(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32

(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 và R32

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN LÝ THUYẾT HỆ THỐNG LẠNH GHÉP TẦNG DÙNG MÔI CHẤT CO2 VÀ R32 SV2020 – 146 Chủ nhiệm đề tài: Cao Thị Cẩm Vân - MSSV: 16147110 TP Hồ Chí Minh, 08/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN LÝ THUYẾT HỆ THỐNG LẠNH GHÉP TẦNG DÙNG MƠI CHẤT CO2 VÀ R32 SV2020 – 146 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật - Ứng dụng SV thực hiện: Cao Thị Cẩm Vân Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16147CL3 Năm thứ: Ngành học: Công nghệ kỹ thuật Nhiệt Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thành Trung TP Hồ Chí Minh, 08/2020 /Số năm đào tạo:4 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv CÁC KÝ HIỆU CHỦ YẾU v THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI vii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.1.1 Trong nước 1.1.2 Ngoài nước 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Phương pháp phạm vi nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan CO2 2.1.1 Ưu điểm 2.1.2 Nhược điểm: 2.2 Tổng quan R32 2.2.1 Ưu điểm 2.2.2 Nhược điểm CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH GHÉP TẦNG SỬ DỤNG MÔI CHẤT CO2 VÀ R32 3.1 Tính tốn giá trị nhiệt độ ban đầu 3.1.1 Tính tốn nhiệt độ ngưng tụ tầng cao (dùng môi chất R32) 3.1.2 Tính tốn nhiệt độ bay tầng thấp (dùng mơi chất CO2) 3.1.3 Tính tốn nhiệt độ thiết bị trao đổi nhiệt 3.2 Tính tốn tầng thấp (dùng môi chất CO2) 3.2.1 Tính tốn, thiết lập thơng số điểm nút 3.2.2 Tính chọn máy nén 11 3.2.3 Tính chọn thiết bị bay 12 3.3 Tính tốn tầng cao (dùng mơi chất R32) 14 3.3.1 Tính tốn, thiết lập thông số điểm nút 14 3.3.2 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 16 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học 3.4 Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt ngưng tụ - bay kiểu ống lồng ống 18 3.4.1 Hệ số tỏa nhiệt môi chất R744 (CO2) 19 3.4.2 Hệ số tỏa nhiệt môi chất R32 22 3.4.3 Diện tích trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống 23 3.5 Tính cách nhiệt, cách ẩm cho hệ thống 23 3.5.1 Tính cách nhiệt cho tường bao buồng lạnh 24 3.5.2 Tính cách nhiệt, cách ẩm thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống 25 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 27 4.1 Phương pháp thực nghiệm 27 4.2 Chuẩn bị vật dụng 27 4.3 Hình ảnh thực nghiệm 27 4.4 Điểm nút thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 27 4.5 Kết so sánh lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 31 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 34 5.1 Kết luận 34 5.2 Kiến nghị 34 PHỤ LỤC 35 Phụ lục Hình ảnh dụng cụ sử dụng cho việc ghi chép số liệu thực nghiệm 35 Phụ lục Hình ảnh thực nghiệm 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các thông số trạng thái lý thuyết chu trình lạnh CO2 10 Bảng 3.2 Hệ số dẫn nhiệt CO2 khơng khí [11] 13 Bảng 3.3 Thông số dàn lạnh Micro 13 Bảng 3.4 Các thơng số trạng thái lý thuyết chu trình lạnh R32 15 Bảng 3.5 Hệ số dẫn nhiệt R32 khơng khí [11] 17 Bảng 3.6 Thông số dàn ngưng ống đồng cánh nhôm 17 Bảng 