Nghiên cứu xây dựng thuật toán và lập trình tính toán mô phỏng máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời và nhiệt thải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.98 MB, 133 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------
LÊ KHẮC QUYẾT
NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ LẬP TRÌNH TÍNH
TỐN, MƠ PHỎNG MÁY LẠNH HẤP THỤ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI VÀ NHIỆT THẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT NHIỆT
Hà Nội - 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------
LÊ KHẮC QUYẾT
NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ LẬP TRÌNH TÍNH
TỐN, MƠ PHỎNG MÁY LẠNH HẤP THỤ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI VÀ NHIỆT THẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT NHIỆT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. ĐẶNG TRẦN THỌ
Hà Nội - 2017
LỜI CẢM ƠN
Bản luận văn này được thực hiện trong thời gian từ tháng 10/2014 đến tháng
12/2017, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của TS. Đặng Trần Thọ, giảng viên trường
ĐHBK Hà Nội.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Đặng Trần Thọ đã giúp đỡ em hoàn thành bản
luận văn. Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo trong
trường đã quan tâm giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường.
Tác giả luận văn
Lê Khắc Quyết
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19]
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu của tơi.
Nội dung ḷn văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng
tải trên các tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu tham khảo của luận
văn.
Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Tác giả luận văn
Lê Khắc Quyết
MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT .............................................................. i
DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................................... iii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................... v
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN....................................................................................................... 1
1.1. MÁY LẠNH HẤP THỤ .................................................................................. 1
1.1.1. Lịch sử phát triển ....................................................................................... 1
1.1.2. Khái niệm, nguyên lý làm việc ................................................................. 1
1.1.3. Phân loại máy lạnh hấp thụ ....................................................................... 3
1.1.4. Các đặc trưng cơ bản ............................................................................... 14
1.1.5. Ưu, nhược điểm...................................................................................... 20
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ ........................ 20
1.2.1. Các cơng trình ở Việt Nam ..................................................................... 20
1.2.2. Các cơng trình trên thế giới..................................................................... 21
1.3. ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI22
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................. 22
1.3.2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu ........................................................... 24
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN MÁY LẠNH HẤP THỤ............... 25
2.1. TÍNH TỐN CHU TRÌNH ........................................................................... 25
2.1.1. Lựa chọn các thông số ban đầu............................................................... 25
2.1.2. Xác định các thông số trạng thái của chu trình ...................................... 25
2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI NHIỆT CỦA THIẾT BỊ .......................................... 34
2.2.1. Tính toán các dòng nhiệt ......................................................................... 34
2.2.2. Tính toán các dòng dung dịch ................................................................. 35
2.2.3. Tính toán các phụ tải nhiệt của thiết bị ................................................... 35
2.3. TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG.................... 36
2.3.1. Tính chọn bơm dung dịch ....................................................................... 36
2.3.2. Tính toán, thiết kế thiết bị ngưng tụ........................................................ 36
2.3.3. Tính toán, thiết kế thiết bị bay hơi .......................................................... 39
2.3.4. Tính toán, thiết kế bình hấp thụ .............................................................. 40
2.3.5. Tính toán, thiết kế bình sinh hơi ............................................................. 45
2.3.6. Tính toán, thiết kế thiết bị tinh luyện ...................................................... 47
2.3.7. Tính toán, thiết kế thiết bị hồi nhiệt môi chất và hồi nhiệt dung dịch ... 48
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN......................... 52
3.1. XÂY DỰNG LƯU ĐỒ THUẬT TỐN ...................................................... 52
3.1.1. Lưu đờ tḥt toán tổng quát .................................................................... 52
3.1.2. Lưu đồ thuật toán chọn thông số đầu vào............................................... 53
3.1.3. Lưu đồ thuật toán tính toán chu trình ..................................................... 53
3.1.4. Lưu đồ thuật toán tính toán thiết kế thiết bị............................................ 61
3.1.5. Lưu đồ thuật toán mô phỏng hoạt động.................................................. 62
3.2. LỰA CHỌN NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH...................................................... 63
3.2.1. Các vấn đề cần giải quyết đối với chương trình ..................................... 63
3.2.2. Lựa chọn ngôn ngữ lập trình ................................................................... 64
CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG MÁY LẠNH HẤP THỤ.... 67
4.1. LẬP TRÌNH TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG .............................................. 67
4.1.1. Lập trình tính toán chu trình. .................................................................. 67
4.1.2. Lập trình tính toán, thiết kế các thiết bị .................................................. 68
4.1.3. Lập trình mơ phỏng ................................................................................. 71
4.2. TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG MÁY LẠNH HẤP THỤ ................................ 72
4.2.1. Tính toán máy lạnh hấp thụ .................................................................... 72
4.2.2. Tính toán mô phỏng ................................................................................ 78
4.2.3. Đánh giá kết quả tính toán bằng phần mềm ........................................... 80
CHƯƠNG 5. TÓM TẮT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................. 83
