Báo cáo thí nghiệm cở sở kỹ thuật lạnh 2

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Trang bị cho sinh viên các kiến thức về cơ sở kĩ thuật lạnh và pham vi ứngdụng như: môi chất lạnh, máy nén lạnh, chu trình lạnh 1 cấp, các thiết bị trao đổinhiệt nh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

*

Báo cáo thí nghiệm: Cở sở kỹ thuật

lạnh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tuấn An

MSSV: 20193708

Lớp: 749057

Giảng viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Thị Minh Nguyệt

Hà Nội, 11/2024

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Trang bị cho sinh viên các kiến thức về cơ sở kĩ thuật lạnh và pham vi ứngdụng như: môi chất lạnh, máy nén lạnh, chu trình lạnh 1 cấp, các thiết bị trao đổinhiệt như: thiết bị ngưng tụ, bay hơi, bình chứa cao áp, van tiết lưu,

II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BƠM NHIỆT KTE 3000HD

- Thiết bị lạnh: Gồm máy nén, dàn ngưng tụ (với động cơ quạt), máy thu, phinlọc, máy sấy, mắt ga, van điện từ, van tiết lưu tay, dàn bay hơi (với quạt động cơ), vanhồi lưu, đồng hồ đo áp, van an toàn Thiết bị chạy bởi mạch trong bảng điều khiển.

- Phân mềm P/G: Phần mềm KTE-DA100 hiển thị với nhiệt độ, áp suất,enthanpy, lượng nhiệt trao đổi mỗi dàn được đo theo thời gian thực, sau đó được lưubởi file Excel để dữ liệu thu được hiển thị và phân tích theo đồ thị

-Phần cứng PCB: Thành phần KTE-DA100 (Phần cứng), S.M.P.S, 9 cặp nhiệtloại T và 4 cảm biến áp suất Các thiết bị cho phép đo đạc và tính toán tất cả dữ liệu từ

hệ thống nhiệt độ, áp suất, emthanpy, lượng trao đổi nhiệt ở mỗi vị trí, hệ số hiệt quảnăng lượng (COP) thông qua phần mềm trên máy tính

2 Nguyên lý làm việc của hệ thống bơm nhiệt KTE 3000HD

- Chế độ làm lạnh: Van 4 ngả đóng Bơm nhiệt làm việc giống như điều hòa

một chiều thông thường Lúc này, dàn ngưng tụ là Heat Exchanger 1 và dàn bay hơm

là Heat Exchanger 2 ( hiển thị trên các thiết bị của hệ thống).

Hơi môi chất lạnh (điểm 1) được hút vào máy nén Tại đây, máy nén thực hiệnquá trình nén hơi môi chất lên áp suất cao p k (điểm 2) rồi đẩy vào dàn ngưng tụ (điểm

3) Trong quá trình di chuyển trong dàn ngưng tụ, môi chất lạnh tỏa nhiệt ra môitrường xung quanh để chuyển trạng thái từ hơi quá nhiệt sang lỏng ở áp suất cao nhờđược giải nhiệt bởi quạt hướng trục Khi ra khỏi dàn ngưng (điểm 4), lỏng môi chất ở

áp suất p k chả qua phin sấy lọc (điểm 6) và van tiết lưu để thực hiện quá trình giảm áp

suất xuống p0(điểm 7) Sau đó, môi chất lạnh đi vào dàn bay hơi và thu nhiệt của môitrường để thực hiện quá trình hóa hơi (điểm 8) Nhờ đó mà nhiệt độ môi trường giảmxuống Hơi môi chất lạnh quay trở về với mát nén, tiếp tụ chu trình mới

- Chế độ sưởi ấm: Van 4 ngả mở Nguyên lí hoàn toàn tương tự ở chế độ lạnh.Tuy nhiên, lúc này đường đi của môi chất thay đổi và vai trò của hai dàn trao đổi

nhiệt cũng thay đổi Cụ thể lúc này, dàn ngưng tụ là Heat Exchanger 2 và dàn bay hơi là Heat Exchanger 1.

III TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU

- Bước 3: Click chon biểu tượng Run Chọn vị trí lưu trên Desktop và đặt tênfile Lấy số liệu trong vòng 20 phút.

- Bước 4: Thay đổi nhiệt đọ dàn bay hơi bằng cách thay đổi nhiệt độ mở củadàn và điều khiển công suất của quạt trên bảng điều khiển

Lưu ý: Trong khi lấy số liệu không được thao tác vào file lưu số liệu.

