Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
4 - 1 Dung dịch đã được làm mát sơ bộ với áp suất cao sẽ đi vào thiết bị giãn nở, thiết bị
này giúp giảm áp suất chất lỏng và điều chỉnh lưu lượng chất lỏng đi thiết bị bay hơi.
Bình ngưng
Thiết bị bay hơi
Phía áp suất
cao
Phía áp suất
th
ấ
p
Máy nén
Thiết bị giãn
nở
1
2
3
4
Hình 3. Giản đồ chu trình làm lạnh nén hơi
Hình 4. Giản đồ chu trình làm lạnh bao gồm thay đổi về áp suất
(Cục Sử dụng năng lượng hiệu quả, 2004)
Bình ngưng phải có khả năng thải nhiệt đầu vào kết hợp của máy nén và thiết bị bay hơi. Hay
nói cách khác: (1 - 2) + (2 - 3) phải tương đương (3 - 4). Không có tổn thất hoặc thu hồi nhiệt
qua thiết bị giãn nở.
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
4
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
2.1.2 Các loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống nén hơi
Có rất nhiều loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống nén hơi. Nhiệt độ làm mát mong
muốn sẽ quyết định việc lựa chọn chất lỏng. Các môi chất lạnh thường được sử dụng là tập
hợp các flocacbon được clo hoá (CFCs, còn gọi là các Freon): R-11, R-12, R-21, R-22 and R-
502. Bảng 1 tóm tắt các đặc tính của những chất làm lạnh và bảng 2 nêu hiệu suất của chúng.
Bảng 1. Đặc tính của những chất làm lạnh thường được sử dụng (theo Arora, C.P., 2000)
Entanpi *
Chất làm
lạnh
Điểm sôi
** (
o
C)
Điểm đông
(
o
C)
Áp suất hơi
* (kPa)
Lưu lượng
hơi * (m
3
/
kg)
Lỏng (kJ
/ kg)
Hơi(kJ /
kg)
R – 11 -23,82 -111,0 25,73 0,61170 191,40 385,43
R – 12 -29,79 -158,0 219,28 0,07702 190,72 347,96
R – 22 -40,76 -160,0 354,74 0,06513 188,55 400,83
R – 502 -45,40 414,30 0,04234 188,87 342,31
R – 7
(Ammonia)
-33,30 -77,7 289,93 0,41949 808,71 487,76
* Tại -10
o
C
** Tại áp suất khí quyển chuẩn (101,325 kPa)
Bảng 2. Hiệu suất của những môi chất lạnh hay được sử dụng (theo Arora, C.P., 2000)
Môi chất
lạnh
Áp suất bay
hơi (kPa)
Áp suất nén
(kPa)
Tỷ lệ áp
suất
Entanpi hơi (kJ
/ kg)
COP
**
carnot
R – 11 20,4 125,5 6,15 155,4 5,03
R – 12 182,7 744,6 4,08 116,3 4,70
R – 22 295,8 1192,1 4,03 162,8 4,66
R - 502 349,6 1308,6 3,74 106,2 4,37
R - 717 236,5 1166,5 4,93 103,4 4,78
* Tại nhiệt độ bay hơi -15
o
C, và nhiệt độ bình ngưng 30
o
C
** COP
carnot
= Hệ số công suất = Nhiệt độ.
bay hơi
. / (Nhiệt độ.
bn
–Nhiệt độ
b.h.
)
Việc lựa chọn môi chất lạnh và nhiệt độ làm mát mong muốn và tải sẽ quyết định việc lựa
chọn máy nén, cũng như thiết kế của bình ngưng, thiết bị bay hơi, và các thiết bị phụ trợ
khác. Các yếu tố khác như độ phức tạp của bảo trì, yêu cầu khoảng không, và sự sẵn có của
các yếu tố phụ trợ khác (nước, điện, vv…) cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn các bộ phận
trên.
