Giáo trình kỹ thuật lạnh p4

Chng 1 49 Chương 4 CHU TRÌNH NHIỀU CẤP NÉN 4 1 Chu trình 2 cấp, 1 tiết lưu, làm mát trung gian một phần 4 1 1 Định nghĩa Chu trình 2 cấp, 1 tiết lưu làm mát trung gian không hoàn toàn là chu trình có hơi hút về máy nén là hơi bão hoà khô, riêng quá trình nén được phân thành 2 cấp Hơi sinh ra ở máy nén hạ áp được làm mát trung gian 4 1 2 Sơ đồ nguyên lý Hình 4 1 Sơ đồ nguyên lý 50 4 1 3 Đồ thị Hình 4 2 Đồ thị T s và đồ thị lgp h 4 1 4 Chu trình lý thuyết Hơi bão hoà khô sau khi ra TBBH có thông s.

Chương CHU TRÌNH NHIỀU CẤP NÉN 4.1 Chu trình cấp, tiết lưu, làm mát trung gian phần 4.1.1 Định nghĩa Chu trình cấp, tiết lưu làm mát trung gian khơng hồn tồn chu trình có hút máy nén bão hồ khơ, riêng q trình nén phân thành cấp Hơi sinh máy nén hạ áp làm mát trung gian 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý 49 4.1.3 Đồ thị Hình 4.2: Đồ thị T-s đồ thị lgp-h 4.1.4 Chu trình lý thuyết Hơi bão hồ khơ sau TBBH có thơng số trạng thái p0, t1 máy nén hạ áp hút nén đoạn nhiệt đến trạng thái có áp suất p tg, t2 , sau mơi chất đưa vào thiết bị làm mát trung gian, môi chất nhả nhiệt cho môi trường làm mát theo trình 2-3 Đây trình làm mát khơng hồn tồn, q nhiệt trung áp trạng thái đưa vào máy nén cao áp nén đoạn nhiệt đến áp suất pk, t4 Sau mơi chất đưa đến thiết bị ngưng tụ ngưng tụ thành lỏng hoàn toàn đến trạng thái Lỏng sau TBNT đưa đến van tiết lưu tiết lưu từ pk xuống p0 ứng với trạng thái vào TBBH nhận nhiệt trở trạng thái 4.1.5 Tính tốn chu trình - Cơng nén riêng: l = lNHA + lNCA = (h2 – h1) + (h4 – h3) , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị làm mát trung gian: qtg= h2 – h3 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị ngưng tụ: qk= h4 – h5 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhận thiết bị bay hơi: qo= h1 - h6 , kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 50 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= qo l - Hệ số làm lạnh H 4.2 Chu trình cấp, tiết lưu, làm mát trung gian phần 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý 51 4.2.2 Đồ thị Hình 4.4: Đồ thị T-s đồ thị lgp-h 4.2.3 Chu trình lý thuyết Hơi bão hồ khơ sau TBBH có thơng số trạng thái máy nén hạ áp hút nén đoạn nhiệt đến trạng thái có áp suất trung gian Tiếp theo mơi chất làm mát đến điểm thiết bị làm mát trung gian Sau khỏi thiết bị làm mát trung gian môi chất hỗn hợp với từ bình trung gian thành hỗn hợp có số trạng thái Sau máy nén cao áp nén đến áp suất pk với thông số trạng thái Hơi cao áp đưa vào TBNT ngưng tụ thành lỏng hoàn toàn đến trạng thái Lỏng qua van tiết lưu tiết lưu đến trạng thái Phần sinh sau van tiết lưu với thông số trạng thái đưa trở lại đầu hút máy nén cao áp, phần lỏng với trạng thái qua van tiết lưu vào TBBH nhận nhiệt trở đầu hút máy nén thấp áp 4.2.4 Tính tốn chu trình Gọi m1 lượng môi chất vào NHA m4 lượng môi chất vào NCA Ta có lượng mơi chất bão hồ khơ khỏi BTG m8 lượng lỏng môi chất khỏi BTG vào van tiết lưu m1 Vậy bình trung gian ta có: * Cân chất : m4 = m1 + m8 (1) * Cân Entanpi : m4 h7 = m8 h8 + m1 h9 (2) o m4 h7 = (m4 – m1) h8 + m1 h9 52 h8 h9 h8 h7 m4 m1 - Công nén riêng: l = lNHA + lNCA = (h2 – h1) + (h5 – h4) , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị làm mát trung gian: qtg = h2 – h3 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị ngưng tụ: qk = h5 – h6 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhận thiết bị bay hơi: qo= h1 – h10 , kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= m1qo m1l1 m4 l - Hệ số làm lạnh H l1 qo m4 l2 m1 4.3 Chu trình cấp, tiết lưu, làm mát trung gian toàn phần 4.3.1 Cơ sở hình thành Nhược điểm chu trình cấp làm mát trung gian khơng hồn toàn hút máy nén chưa phải bão hồ khơ o cơng nén chưa giảm tối đa nhiệt độ cuối tầm nén cao Để khắc phục nhược điểm trên, cụ thể làm mát hoàn toàn nén hạ áp sau qua làm mát trung gian người ta cho sục thẳng vào bình trung gian 53 4.3.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý 4.3.3 Đồ thị Hình 4.6: Đồ thị T-s đồ thị lgp-h 54 4.3.4 Chu trình lý thuyết Hơi bão hồ khơ sau TBBH có thơng số trạng thái máy nén hạ áp hút nén đoạn nhiệt đến trạng thái có áp suất trung gian Tiếp theo mơi chất làm mát đến điểm thiết bị làm mát trung gian Tiếp tục với thông số trạng thái sục vào bình trung gian mức lỏng bình Tại phần lỏng sau tiết lưu bay thu nhiệt làm mát tới trạng thái bão hồ khơ ứng với thơng số trạng thái Sau bão hồ khơ vào máy nén cao áp nén đến áp suất p k với thông số trạng thái tới TBNT ngưng tụ thành lỏng hoàn toàn đến trạng thái Lỏng cao áp qua van tiết lưu tiết lưu đến trạng thái Phần sinh sau van tiết lưu với thông số trạng thái phần lỏng bay để làm mát từ máy nén hạ áp đưa trở lại đầu hút máy nén cao áp Phần lỏng với trạng thái qua van tiết lưu vào TBBH nhận nhiệt trở đầu hút máy nén thấp áp 4.3.5 Tính tốn chu trình Gọi m1 lượng môi chất vào NHA m4 lượng môi chất vào NCA, m4 = lượng môi chất vào NHA (m1) + lượng hình thành sau van tiết lưu (m8) + lượng lỏng bay bình trung gian để làm mát hoàn toàn trung áp (m9) Vậy bình trung gian ta có: * Cân chất : m4 = m1 + m8 (1) * Cân Entanpi : m1h9 + m4 h8 = m1 h3 + m4 h7 (2) Ÿ m4 m1 h3 h8 h9 h7 - Công nén riêng: l = lNHA + lNCA = (h2 – h1) + (h5 – h4) , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị làm mát trung gian: qtg = h2 – h3 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị ngưng tụ: qk = h5 – h6 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhận thiết bị bay hơi: qo = h1 – h10 , kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 55 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= m1qo m1l1 m4 l - Hệ số làm lạnh H 56 l1 qo m4 l2 m1 4.4 Chu trình cấp, tiết lưu, bình trung gian có ống xoắn 4.4.1 Cơ sở hình thành Bình trung gian ống xoắn có nhiệm vụ là: Làm mát hồn tồn mơi chất khỏi máy nén hạ áp thành bão hịa khơ đến máy nén cao áp Quá lạnh lỏng môi chất trước vào van tiết lưu đến thiết bị bay Làm bay lỏng môi chất áp suất nhiệt độ trung gian bình 4.4.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.7 : Sơ đồ nguyên lý 57 4.4.3 Đồ thị Hình 4.8: Đồ thị T-s đồ thị lgp-h 4.4.4 Chu trình lý thuyết Chu trình giống chu trình cấp, tiết lưu làm mát trung gian hoàn toàn Sự khác biệt dịng mơi chất từ TBNT chia làm nhánh: Nhánh 1: qua van tiết lưu 1, nhiệt độ áp suất hạ xuống từ p k , tk xuống ptg , ttg Hơi sinh sau van tiết lưu với thông số trạng thái đưa trở lại đầu hút máy nén cao áp lượng lỏng bay để làm mát từ máy nén hạ áp lượng lỏng bay để lạnh lỏng cao áp Nhánh 2: phần lớn lượng môi chất qua nhánh qua ống xoắn bình trung gian làm lạnh trước đến TBBH tiết lưu lần 4.4.5 Tính tốn chu trình Gọi m1 lượng mơi chất vào NHA m4 lượng môi chất vào NCA, m4 = lượng môi chất vào NHA + lượng hình thành sau van tiết lưu + lượng lỏng bay bình trung gian để làm mát hồn toàn trung áp + lượng lỏng bay bình trung gian để lạnh lỏng cao áp Theo phương trình cân Entanpi bình trung gian : m1h6 + m1 h2 + (m4 - m1)h7 = m1 h10 + m4 h8 h6 m4 m1 h2 (h7 h10 ) h8 h7 - Công nén riêng: l = lNHA + lNCA = (h2 – h1) + (h5 – h4) , kJ/kg 58 - Nhiệt lượng nhả thiết bị làm mát trung gian: qtg = h2 – h3 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhả thiết bị ngưng tụ: qk = h5 – h6 , kJ/kg - Nhiệt lượng nhận thiết bị bay hơi: qo = h1 – h10 , kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= m1qo m1l1 m4 l - Hệ số làm lạnh H 59 l1 qo m4 l2 m1 4.5 Chu trình hồi nhiệt hai cấp nén 4.5.1 Định nghĩa Đây chu trình hai cấp nén, làm mát trung gian khơng hồn tồn, tiết lưu thẳng từ pk xuống po, tiết lưu thứ hai sử dụng môi chất lỏng bay áp suất trung gian làm lạnh lỏng, có thiết bị hồi nhiệt hút máy nén hạ áp lỏng trước vào thiết bị lạnh, sử dụng chủ yếu cho môi chất frêon 4.5.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý 60 4.5.3 Đồ thị Hình 4.10: Đồ thị lgp-h 4.5.4 Chu trình lý thuyết Đặc điểm sơ đồ có thiết bị hồi nhiệt thiết bị lạnh lỏng tiết lưu môi chất lỏng xuống áp suất trung gian van tiết lưu nhiệt Sau van tiết lưu môi chất có trạng thái Khi khỏi thiết bị lạnh môi chất trạng thái nhiệt 10 Độ qúa nhiệt 10 khống chế van tiết lưu nhiệt 61 ... h1 - h6 , kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 50 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= qo l - Hệ số làm lạnh H 4.2 Chu trình cấp, tiết lưu, làm mát... kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= m1qo m1l1 m4 l - Hệ số làm lạnh H l1 qo m4 l2 m1 4.3 Chu trình cấp, tiết lưu,... kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 , kJ/m3 v1 55 - Áp suất trung gian: Ptg= P0 Pk - Tỉ số nén : S= Pk P0 H= m1qo m1l1 m4 l - Hệ số làm lạnh H 56 l1 qo m4 l2 m1 4.4 Chu trình cấp, tiết