- Bước 5: Kiểm tra số liệu trên file rồi lưu file

2 Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu

Lần đoThông số

T1 – P1: Nhiệt độ - Áp suất trước khi nén

T2 – P2: Nhiệt độ - Áp suất sau khi nén

T3 – P3: Nhiệt độ - áp suất ngưng tụ

T7 – P4: Nhiệt độ- áp suất bay hơi

T8: Nhiệt độ sau khi bay hơi

Áp suất bay hơi

L 15.1 45.7 58.6 63 66.5

Lần 1:

Lần 2:

Lần 3:

Lần 5:

*Trả lời câu hỏi: Khi đóng van điện từ thì hiện tượng gì xảy ra?

- Van điện từ tác dụng để điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh phun vào dàn bay hơi, khi đóng van điện từ thì tác dụng điều chỉnh sẽ không còn nữa

GIÓ Ở DÀN NGƯNG TỤ

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Trang bị cho sinh viên các kiến thức về cơ sở kĩ thuật lạnh và pham vi ứngdụng như: môi chất lạnh, máy nén lạnh, chu trình lạnh 1 cấp, các thiết bị trao đổinhiệt như: thiết bị ngưng tụ, bay hơi, bình chứa cao áp, van tiết lưu,

II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BƠM NHIỆT KTE 3000HD

1 Tổng quan hệ thống

Hệ thống bơm nhiệt KTE 3000HD do công ty KTENG (Hàn Quốc) sản xuất,bao gồm:

1 Bảng điều khiển: Thành phần với nguồn (N.F.B), bộ chuyển mạch, đồng hồAmpe kế, vôn kế, chuông báo (Buzzer), đèn báo (đỏ, xanh lá, da cam), công tắc ápsuất, bộ tiếp hợp từ (bộ khởi từ), rơ le, bộ chuyển nhiệt, công tắc nút, nguồn vào Cácthiết bị này làm cho hệ thống làm lạnh chạy bởi một số mạch điện

2 Thiết bị lạnh: Gồm máy nén, dàn ngưng tụ (với động cơ quạt), máy thu, phinlọc, máy sấy, mắt ga, van điện từ, van tiết lưu tay, dàn bay hơi (với quạt động cơ), vanhồi lưu, đồng hồ đo áp, van an toàn Thiết bị chạy bởi mạch trong bảng điều khiển

3 Phần mềm P/G: Phần mềm KTE-DA100 hiển thị với nhiệt độ, áp suất,enthanpy, lượng nhiệt trao đổi mỗi dàn được đo theo thời gian thực, sau đó được lưubởi file Excel để dữ liệu thu được hiển thị và phân tích theo đồ thị

4 Phần cứng PCB: Thành phần KTE-DA100 (Phần cứng), S.M.P.S, 9 cặpnhiệt loại T và 4 cảm biến áp suất Các thiết bị cho phép đo đạc và tính toán tất cả dữ

liệu từ hệ thống nhiệt độ, áp suất, emthanpy, lượng trao đổi nhiệt ở mỗi vị trí, hệ sốhiệt quả năng lượng (COP) thông qua phần mềm trên máy tính.

2 Nguyên lý làm việc của hệ thống bơm nhiệt KTE 3000HD

- Chế độ làm lạnh: Van 4 ngả đóng Bơm nhiệt làm việc giống như điều hòa

một chiều thông thường Lúc này, dàn ngưng tụ là Heat Exchanger 1 và dàn bay hơm

là Heat Exchanger 2 ( hiển thị trên các thiết bị của hệ thống).

Hơi môi chất lạnh (điểm 1) được hút vào máy nén Tại đây, máy nén thực hiệnquá trình nén hơi môi chất lên áp suất cao p k (điểm 2) rồi đẩy vào dàn ngưng tụ (điểm

3) Trong quá trình di chuyển trong dàn ngưng tụ, môi chất lạnh tỏa nhiệt ra môitrường xung quanh để chuyển trạng thái từ hơi quá nhiệt sang lỏng ở áp suất cao nhờđược giải nhiệt bởi quạt hướng trục Khi ra khỏi dàn ngưng (điểm 4), lỏng môi chất ở