2.2 Hệ thống làm lạnh hấp thụ hơi
2.2.1 Mô tả
Hệ thống làm lạnh hấp thụ hơi bao gồm:
Bình hấp thụ: Hấp thụ hơi môi chất lạnh bằng một chất hấp thụ phù hợp, tạo ra một dung
dịch đậm đặc của môi chất lạnh trong bình hấp thụ
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
5
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
Bơm: Bơm dung dịch đậm đặc và tăng áp suất của dung dịch lên tới áp suất của bình
ngưng
Máy phát: Chưng hơi từ dung dịch đậm đặc, tạo ra dung dịch loãng đưa vào tuần hoàn
Máy phát
Bình ngưng
Thiết bị làm lạnh hấp thụ là một máy tạo ra nước lạnh bằng cách sử dụng nhiệt như hơi, nước
nóng, khí, dầu, vv… Nước lạnh được tạo ra dựa trên nguyên tắc là dung dịch (tức là môi chất
lạnh, bốc hơi ở nhiệt độ thấp) hấp thụ nhiệt từ xung quanh khi bốc hơi. Nước tinh khiết được
sử dụng làm môi chất lạnh và dung dịch lithi bromua (LiBrH
2
O) được sử dụng làm chất hấp
thụ.
Nhiệt sử dụng cho hệ thống làm lạnh hấp thụ hơi có thể là nhiệt thải trích từ quá trình, từ bộ
phát diezen, vv… Trong trường hợp đó, hệ thống hấp thụ chỉ sử dụng điện cho máy bơm.
Tuỳ theo nhiệt độ yêu cầu và chi phí điện, có thể sẽ kinh tế hơn nếu tạo nhiệt/hơi để vận hành
hệ thống hấp thụ.
Dưới đây là mô tả khái niệm làm lạnh hấp thụ (nguồn tham khảo của tranh minh hoạ chưa
xác định).
Thiết bị bay hơi
Bình hấp thụ
Bên nóng
Bên lạnh
Hình 5: Giản đồ hệ thống làm lạnh hấp thụ hơi
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
6
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
Thiết bị bay hơi
Môi chất lạnh (nước) bay hơi ở nhiệt
độ khoảng 4
o
C trong điều kiện chân
không 754 mm Hg ở thiết bị bay hơi.
Nước lạnh đi qua ống của bộ trao đổi
nhiệt trong thiết bị bay hơi và truyền
nhiệt cho môi chất lạnh đã hoá hơi.
Môi chất lạnh (hơi) lại chuyển thành
chất lỏng, còn nhiệt ẩn từ quá trình
bay hơi làm mát nước lạnh (trong sơ
đồ là từ 12
o
C - 7
o
C). Nước lạnh
được sử dụng cho mục đích làm mát.
Bình hấp thụ
Để duy trì sự bay hơi, hơi môi chất
lạnh phải được thải ra từ thiết bị bay
hơi và cần cung cấp môi chất lạnh
(nước). Hơi môi chất lạnh được hấp
thụ trong dung dịch lithi bromua, rất
thuận tiện hấp thụ hơi môi chất lạnh
trong bình hấp thụ. Nhiệt sinh ra từ
quá trình hấp thụ liên tục được loại bỏ
khỏi hệ thống bằng nước mát. Quá
trình hấp thụ cũng duy trì độ chân
không trong thiết bị bay hơi.
Máy phát áp suất cao
Vì dung dịch lithi bromua được pha
loãng, khả năng hấp thụ hơi môi
chất lạnh giảm. Để duy trì quá trình
hấp thụ, dung dịch lithi bromua pha
loãng cần được cô đặc lại.
Thiết bị làm lạnh hấp thụ được lắp
cùng hệ thống cô đặc dung dịch, được
gọi là máy phát. Chất gia nhiệt như
hơi, nước nóng, khí hoặc dầu đóng
vai trò là dung dịch cô đặc.
Dung dịch cô đặc được đưa trở lại
bình hấp thụ để tiếp tục hấp thụ hơi
lạnh.
