chu trinh tb lanh

8/16/2019 Chu Trinh TB Lanh

1/10

Chương 6: Chu trình thiết bị lạnh

GV: Hoàng Thị Nam Hương

Chöông 6

C H U T R Ì NH T H I E ÁT BÒL A ÏNH

6.1 K H A ÙI N I E ÄM C H UNG

Thieát bò laïnh taïo ra “ moâi tröôøng nhaân taïo” coùnhieät ñoäthaáp nhö buoànglaïnh caáp trữ ñoâng, tuûlaïnh, khoâng gian ñieàu hoøa khoâng khí, …nhieät ñoäthaáp baonhieâu phuï thuoäc yeâu caàu coâng ngheä. Nhieäm vuï cuûa thi eát bò laønhaän nhieät töø

nguoàn laïnh, thaûi nhi eät cho nguoàn noùng vaøtieâu hao moät coâng cô hoïc. Chu trìnhlyùtöôûng cuûa thieát bòlaïnh laøchu trình Carnot ngöôïc chieàu.

Trong heäthoáng laïnh thöôøng duøng chaát moâi giôùi laønhöõng chaát loûng coùnhieät ñoäsoâi thaáp taùc nhaân laïnh

NH3: laøtaùc nhaân laïnh ñöôïc söûduïng raát sôùm, caùc nhaømaùy ñoâng laïnh coângsuaát lôùn thường duøng NH3.

ÔÛaùp suaát p = 6,3 bar ts = 10o

Cp = 1 bar ts = –34

oC

CO2: cuõng laøloaïi laõnh chaát phaùt hieän raát sôùm.

p = 45 bar ts = 10oC

p = 11,76 bar ts = –78oC

Freon 12 (CCl2F2): laøtaùc nhaân l aïnh tröôùc ñaây ñöôïc söûduïng phoåbieántrong tuûlaïnh gia ñình vaøñi eàu hoøa khoâng khí, thöôøng kyùhi eäu F-12 (hoaëc R-12),ngaøy nay do aûnh höôûng phaùhoaïi taàng oâzon, gaây hieäu öùng nhaøkính neân khoângñöôïc söûduïng nöõa.

p = 4,5 bar ts = 10oC

p = 1,014 bar ts = –30oC

Freon 22 (CHClF2): hi eän nay coøn ñöôïc söûduïng khaùphoåbi eán ôûnước ta

nhöng töông lai seõbòcaám (năm 2045), kyùhieäu F-22 (hoaëc R-22).p = 6,82 bar ts = 10

oC

p = 1,05 bar ts = –40oC


2/10



Freon 134a (C2H2F4): hi eän nay ñang ñöôïc söûduïng thay theáF-22, F-12, kyùhieäu R-134a.

p = 4,15 bar ts = 10o

Cp = 1,07 bar ts = –25

oC

Caùch söûduïng baûng vaøñoàthòcuûa caùc taùc nhaân laïnh naøy töông töïnhö hôinöôùc.

6.2 C H U T R Ì NH M A ÙY L A ÏNH D UØNG H ÔI COÙM A ÙY NE ÙN

M oät heäthoáng thieát bò laïnh, veàcaáu taïo raát ña daïng nhöng cô baûn coùboánthieát bòchính thöïc hieän caùc nhieäm vuïsau:

a- M aùy neùn: laøm nhieäm vuïneùn hôi (gas) töøaùp suaát thaáp leân aùp suaát caovaøtieâu hao löôïng coâng laøcoâng kyõthuaät.

A- thi eát bòngöng tuï(coøn goïi laøbình ngöng hoaëc daøn ngöng tuï)

B- van t ieát l öu; C- thieát bòboác hôi (bình boác hôi hoaëc daøn laïnh)

D- maùy neùn (coùtheålaømaùy neùn piston, t ruïc vít hoaëc l y taâm...)

H ình 6.1 Sô ñoànguyeân l yùhoaït ñoäng cuûa thieát bò laïnh

b- Thieát bò ngöng tuï (coùtheålaødaøn ngöng tuï coùcaùnh gi aûi nhi eät baèng gi oùhoaëc bình ngöng tuï voûboïc chuøm oáng gi aûi nhieät baèng nöôùc...): hôi ra khoûi maùyneùn thöôøng laøhôi quaùnhieät, noùnhaûaån nhieät hoùa hôi cho nöôùc giaûi nhieät (hoaëckhoâng khí gi aûi nhieät) loûng baõo hoøa cuøng aùp suaát.


3/10



c- Van ti eát l öu: laøm giaûm aùp suaát ñoät ngoät töøcao xuoáng thaáp .

d- Daøn l aïnh: trong daøn laïnh, phaàn loûng (trong hôi aåm) ôûaùp suaát thaáp seõ

nhaän nhieät töøchaát taûi laïnh ñeåhoùa hôi vaølaáy nhieät cuûa buoàng laïnh laøm cho nhieätñoäbuoàng l aïnh gi aûm thaáp. Hôi baõo hoøa khoâ(hoaëc coùtröôøng hôïp l aøhôi quaùnhieät) aùp suaát thaáp laïi ñöôïc huùt veàmaùy neùn ñeåneùn thaønh aùp suaát cao caáp vaøolaïi bình ngöng.

