Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Máy lạnh hấp thụ”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
n replaced: ) → ), Giáo Dục → Giáo dục, Thể loại:Thể loại: → Thể loại: (5) using AWB |
||
Dòng 1:
{{Nhiệt động lực học}}
'''Máy lạnh hấp thụ'''<ref name="Nguyen Pham 2006 244">{{Chú thích sách|title=Kỹ thuật Lạnh cơ sở| last=Nguyễn| first=Đức Lợi| last2=Phạm| first2=Văn Tùy|publisher=Nhà xuất bản Giáo
== Lịch sử ==
Đầu thế kỷ 20, chu trình hấp thụ hơi dùng hệ nước–amoniac trở nên phổ biến và được dùng rộng rãi, nhưng sau khi chu trình [[làm lạnh nén hơi]] được phát minh, chu trình làm lạnh hấp thụ hơi không còn được ưa chuộng do [[hệ số hiệu quả năng lượng]] (COP) của nó thấp (khoảng 1/5 so với chu trình làm lạnh nén hơi). Máy lạnh hấp thụ là thiết bị thay thế phổ biến cho những loại máy lạnh nén hơi trong những trường hợp mà nguồn điện không ổn định, chi phí cao, hoặc những nơi không có nguồn điện, những nơi hạn chế tiếng ồn gây ra bởi máy nén, hoặc những nơi nguồn nhiệt năng dồi dào (như hơi thải từ [[Tua bin|tuabin]] hoặc qui trình công nghiệp hoặc từ nhà máy điện mặt trời).
Hiện tượng làm lạnh hấp thụ được phát minh bởi nhà khoa học người Pháp [[Ferdinand Carré]] năm 1858.<ref>Eric Granryd & Björn Palm, Refrigerating engineering, Stockholm [[Royal Institute of Technology]], 2005, see chap. 4-3</ref> Thiết kế ban đầu sử dụng nước và [[Axit sulfuric|axit sulruric]]. Vào năm 1922, [[Baltzar von Platen]] và [[Carl Munters]] đã cải tiến nguyên lý hoạt động với hệ ba-lưu-chất (''three-fluid'') khi còn là sinh viên ở Học viên Kỹ thuật Hoàng gia ở [[Stockholm]], [[Thụy Điển]]. Thiết kế "máy lạnh Platen-Munters" có thể hoạt động mà không cần dùng đến [[Bơm cơ học|bơm]].
Công nghệ này được phát triển thương mại vào năm 1923 bởi một công ty mới thành lập tên “AB Arctic”, công ty này sau đó đã được công ty [[Electrolux]] mua lại vào năm 1925. Vào thập niên 1960, hệ thống làm lạnh hấp thụ được phổ biến trở lại nhờ vào nhu cầu lắp đặt thiết bị lạnh trên những xe caravan du lịch. Công ty AB Electrolux thành lập chi nhánh ở Hoa Kỳ, đặt tên là Dometic Sales Corporation. Công ty bắt đầu quảng cáo máy lạnh dùng cho xe du lịch RV dưới thương hiệu “Dometic”. Năm 2001, công ty Electrolux bán phần lớn dòng sản phẩm gia dụng giải trí cho công ty quỹ đầu tư EQT Partners, để từ đó, thương hiệu Dometic trở thành một công ty độc lập.
