Nghiên cứu thực nghiệm về thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước gián tiếp ứng dụng chu trình Maisotsenko (M-ICE)

Bài viết tập trung nghiên cứu tính hiệu quả, và khả năng ứng dụng của thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước gián tiếp ứng dụng chu trình Maisotsenko (gọi tắt là M-IEC) nhằm thay thế cho các máy điều hòa không khí truyền thống đang sử dụng trong các khu vực dân dụng như trường học, nhà hàng, các công trình công cộng với điều kiện khí hậu Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thực nghiệm về thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước gián tiếp ứng dụng chu trình Maisotsenko (M-ICE) Ngô Phi Mạnh, Đinh Minh Hiển 46 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ THIẾT BỊ LÀM LẠNH KHÔNG KHÍ KIỂU BAY HƠI NƯỚC GIÁN TIẾP ỨNG DỤNG CHU TRÌNH MAISOTSENKO (M-IEC) EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE INDIRECT EVAPORATIVE COOLER APPLYING THE MAISOTSENKO CYCLE (M-IEC) Ngô Phi Mạnh1, Đinh Minh Hiển2 1 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; npmanh@dut.udn.vn 2 Sinh viên Lớp 13NL - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Tóm tắt - Bài báo này tập trung nghiên cứu tính hiệu quả, và khả năng ứng dụng của thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước gián tiếp ứng dụng chu trình Maisotsenko (gọi tắt là M-IEC) nhằm thay thế cho các máy điều hòa không khí truyền thống đang sử dụng trong các khu vực dân dụng như trường học, nhà hàng, các công trình công cộng với điều kiện khí hậu Việt Nam. Một mô hình thiết bị M-IEC đã được thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh. Tiếp đến, 19 thí nghiệm đã được tiến hành trên mô hình thiết bị ứng với điều kiện khí hậu tại thành phố (TP) Đà Nẵng, Việt Nam. Từ kết quả thực nghiệm, nhóm tác giả đã tính toán, phân tích và đánh giá hiệu quả hoạt động thực tế của thiết bị dựa vào 4 chỉ tiêu là năng suất lạnh, hệ số làm lạnh (COP), hiệu suất nhiệt độ bầu ướt, và nhiệt độ không khí sau khi xử lý. Abstract - This paper focuses on the effectiveness, and applicability of an indirect evaporative cooler which applies the Maisotsenko cycle (M-IEC) in order to replace the conventional airconditioners being used in civil areas such as schools, restaurants, public areas in Vietnam. Firstly, An M-IEC model has been designed and manufactured. Secondly, 19 experiments in total are conducted on the current model under climate conditions in Danang city, Vietnam. And finally, from the experimental results, the authors have calculated, analyzed and evaluated the efficiency of the equipment based on four criteria: cooling capacity, coefficient of performance (COP), the wet-bulb effectiveness, and outlet air temperature. Từ khóa - M-IEC; điều hòa không khí kiểu truyền thống; năng suất lạnh; hệ số làm lạnh; hiệu quả làm lạnh (COP); nhiệt độ không khí. Key words - M-IEC; conventional air conditioners; cooling capacity; coefficient of performance (COP); outlet air temperature. 1. Đặt vấn đề Hiện nay, với mục tiêu tìm ra các giải pháp làm lạnh không khí mới nhằm thay thế cho các máy điều hòa không khí truyền thống, các nhà khoa học trên thế giới đang tập trung vào hướng nghiên cứu nâng cao hiệu quả làm việc của thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước - vốn đã xuất hiện rất lâu, rất dễ chế tạo, chi phí đầu tư ban đầu thấp, vận hành đơn giản, điện năng tiêu thụ thấp, và rất thân thiện với môi trường vì môi chất sử dụng chỉ là nước và không khí. Có hai kiểu thiết bị làm lạnh không khí theo phương pháp bay hơi nước: Thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước trực tiếp (DEC) và thiết bị làm lạnh không khí kiểu bay hơi nước gián tiếp (IEC). Những thiết bị kiểu DEC có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và rất phù hợp với những công trình như xưởng dệt may, các phân xưởng cơ khí rộng, quán cà phê… Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của chúng là độ ẩm không khí tăng lên sau khi được xử lý, sẽ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con người, cũng như gây hư hỏng các thiết bị điện. Do đó, thiết bị DEC không phù hợp để thay thế cho các máy điều hòa truyền thống cho các không gian kín, như phòng ngủ hay văn phòng làm việc. Trong khi đó, với thiết bị IEC, có 2 dòng không khí đi vào thiết bị: Một dòng không khí cấp đi trong kênh gió cấp (kênh khô) và dòng không khí thải đi trong kênh thải (kênh ướt). Hai dòng không khí này được ngăn cách bởi 1 vách rắn, không thấm nước. Không khí sau khi được làm lạnh ở kênh khô sẽ được đưa vào không gian điều hòa. Ngược lại, không khí ở kênh ướt sẽ được thải ra ngoài. Rõ ràng, với cùng kích thước và điều kiện vận hành, hiệu quả làm lạnh của thiết bị IEC luôn thấp hơn so với thiết bị DEC. Tuy nhiên, ưu điểm nổi bật của thiết bị IEC là không khí cấp sau khi được làm lạnh có độ ẩm (tuyệt đối) không đổi. Đây là lý do khiến thiết bị IEC được xem là phương án thay thế phù hợp cho các máy điều hòa không khí truyền thống hiện nay. Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã và đang tập trung vào nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của thiết bị IEC. Một trong những cải tiến nổi bật là ứng dụng của “chu trình” Maisotsenko vào thiết bị IEC (gọi tắt là M-IEC). Nguyên lý hoạt động của thiết bị M-IEC được thể hiện trong Hình 1. Về cấu tạo, thiết bị M-IEC gần như tương đồng với thiết bị IEC truyền thống. Tuy nhiên, trong thiết bị M-IEC một số kênh gió trong hệ thống các kênh gió cấp được đụ ...