhau
như:
-

Làm lạnh bằng giãn nở đoạn nhiệt các khí và hơi

-

Làm lạnh bằng tiết lưu tác nhân lạnh

-

Làm lạnh bằng dòng lưu động qua ống

-

Làm lạnh bằng hấp thụ hiệu ứng nhiệt độ

-

Làm lạnh bằng từ trường

-

Làm lạnh bằng phương pháp bay hơi,…
Mỗi cách làm lạnh này đều có ưu nhược điểm khác nhau tùy vào điều điện hoàn cảnh

mà được ứng dụng một cách thích hợp. Tuy nhiên khi mà việc sử dụng năng lượng khơng
hiệu quả hay chi phí năng lượng tăng cao thì việc sử dụng các thiết bị làm lạnh tiêu tốn năng
lượng lớn dẫn đến gia tăng chi phí sử dụng. Mặc dù các thiết bị làm lạnh hiện nay có nhiều
bước tiến đáng kể trong thiết kế và sử dụng sao cho việc tiêu tốn năng lượng ở mức thấp
như sử dụng công nghệ inverter cho máy lạnh có máy nén hơi, sử dụng máy lạnh hấp thụ
rộng rãi hơn. Tuy vậy, ngay cả khi đối với loại máy lạnh hấp thụ mặc dù cho thấy ưu điểm
vượt trội trong việc sử dụng năng lượng nhưng chế tạo thiết bị địi hỏi chính xác và vẫn phải
tốn chi phí cho nguồn nhiệt nếu khơng có nguồn nhiệt thừa để sử dụng, chưa kể việc cần có
diện tích lắp đặt, đầu tư trang thiết bị và chỉ phù hợp với phụ tải lớn, hệ thống phải phù hợp
cơng năng của cơng trình. Song song với đó là các nguy hại về môi trường khi các tác nhân

lạnh trong các loại máy lạnh này rị rỉ ra mơi trường. Các tác nhân lạnh này là một trong các
lý do chính yếu dẫn đến sự ấm lên tồn cầu cũng như sự suy giảm tầng ozone dẫn đến nhiều
GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


2

hệ lụy về sinh thái và sức khỏe của con người. Ngoài ra, việc tiêu thụ một lượng lớn điện
năng để điều hịa khơng khí làm gia tăng gánh nặng truyền tải điện năng cũng như chi phí
xây dựng thêm các nhà máy điện để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người.
Do vậy, xuất phát từ những vấn đề trên, phương pháp làm lạnh bay hơi đã cho thấy
ưu điểm khi việc làm lạnh khơng khí bằng cách bốc hơi của nước trong khơng khí để hạ
nhiệt độ khơng khí xuống nhiệt độ u cầu cần thiết. Phương pháp này có ưu điểm là đơn
giản, dễ sử dụng, rẻ tiền, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, hạn chế ơ nhiễm mơi
trường,…Tuy nhiên có một lưu ý đó là phương pháp làm lạnh bay hơi này làm cho độ ẩm
trong khơng khí tăng cao (RH ~100%) sẽ gây ra các tác hại không mong muốn về sức khỏe
cho con người hay các hư hại về máy móc hoặc hư hại sản phẩm do nấm mốc, vi khuẩn phát
triển nhanh trong mơi trường có độ ẩm cao.
Do đó, việc khử ẩm là một yếu tố quan trọng trong phương pháp làm lạnh bay hơi.
Và một trong những phương pháp tốt để khử độ ẩm cao trong khơng khí là có thể sử dụng
chất hút ẩm để xử lý độ ẩm trong khơng khí trước khi cấp vào khơng gian điều hịa. Hơn
nữa, điều kiện khí hậu của miền Nam Việt Nam thuộc loại nhiệt đới gió mùa nên nhiệt độ và
độ ẩm tương đối cao do vậy quá trình làm lạnh bay hơi thường khơng đạt được hiệu quả cao
khi khơng có biện pháp khử ẩm.
Kết hợp hai phương pháp này có thể cho chúng ta một giải pháp hữu hiệu trong lĩnh
vực ĐHKK và các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả phù hợp với đặc điểm khí hậu
Nam Việt Nam.
Dựa trên những phân tích trên, việc nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm phương