5.1. TÓM TẮT....................................................................................................... 83
5.2. KẾT LUẬN .................................................................................................... 84
5.3. KIẾN NGHỊ.................................................................................................... 84
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 86
PHỤ LỤC...................................................................................................................................... 88
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT
I. Danh mục ký hiệu
II. Chỉ số dưới
Q: Phụ tải nhiệt, W
r: Dung dịch đậm đặc
q: Mật độ dòng nhiệt, W/m2
a: Dung dịch lỗng
ζ: Hệ số làm lạnh
0: Mơi chất lạnh bay hơi
ξ: Nồng độ khối lượng, kg/kg
k: Môi chất lạnh ngưng tụ
t: Nhiệt độ, ºC
h: Dung dịch trong bình sinh hơi
T: Nhiệt độ tuyệt đối, K
A: Dung dịch trong bình hấp thụ
P: Áp suất, bar
w: Môi trường làm mát
i: Enthalpy, kJ/kg
H: Nước gia nhiệt
r: Nhiệt ẩn hóa hơi, kJ/kg
m: Chất lỏng tải lạnh
C: Nhiệt dung riêng, kJ/(kgK)
1: Vào
Ρ: Khối lượng riêng, kg/m3
2: Ra
v: Thể tích riêng, m3/kg
t: Bên trong
λ: Hệ số dẫn nhiệt, W/mK
n: Bên ngoài
μ: Độ nhớt động lực học, Ns/m2
gn: Gia nhiệt
ν: Độ nhớt động học, m2/s
sh: Sinh hơi
G: Lưu lượng khối lượng, kg/s
ht: Hấp thụ
F: Diện tích bề mặt, m2
bl: Buồng lạnh
k: Hệ số truyền nhiệt, W/(m2K)
III. Danh mục chữ cái viết tắt
α: Hệ số tỏa nhiệt, W/(m2K)
MLHT: Máy lạnh hấp thụ
δ: Chiều dày, m
BL: Buồng lạnh
d: Đường kính của ống, m
TL: Tiết lưu
l: Chiều dài ống, m
SH: Sinh hơi
ω: Tốc độ, m/s
HT: Hấp thụ
g: Gia tốc trọng trường, m/s2
i
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Cặp môi chất sử dụng trong máy lạnh hấp thụ. ..................................15
Bảng 1.2. Một số loại nhiệt thải và mức nhiệt độ tương ứng. .............................17
Bảng 1.3. Một số kim loại sử dụng trong kỹ thuật lạnh. .....................................18
Bảng 4.1. Kết quả tính toán chu trình ..................................................................72
Bảng 4.2. Kết quả tính toán phụ tải lạnh .............................................................76
Bảng 4.3. So sánh kết quả mô phỏng với thực nghiệm .......................................79
ii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đờ ngun lý máy lạnh hấp thụ. .......................................................2
Hình 1.2a. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn bố trí trong hai vỏ ...4
Hình 1.2b. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn bố trí trong một vỏ .6
Hình 1.3. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép loại 1 ........................7
Hình 1.4. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép loại 2 .........................8
Hình 1.5. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép loại 3 .........................9
Hình 1.6. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ NH3/H2O một cấp .........................................10
Hình 1.7. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ NH3/H2O hai cấp .........................................11
Hình 1.8. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ khuếch tán .....................................................13
Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ NH3/H2O ......................................23
Hình 2.1. Thiết bị hồi nhiệt môi chất lạnh (HNI) ................................................49
Hình 2.2. Thiết bị hồi nhiệt dung dịch kiểu ống lờng ống (HNII) .......................49
Hình 3.1. Lưu đờ tḥt toán tổng quát .................................................................52
Hình 3.2. Lưu đồ thuật toán tính toán thông số đầu vào .....................................53
Hình 3.3. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 10 ...............54
Hình 3.4. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 7 .................54
Hình 3.5. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 2 .................55
Hình 3.6. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 5 .................55
Hình 3.7. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 6 .................56
Hình 3.8. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 3 .................56
Hình 3.9. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 4 .................57
Hình 3.10. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 11 .............57
Hình 3.11. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 14 .............58
Hình 3.12. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 15 .............58
Hình 3.13. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 1 ...............59
Hình 3.14. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 12 .............59
Hình 3.15. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 8 ...............60
Hình 3.16. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 13 .............60
iii
Hình 3.17. Lưu đồ thuật toán xác định thông số trạng thái điểm nút 9 ...............61
Hình 3.18. Lưu đờ tḥt toán tính toán chọn công suất bơm dung dịch .............61
Hình 3.19. Lưu đồ thuật toán tính toán thiết kế thiết bị MLHT ..........................62
Hình 3.20. Lưu đồ thuật toán tính toán mơ phỏng hoạt động .............................62
Hình 3.21. Lưu đờ tḥt toán tính toán đánh giá khả năng hoạt động của MLHT . 63
Hình 3.22. Lưu đồ thuật toán tính toán hệ số nhiệt của chu trình .......................63
Hình 4.1. Giao diện chính của phần mềm ...........................................................67
Hình 4.2. Giao diện tính toán chu trình MLHT ...................................................68
Hình 4.3. Giao diện tính toán lựa chọn bơm .......................................................69
Hình 4.4. Giao diện tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ ......................................69
Hình 4.5. Giao diện tính toán thiết kế thiết bị bay hơi ........................................70
Hình 4.6. Giao diện tính toán thiết kế thiết bị hấp thụ ........................................70
Hình 4.7. Giao diện tính toán thiết kế bình sinh hơi – thiết bị ngưng tụ hồi lưu ...71
Hình 4.8. Mô phỏng hoạt động của MLHT ..........................................................71
Hình 4.9. Biểu đồ mô phỏng các giá trị nhiệt độ ..................................................78
Hình 4.10. Biến thiên nhiệt độ gia nhiệt theo thực nghiệm và mô phỏng ...........81
Hình 4.11. Biến thiên nhiệt độ sinh hơi theo thực nghiệm và mô phỏng ..............81
Hình 4.12. Biến thiên nhiệt ngưng tụ theo thực nghiệm và mô phỏng .................82
Hình 4.13. Biến thiên nhiệt độ bay hơi theo thực nghiệm và mô phỏng .............82
iv
MỞ ĐẦU
Ngành lạnh là một trong các ngành có các thiết bị tiêu thụ năng lượng lớn, chủ
yếu là năng lượng điện, đặc biệt nhu cầu sử dụng lạnh hiện nay luôn gắn liền với các
ngành chế biến thực phẩm, công nghiệp nhẹ và đánh bắt thủy hải sản. Vấn đề đặt ra
là làm thế nào vừa đáp ứng được nhu cầu về lạnh vừa sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả vẫn đang được nhiều nhà khoa học, nhiều cơ quan, tổ chức chính phủ đầu
tư nghiên cứu.
