Sử dụng ống nhiệt trong hệ thống điều hòa không khí để tiết kiệm năng lượng

Trong điều hòa không khí ở những nước như nước ta có khí hậu nóng và ẩm, nhiều trường hợp cần phải điều hòa không khí cho một không gian không chỉ có nhiệt độ thấp mà đặc biệt độ ẩm tương đối cũng phải bảo đảm ở giá trị nhỏ (ví dụ nhiệt độ và độ ẩm trong phòng tương ướng cần 25 độ C, 50% trong khi đó ở ngoài trời nhiệt độ là 35 độ C, độ ẩm 85%). Để có thể giảm độ ẩm nhiều trước tiên cần phải tách được nhiều lượng hơi nước ra khỏi không khí. Nghĩa là ở đây dàn lạnh phải có nhiệt độ thấp và công suất lớn hơn. Ngoài ra vì không khí sau khi đã được tách ẩm ở dàn lạnh có nhiệt độ khá thấp và đặc biệt là độ ẩm tương đối lại rất cao (gần như φ = 100%), ở đây muốn giảm độ ẩm tương đối của không khí lạnh trước khi thổi vào phòng ta phải đốt nóng không khí lên (ví dụ dùng bộ đốt bổ sung bằng điện...), làm như vậy lại tiêu tốn thêm năng lượng cho bộ đốt nóng.

Ý tưởng ở đây là sử dụng ống nhiệt để một mặt giảm nhiệt độ không khí sau hòa trộn (lấy nhiệt Q của không khí) trong quá trình H - H’ ở phần sôi của ống nhiệt (phần này phải đặt thấp hơn phần ngưng của ống nhiệt nếu dùng ống nhiệt trọng trường). Sau đó nhiệt Q lấy của không khí này lại được ống nhiệt dẫn đi và truyền cho không khí trong quá trình đốt nóng không khí O – O’ sau dàn lạnh. Như vậy, dùng ống nhiệt ở đây ta đã hai lần tiết kiệm được năng lượng (xem hình 1, trang 10).

- Giảm bớt được năng suất lạnh của dàn lạnh (do quá trình làm mát H - H’ ở phần sôi của ống nhiệt).

- Giảm bớt công suất của bộ đốt nong (vì có quá trình đốt nóng O - O’ ở phần ngưng của ống nhiệt).

Ở Thái Lan đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm cho một hệ thống điều hòa nhiệt độ có công suất 1400kW, trạng thái không khí cần duy trì t = 25 độ C, φ = 50% với việc sử dụng cụm ống nhiệt trọng trường có bề mặt nhẵn bên trong có cánh bên ngoài. Kết quả là đã tiết kiệm được năng lượng tiêu thụ của hệ thống khoảng 4%.

Hiện nay tại Khoa công nghệ nhiệt - điện - lạnh (Đại học kỹ thuật Đà Nẵng) đang tiến hành nghiên cứu ống nhiệt trọng trường có tách dòng để nâng cao công suất nhiệt của ống nhiệt trọng trường. Chúng tôi thấy trên cơ sở nghiên cứu ống nhiệt trọng trường có tách dòng và đem ứng dụng nó vào hệ thống điều hòa không khí thì chúng ta có khả năng tiết kiệm được năng lượng nhiều hơn là việc sử dụng ống nhiệt trọng trường có bề mặt nhẵn bên trong như đã được nghiên cứu ở Thái Lan. Việc này sẽ tiết kiệm năng lượng cho ngành điều hòa không khí là một trong những ngành ngày càng sử dụng nhiều năng lượng hơn.

_________________

Tài liệu tham khảo:

1. Wang, C... “The study of the heat pipe application in air - conditioning” The 5 ^thIHP Sumposium 1994.

2. Pradit, T... “Heat pipe dehumidifier” heat pipe technology, Pergamon 1996.