3.7 Kết cấu số liệu lớp cách nhiệt 24 Bảng 4.1 Thông số trạng thái thực nghiệm chu trình lạnh CO2 27 Bảng 4.2 Thơng số trạng thái thực nghiệm chu trình lạnh R32 28 Bảng 4.3 Bảng so sánh thông số vận hành lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 32 Bảng 4.4 Bảng so sánh thông số nhiệt động lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 32 Bảng 4.5 Bảng so sánh COP hệ thống 32 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Đồ thị p-h mơi chất R744 [7] Hình 2.2 Đồ thị p-h mơi chất R32 [7] Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý đồ thị p-h hệ thống lạnh ghép tầng dùng Hình 3.2 Đồ thị p-h chu trình lạnh CO2 lý thuyết [7] 10 Hình 3.3 Máy nén SRCACA hãng SANDEN 11 Hình 3.4 Sơ đồ lưu động dịng mơi chất CO2 khơng khí 13 Hình 3.5 Dàn lạnh kênh micro dùng môi chất CO2 14 Hình 3.6 Đồ thị p-h chu trình lạnh R32 lý thuyết [7] 15 Hình 3.7 Sơ đồ lưu động dịng mơi chất R32 khơng khí 17 Hình 3.8 Cụm dàn nóng dùng mơi chất R32 hãng Dakin 18 Hình 3.9 Sơ đồ lưu động dịng mơi chất CO2 R32 19 Hình 3.10 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống 23 Hình 4.1 Đồ thị p-h chu trình lạnh CO2 thực nghiệm [7] 28 Hình 4.2 Đồ thị p-h chu trình R32 thực nghiệm [7] 29 Hình 4.3 Đồ thị p-h chu trình lý thuyết (trái) chu trình thực nghiệm (phải) tầng thấp dùng môi chất CO2 31 Hình 4.4 Đồ thị p-h chu trình lý thuyết (trái) chu trình thực nghiệm (phải) tầng cao dùng môi chất R32 31 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học CÁC KÝ HIỆU CHỦ YẾU Ký hiệu Latin 11 : Điểm nút trạng thái bão hịa khơ tầng cao (dùng môi chất R32) 1′1 : Điểm nút trạng thái nhiệt tầng cao (dùng môi chất R32) 21 : Điểm nút trạng thái nhiệt tầng cao (dùng môi chất R32) 31 : Điểm nút trạng thái lỏng sôi tầng cao (dùng môi chất R32) 41 : Điểm nút trạng thái bão hòa ẩm tầng cao (dùng môi chất R32) 12 : Điểm nút trạng thái bão hịa khơ tầng thấp (dùng mơi chất CO2) 1′2 : Điểm nút trạng thái nhiệt tầng thấp (dùng môi chất CO2) 22 : Điểm nút trạng thái nhiệt tầng thấp (dùng môi chất CO2) 32 : Điểm nút trạng thái lỏng sôi tầng thấp (dùng môi chất CO2) 42 : Điểm nút trạng thái bão hịa ẩm tầng thấp (dùng mơi chất CO2) Cp: Nhiệt dung riêng đẳng áp C: Chu vi D, d: Đường kính ống dxoắn: Đường kính vịng xoắn thiết bị ống lồng ống F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt f: Diện tích tiết diện ngang G: Lưu lượng khối lượng g: Gia tốc trọng trường h: Enthalpy k: Hệ số truyền nhiệt L: Công nén l: Chiều dài Ne: Công suất điện p: Áp suất q: Mật độ dịng nhiệt Qk: Cơng suất tỏa nhiệt Qo: Năng suất lạnh r: Nhiệt ẩn hóa s: Entropy T: Nhiệt độ GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học 𝑡𝑚𝑡 : Nhiệt độ môi trường 𝑡𝑊1 : Nhiệt độ khơng khí trước vào thiết bị giải nhiệt 𝑡𝑊2 : Nhiệt độ khơng khí khỏi thiết bị giải nhiệt 𝑡𝑘1 : Nhiệt độ ngưng tụ tầng cao (dùng môi chất R32) 𝑡01 : Nhiệt độ bay tầng cao (dùng môi chất R32) 𝑡𝑘2 : Nhiệt độ ngưng tụ tầng thấp (dùng môi chất CO2) 𝑡02 : Nhiệt độ bay tầng thấp (dùng môi chất CO2) ∆𝑡𝑡𝑏 : Nhiệt độ trung bình logarit v: Thể tích riêng GWP: Chỉ số làm trái đất nóng lên môi chất COP: Hệ số hiệu lượng ODP: Hệ số tiềm suy giảm tầng Ozon Ký hiệu Hi Lạp