Bình ngưng
Để hoàn tất chu trình làm lạnh, cần
đảm bảo là quy trình làm lạnh diễn ra
liên tục, cần có hai chức năng sau
1. Cô đặc và hoá lỏng hơi môi chất
lạnh, được tạo ra trong máy phát
áp suất cao.
2. Cung cấp nước ngưng cho thiết bị
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
7
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
bay hơi làm môi chất lạnh (nước)
Một bình ngưng được lắp đặt phục vụ
cho hai chức năng trên.
Hệ thống làm lạnh hấp thụ sử dụng nước Li-Br làm môi chất lạnh có hệ số hiệu suất (COP)
trong khoảng 0,65 – 0,70 và có thể cung cấp nước lạnh ở nhiệt độ 6,7
o
C với nhiệt độ nước
làm mát ở 30
o
C. Hiện cũng có những hệ thống có thể cung cấp nước lạnh ở nhiệt độ 3
o
C.
Hệ thống dựa trên Amoniac hoạt động ở mức cao hơn áp suất khí quyển có thể hoạt động ở
nhiệt độ thấp (dưới 0
o
C). Hiện bình hấp thụ đang có sẵn với công suất trong khoảng 10-1500
tấn. Mặc dù chi phí ban đầu của hệ thống hấp thụ cao hơn hệ thống nén, chi phí vận hành rẻ
hơn nhiều vì nhiệt thải được tận dụng.
2.2.2 Làm mát bằng bay hơi trong hệ thống làm lạnh hấp thụ hơi
Có những nơi có thể thay điều hoà không khí giúp đặt mức điều chỉnh độ ẩm lên tới 50%
giúp con người thoải mái hoặc cho quá trình bằng một hệ thống làm mát bằng bay hơi giúp
tiết kiệm năng lượng và rẻ hơn nhiều.
Khái niệm rất đơn giản và tương tự như khái niệm ở tháp giản nhiệt. Không khí được đưa vào
tiếp xúc chặt chẽ với nước để làm giảm nhiệt độ của không khí xuống gần nhiệt độ bầu ướt.
Không khí mát được sử dụng phục vụ cho con người hoặc làm mát quá trình. Nhược điểm
của hệ thống là độ ẩm trong không khí cao. Tuy nhiên, đây lại là một phương tiện làm mát vô
cùng hiệu quả với chi phí rất thấp. Những hệ thống thương mại lớn thường dùng khối đệm
bằng cenluloza để phun nước. Có thể điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh lưu lượng khí
và tốc độ luân chuyển khí. Ứng dụng phương pháp làm mát bằng bay hơi đặc biệt thích hợp
cho làm mát ở những vùng khô hanh. Nguyên tắc này cũng được thực hiện ở các doanh
nghiệp thuộc ngành dệt cho một số quá trình nhất định.
Không khí
l
ạ
nh
Không khí
nón
g
Nước phun
Hình 5. Giản đồ làm mát bằng bay hơi
Theo: Munters (2001)
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
8
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
3. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ LÀM LẠNH
Phần này nói về cách thức đánh giá hiệu suất của dây chuyền làm lạnh/điều hoà không khí.
3.1 Đánh giá dây chuyền làm lạnh
3.1.1 TR
Chúng ta bắt đầu với định nghĩa về TR.
TR: Hiệu quả làm mát tạo ra được đo theo tấn làm lạnh, còn được gọi là “tấn lạnh”.
TR = Q x⋅C
p
x⋅ (T
i
– T
o
) / 3024
Trong đó: Q lưu lượng môi chất lạnh, kg/h
C
p
là nhiệt dung riêng của môi chất lạnh kCal /kg deg C
T
i
là nhiệt độ vào của môi chất lạnh đi vào thiết bị bay hơi (máy làm
lạnh),
0
C
T
o
là nhiệt độ ra của môi chất lạnh đi ra từ thiết bị bay hơi (máy làm
lạnh),
0
C.