pháp làm lạnh bay hơi kết hợp với việc hút ẩm bằng chất hút ẩm lỏng từ đó đưa ra phương
án, sơ đồ cụ thể áp dụng cho hệ thống điều hòa khơng khí trong sản xuất và sinh hoạt.
1.1.2. Liên hệ với thực tiễn trên thế giới và Việt Nam
Đối với phương pháp làm lạnh bay hơi thì đây là một biện pháp tương đối đơn giản
và rẻ tiền được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu và được thương mại hóa với nhiều sản
phẩm đa dạng được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như các máy làm mát (air
cooler) công suất lớn cho các nhà máy của hãng Nakami cung cấp lượng gió đến 30,000
m3/h và tiêu thụ từ 25-30 lít nước một giờ như mơ tả trong Hình 1.1.

GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


3

Hình 1.1: Máy làm mát bằng phương pháp bay hơi của hãng Nakami
Ngồi ra cịn có kiểu làm mát bằng các tấm mành bằng PVC và cho nước tưới lên các tấm
mành này, khơng khí đi qua các tấm mành này sẽ hòa trộn với nước để giảm nhiệt độ của
khơng khí rồi cấp vào phịng điều hịa. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi cho các nhà
máy dệt may, giày da, trong nhà kình nơng nghiệp hay trong chăn ni (Hình 1.2).

Hình 1.2: Làm mát bằng tấm mành
Trong dân dụng, các hãng sản xuất giới thiệu loại quạt phun sương hay quạt hơi nước ứng
dụng phương pháp làm lạnh bay hơi này để điều hòa nhiệt độ trong phịng (Hình 1.3).

Hình 1.3: Quạt phun sương hay quạt hơi nước trong dân dụng

GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


4

Mặc dù các sản phẩm này thể hiện những ưu điểm của phương pháp làm lạnh bay hơi như
có thể giảm được nhiệt độ phòng xuống từ 3~5oC nhưng nhược điểm của phương pháp này
là khơng kiểm sốt được độ ẩm, điều này đã ảnh hưởng rất nhiều tới sức khỏe của con người
và các thiết bị do khơng khí sau khi hịa trộn với nước có nhiệt độ thấp hơn ban đầu nhưng
độ ẩm lại cao được cấp trực tiếp vào khơng gian điều hịa làm cho mơi trường luôn bị ẩm
ướt. Do vậy, việc khử ẩm sao cho đạt được cầu về chất lượng khơng khí cấp vào khơng gian
điều hịa là khá quan trọng đối với phương pháp làm lạnh bay hơi và một trong những cách
là dùng chấ hút ẩm để khử ẩm trong khơng khí trước khi cấp vào khơng gian điều hịa. Việc
khử ẩm bằng chất hút ẩm trên thế giới được ứng dụng từ những năm 1930 trong công
nghiệp với ngân sách dồi dào hay những lĩnh vực có rủi ro cao do độ ẩm cao như trong nhà
máy bán dẫn, nhà máy sản xuất rượu bia với quá trình lên men cần độ ẩm thấp để hạn chế vi
sinh hay trong lĩnh vực hàng hải dùng chất hút ẩm để hạn chế sự ngưng tụ và ăn mòn do độ
ẩm trong các kiện hàng hay như việc dùng hệ thống hút ẩm để bảo quản sản phẩm trong các
kho hàng. Trong lĩnh vực điều hịa khơng khí, thì việc dùng chất hút ẩm bắt đầu được ứng
dụng rộng rãi từ những năm 1985 như dùng trong các siêu thị tại Mỹ khi sự cải tiến cơng
nghệ, sự chênh lệc về chi phí năng lượng giữa điện năng và nhiệt năng làm cho việc sử dụng
hệ thống hút ẩm bằng chất hút ẩm trở nên thuận tiện hơn. Hơn nữa, việc sử dụng hệ thống
chất hút ẩm này để khử ẩm trong không khí ngồi việc được sử dụng đơn lập thì nó còn
được sử dụng kết hợp với các hệ thống khác như với hệ thống làm lạnh có máy nén hơi hay
với phương pháp làm lạnh bay hơi,…
1.1.2.1 Các nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới
Hệ thống hút ẩm băng chất hút ẩm được dùng trong lĩnh vực điều hòa khơng khí có
thể chia làm hai loại chính là hệ thống hút ẩm bằng chất hút ẩm rắn và hệ thống hút ẩm bằng
chất hút ẩm lỏng vớ nhiều loại chất hút ẩm dùngtrong nghiên cứu và thương mại hóa. Trong
lĩnh vực thương mại, hãng Kathabar (www.khatabar.com) giới thiệu hệ thống hút ẩm lỏng

năm 1910 được sử dụng trong quá trình sản xuất hóa chất và hóa dầu, đến năm 1930, công
ty Niagara Blower dùng dung dich chất hút ẩm Tri-ethylence Glycol (TEG) kết hợp với hệ
thống làm lạnh.

GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


5

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống chất hút ẩm của hãng Kathabar

Hình 1.5: Thiết bị của hãng Kathabar
Bên cạnh đó, cịn có hệ thống hút ẩm bằng chất hút ẩm rắn dạng rotor kết hợp với hệ thống
làm lạnh tiêu biểu như của hãng Trane (www.trane.com).

Hình 1.6: Sơ đồ xử lý khơng khí dùng chất hút ẩm rắn dạng rotor kết hợp với hệ thống lạnh
của hãng Trane
Ngoài ra, các hoạt đông nghiên cứu và phát triển việc hút ẩm bằng chất hút ẩm cũng
được chú ý ở nhiều nước (Mei et al, 1992) với sự tham gia của chính phủ Hoa Kỳ cũng như
của các trường đại học, viện nghiên cứu, các công ty tư nhân với qui mô nghiên cứu đa dạng
như: phòng Năng Lượng Hoa Kỳ (DOE) tài trợ cho các nghiên cứu ở viện nghiên cứu Năng
Lượng Mặt Trời (SERI), phịng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge,…; viện nghiên cứu Khí
(GRI) với ngân sách 4 triệu USD mỗi năm cho công nghệ chất hút ẩm; viện nghiên cứu
GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa

6

SERI phát triển công nghệ hút ẩm dạng bánh xe hút ẩm; trường đại học Illinois ở Chicago
(UIC) nghiên cứu dạng bánh xe hút ẩm, trường đại học Missouri xây dựng hệ thống dữ liệu
cho chất hút ẩm rắn và lỏng phù hợp với việc kiểm sốt chất lượng khơng khí trong nhà.
Cịn các cơng ty tư nhân như tập đồn Mecker thương mại hóa hệ cho hệ thống hút ẩm dùng
trong hệ thống HVAC; công ty Gershon Meckler phát triển hệ thống hút ẩm hai cấp kết hợp
với hệ thống HVAC truyền thống dùng trong các tòa nhà thương mại. Tại các quốc gia khác
như Italia, công ty Tecnica del Freddo dùng dung dịch hút ẩm LiCl cho chu trình bơm nhiệt,
trường đại học kỹ thuật Munich, Đức, sử dụng dung dịch zeolite ứng dụng cho bơm nhiệt.
Tại các quốc gia châu Á như Nhật Bản, Đài Loan, Ấn Độ, Malaysia,… cũng đang nghiên
cứu tuy nhiên vẫn chưa phát triển nhiều sản phẩm dạng này dạng thương mại.
Với các nghiên cứu chuyên sâu cho phương pháp làm lạnh bay hơi và hút ẩm bằng
chất hút ẩm thì các trường đại học lớn, trung tâm, viện nghiên cứu của thế giới đã nghiên
cứu từ rất lâu với nhiều loại chất hút ẩm khác nhau và áp dụng đa dạng các phương pháp
khác nhau tiêu biểu như:
Nghiên cứu chất hút ẩm kết hợp với hệ thống bơm nhiệt của Wu và các đồng nghiệp
(2006) tại trường Đại học Bách Khoa Northwestern, Trung Quốc, tại đây hệ thống làm lạnh
bằng máy nén hơi kết hợp với chất hút ẩm trong dàn bay hơi (hình 1.7)

Hình 1.7: Mơ hình làm lạnh bằng máy nén hơi kết hợp với chất hút ẩm
Với hệ thống này, máy lạnh có nhiệm vụ làm lạnh nhiệt độ của khơng khí đạt tới trạng thái
u cầu cịn việc giảm ẩm trong khơng khí là do chất hút ẩm đảm nhiệm, ưu điểm của hệ
GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


7

thống này là công suất máy lạnh giảm so với cùng tải nhiệt do máy lạnh chỉ làm nhiệm vụ
giảm nhiệt độ của khơng khí cịn việc giảm ẩm là do chất hút ẩm đảm nhiệm, và việc hoàn
nguyên chất hút ẩm do dàn ngưng của máy lạnh thực hiện từ việc tận dụng sự giải nhiệt của
môi chất trong dàn ngưng để hoàn nguyên chất hút ẩm. Tuy nhiên, hệ thống này có một
nhược điểm là vật liệu chế tạo thiết bị dàn ngưng và dàn bay hơi phải chống lại được sự ăn
mòn của muối nên giá thành thiết bị cao hơn so với máy lạnh thông thường.
Hay nghiên cứu của Kozubal (2013) tại Phịng thí nghiệm quốc gia Hoa Kỳ về lĩnh
vực năng lượng mới hoặc nghiên cứu của Gao và đồng nghiệp (2014) đã kết hợp giữa thiết
bị hút ẩm và thiết bị làm lạnh bay hơi kiểu gián tiếp trong thí nghiệm và so sánh hiệu quả
với hệ thống máy lạnh có máy nén hơi và cho thấy hệ thống này tiết kiệm được từ 40-80%
năng lượng tiêu thụ, có thể điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm của khơng khí một cách độc lập do
hai thiết bị hút ẩm và bay hơi hoạt động độc lập nhau như hình 1.8.

Hình 1.8: Mơ hình thí nghiệm của Kozubal
Còn về các sản phẩm thương mại trên thị trường, chất hút ẩm được thương mại từ rất sớm
và phát triển ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản phẩm của hãng Kathabar (hình 1.5) tại
Hoa Kỳ hoặc công ty Advantixsystems hoạt động với chút hẩm lỏng hay như thiết bị hút ẩm
rắn dạng rotor của hãng Trane,…
1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam
Ở Việt Nam, phương pháp làm lạnh bay hơi cũng được ứng dụng trong công nghiệp
và dân dụng như trong các nhà máy dệt may, trong các nhà kính nơng nghiệp hay trong các
xưởng sản xuất khơng u cầu kiểm sốt độ ẩm hoặc các quạt phun sương hay quạt hơi
nước sử dụng trong gia đình được bán rộng rãi với đủ chủng loại và mẫu mã khác nhau
GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


8

nhưng do các thiết bị này không thể khống chế được độ ẩm nên sau một thời gian sử dụng
ảnh hưởng đến sức khỏe và các thiết bị nên khách hàng dần loại bỏ và thay thế bằng các loại
máy lạnh truyền thống. Đối với các thiết bị hút ẩm được giới thiệu trên thị trường Việt Nam
được gọi là máy hút ẩm nhưng hoạt động hút ẩm giống như thiết kế một máy điều hịa
khơng khí tách ẩm bằng cơng nghệ làm lạnh khơng khí dưới điểm sương để tách ẩm rồi cấp
gió khơ vào phịng chứ khơng phải loại thiết bị hút ẩm dùng chất hút ẩm rắn hoặc lỏng được
đề cập trong luận văn này. Ngoài ra, chất hút ẩm cũng được ứng dụng trọng việc xử lý ẩm
trong khí nén để đạt được yêu cầu trong việc cấp khí nén vào qui trình sản xuất với nhiệt độ
đọng sương của khí nén thấp hơn -40oC mà các loại máy làm khơ khí nén (air dryer) chạy
bằng môi chất lạnh không thể đáp ứng được cho các yêu cầu này, như nhà máy Intel dùng
hệ thống air dryer bằng chất hút ẩm rắn để khử ẩm trong khí nén đạt tới -70oC trước khi cấp
khí nén vào trong q trình sản xuất.