Một trong những hướng nghiên cứu ưu tiên hiện nay là công nghệ làm lạnh bằng
máy lạnh hấp thụ (MLHT) ở cả thế giới và Việt Nam. Với công nghệ làm lạnh này
cần ng̀n nhiệt có nhiệt độ từ 85 ºC đến 150 ºC nên có thể dùng được nhiều ng̀n
nhiệt khác nhau như năng lượng mặt trời, nhiệt thừa, nhiệt thải, … Vì vậy, ở đâu có
ng̀n nhiệt thải liên tục và ổn định, thì giải pháp sử dụng MLHT để tận dụng ln
được ưu tiên hàng đầu do có triển vọng cao.
Để thuận tiện cho công tác nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng đưa MLHT vào đời
sống thì cần thêm các công cụ hỗ trợ trong việc tính toán cũng như chế tạo. Cùng với
sự phát triển của công nghệ thông tin hiện nay, việc xây dựng phần mềm tính tốn,
mơ phỏng MLHT sẽ rất hữu ích trong việc nghiên cứu chế tạo MLHT. Sử dụng phần
mềm tính tốn, mơ phỏng MLHT giúp cho các nhà khoa học, nhà nghiên cứu rút ngắn
thời gian tính toán thiết kế và tính toán kiểm tra thiết bị MLHT. Vì vậy, việc nghiên
cứu đưa ra thuật toán và lập trình phần mềm tính tốn, mơ phỏng MLHT là thiết thực.
Với cơ sở trên, tác giả của luận văn đã tập trung nghiên cứu tḥt toán, lập trình
phần mềm tính tốn và mô phỏng hoạt động của MLHT. Phần mềm đã được xây dựng
hồn thiện, kết quả tính toán và mơ phỏng đã được kiểm chứng với một số kết quả
nghiên cứu về MLHT đã được công bố. Qua kết quả tính toán, mô phỏng cho thấy
phần mềm hoạt động ổn định, chính xác, các kết quả tính toán phù hợp với mô hình
thực và đáp ứng được yêu cầu đề ra.
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và những hạn chế của cá nhân nên chắc không
tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong sự góp ý, chỉnh sửa của các thầy cô và
các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.
v
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. MÁY LẠNH HẤP THỤ
1.1.1. Lịch sử phát triển
Máy lạnh hấp thụ giữ một vai trò rất quan trọng trong kỹ thuật lạnh. Máy lạnh
hấp thụ Chu kì H2O/H2SO4 do Lesdi phát minh năm 1810, và máy lạnh hấp thụ liên
tục NH3/H2O do Carre’ phát minh năm 1850. Với chặng đường phát triển hơn 200
năm, ngày nay các loại máy lạnh khác nhau đã được hoàn chỉnh và sử dụng có hiệu
quả ở nhiều nước trên thế giới nhất là ở Mỹ, Nhật, Liên Xô (cũ).
1.1.2. Khái niệm, nguyên lý làm việc
1.1.2.1. Khái niệm
Máy lạnh hấp thụ là loại máy lạnh sử dụng “máy nén nhiệt”. Cụm “máy nén nhiệt”
bao gồm: thiết bị hấp thụ, bơm dung dịch, bình sinh hơi và van tiết lưu dung dịch.
Máy lạnh này được sử dụng ở những nơi có ng̀n nhiệt năng cao và thường là nguồn
năng lượng tận dụng, năng lượng dư thừa, năng lượng thải, thứ cấp, rẻ tiền cụ thể
như: nước nóng, hơi nóng, năng lượng mặt trời, sản phẩm của các quá trình cháy, …
Môi chất sử dụng trong MLHT là hỗn hợp của hai chất có nhiệt độ sơi khác nhau.
Chất có nhiệt độ sơi thấp là mơi chất lạnh, chất có nhiệt độ sơi cao là chất hấp thụ. Ví
dụ: cặp môi chất NH3/H2O có NH3 là mơi chất lạnh cịn H2O là chất hấp thụ. Hay cặp
mơi chất LiBr/H2O có LiBr là mơi chất lạnh còn H2O là chất hấp thụ.
MLHT và máy lạnh nén hơi có đặc điểm chung là có vịng tuần hồn mơi chất
lạnh tương tự nhau. Điểm khác biệt chính ở đây là máy nén trong MLHT sử dụng là
loại máy nén nhiệt thay vì sử dụng loại máy nén hơi như trong máy lạnh thông thường.
1.1.2.2. Nguyên lý làm việc
Trong MLHT có hai vịng tuần hồn chính là vịng tuần hồn dung dịch và vịng
tuần hồn mơi chất lạnh.
- Vịng tuần hồn dung dịch: Tại bình hấp thụ (HT) hơi sinh ra từ thiết bị bay hơi
(BH) được “hút” về và cho tiếp xúc với dung dịch loãng từ van tiết lưu dung dịch
đến. Do ở nhiệt độ thấp, dung dịch lỗng hấp thụ hơi mơi chất để trở thành dung dịch
1
đậm đặc. Nhiệt tỏa ra trong quá trình hấp thụ thải cho môi trường làm mát. Dung dịch
đậm đặc được bơm dung dịch bơm lên bình sinh hơi (SH). Ở đây do điều kiện nhiệt
độ cao, phần hơi môi chất sẽ bị tách ra khỏi dung dịch đậm đặc để đi vào thiết bị
ngưng tụ còn dung dịch trở thành dung dịch loãng. Dung dịch loãng được đưa qua
van tiết lưu dung dịch để trở lại bình hấp thụ. Tại bình hấp thụ dung dịch loãng được
kết hợp trở lại với hơi môi chất hạ áp ở phía thiết bị bay hơi để trở thành dung dịch
đậm đặc, khép kín vịng tuần hồn dung dịch, và lại tiếp tục một chu trình mới.
Qk
3
2
SH
NT
TL
pk
Bdd
TL dd
p0
BH
HT
4
1
Q0
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ.
NT: Thiết bị ngưng tụ; BH: Thiết bị bay hơi; TL: Thiết bị tiết lưu;
SH: Thiết bị sinh hơi; HT: Thiết bị hấp thụ; Bdd: Bơm dung dịch;
TLdd: Tiết lưu dung dịch
- Vịng tuần hồn mơi chất: Hơi môi chất sinh ra sau thiết bị sinh hơi của máy nén
nhiệt được đưa vào thiết bị ngưng tụ (NT). Tại thiết bị ngưng tụ hơi môi chất thải
nhiệt cho môi trường giải nhiệt và ngưng tụ thành lỏng cao áp. Lỏng cao áp đi qua
van tiết lưu (TL) để hạ áp suất xuống lỏng hạ áp. Môi chất sau tiết lưu tiếp tục được
đưa vào thiết bị bay hơi (BH). Tại đây, mơi chất có nhiệt độ bay hơi thấp hơn nhiệt
độ môi trường cần làm lạnh nên nhận nhiệt và hóa hơi. Hơi hạ áp lại được đưa về
bình hấp thụ để kết hợp với dung dịch loãng ở bình hấp thụ (HT) của máy nén nhiệt.
2
Qua máy nén nhiệt hơi môi chất lại được tách ra ở thiết bị sinh hơi (SH) với trạng
thái hơi cao áp để đưa trở lại thiết bị ngưng tụ khép kín vịng tuần hồn mơi chất và
tiếp tục một chu trình mới.
1.1.3. Phân loại máy lạnh hấp thụ
Máy lạnh hấp thụ có nhiều loại và thường được phân ra theo những loại sau:
- Phân loại theo cặp môi chất sử dụng ta có:
+ Máy lạnh hấp thụ NH3/H2O
+ Máy lạnh hấp thụ LiBr/H2O
- Phân loại theo chu trình làm việc ta có:
+ MLHT chu trình tác dụng đơn (Single Effect)
+ MLHT chu trình tác dụng kép (Double Effect)
+ MLHT chu trình một cấp
+ MLHT chu trình hai cấp
+ MLHT chu kỳ
+ MLHT khuếch tán
Dưới đây là một số loại máy lạnh hấp thụ thường sử dụng
a . Máy lạnh hấp thụ Nước/Bromualiti (H2O/LiBr)
Máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong kỹ thuật điều
hòa khơng khí, nhiệt độ sơi khoảng 7oC. Trong đó, nước là môi chất lạnh và
bromualiti là chất hấp thụ. Loại máy lạnh này có những đặc điểm sau:
-
Ưu điểm:
+ Tỷ số áp suất nhỏ Pk/Po 4, hiệu số áp suất thấp Pk - Po = 3,6 kPa.
+ Không cần thiết bị tinh cất hơi môi chất vì từ dung dịch H2O/LiBr chỉ có hơi
mơi chất lạnh là nước thoát ra.
+ Nhiệt độ nguồn nhiệt cấp cho bình sinh hơi cho phép thấp đến 80 oC do đó có
thể sử dụng các ng̀n nhiệt thải rẻ tiền. Nếu có ng̀n hơi nước có nhiệt độ cao, đầu
tiên có thể dùng chạy máy lạnh tuabin, sau đó mới dùng cho máy lạnh hấp thụ
H2O/LiBr.
-
Nhược điểm:
3
+ Tính ăn mòn của dung dịch rất cao, gây han gỉ thiết bị.
+ Phải duy trì chân không trong thiết bị.
+ Nhiệt độ làm lạnh không xuống quá được 5 oC vì ở đây môi chất lạnh là nước
sẽ bị đóng băng.
Máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr có một số loại sau:
* Máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn (Single Effect)
Máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn (Single Effect) về ngun lý gờm ba
vịng tuần hồn: tuần hồn mơi chất lạnh (nước); tuần hồn dung dịch; tuần hồn
nước làm mát. Trong thực tế người ta có bố trí thêm hồi nhiệt để tăng thêm hiệu quả
nhiệt (gia nhiệt cho dung dịch loãng trước khi vào bình hấp thụ HT). Sơ đồ nguyên
lý của hệ thống được thể hiện trong hình 1.2a
5
NT
Chất tải lạnh
Ng̀n nhiệt
HT
1
BH
2
4
Chất tải
lạnh
HN
Nước làm
mát
3
B dd
Hình 1.2a. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn bố trí
trong hai vỏ
1,2: Vỏ bình; 3: Bơm mơi chất lạnh; 4: Xi phông; 5: Nhánh phụ
SH: Sinh hơi; HT: Hấp thụ; Bdd: Bơm dung dịch; NT: Dàn
ngưng;BH: Dàn bay hơi; HN: Hồi nhiệt
---------: Đường tuần hoàn dung dịch
Trong sơ đờ trên bình (1) có áp suất ngưng tụ, nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ gia
4
nhiệt tương ứng với nó là các thiết bị ngưng tụ và sinh hơi. Bình (2) có áp suất bay
hơi, nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ hấp thụ, tương ứng là thiết bị bay hơi và thiết bị hấp
thụ. Hai bình không cần bố trí thêm cách nhiệt vì chân không cao trong thiết bị đã
cách nhiệt lý tưởng.
Nguồn nhiệt (hơi nước, khí thải có nhiệt độ ≥ 80 oC) thông qua thiết bị trao đổi
nhiệt gia nhiệt cho dung dịch H2O/LiBr đậm đặc trong bình sinh hơi.