1 TR môi chất lạnh = 3024 kCal/h nhiệt thải
3.1.2 Mức tiêu thụ năng lượng riêng
Mức tiêu thụ năng lượng riêng kW/TR là chỉ số hữu ích giúp tính hiệu suất của hệ thống
lạnh. Bằng cách đo lượng TR và đầu vào kW, kW/TR được sử dụng làm chỉ số hiệu quả
về mặt năng lượng.
Ở hệ thống nước làm lạnh tập trung, ngoài máy nén, năng lượng còn được sử dụng cho
bơm chất làm lạnh nước làm lạnh (thứ cấp), bơm nước ngưng (để loại bỏ nhiệt ra tháp
giải nhiệt) và quạt trong tháp giải nhiệt. Về mặt hiệu quả, mức tiêu thụ năng lượng tổng sẽ
là tổng của:
− kW máy nén
− kW máy bơm nước lạnh
− kW máy bơm nước ngưng
− kW quạt tháp giải nhiệt cho tháp hút/đối lưu cưỡng bức
Chỉ số kW/TR, hay còn gọi là mức tiêu thụ năng lượng riêng của một sản lượng TR nhất
định là tổng của:
− kW/TR máy nén
− kW/TR máy bơm nước lạnh
− kW/TR máy bơm nước ngưng
− kW/TR quạt tháp giải nhiệt cho tháp hút/đối lưu cưỡng bức
3.1.3 Hệ số hiệu suất
Hệ số hiệu suất trên lý thuyết (Carnot), (COP
Carnot,
một cách đo chuẩn hiệu suất làm lạnh
của một hệ thống làm lạnh lý tưởng) phụ thuộc vào hai nhiệt độ chính của hệ thống: nhiệt
độ ở thiết bị bay hơi T
e
và nhiệt độ ở bình ngưng T
c
. COP theo công thức:
COP
Carnot
= T
e
/ (T
c
- T
e
)
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
9
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
Phương trình trên cũng cho thấy, nhiệt độ thiết bị bay hơi tăng lên và nhiệt độ ở bình
ngưng giảm xuống sẽ giúp tăng chỉ số COP
Carnot
. Nhưng COP
Carnot
chỉ là một tỷ số nhiệt
độ, và không xét đến loại máy nén. Vì vậy, COP thường sử dụng trong các doanh nghiệp
được tính như sau:
Hiệu ứng lạnh (kW)
COP =
Đầu vào năng lượng cấp cho máy nén (kW)
Trong đó hiệu ứng lạnh là chênh lệch entanpi trong thiết bị bay hơi và được tính bằng
kW.
Hình 6: Tác động của nhiệt độ ngưng và nhiệt độ thiết bị bay hơi đối với thiết bị làm
lạnh (Cục Sử dụng năng lượng hiệu quả, 2004)
3.2 Đánh giá hệ thống điều hoà không khí
Đối với thiết bị điều hoà không khí, lưu lượng không khí ở bộ giàn quạt lạnh (FCU) hoặc
thiết bị xử lý không khí (AHU) có thể được đo bằng phong tốc kế. Nhiệt độ bầu ướt và khô
được đo ở đầu vào và đầu ra của AHU hoặc FCU và tải lạnh theo TR được tính bằng:
(
)
3024
h h ρ Q
TR
outin
−
×
×
=
Trong đó, Q là lưu lượng khí, m
3
/h
ρ là mật độ khí, kg/m
3
H
vào
là entanpi của khí vào kCal/kg
H
ra
là entanpi của khí ra kCal/kg
Có thể sử dụng đồ thị đo độ ẩm-nhiệt độ để tính h
vào
và h
ra
từ các giá trị nhiệt độ bầu khô và
nhiệt độ bầu ướt được đo qua các lần thử sử dụng ẩm kế. Thực hiện đo năng lượng tại máy
nén, bơm, quạt AHU, quạt tháp giản nhiệt có thể sử dụng bộ phân tích tải cầm tay.