áp suất p k chả qua phin sấy lọc (điểm 6) và van tiết lưu để thực hiện quá trình giảm áp

suất xuống p0(điểm 7) Sau đó, môi chất lạnh đi vào dàn bay hơi và thu nhiệt của môitrường để thực hiện quá trình hóa hơi (điểm 8) Nhờ đó mà nhiệt độ môi trường giảmxuống Hơi môi chất lạnh quay trở về với mát nén, tiếp tụ chu trình mới

- Chế độ sưởi ấm: Van 4 ngả mở Nguyên lí hoàn toàn tương tự ở chế độ lạnh.Tuy nhiên, lúc này đường đi của môi chất thay đổi và vai trò của hai dàn trao đổi

nhiệt cũng thay đổi Cụ thể lúc này, dàn ngưng tụ là Heat Exchanger 2 và dàn bay hơi là Heat Exchanger 1.

III TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU

1 Trình tự thí nghiệm

- Bước 1: Thao tác trên bảng điều khiển, bật công tắc nguồn chính (MainPower) và nguồn 24V (DC 24V Power)

- Bước 2: Ấn nút Start PB1 trên bảng điều khiển

- Bước 3: Click chon biểu tượng Run Chọn vị trí lưu trên Desktop và đặt tênfile Lấy số liệu trong vòng 20 phút

- Bước 4: Thay đổi nhiệt đọ dàn bay hơi bằng cách thay đổi nhiệt độ mở củadàn và điều khiển công suất của quạt trên bảng điều khiển

Lưu ý: Trong khi lấy số liệu không được thao tác vào file lưu số liệu.

- Bước 5: Kiểm tra số liệu trên file rồi lưu file.

2 Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu

T e : Hiệu suất exergy với ε=q e

l , t c là nhiệt độ ngưng tụ, t e là nhiệt độbay hơi

- Số liệu đã xử lí được trình bày trong bảng dưới đây:

Chú thích:

T1 – P1: Nhiệt độ - Áp suất trước khi nén

T2 – P2: Nhiệt độ - Áp suất sau khi nén

T3 – P3: Nhiệt độ - áp suất ngưng tụ

T7 – P4: Nhiệt độ- áp suất bay hơi

T8: Nhiệt độ sau khi bay hơi

T11: Nhiệt độ phòng

sự thay đổi COP và hiệu suất exerg theo thời gian

 Nhận xét:

- Khi tốc độ gió ở dàn ngưng thấp hoặc không có gió, khả năng trao đổi nhiệt với

môi trường bên ngoài của dàn ngưng sẽ kém, khi đó năng suất lạnh sẽ thấphơn

- Khi ta tăng tốc độ gió ở dàn ngưng tụ, lúc đó lưu lượng gió sẽ tăng dẫn đếnlượng nhiệt được trao đổi dàn ngưng với không khí xung quanh sẽ tăng lên,làm giảm nhiệt độ độ môi chất trong dàn ngưng đi Qua đó giúp làm cải thiệnnăng suất lạnh

Vậy nên, muốn đạt được năng suất lạnh cao thì phía dàn ngưng tụ cần đặt trongmôi trường thông thoáng, tránh những nơi chật hẹp

Trả lời câu hỏi: Tại sao phải điều chỉnh nhiệt độ t 0 dương?

- Máy nén lạnh cần phải có năng suất hút đủ lớn để duy trì được áp suất bay hơip0 (tương ứng với nhiệt độ bay hơi t0 dương) đạt yêu cầu ở dàn bay hơi và có áp suấtđầu đẩy đủ lớn để đảm bảo áp suất trong dàn ngưng tụ đủ cao, tương ứng với nhiệt độmôi trường làm mát hiện có

BÀI 3: MÁY LẠNH GHÉP TẦNG

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Trang bị cho sinh viên kiến thức về may lạnh ghép tầng, nguyên lý hoạt động

cũng như phạm vi ứng dụng; ưu, nhược điểm của máy lạnh ghép tầng

II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KTE-5000LT

1 Tổng quan hệ thống

Hệ thống bao gồm:

1 Bảng điều khiển: Thành phần với nguồn (N.F.B), bộ chuyển mạch, đồng hồAmpe kế, vôn kế, chuông báo (Buzzer), đèn báo (đỏ, xanh lá, da cam), công tắc ápsuất, bộ tiếp hợp từ (bộ khởi từ), rơ le, bộ chuyển nhiệt, công tắc nút, nguồn vào Cácthiết bị này làm cho hệ thống làm lạnh chạy bởi một số mạch điện

2 Thiết bị lạnh: Gồm máy nén, dàn ngưng tụ (với động cơ quạt), máy thu, phinlọc, máy sấy, mắt ga, van điện từ, van tiết lưu tay, dàn bay hơi (với quạt động cơ), vanhồi lưu, đồng hồ đo áp, van an toàn Thiết bị chạy bởi mạch trong bảng điều khiển.