α: Cường độ tỏa nhiệt đối lưu 𝛼𝑞𝑛 : Hệ số tỏa nhiệt nhiệt 𝛼𝑏ℎ : Hệ số tỏa nhiệt ngưng 𝛼𝑠𝑚 : Hệ số tỏa nhiệt sôi màng 𝜈: độ nhớt động học khơng khí δ: Độ dày cánh 𝜀𝑅 : Hệ số ảnh hưởng ống cong η: Hiệu suất tổng ρ: Khối lượng riêng μ: Độ nhớt động lực học ω: tốc độ dòng λ: Hệ số dẫn nhiệt φ: Độ ẩm Л: Tỉ số nén GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thơng tin chung: - Tên đề tài: Tính tốn lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 - Chủ nhiệm đề tài: Cao Thị Cẩm Vân - Lớp: 16147CL3 Mã số SV: 16147110 Khoa: Đào Tạo Chất Lượng Cao - Thành viên đề tài: STT Họ tên MSSV Lớp Khoa Lê Minh Đăng 16147017 16147CL3 CLC Phạm Nguyễn Phương Nam 16147060 16147CL3 CLC - Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thành Trung Mục tiêu đề tài: Sau tổng hợp cơng trình nghiên cứu liên quan, từ tạo động lực nghiên cứu đề tài “Tính tốn lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32” với mục tiêu tìm thơng số điểm nút chu trình, đồng thời chọn thiết kế thiết bị cho hệ thống Tính sáng tạo: Đưa thông số nhiệt động lý thuyết thực nghiệm chu trình lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 cách cụ thể Kết nghiên cứu: Các thông số lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Xử lý số liệu thực nghiệm so sánh với thông số lý thuyết Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Hiện nay, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày tăng cao Vì quốc gia kêu gọi tìm giải pháp để hạn chế ô nhiễm Cho nên việc sử dụng mơi chất CO2 việc cần thiết, thân thiện với mơi trường, tiết kiệm lượng mơi chất lạnh tiềm tương lai GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Ngày 10 tháng 07 năm 2020 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét giáo viên hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ngày 10 tháng 07 năm 2020 Người hướng dẫn (kí, họ tên) GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Phương pháp thực nghiệm Quá trình thực lấy số liệu thực nghiệm: - Lấy tất gí trị nhiệt độ áp suất chưa khởi động hệ thống - Chạy hệ thống R32, nhiệt độ môi chất R32 vào ống lồng ống đạt khoảng 0oC bắt đầu khởi động máy nén CO2 - Các giá trị nhiệt độ, áp suất, dòng điện ghi lại phút lần - Khi nhiệt độ môi chất CO2 sau tiết lưu khơng giảm tiến hành siết tiết lưu lần - Khi độ chênh nhiệt độ gió vào gió dàn lạnh xấp xỉ tiến hành nhả tiết lưu sau siết lại nghi nhờ dàn bị đóng băng khơng thể trao đổi nhiệt Việc nhả - siết tiết lưu để làm tan băng dàn lạnh - Khi nhiệt độ bay tầng thấp đạt -36oC dừng hệ thống Kết thúc trình lấy số liệu thực nghiệm 4.2 Chuẩn bị vật dụng Để ghi lại số liệu thực nghiệm cách xác cần có dụng cụ như: cảm biết nhiệt độ, cảm biến áp suất, ampe kiềm, laptop, camera, Hình ảnh vật dụng thể Phụ lục 4.3 Hình ảnh thực nghiệm Các thông số nhiệt độ áp suất thực nghiệm điểm nút tầng cao tầng thấp thời điểm nhiệt độ phòng đạt -26 oC yêu cầu thiêt kế ghi lại hình ảnh để minh chứng (tham khảo Phụ lục 2) 4.4 Điểm nút thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Bảng 4.1 Thông số trạng thái thực nghiệm chu trình lạnh CO2 Điểm nút Trạng thái t (°C) 12 Hơi bão hòa khô -36 11,5 437 2,05 0,033 1′2 22 32 Hơi nhiệt Hơi