Hình 1.9: Máy làm khơ khí (air dryer) dùng chất hút ẩm Al2O3 được lắp đặt
trong hệ thống khí nén
Đối với việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp khử ẩm bằng chất hút ẩm thì vẫn
chưa phổ biến, có những đề tài nghiên cứu về lĩnh vực này như luận văn thạc sỹ của Lâm
Thanh Hùng với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng làm lạnh bay hơi có sử dụng chất hút ẩm
trong điều hịa khơng khí nhằm tiết kiệm năng lượng” (2008), luận văn thạc sỹ của Lê
Quang Huy với đề tài “Nghiên cứu khả năng sử dụng các qui trình hút ẩm để làm khơ khơng
khí trong điều kiện khí hậu miền Nam Việt Nam” (2008) hay luận văn thạc sỹ của Lê Công
Sơn với đề tài “Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ làm lạnh bay hơi và tách ẩm bằng
chất hút ẩm trong điều kiện Việt nam” (2004).
Các đề tài này nhìn chung đã nghiên cứu phương pháp tương đối đầy đủ về mặt lý
thuyết cho các phương pháp làm lạnh bay hơi và hút ẩm bằng chất hút ẩm, các công thức
GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa

9

tính tốn có thể dùng cho các nghiên cứu tiếp theo. Các luận văn này đã so sánh được các
thông số của mơ hình thí nghiệm và tính tốn lý thuyết qua đó có thể cải tiến để ứng dụng
các mơ hình này trong thực tế và trong thương mại. Tuy nhiên, các luận văn này cịn có
nhiều điểm cần được nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện thêm như:


Các luận văn này đã tiến hành các thí nghiệm về làm lạnh bay hơi hay về hút ẩm một

các độc lập với nhau, chưa có các thí nghiệm liên kết các mơ hình này với nhau để có thể
đánh giá được tính hiệu quả của lý thuyết khi áp dụng trong điều kiện ở Việt Nam


Đối với chất hút ẩm thì chưa đánh giá được hiệu suất hút ẩm của chất hút ẩm để có

cái nhìn tổng thể hơn về khả năng hút ẩm của chất hút ẩm lỏng và dự đốn q trình sau hút
ẩm và hồn ngun.


Việc hồn nguyên dung dịch hút ẩm tuy có giới thiệu được các phương pháp gia

nhiệt cho chất hút ẩm bằng năng lượng mặt trời, nguồn nhiệt thải nhưng chưa ứng dụng
được trong thí nghiệm.
Các đề tài đã giới thiệu được mơ hình kết hợp giữa hệ thống làm lạnh bay hơi và hệt thống
hút ẩm cho hệ thống điều hịa khơng khí nhưng chưa được kiểm chứng bằng thực nghiệm.
Qua những tìm hiểu thực tiễn trên thế giới và ở Việt Nam, đề tài này nhận thấy rằng
việc xây dựng một mơ hình thực tế để áp dụng trong điều kiện khí hậu Việt Nam cần được
nghiên cứu sâu rộng hơn cho phù hợp với tình hình thực tế như xây dựng một mơ hình kết
hợp cho hệ thống điều hịa khơng khí dùng phương pháp làm lạnh bay hơi và hút ẩm bằng

chất hút ẩm lỏng với những cải tiến sau:


Kết hợp mơ hình làm lạnh bay hơi trực tiếp và mơ hình hút ẩm bằng chất hút ẩm lỏng

qua đó đánh giá được tính hiệu quả của lý thuyết và điều kiện mơi trường Việt Nam, từ đó
tiến tới ứng dụng trong thực tế và thương mại.


