Tài liệu Luận văn thạc sĩ chuyên ngành công nghệ nhiệt nghiên cứu khả năng dùng công nghệ tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngoài ống trong các hệ thống điều

Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. Hoà Chí Minh TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ---------------------------- TRÖÔNG HOÀNG ANH NGHIEÂN CÖÙU KHAÛ NAÊNG DUØNG COÂNG NGHEÄ TÍCH TRÖÕ LAÏNH DAÏNG BAÊNG TAN CHAÛY BEÂN NGOAØI OÁNG TRONG CAÙC HEÄ THOÁNG ÑIEÀU HOAØ KHOÂNG KHÍ TRUNG TAÂM CHUYEÂN NGAØNH: COÂNG NGHEÄ NHIEÄT MAÕ SOÁ: 60.52.80 LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TP. HOÀ CHÍ MINH, thaùng 7 naêm 2006 LÔØI CAÛM ÔN Taùc giaû xin chaân thaønh caûm ôn: - Thaày höôùng daãn, TS.Nguyeãn Theá Baûo ñaõ taän tình höôùng daãn vaø taïo moïi ñieàu kieän toát nhaát giuùp taùc giaû hoaøn thaønh luaän vaên. - Thaày chuû nhieäm ngaønh Coâng Ngheä Nhieät, PGS.TS Leâ Chí Hieäp cuøng caùc thaày coâ cuûa tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa, Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät ñaõ tham gia giaûng daïy vaø höôùng daãn taùc giaû trong suoát quaù trình hoïc taäp. - Tröôøng Cao Ñaúng Kyõ Thuaät Cao Thaéng, Tröôøng Trung hoïc Kyõ thuaät nghieäp vuï Nguyeãn Taát Thaønh, Coâng Ty Cô Nhieät Ñieän Laïnh Baùch Khoa ñaõ taïo ñieàu kieän cho taùc giaû thöïc hieän caùc thí nghieäm, cung caáp soá lieäu ñeå luaän vaên ñöôïc hoaøn thaønh. - Caùc thaày coâ Phoøng Ñaøo Taïo SÑH ñaõ giuùp ñôõ veà vaán ñeà thuû tuïc. - Nhöõng ngöôøi thaân, ñoàng nghieäp vaø hoïc vieân lôùp Cao Hoïc Coâng Ngheä Nhieät K14 ñaõ ñoäng vieân vaø giuùp ñôõ taùc giaû trong suoát quaù trình thöïc hieän luaän vaên. Hoïc vieân cao hoïc Tröông Hoàng Anh TOÙM TAÉT LUAÄN VAÊN Luaän vaên naøy ñaõ trình baøy toång quaùt caùc phöông phaùp tích tröõ laïnh khaùc nhau hieän nay ñang ñöôïc söû duïng. Qua ñoù phaân tích ñaùng giaù vaø löïa choïn phöông phaùp tích tröõ laïnh öùng duïng cho heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá vaø coâng ngheä hieän nay taïi Vieät Nam. Töø ñoù ñaõ löïa choïn ñöôïc phöông aùn toái öu laø tích tröõ laïnh daïng baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng. Ngoaøi ra caùc thí nghieäm ñöôïc thöïc hieän nhaèm ño ñaïc beà daøy lôùp baêng hình thaønh treân beà maët oáng trong quaù trình tích tröõ theo thôøi gian, sau ñoù tieán haønh so saùnh vôùi keát quaû moâ phoûng treân maùy tính vaø ñöa ra caùc nhaän xeùt. Luaän vaên ñaõ ñöa ra caùc phöông phaùp tính toaùn cheá taïo thieát bò tích tröõ laïnh daïng baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng, vieát chöông trình tính toaùn sô boä heä thoáng baèng phaàn meàm Microsoft Access, so saùnh kinh teá khi söû duïng boàn tích tröõ baêng vôùi caùc heä thoáng truyeàn thoáng. Caùc vaán ñeà ñöôïc neâu ra trong luaän vaên coù theå laøm cô sôû tính toaùn cheá taïo thieát bò tích tröõ laïnh daïng baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng trong ñieàu kieän coâng ngheä Vieät Nam, qua ñoù töøng böôùc öùng duïng coâng ngheä tích tröõ baêng vaøo caùc heä thoáng laïnh taïi nöôùc ta nhaèm giaûm chi phí naêng löôïng. MUÏC LUÏC LÔØI MÔÛ ÑAÀU CHÖÔNG 1:............................................................................................................1 1.1 Yeâu caàu cuûa ñeà taøi ........................................................................................1 1.2 Noäi dung nghieân cöùu .....................................................................................2 1.3 Giôùi haïn cuûa ñeà taøi ......................................................................................3 1.4 Phöông phaùp nghieân cöùu ...............................................................................3 1.5 YÙnghóa khoa hoïc vaø yù nghóa thöïc tieãn cuûa ñeà taøi .........................................4 CHÖÔNG 2:TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG NGHEÄ TÍCH TRÖÕ LAÏNH ................5 2.1 Tình hình söû