Tìm hiểu tính chất tác động đến môi trường của các CFC-HCFC và việc thay thế môi chất

Đồ án chun ngành TRƯỜNG ĐHCN TPHCM KHOA CN NHIỆT LẠNH -o0o - GVHD: Lê Trần Cảnh CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Họ tên: Võ Thành Trung Nguyễn Văn Tú MSSV: 10373391 MSSV: 10371581 Ngành: Cơng nghệ Nhiệt – Lạnh Niên khố: 2011 – 2012 Tên đề tài: Tìm hiểu tính chất tác động đến mơi trường CFC-HCFC việc thay mơi chất Số liệu cho trước: Nội dung thực hiện: a.Tổng quan mơi chất lạnh b Tìm hiểu đặc tính số mơi chất CFC – HCFC ngun lý tác động đến mơi trường c Tìm hiểu đặc tính số mơi chất thay d Sự thích ứng (dầu bơi trơn, vật liệu chế tạo…) thay mơi chất e Kết luận Các vẽ: Ngày giao nhiệm vụ: 6/6/2012 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 28/7/2012 Giáo viên hướng dẫn: Lê Trần Cảnh Khoa CN Nhiệt – Lạnh Giảng viên hướng dẫn 1 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh 2 Đồ án chun ngành CHƯƠNG I GVHD: Lê Trần Cảnh TỐNG QUANG I Lịch sử phát triển: Mơi chất lạnh Mơi chất chất mơi giới sử dụng chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu nhiệt mơi trường cần làm lạnh tải nhiệt mơi trường có nhiệt độ cao (là vật chất tuần hồn hệ thống lạnh) Mơi chất làm nhiệm vụ mang nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp để thải nơi có nhiệt độ cao → thành phần khơng thể thiếu máy lạnh nén Hệ thống lạnh từ cuối năm 1800 đến năm 1929 sử dụng loại khí độc hại, ammonia (NH3), methyl chloride (CH3Cl), sulfur dioxide (SO2), chất làm lạnh Một số tai nạn chết người xảy vào năm 1920 rò rỉ methyl chloride từ hệ thống lạnh Mọi người bắt đầu rời khỏi tủ lạnh họ sân sau họ Một nỗ lực hợp tác ba cơng ty Mỹ, Frigidaire, General Motors DuPont để tìm kiếm phương pháp làm lạnh nguy hiểm Năm 1928, Thomas Midgley, Jr hỗ trợ Kettering Charles Franklin phát minh "hợp chất kỳ diệu" gọi Freon Freon đại diện cho chlorofluorocarbons khác nhau, CFCs sử dụng thương mại cơng nghiệp CFC nhóm hợp chất béo hữu có chứa ngun tố carbon flo, và, nhiều trường hợp, halogen khác (đặc biệt clo) hydro Freons chất khơng màu, khơng mùi, nonflammable, khí khơng ăn mòn chất lỏng Chlorofluorocarbons (CFC) hợp chất bền vững, chúng hợp chất hữu gồm carbon, flo, clo, hydro CFCs sản xuất tên thương mại Freon Các sáng chế chlorofluorocarbons (CFC) cuối thập niên 1920 đầu năm 1930 bắt nguồn từ kêu gọi cho lựa chọn thay an tồn để dioxide lưu huỳnh chất làm lạnh ammonia sử dụng thời điểm, CFCs ứng dụng rộng rãi sau chiến tranh giới thứ II Chloroflourocarbons lần tạo vào năm 1928 khơng độc hại, chất làm lạnh khơng flamable, lần sản xuất thương mại năm 1930 DuPont Chlorofluorocarbon CFC-12, carbon với hai clo hai Fluorines gắn liền với Phân loại – Dựa vào thành phần hóa học: • Mơi chất vơ cơ: NH3(R717), CO2 (R744), … • Mơi chất hữu cơ: hydrocacbon, halocacbon… – Dựa vào nhiệt độ sơi áp suất bão hòa • Mơi chất có áp suất sơi cao: R744 3 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh • Mơi chất có áp suất sơi trung bình:R123, R134 • Nhóm mơi chất có áp suất sơi thấp:R717, R507 Ngồi dựa vào tính độc hại tính dễ cháy nổ để phân loại Ví dụ : R113 R 1 số lượng ngun tử flo phân tử số lượng ngun tử hydro +1 số lượng ngun tử cacbon -1 chữ đầu Refrigerant Số lượng ngun tử clo xác định dễ dàng nhờ số hóa trị lại ngun tử cacbon, thí dụ R113 có flo hiđro cacbon dẫn xuất C2H6 cơng thức hóa học R113 C2Cl3F3 có thành phần brom sau ký hiệu có chữ B số số lượng ngun tử brom R13B1: CBrF3 Các dẫn xuất từ mêtan CH4 có