Năm 1926, [[Albert Einstein]] và sinh viên của ông, [[Leó Szilárd]], đã đề xuất một thiết kế mới mang tên “Máy lạnh Einstein”.<ref>{{Cite web| url=http://www.google.com/patents?q=1781541| title=US Patent 1781541 }}</ref> Tại buổi diễn thuyết TED Conference năm 2007, [[Adam Grosser]] đã giới thiệu nghiên cứu của ông về một hệ thống làm lạnh vaccine “hấp thụ gián đoạn” để có thể áp dụng tại những nước kém phát triển. Máy lạnh này là một thiết bị làm lạnh nhỏ đặt trên bếp lửa cắm trại, sau đó có thể làm lạnh 15 lít nước xuống mức [[Băng|đóng băng]] trong vòng 24 giờ đồng hồ trong điều kiện nhiệt độ môi trường 30{{nbsp}}
== Nguyên lý hoạt động ==
Những thiết bị làm lạnh hấp thụ sẽ dùng [[Chất làm lạnh|môi chất lạnh]] với nhiệt độ sôi rất thấp (dưới −18{{nbsp}}
[[Tập tin:Absorption refrigerator working.svg|nhỏ|327x327px|'''Sơ đồ chu trình làm lạnh hấp thụ'''<
Chu trình làm lạnh hấp thụ có thể được mô tả qua ba giai đoạn:
#'''Bay hơi''': Môi chất lạnh ở thể lỏng sẽ bay hơi ở điều kiện [[áp suất riêng phần]] thấp, và thu nhiệt từ môi trường xung quanh (ví dụ, buồng làm lạnh). Do áp suất riêng phần thấp, nhiệt độ cần thiết cho quá trình bay hơi cũng thấp.
Dòng 20:
#'''Làm lạnh''': Dung dịch bão hòa môi chất lạnh được gia nhiệt, làm môi chất lạnh bay hơi đi.
::a. Quá trình bay hơi diễn ra ở đoạn dưới của một ống hẹp; bọt khí của môi chất lạnh sẽ đẩy dung dịch khan môi chất lạnh lên bình cao hơn, từ đó dung dịch sẽ chảy theo trọng lực xuống bình hấp thụ.
::b. Hơi môi chất lạnh nóng đi qua thiết bị trao đổi nhiệt. Tại đây sẽ trao đổi nhiệt với hệ bên ngoài (ví dụ, môi trường không khí bên ngoài) và ngưng tụ ở vị trí cao hơn. Môi chất lỏng ngưng tụ sẽ tiếp tục chảy theo trọng lực để trở về buồng làm lạnh để tiếp tục chu trình bay hơi–thu nhiệt.
Hệ làm lạnh hấp thụ sẽ tự tạo chuyển động của lưu chất mà không cần dùng đến bơm. Môi chất thứ ba, ở thể khí, thường được thêm vào hệ thống để cân bằng áp suất khi quá trình ngưng tụ diễn ra.
Trong khi đó, máy lạnh nén hơi sử dụng một máy nén, chạy bằng điện hoặc động cơ đốt trong, để tăng áp suất cho hơi môi chất lạnh. Hơi môi chất lạnh nóng sau đó bị ngưng tụ trở về trạng thái lỏng khi đi qua “bộ ngưng tụ” (''condenser'')–thiết bị trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Môi chất lạnh sau khi ngưng tụ có nhiệt độ gần với nhiệt độ môi trường nhưng ở áp suất cao hơn, nên đi qua một [[van tiết lưu]] hoặc [[lỗ tiết lưu]] để vào “bộ bay hơi” (''evaporator''). [[Van tiết lưu]] (''throttle valve'') giúp tạo sự giảm áp suất giữa bộ ngưng tụ áp suất cao và bộ bay hơi áp suất thấp. Áp suất trong bộ bay hơi thấp, giúp môi chất lạnh bay hơi, đồng thời thu nhiệt từ buồng làm lạnh. Môi chất lạnh, lúc này ở thể khí, sẽ trở lại máy nén để tiếp tục lặp lại chu trình.
Dòng 31:
=== Làm lạnh hấp thụ phun sương ===
[[File:Absorptive refrigeration.svg|thumb|right|Hệ thống hấp thụ phun sương]]
Một hệ thống tương tự sử dụng không khí, nước và dung dịch muối. Không khí ẩm nóng được đi qua dung dịch nước muối phun sương. Việc phun sương nước muối giúp làm giảm độ ẩm nhưng không thay đổi nhiệt độ. Không khí nóng nhưng khô sau đó sẽ đi qua giàn lạnh bay hơi (''evaporative cooler''), có phun sương nước sạch, giúp làm mát và làm ẩm không khí trở lại. Độ ẩm được tách ra khỏi không khí mát bằng việc phun sương dung dịch muối, sẽ cung cấp luồng khí khô–mát cuối cùng.
