SỞ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA ĐIỆN LẠNH ĐHKK BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT LẠNH CÔNG NGHIỆP TÊN BÀI GIẢNG CHU TRÌNH LẠNH HAI CẤP SỬ DỤNG BÌNH TRUNG GIAN ỐNG XOẮN GIÁO VIÊN : ThS.NGUYỄN DUY TUỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO Kỹ thuật lạnh sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi Máy Lạnh – GS Trần Thanh Kỳ Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant – Shan K Wang I Đặt vấn đề: Xét chu trình lạnh cấp sử dụng môi chất NH3 sau: +Nhận xét: - Nhiệt độ cuối tầm nén 140 độ C - Do gây nhiều ảnh hưởng đến dầu bôi trơn, môi chất lạnh - Làm công nén tăng - Do hệ thống lạnh sử dụng môi chất Freon có tỉ số nén lớn 12 hay sử dụng môi chất NH3 có tỷ số nén lớn ta sử dụng chu trình lạnh cấp II PHÂN LOẠI: Chu trình lạnh cấp gồm loại sau: - Chu trình cấp sử dụng BTG ống xoắn - Chu trình cấp làm mát trung gian hoàn toàn - Chu trình cấp làm mát trung gian không hoàn toàn Như vậy, ta tiến hành khảo sát chu trình cấp sử dụng BTG ống xoắn III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.1 Sơ đồ nguyên lý: 2’ III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.1 Sơ đồ nguyên lý: - XLHA hút môi chất từ DBH nén lên áp suất trung gian, nhiệt độ t2 đưa vào BTG làm mát đến trạng thái bão hòa t3 hút vào XLCA để nén lên áp suất pk vào TBNT để hóa lỏng - Lỏng có trạng thái chia thành nhánh: + Nhánh 1: Tiết lưu đến áp suất trung gian Một lượng bay lên hút vào XLCA Lượng lỏng lại : làm mát môi chất nóng từ XLHA, làm lạnh lỏng nhánh từ bình ngưng để đưa vào TBBH + Nhánh : Đi vào ống xoắn để lạnh đưa vào TBBH III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: + Lưu ý : - Nhiệt độ môi chất lạnh sau lạnh ( điểm số ) cao nhiệt độ bão hòa môi chất lạnh áp suất trung gian từ 3-5 độ - Áp suất trung gian tính sau: + Ưu nhược điểm: - Lỏng vào TBBH không bị lẫn dầu từ XLHA ( thích hợp với hệ thống NH3 ) - Lỏng đưa đến dàn lạnh với áp suất ngưng tụ nên đưa xa Nhưng nhược điểm lỏng làm lạnh đến nhiệt độ bão hòa với áp suất trung gian III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.2 Tính toán nhiệt: Cần cho trước điều kiện làm việc suất lạnh Q0 Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA: G1 = Qo/( i’1- i8 ) ,(kg/s) Lưu lượng thể tích hút thực XLHA: VttHA = G1.v1 , (m3/s) Thể tích quét XLHA: VltHA = VttHA /λ ,(m3/s) Trong đó: λ hiệu suất thể tích máy nén III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.2 Tính toán nhiệt: Hiệu suất thể tích MN pít tông tra gần đúng: 10 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.2 Tính toán nhiệt: Công nén lý thuyết XLHA: NXHA = G1.(i2 – i1), (kW) Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA tính phương trình cân entanpy BTG: G1,i2 G2 –G1,i6 G1,i5 G2,i3 G1.i5+(G2-G1).i6+G1.i2 = G2.i3+G1.i7 G2 =G1.(i5-i6+i2-i7)/(i3-i6), (kg/s) Vì i5=i6 nên : G2=G1.(i2-i7)/(i3-i6), (kg/s) G1,i7 11 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.2 Tính toán nhiệt: Lưu lượng thể tích hút thực XLCA: VttCA = G2.v3 , (m3/s) Thể tích quét XLCA: VltCA = VttCA /λ ,(m3/s) Công nén lý thuyết XLCA: NXCA = G2.(i4 – i3), (kW) Nhiệt lượng thải TBNT : Qk = G2.(i4-i5), (kW) Hệ số làm lạnh: COP = Q0/(NXHA+NXCA) 12 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: Ngoài chu trình lạnh cấp người ta sử dụng sơ đồ với chế độ sôi DL ptg 13 14 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: Ngoài ra, hệ thống sử dụng môi chất Freon, người ta sử dụng bình trung gian ống xoắn nằm ngang, trạng thái hút XLCA nhiệt 15 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: Ưu điểm hệ thống gọn nhẹ, nhiệt độ cuối tầm nén XLCA lớn sử dụng BTG thẳng đứng Việc tính toán nhiệt tương tự BTG ống xoắn thẳng đứng Để tính toán lương hút XLCA ta thiết lập phương trình cân entapy BTG sau: G1.i5+(G2-G1).i6+G1.i2 = G2.i3+G1.i7 G2 =G1.(i5-i6+i2-i7)/(i3-i6), (kg/s) Vì i5=i6 nên : G2=G1.(i2-i7)/(i3-i6), (kg/s) 16 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 17 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.3 Bài tập ví dụ: Tính toán nhiệt chu trình máy lạnh cấp sử dụng môi chất NH3, bình trung gian ống xoắn thẳng đứng với nhiệt độ bay to = -30độC, nhiệt độ ngưng tụ tk=40độC Nhiệt độ môi chất khỏi ống xoắn lớn nhiệt độ bão hòa môi chất ứng với áp suất trung gian 5độC Biết suất lạnh Qo=200kW, môi chất hút XLHA bão hòa ứng áp suất bay 18 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: 3.3 Bài tập ví dụ: Với to=-30độC ta có po=1,2 bar tk= 40độC ta có pk=15,4bar Nên ptg = (15,4*1,2)0,5 = 4,3bar nên ttg=0độC nên t7=5độC Biểu diễn chu trình lạnh đồ thị lgp-i sau: 19 20 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: Thông số điểm nút đồ thị Điểm nút p, bar 1,2 4,3 4,3 15,4 15,4 4,3 15,4 1,2 t, oC -30 0 92 40 -30 i,kJ/kg 1720 1887 1761 1940 688 688 522 522 v, m3/kg 0,97 - 0,29 - - - - - 21 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: + Tính toán nhiệt: Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA: G1 = Qo/( i1- i8 )=200/(1720-522)=0,167(kg/s) Lưu lượng thể tích hút thực XLHA: VttHA = G1.v1 = 0,167.0,97=0,162 (m3/s) Thể tích quét XLHA: VltHA = VttHA /λ=0,162/0,77=0,21(m3/s) Trong đó: λ hiệu suất thể tích máy nén 0,77 ( tra đồ thị ) 22 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: + Tính toán nhiệt: Công nén lý thuyết XLHA: NXHA = G1.(i2 – i1)=0,167.(1887-1720)=27,8 (kW) Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA: G2=G1.(i2-i7)/(i3-i6) =0,167.(1887-522)/(1761-688) = 0,212 kg/s Lưu lượng thể tích hút thực XLCA: VttCA = G2.v3 =0,212.0,29=0,061, (m3/s) Thể tích quét XLCA: VltCA = VttCA /λ =0,061/0,77=0,079,(m3/s) 23 III CHU TRÌNH CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: + Tính toán nhiệt: Công nén lý thuyết XLCA: NXCA = G2.(i4 – i3)=0,212.(1940-1761)=38(kW) Nhiệt lượng thải TBNT : Qk = G2.(i4-i5)= 0,212.(1940-688)=265 (kW) Hệ số làm lạnh: COP = Q0/(NXHA+NXCA) = 200/(27,8+38) = Với tỉ số VltHA :VltCA =0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích quét cần thiết 1040m3/h ( XLHAvà XLCA) nên ta chọn máy nén Mycom N62B có số vòng quay 1000v/phút với tổng thể tích quét 637,1*2=1274m3/h 24 XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ THEO DÕI 25