You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.
Giỏ hàng (0)
Số điện thoại
0918944224

Máy điều hòa không khí năng lượng mặt trời

MÁY ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Hiện tại tên gọi đó có 02 loại để phân biệt:
1. Máy ĐHKK bình thường (đang lưu hành trên thị trường) và sử dụng nguồn điện
100% được tạo ra từ NLMT. Ttạm gọi là máy ĐHKK sử dụng điện NLMT
2. Máy ĐHKK sử dụng 100% nhiệt năng từ nguồn NLMT để làm ĐHHKK môi trường
yêu cầu. Tạm gọi là máy ĐHKK NLMT
─ Máy lạnh hấp thụ
─ Máy lạnh hấp phụ
I. Phần 1: Máy ĐHKK sử dụng điện NLMT:
Điều hòa năng lượng mặt trời sử dụng tia mặt trời như nguồn điện chính, năng lượng từ ánh sáng mặt trời sẽ chuyển hóa thành điện năng, nguồn điện này sẽ được lưu trữ trong acquy/ pin hoặc sử dụng trực tiếp. Nguyên lý hoạt động của điều hòa năng lượng mặt trời không khác nhiều với các điều hòa bình thường.
Theo các này thì ta chỉ cần trang bị như sau:
─ Bộ máy ĐHKK
─ Bộ cấp điện NLMT sử dụng qua kết nối với nguồn điện quốc gia hoặc dử dụng độc
lập qua Awcsquy/ pin + Inverter hoặc hoặc kết hợp Hybrid
Phần 2: Máy ĐHKK NLMT
1. Điều hòa năng lượng mặt trời là gì?
Điều hòa năng lượng mặt trời sử dụng tia mặt trời như nguồn điện chính, năng lượng từ ánh sáng mặt trời sẽ chuyển hóa thành điện năng. Hệ thống làm mát sử dụng năng lượng này thay thế phần lớn năng lượng từ nguồn điện quốc gia.
Các mẫu điều hòa này sẽ tăng gấp đôi hiệu quả với những nơi có cường độ ánh sáng mạnh và chiếu sáng với diện tích rộng. Ngoài việc giảm đi mức độ tiêu thụ điện, điều hòa năng lượng mặt trời còn giúp giảm lượng khí thải carbon ra môi trường.
Mặc dù chi phí lắp đặt ban đầu khá cao nhưng với tuổi thọ và những lợi ích khác mà chúng mang lại, điều hòa năng lượng mặt trời là một sự lựa chọn hợp lý cho tình hình khí hậu hiện nay.
2. Nguyên lý hoạt động của điều hòa năng lượng mặt trời
Sau khi quang năng chuyển đổi thành điện năng, nguồn điện này sẽ được lưu trữ trong acquy/ pin hoặc sử dụng trực tiếp. Nguyên lý hoạt động của điều hòa năng lượng mặt trời không khác nhiều với các điều hòa bình thường.
Chất dung môi sẽ được làm nóng khi đi qua bộ thu nhiệt ống chân không. Trong quá trình hệ thống làm lạnh, chất lỏng bên trong sẽ bốc hơi tại một điểm sôi rất thấp và lấy đi nhiệt năng, quy trình này sẽ liên tục lặp lại và kết thúc khi chất lỏng sôi hết hoặc đạt được mức điểm sôi dưới 0 độ.
Loại điều hòa này sẽ tiết kiệm hơn điều hòa điện bình thường bởi vì bộ phận block nén của chúng có kích thước nhỏ hơn.
Công nghệ làm lạnh sử dụng nhiệt năng mặt trời làm việc trên nguyên lý của máy lạnh hấp thụ (đối với chất hấp thụ lỏng) hoặc hấp phụ (đối với chất hấp phụ rắn). Sơ đồ quá trình lưu động cơ bản của máy làm lạnh hấp thụ một cấp được thể hiện trong hình 3

Hình 3: sơ đồ máy lạnh hấp thụ 1 cấp
Đối với bộ thu bức xạ mặt trời phẳng, nhiệt độ đạt khoảng từ 70 0C đến 90 0C thì thích hợp với máy lạnh hấp thụ 1 cấp [12]. Trong máy chứa hai chất, đó là môi chất lạnh và dung dịch hấp thụ. Môi chất lạnh và dung dịch hấp thụ có chu trình tuần hoàn khác nhau.
Trong quá trình tuần hoàn của dung dịch hấp thụ, nồng độ dung dịch thay đổi với hai dải nồng độ: dung dịch loãng tương ứng với nồng độ môi chất lạnh thấp và dung dịch đặc tương ứng với nồng độ môi chất lạnh cao.
Như vậy, sẽ tồn tại hai cực điểm là điểm có nồng độ cao nhất và thấp nhất. Hiện tại có 2 cặp môi chất được sử dụng rộng rãi. Cặp thứ nhất là LiBr/H2O, trong đó LiBr là dung dịch hấp thụ, H2O là môi chất lạnh. Khi sử dụng cặp LiBr/H2O, độ lạnh sâu nhất chỉ đạt tối đa gần 0 0C. Cặp thứ 2 là NH3/ H2O, trong đó NH3 là môi chất lạnh, H2O là dung
dịch hấp thụ. Với NH3 là môi chất lạnh thì nhiệt độ làm lạnh có thể đạt tới nhiệt độ – 60 0C. Hình 4 là sơ đồ khối của máy lạnh hấp thụ
Như vậy, máy lạnh hấp thụ có những thành phần như sau: Buồng hóa hơi; Bình hấp thụ; Bơm dung dịch; Bình sinh hơi; Van tiết lưu dung dịch và môi chất lạnh; Bình ngưng tụ.
Năng lượng mặt trời cấp nhiệt cho bình sinh hơi, hơi của môi chất lạnh bay ra từ dung dịch rồi qua bình ngưng tu. Tại đó, hơi được làm mát rồi ngưng tụ thành lỏng, nó tiếp tục qua van tiết lưu, hóa hơi trong buồng lạnh. Hơi môi chất lạnh đó được dung dịch loãng trong bình hấp thụ, hấp thụ vào. Nồng độ môi chất lạnh trong bình sinh hơi sẽ giảm dần và trong bình hấp thụ sẽ tăng dần. Dung dịch loãng trong bình sinh hơi sẽ qua van tiết lưu trở về bình hấp thụ và dung dịch đặc trong bình hấp thụ sẽ được bơm dung dịch đưa vào bình sinh hơi. Sự lưu động của hơi môi chất lạnh do chênh lệch áp suất giữa bình sinh hơi và buồng hóa hơi. Và từ buồng hóa hơi tới bình hấp thụ do áp lực của cặp môi chất. Duy chỉ có bơm dung dịch là phần động sử dụng nguồn điện, các bộ phận còn lại luôn tĩnh tại.

 

 

 

 

 

 


Hình 4. Sơ đồ khối của máy lạnh hấp thụ
3. Máy lạnh hấp phụ
Một máy lạnh hấp phụ đơn giản bao gồm bình hóa hơi, bình hấp phụ và bình ngưng tụ như mô tả trên hình 4.
Quá trình hấp thụ hay hấp phụ đều được thực hiện theo nguyên lý nhiệt động học như sau: Nhiệt độ và áp suất chất hấp phụ và chất được hấp thụ là 2 thông số trạng thái phụ thuộc, nghĩa là với một giá trị của nhiệt độ thì tương ứng với một áp suất và ngược lại. Có thể coi bộ phận hấp phụ, một trong ba bộ phận của máy lạnh hấp phụ là máy nén nhiệt. Qua quá trình cấp/thải nhiệt cho bộ phận hấp phụ là quá trình trao đổi năng lượng cần thiết để môi chất lạnh lưu động. Như vậy máy lạnh hấp phụ sẽ không sử dụng bơm cơ học như trong máy lạnh hấp thụ.
Nguyên lý làm lạnh của máy lạnh hấp phụ cũng tương tự như trong máy lạnh hấp thụ, nhưng với chất hấp thụ không phải ở dạng dung dịch mà là một chất rắn, xốp có vô số lỗ hổng nhỏ li ti nên diện tích bề mặt của nó tiếp xúc với hơi của môi chất lạnh rất lớn.
Phần bên trái hình 5, mô tả quá trình hấp phụ. Quá trình đó được tiến hành như sau: Sau khi môi chất lạnh hóa hơi, làm lạnh trong bộ phận hóa hơi thì van A mở, chất hấp phụ hút hơi nước vào nó. Nhiệt sinh ra trong quá trình hấp phụ sẽ được thải ra ngoài môi trường thông qua bộ trao đổi nhiệt. Trong quá trình hấp phụ thì van B đóng, van A mở như mô tả trên hình 5, phía trái.
Khi chất hấp phụ đã no, nghĩa là hơi của môi chất lạnh đã chiếm hết các lỗ hổng của chất hấp phụ thì hơi đó cần phải được đưa ra ngoài chất hấp phụ đó, quá trình này được gọi là giải hấp phụ hay còn gọi là tái sinh chất hấp phụ. Trên hình 5, phía bên phải mô tả quá trình giải hấp phụ. Khi đó, van A đóng đồng thời nhiệt lượng từ bên ngoài được cấp vào làm cho hơi môi chất lạnh thoát ra, qua van B rồi ngưng tụ thành lỏng trong bình ngưng. Môi chất lạnh trong bình ngưng với áp suất cao sẽ qua van tiết lưu giảm áp rồi hóa hơi, kết thúc 1 chu kỳ làm làm lạnh. Tiếp theo là quá trình hấp phụ. Như vậy quá trình hấp phụ và giải hấp phụ được tiến hành luân phiên nhau trong máy lạnh hấp phụ làm lạnh gián đoạn đơn giản.

Hình 5.Quá trình hấp phụ

 

Hoạt động của một máy lạnh hấp phụ đơn giản trên đây bị gián đoạn giữa 2 giai đoạn: Giải hấp phụ rồi hóa hơi, tiếp theo là giai đoạn hấp phụ. Như vậy, cần phải thực hiện hai giai đoạn mới tạo nên một chu trình làm lạnh.
Để máy lạnh hấp phụ hoạt động liên tục, cần phải kết hợp 2 quá trình hấp thụ và giải hấp thụ luôn thực hiện đồng thời. Hình 6 là sơ đồ của một máy lạnh hấp phụ hoạt động liên tục. Hấp phụ và giải hấp phụ được tiến hành ở 2 buồng riêng biệt, khi buồng này làm nhiệm vụ hấp phụ thì buồng kia tiến hành giải hấp phụ đồng thời.
Nghĩa là, trong khi hơi môi chất lạnh được hút vào đầy chất hấp phụ thì nhiệt năng mặt trời ở nhiệt độ cao đưa vào buồng giải hấp phụ đẩy môi chất lạnh ra khỏi chất hấp phụ rồi ngưng tụ ở bình ngưng để qua van tiết lưu và hóa hơi, làm lạnh. Các quá trình này liên tục được luân phiên liên tục.
Chu trình làm việc của máy lạnh hấp phụ liên tục là:
─ Nhiệt năng mặt trời cấp cho chất hấp phụ, đẩy hơi môi chất lạnh vào bình ngưng tụ.
─ Hơi môi chất lạnh ngưng tụ, nhiệt ngưng tụ được thải ra ngoài qua bộ trao đổi nhiệt.
─ Môi chất lạnh từ bình ngưng tụ qua tiết lưu vào bình hóa hơi, trở thành dạng hơi ở áp
suất thấp, tương ứng nhiệt độ thấp
.─ Hơi môi chất lạnh trong bình hóa hơi lại được hút vào chất hấp phụ, nhiệt do hấp phụ
sinh ra sẽ được thải ra ngoài qua bộ trao đổi nhiệt.
Hình 6 - Sơ đồ của máy lạnh hấp phụ liên tục [7].
– Điểm 4: Môi chất lạnh (nước) ở thể lỏng đi vào buồng hóa hơi ở áp suất thấp.
– 4 – 1: Môi chất lạnh hóa hơi, làm lạnh ở buồng lạnh.
– 6 – 1: Quá trình hấp phụ hơi của môi chất lạnh, nhiệt hấp phụ Q được tải ra ngoài.
– 1 – 2: Tại điểm 1, chất hấp phụ đã bão hòa (no) và bắt đầu giải hấp phụ được thực hiện
bởi nhiệt thu hồi Q đến điểm 2 trên hình vẽ.
– 2 – 5: Nhiệt lượng Q cấp cho hoạt động của máy lạnh ở nhiệt độ cao để giải hấp phụ, tái
sinh chất hấp phụ.
– 5 – 6: Nhiệt được lấy ra trong quá trình thu hồi nhiệt làm mát chất hấp phụ, là bước đầu
chuẩn bị cho quá trình hấp phụ của máy lạnh.
– 2 – 3: Quá trình ngưng tụ, môi chất lạnh chuyển sang pha lỏng.
– 3 – 4: Môi chất lạnh ở thể lỏng để tiết lưu vào buồng lạnh.
4. Kết luận:
Điều hòa không khí sử dụng năng lượng mặt trời là một hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng. Ngoài nhiệt năng mặt trời còn có thể sử dụng nguồn nhiệt lượng tái tạo khác như địa nhiệt, biogas hoặc nhiệt thải công nghiệp. Đây cũng là đòi hỏi cấp thiết để hạn chế tác động có hại tới môi trường toàn cầu. Cuộc chiến chống biến đổi khí hậu càng ngày càng hiện hữu và quyết liệt. Sử dụng năng lượng mặt trời nói riêng và tái tạo nói chung là một phương pháp hữu hiệu không những để kiềm chế biến đổi khí hậu mà còn góp phần bảo đảm an ninh năng lượng. Nhiều quốc gia đã có chính sách hỗ trợ để nghiên cứu, nâng cao hiệu quả của thiết bị sử dụng nguồn năng lượng tái tạo này nhằm hạ giá thành, thương mại hóa để sử dụng rộng rãi.
Tại Việt Nam, thiết nghĩ, không thể nằm ngoài xu hướng này. Chúng tôi hy vọng rằng, Việt Nam sẽ đẩy mạnh nghiên cứu để có những sản phẩm phù hợp với thị trường trong tương lai gần./.