Dung dịch muối được hoàn nguyên bằng cách gia nhiệt dưới áp suất thấp, giúp nước bay hơi. Nước sau khi bay hơi khỏi dung dịch muối sẽ được ngưng tụ trở lại và đưa trở về giàn lạnh bay hơi.
=== Làm lạnh hấp thụ một áp suất ===
Dòng 40:
[[File:Thermal_image_of_a_domestic_absorption_refrigerator.jpg|thumb|right|300px|'''Ảnh nhiệt hồng ngoại của một máy lạnh hấp thụ gia dụng''' tương ứng với hình bên trên. Màu sắc trên hình thể hiện nhiệt độ tương ứng: màu xanh = lạnh, màu đỏ = nóng. Nguồn nhiệt (7) được đặt hoàn toàn bên trong phần cách nhiệt (6).]]
Máy lạnh hấp thụ một áp suất dựa trên nguyên tắc [[Bay hơi|tốc độ bay hơi]] của chất lỏng phụ thuộc vào [[áp suất riêng phần]] của hơi phía trên chất lỏng; áp suất càng thấp thì tốc độ bay hơi càng cao. Áp suất tổng của toàn bộ hệ thống làm lạnh được giữ nguyên không đổi (nên được gọi là “một áp suất”). Máy lạnh sẽ duy trì áp suất riêng phần thấp cho môi chất lạnh (có tốc độ bay hơi cao) ở bộ phận thu nhiệt từ buồng làm lạnh bên trong máy lạnh, và duy trì áp suất cao (tốc độ bay hơi thấp) ở bộ phận thải nhiệt ra môi trường bên ngoài máy lạnh.
Thiết bị làm lạnh sử dụng ba môi chất: [[amoniac]], khí [[hydro]], và [[nước]]. Chu trình diễn ra khép kín, với ba môi chất này được thu hồi và tái sử dụng liên tục. Hệ thống được nén đến áp suất mà nhiệt độ sôi của amoniac cao hơn nhiệt độ của cuộn ống ngưng tụ (nơi trao đổi nhiệt với không khí bên ngoài, do nhiệt độ của cuộn ống cao hơn nhiệt độ không khí). Áp suất này thường vào khoảng 14–16 atm, ở áp suất này, amoniac có [[Nhiệt độ bay hơi|nhiệt độ sôi]] khoảng 35 °C.
Dòng 48:
Trong hai giai đoạn tiếp theo, hơi amoniac được phân tách khỏi hỗn hợp với khí hydro để sau đó được tiếp tục tái sử dụng.
#Hỗn hợp khí amoniac–hydro đi từ bộ bay hơi đến bộ hấp thụ. Trong bộ hấp thụ, hỗn hợp khí này tiếp xúc với dung dịch nước chứa nồng độ rất thấp amoniac. Hơi amoniac sẽ hòa tan vào dung dịch này, trong khi khí hydro thì không tan nên được thu gom ở phần trên của bộ hấp thụ. Dung dịch bên dưới chỉ còn hỗn hợp thể lỏng amoniac–nước.
#Phân tách hỗn hợp amoniac và nước. Dung dịch amonica–nước được chuyển đến bộ gia nhiệt, nơi đó, nhiệt được cung cấp để làm sôi và bay hơi amoniac (có nhiệt độ sôi thấp hơn nước). Một ít hơi nước và bọt khí cũng bị lôi cuốn theo amoniac; phần hơi nước này sẽ được loại bỏ khi đi qua bộ phân tách (''separator'') – bước phân tách cuối cùng. Bộ phân tách gồm nhiều đoạn ống cuốn xoắn tạo cản trở để hơi nước ngưng tụ và trở về bộ phân tách.
Hơi amoniac sau đó đi vào bộ ngưng tụ. Ở thiết bị trao đổi nhiệt này, hơi truyền nhiệt cho không khí bên ngoài, dưới điểm sôi của amoniac ở cùng áp suất, do vậy hơi amoniac ngưng tụ. Dung dịch amoniac lỏng chảy tiếp và được trộn với khí hydro ở bộ hấp thụ, lặp lại chu trình như ban đầu.
==Chú thích==
{{tham khảo}}
[[
[[
[[
[[
[[
|