báo cáo thí nghiệm báo cáo thí nghiệm kỹ thuật lạnh me3036

TN KỸ THUẬTLẠNHBỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH KHOA CƠ KHÍĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINHBÀI 1: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁYLẠNH TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC NHAU1.1 MỤC Đ

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

Trang 2

TP HCM, tháng 5 năm 2024

Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com)

Trang 3

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Thí nghiệm kỹ thuật lạnh bao gồm 4 buổi thực hành tại phòng thí nghiệm bộmôn Đây là những thí nghiệm, thực hành thực tế để chúng em bước đầu làm quen vớinhững kiến thức căn bản của chuyên ngành cũng như củng cố kiến thức lỹ thuyết trênlớp.

Thông qua báo cáo thí nghiệm này, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đếnthầy Huỳnh Phước Hiển, người đã dành thời gian để hướng dẫn chúng em trong quátrình thực hành Thầy không chỉ là một giảng viên tâm huyết với sinh viên mà còn làmột người truyền cảm hứng để chúng em noi theo và học hỏi, học tập hết mình trongsự học nói chung và chuyên ngành kỹ thuật nhiệt nói riêng Sự tận tâm và sự quan tâmcủa thầy đã giúp chúng em hoàn thành bài báo cáo này.

Mặc dù đã rất cố gắng, đầu tư nhiều thời gian báo cáo thí nghiệm này nhưngvới vốn kiến thức còn hạn chế nên báo cáo vẫn còn nhiều thiếu xót Vì vậy, chúng emrất mong nhận được những lời khuyên, góp ý đánh giá của thầy để báo cáo của chúngem được hoàn thiện hơn Đó là bài học kinh nghiệm, hành trang vô cùng quý báu đểem để chúng em ngày một hoàn thiện hơn trong kiến thức cũng như là tiền đề vữngchắc để hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Một lần nữa, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn !

Nhóm sinh viên thực hiện

Trang 5

1.2.1 Thiết bị và vật tư thí nghiệm 1

1.2.2 Nội dung thí nghiệm 1

Trang 6

2.2 MÔ TẢ THÍ NGHIỆM 6

2.2.1 Thiết bị và vật tư thí nghiệm 6

2.2.2 Nội dung thí nghiệm 6

2.5.1 Các thiết bị chính và phụ trên mô hình thí nghiệm 12

2.5.2 Công suất tiêu thụ điện trung bình của hệ thống 16

2.5.4 Bảng thông số của môi chất lạnh (sinh viên chọn số liệu của một lần để tínhtoán) 16

2.5.5 Trình báy ngắn gọn các thông số của máy nén 18

2.5.6 Biểu diễn chu trình của máy lạnh trên đồ thị p – h 19

2.5.7 Xác định trạng thái không khí ẩm trước và sau dàn lạnh (nhiệt độ nhiệtkế khô, nhiệt độ nhiệt kế ướt, độ ẩm tương đối, độ chứa hơi, enthalpy) 21

2.5.8 Lưu lượng không khí qua dàn lạnh và nhiệt lượng không khí nhả ra tại dànlạnh 22

2.5.9 Tính toán COP theo trạng thái của môi chất lạnh của các chế độ 23

2.5.10 Lưu lượng không khí qua thiết bị ngưng tụ 24

Trang 8

Bảng 2.1: Số liệu áp suất đo được chế độ 1A và 1B 7

Bảng 2.2: Bảng đo nhiệt độ không khí qua dàn ngưng và môi chất lạnh chế độ 1A và1B 8

Bảng 2.3: Số liệu không khí ẩm chế độ 1A và 1B 8

Bảng 2.4: Số liệu điện năng đo được chế độ 1A và 1B 9

Bảng 2.5: Số liệu áp suất đo được chế độ 2A và 2B 10

Bảng 2.6: Số liệu nhiệt độ của không khí qua dàn ngưng và môi chất lạnh chế độ 2Avà 2B 10

Bảng 2.7: Số liệu không khí ẩm chế độ 2A và 2B 11

Bảng 2.8: Số liệu điện năng chế độ 2A và 2B 11

Bảng 2.9: Tên gọi, hình ảnh và chức năng các thiết bị trên mô hình thí nghiệm 12

Bảng 2.10: Công suất tiêu thụ điện trung bình của hệ thống 16

Bảng 2.11: Độ quá nhiệt và quá lạnh các chế độ 16

Bảng 2.12: Thông số môi chất lạnh chế độ 1A 16

Bảng 2.13: Thông số môi chất lạnh chế độ 1B 17

Bảng 2.14: Thông số môi chất lạnh chế độ 2A 17

Bảng 2.15: Thông số môi chất lạnh chế độ 2B 18

Bảng 2.16:Bảng tổng hợp thông số của không khí ẩm trước khi vào dàn bay hơi 21

Bảng 2.17:Bảng tổng hợp thông số của không khí ẩm trước khi vào dàn bay hơi 22

Trang 9

Bảng 2.18: Lưu lượng khối lượng và năng suất lạnh của các chế độ 23Bảng 2.19: COP các chế độ 24Bảng 2.20: Lưu lượng không khí qua thiết bị ngưng tụ các chế độ 26

Trang 10

TN KỸ THUẬTLẠNH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH KHOA CƠ KHÍ

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

BÀI 1: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁYLẠNH TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC NHAU

1.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CHUẨN BỊ1.1.1 Mục đích thí nghiệm

- Nhận biết các thiết bị chính, các thiết bị phụ của hệ thống lạnh- Nắm được sơ đồ nguyên lý của hệ thống

- Khảo sát hoạt động của máy lạnh ở các điều kiện làm việc khác nhau

1.1.2 Yêu cầu chuẩn bị

- Sinh viên đọc trước hướng dẫn thí nghiệm, và ôn lại lý thuyết về máy lạnh.- Nắm được các bước vận hành máy, sử dụng thiết bị đo nhiệt độ, các thiết bị đođiện và áp suất

1.2 MÔ TẢ THÍ NGHIỆM1.2.1 Thiết bị và vật tư thí nghiệm

- Máy l làm lạnh nước và không khí (Tác nhân lạnh R-410A)

- Thiết bị đo nhiệt độ Testo 735 và các cặp nhiệt điện (đo nhiệt độ môi chất lạnhtại đầu hút của máy nén, đầu đẩy của máy nén và sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ)

- Nhiệt kế thủy ngân (đo nhiệt độ không khí trước và sau dàn ngưng, nhiệt độnước lạnh)

1.2.2 Nội dung thí nghiệm

- Sinh viên thực hiện thí nghiệm và ghi lại thông số làm việc của máy lạnh ở 3chế độ

 Chế độ 1: Làm lạnh không khí, van điều chỉnh lưu lượng gió tại dàn ngưngmở hoàn toàn.

 Chế độ 2: Làm lạnh nước, van điều chỉnh lưu lượng gió tại dàn ngưng mởhoàn toàn.

Trang 11

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý mô hình thí nghiệm

Trang 13

Sử dụng EES tính toán:Bảng 1.4 Bảng tính bằng EES

Trang 14

- Để nhiệt độ không khí giảm thì nhiệt độ bay hơi của môi chất phải giảm ở đây ở

bảng số liệu ta thấy được nhiệt độ bay hơi giảm từ 5,7 độ C đến 2,3 độ C

Đánh giá chung:

- Độ chênh lệch nhiệt độ của nước đối với môi chất lạnh thấp hơn độ chênh lệch nhiệtđộ của không khí đối với môi chất dẫn đến giảm tổn thất nhiệt và tăng hiệu quả trongđổi nhiệt của môi chất và nước do đó mà COP lớn hơn.

- Nước có nhiệt dung riêng lớn hơn nhiều so với không khí Điều này có nghĩa là nướccó khả năng chứa và truyền nhiệt tốt hơn không khí Do đó, để giảm cùng một lượngnhiệt, cần ít công suất hơn khi làm lạnh nước so với khi làm lạnh không khí, dẫn đếnCOP cao hơn

-Lưu lượng và tính chất dòng chảy của nước dễ kiểm soát và ổn định hơn so vớikhông khí Điều này giúp tăng hệ số trao đổi nhiệt, giúp cho hệ thống làm lạnh nướchoạt động hiệu quả hơn, giữ cho COP cao hơn.

Trang 15

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH KHOA CƠ KHÍ

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

BÀI 2: KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY LẠNH LÀM VIỆC Ở 2 CHẾ ĐỘTIẾT LƯU KHÁC NHAU

2.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CHUẨN BỊ2.1.1 Mục đích thí nghiệm

- Nhận biết các thiết bị chính, các thiết bị phụ của hệ thống lạnh- Nắm được sơ đồ nguyên lý của hệ thống.

- Ghi nhận thông số làm việc và phân tích hoạt động của máy lạnh khi làm việcở 2 chế độ tiết lưu khác nhau

 Cáp tiết lưu (capillary tube)

 Van tiết lưu nhiệt (thermal expansion valve – TEX)

2.1.2 Yêu cầu chuẩn bị

- Sinh viên đọc trước hướng dẫn thí nghiệm, và ôn lại lý thuyết về máy lạnh.- Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của cáp tiết lưu và van tiết lưunhiệt.

- Nắm được các bước vận hành máy, sử dụng thiết bị đo nhiệt độ, các thiết bịđo điện và áp suất.