duïng coâng ngheä tích tröõ laïnh treân theá giôùi ..............................5 2.2 Nguyeân lyù chung cuûa coâng ngheä tích tröõ laïnh ..............................................6 2.3 Caùc phöông phaùp tích tröõ laïnh ......................................................................7 2.3.1 Tích tröõ toaøn phaàn ..................................................................................7 2.3.2 Tích tröõ moät phaàn ...................................................................................8 2.4 Caùc sô ñoà tích tröõ laïnh ................................................................................10 2.4.1 Tích tröõ laïnh duøng nöôùc laïnh ...............................................................10 2.4.2 Tích tröõ laïnh duøng baêng ......................................................................13 2.4.2.1 Tích tröõ duøng baêng daïng tónh (Ice-on-coil) ...................................13 2.4.2.2 Tích tröõ baêng daïng ñoäng (Ice havester) ........................................21 2.4.2.3 Tích tröõ baêng daïng boät baêng (Ice slurry).......................................24 2.4.2.4 Tích tröõ baêng daïng noåi (Encapsulated ice)....................................26 2.4.3 Tích tröõ laïnh duøng muoái Eutectic.........................................................28 CHÖÔNG 3: LÖÏA CHOÏN VAØ TÍNH TOAÙN SÔ ÑOÀ ÖÙNG DUÏNG CHO ÑIEÀU HOAØ KHOÂNG KHÍ............................................................31 3.1 Ñaùnh giaù vaø löïa choïn sô ñoà phuø hôïp cho ñieàu hoaø khoâng khí trong ñieàu kieän Vieät Nam. ..........................................................................................31 3.2. Tính toaùn thieát keá boàn tích tröõ laïnh daïng baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng...34 3.2.1 Xaùc ñònh dung löôïng boàn tích tröõ laïnh vaø heä soá toûa nhieät chaát taûi laïnh chaûy trong oáng......................................................................................34 3.2.2 Xaùc ñònh beà daøy lôùp baêng ....................................................................35 3.2.3 Tính toaùn thuûy ñoäng trong daøn oáng: .....................................................36 3.3 Tính toaùn tích tröõ baêng öùng duïng cho heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí..........37 3.3.1 Dung löôïng cuûa boàn tích tröõ theo thôøi gian..........................................37 3.3.2 Chi phí sô boä ñaàu tö cho heä thoáng ........................................................38 3.3.2.1 Ñoái vôùi heä thoáng truyeàn thoáng ......................................................38 3.3.2.2 Ñoái vôùi heä thoáng coù duøng boàn tích tröõ laïnh...................................39 3.3.3 Chi phí vaän haønh haøng naêm .................................................................39 3.3.3.1 Ñoái vôùi heä thoáng truyeàn thoáng ......................................................39 3.3.3.2 Ñoái vôùi heä thoáng coù duøng boàn tích tröõ laïnh...................................40 3.3.4 Ñaùnh giaù kinh teá ...................................................................................41 3.3.4.1 Gia taêng phí ñaàu tö ban ñaàu do söû duïng boàn tích tröõ laïnh.............41 3.3.4.2 Gia taêng phí ñaàu tö ban ñaàu do söû duïng boàn tích tröõ laïnh.............41 3.3.4.3 Thôøi gian thu hoài voán khi söû duïng boàn tích tröõ laïnh......................41 3.4 Phaàn meàm tính toaùn kinh teá kyõ thuaät..........................................................42 3.4.1 Sô ñoà khoái cuûa chöông trình .................................................................42 3.4.2 Caùc giao dieän cuûa chöông trình............................................................45 CHÖÔNG 4:THÍ NGHIEÄM TÍCH TRÖÕ LAÏNH DAÏNG BAÊNG TAN CHAÛY BEÂN NGOAØI OÁNG ........................................................................51 4.1 Xaây döïng moâ hình thí nghieäm boàn tích tröõ laïnh daïng baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng. ..................................................................................................51 4.1.1 Giôùi thieäu heä thoáng thöïc nghieäm .........................................................51 4.1.2 Ño ñaïc vaø ghi nhaän caùc keát quaû thí nghieäm .........................................57 4.2 Keát quaû thöïc nghieäm ..................................................................................58 4.2.1 Beà daøy lôùp baêng hình thaønh treân beà maët oáng theo thôøi gian ...............58 4.2.2 Quaù trình thay ñoåi nhieät ñoä cuûa nöôùc vaø chaát taûi laïnh.........................60 4.3 Keát quaû moâ phoûng treân maùy tính................................................................62 4.4 Nhaän xeùt......................................................................................................64 4.1.1 So saùnh quaù trình taïo baêng lyù thuyeát vaø thöïc teá ..................................64 4.1.2 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï hình thaønh baêng treân oáng .....................67 4.1.2.1 Ñöôøng kính oáng daøn laïnh...............................................................67 4.1.2.2 Nhieät ñoä glycol trong daøn laïnh ......................................................68 CHÖÔNG 5:ÑAÙNH GIAÙ TÍNH KINH TEÁ - KYÕ THUAÄT TRONG VIEÄC ÖÙNG DUÏNG COÂNG NGHEÄ TÍCH TRÖÕ LAÏNH DAÏNG BAÊNG TAN CHAÛY BEÂN NGOAØI OÁNG CHO ÑIEÀU HOAØ KHOÂNG KHÍ ..................................................................................................70 5.1 Tính toaùn cheá taïo boàn tích laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng ....70 5.2 Tính toaùn kinh teá kyõ thuaät ...........................................................................73 5.2.1 Tính toaùn theo phöông aùn 1 .....................................................................73 5.2.1.1Cho heä thoáng khoâng coù tích tröõ laïnh ..............................................73 5.2.1.2 Cho heä thoáng coù tích tröõ laïnh ........................................................75 5.2.2 Tính toaùn theo phöông aùn 2..................................................................79 PHAÀN KEÁT LUAÄN ..............................................................................................88 PHUÏ LUÏC ..........................................................................................................91 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .................................................................................103 CAÙC BAÛNG SOÁ LIEÄU Baûng 2.1 Toùm taét ñaëc tính cuûa caùc sô ñoà tích tröõ...............................................7 Baûng 3.1 So saùnh ñaëc tính caùc sô ñoà tích tröõ ...................................................32 Baûng 3.2 So saùnh ñaëc tính cuûa caùc sô ñoà tích tröõ baêng.....................................33 Baûng 4.1 Keát quaû ño ñaïc beà daøy baêng qua töø thöïc nghieäm..............................59 Baûng 5.1 Tính toaùn giaù thaønh cheá taïo boàn tích tröõ laïnh ...................................72 Baûng 5.2 Chi phí ñaàu tö cho heä thoáng ÑHKK khoâng coù tích tröõ laïnh ..............73 Baûng 5.3 Chi phí vaän haønh cho heä thoáng ÑHKK khoâng coù tích tröõ laïnh .........74 Baûng 5.4 Chi phí ñaàu tö cho heä thoáng ÑHKK coù tích tröõ laïnh .........................75 Baûng 5.5 Chi phí vaän cho heä thoáng ÑHKK coù tích tröõ laïnh .............................76 Baûng 5.6 Tính toaùn kinh teá cho heä thoáng ÑHKK duøng boàn tích tröõ laïnh dung löôïng tích tröõ 4000kWh, nhaäp töø nöôùc ngoaøi ....................................78 Baûng 5.7 Tính toaùn kinh teá cho heä thoáng ÑHKK duøng boàn tích tröõ laïnh dung löôïng tích tröõ 4000kWh, cheá taïo trong nöôùc .....................................79 Baûng 5.8 Tính toaùn kinh teá cho heä thoáng ÑHKK duøng boàn tích tröõ laïnh dung löôïng tích tröõ 6000kWh, nhaäp töø