Môi chất lạnh là hơi nước sinh ra bay lên dàn ngưng tụ ở phía trên, thải nhiệt cho
nước làm mát và ngưng tụ lại còn dung dịch lúc này trở thành dung dịch loãng và tiết
lưu về bộ phận hấp thụ ở bình 2 qua hệ thống vòi phun. Nước sau khi ngưng tụ ở dàn
ngưng sẽ tiết lưu qua xi phông 4 để cân bằng áp suất rồi chảy về dàn bay hơi. Tại đây,
nhờ áp suất thấp, nước bay hơi sinh lạnh. Hơi nước sinh ra sẽ được dung dịch loãng
hấp thụ ở bộ phận hấp thụ. Nhiệt tỏa ra do hấp thụ (hay ngưng tụ tại áp suất thấp) sẽ
thải cho nước làm mát. Lạnh ở dàn bay hơi sẽ được chất tải lạnh là nước đưa đến nơi
tiêu thụ.
Sau khi hấp thụ hơi nước, dung dịch trở thành đậm đặc và được bơm dung dịch
bơm lên bình sinh hơi. Ở đây hồi nhiệt bố trí để tận dụng nhiệt từ dung dịch lỗng có
nhiệt độ cao gia nhiệt cho dung dịch đậm đặc có nhiệt độ thấp trước khi vào bình sinh
hơi.
Ngoài ra để tăng hệ số trao đổi nhiệt tại dàn bay hơi, người ta thiết kế bộ phận thu
hồi nước ngưng chảy từ dàn ngưng tụ về qua xi phông 4 rồi dùng bơm tưới đều lên
thiết bị trao đổi nhiệt với chất tải lạnh (dạng ống xoắn). Nước làm mát tại bộ phận
hấp thụ và bộ phận ngưng tụ có nhiệt độ khác nhau do đó người ta bố trí nhánh phụ
của đường tuần hoàn nước làm mát để cân bằng nhiệt độ.
Các chi tiết chuyển động (sử dụng điện năng) là bơm dung dịch và bơm môi chất
với yêu cầu độ kín lớn và chân không cao (vì môi trường trong các bình địi hỏi chân
khơng cao). Ngồi ra cần bố trí thêm bơm chân không để loại trừ khí trơ, không khí
nhằm duy trì độ chân không cao.
Năng suất lạnh của máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr có thể điều chỉnh dễ dàng. Có thể
giảm tới 10% năng suất lạnh tối đa bằng cách điều chỉnh nguồn nhiệt cấp vào bình
5
sinh hơi và nguồn nước làm mát hoặc trích một phần dung dịch đậm đặc lẽ ra phải
vào bình sinh hơi quay trở về bình hấp thụ (để làm tăng nhiệt độ dung dịch ở bình
hấp thụ). Có thể kết hợp cả hai phương pháp trên.
Hình 1.2b là sơ đờ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr được bố trí trong một vỏ. Bình
sinh hơi và ngưng tụ có áp suất cao được bố trí phía trên ngăn cách với phía dưới bởi
vách ngăn (vách ngăn có bố trí phần thoát nước ngưng tụ xuống phía dưới. Bình hấp
thụ và bay hơi có áp suất thấp bố trí phía dưới. Cách bố trí này cũng địi hỏi chân
khơng cao.
Ng̀n
nhiệt
S
H
H
N
N
T
Nước làm
mát
Chất tải
lạnh
B
H
Bm
c
H
T
Nước làm
mát
Bd
Hình 1.2b. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn bố trí
d
trong một vỏ
SH: Sinh hơi; HT: Hấp thụ; NT: Dàn ngưng;BH: Dàn bay hơi; HN:
Hồi nhiệt; Bdd: Bơm dung dịch; Bmc: Bơm môi chất
* Máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép (Double Effect)
Với máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng đơn đã giới thiệu ở trên có nhược điểm
là khi tăng nhiệt độ nguồn nhiệt thì COP gần như tăng khơng đáng kể, COPmax≤ 0,76.
Do đó, để tận dụng hiệu suất của các ng̀n nhiệt có nhiệt thế cao ta sử dụng sơ đồ
tác dụng kép. Sơ đồ này làm việc rất hiệu quả với phương pháp cấp nhiệt là khí đốt
và đang được sử dụng rộng rãi để làm lạnh nước (chất tải lạnh) cho điều hịa khơng
khí.
Các sơ đờ máy lạnh hấp thụ tác dụng kép có nguyên tắc hoạt động chung như sau:
6
hơi nước (môi chất lạnh) được sinh ra và quá nhiệt nhờ ng̀n nhiệt có nhiệt độ cao
từ bình sinh hơi SH đi vào ống xoắn tại bình trung gian TG. Tại đây, hơi nước quá
nhiệt nhả nhiệt cho nước bên ngồi ống xoắn rời sục thẳng vào bình ngưng tụ NT
ngưng tụ hoàn toàn tại đây. Nước trong bình trung gian TG được gia nhiệt sẽ hóa hơi
và đi vào bình ngưng tụ nhờ hệ thống giảm áp rồi ngưng tụ tại đây. Chính phần hơi
nước (môi chất lạnh) bổ sung này đã làm tăng hiệu suất nhiệt. Cách đặt tên là tác
dụng kép là do có 2 lần sinh hơi và 2 lần ngưng tụ (một lần ngưng tụ và sinh hơi đồng
thời tại bình trung gian).
Loại thứ nhất (hình 1.3) là loại cấp dịch nối tiếp với 2 hồi nhiệt HN1 và HN2,
dung dịch đậm đặc được bơm dung dịch đưa vào bình sinh hơi SH.