nhiệt Lỏng bão hòa -29,1 54,1 4,3 11,5 39 39 444 498 219 2,05 2,05 1,07 0,033 0,013 0,001 42 Hơi bão hòa ẩm -36 11,5 219 1,11 0,011 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung p (bar) h (kJ/kg) s (kJ/kgK) v(m3/kg) 27 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Hình 4.1 Đồ thị p-h chu trình lạnh CO2 thực nghiệm [7] Bảng 4.2 Thông số trạng thái thực nghiệm chu trình lạnh R32 Điểm nút Trạng thái 11 Hơi bão hịa khơ 1′1 21 31 Hơi nhiệt Hơi nhiệt Lỏng bão hòa 41 Hơi bão hòa ẩm t (°C) p (bar) h (kJ/kg) s (kJ/kgK) v(m3/kg) 8,1 518 2,15 0,045 11,1 69,9 36,7 8,1 22,9 22,9 523 568 258 2,2 2,18 1,23 0,05 0,018 0,0011 8,1 258 1,25 0,011 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 28 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Hình 4.2 Đồ thị p-h chu trình R32 thực nghiệm [7] *Tính tốn nhiệt tầng thấp CO2: Ta có: ICO2 = 1,8 (A) - Áp dụng cơng thức tính cơng suất dòng điện: N𝑒/CO2 = U.I.cosφ (Chọn cosφ = 0,95) = 220.1,8.0,95 = 376,2 (W) - Công nén thực nghiệm: LCO2 = Ne 0,65 = 244 (W) - Lưu lượng CO2 thực nghiệm: GCO2 = LCO2 ℎ2 −ℎ1′ = 0,244 498−444 = 0,0045 (kg/s) - Năng suất lạnh thực nghiệm: Q 0/CO2 = GCO2 (h1 – h4) = 0,0045 (437 – 219) = 0,98 (kW) - Nhiệt lượng nhả thiết bị giải nhiệt: Q 𝑘/CO2 = GCO2 (h2 – h3) = 0,0045 (498 – 219) = 1,26 (kW) GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 29 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học * Tính tốn nhiệt tầng cao R32: Ta có: IR32 = 1,86 (A) Áp dụng cơng thức tính cơng suất dịng điện: Ne/R32 = U.I.cosφ (Chọn cosφ = 0,95) = 220.1,86.0,95 = 388,74 (W) - Công nén thực nghiệm: LR32 = Ne.0,65 = 253 (W) - Lưu lượng R32 thực nghiệm: GR32 = 𝐿𝑅32 ℎ2 −ℎ1′ = 0,253 568−523 = 0,0056 (kg/s) - Năng suất lạnh thực nghiệm: Qo/R32 = GR32 (h1 – h4) = 0,0056 (518 – 257) = 1,46 (kW) - Nhiệt lượng nhả thiết bị giải nhiệt: Qk/R32 = GR32 (h2 – h3) = 0,0056 (568 – 257) = 1,7 (kW) - Năng suất lạnh thực nghiệm hệ thống: 𝑄0/𝐶𝑂2 = Gkk cp Δtkk = ρkk Squạt vkk cpkk Δtkk Ta có: tgió = -30oC tgió vào = -26,6oC Dquạt = 0,28 m vquạt = 3,2 m/s Từ tgió = -30oC  ρkk = 1,453 (kg/m3) cpkk = 1,103 (kJ/kg, K) 𝑄0/𝐶𝑂2 = Gkk.cp.Δtkk = ρkk Squạt vkk cpkk Δtkk = 1,453 𝜋 0,282 3,2.1,013 [(−30) − (−26)] = 0,98 (kW) - Hệ số hiệu suất thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng: COP = 𝑄0/𝐶𝑂2 𝐿𝐶𝑂2 +𝐿𝑅32 = 0,98 0,244 + 0,253 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung = 1,97 30 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học 4.5 Kết so sánh lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Từ kết lý thuyết mục 3.1 kết thực nghiệm mục 4.5 ta có kết so sánh thể đồ thị (Hình 4.3 Hình 4.4) bảng so sánh (Bảng 4.3, Bảng 4.4 Bảng 4.5) Hình 4.3 Đồ thị p-h chu trình lý thuyết (trái) chu trình thực nghiệm (phải) tầng thấp dùng mơi chất CO2 Hình 4.4 Đồ thị p-h chu trình lý thuyết (trái) chu trình thực nghiệm (phải) tầng cao dùng mơi chất R32 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 31 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Bảng 4.3 Bảng so sánh thông số vận hành lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Tầng thấp CO2 Tầng cao R32 Thông số Lý thuyết Thực nghiệm Sai lệch Lý thuyết