Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của rung lắc đến hiệu quả làm lạnh của máy lạnh hấp thụ NH3 H2O sử dụng năng lượng mặt trời và nhiệt thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LÊ THỊ HOÀI GIANG

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA
RUNG LẮC ĐẾN HIỆU QUẢ LÀM LẠNH CỦA MÁY
LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI VÀ NHIỆT THẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT

HÀ NỘI 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LÊ THỊ HOÀI GIANG

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA
RUNG LẮC ĐẾN HIỆU QUẢ LÀM LẠNH CỦA MÁY
LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI VÀ NHIỆT THẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. ĐẶNG TRẦN THỌ

HÀ NỘI 2017


LỜI CẢM ƠN
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến TS. Đặng Trần Thọ
đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quan trọng, quý báu cho nội dung
của luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Viện Khoa Học
và Công Nghệ Nhiệt – Lạnh, trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã quan tâm, giúp
đỡ em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường.
Thành cơng của luận văn cịn thể hiện sự biết ơn sâu sắc của tác giả đến những
người thân và bạn bè, đồng nghiệp đã hỗ trợ và động viên tác giả trong suốt thời
gian thực hiện luận văn này.
Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2017
Học viên

Lê Thị Hoài Giang

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu của tơi.
Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng tài liệu, thông tin được đăng tải
trên các tạp chí và các trang Wed theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn.
Nếu sai, tơi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2017
Học viên

Lê Thị Hoài Giang

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU................................................................................. vi
CÁC CHỈ SỐ .......................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ .............................................................. ix
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ ........................................3
1.1 Máy lạnh hấp thụ .......................................................................................................... 3
1.1.1 Khái niệm, nguyên lý làm việc của máy lạnh hấp thụ....................................... 3
1.1.2 Phân loại máy lạnh hấp thụ ................................................................................. 4
1.1.3 Ưu nhược điểm của máy lạnh hấp thụ..............................................................15
1.1.4 Các đặc trưng của máy lạnh hấp thụ.................................................................16
1.2 Các kết quả nghiên cứu về máy lạnh hấp thụ ....................................................... 23
1.2.1 Các kết quả nghiên cứu trên thế giới ................................................................23
1.2.2 Các kết quả nghiên cứu ở V3. Tuy nhiên, với MLHT hoạt động trên tàu cá, những lúc sóng to, gió
lớn, thì biên độ dao động của hệ thống sẽ tăng. Chính vì vậy, cần phải có thêm biện
pháp để có thể tách được hồn tồn lượng ẩm cuốn theo NH3.

30


Chương 5. Tóm tắt và kết luận

Chương 5. TĨM TẮT VÀ KẾT LUẬN
5.1 Tóm tắt
Xuất phát từ thực tiễn cho đến nay việc ứng dụng máy lạnh hấp thụ vào đời
sống, sản xuất trong điều kiện điện năng ngày càng thiếu hụt ở Việt Nam vẫn còn
nhiều hạn chế. Lĩnh vực đánh bắt thủy sản là một trong những lĩnh vực đòi hỏi tiêu
thụ một lượng năng lượng khá lớn để làm lạnh bảo quản. Hầu hết các tàu, thuyền
cần một khối lượng đá lạnh khá lớn để bảo quản thủy hải sản trong quá trình đánh
bắt. Tuy nhiên, việc có đủ lượng đá lạnh để sử dụng cũng khơng phải dễ trong
những tháng cao điểm, nơi hạn chế sử dụng điện, mặt khác năng lượng tiêu hao để
vận chuyển khối lượng đá lạnh này trong một chuyến đánh bắt hải sản là không hề
nhỏ và thời gian bảo quản dùng đá lạnh cũng bị giới hạn. Trong khi đó, năng lượng
tự nhiên như nắng, gió... ở trên biển là vơ tận, cịn nhiệt thải từ động cơ thì phải
dùng nước biển để làm mát một phần. Vì vậy, việc nghiên cứu để có thể ứng dụng
các loại năng lượng này nhằm phục vụ quá trình đánh bắt thủy sản, trong điều kiện
hiện nay là điều hết sức thiết thực.
Tuy nhiên, với điều kiện hoạt động đặc biệt của MLHT trên biển, sự rung lắc
của MLHT ảnh hưởng lớn đến hiệu quả hoạt động của hệ thống. Luận văn này đã
tập trung nghiên cứu sự rung lắc ảnh hưởng đến hiệu quả làm lạnh của MLHT để
từng bước đưa MLHT vào sử dụng hiệu quả và rộng rãi trong việc làm lạnh, bảo
quản trên các tàu thuyền đánh bắt thủy sản, vận tải, các giàn khoan, hải đảo...
Luận văn đã thực hiện được các nội dung chính sau:
-

Tổng hợp những kiến thức chung về MLHT, các kết quả nghiên cứu trong
nước và trên thế giới về MLHT, tính kiểm tra các thơng số trạng thái của chu
trình;

-

Khảo sát, đánh giá hoạt động của mơ hình máy lạnh hấp thụ;

-

Cải tạo, nâng cấp mơ hình thực nghiệm đáp ứng các u cầu, mục đích thực
nghiệm;

30


Chương 5. Tóm tắt và kết luận

-

Vận hành mơ hình thực nghiệm, đo đạc và tổng hợp các thông số làm việc
của mơ hình;

-

Đánh giá được sự ảnh hưởng của rung lắc đến nhiệt độ bay hơi, tốc độ làm
lạnh, năng suất lạnh, hiệu quả làm lạnh và hiệu quả sử dụng năng lượng của
máy lạnh hấp thụ NH3/H2O sử dụng năng lượng mặt trời và nhiệt thải.

5.2 Kết luận
Từ những kết quả thu được của quá trình thực nghiệm cho thấy:
- Đã tổng hợp và xây dựng đầy đủ cơ sở lý thuyết cho phép tính kiểm tra máy
lạnh hấp thụ NH3/H2O sử dụng năng lượng mặt trời và khói thải;
- Sau 180 [phút] hoạt động mơ hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O sử dụng năng
lượng mặt trời và khói thải vận hành ổn định, các kết quả kiểm tra phù hợp với lý
thuyết tính tốn;

- Thay đổi biên độ rung lắc ảnh hưởng tới nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh
trong MLHT là khá lớn: Nhiệt độ bay hơi thấp nhất đạt -18 [°C] ở biên độ rung lắc
17,5 [cm], giảm 16,13% so với chế độ tĩnh;
- Thay đổi biên độ rung lắc ảnh hưởng lớn đến tốc độ làm lạnh của MLHT: Ở
biên độ rung lắc 17,5 [cm], nhiệt độ buồng lạnh giảm xuống -5,5 [°C] sau 120
[phút] hoạt động, giảm 787% so với chế độ tĩnh;
- Thay đổi biên độ ảnh hưởng đến năng suất lạnh của MLHT: Khi rung lắc với
biên độ 17,5[cm] năng suất lạnh tăng đến Q0= 1,506 [kW] cao hơn so chế độ tĩnh
Q0 = 1,472 [kW];

- Thay đổi biên độ rung lắc ảnh hưởng đến hiệu quả làm lạnh của MLHT:
COP=0,379 đạt giá trị lớn nhất tại biên độ 17,5 [cm] tăng hơn so với chế độ tĩnh
COP = 0,375;
- Thay đổi biên độ rung lắc ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng của
MLHT: Biên độ có hiệu quả sử dụng năng lượng lớn nhất là 17,5 [cm] EER=1,292
tăng cao hơn so với chế độ tĩnh EER =1,280.

30


Chương 5. Tóm tắt và kết luận

5.3 Kiến nghị
Kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng rung lắc đến MLHT là một trong các bước
để đưa MLHT đến gần hơn với những ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên, để có thể
thực sự đưa vào sử dụng trong thực tế thì cần thực hiện một số nội dung như sau:
- Thực hiện thêm nghiên cứu ở các chế độ thực nghiệm có biên độ rung lắc lớn
hơn;
- Thực hiện các thí nghiệm chuyên sâu với các điều kiện làm việc khác nhau
để có được những đặc tính làm việc cụ thể của thiết bị. Trên cơ sở đó để đưa ra

những đánh giá về mặt hiệu suất thiết bị, hiệu quả kinh tế, hiệu quả xã hội cũng như
tính phù hợp với từng điều kiện trong thực tế.
Do thời gian thực hiện luận văn có hạn và năng lực cá nhân cịn hạn chế chắc
chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự góp ý, chỉnh sửa của các thầy
cơ cũng như của các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.

