Luận văn: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DÙNG CÔNG NGHỆ TÍCH TRỮ LẠNH DẠNG BĂNG TAN CHẢY BÊN NGOÀI ỐNG TRONG CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
—————
TRƯƠNG HỒNG ANH
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DÙNG CÔNG NGHỆ TÍCH TRỮ LẠNH DẠNG BĂNG TAN CHẢY BÊN NGOÀI ỐNG TRONG CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT
Mã số: 60.52.80
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2006
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Luận văn này đã trình bày tổng quát các phương pháp tích trữ lạnh khác nhau hiện nay đang được sử dụng. Qua đó phân tích đánh giá và lựa chọn phương pháp tích trữ lạnh ứng dụng cho hệ thống điều hòa không khí phù hợp với điều kiện kinh tế và công nghệ hiện nay tại Việt Nam. Từ đó đã lựa chọn được phương án tối ưu là tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống. Ngoài ra các thí nghiệm được thực hiện nhằm đo đạc bề dày lớp băng hình thành trên bề mặt ống trong quá trình tích trữ theo thời gian, sau đó tiến hành so sánh với kết quả mô phỏng trên máy tính và đưa ra các nhận xét.
Luận văn đã đưa ra các phương pháp tính toán chế tạo thiết bị tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống, viết chương trình tính toán sơ bộ hệ thống bằng phần mềm Microsoft Access, so sánh kinh tế khi sử dụng bồn tích trữ băng với các hệ thống truyền động.
Các vấn đề được nêu ra trong luận văn có thể làm cơ sở tính toán chế tạo thiết bị tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống trong điều kiện công nghệ Việt Nam, qua đó từng bước ứng dụng công nghệ tích trữ băng vào các hệ thống lạnh tại nước ta nhằm giảm chi phí năng lượng.
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: …………………………………………………………………………………………………………….. 1
1.1 Yêu cầu của đề tài ……………………………………………………………………………………………. 1
1.2 Nội dung nghiên cứu ……………………………………………………………………………………….. 2
1.3 Giới hạn của đề tài …………………………………………………………………………………………… 3
1.4 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………………………………….
1.5 Ý nghĩa khoa học và ý ngĩa thực tiễn của đề tài …………………………………………………… 4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TÍCH TRỮ LẠNH ………………………….. 5
2.1 Tình hình sử dụng công nghệ tích trữ lạnh trên thế giới ………………………………………… 5
2.2 Nguyên lý chung của công nghệ tích trữ lạnh ……………………………………………………… 6
2.3 Các phương pháp tích trữ lạnh ………………………………………………………………………….. 7
2.3.1 Tích trữ toàn phần …………………………………………………………………………………. 7
2.3.2 Tích trữ một phần ………………………………………………………………………………….. 8
2.4 Các sơ đồ tích trữ lạnh ……………………………………………………………………………………. 10
2.4.1 Tích trữ lạnh dùng nước lạnh ………………………………………………………………… 10
2.4.2 Tích trữ lạnh dùng băng ……………………………………………………………………….. 13
2.4.2.1 Tích trữ dùng băng dạng tĩnh (Ice-on-coil) ……………………………………….. 13
2.4.2.2 Tích trữ băng dạng động (Ice havester) …………………………………………….. 21
2.4.2.3 Tích trữ ăng dạng bột băng (Ice slurry) …………………………………………….. 24
2.4.2.4 Tích trữ băng dạng nổi (Encapsulated ice) ………………………………………… 26
2.4.3 Tích trữ lạnh dùng muối Eutectic ………………………………………………………….. 28
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ỨNG DỤNG CHO ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 31
3.1 Đánh giá và lựa chọn sơ đồ phù hợp cho điều hòa không khí trong điều kiện Việt Nam …. 31
3.2 Tính toán thiết kế bồn tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống …………………. 34
3.2.1 Xác định dung lượng bồn tích trữ lạnh và hệ số tỏa nhiệt chất tải lạn chảy trong ống 34
3.2.2 Xác định bề dày lớp băng …………………………………………………………………….. 35
3.2.3 Tính toán thủy động trong dàn ống ……………………………………………………….. 36
3.3 Tính toán tích trữ băng ứng dụng cho hệ thống điều hòa không khí ……………………… 37
3.3.1 Dung lượng của bồn tích trữ theo thời gian ……………………………………………. 37
3.3.2 Chi phí sơ bộ đầu tư cho hệ thống …………………………………………………………. 38
3.3.2.1 Đối với hệ thống truyền thống …………………………………………………………. 38
3.3.2.2 Đối với hệ thống có dùng bồn tích trữ lạnh ……………………………………….. 39
3.3.3 Chi phí vận hành hàng năm …………………………………………………………………… 39
3.3.3.1 Đối với hệ thống truyền thống …………………………………………………………. 39
3.3.3.2 Đối với hệ thống có dùng bồn tích trữ lạnh ……………………………………….. 40
3.3.4 Đánh giá kinh tế ………………………………………………………………………………….. 41
3.3.4.1 Gia tăng phí đầu tư ban đầu do sử dụng bồn tích trữ lạnh …………………… 41
3.3.4.2 Gia tăng phí đầu tư ban đầu do sử dụng bồn tích trữ lạnh …………………… 41
3.3.4.3 Thời gian thu hồi vốn khi sử dụng bồn tích trữ lạnh …………………………… 41
3.4 Phần mềm tính toán kinh tế kỹ thuật ………………………………………………………………… 42
3.4.1 Sơ đồ khối của chương trình …………………………………………………………………. 42
3.4.2 Các giao diện của chương trình …………………………………………………………….. 45
CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM TÍCH TRỮ LẠNH DẠNG BĂNG TAN CHẢY BÊN NGOÀI ỐNG 51
4.1 Xây dựng mô hình thí nghiệm bồn tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống .. 51
4.1.1 Giới thiệu hệ thống thực nghiệm …………………………………………………………… 51
4.1.2 Đo đạc và ghi nhận các kết quả thí nghiệm …………………………………………….. 57
4.2 Kết quả thực nghiệm ………………………………………………………………………………………. 58
4.2.1 Bề dày lớp băng hình thành trên bề mặt ống theo thời gian ………………………. 58
4.2.2 Quá trình thay đổi nhiệt độ của nước và chất tải lạnh ………………………………. 60
4.3 Kết quả mô phỏng trên máy tính ……………………………………………………………………… 62
4.4 Nhận xét ……………………………………………………………………………………………………….. 64
4.4.1 So sánh quá trình tạo băng lý thuyết và thực tế ……………………………………….. 64
4.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành băng trên ống …………………………… 67
4.4.2.1 Đường kính ống dàn lạnh ……………………………………………………………….. 67
4.4.2.2 Nhiệt độ glycol trong dàn lạnh ………………………………………………………… 68
CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ – KỸ THUẬT TRONG VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH TRỮ LẠNH DẠNG BĂNG TAN CHẢY BÊN NGOÀI ỐNG CHO ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 70
5.1 Tính toán chế tạo bồn tích lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống ………………………. 70
5.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật ……………………………………………………………………………….. 73
5.2.1 Tính toán theo phương án 1 ………………………………………………………………….. 73
5.2.1.1 Cho hệ thống không có tích trữ lạnh ………………………………………………… 73
5.2.1.2 Cho hệ thống có tích trữ lạnh ………………………………………………………….. 75
5.2.2 Tính toán theo phương án 2 ………………………………………………………………….. 79
PHẦN KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………………… 88
PHỤ LỤC ………………………………………………………………………………………………………………. 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………………………….. 103