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
10
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
Có thể ước tính tải điều hoà không khí bằng cách tính tải nhiệt khác nhau, ẩn và cảm nhận
được, dựa trên thông số khí đầu vào và đầu ra, hệ số khí vào, số lượng người và loại nguyên
vật liệu lưu trữ.
Dưới đây là một số các tải TR ở điều hoà không khí:
Văn phòng nhỏ = 0,1 TR/m
2
Văn phòng trung bình tức là, = 0,06 TR/m
2
10 – 30 người chung một
điều hoà không khí trung tâm
Văn phòng lớn, tổ hợp với một
điều hoà không khí trung tâm = 0,04 TR/m
2
3.3 Các yếu tố cần lưu ý khi đánh giá hiệu suất hệ thống
3.3.1 Độ chính xác của lưu lượng và đo nhiệt độ
Trong một đánh giá hiệu suất hoạt động, cần sử dụng những công cụ đo chính xác để đo nhiệt
độ vào và nhiệt độ ra của nước lạnh và nước ngưng, tốt nhất ở mức đo thấp nhất là 0,1
o
C.
Để đo lưu lượng nước lạnh có thể sử dụng lưu lượng kế siêu âm trực tiếp hoặc có thể xác
định dựa trên thông số hoạt động của bơm. Cần kiểm tra mức độ phù hợp của nước làm lạnh
và hầu hết các thiết bị đều được thiết kế ở mức điển hình 0,68 m
3
/h trên mỗi TR lưu lượng
nước làm lạnh (3 gpm/TR). Lưu lượng nước ngưng cũng có thể được đo bằng lưu lượng kế
không tiếp xúc trực tiếp hoặc được xác định dựa trên các thông số hoạt động của bơm. Cần
kiểm tra mức độ phù hợp của nước ngưng và phần lớn các thiết bị được thiết kế ở mức 0,91
m
3
/h trên mỗi TR (4 gpm / TR) lưu lượng nước ngưng.
3.3.2 Giá trị non tải trung bình (IPLV)
Mặc dù tỷ số kW/ TR có thể được sử dụng làm thông tin tham khảo ban đầu, không nên dùng
giá trị này như là một giá trị tuyệt đối vì nó dựa trên hai yếu tố quan trọng, đó là 100% công
suất của thiết bị và các điều kiện thiết kế. Những yếu tố này chỉ xảy ra rất ít trên tổng số thời
gian thiết bị hoạt động trong năm. Vì lý do trên, cần phải có số liệu phản ánh cách thức thiết
bị hoạt động với mức non tải hoặc trong những điều kiện mà nhu cầu ít hơn 100% công suất.
Để đạt được điều này, cần xác định một giá trị kW/TR trung bình với mức non tải, được gọi
là Giá trị non tải trung bình(IPLV).
Giá trị IPLV là giá trị tham khảo phù hợp nhất, nhưng chưa phải là tốt nhất, vì giá trị này chỉ
tính đến 4 thời điểm trong chu kỳ hoạt động: 100%, 75%, 50% and 25%. Thêm vào đó, giá trị
này tính cùng một trọng số cho mỗi giá trị, và hầu hết thiết bị hoạt động trong khoảng từ 50%
- 75% công suất. Đây là lý do tại sao lại cần phải có phân tích cụ thể cho mỗi trường hợp
trong 4 thời điểm đã nói trên, cũng như xây dựng một nhật ký vận hành của bộ trao đổi nhiệt
trong năm.
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
11
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
4. CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ
Phần này nói đến các khu vực có thể nâng cao sử dụng năng lượng hiệu quả trong dây chuyền
làm lạnh.