3 Phần mềm P/G: Phần mềm KTE-DA100 hiển thị với nhiệt độ, áp suất,enthanpy, lượng nhiệt trao đổi mỗi dàn được đo theo thời gian thực, sau đó được lưubởi file Excel để dữ liệu thu được hiển thị và phân tích theo đồ thị

4 Phần cứng PCB: Thành phần KTE-DA100 (Phần cứng), S.M.P.S, 9 cặpnhiệt loại T và 4 cảm biến áp suất Các thiết bị cho phép đo đạc và tính toán tất cả dữliệu từ hệ thống nhiệt độ, áp suất, emthanpy, lượng trao đổi nhiệt ở mỗi vị trí, hệ sốhiệt quả năng lượng (COP) thông qua phần mềm trên máy tính

2 Nguyên lý làm việc của hệ thống làm lạnh ghép tầng KTE-5000LT

Nguyên lí của chu trình ghép tầng là ghép các chu trình lạnh đơn giản 1 cấpvào với nhau theo kiểu: thiết bị bay hơi của cấp trên làm lạnh thiết bị ngưng tụ cấpdưới

Năng suất của tầng dưới cũng là Qo, nhiệt thải ở thiết bị tầng trên cũng sẽ là

Qk = Qo + ∑Li

Như vậy, hệ số hiệu quả năng lượng COP là:

COP = ∑Qo Li

Mỗi tầng là một máy lạnh một cấp Năng suất lạnh của tầng trên dùng để hấpthụ toàn bộ nhiệt ngưng tụ của tầng dưới nên thiết bị đó được gọi là bình bay hơingưng tụ (BH-NT) Trong các thiết bị thí nghiệm này, môi chất lạnh sử dụng R404Acho tầng trên và R32 cho tầng dưới, nhiệt độ bay hơi cho tầng trên khoảng -20 ˚C vàtầng dưới khoảng -50 ˚C (hoặc có thể tới -80 ˚C)

Chu trình ghép tầng được sủ dụng rộng rãi cho nhu cầu nhiệt độ lạnh âm sâu từ-50 ˚C đến -100 ˚C Đây là phạm vi nhiệt độ mà ,áy lạnh chi trình 3 cấp có nhiềunhược điểm như áp suất ngưng tụ quá cao còn áp suất bay hơi lại quá thấp Chu trìnhghép tầng còn được sử dụng cho công nghiệp hóa lỏng khí đốt đến nhiệt độ -160 ˚C,thâm chí đến -210 ˚C

Nhược điểm của chu trình lạnh ghép tầng:

- Thiết bị phức tạp, có nhiều loại môi chất lạnh dẫn đến khó khăn trong vậnhàng, bảo dưỡng, sửa chữa

- Năng suất lạnh dao động mạnh, khó vận hành, khó điều chỉnh tự động

- Áp suất cân bằng khi dừng máy ở tầng dưới rất lớn nên phải có bình cân bằng

áp suất để không chế áp suất tầng dưới không quá cao khi máy dừng và nhiệt độ hệthống tăng lên đến nhiệt độ môi trường

III TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU

1 Trình tự thí nghiệm

- Bước 1: Thao tác trên bảng điều khiển, bật công tắc nguồn chính (Main Power) và nguồn 24V (DC 24 Power).

- Bước 2: Ấn nút Start PB1 trên bảng điều khiển

- Bước 3: Click chọn biểu tượng Run Lấy số liệu trong vòng 10 phút/lần

- Bước 4: Thay đổi công suất lạnh trong buồng lạnh bằng cách thay đổi tải củabuồng kết đông Sau đó cho thêm các chai nước (tải) và trong buồng

Lưu ý: Trong khi lấy số liệu không được thao tác vào file lưu số liệu.

- Bước 5: Kiểm tra số liệu trên file rồi lưu file

2 Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu

3.2 Chế độ có tải

- Nhận xét: Khi không tải, máy lạnh vận hành không được ổn định cho lắm,

có thể là do dao động của nhiệt độ phòng vì trời khá nắng nóng, hơn nữa cánh cửa buồng lạnh không kín khít hoàn toàn, dẫn đến sự tổn thất nhiệt

the end