Tính toán thiết kế hệ thống nước nóng sử dụng bơm nhiệt
24 thg 1, 2025 | 10:23

Tính toán thiết kế hệ thống nước nóng sử dụng bơm nhiệt




Tính toán thiết kế hệ thống nước nóng sử dụng bơm nhiệt




NỘI DUNG:



DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG ................................................................. 4
DANH MỤC KÝ HIỆU........................................................................................ 6
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN ........................................................................... 7
CHƯƠNG 1 ........................................................................................................... 8
KHÁI QUÁT VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN
XUẤT NƯỚC NÓNG .......................................................................................... 8
1.1. Khái quát về nhu cầu và năng lượng tiêu thụ cho quá trình sản xuất nước
nóng ở các nước trên thế giới................................................................................ 8
1.2.Tổng quan về nhu cầu và năng lượng tiệu thụ cho quá trình sản xuất nước
nóng ở Việt Nam ................................................................................................. 11
1.3.Định hướng phát triển về năng lượng của Việt Nam.................................... 13
1.4 Các phương pháp được sử dụng để sản xuất nước nóng .............................. 14
1.4.1 Gia nhiệt nước nóng bằng điện năng .................................................. 14
1.4.2 Gia nhiệt nước nóng bằng nhiên liệu hóa thạch ................................. 15
1.4.3 Gia nhiệt nước nóng bằng năng lượng mặt trời.................................. 16
1.4.4 Gia nhiệt nước nóng bằng bơm nhiệt .................................................. 18
1.4.5 Một số phương pháp gia nhiệt nước trong công nghiệp: .................... 19
CHƯƠNG 2 ......................................................................................................... 20
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BƠM NHIỆT ............................................................ 20
2.1. Lịch sử phát triển của bơm nhiệt: ................................................................ 20
2.2. Khái niệm bơm nhiệt: .................................................................................. 20
2.3. Cấu tạo của bơm nhiệt: ................................................................................ 21
2.4. Phân loại bơm nhiệt ..................................................................................... 22
2.4.1. Phân loại theo ứng dụng .................................................................... 22
2.4.2. Phân loại theo nguồn cho nhiệt .......................................................... 23
2.5. Nơi lấy năng lượng cung cấp cho bơm nhiệt ............................................... 25
2.6. Những phương pháp đo lường hiệu suất bơm nhiệt: ................................... 26
2.6.1 Đo bằng phương pháp COP ................................................................ 26
2.6.2 Đo bằng phương pháp EER ................................................................. 26
2.6.3 Đo bằng phương pháp SEER ............................................................... 26
2.6.4 Đo bằng phương pháp HSPF .............................................................. 26
2.6.5 Đo bằng phương pháp Kw/ Tấn .......................................................... 27
2.7. Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt ............................................................ 27
1

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT


ĐỒ ÁN NHIỆT

2.8. Các thành phần cơ bản của bơm nhiệt: ........................................................ 27
2.8.1 Môi chất lạnh:...................................................................................... 27
2.8.2. Máy nén lạnh ...................................................................................... 29
2.8.2.1. Máy nén piston ................................................................................ 29
2.8.2.2. Máy nén trục quay ........................................................................... 29
2.8.2.3. Máy nén trục vít ............................................................................... 30
2.8.2.4. Máy nén xoắn ốc.............................................................................. 31
2.8.2.5. Máy nén ly tâm ................................................................................ 32
2.9. Ứng dụng của bơm nhiệt:............................................................................. 32
2.10. Một số bơm nhiệt gia nhiệt nước nóng trong gia đình: ............................. 33
2.11. Khả năng ứng dụng của bơm nhiệt trong công nghệ chế biến thực
phẩm....................................................................................................................36
2.11.1 Sản xuất nước nóng phục vụ cho sản xuất ........................................ 33
2.11.2 Trong công nghệ sản xuất bia, đường, sữa, nước giải khát có ga, cô
đặc, chưng cất, sấy… .................................................................................... 33
2.11.2.1. Công nghệ sản xuất bia .................................................................. 33
2.11.2.2. Sản xuất đường .............................................................................. 33
2.11.2.3. Công nghệ chế biến sữa ................................................................. 34
2.11.2.4. Công nghệ sản xuất nước khoáng có gas (CO2) ............................ 34
2.11.2.5. Công nghệ sản xuất rượu, cồn, dầu ăn .......................................... 34
2.11.2.6. Trong chưng cất ............................................................................. 35
2.11.2.7. Trong kỹ thuật sấy (sấy lạnh) ........................................................ 36
2.11.2.8. Trong thiết bị ổn nhiệt (tủ ổn nhiệt) .............................................. 36
CHƯƠNG 3 ......................................................................................................... 37
THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ NGHIÊN CỨU ẢNH
HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN HIỆU QUẢ LÀM VIỆC CỦA BƠM
NHIỆT ................................................................................................................. 37
3.1. Phương trình cân bằng nhiệt của bơm nhiệt ................................................ 37
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ, nhiệt độ bay hơi đến các
thông số đặc trưng của bơm nhiệt ....................................................................... 37
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ tk ................................................... 37
3.2.2. Ảnh hưởng của to ................................................................................ 38
CHƯƠNG 4 ......................................................................................................... 40
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG BƠM NHIỆT GIA NHIỆT
NƯỚC NÓNG..................................................................................................... 40
4.1. Đặt bài toán .................................................................................................. 40
4.2. Tính toán nhiệt ............................................................................................. 40
4.3. Tính toán chu trình và chọn máy ................................................................. 40
4.4. Tính toán nhiệt máy nén .............................................................................. 41
4.5. Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt.................................................................... 42
2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT


ĐỒ ÁN NHIỆT

4.5.1 Tính diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi ................................ 42
4.5.2 Tính diện tích trao đổi nhiệt của dàn ngưng tụ ................................... 43
4.6 Hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng bơm nhiệt ............................................ 44
4.6.1 Dàn ngưng tụ: ...................................................................................... 44
4.6.2 Dàn bay hơi: ........................................................................................ 45
4.6.3 Máy nén lạnh: ...................................................................................... 45
4.6.4 Van tiết lưu: ......................................................................................... 45
4.6.5 Thông số hoạt động của hệ thống bơm nhiệt gia nhiệt nước nóng: .... 45
4.7. Tính nhiệt độ nước: ...................................................................................... 46
4.8. Tính hiệu suất nhiệt ...................................................................................... 47
CHƯƠNG 5 ......................................................................................................... 48
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ..................................................................................... 48
5.1. Hiệu quả kinh tế của hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng bơm nhiệt so với
hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng điện ............................................................. 48
5.2. Hiệu quả về mặt xã hội, môi trường của hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng
bơm nhiệt so với hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng điện trở. .......................... 49
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO







Tính toán thiết kế hệ thống nước nóng sử dụng bơm nhiệt




NỘI DUNG:



DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG ................................................................. 4
DANH MỤC KÝ HIỆU........................................................................................ 6
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN ........................................................................... 7
CHƯƠNG 1 ........................................................................................................... 8
KHÁI QUÁT VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN
XUẤT NƯỚC NÓNG .......................................................................................... 8
1.1. Khái quát về nhu cầu và năng lượng tiêu thụ cho quá trình sản xuất nước
nóng ở các nước trên thế giới................................................................................ 8
1.2.Tổng quan về nhu cầu và năng lượng tiệu thụ cho quá trình sản xuất nước
nóng ở Việt Nam ................................................................................................. 11
1.3.Định hướng phát triển về năng lượng của Việt Nam.................................... 13
1.4 Các phương pháp được sử dụng để sản xuất nước nóng .............................. 14
1.4.1 Gia nhiệt nước nóng bằng điện năng .................................................. 14
1.4.2 Gia nhiệt nước nóng bằng nhiên liệu hóa thạch ................................. 15
1.4.3 Gia nhiệt nước nóng bằng năng lượng mặt trời.................................. 16
1.4.4 Gia nhiệt nước nóng bằng bơm nhiệt .................................................. 18
1.4.5 Một số phương pháp gia nhiệt nước trong công nghiệp: .................... 19
CHƯƠNG 2 ......................................................................................................... 20
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BƠM NHIỆT ............................................................ 20
2.1. Lịch sử phát triển của bơm nhiệt: ................................................................ 20
2.2. Khái niệm bơm nhiệt: .................................................................................. 20
2.3. Cấu tạo của bơm nhiệt: ................................................................................ 21
2.4. Phân loại bơm nhiệt ..................................................................................... 22
2.4.1. Phân loại theo ứng dụng .................................................................... 22
2.4.2. Phân loại theo nguồn cho nhiệt .......................................................... 23
2.5. Nơi lấy năng lượng cung cấp cho bơm nhiệt ............................................... 25
2.6. Những phương pháp đo lường hiệu suất bơm nhiệt: ................................... 26
2.6.1 Đo bằng phương pháp COP ................................................................ 26
2.6.2 Đo bằng phương pháp EER ................................................................. 26
2.6.3 Đo bằng phương pháp SEER ............................................................... 26
2.6.4 Đo bằng phương pháp HSPF .............................................................. 26
2.6.5 Đo bằng phương pháp Kw/ Tấn .......................................................... 27
2.7. Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt ............................................................ 27
1

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT


ĐỒ ÁN NHIỆT

2.8. Các thành phần cơ bản của bơm nhiệt: ........................................................ 27
2.8.1 Môi chất lạnh:...................................................................................... 27
2.8.2. Máy nén lạnh ...................................................................................... 29
2.8.2.1. Máy nén piston ................................................................................ 29
2.8.2.2. Máy nén trục quay ........................................................................... 29
2.8.2.3. Máy nén trục vít ............................................................................... 30
2.8.2.4. Máy nén xoắn ốc.............................................................................. 31
2.8.2.5. Máy nén ly tâm ................................................................................ 32
2.9. Ứng dụng của bơm nhiệt:............................................................................. 32
2.10. Một số bơm nhiệt gia nhiệt nước nóng trong gia đình: ............................. 33
2.11. Khả năng ứng dụng của bơm nhiệt trong công nghệ chế biến thực
phẩm....................................................................................................................36
2.11.1 Sản xuất nước nóng phục vụ cho sản xuất ........................................ 33
2.11.2 Trong công nghệ sản xuất bia, đường, sữa, nước giải khát có ga, cô
đặc, chưng cất, sấy… .................................................................................... 33
2.11.2.1. Công nghệ sản xuất bia .................................................................. 33
2.11.2.2. Sản xuất đường .............................................................................. 33
2.11.2.3. Công nghệ chế biến sữa ................................................................. 34
2.11.2.4. Công nghệ sản xuất nước khoáng có gas (CO2) ............................ 34
2.11.2.5. Công nghệ sản xuất rượu, cồn, dầu ăn .......................................... 34
2.11.2.6. Trong chưng cất ............................................................................. 35
2.11.2.7. Trong kỹ thuật sấy (sấy lạnh) ........................................................ 36
2.11.2.8. Trong thiết bị ổn nhiệt (tủ ổn nhiệt) .............................................. 36
CHƯƠNG 3 ......................................................................................................... 37
THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ NGHIÊN CỨU ẢNH
HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN HIỆU QUẢ LÀM VIỆC CỦA BƠM
NHIỆT ................................................................................................................. 37
3.1. Phương trình cân bằng nhiệt của bơm nhiệt ................................................ 37
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ, nhiệt độ bay hơi đến các
thông số đặc trưng của bơm nhiệt ....................................................................... 37
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ tk ................................................... 37
3.2.2. Ảnh hưởng của to ................................................................................ 38
CHƯƠNG 4 ......................................................................................................... 40
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG BƠM NHIỆT GIA NHIỆT
NƯỚC NÓNG..................................................................................................... 40
4.1. Đặt bài toán .................................................................................................. 40
4.2. Tính toán nhiệt ............................................................................................. 40
4.3. Tính toán chu trình và chọn máy ................................................................. 40
4.4. Tính toán nhiệt máy nén .............................................................................. 41
4.5. Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt.................................................................... 42
2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT


ĐỒ ÁN NHIỆT

4.5.1 Tính diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi ................................ 42
4.5.2 Tính diện tích trao đổi nhiệt của dàn ngưng tụ ................................... 43
4.6 Hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng bơm nhiệt ............................................ 44
4.6.1 Dàn ngưng tụ: ...................................................................................... 44
4.6.2 Dàn bay hơi: ........................................................................................ 45
4.6.3 Máy nén lạnh: ...................................................................................... 45
4.6.4 Van tiết lưu: ......................................................................................... 45
4.6.5 Thông số hoạt động của hệ thống bơm nhiệt gia nhiệt nước nóng: .... 45
4.7. Tính nhiệt độ nước: ...................................................................................... 46
4.8. Tính hiệu suất nhiệt ...................................................................................... 47
CHƯƠNG 5 ......................................................................................................... 48
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ..................................................................................... 48
5.1. Hiệu quả kinh tế của hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng bơm nhiệt so với
hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng điện ............................................................. 48
5.2. Hiệu quả về mặt xã hội, môi trường của hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng
bơm nhiệt so với hệ thống gia nhiệt nước nóng bằng điện trở. .......................... 49
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO




M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: