(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thực nghiệm quá trình nén trong hệ thống điều hòa không khí dùng môi chất Co2

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu thực nghiệm trình nén hệ thống điều hịa khơng khí dùng mơi chất CO2” cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2018 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Phú Đức NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang B LỜI CÁM ƠN Lời tác giả xin gửi tới thầy PGS.TSĐặng Thành Trung NCS Võ Kim Hằng lời cảm ơn chân thành nhất, thầy tận tình giúp đỡ, hướng dẫn quan tâm, động viên suốt trình thực đề tài để tác giả hoàn thành tốt đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm q trình nén hệ thống điều hịa khơng khí dùng môi chất CO 2” Tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy hướng dẫn cung cấp hỗ trợ thiết bị phương pháp làm thực nghiệm để tác giả hồn thành đề tài cách tốt Tác giả xin chân thành cảm ơn đến tất Quý thầy cô mơn Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt, khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại Học Sư phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức vơ quý báu thông qua môn học chương trình đào tạo tạo tảng để tác giả nghiên cứu hoàn thành tốt đề tài Dù cố gắng để thực đề tài hạn chế thời gian nguồn tài liệu tham khảo nên tác giả tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến từ q thầy để đề tài hồn thiện Học viên thực Nguyễn Phú Đức NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang C TĨM TẮT Luận văn trình bày nghiên cứu áp suất công suất hệ thống điều hịa khơng khí CO2 Trong nghiên cứu này, chu trình hệ thống lạnh thay đổi từ vùng nhiệt cho máy nén thông thường đến vùng hai pha cho máy nén khí CO2 Trong nghiên cứu này, áp suất đầu hút đầu nén tăng lên nhiệt độ môi trường tăng lên Khi nhiệt độ mơi trường tăng từ 31,8oC lên 40,5oC, dịng điện vào máy nén tăng từ 2A đến 2,3A Ápsuấtđầu hút dòng điện máy nén giảm áp suấttĩnh hệ thống thấp So sánh làm mát với diện tích truyền nhiệt 5m2 làm mát với diện tích truyền nhiệt 3m2, làm mát với diện tích truyền nhiệt cao làm tăng khả làm mát hệ thống NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang D ABSTRACT This is the presented investigations on the pressure and the power input of a CO2 air conditioning system In this study, the cycle changes from the vapour region to the two phase region for the conventional compressor and CO2 compressor, respectively The suction and discharge pressures increase when the ambient temperature increases When the ambient temperature increases from 31.8C to 40.5C, the compressor current increases from A to 2.3 A The suction pressure and the compressor current decrease as reducing the balance pressure of the system Comparison between the gas cooler with heat transfer area of m2and the gas cooler with heat transfer area of m2, the gas cooler with high heat transfer area has increased the cooling capacity of the system NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang E MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC A LỜI CAM ĐOAN B LỜI CÁM ƠN C TÓM TẮT D ABSTRACT E DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU I DANH MỤC HÌNH K DANH MỤC BẢNG .13 LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tổng quan nghiên cứu liên quan 1.2.1 Các nghiên cứu giới 1.2.2 Các nghiên cứu nƣớc .10 1.3 Mục tiêu phƣơng pháp thực đề tài .11 1.3.1 Mục tiêu 11 1.4 Giới hạn đề tài .12 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Đặc tính Carbon dioxide (CO2) 13 2.2 Khái quát chu trình lạnh cấp nén CO2Transcritical 15 2.3 Các yêu cầu thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí CO2 16 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang F 2.3.3 Tính tốn chu trình 16 2.3.4 Chọn nhiệt độ giải nhiệt áp suất Pk làmviệc .17 2.3.5 Chọn nhiệt độ bayhơi 17 2.3.6 Tính cấp nén chu trình .17 2.3.7 Chọn độ nhiệt .17 2.3.8 Xây dựng đồ thị lập thông số điểm nút 18 2.3.9 Tính tốn, thiết lập thơng số điểm nút 19 2.4 Chọn thiết bị cho hệ thống 20 2.5.1 Chọn máy nén 20 2.5.2 Tính chọn thiết bị bay 22 2.5.3 Tính chọn thiết bị giải nhiệt làm mát 24 2.5.4 Chọn van tiết lƣu 26 CHƢƠNG CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 27 3.1 Thiết kế, phác họa sơ mơ hình thực nghiệm 27 3.1.1 Thiết kế khung sƣờn cho mơ hình 27 3.1.2 Thiết kế dàn lạnh 28 3.1.3 Thiết kế dàn làm mát 29 3.1.4 Thiết kế hệ thống điều khiển cho mô hình 39 3.1 Kết thúc thiết kế dựng hình 3D mơ hình .42 3.2 Quy trình chế tạo lắp đặt mơ hình thực nghiệm 43 3.2.1 Quá trình lắp chế tạo khung 43 3.2.2 Chế tạo lắp đặt dàn lạnh 46 3.2.3 Lắp đặt van tiết lƣu 49 3.2.4 Lắp đặt thiết bị phụ trợ khác .50 3.2.5 Kết thúc trình lắp đặt .51 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang G 3.3 Quy trình lấy thông số thực nghiệm 54 3.3.1 Các thiết bị đo q trình lấy thơng số 54 3.3.2 Tiến hành chạy mơ hình lấy thông số thực nghiệm 57 Chƣơng 4.CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 4.1 Quan hệ áp suất cân với áp suất hút,áp suất nén dòng điện vào máy nén 59 4.2 Quan hệ nhiệt độ môi trƣờng với áp suất dòng điện vào máy nén .59 4.3 Quan hệ áp suất hút ,áp suất nén dòng điện .61 4.4 Biểu diễn đồ thị p-h 62 4.5 So sánh sử dụng dàn lạnh Mini dàn lạnh Micro .64 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 5.1 Kết luận 67 5.2 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 70 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang H DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU F - Diện tích, [m ] G - Lưu lượng khối lượng, [kg/s] k - Hệ số truyền nhiệt, [W/m K] ∆t - Chênh lệch nhiệt độ, [°C] v- Tốc độ, m/s dng – Đường kính ngồi ống, m dtr- Đường kính ống, m λ – Hệ số dẫn nhiệt, W/mK P – Áp suất, bar t - Nhiệt độ, [°C] Q - Nhiệt lượng, [kW] N – Công suất, [kW] L– Công, [kW] COP – Hệ số hiệu lượng ɛ - Hệ số làm lạnh h – Enthalpy, [kJ/kg] s – Entrolpy, [kJ/kgK] η - Hiệu suất, [%] I – Cường độ dòng điện, [A] NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang I DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Đồ thị thể đường đặc tính nhiệt động mơi chất CO2 14 Hình 2.2 Đồ thị so sánh áp suất bay môi chất CO2 với mơi chất HCFC .14 Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn chu trình lạnh cấp CO2 Transcritical 15 Hình 2.4 Sơ đồ chu trình lạnh cấp sử dụng mơi chất CO2 18 Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn chu trình lạnh 19 Hình 3.1 Ảnh phác họa khung sườn mơ hình AutoCad 27 Hình 3.2 Hình ảnh sắt hộp 20 x 20mm .28 Hình 3.3 Ảnh phác thảo sơ dàn lạnh qua phần mềm AutoCad 28 Hình 3.4 Tole tráng kẽm 29 Hình 3.5 Hình ảnh mơ cụm dàn nóng .39 Hình 3.6 Hình ảnh tổng thể mặt trước tủ điện điều khiển 39 Hình 3.7 Sơ đồ tổng thể mạch điện điều khiển hệ thống 40 Hình 3.8 Mơ mạch điện điều khiển hoạt động .41 Hình Mơ q trình khởi động chéo bảo vệ hệ thống .41 Hình 3.10 Hình ảnh 3D tổng thể hệ thống 42 Hình 3.11 Quá trình lắp chế tạo khung 43 Hình 3.12 Quá trình lắp bảng theo dõi thông số 44 Hình 3.13 Quá trình lắp dàn bay 45 Hình 3.14.Cụm dàn nóng lắp vào mơ hình 45 Hình 3.15 Cụm máy nén hệ thống 46 Hình 3.16 Hồn thành sơ cụm dàn lạnh .47 Hình 3.17 Quạt cố định vào cụm dàn lạnh .48 Hình 3.18 Mặt trước mặt sau cụm dàn lạnh sau hồn tất kết nối .48 Hình 3.19 Lắp đặt hồn tất cụm dàn lạnh vào mơ hình .49 Hình 3.20 Hoàn thành lắp đặt van tiết lưu tay cho mơ hình 50 Hình 3.21 Đồng hồ đo áp suất hãng Badotherm, Holland 50 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang K Hình 3.22 Bảng theo dõi thơng số áp suất nhiệt độ 51 Hình 3.23 Thử nghiệm hệ thống Nitơ .52 Hình 3.24 Dùng máy hút chân khơng hệ thống 52 Hình 3.25 Q trình nạp mơi chất CO2 cho hệ thống 53 Hình 3.26 Hồn tất q trình thiết kế, chế tạo mơ hình .53 Hình 3.27 Dây cảm biến nhiệt độ PT100 54 Hình 3.28 Súng đo nhiệt từ xa 54 Hình 3.29 Cảm biến nhiệt độ DS - 55 Hình 3.30 Camera nhiệt Fluke Ti9 55 Hình 3.31 Màn hình hiển thị camera 56 Hình 3.32 Máy đo vận tốc gió 56 Hình 3.33 Đồng hồ đo dòng điện .57 Hình 4.1 Quan hệ áp suất cân áp suất hút, áp suất đẩy dịng điện vào máy nén 59 Hình 4.2 Mối quan hệ giưã áp suất nhiệt độ môi trường áp suất cân 54 bar 60 Hình 4.3 Quan hệ giưã dịng điện nhiệt độ mơi trường áp suất cân 54 bar 61 Hình 4.4 Mối quan hệ giưã áp suất, nhiệt độ môi trường cường độ dòng điện áp suất cân 50 bar 61 Hình 4.5 Mối quan hệ áp suất hút ,áp suất đẩy dòng điện vào máy nén 62 Hình 4.6 Đồ thị p-h CO2 .63 Hình 4.7 Đồ thị mối quan hệ áp suất hút, áp suất đẩy, nhiệt độ môi trường .64 Hình 4.8 Đồ thị mối quan hệ số COP, dịng điện, nhiệt độ mơi trường .64 Hình Đồ thị logP – h hệ thống CO2 sử dụng dàn lạnh Mini Micro 66 Hình Model máy nén công suất 450W 70 Hình Hình vận hành hệ thống điều kiện phòng mát hệ thống máy 72 Hình Hình mơ hình thử nghiệm số điều kiện trời 73 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang L Chƣơng 4.CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1.Quan hệ áp suất cân với áp suất hút, áp suất nén dòng điện vào máy nén Hệ thống điều hòa khơng khí CO2 thực nghiệm nhiều lần để thu thập liệu ổn định cho chế độ tới hạn thử nghiệm nhiều chế độ khác như: Thay đổi diện tích thiết bị giải nhiệt, thay đổi điều kiện vận hành nhà, trời, nhận ánh nắng trực tiếp… Đối với máy nén truyền thống sản xuất TECUMSEH, với công suất máy nén 200W Với máy nén này, mối quan hệ áp suất cân hệ thống (khi hệ thống chưa hoạt động) so với áp suất hút áp suất nén thể hình 4.1 nhiệt độ mơi trường 31ºC Kết thực nghiệm cho thấy áp suất cân tăng lên, độ chênh lệch áp suất áp suất hút áp suất nén phân biệt Ở áp suất tĩnh 40 bar, có chút khác biệt lỗi thực nghiệm Ở áp suất cân thấp, áp suất nén gần với áp suất cân bằng; nhiên,ở áp suất cân cao, áp suất nén cao áp suất cân Kết thực nghiệm cho thấy dòng điện tăng từ 1,8 A đến 3,5 A tăng áp suất tĩnh từ 30 bar lên 60 bar Tuy nhiên, máy nén truyền thống khơng hoạt động dịng 70 60 3.5 50 2.5 40 30 1.5 Áp suất đầu hút 20 10 Áp suất đầu đẩy Dòng điện 0.5 Dòng điện (A) Áp suất (bar) điện vượt 3,7 A 30 35 40 45 50 55 60 Áp suất cân (bar) Hình 4.1 Quan hệ áp suất cân áp suất hút,áp suất đẩy dòng điện vào máy nén 4.2 Quan hệ nhiệt độ mơi trƣờng với áp suất dịng điện vào máy nén Mối quan hệ nhiệt độ áp suất môi trường xung quanh thể NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 59 hình 4.2 Kết cho thấy áp suất hút nén tăng nhiệt độ môi trường tăng lên Khi nhiệt độ môi trường tăng từ 31,8oC lên 40,5oC, áp suất hút tăng từ 42 bar lên 48 bar áp suất nén tăng từ 80 bar lên 84 bar Áp suất ngày tăng ảnh hưởng đến việc tăng dòng điện máy nén từ A đến 2,3 A, thể hình 4.3 Các kết hình 4.2 4.3 thu áp suất cân 54 bar Hình 4.4 cho thấy quan hệ nhiệt độ môi trường so với áp suất dòng điện áp suất cân 50 bar Với kết hình 4.2-4.4, máy nén SANDEN CO2 có cơng suất 450W làm mát có diện tích truyền nhiệt m2 Hình 4.2-4.4 cho thấy áp suất hút dòng điện máy nén giảm áp suất cân hệ thống giảm Ở nhiệt độ môi trường 37,5 oC, chu trình với áp suất cân 54 bar có áp suất hút 47 bar dòng 2,2 A; chu trình với áp suất cân 50 bar có áp suất hút 42 bar dịng điện 1,9 A 90 80 Áp suất (Bar) 70 60 50 40 30 20 Áp suất đầu đẩy 10 Áp suất đầu hút 30 32 34 36 38 40 42 Nhiệt độ mơi trường (0C) Hình 4.2 Mối quan hệ giƣã áp suất nhiệt độ môi trƣờng áp suất cân 54 bar NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 60 2.3 2.25 Dòng điện (A) 2.2 2.15 2.1 2.05 1.95 30 32 34 36 38 40 42 Nhiêt độ môi trường (0C) Hình 4.3 Quan hệ giƣã dịng điện nhiệt độ môi trƣờng áp suất cân 54 bar 90 2.05 80 1.95 60 1.9 50 1.85 40 1.8 30 Áp suất đầu hút 20 Áp suất đầu đẩy 10 Dòng điện Dòng điện (A) Áp suất (bar) 70 1.75 1.7 1.65 26 28 30 32 34 36 38 Nhiệt độ mơi trường (0C) Hình 4.4 Mối quan hệ giƣã áp suất, nhiệt độ môi trƣờng cƣờng độ dòng điện áp suất cân 50 bar Nhận xét: hình 4.3 lí mà nhiệt độ mơi trường tăng mà dịng điện vào máy nén lại giảm từ 34oC đến 37oC tiến hành thử nghiệm hai môi trường nhiệt độ khác tác giả không chờ đến nhiệt độ , áp suất ổn định hồn tồn dẫn đến có chút lệch so với lí thuyết 4.3 Quan hệ áp suất hút ,áp suất nén dòng điện Với kết hình 4.5, máy nén SANDEN CO2 có cơng suất 450W làm mát có diện tích truyền nhiệt m2 Khi áp suất hút tăng từ 46 bar lên 50 bar, dòng điện giảm từ 2,07 A xuống 2,25 A Kết tương tự với kết thu từ chu trình sử dụng làm NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 61 mát với diện tích truyền nhiệt 3m2 Tuy nhiên, nhiệt độ đầu làm mát với diện tích truyền nhiệt m2 thấp 2oC so với nhiệt độ thu từ làm mát có diện tích truyền nhiệt 3m2 Bộ làm mát với diện tích truyền nhiệt cao làm tăng khả làm mát hệ 81 2.26 80 2.24 2.22 79 2.2 78 2.18 77 2.16 76 2.14 2.12 75 74 Áp suất 2.1 Dòng điện 2.08 73 Dòng điện (A) Áp suất đầu đẩy (bar) thống 2.06 45 46 47 48 49 50 51 Áp suất đầu hút (bar) Hình 4.5 Mối quan hệ áp suất hút ,áp suất đẩy dòng điện vào máy nén 4.4 Biểu diễn đồ thị p-h Một so sánh chu kỳ nhiệt động lực học máy nén thông thường máy nén CO2 hệ thống thể Bảng 4.1 Hình 4.6 Bảng cho thấy thông số nhiệt động lực học chu trình cho ba trường hợp: Trường hợp với máy nén thông thường, trường hợp trường hợp với máy nén CO2 Máy nén khí CO2 sản xuất SANDEN, với công suất đầu máy nén 450 W Đối với trường hợp 2, van tiết lưu lắp đặt gần dàn làm mát; nhiên, van tiết lưu lắp đặt gần thiết bị làm lạnh cho trường hợp Thông số Bảng 4.1 vẽ đồ thị p-h CO2, sử dụngphần mềm EES (phần mềm giải thuật cho hệ thống) Bảng 4.1.Thơng số nhiệt động lực học chu trình CO2 Case p1 (bar) 20 34 45 t1 p2 t2 (C) (bar) (C) 20,2 45 83,2 20,8 86 105 9,2 77 55 p3 (bar) 45 85 77 t3 p4 t4 w1-2 q4-1 (C) (bar) (C) (kJ/kg) (kJ/kg) 31,5 20 43,5 19,6 40,2 35 -3,1 45,2 89,5 29,4 47 13,5 20,6 150,2 COP 0,45 1,99 7,28 Hình 4.6 cho thấy thay đổi chu trình sử dụng máy nén thông thường với máy nén CO2 để nén áp suất cao Trong trường hợp 1, chu trình sử dụng máy nén thơng thường NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 62 có COP thấp nó hoạt động vùng nhiệt Trong trường hợp 3, trình bay nằm khu vực hai pha Trong trường hợp 3, van tiết lưu đặt gần thiết bị làm lạnh, đầu làm mát khí từ điểm 3’(32,2 oC) dịch chuyển đến điểm (29,4 o C) Kết cho thấy trường hợp COP có giá trị cao lượng điện cấp vào thấp Áp suất đầu thiết bị bay thấp áp suất đầu vào thiết bị bay Đó tổn thất áp suất thiết bị bay lực hút máy nén Ở áp suất thiết bị bay 47 bar áp suất làm mát 77 bar, cơng suất đầu vào 20,6 kJ/kg COP 7,28 Trong trường hợp COP chu trình xác định cho phía mơi chất lạnh Hình 4.6 Đồ thị p-h CO2 Một số kết áp suất đầu hút đầu đẩy thay đổi nhiệt độ mơi trường thể Hình 4.7 Kết từ hình cho thấy áp suất đầu hút gần không đổi hệ thống thay đổi nhiều áp suất đầu đẩy thay đổi nhiệt độ mơi trường Các kết dịng điện COP thể Hình 4.8 Kết cho thấy COP tăng nhiệt độ môi trường giảm Tóm lại, kết nghiên cứu góp phần thể rõ cơng máy nén lạnh CO2 hệ thống điều hịa khơng khí Những kết góp phần bổ sung lượng kiến thức thực nghiệm quý báu cho nghiên cứu liên quan đến điều hịa khơng khí dùng mơi chất lạnh CO2 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 63 Nhiệt độ mơi trường oC Hình 4.7 Đồ thị mối quan hệ áp suất hút, áp suất đẩy, nhiệt độ môi trƣờng 2.5 COP 1.5 4.6 COP Dòng điện 4.8 Dòng điện 4.4 0.5 4.2 30.4 30.75 31.025 31.3 31.35 Nhiệt độ mơi trường oC Hình 4.8 Đồ thị mối quan hệ số COP, dòng điện, nhiệt độ môi trƣờng 4.5 So sánh sử dụng dàn lạnh Mini dàn lạnh Micro Ngoài tác giả tiến hành so sánh khác dàn lạnh micro mini, tác giả thu thập số liệu thực nghiệm dàn lạnh minivới dàn lạnh kênh micro thống kê bảng 4.2, bảng 4.3 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 64 Bảng 4.2 Số liệu thực nghiệm tốc độ quạt DBH thấp Tốc độ gió DBH P1 51,5 1,5 Nhiệt độ gió vào DBH Nhiệt độ gió DBH 26,127 32,343 Áp suất tĩnh P2 P3 55 55 P4 54 Thông số điểm nút t1 P1 t2 P2 t3 P3 t4 P4 13,239 39,718 60,2 81,37 34,433 81,37 12,42 41,59 Bảng 4.3.Số liệu thực nghiệm tốc độ quạt DBH vừa Tốc độ gió DBH P1 52,5 2,5 Nhiệt độ gió vào DBH 31,9 Nhiệt độ gió DBH 24,1 t1 27 Áp suất tĩnh P2 P3 P4 56 56 55 Thông số điểm nút P1 41,5 t2 74,7 P2 80 t3 34,5 P3 80 t4 11 P4 40,5 Dựa vào bảng 4.2 bảng 4.3 cho thấy khác số liệu thực nghiệm hai dàn lạnh mini micro Theo bảng 4.4, hiệu nhiệt độ dàn lạnh micro Δkk = 6,2°C dàn lạnh mini Δkk = 7,8°C từ cho thấy dàn lạnh mini trao đổi nhiệt tốt dàn lạnh micro Khi hệ thống hoạt động thời gian dài dàn lạnh micro dàn lạnh mini dễ đọng nước dàn nên hiệu trao đổi nhiệt giảm dần Dựa vào số liệu bảng 4.4, tác giả biểu diễn chu trình lạnh cấp CO2 sử dụng dàn lạnh Mini dàn lạnh Micro lên đồ thị logP – h hình 4.9 Từ hình 4.9 thấy COP dàn lạnh mini thấp COP dàn lạnh micro 38,12% Bảng 4.4 So sánh số liệu thực nghiệm dàn lạnh micro mini Nhiệt độ gió Nhiệt độ vào DBH gió DBH t1 P1 Micro 32,3 26,1 13,2 40 Mini 31,9 24,1 27 41,5 NGUYỄN PHÚ ĐỨC t2 P2 t3 P3 t4 P4 60,25 81,4 34,5 81,4 12,4 41,6 74,7 80 34,5 80 11 40,5 Trang 65 Hình Đồ thị logP – h hệ thống CO2 sử dụng dàn lạnh Mini Micro NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 66 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Các nghiên cứu thực nghiệm áp suất công suất đầu vào hệ thống điều hịa khơng khí dùng mơi chất CO2 thực Các nghiên cứu cho thấy có thay đổi chu trình sử dụng loại máy nén thông thường máy nén dùng cho môi chất CO để nén áp suất cao: Kết cho thấycó thay đổi COP thưc trình nén từ vùng nhiệt đến vùng hai pha Trong nghiên cứu này, áp suất thiết bị bay 47 bar áp suất dàn làm mát 77 bar, công suất đầu vào 20,6 kJ/kg COP đạt 7,28 Áp suất hút nén tăng lên nhiệt độ môi trường tăng lên Khi nhiệt độ môi trường tăng từ 31,8oC lên 40,5oC, áp suất hút tăng từ 42 bar lên 48 bar áp suất nén tăng từ 80 bar lên 84 bar, dẫn đến dòng điện vào máy nén tăng từ 2A đến 2,3A Áp suất hút dòng điện máy nén giảm áp suất cân hệ thống giảm Chu trình với áp suất cân 54 bar có áp suất hút 47 bar dòng 2,2 A Trong chu trình với áp suất cân 50 bar có áp suất hút 42 bar dòng điện 1,9 A, nhiệt độ môi trường 37,5oC So sánh diện tích truyền nhiệt làm mát m2 làm mát với diện tích truyền nhiệt m2,thì dịng điện vào máy nén Tuy nhiên, nhiệt độ đầu làm mát m2 thấp oC so với nhiệt độ đầu làm mát với diện tích truyền nhiệt 3m2 Vì vậy, làm mát với diện tích truyền nhiệt cao làm tăng khả làm mát hệ thống Tóm lại kết cung cấp liệu quan trọng cho nghiên cứu hệ thống điều hịa khơng khí sử dụng chất làm lạnh CO2 áp suất dòng điện 5.2 Kiến nghị Từ kết nghiên cứu cho thấy, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm trình nén hệ thống điều hịa khơng khí dùng mơi chất CO2” đáp ứng đủ tiêu chí hệ thống điều hịa khơng khí Để góp phần cải thiện hệ thống tốt hơn, tác giả đề xuất cần dùng dàn làm mát với ống có đường kính nhỏ thép.Ngoài chủ yếu tồn vấn đề áp suất tác giả đề suất cần gắn thêm thiết bị bảo vệ hệ thống role áp suất cao.Nhằm mục đích áp suất hệ thống lí tăng vượt ngưỡng rơ le tác động làm ngưng việc cấp điện vào hệ thống góp phần cho hệ thống hồn thiện NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] G Lorentzen, “The use of natural refrigerants: a complete solution to the CFC/HCFC predicament”, Elsevier Science Ltd and IIR Int J Refri Vol 18, No 3, pp 190 197, 1995 [2] Man-Hoe Kima,, Jostein Pettersenb, Clark W Bullardc Fundamental process and system design issues in CO2 vapor compression systems [3] Author: Peihua Li, J.J.J Chen, Stuart Norris Review of flow condensation of CO2 as a refrigerant [4] Jin Min Cho , Yong Jin Kim , Min Soo Kim ,Experimental studies on the evaporative heat transfer and pressure drop of CO2 and CO2/propane mixtures flowing upward in smooth and micro-fin tubes with outer diameterof mm for an inclination angle of 450 [5] Jin Min Cho , Yong Jin Kim , Min Soo Kim , Convective heat transfer in supercritical flows of CO2 in tubes with and without flow obstacles.University of Ottawa, Ottawa, ON K1N 6N5, Canada [6] Xiaolin Wang, Mike DennisPhase equilibrium and formation behaviour of CO2- TBAB semi-clathrate hydrate at low pressures for cold storage air conditioning applications [7] IDewa M.C Santosa , Baboo L Gowreesunker , Savvas A Tassou , Konstantinos M Tsamos , Yunting Ge Investigations into air and refrigerant side heat transfer coefficients of finned-tube CO2 gas coolers [8] J Pettersent, A Hafner and G Skaugen S1NTEF Energy Research Development of compact heat exchangers for CO2 air-conditioning systems*, Refrigeration and Air Conditioning, N-7034 Trondheim, Norway [9] Jin Min Cho, Min Soo Kim,1Experimental studies on the evaporative heat transfer and pressure drop of CO2 in smooth and micro-fin tubes of the diameters of and 9.52 mm [10] Rin Yun, Yongchan Kim , Chasik Park Numerical analysis on a microchannel evaporator designed for CO2 air-conditioning systems [11] Jiong Li, JiaJia, Lei Huang, Shuangfeng Wang Experimental and numerical study of an integrated fin and micro-channel gas cooler for a CO2 automotive air-conditioning [12] J Steven Brown ,Samuel F Yana-Motta ,Piotr A Domanski ,Comparitive analysis of an automotive air conditioning systems operating with CO2 and R134a [13] Sung Chul Kim , Jong Phil Won , Min Soo Kim ,Effects of operating parameters on the performance of a CO2 air conditioningsystem for vehicles [14] Y.B Tao, Y.L He , W.Q Tao, Z.G Wu, Experimental study on the performance of CO2 residential air-conditioningsystem with an internal heat exchanger [15] Jifeng Jin, Jiangping Chen, Zhijiu Chen, Development and validation of a microchannel evaporator model for a CO2air-conditioning system [16] Jae Seung Lee, Mo Se Kim, Min Soo Kim,1Experimental study on the improvement of CO2airconditioning system performance using an ejector [17] Sung Chul Kim , Jong Phil Won , Min Soo Kim ,Effects of operating parameters on the performance of a CO2 air conditioningsystem for vehicles [18] Fang Liu , Eckhard A Groll, Daqing Li, Modeling study of an ejector expansion NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 68 residential CO2 air conditioning system [19] Yunho Hwang , Jun-Pyo Lee , Reinhard Radermacher a Oil distribution in atranscritical CO2 air-conditioning system [20] Emerson Escobar Nunez, Nicholaos G Demas, Kyriaki Polychronopoulou, Andreas A Polycarpou Comparative scuffing performance and chemical analysis of metallicsurfaces for air-conditioning compressors in the presence of environmentallyfriendly CO2 refrigerant [21] Y.B Tao, Y.L He, W.Q Tao, Exergetic analysis of transcritical CO2 residential airconditioning system basedon experimental data [22] Lin Chen, X R hang, “Heat transfer and various convection structures of near-critical CO2 flow in microchannels”, Applied Thermal Engineering (2013) – [23] Rin Yun, Yunho Hwang, Reinhard Radermacher, “Convective gas cooling heat transfer and pressure drop characteristics of supercritical CO2/oil mixture in a minichannel tube”, International Journal of Heat and Mass Transfer 50 (2007) 4796 – 4804 [24] Sneha S Gosai, Vivek C Joshi [6], “A Review on Two Phase Flow in Micro channel Heat”, International Journal of Applied Research & Studies ISSN 2278 – 9480 [25] Tankhuong Nguyen, Tronghieu Nguyen, Thanhtrung Dang, and Minhhung Doan An Experiment on a CO2 Air Conditioning System with Copper Heat Exchangers International Journal of Advanced Engineering, Management and Science, Vol.2, Issue12, 2016, pp.222 [26] Trung Hiếu cộng sự, “Nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt thiết bị bay kênh micro dùng môi chất CO2 phương pháp mô số”, Hội nghị khoa học cơng nghệ tồn quốc khí - Lần thứ IV 31/07/2015-TTD NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 69 PHỤ LỤC Hình Model máy nén công suất 450W NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 70 Bảng 5.1 Thơng số thực nghiệm với tốc độ gió dàn bay mức thấp ngày 16-2-2018 Bảng Thơng số thực nghiệm với tốc độ gió dàn bay mức thấp ngày 13,14 -6-2017 NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 71 Bảng 5.3 Thông số thực nghiệm với tốc độ gió dàn bay mức thấp ngày 20-2-2018 Hình Hình vận hành hệ thống điều kiện phòng mát hệ thống máy NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 72 Hình Hình mơ hình thử nghiệm số điều kiện trời NGUYỄN PHÚ ĐỨC Trang 73 ... ích mơi chất lạnh CO2 mang lại tương lai, nên tác giả định chọn đề tài ? ?Nghiên cứu thực nghiệm trình nén hệ thống điều hịa khơng khí dùng mơi chất CO2? ?? Tác giả hy vọng với kết nghiên cứu đạt... hịa khơng khí Tuy nhiên nghiên cứu chưa vào nghiên cứu ảnh hưởng trình nén tác động đến hệ thống điều hịa khơng khí cụ thể sử dụng môi chất CO2 Liên quan đến việc ứng dụng môi chất lạnhCO2 nhằm... Các nghiên cứu nƣớc Truyền nhiệt đặc tính q trình nén hướng Việt Nam Hiện nay, nhà khoa học nước nghiên cứu trình nén đặc biệt trình nén khí CO2 hệ thống lạnh Ở nghiên cứu [25], Dang công nghiên