2.2 MÔ TẢ THÍ NGHIỆM

2.2.1 Thiết bị và vật tư thí nghiệm

- Máy làm lạnh không khí (Môi chất R134a)

2.2.2 Nội dung thí nghiệm

- Sinh viên thực hiện các thao tác khởi động máy theo hướng dẫn của giảngviên

- Chọn chế độ làm việc của máy lạnh (Sử dụng nút “CHỌN CHẾ ĐỘ” để chọnchế độ làm việc)

 Chế độ 1A – VĐT1: máy lạnh làm việc với quá trình tiết lưu được thực hiệnbằng cáp tiết lưu

Trang 16

- Ghi nhận lại các thông số làm việc của hệ thống và hực hiện các tính toán liên quan

2.4 SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM

Hệ thống làm việc ổn định được khoản 15 phút, sinh viên bắt đầu lấy số liệu thí nghiệm

2.4.1 Máy lạnh làm việc ở chế độ 1 - VĐT1: quá trình tiết lưu được thực hiệnbằng cáp tiết lưu

a) Số liệu áp suất hiển thị trên đồng hồBảng 2.1: Số liệu áp suất đo được chế độ 1A và 1B

Lần 1,t = 5 phút

Lần 2,t = 10 phút

Trang 17

Lần 2,t = 10 phút

đầu hút máy nén(quá nhiệt)

Lần 2,t = 10 phút

Trang 18

d) Số liệu điện năng

Bảng 2.4: Số liệu điện năng đo được chế độ 1A và 1B

Lần 2,t = 10 phút

Trang 19

van tiết lưu nhiệt

a) Số liệu áp suất hiển thị trên đồng hồBảng 2.5: Số liệu áp suất đo được chế độ 2A và 2B

Lần 2,t = 10 phút

b) Số liệu nhiệt độ của môi chất lạnh và không khí qua dàn ngưng

Bảng 2.6: Số liệu nhiệt độ của không khí qua dàn ngưng và môi chất lạnh chế độ 2A và 2B

Vị trí đo

Lần 2,t = 10 phút

Lần 2,t = 10 phútT1, oC Không khí trước

T3, oC Môi chất lạnh tại

T4, oC sau dàn ngưngMôi chất lạnh

T5, oC Môi chất lạnh

T6, oC Môi chất lạnh tạiđầu hút máy nén

Trang 20

Lần 2,t = 10 phút

Lần 2,t = 10 phútV, m/s Sau dàn bay hơi và

d) Số liệu điện năng

Bảng 2.8: Số liệu điện năng chế độ 2A và 2B

Lần 1, t = 5 phút Lần 2, t = 10 phút Lần 1, t = 5 phútLần 2, t = 10 phútĐiện trở gia

Trang 21

2.5 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

2.5.1 Các thiết bị chính và phụ trên mô hình thí nghiệm

Bảng 2.9: Tên gọi, hình ảnh và chức năng các thiết bị trên mô hình thí nghiệm

Áp kế đo áp suất bay

Áp kế đo áp suất

trước khi vào van tiết lưu

Trang 22

Bộ lọc môi chất lạnh

Bộ lọc môi chất lạnh cónhiệm vụ lọc cặn (bẩn), lọc

ẩm (hút ẩm).

các khu vực

Công tắc áp suất cao

Kiểm soát, cảnh báo, ngắt mạchđiện của máy nén khi áp suấtngưng tụ vượt quá mức cho phép

để bảo vệ máy nén

Trang 23

Công tắc áp suất thấp

kiểm soát áp suất khi nó giảmxuống mức thấp hơn giá trị đượcđịnh trước, giám sát áp suất tronghệ thống và đảm bảo rằng áp suấtkhông giảm xuống mức không an

toàn hoặc không mong muốn,

Dàn gia nhiệt khôngkhí

Điều chỉnh nhiệt độ không khítrước khi

Trang 24

bằng cách mở hoặc đóng vanthông qua việc điều khiển dòng

điện điện từ,

Van tiết lưu

Chức năng chính của van tiếtlưu là kiểm soát và điều chỉnh

lưu lượng chất lỏng hoặc khíthông qua hệ thống,

Trang 25

2.5.3 Độ quá nhiệt và độ quá lạnh

Bảng 2.11: Độ quá nhiệt và quá lạnh các chế độ

Sau van tiếtlưu

Trang 26

Bảng 2.13: Thông số môi chất lạnh chế độ 1B

Sau van tiếtlưu

Trang 27

2.5.5 Trình báy ngắn gọn các thông số của máy nén

 Công suất máy nén: Cho biết khả năng nén môi chất lạnh, được đo bằng đơn vị kW hoặc HP

