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,...)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chu trình máy lạnh hấp thụ Chu trình máy lạnh hấp thụMáy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng đểchạy máy nén. ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lạidư thừa nguồn nhiệt khác.Máy lạnh dùng hơi có máy nén ở trên phải tiêu tốn điện năng đểchạy máy nén.ở những nơi có khó khăn về nguồn điện năng mà lại dư thừa nguồnnhiệt khác. (như than, củi, khí thải, năng lượng mặt trời,...) máylạnh hấp thụ được sử dụng. ở máy lạnh hấp thụ, người ta thay quátrình nén hơi trong máy nén bằng bình hấp thụ để hấp thụ hơi môichất ở áp suất p1 thành dung dịch rồi dùng bơm (tiêu tốn rất ít điệnnăng so với máy nén) tăng áp suất đưa dung dịch lên bình tách hơi(bình tách hơi) ở áp suất p2 để tạo ra hơi ở áp suất này.Vậy trong máy lạnh hấp thụ phải dùng một cặp môi chất: chất tảilạnh (ví dụ NH3), chất hấp thụ (ví dụ H2O).Để có thể tách được hơi của chất tải lạnh khỏi chất hấp thụ, ở cùngáp suất, nhiệt độ sôi của chất tải lạnh tsNH3 phải càng nhỏ hơnnhiệt độ sôi của chất hấp thụ tsH2O càng tốt. Dưới đây ta xét chutrình máy lạnh hấp thụ dùng cặp môi chất NH3 - H2O. ở đây nhiệt độ sôi của NH3 nhỏ hơn nhiệt độ sôi của H2O (ở cùngáp suất) rất nhiều: ví dụ khi p = 6bar, tsNH3 = 10oC, tsH2O= 159oC.Sơ đồ nguyên lý của máy lạnh hấp thụ thể hiện theo hình vẽ dướiđây Hình vẽ: Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụHơi bão hoà ẩm NH3 ra khỏi van tiết lưu ở áp suất thấp p1 đi vàobuồng lạnh I, ở đây NH3 nhận nhiệt q2 của vật cần làm lạnh p1 =const biến thành hơi bão hoà khô.Hơi bão hoà khô NH3 ra khỏi buồng lạnh đi vào bình hấp thụ II. ởđây được H2O hấp thụ tạo nên dung dịch NH3 - H2O ở áp suất p1.Vì phản ứng hấp thụ NH3 - H2O toả nhiệt qh, nên để tăng khả nănghấp thụ người ta phải lấy nhiệt đó đi (làm mát bình hấp thụ). Sauđó dung dịch NH3 - H2O được bơm III đưa đến bình sinh hơi IV ởáp suất p2 lớn hơn p1. Trong quá trình hấp thụ, nồng độ của NH3trong dung dịch ở bình hấp thụ tăng nên người ta đưa dung dịch cónồng độ nhỏ hơn ở bình sinh hơi qua van V xuống bình hấp thụ đểlàm giảm nồng độ ở bình hấp thụ và tăng khả năng hấp thụ.Người ta phải cấp nhiệt qc cho bình sinh hơi IV (nhiệt có thể lấy từhơi nước, than, năng lượng mặt trời..) ở áp suất p2, ở đây do nhiệtđộ sôi của NH3 nhỏ hơn của H2O nhiều nên NH3 bốc thành hơi bãohoà khô ở p2 và đi vào bình ngưng.Hơi NH3 đi vào bình ngưng VI và ngưng tụ ở p2 = const nhả nhiệtq1 cho nước hoặc không khí làm mát, biến thành chất lỏng.Chất lỏng NH3 ở p2 và nhiệt độ sôi tương ứng ts2, qua van tiết lưuVII biến thành hơi bão hòa ẩm ở áp suất p1 và nhiệt độ sôi ts1 nhỏhơn và đi vào buồng lạnh.Để đánh giá mức độ hoàn thiện của chu trình máy lạnh hấp thụthuận nghịch người ta sử dụng đại lượng gọi là hệ số nhiệt x, đó làtỷ số giữa nhiệt hữu ích q2 trong buồng lạnh với nhiệt cấp qc vàcông bơm IB: Thực tế công bơm lB rất bé so với qc nên có thể bỏ qua và tacó:Để đánh giá chu trình máy lạnh hấp thụ thực (không thuận nghịch),ta sử dụng phương pháp phân tích execgi theo chiều thuận. Hiệusuất execgi:ở đây:eq2 - execgi của nhiệt q2 của vật cần làm lạnh ở nhiệt độ Tv (Tv -nhiệt độ môi trường), được xác định theo:eqc - execgi của nhiệt cấp qc ở nhiệt độ nguồn cấp Tc (Tc > T0)Từ đó ta có biểu thức hiệu suất execgi của chu trình máy lạnh hấpthụ thực:Chúng ta nhận thấy, he tăng lên khi hệ số nhiệt x tăng, nhiệt độ củavật cần làm lạnh Tv có giá trị nhỏ và nhiệt độ nguồn nhiệt cấp Tccó giá trị nhỏ.Trước đây máy lạnh hấp thụ được sử dụng khá rộng rãi nhưng saukhi máy lạnh dùng hơi có máy nén ra đời thì máy lạnh hấp thụ bịthu 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 ởnhững nơi có nguồn nhiệt dư thừa (khí thải, năng lượng mặttrời,...) ...