4.1 Tối ưu hoá bộ trao đổi nhiệt của quá trình
Có xu hướng áp dụng biên độ an toàn cao cho việc vận hành, giá trị này có thể ảnh hưởng
đến áp suất hút của máy nén/ điểm thiết lập của thiết bị bay hơi. Ví dụ như, một yêu cầu làm
lạnh quy trình ở 15
o
C sẽ cần môi chất lạnh ở nhiệt độ thấp hơn, nhưng dải này có thể dao
động từ 6
o
C đến khoảng 10
o
C. Với nước lạnh ở 10
o
C, nhiệt độ của môi chất lạnh phải thấp
hơn (khoảng –5
o
C đến +5
o
C). Nhiệt độ môi chất lạnh quyết định áp suất hút tương ứng của
chất lạnh, áp suất hút đó lại quyết định điều kiện đầu vào cho máy nén lạnh. Áp dụng lực phát
động tốt ưu/tối đa (chênh lệch nhiệt độ) có thể giúp đạt được áp suất hút cao nhất có thể tại
máy nén, và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Điều này đòi hỏi phải định cỡ chính xác diện
tích truyền nhiệt của bộ trao đổi nhiệt quá trình và thiết bị bay hơi cũng như hợp lý hoá yêu
cầu về nhiệt độ để đạt giá trị cao nhất có thể. Mỗi mức tăng nhiệt độ thiết bị bay hơi thêm 1
o
C
có thể tiết kiệm 3 % năng lượng tiêu thụ. Công suất TR của thiết bị đó sẽ tăng theo nhiệt độ
thiết bị bay hơi, như cho trong bảng dưới đây.
Bảng 3. Những giá trị điển hình minh hoạ tác động của sự biến đổi nhiệt độ thiết bị bay
hơi đối với mức tiêu thụ năng lượng của máy nén (Hội đồng Năng suất quốc gia, không
xuất bản)
Nhiệt độ thiết bị bay hơi (
0
C)
Công suất lạnh
*
(tấn)
Tiêu thụ năng
lượng cụ thể
Mức tăng kW/tấn
(%)
5,0 67,58 0,81 -
0,0 56,07 0,94 16,0
-5,0 45,98 1,08 33,0
-10,0 37,20 1,25 54,0
-20,0 23,12 1,67 106,0
* Nhiệt độ bình ngưng 40
0
C
Để hợp lý hoá diện tích trao đổi nhiệt, hệ số trao đổi nhiệt về phía môi chất lạnh có thể dao
động trong khoảng từ 1400 – 2800 watts /m
2
K. Diện tích trao đổi nhiệt phía môi chất lạnh là
0,5 m
2
/TR và cao hơn ở thiết bị bay hơi.
Bình ngưng trong dây chuyền làm lạnh là một thiết bị rất quan trọng, ảnh hưởng đến công
suất TR và nhu cầu tiêu thụ năng lượng. Với môi chất lạnh bất kỳ, nhiệt độ ngưng tụ và áp
suất ngưng tụ tương ứng phụ thuộc vào diện tích truyền nhiệt, hiệu quả của quá trình truyền
nhiệt và loại làm mát sử dụng. Một mức nhiệt độ ngưng tụ tháp hơn có nghĩa là máy nén phải
hoạt động trong vi sai về áp suất thấp hơn do áp suất đẩy được cố định bởi thiết kế và hiệu
suất của bình ngưng.
Trên thực tế, việc lựa chọn bình ngưng là giữa làm mát bằng không khí-làm mát bằng không
khí với nước phun, và làm mát qua trao đổi nhiệt. Bộ trao đổi nhiệt hình ống và dạng vỏ sò
lớn được sử dụng làm bình ngưng có tháp giải nhiệt hoạt động tốt cho phép hoạt động ở giá
trị áp suất đẩy thấp và nâng cao công suất TR của dây chuyền làm lạnh.
Nếu môi chất lạnh R22 được sử dụng trong bình ngưng dạng ống và vỏ sò làm mát bằng
nước thì áp suất đẩy là 15 kg/cm
2
. Nếu cũng loại môi chất lạnh này được sử dụng trong bình
ngưng làm mát bằng không khí thì áp suất đẩy là 20 kg/cm
2
. Điều này cho thấy mức tải nén
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
12
Thiết bị sử dụng điện: Điều hoà không khí và làm lạnh
cần thêm là bao nhiêu, với mức tải thêm này sẽ làm tăng thêm tiêu thụ năng lượng khoảng 30
% ở dây chuyền.