nöôùc ngoaøi ....................................81 Baûng 5.9 Tính toaùn kinh teá cho heä thoáng ÑHKK duøng boàn tích tröõ laïnh dung löôïng tích tröõ 6000kWh, cheá taïo trong nöôùc .....................................82 Baûng 5.10 Tính toaùn kinh teá cho heä thoáng ÑHKK duøng boàn tích tröõ laïnh dung löôïng tích tröõ 8500kWh, nhaäp töø nöôùc ngoaøi ....................................84 Baûng 5.11 Tính toaùn kinh teá cho heä thoáng ÑHKK duøng boàn tích tröõ laïnh dung löôïng tích tröõ 8500kWh, cheá taïo trong nöôùc .....................................85 CAÙC HÌNH VEÕ Hình 2.1 Sô ñoà vaän haønh tích tröõ toaøn phaàn ......................................................8 Hình 2.2 Sô ñoà vaän haønh tích tröõ moät phaàn kieåu san baèng taûi. .........................9 Hình 2.3 Sô ñoà vaän haønh tích tröõ moät phaàn kieåu giôùi haïn taûi yeâu caàu. ..........10 Hình 2.4 Söï phaân taàng nöôùc laïnh trong boàn tích tröõ nöôùc laïnh.......................11 Hình 2.5 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ laïnh duøng nöôùc. ..........................12 Hình 2.6 Baêng tích tröõ tan chaûy beân ngoaøi oáng...............................................13 Hình 2.7 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng laøm laïnh tröïc tieáp baèng taùc nhaân laïnh. .....................................................15 Hình 2.8 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng tan chaûy beân ngoaøi oáng laøm laïnh giaùn tieáp baèng chaát taûi laïnh.......................................................17 Hình 2.9 Baêng tích tröõ tan chaûy beân trong oáng ...............................................18 Hình 2.10 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng tan chaûy beân trong oáng, laøm laïnh giaùn tieáp baèng chaát taûi laïnh.......................................................20 Hình 2.11 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng daïng ñoäng .........................23 Hình 2.12 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng daïng boät baêng ...................25 Hình 2.13 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng daïng noåi .............................27 Hình 2.14 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng tích tröõ baêng daïng noåi .............................29 Hình 3.1 Sô ñoà khoái cuûa chöông trình tính toaùn ..............................................44 Hình 3.2 Giao dieän chính cuûa chöông trình ......................................................45 Hình 3.3 Giao dieän nhaäp thoâng soá ñaàu vaøo ......................................................46 Hình 3.4 Giao dieän keát quaû tính toaùn ...............................................................47 Hình 3.5 Giao dieän caùc thoâng soá boàn tích tröõ laïnh...........................................48 Hình 3.6 Giao dieän ñoà thò moâ phoûng quaù trình taïo baêng treân oáng ...................49 Hình 3.7 Giao dieän tính toaùn kinh teá kyõ thuaät ..................................................50 Hình 4.1 Moâ hình thöïc nghieäm.........................................................................51 Hình 4.2 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng thöïc nghieäm .............................................52 Hình 4.3 Cuïm maùy neùn ....................................................................................53 Hình 4.4 Daøn oáng trao ñoåi nhieät ......................................................................54 Hình 4.5 Boàn tích tröõ laïnh daïng baêng tan chaûy trong oáng ...............................55 Hình 4.6 Nhieät keá ñieän töû.................................................................................56 Hình 4.7 Thöôùc keïp ..........................................................................................56 Hình 4.8 Moâ hình thöïc nghieäm ñang ñöôïc vaän haønh .......................................57 Hình 4.9 Lôùp baêng hình thaønh treân