30


Tài liệu tham khảo

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS.TS. Phạm Lê Dần, PGS.TS. Bùi Hải.(2005) Nhiệt động kỹ thuật, NXB
KHKT, Hà Nội.
2. PGS.TS.Bùi Hải.(2008), Tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt, NXB KHKT,
Hà Nội.
3. Hoàng Mai Hồng.(2015), Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, ứng dụng máy
lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời và nhiệt thải, Luận án thạc sỹ,
ĐHBK Hà Nội
4. GS.TS. Lê Chí Hiệp. (2004), Máy lạnh hấp thụ trong kỹ thuật điều hịa khơng
khí, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
5. GS.TS. Lê Chí Hiệp, Võ Kiến Quốc. (2001), “Nghiên cứu máy lạnh hấp thụ
NH3/H2O sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất nước đá”, (Tạp chí năng
lượng Nhiệt), (99), tr. 8-11.
6. Hoàng Dương Hùng (2002), Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của thiết bị thu
năng lượng mặt trời để cấp nhiệt và điều hồ khơng khí, Luận án Tiến sĩ kỹ
thuật, Đại học Đà Nẵng .
7. PGS.TS. Hoàng Dương Hùng, Trần Ngọc Lân. (2005), “Máy lạnh hấp phụ sử
dụng năng lượng mặt trời”, (tạp chí năng lượng nhiệt), (5), tr. 12-14.
8. Nguyễn Thành Văn, Phan Quang Xưng. (1998), Nghiên cứu sử dụng máy lạnh

hấp thụ trong lĩnh vực điều hoà khơng khí tại Việt nam, Luận án Thạc sĩ KHKT,
Đại học Đà Nẵng.
9. TS.Lê Nguyên Minh. (2008) Giáo trình nhiệt động kỹ thuật, nhà xuất bản Giáo
Dục
10. PGS.TS. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ. (2002) Hướng dẫn thiết kế hệ thống
lạnh , Nhà xuất bản Giáo dục.
11. PGS.TS. Nguyễn Đức Lợi, PGS.TS. Phạm Văn Tùy. (1996) Môi chất lạnh,
NXB Giáo dục.

30


Tài liệu tham khảo

12. PGS.TS. Nguyễn Đức Lợi, PGS.TS. Phạm Văn Tùy. (1996) Kỹ thuật lạnh cơ
sở, NXB Giáo dục.
13. Nguyễn Văn May. (1997), Bơm, quạt, máy nén, Nhà xuất bản khoa học kỹ
thuật, Hà Nội.
14. Chu Mai Vinh, Nguyễn Hữu Huệ, Nguyễn Lê Châu Thành. (2014), “Nghiên
cứu tận dụng nhiệt thải từ động cơ”, Đại học Đà Nẵng.
15. Hồ Lê Viên. (1997), Tính tốn, thiết kế các chi tiết thiết bị hóa dầu và dầu khí,
NXB Giáo dục.
16. Jurgen Streib. (1992), Hot water from the sun, Germany.
17. Dave Fusco and Reza Toossi. (2001), “Adsorption Air-Conditioning for
Containerships and Vehicles”, California State University Long Beach.
18. E. González.Ph.D, Associate.Professor. (2005), “Solar Driven Absorption Air
Conditioning Systems For The Caribbean, Jorge”, Department of Mechanical
Engineering - University of Puerto Rico-Mayagüez –Mayagüez.
19. Fernandez-Seara, J.Sieres and M. Vazquez. 2006. “Compression – absorption
cascade refrigeration syste”, Applied Thermal Engineering 26: 502 - 512

20. V Mittal, KS Kasana, NS Thakur. (2005), “The study of solar absorption airconditioning systems”, NIT, Kurukshetra.
21. Taboas F, Bourouis M, Vallès M. (2014), “Analysis of ammonia/water and
ammonia/salt mixture absorption cycles for refrigeration purposes in fishing ships”,
Applied Thermal Engineering, 66(1–2), pp. 603–611.

30