Một trong những giải pháp tốt nhất tại giai đoạn thiết kế là lựa chọn bình ngưng dạng ống và
vỏ sò làm mát bằng nước thay cho những lựa chọn rẻ tiền hơn như loại bình ngưng làm mát
bằng không khí hoặc bình ngưng không khí phun nước.
Tác động của nhiệt độ bình ngưng đối với nhu cầu sử dụng năng lượng của dây chuyền được
cho trong bảng dưới đây
Bảng 7. Những giá trị điển hình minh hoạ tác động của sự biến đổi trong nhiệt độ bình
ngưng đối với mức tiêu thụ năng lượng (Hội đồng Năng suất quốc gia, chưa được xuất
bản)
Nhiệt độ ngưng (
0
C)
Công suất làm
lạnh (tấn)
Tiêu thụ năng
lượng cụ thể
(kW / TR)
Mức tăng kW/TR
(%)
26,7 31,5 1,17 -
35,0 21,4 1,27 8,5
40,0 20,0 1,41 20,5
* Máy nén pittông sử dụng môi chất lạnh R-22.
Nhiệt độ thiết bị bay hơi -10
0
C
4.2 Bảo trì bề mặt trao đổi nhiệt
Khi đã mua máy nén, bảo trì hiệu quả là yếu tố then chốt giúp tối ưu hoá mức tiêu thụ năng
lượng. Có thể cải thiện trao đổi nhiệt bằng cách đảm bảo sự phân cách hợp lý giữa dầu bôi
trơn và môi chất lạnh, làm tan băng ở giàn lạnh, và tăng vận tốc chất tải lạnh thứ cấp(không
khí, nước, vv ). Tuy nhiên, vận tốc tăng sẽ dẫn đến mức sụt áp lớn hơn trong hệ thống và
tiêu thụ năng lượng cao hơn ở bơm và quạt. Vì vậy, cần phân tích kỹ để xác định vận tốc tối
ưu.
Ống bình ngưng bị tắc nghẽn khiến máy nén phải làm việc nhiều hơn để đạt công suất mong
muốn. Ví dụ như lớp cặn bám dày 0,8 mm trong ống bình ngưng sẽ làm tăng mức tiêu thụ
năng lượng lên tới 35 %. Tương tự như vậy, thiết bị bay hơi bị tắc nghẽn (do dầu bôi trơn
đóng cặn trong phần lấy khí vào) sẽ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng. Việc lựa chọn, định
cỡ và bảo trì tháp giải nhiệt cũng quan trọng như vậy. Cứ mỗi mức giảm nhiệt độ nước từ
tháp giải nhiệt là 0,55
o
C sẽ làm giảm tiêu thụ năng lượng xuống 3%.
Bảng 8. Các giá trị điển hình minh hoạ tác động của việc bảo trì không phù hợp đối với
mức tiêu thụ năng lượng của máy nén (Hội đồng Năng suất quốc gia)
Điều kiện
Nhiệt độ bay
hơi (
0
C)
Nhiệt độ
ngưng
(
0
C)
Công suất làm lạnh
*
(tấn)
Tiêu thụ năng
lượng cụ thể
(kW/tấn)
Tăng kW/tấn
(%)
Bình thường 7,2 40,5 17,0 0,69 -
Bình ngưng bẩn 7,2 46,1 15,6 0,84 20,4
Thiết bị bay hơi bẩn 1,7 40,5 13,8 0,82 18,3
Thiết bị bay hơi và
bình ngưng bẩn
1,7 46,1 12,7 0,96 38,7
* Hệ thống máy nén pittông 15 tấn. Mức tiêu thụ năng lượng của các hệ thống thường gặp ở Ấn Độ
thấp hơn. Tuy nhiên, thay đổi phần trăm của mức tiêu thụ năng lượng là do hậu quả của việc bảo
trì kém.
Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á –
www.energyefficiencyasia.org ©UNEP
13
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét