PHẦN MỀM TINH TOÁN THIẾT KẾ - TRA THÔNG SỐ NHIỆT LẠNH COOLPACK

01:27 Phần Mềm No Comments

Phần mềm CoolPack tập hợp các mô hình giả lập của hệ thống lạnh. Mỗi một mô hình có mục đích riêng biệt như  chu trình lạnh, tính chọn các thiết bị chính, phân tích và tối ưu năng lượng. Bao gồm các mục như sau:

• Phân tích chu trình nhiệt
• Tính toán hệ thống lạnh
• Giả lập hệ thống lạnh
• Tính chọn thiết bị, đường ống
• Phân tích điều kiện vận hành
• Mô phỏng nhanh thiết bị / phòng lạnh
• Tính toán các đặc tính của môi chất lạnh ( đường đặc tính, quá trình nhiệt động, so sánh các loại môi chất...)
• Chi phí vòng đời hệ thống

Phần mềm CoolPack được phát triển bởi bộ môn Cơ khí Năng lượng thuộc Khoa Cơ khí (MEK) Đại học Đan Mạch (DTU).

Từ phiên bản 1.33, CoolPack được phát triển như một phần của dự án SysSim và được  Cơ quan năng lượng Đan Mạch tài trợ.

Giống như tên gọi, CoolPack tập hợp nhiều mô hình giả lập của hệ thống lạnh, bao gổm Công cụ tính toán nhiệt-lạnh (Refrigeration Utilities); EESCoolTools và một mục nhỏ khác tạm gọi là động lực học (dynamic)

Phiên bản đầu tiên của phần mềm này được ra đời vào năm 1995, cho đến nay vẫn không ngừng được cập nhật các môi chất mới với các đặc tính mới của từng môi chất.

ESSCoolTool là một tập hợp các tiện ích mới, nó được chính thức giới thiệu là một phần của CoolPack (tháng Ba, 1999). Cái tên ESSCoolTool là một từ được tổ hợp bởi các thành phần ESS; Cool và Tools

• ESS (Engineering Equation Solver) được hiểu như một chương trình dùng để tính toán mô phỏng nói chung;
• Cool: được hiểu như một chương trình tính toán, phân tích, thiết kế, đánh giá các chu trình và hệ thống nhiệt lạnh Tool: là nhiều các chương trình nhỏ để người dùng có thể tính toán, thiết kế và phân tích hệ thống lạnh một cách chi tiết và nhanh chóng hơn.
• ESS được phát triển bởi S. A. Klein và F .L. Alvarado và nó được phân phối bới công ty phần mềm F-Chart (Wisconsin, USA).

Để tìm hiểu rõ hơn về phần mềm CoolPack, bạn có thể xem tại đây:http://www.et.web.mek.dtu.dk/coolpack/uk/Index.html

Tải về phần mềm CoolPack (hoàn toàn miễn phí)

• 
• 
• 
• 

Read More

Từ điển chuyên ngành thương mại và kỹ thuật Prodict 2007

01:19 Phần Mềm No Comments

Là một trong hai bộ từ điển nổi tiếng được VCcorp mua lại phân phối miễn phí đến người dùng. Với khoảng 600.000 từ trong gần 20 chuyên ngành phổ biến. Dữ liệu phong phú, chuyên sâu, chế độ tra cứu thông minh, Prodict được nhiều dân "pro" yêu thích.

Download tại đây

* ProDic™ là phần mềm từ điển chuyên ngành Anh-Việt quy mô nhất và chuyên nghiệp nhất hiện có trên thị trường. 
* ProDic™ bao gồm 400.000 từ và cụm từ chuyên ngành kỹ thuật (15 chuyên ngành chính: cơ khí, ôtô, điện, điện lạnh, điện tử, tin học, xây dựng, đo lường, điều khiển, hóa học, vật liệu...) và 150.000 từ và cụm từ chuyên ngành thương mại. 
* ProDic bao gồm 4 từ điển chuyên ngành chính là: 
1- Từ điển Kỹ Thuật Anh-Việt 
2- Từ điển Kỹ Thuật Việt-Anh 
3- Từ điển Thương Mại Anh-Việt 
4- Từ điển Thương Mại Việt-Anh 
* Bên cạnh 4 từ điển chuyên ngành lớn, ProDic còn cung cấp thêm khả năng tra cứu rất giá trị sau với kết nối Internet: 
1- Tra Từ điển Thông Dụng Anh-Việt, Việt-Anh. 
2- Tra cứu Hình Ảnh Liên Quan đến Từ trên Internet. 
3- Tra cứu Văn Bản Liên Quan đến Từ trên Internet. 
4- Tra cứu Từ trong TĐ Bách Khoa Toàn Thư. 
5- Tra cứu Định Nghĩa tiếng Anh của Từ. 
* Về mặt kỹ thuật, ProDic™ sử dụng các công nghệ phức tạp, để mang lại những tiện ích đặc biệt mà bạn có thể chưa từng thấy trong các phần mềm từ điển khác. Bạn có thể tra chéo cả Anh-Việt và Việt-Anh với rất nhiều chức năng hữu dụng. 
* ProDic™ có hai chế độ tra cứu tiện lợi: (1) Standard Mode - Tra cứu thông thường và (2) Smart Mode - Tra cứu thông minh, tìm được cả từ trong danh sách từ và trong cụm từ của nhiều từ điển cùng một lúc. 
ProDic là một sản phẩm của công ty EConTech, công ty chuyên về sản xuất từ điển cao cấp. Từ điển Nhật-Việt JaViDic của EConTech hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trong hơn 200 công ty và tổ chức của Nhật Bản tại Việt Nam. 
Các Tính Năng & Đặc Tính Chính Của Từ Điển ProDic™ 
Tra Cứu Thông Minh
* Ngoài các tính năng tra cứu như một từ điển thông thường (standard mode), với ProDic bạn có thể sử dụng chế độ tra cứu thông minh (smart mode). Trong chế độ này bạn có thể tìm được cả từ trong danh sách từ và trong cụm từ của nhiều từ điển cùng một lúc. 
* Bạn có thể tìm kiếm từ được chọn trên vùng hiển thị kết quả bằng cách bôi đen từ đó và ấn Ctrl + G. Khi đó ProDic sẽ tìm kiếm trong tất cả các từ điển thuộc danh sách đã chọn. 
* Khả năng tự đọc và phân tích từ thích hợp trong clipboard để giúp người dùng tra cứu với ít thao tác hơn. 
Phạm Vi Tra Cứu Đa Dạng
* Bạn tra cứu được cả hai chiều Anh-Việt, Việt-Anh trên 4 từ điển Chuyên ngành chính là: 
1- Từ điển Kỹ Thuật Anh-Việt 
2- Từ điển Kỹ Thuật Việt-Anh 
3- Từ điển Thương Mại Anh-Việt 
4- Từ điển Thương Mại Việt-Anh 
* Bên cạnh 4 từ điển chuyên ngành lớn, ProDic còn cung cấp thêm khả năng tra cứu rất giá trị sau với kết nối Internet: 
1- Tra Từ điển Thông Dụng Anh-Việt, Việt-Anh. 
2- Tra cứu Hình Ảnh Liên Quan đến Từ trên Internet. 
3- Tra cứu Văn Bản Liên Quan đến Từ trên Internet. 
4- Tra cứu Từ trong TĐ Bách Khoa Toàn Thư. 
5- Tra cứu Định nghĩa tiếng Anh của Từ. 
* Bạn không những có thể tra cứu trên một từ điển đã chọn, mà còn có thể tra cứu cùng lúc trên nhiều từ điển mà bạn chọn. Như vậy giúp bạn tránh được việc phải lặp lại việc tìm kiếm cùng một từ trên nhiều từ điển. 
Phát Âm Tiếng Nói
* ProDic tích hợp công nghệ tiếng nói để có thể giúp bạn nghe được phát âm của từ đang tra cứu. ProDic có thể phát âm cả 2 ngôn ngữ Anh, Việt. 
* Có khả năng phát âm cả từ và nội dung từ tra cứu. 
Định Dạng Dữ Liệu Chuẩn và Đa Tương Thích
* Từ điển được chuẩn hóa với định dạng Unicode dành cho cả tiếng Anh, Việt và tiếng Anh 
* Với tiếng Việt thì người dùng còn có thể chuyển đổi được cả một số mã thông dụng như: TCVN, VNI, BKHCM... 
Bộ Gõ Tích Hợp, Chính Xác và Thông Minh
* Bộ gõ tiếng Việt của ProDic có khả năng gõ chính xác, bỏ dấu đúng đắn, có thể bỏ dấu lại sau khi quay lại. Có khả năng tự động nhận dạng và chấp nhận cả kiểu gõ TELEX va VNI mà không cần phải chuyển đổi chế độ gõ. 
* Đặc biệt, bộ gõ của ProDic không xung đột với các bộ gõ tiếng Việt đang chạy. Hơn thế nữa, ProDic có thể kết hợp sử dụng với các bộ gõ khác nếu người dùng muốn. Việc kết hợp này hoàn toàn “tự nhiên”, bởi vậy người dùng không phải chuyển đổi hoặc làm bất cứ một điều gì với bộ gõ. 
Giao Diện Đẹp, Tiện Dụng và Đa Ngôn Ngữ
* Giao diện của sản phẩm đẹp, dễ sử dụng. 
* ProDic hỗ trợ cả 2 ngôn ngữ trên giao diện là Anh, Việt. 
Chế Độ Hiển Thị Tiện Lợi
Với ProDic, bạn có thể chọn một trong 2 chế độ hiển thị dưới đây: 
* Chế Độ Thông Thường (Normal Mode): chế độ này hiển thị chi tiết nhất các tính năng của từ điển. 
* Chế Độ Rút Gọn (Brief Mode): chế độ này là chế độ thu nhỏ của từ điển. ProDic sẽ luôn nằm trên các ứng dụng khác với độ “trong suốt” hợp lý mà bạn có thể điều chỉnh được. Với chế độ rút gọn, người dùng có thể tra cứu nhanh chóng mà không phải chuyển đổi giữa các ứng dụng. Nó đặc biệt hữu dụng như tra cứu trong văn bản.

Read More

RANKINE CYCLE

00:58 Nhiệt Động No Comments

Basic Cycle

The Rankine cycle is the fundamental operating cycle of all power plants where an operating fluid is continuously evaporated and condensed. The selection of operating fluid depends mainly on the available temperature range. Figure 1shows the idealized Rankine cycle.

The pressure-enthalpy (p-h) and temperature-entropy (T-s) diagrams of this cycle are given in Figure 2. The Rankine cycle operates in the following steps:

• 1-2-3 Isobaric Heat Transfer. High pressure liquid enters the boiler from the feed pump (1) and is heated to the saturation temperature (2). Further addition of energy causes evaporation of the liquid until it is fully converted to saturated steam (3).
• 3-4 Isentropic Expansion. The vapor is expanded in the turbine, thus producing work which may be converted to electricity. In practice, the expansion is limited by the temperature of the cooling medium and by the erosion of the turbine blades by liquid entrainment in the vapor stream as the process moves further into the two-phase region. Exit vapor qualities should be greater than 90%.
• 4-5 Isobaric Heat Rejection. The vapor-liquid mixture leaving the turbine (4) is condensed at low pressure, usually in a surface condenser using cooling water. In well designed and maintained condensers, the pressure of the vapor is well below atmospheric pressure, approaching the saturation pressure of the operating fluid at the cooling water temperature.
• 5-1 Isentropic Compression. The pressure of the condensate is raised in the feed pump. Because of the low specific volume of liquids, the pump work is relatively small and often neglected in thermodynamic calculations.

Figure 1. Rankine cycle.

Figure 2. T-s and p-h diagrams.

The efficiency of power cycles is defined as

(1)

Values of heat and work can be determined by applying the First Law of Thermodynamics to each step. The steam quality x at the turbine outlet is determined from the assumption of isentropic expansion, i.e.,

(2)

where  is the entropy of vapor and Si* the entropy of liquid.

Inefficiencies of Real Rankine Cycles

The efficiency of the ideal Rankine cycle as described in the previous section is close to the Carnot efficiency (see Carnot Cycle). In real plants, each stage of the Rankine cycle is associated with irreversible processes, reducing the overall efficiency. Turbine and pump irreversibilities can be included in the calculation of the overall cycle efficiency by defining a turbine efficiency according to Figure 3

(3)

where subscript act indicates actual values and subscript is indicates isentropic values and a pump efficiency

(4)

Figure 3. Turbine efficiency.

If η_t and η_p are known, the actual enthalpy after the compression and expansion steps can be determined from the values for the isentropic processes. The turbine efficiency directly reduces the work produced in the turbine and, therefore the overall efficiency. The inefficiency of the pump increases the enthalpy of the liquid leaving the pump and, therefore, reduces the amount of energy required to evaporate the liquid. However, the energy to drive the pump is usually more expensive than the energy to feed the boiler.

Figure 4. Rankine cycle with vapor superheating.

Even the most sophisticated boilers transform only 40% of the fuel energy into useable steam energy. There are two main reasons for this wastage:

• The combustion gas temperatures are between 1000°C and 2000°C, which is considerably higher than the highest vapor temperatures. The transfer of heat across a large temperature difference increases the entropy.
• Combustion (oxidation) at technically feasible temperatures is highly irreversible.

Since the heat transfer surface in the condenser has a finite value, the condensation will occur at a temperature higher than the temperature of the cooling medium. Again, heat transfer occurs across a temperature difference, causing the generation of entropy. The deposition of dirt in condensers during operation with cooling water reduces the efficiency.

Increasing the Efficiency of Rankine Cycles

Pressure difference

The net work produced in the Rankine cycle is represented by the area of the cycle process in Figure 2. Obviously, this area can be increased by increasing the pressure in the boiler and reducing the pressure in the condenser.

Figure 5. Regenerative feed liquid heating.

Superheating and reheating

The irreversibility of any process is reduced if it is performed as close as possible to the temperatures of the high temperature and low temperature reservoirs. This is achieved by operating the condenser at subatmospheric pressure. The temperature in the boiler is limited by the saturation pressure. Further increase in temperature is possible by superheating the saturated vapor, see Figure 4.

This has the additional advantage that the vapor quality after the turbine is increased and, therefore the erosion of the turbine blades is reduced. It is quite common to reheat the vapor after expansion in the high pressure turbine and expand the reheated vapor in a second, low pressure turbine.

Feed water preheating

The cold liquid leaving the feed pump is mixed with the saturated liquid in the boiler and/or re-heated to the boiling temperature. The resulting irreversibility reduces the efficiency of the boiler. According to the Carnot process, the highest efficiency is reached if heat transfer occurs isothermally. To preheat the feed liquid to its saturation temperature, bleed vapor from various positions of the turbine is passed through external heat exchangers (regenerators), as shown in Figure 5.

Ideally, the temperature of the bleed steam should be as close as possible to the temperature of the feed liquid.

Combined cycles

The high combustion temperature of the fuel is better utilized if a gas turbine or Brayton engine is used as "topping cycle" in conjunction with a Rankine cycle. In this case, the hot gas leaving the turbine is used to provide the energy input to the boiler. In co-generation systems, the energy rejected by the Rankine cycle is used for space heating, process steam or other low temperature applications

Read More

20:51 No Comments

Những điều cần biết về ngọn Lửa

Bạn đã từng bao giờ thắc mắc xem lửa sinh ra như thế nào chưa? Lửa có hình dạng như thế nào? Bản chất ngọn lửa ra sao?...

Lửa có thể phá huỷ ngôi nhà của bạn và tất cả những gì bạn có chỉ trong vòng chưa đến một giờ đồng hồ, biến một khu rừng rộng lớn chỉ còn lại than và tro tàn. Lửa cũng là một loại vũ khí đáng sợ, với sức tàn phá gần như vô hạn, mỗi năm lửa lấy đi nhiều mạng sống hơn bất kì một sức mạnh thiên nhiên nào khác.

Nhưng ngược lại, lửa lại có rất nhiều công dụng trong cuộc sống. Lửa cho chúng ta ánh sáng và hơi ấm. Lửa còn giúp nấu chín thức ăn, rèn kim loại, làm đồ gốm, nung gạch, và vận hành nhà máy nhiệt điện... Tóm lại, lửa là một thứ nguy hiểm, nhưng cũng là một phần không thể thiếu trong cuộc sống. Nó thực sự là một trong những yếu tố quan trọng nhất của lịch sử loài người.

Vậy, chính xác, lửa là gì?

Người Hy Lạp cổ cho rằng lửa là một trong những nguyên tố chính của vũ trụ, bên cạnh nước, đất và khí. Bạn có thể cảm nhận được lửa, giống như bạn có thể cảm nhận được đất, nước và khí vậy. Bạn cũng có thể nhìn, ngửi thấy lửa, và bạn có thể mang lửa đi bất cứ đâu.

Nhưng thực tế, lửa là một cái gì đó rất khác. Đất, nước và khí được cấu tạo bởi hàng tỉ nguyên tử, và luôn giữ nguyên dạng như vậy. Lửa thì không như vậy: lửa có thể chuyển sang những dạng khác – nó là một phần của các phản ứng hoá học.

Lửa là gì?

Thông thường, lửa sinh ra từ một phản ứng hoá học giữa oxy trong không khí và một loại chất đốt nào đó (gỗ, dầu hoả,...). Tất nhiên, gỗ và dầu hoả để trong không khí sẽ không thể tự cháy được. Để phản ứng cháy xảy ra, chúng ta cần phải làm nóng nhiên liệu đến nhiệt độ cháy của chúng – ignition temperature.

Trước tiên, chúng ta sẽ nói qua về quá trình khi đốt cháy một chất nào đó. Ví dụ, khi đốt một khúc gỗ, quá trình xảy ra như sau:

- Khúc gỗ nóng dần lên. Nguồn làm nóng có thể là bất cứ gì: que diêm, tập trung ánh sáng mặt trời, sự chà xát, một thứ gì đó đang cháy...

- Khi khúc gỗ đạt đến nhiệt độ khoảng 300 độ F (150 độ C), nhiệt sẽ làm phân huỷ một vài thành phần cellulose của khúc gỗ đó.

- Các thành phần bị tách ra của khúc gỗ đó, sẽ tạo thành khí bay hơi, đó chính là khói. Khói này bao gồm hidro, carbon và oxy. Khi ấy, khúc gỗ chỉ còn lại than củi – gần như là carbon tinh khiết, và tro tàn – chứa các khoáng chất không thể đốt cháy được (như canxi, kali,...). Than củi chính là gỗ đã được làm nóng đến mức nó mất hết các loại khí bên trong và chỉ còn lại carbon. Và vì thế, sẽ không có khói sinh ra khi bạn đốt than củi.

Thực tế, khi đốt một khúc gỗ sẽ xảy ra hai quá trình riêng biệt.

- Khi khí sinh ra đủ nóng (tầm 500 độ F tức 260 độ C), các liên kết trong phân tử bị vỡ ra thành các nguyên tử nhỏ hơn, và chúng kết hợp với oxy trong không khí để sinh ra nước, CO2 và các sản phẩm khác.

- Carbon trong than củi cũng sẽ phản ứng với oxy, nhưng phản ứng này diễn ra chậm hơn. Chính vì vậy, khi bạn nướng một thứ gì đó bằng than củi, bạn sẽ thấy chúng nóng rất lâu.

Các phản ứng này khi xảy ra sẽ toả rất nhiều nhiệt. Chuỗi các phản ứng xảy ra liên tục, lượng nhiệt sinh ra đủ để duy trì ngọn lửa. Quá trình phản ứng trên đúng với khi ta đốt một khúc gỗ, nhưng với nhiều loại nhiên liệu khác thì quá trình chỉ xảy ra có một bước. Xăng là một ví dụ. Nhiệt năng sẽ hoá hơi xăng và rồi đốt cháy chúng, than không được sinh ra như khi đốt gỗ. Loài người đã học được cách điều chỉnh nhiên liệu cần dùng và điều chỉnh ngọn lửa cho phù hợp với mục đích sử dụng. Ngọn nến chính là một dạng cho thấy sự bay hơi chậm và bốc cháy của sáp.

Khi được làm nóng, các nguyên tử carbon (và cũng như các nguyên tố khác) phát ra ánh sáng. Hiện tượng “nhiệt sinh ra ánh sáng” này có tên gọi incandescence, về cơ bản cũng tương tự như việc bóng đèn dây tóc có thể phát sáng vậy. Và chính hiện tượng này sẽ cho ta nhìn thấy được ngọn lửa. Màu sắc của ngọn lửa rất đa dạng, phụ thuộc vào cái gì đang cháy và nó nóng đến mức nào. Khi bạn thấy một ngọn lửa có nhiều màu sắc, ví dụ như nhìn vào ngọn lửa bếp ga, bạn sẽ thấy nó có nhiều màu sắc khác nhau, đấy chính là do sự khác nhau về nhiệt độ. Thông thường, nơi nóng nhất của ngọn lửa - ở dưới cùng – có màu xanh lam, trong khi đó, nơi có nhiệt độ thấp nhất có màu vàng và màu cam.

Thêm nữa, các nguyên tử carbon có thể để lại những vệt đen xung quanh khi cháy sáng, đó chính là muội than hay bồ hóng, mà chúng ta thường thấy ở đáy các loại nồi khi nấu nướng bằng bếp than.

Thứ nguy hiểm nhất ở đây là, các phản ứng hoá học mà có xảy ra sự cháy, chúng có tính tự tồn tại lâu dài – self-perpetuating. Sức nóng từ ngọn lửa có thể giữ cho nhiên liệu luôn ở nhiệt độ cháy, và chúng sẽ cháy mãi cho đến khi hết nhiên liệu hoặc hết oxy xung quanh. Ngọn lửa cháy làm nhiên liệu xung quanh bốc hơi, khi hơi ga bắt lửa chúng sẽ cháy tiếp, và ngọn lửa lan ra khắp nơi.

Trên Trái Đất, trọng lực quyết định tính chất của ngọn lửa. Những dòng khí nóng hơn sẽ có trọng lượng riêng nhỏ hơn, và chúng sẽ trôi lên trên về phía áp lực thấp hơn. Đó là lý do bạn quan sát thấy ngọn lửa thường “nhọn” ở đầu. Nếu bạn nhóm một ngọn lửa ở một môi trường không trọng lực, ví dụ như trong tàu vũ trụ, thì bạn sẽ thấy ngọn lửa có hình cầu!

Tính đa dạng của ngọn lửa

Trong phần trước, chúng ta đã được thấy, lửa là kết quả của phản ứng hoá học giữa hai chất khí, điển hình là oxy và khí ga. Khí ga được tạo nên bởi nhiệt. Nói cách khác, khi được cung cấp nhiệt năng ban đầu, các liên kết trong phân tử khí ga bị bẻ gãy, các nguyên tử được giải phóng sẽ phản ứng với oxy trong không khí và từ đó sinh ra hợp chất khác cùng với lượng nhiệt lớn hơn.

Thực tế, chỉ có một số hợp chất bị bẻ gãy và phản ứng theo cách trên, các nguyên tử phải bị hút lẫn nhau theo một cách nào đó. Nếu ta thử với nước chẳng hạn, khi bạn đun sôi nước, nước nóng sẽ hoá thành hơi, bay lên gặp khí oxy nhưng sẽ không có phản ứng xảy ra. Đó là do các nguyên tử hidro và oxy trong nước và nguyên tử oxy của không khí không đủ sức hút để tạo nên phản ứng, do vậy phân tử nước không bị bẻ gãy và phản ứng không xảy ra.

Những hợp chất dễ cháy nhất, đó chính là hợp chất có chứa carbon và hidro, chúng dễ dàng kết hợp với oxy trong không khí để tạo CO2, nước và các chất khí khác.

Những chất cháy khác nhau sẽ bắt lửa và cháy ở những nhiệt độ khác nhau. Chúng cần một lượng nhiệt nhất định để có thể chuyển các chất từ dạng ban đầu thành dạng hơi, và thêm lượng nhiệt nữa để có thể bắt đầu phản ứng với oxy. Lượng nhiệt cần thiết phụ thuộc vào bản chất của phân tử tạo nên loại nhiên liệu đó. Người ta thường chia thành 2 ngưỡng nhiệt độ: một là piloted ignition temperature, là mức nhiệt độ cần thiết để biến nhiên liệu thành dạng khí có khả năng cháy khi gặp tia lửa điện. Và mức thứ hai, unpiloted ignition temperature, cao hơn rất nhiều so với mức một, ở nhiệt độ này, nhiên liệu sẽ lập tức cháy mà không cần đến tia lửa điện.

Kích cỡ của chất đốt cũng ảnh hưởng nhiều đến việc chúng cháy nhanh hay không. Một thân cây to sẽ có khả năng hấp thụ nhiều nhiệt hơn, sẽ cần lượng nhiệt lớn hơn để đốt cháy chúng. Ngược lại, một mẩu gỗ cỡ que diêm sẽ cháy dễ dàng vì chúng được làm nóng lên rất nhanh.

Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy các loại nhiên liệu cũng phụ thuộc nhiều vào lượng năng lượng chúng toả ra và tốc độ cháy của chúng. Cả hai yếu tố này, đều phụ thuộc nhiều vào cấu tạo của loại chất đốt. Một vài hợp chất phản ứng với oxy rất nhanh và mạnh, chúng toả ra một lượng nhiệt lớn. Với một vài loại khác, thì lại chỉ toả ra lượng nhiệt nhỏ. Tương tự, tốc độ phản ứng của chất đốt với oxy có thể nhanh hoặc chậm, như trong ví dụ về than củi ở trên.

Hình dạng của loại chất đốt cũng làm ảnh hưởng đến tốc độ cháy. Những mảnh mỏng sẽ cháy nhanh hơn những mảnh lớn do diện tích tiếp xúc của chúng với oxy lớn hơn. Ví dụ, một mảnh gỗ dẹt, hoặc một tờ giấy sẽ cháy nhanh hơn một khối gỗ có cùng khối lượng, do mảnh gỗ và tờ giấy có diện tích tiếp xúc với không khí lớn hơn.

Và từ đó, bạn có thể thấy, lửa từ những loại nhiên liệu khác nhau, giống như những loài vật khác nhau vậy, chúng có những đặc điểm khác nhau. Dựa vào đó, các chuyên gia có thể xác định được ngọn lửa bắt nguồn như thế nào khi quan sát chúng và xem chúng ảnh hưởng sang môi trường xung quanh như thế nào. Ngọn lửa từ những loại nhiên liệu dễ cháy sẽ gây tác hại nhiều hơn so với loại nhiên liệu cháy chậm và toả ít nhiệt năng.

Read More

Nghiên cứu tối ưu hóa qui trình sấy tẩm gia vị bằng bơm nhiệt máy nén kết hợp với bức xạ hồng ngoại

16:24 Nghiên Cứu Khoa Học No Comments

Read More

Tháp giải nhiệt khô (dry cooler) một biến tướng nguy hiểm của điều hòa không khí

16:20 Báo cáo khoa học 1 Comment

THÁP GIẢI NHIỆT KHÔ (DRY COOLER)  MỘT BIẾN TƯỚNG NGUY HIỂM CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

 PGS TS Nguyễn Đức Lợị - Viện Nhiệt Lạnh ĐHBK Hà Nội

 Tel. 0982288995, loidhbk@yahoo.com

 

(Đã Báo cáo tại Hội nghị Khoa học toàn quốc ngành nhiệt Việt Nam lần thứ II, Hà Nội 27/4/2012)

---

    Bài báo phân tích những nhược điểm nghiêm trọng của tháp giải nhiệt khô khi dùng cho chiller điều hòa không khí (gmp-il Đức) so với tháp giải nhiệt thông thường và chỉ ra rằng tháp giải nhiệt khô không phải là thiết bị kĩ thuật điều hòa không khí vì chiller rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu ứng dụng tại Hà nội, năng suất lạnh giảm khoảng 15%, điện năng tiêu tốn tăng lên đến 58%, các thông số vận hành xấu đi rất nhanh. Tháp giải nhiệt khô chỉ có thể ứng dụng để giải nhiệt cho các động cơ, máy phát, lò phản ứng…là các thiết bị ít nhạy cảm với nhiệt độ hơn.

1. Mở đầu

Tháp giải nhiệt thông thường trong kỹ thuật điều hòa không khí (ĐHKK) được hiểu là một thiết bị dạng tháp, có nước phun từ trên xuống và quạt gió đi ngược chiều từ dưới lên để làm mát nước giải nhiệt ra từ bình ngưng nhờ bay hơi một phần nước tuần hoàn vào không khí (xem hình 1). Nhiệt độ nước giải nhiệt ra rất thấp, chỉ cao hơn nhiệt độ ướt ngoài trời 3 đến 50C.

Hình 1

Còn một loại tháp giải nhiệt khác gọi là tháp giải nhiệt khô (dry cooler). Người ta chỉ sử dụng loại dry cooler này để làm mát cho động cơ (ví dụ động cơ ô tô), máy phát điện trong các nhà máy điện, một số loại lò phản ứng trong công nghiệp hóa chất…Lý do là vì nhiệt độ nước giải nhiệt ra của loại này rất cao, cao hơn so với tháp giải nhiệt thường khoảng 130C. Động cơ, máy phát, lò phản ứng… là các thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao, ít nhạy cảm với nhiệt độ nước giải nhiệt. Dry cooler sử dụng hiệu quả cho các thiết bị này vì nước tuần hoàn trong hệ thống kín nên bề mặt trao đổi nhiệt không bị đóng cặn, lắng bùn, gây ăn mòn cũng như không bị hao hụt nước do bay hơi. Nhưng tháp giải nhiệt khô không bao giờ được sử dụng để làm mát cho máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (gọi tắt là chiller) của hệ thống ĐHKK vì chiller rất nhạy cảm với nhiệt độ.  Hình 2 giới thiệu nguyên lí cấu tạo và làm việc của dry cooler.

Hình 2

Tuy nhiên, hiện nay có những công trình ĐHKK lớn được chuyên gia nước ngoài (gmp-il của Đức) thiết kế đã sử dụng tháp giải nhiệt khô thay cho tháp giải nhiệt thông thường vì một lí do nào đó. So với tháp giải nhiệt thường, hậu quả của nó rất tai hại, đó là nhiệt độ ngưng tụ tăng khoảng 130C, năng suất lạnh giảm 15%, tổn thất năng lượng tăng đến 58%, chi phí đầu tư tăng lên, độ an toàn và độ tin cậy thiết bị giảm, tuổi thọ thiết bị giảm… Qua bài báo này chúng tôi sẽ phân tích so sánh các chỉ tiêu, thông số để chứng tỏ rằng tháp giải nhiệt khô không phải là thiết bị của kĩ thuật lạnh và ĐHKK.

2. Nguyên lí cấu tạo của hệ thống ĐHKK chiller với tháp giải nhiệt khô

Hình 3 giới thiệu nguyên lí cấu tạo của hệ thống ĐHKK có chiller giải nhiệt nước với tháp giải nhiệt khô          

Hình 3

 Hệ thống gồm chiller 1 (1a- Máy nén và động cơ,1b- Bình ngưng tụ, 1c- Bình bay hơi), hệ thống FCU, AHU 2 và bơm nước lạnh 3, hệ thống giải nhiệt ngưng tụ gồm tháp giải nhiệt khô có quạt 5 và bơm nước 4. Như vậy nước giải nhiệt tuần hoàn trong hệ thống kín, thu nhiệt ngưng tụ ở bình bay hơi rồi thải cho không khí nhờ dàn trao đổi nhiệt có quạt 5.

3. Tính toán chế độ vận hành với giả thiết ĐHKK cấp 1 tại Hà nội

3.a. Chế độ vận hành với tháp giải nhiệt thường:

Nhiệt độ ngoài nhà (TCVN 5687-2010 [4])         tN= 37,80C, độ ẩm φN= 53%. Tra đồ thị I-d được nhiệt độ ướt ngoài nhà 29,1oC. Khi chọn tháp giải nhiệt với hệ số hiệu chỉnh phù hợp ta được nhiệt độ nước ra khỏi tháp để vào giải nhiệt bình ngưng là tw1= 320C, như vậy nước giải nhiệt ra tw2= 370C. Nhiệt độ ngưng tụ sẽ khoảng 420C.

3.b. Chế độ vận hành với tháp giải nhiệt khô:

Nhiệt độ và độ ẩm ngoài nhà như trên đã nêu. Nhưng đây là dàn kín nên không lợi dụng được độ ẩm thấp của không khí ngoài nhà. Gmp-il chọn độ chênh nhiệt độ trao đổi nhiệt hiệu quả là 70C để thiết kế tháp giải nhiệt khô và lấy tròn nhiệt độ nước ra khỏi dàn sau khi được làm mát là 450C. Vậy nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt khô sẽ là 500C. Nhiệt độ ngưng tụ trường hợp này sẽ là 550C, cao hơn so với tháp giải nhiệt thường là 130C.

4. Những thông số chính của hệ thống ĐHKK

Hệ thống ĐHKK gồm các thiết bị chính như sau (xem hình 5):

- 8 tổ chiller máy nén  trục vít môi chất lạnh R134a  năng suất lạnh mỗi tổ 1060 kW, tổng năng suất lạnh 8480 kW ở điều kiện vận hành với tháp giải nhiệt khô như nêu ở  mục 3b và nhiệt độ nước lạnh vào bình bay hơi 140C, ra 80C, công suất tiêu thụ trên trục N1=  8x 277,4= 2219,2 kW.
- Tổng công suất của bơm nước lạnh sơ cấp và thứ cấp N2= 8x11 kW + 4x15 kW = 148 kW.
- 901 FCU nối ống gió, 252 cassette, 16 FCU cabin, 53 FCU giấu tường với tổng công suất động cơ lắp đặt là  N3= 367 kW.
- Tổng công suất của bơm nước giải nhiệt sơ cấp và thứ cấp N4= 8x11 kW + 8x22 kW = 264 kW.
- Tổng công suất của 24 tháp giải nhiệt khô     N5= 24x6x0,6 kW = 86,4 kW.

5. So sánh hiệu quả năng lượng COP của chiller

     Theo thiết kế thì đây là tổ chiller trục vít thông dụng năng suất lạnh ở điều kiện tiêu chuẩn 350 RT, nhưng tùy theo sản phẩm của từng hãng năng suất lạnh này có thể thay đổi khác nhau cộng trừ vài %. Hình 4 giới thiệu dữ liệu của chiller máy nén trục vít thông dụng môi chất lạnh R134a  dựng theo catalog kĩ thuật của hãng Daikin, hoàn toàn tương đương với chiller công trình đã chọn để tính toán.

Hình 4

Trục tung biểu diễn hệ số COP, còn trục hoành biểu diễn nhiệt độ nước giải nhiệt ra khỏi bình ngưng. Qua đồ thị trên, khi làm việc ở cùng điều kiện ĐHKK cấp 1 ở Hà nội, với tháp giải nhiệt thường, chiller có COP= 5,65 kW/kW, còn khi làm việc với tháp giải nhiệt khô COP của chiller chỉ còn lại 3,58, giảm mất 37%.

Ở đây cũng cần phải nhấn mạnh rằng, tất cả các chiiler thông thường có giới hạn nước giải nhiệt ra tối đa là 450C, nên vùng từ 45 đến 500C là nằm ngoài vùng làm việc cho phép, và đường nét đứt của COP là đường ngoại suy, không có trong catalog.

6. So sánh tiêu thụ năng lượng

Để so sánh tiêu thụ năng lượng, chúng tôi tiến hành tính chỉ số tiêu thụ năng lượng riêng PIC (Power Input per Capacity) với  PIC= 1/COP và tính ra % để dễ theo dõi (bảng 1).

Nhiệt độ nước giải nhiệt ra tw2,0C		37	40	45	500C,  (ngoại suy)
COP	kW lạnh/kW điện	5,65	5,15	4,38	3,58
PIC(=1/COP)	kW điện/kW lạnh	0,1770	0,1942	0,2283	0,2793
% điện tiêu tốn khi lấy tại 370C là 100%		100	110,0	129,0	157,8%

Như vậy tiêu thụ năng lượng điện của trường hợp tháp giải nhiệt khô tăng thêm khoảng 58% so với tháp giải nhiệt thông thường. Nếu giả thiết hệ thống vận hành đầy tải và thời gian 10 giờ một ngày thì điện năng tiêu thụ tăng thêm khoảng 11.300 kWh, phát thải thêm vào môi trường một lượng khí nhà kính là 11,3 tấn CO2 mỗi ngày (theo số liệu của Ngân hàng thế giới trong Dự án phát triển Doanh nghiệp vừa và nhỏ ở Việt nam).

7. So sánh năng suất lạnh, tính lại số chiller yêu cầu

Theo catalog máy, vận hành với tháp giải nhiệt khô, năng suất lạnh mỗi chiller là 1.060 kW. Nếu sử dụng tháp giải nhiệt thông thường năng suất lạnh sẽ tăng khoảng 15% lên 1219 kW. Số chiller yêu cầu sẽ là nch= 8x1.060/1.219= 6,96 tổ. Như vậy khi dùng tháp giải nhiệt thông thường chỉ cần 7 chiller, có thể giảm bớt được một chiller. Tiết kiệm được một chiller đồng nghĩa với việc tiết kiệm được toàn bộ các máy và thiết bị đi kèm để phục vụ cho nó như bơm nước nóng, bơm nước lạnh, tháp giải nhiệt, đường ống, van, các thiết bị tự động… 

8. Sử dụng Tháp giải nhiệt khô là trái với QCXDVN 09:2005 [1]

Quy chuẩn Xây dựng Việt nam QCXDVN 09:2005 là quy chế bắt buộc đối với mọi công trình xây dựng có diện tích từ 300 m2trở lên, trong đó bảng 5.2 quy định chiller giải nhiệt nước trục vít năng suất lạnh lớn hơn và bằng 1.055 kW (350 RT) thì COP phải đạt tối thiểu 5,50. Khi sử dụng với tháp giải nhiệt khô thì không bao giờ có thể đạt được giá trị này. 

Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5687-1992 [2], tiêu chuẩn của Liên xô cũ, tiêu chuẩn về ĐHKK của Trung Quốc [3] và tiêu của nhiều nước trên thế giới đều quy định nhiệt độ nước vào giải nhiệt cho bình ngưng tối đa là 32 đến 330C tương ứng với nước giải nhiệt ra là 37 đến 380C chứ không bao giờ lên tới 500C như phương án thiết kế đã nêu.

9. So sánh các chỉ tiêu khác

Khi sử dụng tháp giải nhiệt khô, nhiệt độ ngưng tụ tăng 13oC, áp suất ngưng tụ tăng  khoảng 40% so với khi dùng tháp giải nhiệt thông thường nên hết sức không an toàn vì nguy cơ rò rỉ môi chất, thậm chí nổ vỡ thiết bị, tuổi thọ giảm mạnh do phải vận hành ở điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ dầu bôi trơn tăng tương ứng sẽ làm dầu nhanh lão hóa, bôi trơn kém…Độ tin cậy và độ an toàn thiết bị cũng giảm. Không ai có thể khẳng định mức độ ảnh hưởng lâu dài sẽ như thế nào đối với công trình. 

Khi sử dụng tháp giải nhiệt thường sẽ có những nhược điểm của loại tháp này là bình ngưng có thể bị đóng cặn, lắng bùn, han gỉ và ăn mòn trong ống trao đổi nhiệt của bình ngưng, cũng như phải tiêu tốn một lượng nước nhất định để bay hơi và xả cặn để duy trì chất lượng nước không đổi. Nhưng tất cả những nhược điểm đó  đều có thể khắc phục một cách dễ dàng, ví dụ có thể sử dụng các loại hóa chất phù hợp để loại trừ việc đóng cặn, ăn mòn và chống sự phát triển nấm mốc, vi trùng, vi khuẩn…Việc vệ sinh bảo dưỡng định kì 3-6 tháng/1 lần cho bình ngưng và tháp giải nhiệt là quá quen thuộc ở Việt nam hiện nay. Khi sử dụng tháp giải nhiệt thường cho công trình này cần phải tiêu tốn khoảng 30 m3/h nước khi chạy đầy tải là không đáng kể so với những gì mà tháp giải nhiệt thông thường mang lại. 

10. Kết luận

Với những phân tích ở trên chúng ta thấy, tháp giải nhiệt khô chỉ ứng dụng hiệu quả để giải nhiệt cho những thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao như các động cơ, máy phát điện, các lò phản ứng hóa học…chứ không thể sử dụng để giải nhiệt cho chiller giải nhiệt nước trong hệ thống ĐHKK. Đặt tháp giải nhiệt khô vào hệ thống ĐHKK là đặt nhầm chỗ. 

Sử dụng tháp giải nhiệt khô cũng là trái với QCXDVN 09:2005 hiện hành. Vì vậy các nhà thiết kế, lắp đặt hệ thống ĐHKK cần phải tránh xa tháp giải nhiệt khô. Và thực tế là hiện nay ở Việt nam cũng chưa có hệ thống ĐHKK trung tâm nào sử dụng tháp giải nhiệt khô./.

Read More

Ứng dụng công nghệ chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng khí thiên nhiên nén CNG

16:17 Báo cáo khoa học No Comments

TS. NGUYỄN SĨ THẮNG & Cộng sự - Công ty CP Kinh doanh Khí hoá lỏng miền Nam (PVN)

---

Đề tài đã tập trung xây dựng cơ sở lý thuyết ứng dụng chuyển đổi xe động cơ xăng sang sử dụng Khí nén thiên nhiên (CNG – Compressed Natural Gas). Đã chuyển đổi sử dụng CNG cho 02 xe Toyota Innova và Toyota Corolla Altis và tiến hành đo các thông số kỹ thuật và so sánh các kết quả sử dụng CNG và xăng.

Chi phí nhiên liệu CNG đã giảm hơn 35% so với sử dụng xăng.

Đề tài đã triển khai đại trà ở TP. Hồ Chí Minh và Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với hơn 300 xe chuyển đổi sang sử dụng CNG do Công ty CP Kinh doanh Khí hóa lỏng miền Nam, Tổng Công ty Khí Việt Nam, thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam tiến hành.

Nhóm tác giả cũng đề xuất một số chính sách đề nghị Chính Phủ và các cơ quan quản lý hỗ trợ để triển khai khắp toàn quốc nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

I. GIỚI THIỆU

Trong một thập kỷ trở lại đây, ô nhiễm không khí đã trở thành một vấn đề mang tính cấp bách đối với các đô thị phát triển. Do đó, việc tìm kiếm và sử dụng nhiên liệu thay thế cho xăng dầu càng được khuyến khích. Nhiên liệu thay thể phải đảm bảo các tiêu chi như giảm thiểu ô nhiễm môi trường, an toàn và thuận tiện trong sử dung và giá thành sử dụng hợp lý. Với nguồn khí thiên nhiên ổn định tại Việt Nam và đảm bảo đáp ứng các tiêu chí trên, việc sử dụng Khí thiên nhiên nén (CNG) là một trong những lựa chọn ưu tiên hàng đầu.Sau đây là bảng so sánh tính chất hóa lý giữa CNG và các loại nhiên liệu khác: (bảng 1)

Bảng 1. So sánh tính hóa lý giữa CNG và các nhiên liệu khác

Đặc tính	CNG	LPG	Diesel	Xăng
Màu, mùi	Không	Không	Có	Có
Tỷ trọng	0.64(air = 1)	0.51 ÷ 0.56(water = 1)	0.82 ÷ 0.87(water = 1)	0.72 ÷ 0.87(water = 1)
Nhiệt độ sôi (0C)	- 162	- 43.7 ÷ - 5	175 ÷ 370	40 ÷ 200
Nhiệt trị (MJ/kg)	50.0	46.4	42.7	42.9
Nhiệt độ cháy (0C)	1900	1983	1780	2030
Nhiệt độ kích nổ (0C)	540	476	280	264
Chỉ số octan	120	97 ÷ 112	N/A	83 ÷ 95

Sau đây là mô hình cung cấp khí CNG tại Tp. Hồ Chí Minh và Bà Rịa - Vũng Tàu: (hình 1)

 

Hình 1.  Mô hình Trạm mẹ và Trạm con nén khí CNG

 

 Những lợi ích mà khí CNG mang lại khi sử dụng so với một số nhiên liệu khác

- Về mặt kinh tế: Giảm khá nhiều chi phí nhiên liệu (khoảng 30%) do sử dụng CNG có giá rẻ hơn các loại nhiên liệu truyền thống khác là LPG, xăng, dầu. Mặt khác, các phương tiện, thiết bị sử dụng CNG còn giảm được chi phí bảo trì bảo dưỡng động cơ xe do CNG là nhiên liệu sạch, giảm thiểu các yếu tố gây hại cho động cơ. Ngoài ra, về mặt vĩ mô, ứng dụng CNG trong Giao thông vận tải còn giúp nhà nước giảm thiểu nhập khẩu xăng dầu, đồng thời còn đảm bảo về mặt an ninh năng lượng cho quốc gia (do Việt Nam chủ động trong nguồn cấp khí thiên nhiên).

- Về mặt an toàn: CNG là loại nhiên liệu cơ bản đảm bảo an toàn hơn các loại nhiên liệu lỏng khác, các thiết bị chế tạo được kiểm soát ngặt nghèo về mặt an toàn phòng chống cháy nổ. Sau đây là bảng so sánh nguy cơ cháy nổ của CNG so với các nhiên liệu thông thường: (bảng 2).

- Về mặt môi trường: Việc sử dụng CNG thay thế cho các loại nhiên liệu đang sử dụng hiện nay sẽ giảm được khá lớn các chất độc hại gây ô nhiễm môi trường, gây hiệu ứng nhà kính…Với một số nghiên cứu trên thế giới, lượng khí thải của nhiên liệu CNG so với các nhiên liệu khác (Xăng, Dầu, LPG) được đưa ra như bảng tổng hợp dưới đây: (bảng 3)

- Tiềm năng sử dụng CNG trong hệ thống GTVT tại Việt Nam: do Việt Nam có trữ lượng khí thiên nhiên ổn định nên chủ động trong việc cấp khí và giảm bớt việc nhập khẩu xăng, dầu.

Bảng 2. So sánh nguy cơ cháy nổ giữa CNG và các nhiên liệu khác

Thông số	CNG	LPG	Xăng Dầu
Khả năng bắt lửa	Nhẹ hơn không khí, dễ tan vào không khí	Nặng hơn không khí, tích tụ dưới đất, bắt lửa dễ dàng
Nhiệt độ bốc cháy	6500C	4810C	250-275 0C
Nồng độ giới hạn tự bốc cháy	5% ÷ 15%	2% ÷ 9.5%	0.6% ÷ 7.6%
Vật liệu chứa	Vật liệu đặc biệt, áp suất nổ trên 585 bar	Thép thường, áp suất thiết kế 18 bar	Thép thường
Phụ kiện	Emergency Shuts Off Valve sẽ tự động ngắt dòng để tránh mọi sự rò rỉ khí khi gặp sự cố.		Không có

Bảng 3. So sánh tỉ lệ khí thải giữa CNG và các nhiên liệu khác

	Carbon Monoxide (CO)	Nonmetal Hydrocarbon	Nitrogen Oxide (NO)
NG/CNG	- 60%	- 90%	- 10%
LPG	- 20%	- 10%	+ 20%
Diesel	- 40%	-10%	+ 700%
Xăng	100%	100%	100%

 II. KẾT QUẢ TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT, CHẠY THỬ, ĐO ĐẠC VÀ ĐÁNH GIÁ

Để thử nghiệm việc sử dụng CNG làm nhiên liệu cho các Phương tiện giao thông vận tải, PV Gas South đã tiến hành thử nghiệm cho 02 xe động cơ xăng (có chế độ phun xăng điện tử) là Toyota Innova 07 chổ và Toyota Corolla Altis 05 chổ tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Động cơ đốt trong thuộc Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh với 02 nhiên liệu để so sánh là Xăng A95 và CNG.

Các nội dung để tiến hành thử nghiệm gồm:

- Đo lực kéo (N) và Công suất kéo (kW) tay số 04 tại các tốc độ 30, 45, 60, 75 km/h;

- Đo nồng độ khí thải tại các tốc độ 15, 30, 45, 60, 75 Km/h và chế độ cầm chừng;

- Đo thời gian tăng tốc ngắn nhất của Ô tô từ 0 đến 80 km/h;

- Đo tiêu hao nhiên liệu của Ô tô khi vận hành theo chu trình Japan 10-15.

Sau đây là kết quả đo đạt được đối với từng loại xe:

II.1. Đo lực kéo (N) và công suất kéo (Kw) của Innova và Corolla Altis như sau:

(các bảng 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)

Bảng 4. Kết quả thử nghiệm Công suất kéo vàLực kéo xe Toyota Innova

Tốc độ (Km/h)	Công suất kéo (kW)				Lực kéo (N)
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
30	12,49	10,86	-1,63	-13,1%	1497,80	1302,91	194,89	-13,0%
45	21,14	19,03	-2,11	-9,9%	1691,17	1522,63	168,54	-9,9%
60	30,26	26,77	-3,49	-11,5%	1815,69	1606,23	209,46	-11,5%
75	37,95	33,39	-4,56	-12,0%	1821,54	1602,90	218,64	-12,0%
Trung bình				-11,6%	Trung bình			-11,6%

Bảng 5. Kết quả thử nghiệm Công suất kéo và Lực kéo xe Toyota Corolla Altis

Tốc độ (Km/h)	Công suất kéo (kW)				Lực kéo (N)
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
30	39,86	30,81	-9,05	-22,7%	4782,93	3697,38	-1085,5	-22,7%
45	44,59	34,88	-9,71	-21,8%	3567,87	2790,04	-777,83	-21,8%
60	48,92	39,56	-9,36	-19,1%	2934,87	2372,70	-562,17	-19,2%
75	53,70	46,27	-7,43	-13,8%	2577,22	2220,50	-356,72	-13,8%
Trung bình				-19,4%	Trung bình			-19,4%

II.2. Đo nồng độ khí thải tại các tốc độ 15, 30, 45, 60, 75 Km/h và chế độ cầm chừng:

+ Đo nồng độ khí thải CO:

Bảng 6. Kết quả thử khí thải CO xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải CO
	Toyota Innova				Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
0	0,000	0,000	0,000	0	0,010	0,000	0,010	-100%
15	0,010	0,007	0,003	-30%	0,007	0,000	0,007	-100%
30	0,020	0,010	0,010	-50%	0,010	0,000	0,010	-100%
45	0,000	0,000	0,000	0	0,007	0,000	0,007	-100%
60	0,000	0,000	0,000	0	0,007	0,000	0,007	-100%
75	0,040	0,000	0,040	-100%	0,007	0,000	0,007	-100%
Trung bình				-60%	Trung bình			-100%

+ Đo nồng độ khí thải CO2:

Bảng 7. Kết quả thử khí thải CO2 xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải CO2
	Toyota Innova				Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
0	14,53	11,23	3,30	-22,7%	14,77	11,50	-3,27	-22,1%
15	14,93	11,33	3,60	-24,1%	14,73	11,63	-3,10	-21,0%
30	14,63	11,33	3,30	-22,5%	14,70	11,67	-3,03	-20,6%
45	14,57	11,30	3,27	-22,4%	14,80	11,67	-3,13	-21,1%
60	15,47	11,30	4,17	-26,9%	14,70	11,70	-3,00	-20,4%
75	14,43	11,23	3,20	-22,2%	14,73	11,70	-3,03	-20,6%
Trung bình				-23,5%	Trung bình			-21,0%

 + Đo nồng độ Khí thải HC:

Bảng 8. Kết quả thử khí thải HC xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải HC (ppm)
	Toyota Innova			Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Xăng	CNG	Lệch
0	2,67	37,67	35,00	0,33	68,67	68,34
15	0,33	64,33	64,00	0,33	30,33	30,00
30	0,00	50,33	50,33	0,00	22,67	22,67
45	0,00	30,00	30,00	2,33	18,00	15,67
60	0,00	22,33	22,33	3,33	7,33	4,00
75	1,67	5,00	3,33	2,67	8,33	5,66
Trung bình			34,16	Trung bình		24,39

+ Đo nồng độ khí thải NOx:

Bảng 9.  Kết quả thử khí thải NOx xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải NOx
	Toyota Innova			Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Xăng	CNG	Lệch
0	6,00	6,33	0,33	0,00	18,00	18,00
15	15,67	30,67	15,00	8,00	180,33	172,33
30	151,67	305,00	153,33	0,00	247,67	247,67
45	7,67	361,33	353,66	0,00	361,33	361,33
60	51,33	531,67	480,34	0,00	417,00	417,00
75	10,67	588,67	578,00	23,67	349,67	326,00
Trung bình			263.44	Trung bình		257.06

 II.3. Đo thời gian tăng tốc của Ô tô từ 0 đến 80 km/h

Bảng 10.  Kết quả đo thời gian tăng tốc của xe Toyota Innova và Corolla Altis

Toyota Innova (giây)				Toyota Corolla Altis (giây)
Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
32,56	35,17	2,61	8,0 %	10,46	13,22	2,76	26,4%

 

II.4. Đo tiêu hao nhiên liệu của Ô tô khi vận hành theo chu trình Japan 10-15

Thông số đo đạt được lấy mẫu 03 lần với mỗi lần lấy mẫu cho xe chạy một quãng đường từ 4-5km, sau đây là trung bình của các kết quả đo: (bảng 11)

Bảng 11.  Kết quả đo mức độ tiêu hao nhiên liệu của xe Toyota Innova và Corolla Altis

Toyota Innova
Xăng			CNG
Quãng đường (Km)	Tiêu hao NL (L)	Định mức (L/100km)	Quãng đường (km)	Tiêu hao NL(gram)	Định mức (kg/100km)
4,181	0,50	11,86	4,145	298,7	7,21
Toyota Corolla Altis
Xăng			CNG
Quãng đường (Km)	Tiêu hao NL (L)	Định mức (L/100km)	Quãng đường (km)	Tiêu hao NL(gram)	Định mức (kg/100km)
4,09	0,50	12,14	4,13	298,7	7,23

II.5. Đánh giá

+ Đối với vấn đề động cơ và khả năng tăng tốc:

CNG là nhiên liệu khí có năng lượng hỗn hợp thấp hơn so với xăng (3,1 kJ/kg so với 3,46 kJ/kg) và hình thành hỗn hợp ở tỷ lệ không khí/nhiên liệu lý tưởng nghèo (loãng) hơn so với xăng (17,2:1 so với 14,7:1) nên năng lượng tạo ra trong sự cháy hỗn hợp CNG-không khí thấp hơn so với hỗn hợp xăng-không khí. Điều này tạo ra áp suất chỉ thị trung bình xy-lanh động cơ giảm. Vì vậy, công suất và mô-men động cơ sử dụng CNG giảm so với khi sử dụng nhiên liệu xăng. Vì công suất và mô-men động cơ sử dụng CNG giảm dẫn đến việc khả năng tăng tốc cũng giảm.

+ Đối với vấn đề khí thải:

Việc sử dụng CNG làm nhiên liệu cho hiệu quả rõ rệt về việc giảm thiểu khí thải ra môi trường như: CO giảm 60% đối với động cơ xe Toyota Innova và giảm 100% đối với động cơ xe Toyota Corolla Altis; CO2 giảm 23,5% đối với xe Toyota Innova và 21% đối với xe Toyota Corolla Altis. Mặc dù HC có tăng đột biến, nhưng chúng ta cũng dễ dàng nhận thấy rằng HC trong khí xả chủ yếu là sản phẩm nhẹ (C1-C2) do thành phần chính của CNG là CH4 gần như không gây độc hại khi so sánh với các hydrocabure nặng trong khí xả động cơ xăng hay Diesel.Do đó, khí CNG đem lại hiệu quả rỏ rệt trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

+ Đối với khả năng tiêu hao nhiên liệu:

Đối với cả 02 xe thí nghiệm là Toyota Corolla Altis và Toyota Innova có công suất và dung tích làm việc dao động từ 1794 cc đến 1999 cc đều có mức tiệu thụ nhiên liệu trung bình là 7,22 kg/ 100km. Trong khi đó, một bình CNG dung tích 90 lít thông thường chứa được 14,3 kg. Do đó, với mức độ tiêu thụ nhiên liệu CNG như trên, ta có thể đảm bảo các phương tiện vận chuyển vẫn thuận tiện cho mỗi lần nạp CNG.

+ Đánh giá về lợi ích kinh tế:

Căn cứ trên các số liệu đo đạc thực tế, giá bán khí và xăng được công bố tại thời điểm hiện tại (giữa Công ty cổ phần Kinh doanh Khí hóa lỏng miền Nam (PV Gas South) và các hãng taxi - giá thành nhiên liệu CNG bằng 70% giá xăng), ta có bảng so sánh lợi thế kinh tế khi sử dụng nhiên liệu là CNG so với Xăng như sau: (bảng 12).

Bảng 12. Đánh giá về lợi ích ích kinh tế giữa nhiên liệu CNG và xăng của 02 xe Toyota Innova và xe Toyota Corrola Altis

Xe	Nhiên liệu	Đơn giá	Mức tiêu hao nhiên liệu	Chi phí	Chênh lệch	Tiết kiệm
Toyota Innova	Xăng	22,900 VNĐ/Lít	11.86 Lít/ 100km	271,590 VNĐ	93,579 VNĐ	34,5 %
	CNG	24,690 VNĐ/kg	7,21 Kg/ 100km	178,015 VNĐ
Toyota Corolla Altis	Xăng	22,900 VNĐ/Lít	12.14 Lít/ 100km	278,000 VNĐ	99,496 VNĐ	35,8 %
	CNG	24,690 VNĐ/kg	7,23 Kg/ 100km	178,510 VNĐ

 Ngoài ra, đối với nhiên liệu CNG sản phẩm sẽ cháy gần như hoàn toàn, không gây đóng cặn hoặc bồ hóng trong động cơ của các phương tiện nên sẽ kéo dài chu kỳ bảo dưỡng và tuổi thọ máy móc thiết bị.

Về tổng thể việc sử dụng CNG làm nhiên liệu cho hệ thống vận tải trong nội thành vẫn đảm bảo hiệu quả, do hệ thống đường xá không yêu cầu công suất, động cơ cao; mặt khác còn góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách rõ rệt trong nội thành; và điều đặc biệt quan trọng là sử dụng CNG làm nhiên liệu tiết kiệm hơn 30% chi phí so với sử dụng nhiên liệu là xăng. Về mặt vĩ mô, ứng dụng CNG trong Giao thông vận tải còn giúp nhà nước giảm thiểu nhập khẩu xăng dầu, đồng thời còn đảm bảo về mặt an ninh năng lượng cho quốc gia (do Việt Nam chủ động trong nguồn cấp khí thiên nhiên).

III.ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI:

III.1. Đề xuất phương án chuyển đổi sử dụng CNG cho xe taxi tại khu vực Tp. Hồ Chí Minh:

Với số lượng taxi tại Thành phố Hồ Chí Minh hơn 12,500 chiếc và hầu hết là các xe động cơ phun xăng điện tử nên việc chuyển đổi sử dụng CNG sẽ đem lại rất nhiều lợi ích, trong đó có 03 lợi ích cụ thể như: Hạn chế được sự phụ thuộc vào lượng xăng dầu nhập khẩu; Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, và tiết kiệm chi phí nhiên liệu.Với mục tiêu sử dụng CNG đảm bảo tiết kiệm tối thiểu 30% chi phí nhiên liệu, chúng tôi đề xuất phương án chuyển đổi như sau: Các hãng taxi sẽ đầu tư bộ chuyển đổi sử dụng CNG và PV Gas South sẽ tập trung cấp khí, đầu tư hệ thống trạm nạp và bán khí CNG bằng 70% giá xăng.