chữ số = nên khơng viết Đó trường hợp R11, R12… Các chất đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt : R134a: CH2F-CF3 Quy tắc giới thiệu mở rộng đến prơpan C3H8 (R290), butan (C4H10) R600 Các olêfin (dẫn xuất từ hydrocacbon chưa no) có số trước chữ số : C2F4 ký hiệu R1114(CF2=CF2 – tetraflo etylen) Các hợp chất có cấu trúc vòng có thêm chữ C: C4F8 Kí hiệu RC318 • Các hỗn hợp khơng đồng sơi: R4xx, Ví dụ: R404A R125/R143/R134a: 44/52/4% Các hỗn hợp đồng sơi: R5xx, Ví dụ: R502: 48,8% R22 51,2% R115 kg/kg Các hỗn hợp khơng đồng sơi: hỗn hợp mơi chất thành phần có nhiệt độ sơi cách 15độ Hỗn hợp có nhiệt độ ngưng tụ nhiệt độ sơi thay đổi áp suất ngưng tụ áp suất sơi khơng đổi 4 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Các hỗn hợp đồng sơi: hỗn hợp thường có thành phần,mục đích để tăng cường ưu điểm hạn chế nhược điểm đơn chất Thường chất thành phần có nhiệt độ sơi khơng chênh q 100 KÍ HIỆU CỦA CÁC MƠI CHẤT LẠNH vơ cơ: Các mơi chất vơ có chữ R sau chữ số, chữ số thứ chữ số sau phân tử lượng làm tròn Ví dụ: amoniac: R717, cacbonđioxit: R744 ẢNH HƯỞNG CỦA MƠI CHẤT LẠNH ĐẾN MƠI TRƯỜNG Ngy váún âãư bo vãû mäi trỉåìng â tråí thnh ráút cáúp thiãút cọ nh hỉåíng âãún sỉû phạt triãøn bãưn vỉỵng ca cạc qúc gia Âäúi våïi nhiãưu nỉåïc âi âäi våïi viãûc tàng trỉåíng kinh tãú phi quan tám bo vãû mäi trỉåìn g Thỉûc tãú cho tháúy mäüt säú nỉåïc â tr giạ cao cho viãûc phạt triãøn kinh tãú nhỉng khäng quan tám tåïi bo vãû mäi trỉåìn g Bo vãû mäi trỉåìng â tråí thnh váún âãư cáúp thiãút ca ton thãú giåïi Nhiãưu váún âãư måïi â cọ tạc âäüng nh hỉåíng lãn ton cáưu Nhiãưu hiãûn tỉåüng thåìi tiãút nhiãưu nàm qua â cnh bạo chụng ta quan tám hån nỉía âãún bo vãû mäi trỉåìng - Nhiãût âäü Trại Âáút : Theo cạc säú liãûu ca Täøng củc khê tỉåüng Hoa K (The State of the Climate) thç nhiãût âäü trung bçnh ca Trại Âáút cọ xu hỉåïng tàng dáưn hån 100 nàm qua Âàûc biãût nhỉỵng nàm cúi thãú k 20 nhiãût âäü tàng vt Vê dủ nàm 1997 nhiãût âäü trung bçnh tàng 0,43oC so våïi nhiãût âäü trung bçnh c mäüt thåìi gian di trỉåïc âọ Ngỉåìi ta ghi nháûn âỉåüc ràòng nàm 1998 l nàm áúm nháút kãø tỉì nàm 1860 Tỉì nàm 1990 , chên mỉåìi nàm áúm nháút nàòm thåìi gian ny Nàm 2001 cng âỉåüc ghi nháûn l mäüt nàm cọ mỉïc áúm lãn k lủc (cng nàm 1998) , âäưng thåìi ghi nháûn cng l nàm k lủt vãư lủt läüi v hản hạn trãn ton cáưu Nàm 2001 nhiãût âäü trung bçnh bãư màût Trại Âáút cao hån nhiãût âäü trung bçnh 30 nàm tỉì 1961 âãún 1990 l 0,42oC - Mỉûc nỉåïc biãøn : Cng theo säú liãûu ca Täøng củc khê tỉåüng Ho K quan sạt màût nỉåïc biãøn trãn 100 nàm qua cho tháúy, mỉûc nỉåïc biãøn trãn ton cáưu tàng lãn 20cm - Bãûnh ung thỉ da v âủc tinh thãø: Do táưng ozän bë thng nãn cạc tia cỉûc têm cọ thãø xun qua låïp khê quøn v tạc âäüng âãún ngỉåìi gáy nhỉỵng háûu qu nghiãm trng : ung thỉ da, âủc tinh thãø màõt, gim hiãûu qu ca hãû miãùn dëch Ngỉåìi ta ghi nháûn âỉåüc ràòng nỉåïc Ục l nỉåïc cọ t lãû ung thỉ da nhiãưu nháút Nàm 2001 ghi nháûn cọ 300.000 trỉìåìng håüp màõc bãûnh phi âiãưu trë, hån 720.000 ca pháøu thût chỉỵa ung thỉ da âỉåüc tiãún hnh Chênh ph â chi hån 300 triãûu USD âãø chỉỵa bãûnh 5 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Mäüt nhỉỵng váún âãư m thãú giåïi âang hãút sỉïc quan tám hiãûn ny l Táút c cạc hiãûn tỉåüng biãún âäøi khê háûu åí trãn âãưu ngun nhán ch úu : - Sỉû suy gim táưn g ozän - Hiãûu ỉïn g nh kênh lm nọn g Trại âáút 1.1.1 Táưn g äzän v sỉû suy thoại Táưng Äzän l táưng khê quøn cọ âäü dy khong 