Cần đánh giá được hiệu quả hút ẩm của chất ẩm lỏng và qua đó đánh giá được hiệu

suất của mơ hình cũng như dự đốn được các trạng thái của q trình sau hút ẩm và hoàn
nguyên.


Ứng dụng được các phương pháp tiết kiệm năng lượng hoặc tận dụng các nguồn

nhiệt tự nhiên hay nguồn nhiệt thải để nâng cao hiệu quả của phương pháp làm lạnh bay hơi
và hút ẩm bằng chất hút ẩm. Đề tài này dùng ống nhiệt để cải tiến quá trình gia nhiệt cho
dung dịch hút ẩm qua đó đánh giá hiệu quả của việc tận dụng nhiệt thải cũng như đánh giá
tính ứng dụng trong thực tế.

GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa


10

1.1.3. Tính cấp thiết của đề tài

Đề tài “Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phương pháp làm lạnh bay hơi và hút
ẩm bằng chất hút ẩm lỏng trong lĩnh vực điều hịa khơng khí tại miền Nam Việt Nam” mang
ý nghĩa thực tiễn cao khi đề cập đến một cái nhìn khác trong lĩnh vực điều hịa khơng khí ở
Việt Nam hiện nay khi dùng phương pháp làm lạnh bay hơi kết hợp với chất hút ẩm lỏng đề
điều hịa nhiệt độ và độ ẩm trong khơng gian điều hòa và giảm lượng tiêu thụ điện năng hay
nhiệt năng so với các phương pháp dùng máy lạnh có máy nén hơi hay máy lạnh hấp thụ.
Đề tài này cho thấy được góc nhìn mới trong lĩnh vực điều hịa khơng khí qua sự kết
hợp phương pháp làm lạnh bay hơi và phương pháp khử ẩm bằng chất hút ẩm lỏng qua đó
hướng tới hai mục tiêu chính:
-

Đạt được u cầu về chất lượng khơng khí cấp vào khơng gian điều hòa

-

Tiết kiệm năng lượng hơn so với các phương pháp làm lạnh khác

Qua hai mục tiêu này sẽ đánh giá sâu hơn khả năng ứng dụng của phương pháp làm lạnh
bay hơi kết hợp với hút ẩm bằng chất hút ẩm lỏng trong thực tế.
1.2.

Mục tiêu nghiên cứu
 Đánh giá khả năng ứng dụng nguyên lý làm lạnh bay hơi thay cho máy lạnh truyền

thống.
 Ứng dụng phương pháp hút ẩm bằng chất hút ẩm lỏng phù hợp với điều kiện khí hậu
Nam Việt Nam.
 Đánh giá khả năng ứng dụng kết hợp hai phương pháp này trong đời sống và sản
xuất.
1.3.

Nội dung nghiên cứu
 Xây dựng mơ hình để đánh giá tính thực tiễn của đề tài.
 Tính toán thiết kế hệ thống kiểm chứng lý thuyết của phương pháp làm lạnh bay hơi

và phương pháp hút ẩm của chất hút ẩm lỏng để đánh giá ưu khuyết điểm của phương pháp
này từ đó đề ra những biện pháp cải tiến cho phù hợp với khí hậu địa phương.
1.4.

Phạm vi và thiết bị nghiên cứu
Nghiên cứu phương pháp làm lạnh bay hơi sử dụng nguồn nước để giảm nhiệt độ

khơng khí và kết hợp với chất hút ẩm lỏng để khử ẩm trong khơng khí sao cho đạt được các
u cầu về vi khí hậu, phương pháp hồn nguyên chất dung dịch hút ẩm bằng năng lượng
mặt trời hay nhiệt thải bằng ống nhiệt.
GVHD: TS. Nguyễn Thế Bảo

HVTH: Đinh Trung Nghĩa