Thực nghiệm Sai lệch Nhiệt độ t0 -36 oC -36 oC 0% oC oC 0% Nhiệt độ tk oC 4,3oC 13% 41 oC 36,7 oC 10% Nhiệt độ đầu đẩy 55oC 54,1 oC 1,6% 78 oC 69,9 oC 10% Nhiệt độ đầu hút -30oC -29,1 oC 3% 10 oC 11,1 oC 11% Áp suất p0 11,6 bar 11,5 bar 0,8% 8,1 bar 8,1 bar 0% Áp suất pk 39,7 bar 39 bar 1,7% 25 bar 22,9 bar 8,4% Bảng 4.3 cho thấy thông số thực nghiệm so với lý thuyết có mức sai lệch khơng q 13% Bảng 4.4 Bảng so sánh thông số nhiệt động lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Thông số Năng suất lạnh Công suất nhiệt Công nén Lưu lượng QO (kW) Qk (kW) L (W) G (kg/s) 1,28 258 0,00446 0,98 1,26 244 0,0045 2% 1,6% 5% 1% Lý thuyết 1,53 1,73 266 0,0058 Thực nghiệm 1,46 1,7 253 0,0056 4,5% 1,7% 4,9% 3,4% Chu trình Ký hiệu Tầng thấp CO2 Lý thuyết Thực nghiệm Sai lệch Tầng cao R32 Sai lệch Các thơng số thực nghiệm so với lý thuyết có mức sai lệch từ 1-5% trình bày Bảng 4.4 Bảng 4.5 Bảng so sánh COP hệ thống Lý thuyết 1,9 COP hệ thống Thực nghiệm 1,97 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Sai lệch 3,7% 32 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Bảng 4.5 cho thấy hệ thống thực nghiệm hoạt động đạt hiệu lượng cao 3,7% so với lý thuyết Từ kết so sánh, thơng số thực nghiệm có sai lệch vo với lý thuyết theo hướng tích cực, điều giúp kéo dài tuổi thọ máy nén giảm áp lực cho thiết bị hệ thống GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 33 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Sau thời gian tiếp cận nghiên cứu đề tài “Tính tốn lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng mơi chất CO2 R32”, nhóm đạt kết sau: Tìm thơng số trạng thái, suất lạnh, công suất nhiệt, công nén, lưu lượng mơi chất tầng Đặc biệt, tìm hệ số hiệu lượng toàn hệ thống COP = 1,9 Xử lý số liệu thực nghiệm so sánh với kết lý thuyết, nhận thấy mức sai lệch không 13% Chọn thiết bị cho hệ thống, bao gồm máy nén CO2 500W, dàn lạnh kênh micro, cụm dàn ngưng hãng Daikin tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống với chiều dài 12m 5.2 Kiến nghị Qua kết trên, nhóm kiến nghị: tiến hành thiết lập, chế tạo hệ thống thực nghiệm để nghiên cứu sâu trình hoạt động hiệu hệ thống GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 34 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học PHỤ LỤC Phụ lục Hình ảnh dụng cụ sử dụng cho việc ghi chép số liệu thực nghiệm Cảm biến nhiệt độ Áp kế Ampe kiềm GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 35 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Laptop Phụ lục Hình ảnh thực nghiệm Áp suất đầu hút máy nén CO2 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Áp suất đầu đẩy máy nén CO2 36 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Áp suất ngưng tụ CO2 Áp suất bay CO2 Nhiệt độ gió dàn lạnh GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 37 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Các giá trị nhiệt độ thực tế tầng CO2 Với: t2: Nhiệt độ trước tiết lưu tầng CO2 t3: Nhiệt độ sau tiết lưu tầng CO2 t4: Nhiệt độ gió vào dàng lạnh tầng CO2 Các giá trị nhiệt độ thực tế Với: t1: Nhiệt độ đầu hút máy nén CO2 t6: Nhiệt độ đầu hút máy nén R32 t7: Nhiệt độ sau tiết lưu tầng R32 