40km, cạch bãư màût trại âáút tỉì 10 âãún 50 km theo chiãưu cao Äzän cọ kh nàng háúp thủ mảnh cạc tia cỉûc têm (UV) ca bỉïc xả màût tråìi cọ bỉåïc sọng tỉì 10380nm(nm=10 m) Do váûy táưng Äzän âỉåüc coi l lạ chàõn ca Trại Âáút, bo vãû cạc sinh váût ca Trại Âáút chäúng lải cạc tia cỉûc têm cọ hải ca màût tråìi âàûc biãût l bỉïc xả cỉûc têm sọng ngàõn UVB (Ultra-Violet-B) cọ bỉåïc sọng λ=290÷300nm Háûu qu s khän lỉåìng cho sỉû säúng trãn Trại Âáút nãúu táưng Äzän bë suy thoại v phạ hy Khi âọ cạc tia cỉûc têm s lm tàng kh nàng màõc bãûnh ung thỉ da, bãûnh âủc thy tinh thãø, phạ hy hãû thäúng miãøn dëch ca cå thãø ngỉåìi, gim nàng sút cáy träưng, lm máút cán bàòng sinh thại âäüng váût biãøn v nhiãưu tạc hải khạc Háưu hãút cạc hoảt âäüng säúng trãn Trại âáút s bë nh hỉåíng mäüt cạch nghiãm trng 6 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Qua nhiãưu nghiãn cỉïu, cạc nh khoa hc â phạt hiãûn sỉû suy thoại v cạc läù thng ca táưng Äzän tỉì nhỉỵng nàm 1950 Giạo sỉ Paul Crutxen ngỉåìi Âỉïc â phạt hiãûn sỉû suy thoại v cạc läø thng ca táưng äzän Nhỉng âãún nàm 1974 cạc nh khoa hc ngỉåìi M l Sherwood Powland v Mario Molina måïi phạt hiãûn ràòng cạc mäi cháút lảnh Frãän cọ chỉïa Chlorine âàûc biãût l cạc cháút CFCs chênh l th phảm phạ hy táưng Äzän v gáy hiãûu ỉïng nh kênh cho Trại Âáút Cạc mäi cháút lảnh CFCs ráút bãưn vỉỵng táưng âäúi lỉu ca khê quøn, Frãän ny nàûng hån khäng khê nhỉng sau nhiãưu nàm cng lãn âãún táưng bçnh lỉu Dỉåïi tạc dủng bỉïc xả ca cạc tia cỉûc têm phán tỉí CFC bë phạ våỵ gii phọng ngun tỉí chlorine tỉû Cạc ngun tỉí chlorine tỉû ny hoảt âäüng mäüt cháút xục tạc quạ trçnh phạ hy táưng Äzän, khäng bë máút âi phn ỉïng quang họa Do chlorine täưn tải ráút láu khê quøn (khong100 nàm hồûc hån) nãn kh nàng phạ hy Äzän ráút låïn Ngỉåìi ta ỉåïc cỉï mäüt ngun tỉí chlorine cọ thãø phạ hy 100000 phán tỉí Äzän Cạc Frãän HCFCs (cạc dáùn xút tỉì methane, ethane chỉïa chlorine, flourine v hydrogen) êt nguy hiãøm hån âäü bãưn vỉỵng họa hc ca chụng kẹm hån CFCs Thỉåìng chụng bë phán hy tỉû nhiãn trỉåïc lãn âãún âỉåüc táưng bçnh lỉu chè mäüt pháưn nh chlorine ca HCFC cọ thãø di chuøn âãún låïp Äzän ca táưng bçnh lỉu nãn kh nàng phạ hy táưng Äzän êt hån Ngỉåìi ta täøng lỉåüng clo phạt sinh trãn táưng bçnh lỉu chè cọ 1% l tỉì cạc cháút HCFC Kh nàng lm suy gim táưng Äzän ca cạc HCFCs chè khäng âãún 10% so våïi cạc CFCs Âäúi våïi cạc frãän HCFs (cạc dáùn xút tỉì methane, ethane chè chỉïa flourine v hydrogen) khäng chỉïa ngun tỉí clo khäng phạ hy táưng Äzän Nhỉ váûy cạc frãän cọ tạc dủng khạc âãún táưng äzän Âãø âạnh giạ kh nàng phạ hy táưng äzän ca cạc mäi cháút lảnh khạc ngỉåìi ta sỉí dủng chè säú phạ hy táưng äzän ODP (Äzän Depletion Potential) 1.1.2 Hiãûu ỉïn g nh kênh Nhiệt độ trung bình bề mặt trái đất định cân lượng mặt trời chiếu xuống trái đất lượng xạ nhiệt mặt đất vào vũ trụ.Ở trạng thái ổn định nhiệt độ trái đất 150C Bức xạ nhiệt mặt trời xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xun qua tầng ozon lớp khí CO2 để tới mặt đất, ngược lại xạ nhiệt từ trái đất vào vũ trụ bước sóng dài, khơng có khả xun qua lớp khí CO2 dày bị CO2 + nước khí hấp thụ.Như lượng nhiệt làm cho nhiệt độ bầu khí bao quanh trái đất tăng lên 7 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Lớp khí CO2 có tác dụng lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ trái đất quy mơ tồn cầu Bên cạnh CO2 có số khí khác gọi chung khí nhà kính NOx, Metan, CFC Để đánh giá khảa làm nóng địa cầu mơi chất lạnh khác người ta đưa số làm nóng địa cầu GWP ( Global Warming Potential) số làm nóng địa cầu, người ta lấy GWP CO2=1 - Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre tiếng Pháp, Jean Baptiste Joseph Fourier lần đặt tên, - Hiệu ứng nhà kính dùng để hiệu ứng xảy lượng xạ tia sáng mặt trời, xun qua cửa sổ mái nhà kính, hấp thụ phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu khơng gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm tồn khơng gian bên khơng phải chỗ chiếu sáng Hiệu ứng sử dụng từ lâu nhà kính trồng Ngồi hiệu ứng nhà kính sử dụng kiến trúc, dùng lượng mặt trời cách thụ động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà Từ khoảng 100 năm người tác động mạnh vào cân nhạy cảm hiệu ứng nhà kính tự nhiên tia xạ mặt trời Sự thay đổi nồng độ khí nhà kính vòng 100 năm lại (điơxít cacbon tăng 20%, mêtan tăng 90%) làm tăng nhiệt độ lên 20°C CFC (clo-flo-cacbon) chất nguy hiểm kể với tầng ozon hiệu ứng nhà kính Thành phần hóa học gồm Clo, Flo Cacbon R11, R12… chất đứng đầu danh sách chất bị cấm HCFC (hydro-clo-flo-cacbon) chất nguy hiểm Ngồi thành phần Clo, Flo chúng có chứa nhiều ngun tử hyđro Chính thành phần hyđro làm cho chúng bị phân hủy nhanh khả phá hủy tầng ozon giảm Tuy nhiên chất gây hiệu ứng nhà kính cao Tùy theo tính chất cụ thể mơi chất, chúng lựa chọn mơi chất q độ đến năm 2020- 2030 Đại diện tiêu biểu R22 R123 HFC (hydro-flo-cacbon) chất khơng phá hủy tầng ozon, gây hiệu ứng nhà kính Đại diện R134a 8 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Âãø âạnh giạ kh nàng gáy hiãûu ỉïng nh kênh ca cạc mäi cháút lảnh khạc ngỉåìi ta sỉí dủng chè säú lm nọng trại âáút GWP (Global Warming Potential) Sau âáy l chè säú phạ hy táưng Äzän ODP v lm nọng trại âáút GWP ca mäüt säú mäi cháút lảnh láúy R11 lm chøn: Bn g 1.1: Chè säú ODP, GWP ca mäüt säú mäi cháút lản h thäng dủn g Mäi Näưng âäü thãø têch Thåìi gian täưn tải Chè säú ODP Chè säú GWP cháút kq (10-12) kq (nàm) (R11=1) (R11=1) R10 140 50 1,1 0,35 R11 250 65 1,0 1,0 9 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh R12 R12B1 R13 R13B1 R14 R20 R22 R40 R113 R114 R114B2 R115 R116 R123 R124 R125 R134a R140a R141b R142b R143 R152a CHỈÅNG : TẠC 450 120 0,9-1 15 10 400 0,45 100 8-13 Cọ 70 10.00 Cọ 10 0,6 Cọ 60 15 0,05 0,35 600 1,5 Cọ Cọ 35 90 0,85 1,35 15 200 0,7 400 0,4 7,5 >500 Cọ 0,02 0,02 0,02 0,1 28 0,6 16 0,26 140 0,15 0,025 0,1 0,09 19 0,06 0,36 41 0,75 0,03 ÂÄÜN G CA FRÃÄN C ÂÃÚN MÄI TRỈÅÌN G V MÄI CHÁÚT LẢN H MÅÏI THAY THÃÚ 2.1 MÄI CHÁÚT FRÃÄN C V TẠC HẢI ÂÃÚN MÄI TRỈÅÌN G Cạc mäi cháút lảnh Frãän â v âang âỉåüc sỉí dủng ngnh k thût lảnh bao gäưm cạc mäi cháút ch úu sau âáy: - Lm mäi cháút lảnh : R12, R22 v R502 - Chãú tảo bäüt xäúp lm cạc táúm panel cạch nhiãût : R11 Nọi chung cạc mäi cháút lảnh l håüp cháút hỉỵu cå ca cạc ngun täú Cạcbon ( C ), Hiârrä ( H ), Clo (Cl) Flo (F) Tu thüc vo thnh pháưn m ngỉåìi ta chia lm cạc nhọm sau âáy : 2.1.1 Cạc cháút CFC s : L håüp cháút ca Cạc bon, Flo v Clo Âọ l cạc cháút nhọm I phủ lủc A, Nhọm I phủ lủc B Cäng thỉïc hoạ hc cọ dảng sau CmFnClk Cạc cháút CFCs l nhỉỵng tạc nhán gáy phạ hu táưng Äzän låïn nháút Chè säú phạ hu táưng Äzän ca låïn hån hàón so våïi cạc cháút khạc Nhỉ váûy cạc mäi cháút sỉí dủng k thût lảnh cọ R11 v R12 l cạc cháút CFCs Ngỉåìi ta nháûn tháúy cạc cháút CFC ráút bãưn vỉỵng khäng khê , nàûng hån khäng khê nhỉng sau nhiãưu nàm cng âỉåüc âáøy lãn táưng bçnh lỉu ÅÍ âọ dỉåïi tạc dủng ca cạc tia cỉûc têm cạc cháút CFC phán hu