 Áp suất làm việc: Cho biết áp suất máy nén hoạt động, được đo bằng đơn vị psi hoặc bar

 Lưu lượng môi chất lạnh: Cho biết lượng môi chất lạnh tuần hoàn trong hệ thống, được đo bằng đơn vị kg/s, m3/s hoặc lbs/hr

 Hiệu điện thế hiệu dụng: Cho biết giá trị hiệu điện thế hiệu dụng để máy nén hoạt động, được đo bằng đơn vị Volt (V) hoặc Vac để thể hiện giá trị điện thế xoay chiều

 Điện dung: Cho biết giá trị điện dung khi khởi động máy nén, được đo bằng đơn vị μF (microfarad)

Cụ thể, xem xét các thông số có trên máy nén và tính toán trong phạm vi bài thínghiệm

Các thông số có sẵn trên máy nénHiệu điện thế hiệu dụng: 250 VacĐiện dung: 96 μF (±10%)

1min/1,7% 50Hz1min/1,36% 60Hz

Trang 30

2.5.7 Xác định trạng thái không khí ẩm trước và sau dàn lạnh (nhiệt độ nhiệtkế khô, nhiệt độ nhiệt kế ướt, độ ẩm tương đối, độ chứa hơi, enthalpy)

Xét thiết bị ở chế độ 1B đo lần 1

Xét không khí trước dàn lạnh với các thông số t1=32.5 ℃ , φ1=72.7 %

Trả bảng nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ) với số

Tra đồ thị nhiệt độ nhiệt kế ướt tại tư= 28,24

Bảng 2.16:Bảng tổng hợp thông số của không khí ẩm trước khi vào dàn bay hơi

Chế độ Nhiệt độ nhiệt

kế khô (oC)

Nhiệt độ nhiệtkế ướt (oC)

Độ ẩmtương đối

Trang 31

Chế độ Nhiệt độ nhiệt

kế khô (oC)

Nhiệt độ nhiệtkế ướt (oC)

Độ ẩm tươngđối (%)

Độ chứa hơi

Xét thiết bị hoạt động ở chế độ 1B lần đo thứ 1:

Để tính nhiệt lượng không khí nhả tại dàn lạnh ta dùng công thức sau:

Q0=Gkk.(I1−I2)Trong đó:

Có kích thước đo được được của dàn lạnh (hình chữ nhật): Chiều dài

Trả bảng nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ) với số

Trang 32

Tính toán tương tự, ta có bảng giá trị của các chế độ

Bảng 2.18: Lưu lượng khối lượng và năng suất lạnh của các chế độ

Chế độ Lưu lượng khối lượng

2.5.9 Tính toán COP theo trạng thái của môi chất lạnh của các chế độ

Có thông số trạng thái môi chất lạnh sau dàn bay hơi và trước máy nén là:

Trang 33

2.5.10 Lưu lượng không khí qua thiết bị ngưng tụ

Ta có phương trình cân bằng năng lượng tại dàn lạnh về phía không khí và môichất lạnh là:

Trang 34

I¿, Iout(kJ/kg) lần lượt là enthaplpy của không khí vào và ra tại dàn ngưng tụ

Có thông số trạng thái không khí trước khí vào dàn ngưng tụ là:

Trang 35

- Ở các trường hợp sử dụng van tiết lưu khác nhau ta thấy công suất điện tăng

khi ta thay đổi lưu lượng không khí qua dàn lạnh bằng cách tăng tốc độ vận tốc gióthổi qua dàn lạnh.

- Khi tăng lưu lượng không khí qua dàn lạnh tăng thì nhiệt lượng do không khínhả ra tại dàn lạnh tăng Đồng thời ở các chế độ dùng các van và cáp tiết lưu khi tănglưu lượng không khí qua dàn lạnh thì độ quá nhiệt tăng do tốc độ không khí tăng làmtăng tính trao đổi nhiệt trong dàn lạnh do đó mà môi chất nhận nhiệt lượng nhiều hơn.Đầu hút máy nén khi môi chất có nhiệt độ càng cao thì môi chất sẽ được nén lên ápsuất cao hơn và nhiệt độ cao hơn dẫn đến năng suất giải nhiệt cao

- Nhận thấy ở các chế độ dùng các van tiết lưu và cáp tiết lưu khi điều chỉnh lưulượng không khí qua dàn lạnh thì COP ở các chế độ giảm dần do nhiệt độ ngưng tụgiảm dần

- Do COP giảm dần chứng tỏ đã có tăng công nén ở máy nén từ đó dẫn đếnnhiệt lượng nhả ra tại dàn nóng tăng từ đó dẫn đến lưu lượng không khí qua thiết bịngưng tụ ở các chế độ tăng.