Tài liệu Chu trình máy lạnh hấp thụ docx

Chu trình máy lạnh hấp thụ
Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để
chạy máy nén. ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại
dư thừa nguồn nhiệt khác.
Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng để
chạy máy nén.
ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại dư thừa nguồn
nhiệt khác. (như than, củi, khí thải, năng lượng mặt trời,...) máy
lạnh hấp thụ được sử dụng. ở máy lạnh hấp thụ, người ta thay quá
trình nén hơi trong máy nén bằng bình hấp thụ để hấp thụ hơi môi
chất ở áp suất p
1
thành dung dịch rồi dùng bơm (tiêu tốn rất ít điện
năng so với máy nén) tăng áp suất đưa dung dịch l
ên bình tách hơi
(bình tách hơi) ở áp suất p
2
để tạo ra hơi ở áp suất này.
V
ậy trong máy lạnh hấp thụ phải dùng một cặp môi chất: chất tải
lạnh (ví dụ NH
3
), chất hấp thụ (ví dụ H
2
O).
Để có thể tách được hơi của chất tải lạnh khỏi chất hấp thụ, ở cùng
áp su
ất, nhiệt độ sôi của chất tải lạnh tsNH
3
phải càng nhỏ hơn
nhiệt độ sôi của chất hấp thụ tsH

2O
càng tốt. Dưới đây ta xét chu
trình máy l
ạnh hấp thụ dùng cặp môi chất NH
3
- H
2
O.
ở đây nhiệt độ sôi của NH
3
nhỏ hơn nhiệt độ sôi của H
2
O (ở cùng
áp su
ất) rất nhiều: ví dụ khi p = 6bar, tsNH
3
= 10
oC
, tsH
2O
= 159
oC
.
Sơ đồ nguyên lý của máy lạnh hấp thụ thể hiện theo hình vẽ dưới
đâ
y
Hình vẽ: Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ
Hơi bão hoà ẩm NH
3
ra khỏi van tiết lưu ở áp suất thấp p

1
đi vào
buồng lạnh I, ở đây NH
3
nhận nhiệt q
2
của vật cần làm lạnh p
1
=
const bi
ến thành hơi bão hoà khô.
Hơi bão hoà khô NH
3
ra khỏi buồng lạnh đi vào bình hấp thụ II. ở
đây được H
2
O hấp thụ tạo nên dung dịch NH
3
- H
2
O ở áp suất p
1
.
Vì ph
ản ứng hấp thụ NH
3
- H
2
O toả nhiệt qh, nên để tăng khả năng
hấp thụ người ta phải lấy nhiệt đó đi (làm mát bình hấp thụ). Sau

đó dung dịch NH
3
- H
2
O được bơm III đưa đến bình sinh hơi IV ở
áp suất p
2
lớn hơn p
1
. Trong quá trình hấp thụ, nồng độ của NH
3
trong dung dịch ở bình hấp thụ tăng nên người ta đưa dung dịch có
nồng độ nhỏ hơn ở bình sinh hơi qua van V xuống bình hấp thụ để
làm giảm nồng độ ở bình hấp thụ và tăng khả năng hấp thụ.
Người ta phải cấp nhiệt qc cho b
ình sinh hơi IV (nhiệt có thể lấy từ
hơi nước, than, năng lượng mặt trời..) ở áp suất p
2
, ở đây do nhiệt
độ sôi của NH
3
nhỏ hơn của H
2
O nhiều nên NH
3
bốc thành hơi bão
hoà khô
ở p
2
và đi vào bình ngưng.

Hơi NH
3
đi vào bình ngưng VI và ngưng tụ ở p
2
= const nhả nhiệt
q
1
cho nước hoặc không khí làm mát, biến thành chất lỏng.
Chất lỏng NH
3
ở p
2
và nhiệt độ sôi tương ứng ts
2
, qua van tiết lưu
VII biến thành hơi bão hòa ẩm ở áp suất p
1
và nhiệt độ sôi ts
1
nhỏ
hơn và đi vào buồng lạnh.
Để đánh giá mức độ ho
àn thiện của chu trình máy lạnh hấp thụ
thuận nghịch người ta sử dụng đại lượng gọi là hệ số nhiệt x, đó là
t
ỷ số giữa nhiệt hữu ích q
2
trong buồng lạnh với nhiệt cấp qc và
công bơm IB:
Thực tế công bơm lB rất bé so với qc nên có thể bỏ qua và ta

có:
Để đánh giá chu trình máy lạnh hấp thụ thực (không thuận nghịch),
ta sử dụng phương pháp phân tích execgi theo chiều thuận. Hiệu
suất execgi:
ở đây:
e
q2
- execgi của nhiệt q
2
của vật cần làm lạnh ở nhiệt độ Tv (Tv -
nhi
ệt độ môi trường), được xác định theo:

e
qc
- execgi của nhiệt cấp qc ở nhiệt độ nguồn cấp Tc (Tc > T
0
)

T
ừ đó ta có biểu thức hiệu suất execgi của chu trình máy lạnh hấp
thụ thực:
Chúng ta nhận thấy, h
e
tăng lên khi hệ số nhiệt x tăng, nhiệt độ của
vật cần làm lạnh Tv có giá trị nhỏ và nhiệt độ nguồn nhiệt cấp Tc
có giá trị nhỏ.
Trước đây máy lạnh hấp thụ được sử dụng khá rộng r
ãi nhưng sau
khi máy lạnh dùng hơi có máy nén ra đời thì máy lạnh hấp thụ bị

thu hẹp phạm vi sử dụng, vì máy lạnh hấp thụ có hệ số nhiệt x nhỏ,
kết cấu cồng kềnh. Hiện nay máy lạnh hấp thụ còn được dùng ở
những nơi có nguồn nhiệt dư thừa (khí thải, năng lượng mặt
trời,...)