v gii phọng Clo Cạc phán tỉí clo hoảt âäüng mäüt cháút xục tạc quạ trçnh phạ hu táưng Äzän v khäng máút âi sau phn ỉïng quang hoạ Clo täưn tải ráút láu khê quøn, hån 100nàm nãn kh nàng phạ hu ráút låïn Ngỉåìi ta 10 10 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Hçnh 3-13 : Cäng nẹn riãng l , kJ/kg 80 l, kj/kg R22 70 R407A 60 R407B 50 R404A 40 R502 30 -45 -40 -35 -30 -25 to, oC Nháûn xẹt : - Cäng nẹn riãng ca cạc mäi cháút lảnh måïi nh hån R22 nhỉng låïn hån R502 - Cäng nẹn riãng ca R407A xáúp xè R22, sai lãûch 0,23÷7,2% Cäng nẹn riãng ca R404A l gáưn R502 nhỉng sai lãûch khạ låïn 14÷22% Cäng sút nhiãût riãng q k (kJ/kg) Kãút qa xạc âënh Cäng sút nhiãût riãng qk (kJ/kg) åí cạc nhiãût âäü bay håi khạc v tk = 35oC âỉåüc âỉa trãn bng 3-19 v hçnh v 3-14 Bn g 3-19 Kãút qa xạc âënh Cäng sút nhiãût riãng q k (kJ/kg) åí cạc nhiãût âäü bay håi khạc NHIÃÛT ÂÄÜ -45 -40 -35 -30 -25 R22 217,06 212,11 208,28 205,70 198,67 R407A 200,41 197,16 194,30 192,42 190,19 R407B 153,19 151,21 149,80 148,03 146,79 R404A 145,42 144,59 143,20 142,07 143,81 R502 134,30 131,86 130,96 129,22 128,26 Hçnh 3-12 : Nàng sút lản h qv , kJ/m 400 qv, kj/m3 R502 200 R22 000 R404A 800 R407B 600 R407A 400 -45 -40 -35 -30 -25 40 40 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Nháûn xẹt : - Cäng sút nhiãût riãng qk ca cạc mäi cháút lảnh måïi nh hån R22 nhỉng låïn hån R502 - Cäng sút nhiãût riãng ca R407A xáúp xè R22, sai lãûch 4,3÷7,7% Cäng sút nhiãût riãng ca R404A gáưn våïi R502 nháút nhỉng sai lãûch âãún 8,3÷12,1% Nhiãût âäü cúi quạ trçnh nẹn cáúp Kãút qa xạc âënh nhiãût âäü nẹn cáúp åí cạc nhiãût âäü bay håi khạc v t k = 35oC âỉåüc âỉa trãn bng 3- 20 Bn g 3-20 Kãút qa xạc âënh nhiãût âäü nẹn cáúp åí cạc nhiãût âäü bay håi khạc NHIÃÛT ÂÄÜ -45 -40 -35 -30 -25 R22 58,30 55,80 53,90 52,50 47,00 R407A 46,70 45,60 44,60 44,10 43,10 R502 42,10 41,40 40,70 40,40 39,80 R407B 41,50 41,00 40,60 40,00 39,80 R404A 39,40 39,20 38,90 38,50 38,30 Nháûn xẹt : Kãút qu trãn bng 3-20 cho tháúy nhiãût âäü cúi quạ trçnh nẹn cáúp t4 ca cạc mäi cháút lảnh âãưu âảt u cáưu 3.2.4 Kãút lûn Thay thãú cho R22 Càn cỉï vo kãút qu nghiãn cỉïu cạc âàûc nhiãût chu trçnh ca hãû thäúng lảnh cáúp chụng ta cọ thãø rụt cạc âạnh giạ åí bng dỉåïi âáy : Bn g 3-21 Bảng đánh giá mơi chất thay R22 Mäi cháút R404A R407A R407B Thäng säú Hãû säú lảnh ε Nàng sút lảnh riãng qo Nàng sút lảnh thãø têch qv Cäng nẹn riãng l Cäng sút nhiãût riãng qk 1,71÷2,63 Âỉåüc 32÷37% Khäng täút 4÷8% Täút 9÷21% Khäng täút 27÷33% Khäng täút Täút 1,88÷2,97 Âỉåüc 10÷13% Âỉåüc 13÷20% Khäng täút 0,23÷7,2% Täút 4,3÷7,7% Täút Täút 1,73÷2,84 Âỉåüc 30÷35% Khäng täút 9÷16% Khäng täút 13÷18% Khäng täút 26÷29,5% Khäng täút Täút Nhiãût âäü cúi quạ trçnh nẹn cáúp * Lỉu : Cạc âải lỉåüng % l sai lãûch tỉång âäúi so våïi R22 Qua bng âạnh giạ 3-21 ta tháúy : Cọ thãø sỉí dủng R407A âãø thay thãú R22 phảm vi nhiãût âäü tháúp, nhiãn âáy váùn chỉa phi l phỉång ạn täúi ỉu vç sai lãûch váùn tỉång âäúi cao, âàûc biãût nàng sút lảnh riãng thãø têch qv Trong cng âiãưu kiãûn cng kêch thỉåïc mạy nẹn thç sỉí dủng R404A l thêch håüp nháút Thay thãú cho R502 41 41 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Càn cỉï vo kãút qu nghiãn cỉïu cạc âàûc nhiãût chu trçnh ca hãû thäúng lảnh cáúp chụng ta cọ thãø rụt cạc kãút qu âạnh giạ dỉåïi âáy : Bn g 3-22 Bảng đánh giá mơi chất thay R502 Mäi cháút R404A R407A R407B Thäng säú Hãû säú lảnh ε 1,71÷2,63 1,88÷2,97 1,73÷2,84 Âỉåüc Âỉåüc Âỉåüc Nàng sút lảnh riãng qo 0,86÷3,69% 38,5÷39,5% 5÷7 Täút Khäng täút Âỉåüc Nàng sút lảnh thãø têch qv 6÷9% 14÷21% 10÷17% Täút Khäng täút Khäng täút Cäng nẹn riãng l 14÷22% 43,4÷44,4% 16,5÷17,3% Âỉåüc Khäng täút Âỉåüc Cäng sút nhiãût riãng qk 8,3÷12,1% 48,3÷49,2% 14÷14,5% Âỉåüc Khäng täút Âỉåüc Nhiãût âäü cúi quạ trçnh nẹn Täút Täút Täút cáúp Càn cỉï vo bng âạnh giạ rụt kãút lûn : Cọ thãø sỉí dủng R404A âãø thay thãú R502 phảm vi nhiãût âäü tháúp, cạc kãút qu âạnh giạ âãưu âảt u cáưu v täút CHỈÅNG IV NGHIÃN CỈÏU THAY THÃÚ CẠC FRÃÄN TRONG CẠC HÃÛ THÄÚN G LẢN H CÁÚP V CÁÚP Hiãûn cạc hãû thäúng lảnh v âiãưu ho åí Viãût nam sỉí dủng khạ nhiãưu cạc mäi cháút lảnh R12, R22 v R502 Theo tiãún trçnh loải b cạc mäi cháút lảnh ny tỉång lai khäng xa cạc hãû thäúng lảnh âang hoảt âäüng hiãûn ca chụng ta s khäng cọ mäi cháút lảnh âãø sỉí dủng nỉía Quan sạt giạ ca cạc mäi cháút lảnh c ta cọ thãø tháúy giạ ca cạc mäi cháút lảnh ny ngy cng tàng cao cạc nh sn xút låïn â ngỉng hồûc gim sn xút cạc mäi cháút ny Vç váûy âàût váún âãư ráút bỉïc thiãút l phi ci tảo cạc hãû thäúng lảnh âang sỉí dủng cạc mäi cháút R12, R22 v R502 trỉåïc thay thãú mäi cháút lảnh måïi ÅÌ âáy chè tiãún hnh kiãøm tra cạc hãû thäúng lảnh åí 02 màût chênh sau âáy : 1) Kiãøm tra cäng sút nhiãût ca cạc thiãút bë trao âäøi nhiãût : Thiãút bë ngỉng tủ, thiãút bë bay håi 2) Kiãøm tra âàûc thu âäüng thay thãú mäi cháút lảnh måïi 42 42 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh ÅÍ âáy chụng täi s khäng tiãún hnh kiãøm tra thay thãú cho mäüt hãû thäúng củ thãø no m tiãún hnh kiãøm tra mäüt cạch täøng quạt Tỉì kãút quí täøng quạt âọ s dãù dng suy cho cạc trỉåìng håüp củ thãø 4.1 HÃÛ THÄÚN G LẢN H CÁÚP 4.1.1 Cå såí l thuút v xáy dỉûn g bi toạn Kiãøm tra cäng sút nhiãût Khi thay thãú cạc mäi cháút lảnh måïi cho mäüt mäi cháút lảnh cọ sàơn m giỉỵ ngun ton bäü thiãút bë ca hãû thäúng, mạy nẹn, mä tå mạy nẹn thç thãø têch hụt l thuút ca hãû thäúng trỉåìng håüp âãưu khäng âäøi : VLT1 = VLT2 VLT1 - Thãø têch hụt l thuút sỉí dủng mäi cháút lảnh c VLT2 - Thãø têch hụt l thuút sỉí dủng mäi cháút lảnh måïi a Sỉû thay âäøi nàng sút lảnh Qo Gi Qo2 - Nàng sút lảnh ca mäi cháút lảnh thay thãú Qo1 - Nàng sút lảnh ca mäi cháút cáưn thay thãú Ta âỉa hãû säú âạnh giạ mỉïc âäü sai lãûch nàng sút lảnh tiãún hnh thay thãú sau V V Qo = G.q o = tt q o = λ LT q o Do v1 v1 ao = Qo1 − Qo Q 100% = (1 − 02 ).100% Q01 Q01 a0 = [ λ q 02 v11 − 1].100% λ1 q 01 v12 chãnh lãûch nàng sút lảnh sau : b Sỉû thay âäøi cäng sút nhiãût riãng q k Gi Qk2 - Cäng sút nhiãût riãng ca mäi cháút lảnh thay thãú Qk1 - Cäng sút nhiãût riãng ca mäi cháút cáưn thay thãú ak = Nãn cọ thãø rụt âäü Qk − Qk1 Q 100% = [ k − 1].100% Qk1 Qk ak = [ λ q k v11 − 1].100% λ1 q k1 v12 Ta âỉa hãû säú âạnh giạ mỉïc âäü sai lãûch cäng sút nhiãût riãng tiãún hnh thay thãú sau : Kiãøm tra täúc âäü ca mäi cháút trãn hãû thäún g Trong pháưn ny chụng täi s tiãún hnh kiãøm tra täúc âäü ca mäi cháút trãn ton hãû thäúng trỉåìng håüp tiãún hnh thay thãú , củ thãø sau : - Täúc âäü trãn âỉåìng hụt v bçnh tạch lng - Täúc âäü trãn âỉåìng âáøy v bçnh tạch dáưu - Täúc âäü ga trãn âỉåìng cáúp dëch lng + Gi ω1, ω2 láưn lỉåüt l täúc âäü mäi cháút chuøn âäüng qua mäüt thiãút bë no âọ ca hãû thäúng lảnh sỉí dủng mäi cháút lảnh c v mäi cháút lảnh måïi ω − ω1 ω aω = 100% = ( − 1).100% ω1 ω1 + Sỉû thay âäøi täúc âäü tỉång âäúi thay thãú mäi cháút lảnh måïi l : 43 43 Đồ án chun ngành ωi = 4.Vi Π.d i = 4.G.v i Π.d i = GVHD: Lê Trần Cảnh 4.