Hơi nước
NT
Hơi nước
TG
3
2
8
SH
9
Nước làm mát
HN2
7
4
6
1
Ng̀n nhiệt
HN1
Chất tải lạnh
Nước làm mát
HT
BH
5
Bdd
Hình 1.3. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép loại 1
SH: Sinh hơi; HT: Hấp thụ; NT: Dàn ngưng;BH: Dàn bay hơi; HN: Hồi nhiệt;
TG: Bình trung gian; Bdd: Bơm dung dịch; Bmc: Bơm môi chất lạnh;
Loại sơ đồ này có các đặc điểm sau:
+ Dung dịch đậm đặc từ bình hấp thụ HT được cấp hoàn toàn vào bình sinh hơi
SH.
+ Dung dịch đậm đặc đi qua hồi nhiệt HN1 sau đó mới đến HN2. Bộ hời nhiệt
HN1 làm việc với dung dịch đậm đặc đến từ bình hấp thụ HT và dung dịch loãng đến
7
từ bình trung gian TG. Bộ hồi nhiệt HN2 làm việc với dung dịch đậm đặc đến từ HN1
và dung dịch trung gian từ bình sinh hơi SH. Như vậy, dung dịch đậm đặc được gia
nhiệt thêm khi qua HN2.
+ Áp suất tại bình sinh hơi SH và ống xoắn trong bình trung gian TG là Pk (lớn
nhất). Áp suất tại bình ngưng tụ NT và trong bình trung gian TG là Ptg < Pk. Áp suất
tại bình bay hơi BH và bình hấp thụ HT là Po < Ptg.
+ Nhiệt độ tại bình sinh hơi SH là tk. Nhiệt độ trong bình trung gian TG và bình
ngưng tụ NT là ttg < tk. Tuy nhiên nhiệt độ trong ống xoắn tH ≈ ttg + 5 K. Nhiệt độ tại
bình bay hơi BH và hấp thụ HT thấp nhất to < ttg.
Loại thứ hai (hình 1.4) là loại cấp dịch nối tiếp với 2 hồi nhiệt, nhưng dung dịch
đậm đặc đưa vào bình trung gian và có thêm một bơm dung dịch để bơm dung dịch
lỗng vào bình sinh hơi SH.
Hơi nước
NT
Hơi nước
TG
3
2
8 Bdd
SH
9
Nước làm mát
HN2
7
4
6
Nguồn nhiệt
1
HN1
Chất tải lạnh
Nước làm mát
HT
BH
5
Bdd
Hình 1.4. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép loại 2
SH: Sinh hơi; HT: Hấp thụ; NT: Dàn ngưng;BH: Dàn bay hơi; HN: Hồi
nhiệt; TG: Bình trung gian; Bdd: Bơm dung dịch; Bmc: Bơm môi chất lạnh;
Sơ đờ này có đặc điểm:
+ Dung dịch đậm đặc từ bình hấp thụ HT qua bộ trao đổi nhiệt HN1 trước khi cấp
hồn tồn vào bình trung gian TG.
+ Bộ hời nhiệt HN1 làm việc với dịng dung dịch đậm đặc đến từ bình hấp thụ HT
và dòng dung dịch lỗng đến từ bộ hời nhiệt HN2. Hội nhiệt HN2 làm việc với dòng
8
dung dịch có đậm đặc đến từ bình trung gian TG và dịng dung dịch lỗng từ bình
sinh hơi SH. Do đó, dung dịch đậm đặc được gia nhiệt thêm khi qua HN2.
+ Áp suất của các bình trong sơ đồ này giống với sơ đồ phần a. Tuy nhiên, áp suất
làm việc của dịng dung dịch lỗng từ bình SH đến bình HT giảm từ pk đến po (độ
chênh áp khá lớn) do đó phải có phương án giảm áp thích hợp.
- Loại 3 (hình 1.5) Máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép (double effect) loại
cấp dịch song song. Loại này có đặc điểm sau:
+ Dung dịch đậm đặc được cấp đồng thời vào bình SH và bình TG với lưu lượng
theo tỷ lệ quy định trước (trong thực tế chênh lệch không đáng kể).
+ Bộ hồi nhiệt HN1 làm việc với dòng dung dịch đậm đặc từ bình HT và dịng
dung dịch lỗng từ bình trung gian TG. Bộ hời nhiệt HN2 làm việc với dịng dung
dịch đậm đặc từ bình HT và dịng dung dịch lỗng từ bình SH. Như vậy, dung dịch
đậm đặc được gia nhiệt thêm khi qua HN2
+ Về áp suất cũng giống như các sơ đờ trên. Tuy nhiên, do có sự hịa trộn giữa 2
dịng dung lỗng đặc từ bình SH (áp suất pk) và dung dịch đậm đặc từ bình TG (áp
suất ptg) cho nên phải có chế độ giảm áp để có thể hịa trộn. Sau đó giảm áp tiếp tới po.
Hơi nước
NT
Hơi nước
TG
3
Nước làm mát
2
HN1
7
4
SH
HN2
9
Nguồn nhiệt
1
6
Chất tải lạnh
Nước làm mát
BH
HT
5
Bdd
Hình 1.5. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr tác dụng kép loại 3
SH: Sinh hơi; HT: Hấp thụ; NT: Dàn ngưng;BH: Dàn bay hơi; HN: Hồi
nhiệt; TG: Bình trung gian; Bdd: Bơm dung dịch; Bmc: Bơm môi chất lạnh;
9
b. Máy lạnh hấp thụ Amoniac/Nước (NH3/H2O)
Máy lạnh hấp thụ NH3/H2O có khả năng làm lạnh sâu với ng̀n nhiệt có nhiệt độ
khơng quá cao. Phạm vi ứng dụng lớn, tuy nhiên thiết bị có phần phức tạp. Loại máy
lạnh này có một số loại sau:
* Máy lạnh hấp thụ Amoniac/Nước (NH3/H2O) một cấp
Hình 1.6 biểu diễn sơ đờ ngun lý của máy lạnh hấp thụ NH3/H2O liên tục 1 cấp.