oáng ...........................................................58 Hình 4.10 Quaù trình taïo baêng treân oáng theo thôøi gian .......................................60 Hình 4.12 Söï thay ñoåi nhieät ñoä trong quaù trình naïp taûi ......................................61 Hình 4.13 Söï thay ñoåi nhieät ñoä trong quaù trình xaû taûi ........................................62 Hình 4.14 Quaù trình taïo baêng treân oáng moâ phoûng treân maùy tính.......................64 Hình 4.16 So saùnh hai quaù trình taïo baêng thöïc teá vaø lyù thuyeát ..........................66 Hình 4.17 So saùnh hai quaù trình taïo baêng thöïc teá vaø lyù thuyeát ..........................67 khi boû qua quaù trình laøm laïnh nöôùc ban ñaàu .....................................67 Hình 4.18 Aûnh höôûng cuûa vieäc thay ñoåi ñöôøng kính oáng daøn laïnh ñeán söï hình thaønh baêng treân oáng...........................................................................68 Hình 4.18 Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä glycol trong daøn laïnh ñeán söï hình thaønh baêng treân oáng.....................................................................................69 Hình 5.1 Töông quan giöõa soá giôø tích tröõ vaø thôøi gian thu hoài voán boàn tích tröõ coù dung löôïng 6000kWh ....................................................................83 Hình 5.2 Töông quan giöõa soá giôø tích tröõ vaø thôøi gian thu hoài voán boàn tích tröõ coù dung löôïng 8500kWh ....................................................................86 CAÙC KYÙ HIEÄU CHÍNH ÑÖÔÏC SÖÛ DUÏNG Kyù hieäu YÙ nghóa, ñôn vò CH : Giaù ñieän öùng vôùi giôø cao ñieåm, ñoàng/kWh CM : Giaù ñieän öùng vôùi giôø bình thöôøng, ñoàng/kWh CL : Giaù ñieän öùng vôùi giôø thaáp ñieåm, ñoàng/kWh CP : Nhieät dung rieâng chaát taûi laïnh, kJ/kg.ñoä di : Ñöôøng kính trong cuûa oáng boä trao ñoåi nhieät, m D : Thôøi gian vaän haønh trong moät naêm, ngaøy Dng : Ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng khi chöa coù baêng baùm, m dtd : Ñöôøng kính töông ñöông, m Dx : Ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng khi ñaõ coù baêng baùm, m f : hệ số ma saùt của ñoaïn oáng coù ñöôøng kính d g : gia toác troïng tröôøng, m/s2 H : ñoä cao cuûa vò trí ñang khaûo saùt so vôùi maët phaúng chuaån, m N : Coâng suaát bôm chaát taûi laïnh, kW n : Soá oáng trong moät loái (pass) cuûa boàn tích tröõ laïnh, oáng m : Khoái löôïng nöôùc m caàn ñeå tích tröõ laïnh, kg m1 : Khoái löôïng baêng (ñaù) baùm treân moãi meùt oáng, kg mC : Tieàn ñaàu tö cho moät ñôn vò naêng suaát laïnh cuûa toå maùy, trieäu ñoàng/kW mS : Tieàn ñaàu tö cho moät ñôn vò dung löôïng tích tröõ, trieäu ñoàng/kWh IS Chi phí ñaàu tö ban ñaàu ñoái vôùi heä thoáng coù söû duïng boàn tích tröõ : laïnh, trieäu ñoàng IC : Chi phí ñaàu tö ban ñaàu ñoái vôùi heä thoáng truyeàn thoáng, trieäu ñoàng IS1 : Toång tieàn ñaàu tö cho toå maùy laïnh trong heä thoáng coù tích tröõ baêng, trieäu ñoàng IS2 : Toång tieàn ñaàu tö cho boàn tích tröõ baêng, trieäu ñoàng IS3 : Toång tieàn ñaàu tö cho caùc thieát bò phaùt sinh khi söû duïng boàn tích tröõ laïnh, trieäu ñoàng L : Chieàu daøi oáng toång coäng trong daøn laïnh ñöôïc choïn, m L1 : Chieàu daøi oáng toång coäng trong daøn laïnh, m PH : Coâng suaát tieâu thuï ñieän öùng vôùi caùc giôø cao ñieåm, kWh PM : Coâng suaát tieâu thuï ñieän öùng vôùi caùc giôø bình thöôøng, kWh PL Coâng suaát tieâu thuï ñieän öùng vôùi caùc giôø thaáp ñieåm, kWh : PDH : Coâng suaát tieâu thuï ñieän ñeå caáp laïnh tröïc tieáp öùng vôùi caùc giôø cao ñieåm, kWh PDM : Coâng suaát tieâu thuï ñieän ñeå caáp laïnh tröïc tieáp öùng vôùi caùc giôø bình thöôøng, kWh PDL : Coâng suaát tieâu thuï ñieän ñeå caáp laïnh tröïc tieáp öùng vôùi caùc giôø thaáp ñieåm, kWh PSH : Coâng suaát ñieän tieâu thuï ñeå tích tröõ laïnh öùng vôùi caùc giôø cao ñieåm, kWh PSM : Coâng suaát ñieän tieâu thuï ñeå tích tröõ laïnh öùng vôùi caùc giôø bình thöôøng, kWh PSL : Coâng suaát ñieän tieâu thuï ñeå tích tröõ laïnh öùng vôùi caùc giôø thaáp ñieåm, kWh Qi : QiS : Dung löôïng cuûa boàn tích tröõ baêng, kWh Dung löôïng boàn tích tröõ baêng theo thôøi gian, kWh qi : Nhieät aån vaø nhieät hieän cuûa 1 kg nöôùc tích ñöôïc, kJ/kg qr : Nhieät aån ñoùng baêng cuûa nöôùc, kJ/kg QS : Naêng suaát laïnh cöïc ñaïi cuûa toå maùy laïnh, kW rx : Baùn kính lôùp baêng hình thaønh, m rng : Baùn kính ngoaøi cuûa oáng, m rtr : Baùn kính trong cuûa oáng, m TC : Toång chi phí vaän haønh haøng naêm ñoái vôùi heä thoáng truyeàn thoáng, trieäu ñoàng TS : Toång chi phí vaän haønh haøng naêm ñoái vôùi heä thoáng coù söû duïng boàn tích tröõ laïnh, trieäu ñoàng TS1 : Toång chi phí vaän haønh haøng naêm khi caáp laïnh tröïc tieáp, trieäu ñoàng TS2 : Toång chi phí vaän haønh trong naêm khi caáp laïnh baèng boàn tích tröõ, trieäu ñoàng t2 : Nhieät ñoä cuûa chaát taûi laïnh, 0C α2 : Heä soá toûa nhieät cuûa chaát taûi laïnh, W/m2.ñoä δx : Beà daøy lôùp baêng hình thaønh, m ΔI : Möùc gia taêng chi phí ñaàu tö ban ñaàu so vôùi phöông aùn truyeàn thoáng khi söû duïng boàn tích tröõ laïnh, trieäu ñoàng ΔP : Trôû löïc cuûa thieát bò veà phía chaát taûi laïnh, Pa ΔPc : Trôû löïc cuïc boä, Pa ΔPm : Trôû löïc ma saùt, Pa ΔPH : Trôû löïc taïo bôûi coät chaát loûng, Pa ΔT : Möùc gia giaûm chi phí vaän haønh so vôùi phöông aùn truyeàn thoáng khi söû duïng boàn tích tröõ laïnh, trieäu ñoàng Δt : Ñoä cheânh leäch nhieät ñoä cuûa chaát taûi laïnh vaøo vaø ra boàn tích tröõ laïnh, 0C λ : Heä soá daãn nhieät chaát taûi laïnh, W/m.ñoä λd : λM : Heä soá daãn nhieät cuûa lôùp baêng, W/m.ñoä Heä soá daãn nhieät cuûa kim loaïi cheá taïo oáng, W/m.ñoä μ : Ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa chaát taûi laïnh, Ns/m2 θ0 : Nhieät ñoä beà maët lôùp baêng, 0C ρ : Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc, kg/m3 ρd : Khoái löôïng rieâng cuûa baêng (ñaù), kg/m3 ρL : Khoái löôïng rieâng cuûa chaát taûi laïnh, kg/m3 ξ : heä soá toån thaát khi chaát loûng chuyeån ñoäng qua caùc van, co, T… τ : Thôøi gian tích tröõ laïnh, h ω : Toác ñoä chaûy cuûa glycol trong chuøm oáng, m/s TOÙM TAÉT LYÙ LÒCH TRÍCH NGANG Hoï vaø teân : TRÖÔNG HOÀNG ANH Ngaøy thaùng naêm sinh : 10-05-1975 Ñòa chæ lieân laïc Nôi sinh: Quaûng Nam : Tröôøng Cao Ñaúng Kyõ Thuaät Cao Thaéng 65 Huyønh Thuùc Khaùng, phöôøng Beán Ngheù, quaän 1, thaønh phoá Hoà Chí Minh Ñieän thoaïi : 0903344798 Email : [email protected] QUAÙ TRÌNH ÑAØO TAÏO: -Töø thaùng 10/1993 → 07/1998 : Hoïc ñaïi hoïc taïi tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Ñaø Naüng (ÑHBK Ñaø Naüng). - Töø thaùng 09/2003 → 08/2005 : Hoïc cao hoïc taïi tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa tp.Hoà Chí Minh. QUAÙ TRÌNH COÂNG TAÙC: -Töø 10/1998 → 07/2000: Laøm vieäc taïi coâng ty CARRIER Vieät Nam, chi nhaùnh Ñaø Naüng -Töø 08/2000 → nay : Laøm coâng taùc giaûng daïy taïi tröôøng Cao Ñaúng Kyõ Thuaät Cao Thaéng, 65 Huyønh Thuùc Khaùng, phöôøng Beán Ngheù, quaän 1, tp.Hoà Chí Minh LÔØI MÔÛ ÑAÀU Treân theá giôùi hieän nay vaán ñeà naêng löôïng luoân laø vaán ñeà noùng boûng vaø laø moái quan taâm haøng ñaàu cuûa nhieàu nöôùc. Nguoàn naêng löôïng hieän nay chuùng ta ñang söû duïng haàu heát laø naêng löôïng hoùa thaïch, maø ñaây khoâng phaûi laø nguoàn naêng löôïng voâ taän, theo thoáng keâ cuûa IEA, tröõ löôïng daàu moû treân theá giôùi chæ coøn ñuû söû duïng trong voøng 30 naêm tôùi. Vì vaäy vieäc söû duïng naêng löôïng tieát kieäm vaø hieäu quaû thôøi gian gaàn ñaây ñaõ ñöôïc nhaéc ñeán raát nhieàu. Trong moät vaøi naêm gaàn ñaây, söï phaùt trieån maïnh veà kinh teá ôû nöôùc ta ñaõ keùo theo söï gia taêng ñaùng keå veà nhu caàu söû duïng ñieän. Theo Toång Coâng Ty Ñieän Löïc Vieät Nam EVN, caùc nhaø maùy ñieän cuûa EVN chæ ñaùp öùng khoaûng 42% toång nhu caàu veà ñieän trong caû nöôùc. Vì vaäy, nöôùc ta khoâng traùnh khoûi aùp löïc veà söï thieáu huït ñieän traàm troïng trong muøa khoâ vaø ñaëc bieät vaøo caùc giôø cao ñieåm. Ñeå khaéc phuïc tình traïng naøy, chính phuû moät maët taêng cöôøng ñaàu tö maïnh cho ngaønh ñieän: naêm 2004 xaây döïng 14 nhaø maùy vôùi soá voán 22.000 tyû ñoàng, naêm 2005 khôûi coâng 10 döï aùn vôùi soá tieàn leân ñeán 25.000 tyû ñoàng. Maët khaùc, ñaõ ban haønh nghò ñònh 102/2003/NÑ-CP veà vieäc söû duïng naêng löôïng tieát kieäm vaø hieäu quaû. Ngoaøi ra, ngaønh ñieän cuõng tieán haønh tính “ñieän 3 giaù” nhaèm giaûm taûi cho löôùi ñieän vaøo giôø cao ñieåm: • Giôø thaáp ñieåm töø 22h00 ÷4h00, giaù ñieän laø 897 ñoàng/kWh. • Giôø bình thöôøng töø 4h00 ÷ 16h00, giaù ñieän laø 1551 ñoàng/kWh. • Giôø cao ñieåm töø 18h00 ÷ 22h00, giaù ñieän laø 2530 ñoàng/kWh. Môùi ñaây, EVN ñaõ trình chính phuû ñeà aùn taêng giaù ñieän leân khoaûng 14,8% vaø keùo daøi giôø cao ñieåm leân 7 giôø so vôùi 4 giôø tröôùc ñaây. Nöôùc ta laø moät nöôùc coù khí haäu nhieät ñôùi gioù muøa, ñaëc bieät khu vöïc Nam boä noùng aåm quanh naêm neân nhu caàu söû duïng ñieàu hoaø khoâng khí töø laâu ñaõ raát caàn thieát. Vaøi naêm trôû laïi ñaây, khi kinh teá phaùt trieån maïnh keùo theo haøng loaït caùc cao oác vaên phoøng, khaùch saïn, sieâu thò, xöôûng saûn xuaát… moïc leân thì nhu caàu söû duïng ñieàu hoaø khoâng khí laø khoâng theå thieáu ñöôïc. Maø heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí laø moät trong nhöõng phuï taûi raát lôùn ñoái vôùi löôùi ñieän, theo thoáng keâ trong moät cao oác vaên phoøng hay moät khaùch saïn thì löôïng ñieän caáp cho heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí chieám töø 45 ñeán 55% toång löôïng ñieän tieâu thuï. Maëc khaùc, caùc heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí luoân luoân ñöôïc thieát keá lôùn hôn taûi ñænh cuûa noù vaø soá giôø ñeå heä thoáng laøm vieäc ôû phuï taûi ñænh trong ngaøy laø raát ít, neân xeùt veà hieäu quaû kinh teá laø chöa cao. Ñeå giaûm phuï taûi ñieän vaøo giôø cao ñieåm vaø naâng cao hieäu quaû kinh teá cho caùc heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí, vieäc öùng duïng coâng ngheä tích tröõ laïnh vaøo vieäc caáp laïnh cho caùc heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí laø raát hôïp lyù vaø caàn thieát. Coâng ngheä tích tröõ laïnh giuùp san baèng phuï taûi laøm giaûm chi phí söû duïng ñieän cho caùc doanh nghieäp, giaûm aùp löïc tieâu thuï ñieän vaø coøn giaûm löôïng khí thaûi nhaø kính ra moâi tröôøng. Treân theá giôùi, coâng ngheä tích tröõ laïnh ñaõ ñöôïc söû dung roäng raõi nhieàu nôi töø raát laâu nhöng taïi Vieät Nam noù môùi ñöôïc quan taâm gaàn ñaây. Vì theá vieäc ñaùnh giaù khaû naêng öùng duïng coâng ngheä naøy cho ñieàu hoaø khoâng khí trong tình hình söû duïng naêng löôïng hieän nay taïi nöôùc ta laø raát caàn thieát. 1 CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU 1.1 Yeâu caàu cuûa ñeà taøi Töø khi nöôùc ta böôùc vaøo thôøi kyø môû cöûa, neàn kinh teá phaùt trieån raát nhanh keùo theo söï gia taêng nhu caàu veà tieän nghi phuïc vuï cuoäc soáng, coâng vieäc vaø trong ñoù roõ raøng nhaát laø vai troø khoâng theå thay theá cuûa caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí. Haàu heát caùc toøa nhaø vaên phoøng, khaùch saïn, sieâu thò, nhaø haøng… ñeàu söû duïng heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí. Tuy nhieân, caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí laø caùc heä thoáng söû duïng naêng löôïng vôùi hieäu quaû raát thaáp, trong moät ngaøy heä thoáng laøm vieäc heát coâng suaát chæ vaøi giôø maø nhöõng giôø naøy laïi rôi vaøo giôø cao ñieåm vôùi giaù thaønh söû duïng ñieän raát cao. Coøn phaàn lôùn thôøi gian, heä thoáng chæ hoaït ñoäng moät phaàn phuï taûi do nhu caàu phuï taûi laïnh thaáp. Tröôùc vaán ñeà naøy, töø laâu caùc nöôùc treân theá giôùi ñaõ khaéc phuïc baèng caùc söû duïng coâng ngheä tích tröõ laïnh vaøo caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí. Nguyeân lyù chung cuûa coâng ngheä tích tröõ laïnh laø tích tröõ laïnh döôùi nhieàu daïng: nöôùc laïnh, baêng… luùc heä thoáng ôû cheá ñoä phuï taûi thaáp, giaù ñieän reû vaø giaûi phoùng laïnh cung caáp cho heä thoáng ôû cheá ñoä phuï taûi cao, giaù ñieän cao. Maëc duø ñaõ ñöôïc caùc nöôùc treân theá giôùi söû duïng roäng raõi nhöng taïi Vieät Nam haàu nhö chöa xuaát hieän, nguyeân nhaân chính laø giaù thaønh ñaàu tö cuûa thieát bò tích tröõ laïnh raát cao khieán cho caùc nhaø ñaàu tö e ngaïi. Töø nhöõng lyù do khaùch quan ñaõ neâu treân, vieäc nghieân cöùu cheá taïo vaø öùng duïng thieát bò tích tröõ laïnh vaøo caùc heä thoáng laïnh noùi chung vaø caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí noùi rieâng taïi Vieät Nam laø raát quan troïng vaø böùc thieát. Caùc heä thoáng tích tröõ laïnh seõ giuùp vieäc söû duïng naêng löôïng hieäu quaû hôn, giaûm chi phí 2 ñieän naêng, giaûm ñöôïc aùp löïc ñaùng keå cho löôùi ñieän quoác gia. Töø caùc vaán ñeà neâu treân, yeâu caàu vaø nhieäm vuï chính cuûa luaän vaên naøy laø: - Löïa choïn sô ñoà tích tröõ baêng phuø hôïp vôùi ñieàu kieän Vieät Nam. - Thöïc hieän caùc thí nghieäm taïo baêng treân oáng. - Ñöa ra caùc cô sôû tính toaùn cheá taïo boàn tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. - Vieát chöông trình phaàn meàm moâ phoûng quaù trình taïo baêng vaø tính toaùn kinh teá, kyõ thuaät cho caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí coù söû duïng boàn tích tröõ laïnh. 1.2 Noäi dung nghieân cöùu - Ñöa ra caùc phöông phaùp tích tröõ laïnh hieän ñang söû duïng treân theá giôùi, sau ñoù so saùnh vaø choïn ra sô ñoà tích tröõ laïnh öùng duïng trong caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí phuø hôïp vôùi ñieàu kieän hieän nay taïi Vieät Nam. - Nghieân cöùu lyù thuyeát vaø thöïc hieän caùc thöïc nghieäm lieân quan ñeán quaù trình hình thaønh baêng treân beà maët oáng cuûa thieát bò tích tröõ baêng daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. - Xaây döïng moâ hình thí nghieäm boàn tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. - Moâ phoûng quaù trình hình thaønh baêng treân beà maët oáng baèng maùy tính, sau ñoù so saùnh vôùi keát quaû thöïc nghieäm vaø ñöa ra caùc nhaän xeùt, ñeà nghò. - Tính toaùn cheá taïo moät boàn tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng vaø tính toaùn sô boä giaù thaønh thieát bò, sau ñoù so saùnh vôùi giaù thaønh thieát bò ngoaïi nhaäp. - Tính toaùn kinh teá, kyõ thuaät cho moät coâng trình ñieàu hoøa khoâng khí, so saùnh caùc tröôøng hôïp heä thoáng coù söû duïng boàn tích tröõ laïnh vôùi heä thoáng truyeàn thoáng. 3 So saùnh tröôøng hôïp söû duïng boàn tích tröõ laïnh cheá taïo trong nöôùc vaø boàn tích tröõ laïnh nhaäp töø nöôùc ngoaøi. Ñöa ra caùc nhaän xeùt. 1.3 Giôùi haïn cuûa ñeà taøi Ñeà taøi chæ taäp trung nghieân cöùu tính toaùn cheá taïo moät trong soá raát nhieàu caùc thieát bò tính tröõ laïnh hieän nay treân theá giôùi, ñoù laø boàn tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. 1.4 Phöông phaùp nghieân cöùu - Nghieân cöùu phöông phaùp tính toaùn cheá taïo boàn tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. - Xaây döïng moâ hình thí nghieäm boàn tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. - Nghieân cöùu quaù trình hình thaønh baêng treân beà maët oáng baêng moâ hình thöïc nghieäm. - Ño ñaïc soá lieäu thí nghieäm töø moät tích tröõ laïnh daïng Baêng Tan Chaûy Beân Ngoaøi OÁng. - Nghieân cöùu xaây döïng phaàm meàm moâ phoûng quaù trình hình thaønh baêng treân beà maët oáng, töø ñoù so saùnh vôùi quaù trình thöïc teá ñeå tìm ra heä soá hieäu chænh cho quaù trình moâ phoûng. - Nghieân cöùu xaây döïng chöông trình phaàn meàm tính toaùn kinh teá, kyõ thuaät cho caùc heä thoáng ñieàu hoøa khoâng khí coù söû duïng boàn tích tröõ laïnh. - Töø caùc keát quaû tính toaùn vaø so saùnh ñaõ coù, luaän vaên ñöa ra caùc keát luaän veà trieån voïng cheá taïo vaø söû duïng roäng raõi coâng ngheä tích tröõ laïnh taïi Vieät Nam.