λ.G LT v i Π.d i = 4λ Π.d i vi V LT vh Màût khạc täúc âäü ca mäi cháút no âọ tải mäüt vë trê báút k trãn hãû thäúng âỉåüc xạc âënh sau : âọ Vi, G - Lỉu lỉåüng thãø têch v khäúi lỉåüng ca mäi cháút trãn âoản i âang xẹt VLT, GLT - Lỉu lỉåüng thãø têch v khäúi lỉåüng ca mäi cháút vi, di - Thãø têch riãng, âỉåìng kênh âoản äúng, thiãút bë âang xẹt vh - Thãø têch riãng trảng thại hụt vo mạy nẹn (trảng thại 1) λ - Hãû säú cáúp ca chu trçnh Tỉì âọ suy sai lãûch tỉång âäúi täúc âäü sau : λ v v aω = [ 2i h1 − 1].100% λ1 v1i v h âọ: λ1, λ2 - Hãû säú cáúp ca hãû thäúng sỉí dủng frãän c v mäi cháút lảnh måïi v1i, v2i - Thãø têch riãng ca frãän c v mäi cháút lảnh thay thãú tải vë trê âang xẹt i vh1, vh2 - Thãø têch riãng ca frãän c v mäi cháút lảnh thay thãú åí âáưu hụt mạy nẹn 4.1.2 Kãút qu kiãøm tra cäng sút nhiãût Sỉí dủn g R134a thay thãú R12 Bảng 4-1Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R134a thay R12 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 ao (%) -13,03 -10,57 -7,92 -5,73 -3,81 -1,92 0,21 ak (%) -11,28 -8,90 -5,91 -4,39 -2,43 -0,61 1,74 Nhỉ váûy sỉí dủng R134a âãø thay thãú R12 cho cạc hãû thäúng lảnh cáúp thç tu thüc vo phảm vi nhiãût âäü lm viãûc m : + Nàng sút lảnh Qo gim tỉì 0÷13,03 % Vê dủ mạy âiãưu ho lm viãûc åí -5oC thç Qo chè gim 1,92%, khäng âạng kãø + Nhiãût ngỉng tủ Qk gim tỉì 0÷11,28 % Sỉí dủn g R407A thay thãú R22 Bảng 4-2Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R407A thay R22 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 ao (%) -11,59 -10,66 -8,95 -7,52 -5,25 -3,37 -1,85 ak (%) -10,09 -9,08 -7,51 -6,09 -4,28 -2,38 -0,99 Khi thay thãú R407A vo hãû thäúng R22 thç - Nàng sút lảnh Qo gim tỉì 1,85÷11,59% v Qk gim 0,99÷10,09% Vê dủ thay thãú cho R22 hãû thäúng lảnh kho bo qun to= -25oC thç Qo gim 10,66% v Qk gim 9,08% Sỉí dủn g R407C thay thãú R22 Bảng 4-3 Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R407C thay R22 44 44 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 ao (%) -14,25 -15,64 -13,37 -12,27 -9,76 -8,37 -7,16 ak (%) -13,01 -14,29 -12,25 -11,09 -8,92 -7,47 -6,17 Khi thay thãú R407C vo hãû thäúng R22 thç - Nàng sút lảnh Qo gim tỉì 7,16÷14,25% v Qk gim 6,17÷13,01% Vê dủ thay thãú cho R22 hãû thäúng lảnh kho bo qun to= -25oC thç Qo gim 15,64% v Qk gim 14,29% 45 45 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Sỉí dủn g R404A thay thãú R502 Bảng 4-4 Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R404A thay R502 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 ao (%) -4,23 -2,73 -0,97 -0,60 0,14 1,03 2,80 ak (%) -1,97 -0,96 0,09 0,64 1,05 1,38 3,39 Trãn bng kãút qu toạn cho tháúy sỉí dủng R404A âãø thay cho R502 hãû thäúng cáúp nàng sút lảnh Qo v cäng sút nhiãût ngỉng tủ ráút êt thay âäøi chè dao âäüng dỉåïi 5% Nhỉ váûy dng R404A thay thãú R502 ráút täút Sỉí dủn g R404B thay thãú R502 Bảng 4-1 Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R404B thay R502 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 ao (%) -7,63 -6,60 -3,74 -2,32 -0,84 0,50 2,40 ak (%) -6,39 -5,34 -3,29 -1,74 -0,22 0,63 2,81 Trãn bng kãút qu toạn cho tháúy sỉí dủng R407B âãø thay cho R502 hãû thäúng cáúp thç nàng sút lảnh Qo v cäng sút nhiãût ngỉng tủ Qk thay âäøi khäng âạng kãø chè dao âäüng tỉì 0÷8% Nhỉ váûy dng R407B thay thãú R502 cng ráút täút 4.1.3 Kãút qu kiãøm tra täúc âäü trãn hãû thäún g Sỉí dủn g R134a thay thãú R12 Bảng 4-6 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R134a thay R12 