Nguyên lý hoạt động như sau: Nhiệt cấp vào bình sinh hơi SH (qua thiết bị trao
đổi nhiệt) làm dung dịch sôi và bay hơi. Hơi bay ra khỏi bình SH là NH3 (có lẫn một
phần nhỏ H2O) đi đến bình ngưng tụ NT để ngưng tụ thành lỏng. Lỏng NH3 qua van
tiết lưu TL đến bình bay hơi BH. Hơi này được đưa về bình hấp thụ HT, hơi này được
hấp thụ bởi dung dịch loãng từ bình SH trở về. Sau đó, nhờ bơm dung dịch bơm trở
lại bình sinh hơi SH tiếp tục chu trình tuần hồn.
Qk
1
QD
NT
SH
2
Ng̀n nhiệt Q
H
12
7
6
HN2
HN1
8
TLdd
3
TL
9
Bdd
BH
4
QA
Q0
Chất
tải
lạnh
Nước
làm
mát
HT
10
Hình 1.6. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ NH3/H2O một cấp
Trong máy lạnh hấp thụ NH3/H2O có bố trí thêm thiết bị trao đổi nhiệt HN1 nhằm
10
quá lạnh cho môi chất lỏng trước khi tiết lưu vào bình bay hơi BH và hồi nhiệt HN2
nhằm quá nhiệt cho dung dịch đậm đặc nhờ dung dịch loãng có nhiệt độ cao trước
khi vào bình sinh hơi SH. Vì amoniac có lẫn hơi nước nên trong bình sinh hơi SH
phải bố trí thiết bị tinh luyện tách hơi nước ra khỏi hơi amoniac. Để thực hiện công
việc này phải bố trí thêm thiết bị ngưng tụ hồi lưu QD. Do đó nhiệt cấp vào bình sinh
hơi SH phải tăng một lượng QD so với chế độ làm việc khơng có ngưng tụ hời lưu.
* Máy lạnh hấp thụ Amoniac/Nước (NH3/H2O) hai và nhiều cấp
Đối với máy lạnh nén hơi NH3 có tỉ số nén Pk/Po > 9 thì người ta chuyển sang
máy lạnh hai cấp nén. Đối với máy lạnh hấp thụ, điều kiện vùng khử khí phải dương
chỉ là điều kiện nhiệt động để duy trì chu trình máy lạnh hấp thụ hoạt động, nếu các
điều kiện dẫn tới tỷ số nhiệt quá nhỏ thì người ta sử dụng máy lạnh hấp thụ hai hay nhiều cấp.
Qk
TL1
1
NT
SH
Nguồn nhiệt
TG
QHC
12
QD
7
HN3
SH T
Ng̀n
nhiệt
Q HT
2
6
TLddC
12
7
HN2
9
TL2
BddC
9
8
HN1
8
TL dd
QA
Nước
làm
B ddT mát
HTC
10
BH
4
QO
Q AT
Nước
làm
mát
HTT
10
Hình 1.7. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ NH3/H2O hai cấp
Hình 1.7 là sơ đồ máy lạnh hấp thụ NH3/H2O hai cấp. Chu trình gồm hai bình sinh
11
hơi và hai bình hấp thụ tương ứng hai cấp áp suất hạ áp và cao áp SHC, SHT và HTC,
HTT. Hơi môi chất sinh ra ở bình sinh ơi cao áp SHC được đưa vào dàn ngưng tụ thì
hơi môi chất sinh ra ở bình sinh hơi hạ áp SHT được đưa vào bình hấp thụ cao áp
HTC. Bình hấp thụ hạ áp HTT hấp thụ hơi môi chất đi ra từ bình bay hơi. Ba thiết bị
hội nhiệt HN1, HN2, HN3 làm nhiệm vụ trao đổi nhiệt. Cụ thể như sau: HN1 nhằm
quá lạnh cho lỏng từ dàn ngưng tụ trước khi tiết lưu về bình bay hơi. HN2 và HN3
nhằm quá nhiệt cho dung dịch đậm đặc trước khi vào bình sinh hơi.
Trường hợp có 1 chế độ bay hơi thì hơi môi chất ra khỏi dàn ngưng tụ sẽ đi thẳng
tới HN1 qua TL2 rồi về bình bay hơi.
Trường hợp có 2 chế độ bay hơi thì cần hai van tiết lưu. Đầu tiên môi chất lỗng
qua van tiết lưu TL1 vào bình trung gian có áp suất trung gian ptg. Từ đây một phần
lỏng bay hơi ở bình trung gian với nhiệt độ cao đi thẳng tới bình hấp thụ cao áp HTC.
Phần lỏng còn lại qua HN1 và TL2 rời về bình bay hơi.
Ngồi ra, người ta còn tách một phần lỏng từ bình trung gian TG đến bình sinh
hơi hạ áp thực hiện ngưng tụ hồi lưu tại đây.
Về áp suất, bình ngưng tụ NT và bình sinh hơi cao áp SHC có áp suất cao Pk. Bình
hấp thụ hạ áp và bình bay hơi có áp suất thấp Po. Các thiết bị như bình trung gian TG,
bình sinh hơi hạ áp SHT, bình hấp thụ cao áp có áp suất trung gian Ptg.
c. Máy lạnh hấp thụ khuếch tán
Có hai loại máy lạnh hấp thụ khuếch tán là: máy lạnh hấp thụ khuếch tán với công
suất lớn và máy lạnh hấp thụ khuếch tán với cơng suất nhỏ hay cịn gọi là tủ lạnh hấp
thụ gia đình.