H ình 6.2 Bieåu dieãn chu tr ình maùy laïnh treân ñoàthò T-s

Tính toaùn chu trình thieát bòlaïnh:

- Xaùc ñònh thoâng soátaïi caùc ñieåm ñaëc tröng 1, 2, 3, 4:

Traïng thaùi 1: hôi baõo hoøa khoâôûaùp suaát po 1,

11

,

11 ,, r iiss .

Traïng thaùi 2:12

ss vaø N

p p 2

(baûng hôi quaùnhieät) 222

,, vt i .

Traïng thaùi 3: 0,33 x p p N

,

33 ii .

Traïng thaùi 4:34

ii

- Tính nhi eät löôïng thaûi khi ngöng tuïq1:

321 iiq , kJ/kg

- Tính nhieät löôïng nhieät löôïng nhaän töøphoøng l aïnh q2:

412 iiq , kJ/kg

Nhi eät löôïng naøy ñöôïc theåhi eän baèng dieän tích (a14ca).

- Coâng tieâu hao cuûa maùy neùn l (= l kt):


4/10



12 iil , kJ/kg

- Heäsoálaøm laïnh (COP):

12

412

ii

ii

l

q

l

qo

Trong thieát bò laïnh ngoaøi ñoàthò T-s, ñeåtính toaùn nhanh ngöôøi ta thöôøngduøng ñoàthòlgp- i (vì quaùtrình p = const, t ính naêng löôïng qua i).

H ình 6.3 Daïng ñoàthò lgp- i

a) Caáu tr uùc ñoàthò lgp-i b) Bi eåu dieãn chu tr ình maùy laïnh treân ñoàthò lgp-i

a) b)

H ình 6.4 AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoängöng tuïtN vaøboác hôi to ñoái vôùi hieäu suaát cuûamaùy l aïnh


5/10



6.4 BÔM NH I E ÄT

Veànguyeân lyùhoaït ñoäng cuûa chu trình thì gi öõa bôm nhieät vaømaùy laïnh

khoâng coùgì khaùc nhau, ñieàu khaùc cô baûn laømuïc ñích söûduïng:- Trong maùy laïnh, muïc ñích söûduïng laønguoàn l aïnh q2.

- Trong bôm nhieät muïc ñích söûduïng laønguoàn noùng q1.

Ñeåñaùnh giaùhieäu quaûngöôøi ta duøng heäsoásöûduïng naêng löôïng 1q

l .

Theo ñònh luaät nhieät ñoäng 2:

l

lq

l

q )(21

Töøchu trình ta ñöôïc:

512 iiq

12514221 )()( iiiiiiqql

12

421

ii

ii

l

q

H ình 6.5 Sô ñoànguyeân lyùhoaït ñoäng cuûa bôm nhieät


6/10



V í duï 6.1M oät maùy laïnh laøm vieäc trong heäthoáng ÑHKK coùphuï taûi laïnhQo = 200 kW, TNL laøR-22, aùp suaát ngöng tuï pk = 16 bar, nhieät ñoäsoâi cuûa T NL

trong daøn laïnh to = 5oC, hôi huùt veàmaùy neùn laøhôi baõo hoøa khoâ.

1- Bieåu dieãn chu trình treân ñoàthòT-s.2- Tính coâng suaát tieâu hao cuûa maùy neùn N [kW].3- Naêng suaát giaûi nhieät cuûa bình ngöng Qk [kW] .

G iaûi

1- Bieåu dieãn chu trình treân ñoàthòT-s

2- Tính coâng suaát tieâu hao cuûa maùy neùn

Töøbaûng “ Caùc tính chaát nhieät ñoäng cuûa R-22 ôûtraïng thaùi baõo hoøa” :

Traïng thaùi 1:

C t t o

so 5 bar p p p

so 844,5

1

09,706,,11

ii kJ/kg; 17,2001 r kJ/kg

740,11

,, ss kJ/kgK

Traïng thaùi 2: 1-2 laøquaùtrình neùn ñoaïn nhieät

Töø

bar p

kgK kJ ss

16

/740,1

2

12 baûng 5 (hôi quaùnhieät)

kgmvkgkJ iC t o /1031,16;/97,732;60 33222


7/10



Traïng thaùi 3: loûng R-22 baõo hoøa

Töø

0

16

3

3

x

bar p

kgkJ r kgkJ iiC t t os

/91,163;/98,551;4233

,

333

Traïng thaùi 4: 4-1 laøquaùtrình t ieát l öu

34ii 551,98 kJ/kg

Khi tìm ñöôïc thoâng soátaïi caùc ñieåm ñaëc tröng:

18132 iiqk kJ/kg

9,2612 iil kJ/kg

1,15441 iiq

o kJ/kg

Heäsoálaøm laïnh :

7,5l

qo

L öïc löôïng laõnh chaát R-22 tuaàn hoaøn trong heäthoáng:

3,1o

o

aoaoq

QGqGQ kg/s

Coâng suaát tieâu hao cuûa maùy neùn:

35 lG N a

kW

Coâng suaát naøy laøcoâng suaát treân truïc cuûa maùy neùn, coâng suaát moâtô quaymaùy neùn coùtheåtính:

422,1 N N ñ

kW

3- Tính naêng suaát gi aûi nhieät cuûa bình ngöng Qk

3,235k ak

qGQ kW

- Bình ngöng giaûi nhieät baèng nöôùcNöôùc gi aûi nhieät töøbình ngöng ra ñöôïc ñöa qua thaùp giaûi nhieät, sau khiñöôïc laøm nguoäi laïi ñöa trôûvaøo bình ngöng. Giaûsöûnhieät ñoänöôùc ra khoûithaùp giaûi nhieät C t o

w 30, (nöôùc vaøo bình ngöng) , nhieät ñoänöôùc ra khoûi bình


8/10



ngöng C t ow 35,, ( thoâng thöôøng nöôùc gi aûi nhieät qua bình ngöng taêng

t 46oC), töøphöông t rình caân baèng nhieät ta coù:

)( ,,,

ww pwwk t t cGQ

cpw - nhieät dung rieâng cuûa nöôùc, cpw = 4,18 kJ/kgK

3,11)( ,,,

ww pw

k

wt t c

QG kgw /s = 40530 kgw /h

L öu löôïng theåtích:

53,40100040530

w

w

wGV

m3 /h

löu löôïng duøng ñeåchoïn bôm nöôùc gi aûi nhieät.

Ví duï6.2 M oät maùy laïnh söûduïng maùy neùn piston, TNL laøm vieäc laøR-22 hoaïtñoäng ôûñi eàu kieän: nhi eät ñoähôi ngöng tuï tk = 42

oC, nhieät ñoäboác hôi cuûa daøn laïnh

to = 0oC, hôi huùt veàmaùy neùn laøhôi quaùnhieät coùnhieät ñoät1 = 7oC.M aùy neùn pi ston coùthoâng soánhö sau:

Soáxi lanh-piston z = 8

Ñöôøng kính piston D = 75 mm

Haønh tr ình piston S = 62 mm

Soávoøng quay n = 1450 vg/ph

1- Bieåu dieãn chu trình treân ñoàthòT-s vaølgp-i .2- Tính: naêng suaát laïnh Qo, naêng suaát gi aûi nhieät bình ngöng Qk, coâng suaát

treân truïc maùy neùn N, heäsoálaøm laïnh . Khi tính boûqua aûnh höôûng cuûadung tích thöøa.

G iaûi

1- Bieåu dieãn chu trình treân ñoàthòT-s vaølgp-i


9/10



2- Tính: Qo, Qk, N,

Töøbaûng thoâng soánhieät ñoäng cuûa R-22 ôûtraïng thaùi baõo hoøa:

C t t ok N 42 bar p p N 2,162

C t o

o 0 bar p p

o 9,41

Traïng thaùi 1: hôi quaùnhieät R-22

Töø

C t

bar po7

9,4

1

1

kgmvkgK kJ skgkJ i /1054,48;/766,1;/38,709 33111

Traïng thaùi 2: hôi quaùnhieät R-22

Töø

kgK kJ ss

bar p

/766,1

2,16

12

2

C t kgkJ i o68;/4,73922

Traïng thaùi 3: loûng R-22 ôûtraïng thaùi baõo hoøa

Töø

0

2,16

3

3

x

bar p

kgkJ ii /98,551,33

Traïng thaùi 4: 3-4 laøquaùtrình tieát löu :

34ii 551,98 kJ/kg

Ta tính ñöôïc:


10/10



4,15741

iiqo

kJ/kg

6,18732

iiqk

kJ/kg

02,3012

iil kJ/kg

24,5l

qo

Töøthoâng soákyõthuaät cuûa maùy neùn piston ta tìm ñöôïc:

Theåtích queùt cuûa piston (chính l aøtheåtích naïp vaøñaåy hôi R-22 trong 1

giaây do 8 xi lanh-piston chuyeån ñoäng vôùi n = 1450 vg/ph)

60...

4

2 n zS

DV

q

0529,060

14508062,0

4

)075,0(14,3 2

m3 /s

L öu löôïng khoái löôïng TNL huùt vaøo maùy neùn taïi ñi eåm 1:

089,11

vV G q

a kga /s

Naêng suaát laïnh lyùthuyeát cuûa maùy Qo:

4,171oao

qGQ kW

Naêng suaát giaûi nhieät cuûa bình ngöng Qk:

3,204 N ak

qGQ kW

Coâng suaát treân truïc maùy neùn (chính laøcoâng kyõthuaät) N:

7,32 lG N a

kW

chu trinh tb lanh

Documents