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 38 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học Các giá trị nhiệt độ thực tế tầng R32 Với: T5: Nhiệt độ gió dàn nóng R32 T6: Nhiệt độ gió vào dàn nóng R32 T7: Nhiệt độ trước tiết lưu tầng R32 T8: Nhiệt độ đầu đẩy máy nén R32 Các giá trị nhiệt độ thực tế Với: T9: Nhiệt độ đầu đẩy máy nén CO2 T10: Nhiệt độ môi trường GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 39 Báo cáo Nghiên Cứu Khoa Học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Binbin Yu, Dandong Wang, Cichong Liu, Fuzheng Jiang, Jiangping Chen, Junye Shi, Performance improvements evaluation of an automobile air conditioning system using CO2-propane mixture as a refrigerant, International Journal of Refrigeration , Vol 88, 2018, pages 172-181 [2] Md Ezaz Ahammed, Souvik Bhattacharyya, M Ramgopal, Analysis of CO based refrigeration systems with and without ejector for simultaneous pasteurization and chilling of milk, International Journal of Refrigeration, Vol 95, 2018, Pages 61-72 [3] Dong Wang, Yuehong Lu, Leren Tao, Optimal combination of capillary tube geometry and refrigerant charge on a small CO2 water-source heat pump water heater, International Journal of Refrigeration, Vol 88, 2018, pages 626-636 [4] H.M Getu, P.K Bansal, Thermodynamic analysis of an R744–R717 cascade refrigeration system, International Journal of Refrigeration Volume 31, Issue 1, January 2008 [5] Peihua Li, J.J.J Chen, Stuart Nurris, Review of flow condensation of CO2 as a refrigerant, International Journal of Refrigeration, Vol 72, 2016, pages 53-73 [6] J Pettersent, A Hafner and G Skaugen Development of compact heat exchangers for CO2 air-conditioning systems S1NTEF Energy Research Vol I No pp 180 - 193, 1998 [7] Tài liệu 2017 ASHRAE Handbook-Fundamentals [8] Nguyễn Đức Lợi “Giáo trình hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh” Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2005 [9] Lê Xuân Hòa “Giáo trình kỹ thuật lanh” Đai học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM [10] Hồng Đình Tín “Cơ sở Truyền nhiệt Thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt” Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [11] PGS TS Đặng Thành Trung, Nghiên cứu chế tạo hệ thống điều hịa khơng khí dùng thiết bị bay kênh mini môi chất lạnh CO2 nhằm tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường (Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp bộ), 03/2018 [12] Gregory Nellis, Sanford Klein, Heat Trasfer GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 40 S K L 0 ... 4.4 Điểm nút thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 27 4.5 Kết so sánh lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 31 CHƯƠNG... nhiệt động lý thuyết thực nghiệm chu trình lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 cách cụ thể Kết nghiên cứu: Các thông số lý thuyết hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Xử lý số liệu... Bảng 4.3 Bảng so sánh thông số vận hành lý thuyết thực nghiệm hệ thống lạnh ghép tầng dùng môi chất CO2 R32 Tầng thấp CO2 Tầng cao R32 Thông số Lý thuyết Thực nghiệm Sai lệch Lý thuyết Thực nghiệm