Sự ra đời của loại máy lạnh hấp thụ khuếch tán nhằm giải quyết bài toán: chế tạo
máy lạnh hấp thụ khơng có chi tiết chuyển động. Để thực hiện việc này ta phải cân
bằng áp suất bay hơi với phần ngưng tụ và sinh hơi. Nghĩa là thêm vào áp suất của
một lượng khí trơ (nhằm tránh tác dụng với cặp môi chất) là Ptr sao cho Po + Ptr = Pk.
Sự tuần hoàn của dung dịch trong hệ thống được thực hiện bằng bơm xiphong (mục
đích là sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ dẫn tới sự chênh lệch cột lỏng và khối lượng
riêng).
12
Yêu cầu đối với loại khí trơ thêm vào là phải có khối lượng riêng ở cùng điều kiện
nhiệt độ, áp suất khí thêm vào phải nhẹ hơn môi chất lạnh hay độ trênh lệch về tỷ
trọng là khá lớn. Hình 1.8 mơ tả sơ đờ ngun lý của máy lạnh hấp thụ khuếch tán.
5
6
H2
b
7
c
4
9
qo
3
d
qo
qA
8
H
2
10
11
qB
1 qH
12
Hình 1.8. Sơ đồ máy lạnh hấp thụ khuếch tán
1:Đèn; 2: Xi phơng; 3: Bình chứa; 4: Ngưng tụ hồi lưu; 5: Dàn ngưng;
6:Bình chứa H2; 7: Dàn bay hơi; 8: tủ cách nhiệt; 9: Hồi nhiệt dịng hơi; 10:
Dàn hấp thụ; 11: Bình chứa dung dịch; 12: Hồi nhiệt dung dịch lỏng.
Chu trình của máy lạnh hấp thụ khuếch tán gờm 3 vịng tuần hồn. Thứ nhất: Vịng
tuần hồn mơi chất lạnh amoniac; thứ hai: Vịng tuần hồn của dung dịch; thứ ba:
Vịng tuần hồn của khí trơ.
Vịng tuần hồn của NH3: Mơi chất lạnh từ bình sinh hơi vào dàn ngưng, ngưng
tụ rồi chảy vào dàn bay hơi (còn gọi là dàn khuếch tán). Hơi NH3 sẽ khuếch tán vào
khí H2.
Vịng tuần hồn dung dịch: Dung dịch đặc được bơm xiphong bơm từ dàn hấp thụ
vào bình sinh hơi. Dung dịch sau khi sinh hơi NH3 trở thành dung dịch loãng. Do
chênh lệch cột lỏng (áp suất) dung dịch loãng tự chảy về dàn hấp thụ.
Vịng tuần hồn của hydro: Khí hydro trong dàn khuếch tán theo hơi NH3 lắng về
dàn hấp thụ. Hơi NH3 được dung dịch hấp thụ dần. Hỗn hợp càng ít hơi NH3 càng
13
nhẹ. Dòng hỗn hợp chuyển động dần lên đỉnh dàn hấp thụ. Khi hết hơi NH3 hydro
chuyển động trở lại dàn bay hơi. Bình chứa hydro dùng để cân bằng áp suất khi nhiệt
độ bên ngồi thay đổi.
Ngồi ra cịn có bố trí thêm hời nhiệt 9 cho dịng hơi giữa NH3 vào và H2 ra khỏi
dàn bay hơi, hồi nhiệt 12 cho dung dịch đậm đặc vào bình sinh hơi và dung dịch loãng
ra khỏi bình sinh hơi.
Trong thực tế vẫn có Hydro ở dàn ngưng, hoặc khi ra khỏi dàn hấp thụ là Hydro
tinh khiết nhưng thực chất vẫn có lẫn NH3 và H2O.
1.1.4. Các đặc trưng cơ bản
1.1.4.1. Mơi chất làm lạnh
Ngồi mơi chất lạnh, máy lạnh hấp thụ cịn sử dụng thêm một mơi chất hấp thụ
nữa, gọi chung là cặp môi chất lạnh. Yêu cầu đối với cặp môi chất lạnh trong máy
lạnh hấp thụ cũng giống như đối với các môi chất lạnh khác là có tính chất nhiệt động
tốt, khơng độc hại, khó cháy, khó nổ, khơng ăn mịn đối với vật liệu chế tạo máy, phải
rẽ tiền, dễ kiếm... Ngoài ra cặp mơi chất lạnh cần phải:
- Hịa tan hồn tồn vào nhau nhưng nhiệt độ sôi ở cùng điều kiện áp suất càng xa
nhau càng tốt, để hơi môi chất lạnh sinh ra ở bình sinh hơi không lẫn chất hấp thu .
- Nhiệt dung riêng của dung dịch phải bé, đặc biệt đối với máy lạnh hấp thụ chu
kỳ để tổn thất nhiệt khởi động máy nhỏ.
Máy lạnh hấp thụ sử dụng phổ biến hai loại cặp môi chất lạnh là NH3/ H2O và
H2O/ LiBr. Hiện nay, có một số công trình đã công bố dùng các chất hấp thụ rắn trong
máy lạnh hấp thụ chu kỳ như CaCl2, zeôlit, cacbon hoạt tính... nhưng vẫn chưa được
sử dụng phổ biến vì tuy chúng có ưu điểm là khơng cần thiết bị tinh cất, nhưng do có
các nhược điểm như làm giảm hệ số dẫn nhiệt, sự giãn nỡ thể tích quá mức (gấp 10
lần) và tỏa ra nhiệt lượng rất lớn trong quá trình hấp thụ dẫn đến làm giảm đáng kể
hệ số hữu ích của thiết bị.
Trong thực tế một số cặp mơi chất có thể sử dụng cho MLHT được giới thiệu
trong bảng 1.1.
14