Đánh giá tính hiệu quả kinh tế của Phương án trên:

+ Trên cơ sở chi phí tiết kiệm cho mỗi quãng đường di chuyển 100km của xe Toyota Innova và Toyota Corolla Altis lần lượt là 93,579 VNĐ/100km và 99,496 VNĐ/100km (chi tiết tại Bảng 12, Chúng tôi đề xuất chi phí tiết kiệm trung bình là:(93,579 + 99,496)/2 =  96,537.5 VNĐ/100km.

+ Theo khảo sát, hằng ngày các xe taxi di chuyển trong quãng đường từ 150 km đến 200 km. Đề xuất quãng đường di chuyển trung bình là 175km/ngày.

+ Từ chi phí tiết kiệm trung bình và quãng đường di chuyển, ta có thể tính toán được chi phí nhiên liệu tiết kiệm được trong một ngày vận hành (khi sử dụng nhiên liệu là CNG) là:96,537.5 VNĐ/100km x 175km/ngày = 168,940 VNĐ/ngày

+ Trong đó, chi phí đầu tư bộ kits chuyển đổi cho xe là: 64,000,000 VNĐ/xe (tại đây giả sử giảm trừ chi phí thiết kế của xe là 12,000,000 VNĐ/mẫu xe do số lượng xe chuyển đổi là tương đối lớn và giống nhau).+ Từ đó, chúng ta có thể thấy được thời gian thu hồi chi phí đầu tư bộ chuyển đổi sử dụng CNG như sau:64,000,000 VNĐ/xe ÷ 168,940 VNĐ/ngày = 378 ngày

+ Như vậy, đối với Phương án trên việc đầu tư bộ chuyển đổi sử dụng CNG làm nhiên liệu cho động cơ hoàn toàn đảm bảo khả thi về mặt kinh tế và công tác quản lý như:

- Thời gian khấu hao thiết bị sớm (trong khoảng 01 năm).

- Các hãng taxi chủ động trong công tác kiểm soát thiết bị, bảo trì, bảo dưỡng bộ chuyển đổi.

III.2. Thí điểm chuyển đổi một số đầu xe taxi và xe của tập đoàn Petrovietnam:

Mặc dù từ tháng 09/2009 đến tháng 09/2010, Công ty cổ phần Kinh doanh Khí hóa lỏng miền Nam chỉ chuyển đổi cho 09 xe của đơn vị mình. Tuy nhiên, từ tháng 10/2010 đến tháng 06/2011, PV Gas South đã chuyển đổi thành công thêm 295 xe sử dụng CNG, trong đó gồm:

+ Taxi Quang Hưng (tại Vũng Tàu): 37 xe

+ Taxi Gili (tại Vũng Tàu): 50 xe

+ Taxi Dầu Khí (Tại Vũng Tàu và Tp. Hồ Chí Minh): 75 xe

+ Xe của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam: 133 xe.

Các mẫu xe được chuyển đổi sử dụng CNG cũng rất đa dạng, như: Toyota (Camry, Corolla, Fortuner, Innova, Vios, Land Cruiser); Ford (Laser, Escape); Huyndai (Santa Fe, Grand, Hiace); Mitsubishi Grandis, Mazda, Kia Carnival, Chevrolet Captiva…

Việc triển khai sử dụng CNG làm nhiên liệu thay thế được tập trung tại khu vực Tp. Hồ Chí Minh và Vũng Tàu, các trạm cấp khí tại các địa điểm sau:

+ Trạm cấp khí CNG Phổ Quang: Số 01 Phạm Hồng Thái, Phường 02, Quận Tân Bình, Tp. Hồ Chí Minh.

+ Trạm cấp khí CNG Nguyễn Hữu Cảnh: Cây xăng Hoàng Nguyên, 220B Điện Biên Phủ, P. 25, Quận Bình Thạnh, Tp. Hồ Chí Minh.

+ Trạm cấp khí CNG Tân Kiên: Cây xăng Thành Hiệp Phát trên quốc lộ 1A, số 4B/12A, ấp 02, xã Tân Kiên, H. Bình Chánh, Tp. Hồ Chí Minh.

+ Trạm cấp khí CNG Nguyễn An Ninh, số 449 Nguyễn An Ninh, Phường  9, Vũng Tàu, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

Từ khi triển khai sử dụng CNG cho đến thời điểm này, sản lượng khí CNG cung cấp cho 295 xe kể trên là 700,000 kg CNG (từ 05/2010 đến 02/2012). Trong giai đoạn đầu, sản lượng khí CNG tuy còn ít do tỉ lệ với lượng xe chuyển đổi, nhưng đến thời điểm hiện tại sản lượng tiêu thụ CNG bình quân hàng tháng vào khoảng 55,000 Kg CNG.

Theo bảng 24, ta có tỉ lệ tương đương giữa Kg CNG/ Lít xăng như sau:

K = (7.21 + 7.23)/ (11.86 + 12.14) = 0.60 Kg CNG/Lít Xăng

Như vậy với sản lượng 55,000 kg CNG tương đương với:

55,000/0.60 = 91,667 Lít Xăng

Chi phí cho nhiên liệu CNG hằng tháng:

55,000 * 24,690 = 1,357,950,000.00 VNĐ

Chi phí cho nhiên liệu xăng hằng tháng:

91,667 * 22,900 = 2,099,174,300.00 VNĐ

Chi phí tiết kiệm hằng tháng:

2,099,174,300 - 1,357,950,000 = 741,224,300.00 VNĐ

Như vậy, với sản lượng tiêu thụ lượng CNG hiện tại, không những góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm hằng tháng hơn 740 triệu VNĐ, ngoài ra cũng giảm phần phụ thuộc vào lượng xăng nhập khẩu.

III.3.  Đề xuất khu vực sử dụng CNG tại Việt Nam:

Hiện nay, nguồn khí thiên nhiên được đưa vào bờ thông qua Nhà máy khí Dinh Cố, Bà Rịa – Vũng Tàu. Từ Nhà máy Dinh Cố khí thiên nhiên được dẫn đến các Trạm mẹ (Trạm nén CNG) thông qua hệ thống đường ống khí hiện hữu tại khu vực Vũng Tàu - Tp. Hồ Chí Minh, từ đó chúng ta mới có thể sản xuất được CNG. Do đặc thù của lĩnh vực CNG, các địa điểm tiếp nhận, sử dụng khí CNG nên nằm trong phạm vi bán kính 200Km đối với các Trạm nén. Trên cơ sở đó, chúng tôi đề xuất các khu vực tập trung sử dụng và khai thác CNG dùng làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải nên tập trung tại các thành phố và tỉnh sau: Tp. Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, Bình Dương, Long An.

Trong thời gian tới (vào năm 2014) khi lượng khí khu vực phía Bắc được đưa vào bờ thì CNG cũng có thể áp dụng cho các tỉnh thành phố như Hà Nội, Hải phòng, Thái Bình, Nam Định, Hà Nam, Hải Dương…

Ngoài ra, trong tương lai gần việc sử dụng khí thiên nhiên dùng làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải còn có thể phát triển rộng hơn nữa thông qua khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG - Liquied Natural Gas), với bán kính lên đến 600Km.

IV.ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ

Nhìn chung, động cơ dùng CNG có rất nhiều hứa hẹn đối với ô tô hoạt động trong thành phố hay vùng ven đô, những khu vực mà tình trạng ô nhiễm môi trường do phương  tiện vận tải gây ra ngày càng trở nên trầm trọng. Ở một số khu vực trên thế giới,  chính phủ bắt buộc các hãng taxi phải dùng khí CNG cho việc đi lại trong địa phương đó.

 Dựa trên những lợi ích rõ rệt về tính kinh tế, tăng tuổi thọ cho động cơ, giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường của nhiên liệu CNG, Việt Nam cũng nên nhanh chóng triển khai các chính sách để hỗ trợ việc phát triển CNG - một nhiên liệu thay thế mới với các chính sách như:

- Nhà nước có các chính sách miễn thuế nhập khẩu các thiết bị chuyên dùng CNG như các nước Hàn Quốc, Thái Lan… là 0%.

- Có chính sách thuế ưu đãi khác để khuyến khích chủ phương tiện sử dụng CNG làm nhiên liệu cho xe như: miễn thuế môi trường, ưu tiên vào các khu đô thị, hỗ trợ 50% chi phí thiết bị bộ chuyển đổi sử dụng CNG cho động cơ…

- Quy hoạch cơ sở hạ tầng đồng bộ, phục vụ việc lắp đặt trạm cấp CNG trong tổng thể quy hoạch đô thị và cây xăng.

- Giảm thuế thu nhập Doanh nghiệp từ 25% xuống 10% cho cá nhà đầu tư lắp đặt trạm CNG phục vục hệ thống giao thông vận tải, cũng như các Công ty vận tải sử dụng CNG làm nhiên liệu chính..

Read More