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 Âỉåìng âáøy v tạch dáưu -13,03 -10,42 -7,83 -5,90 -3,74 -2,04 0,19 Âỉåìng hụt v tạch lng -1,07 -0,78 -0,50 -0,25 -0,24 -0,12 -0,11 Âỉåìng cáúp dëch 0,07 0,14 0,52 0,05 -0,46 -1,61 -3,19 - Khi sỉí dủng R134A âãø thay thãú cho R12 thç täúc âäü trãn háưu hãút cạc khu vỉûc ca hãû thäúng âãưu gim, trỉì trãn âỉåìng cáúp dëch lm viãûc åí vng nhiãût âäü tháúp l täúc âäü tàng, nhỉng khäng âạng kãø Nhỉ váûy khäng cáưn thiãút phi thay âäøi âỉåìng äúng - Sỉû thay âäøi täúc âäü âãưu khäng âạng kãø Sỉí dủn g R407A thay thãú R22 Bảng 4-7 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R407 thay R22 o to, C -30 -25 -20 -15 -10 -5 Âỉåìng âáøy v tạch dáưu -21,26 -20,30 -18,78 -17,36 -15,32 -13,47 -12,12 Âỉåìng hụt v tạch lng -0,26 -0,13 -0,12 -0,12 0,00 0,00 0,00 Âỉåìng cáúp dëch 19,49 18,33 17,37 13,71 15,82 14,76 11,45 Khi thay thãú R407C vo hãû thäúng sỉí dủng R22 thç so våïi R22, täúc âäü trãn hãû thäúng sau : - Trãn âỉåìng âáøy v bçnh tạch dáưu : Täúc âäü gim tỉì 12-22% 46 46 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh - Âỉåìng hụt v bçnh tạch lng : Gim khäng âạng kãø - Trãn âỉåìng cáúp dëch täúc âäü tàng khạ låïn tỉì 11-20% , vç váûy cáưn kiãøm tra cọ â âiãưu kiãûn hay khäng Nãúu khäng â thç phi tiãún hnh thay âäøi âỉåìng äúng Sỉí dủn g R407C thay thãú R22 Bảng 4-8 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R407C thay R22 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 Âỉåìng âáøy v tạch dáưu -20,04 -21,08 -19,12 -17,89 -15,46 -13,96 -12,60 Âỉåìng hụt v tạch lng -0,52 -0,51 -0,37 -0,24 -0,24 -0,12 -0,11 Âỉåìng cáúp dëch 41,79 49,20 57,75 31,84 34,92 43,31 36,52 Khi sỉí dủng R407C thay R22 , thç täúc âäü dng ga trãn hãû thäúng thay âäøi sau : - Trãn âỉåìng âáøy v bçnh tạch dáưu : Täúc âäü gim tỉì 12,6-20% - Trãn âỉåìng hụt v bçnh tạch lng gim khäng âạng kãø - Trãn âỉåìng cáúp dëch tàng ráút låïn tỉì 37-42% Sỉí dủn g R404A thay thãú R502 Bảng 4-9 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R404A thay R502 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 Âỉåìng âáøy v tạch dáưu -10,80 -9,89 -8,89 -8,35 -8,04 -7,73 -5,90 Âỉåìng hụt v tạch lng 0,13 0,00 0,12 0,00 0,00 0,00 0,11 Âỉåìng cáúp dëch 11,12 11,45 12,61 12,98 13,08 14,01 15,70 sau : Khi sỉí dủng R404A thay R502 , thç täúc âäü dng ga trãn hãû thäúng thay âäøi - Trãn âỉåìng âáøy v bçnh tạch dáưu : Täúc âäü gim tỉì 6-11% - Trãn âỉåìng hụt v bçnh tạch lng gim khäng âạng kãø - Trãn âỉåìng cáúp dëch tàng ráút låïn tỉì 11-16% Sỉí dủn g R407B thay thãú R502 Bảng 4-10 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R407B thay R502 to, oC -30 -25 -20 -15 -10 -5 Âỉåìng âáøy v tạch dáưu -17,42 -16,53 -14,71 -13,31 -12,04 -11,28 -9,39 Âỉåìng hụt v tạch lng -0,26 -0,25 -0,12 -0,12 -0,12 -0,12 0,00 Âỉåìng cáúp dëch 3,59 2,38 2,80 2,55 1,82 0,91 -0,11 sau : Khi sỉí dủng R407B thay R502 , thç täúc âäü dng ga trãn hãû thäúng thay âäøi - Trãn âỉåìng âáøy v bçnh tạch dáưu : Täúc âäü gim tỉì 9-18% - Trãn âỉåìng hụt v bçnh tạch lng gim khäng âạng kãø - Trãn âỉåìng cáúp dëch tàng tỉì 0-4% 4.1.4 Kãút lûn Bảng 4-11 Kãút qu kiãøm tra thay thãú hãû thäún g mạy cáúp STT Càûp mäi cháút ao, % ak, % Vë trê aω , % 47 47 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh R134A/R12 -13,03 ÷ -0,21 R407A/R22 -11,54 ÷ -1,85 R407C/R22 -14,25 ÷ -7,16 R404A/R502 -4,23 ÷ +2,8 R407B/R502 -7,63 ÷ +2,4 Âỉåìng âáøy -8,9 ÷ -1,74 Âỉåìng hụt Cáúp dëch Âỉåìng âáøy -9,08 ÷ -0,94 Âỉåìng hụt Cáúp dëch Âỉåìng âáøy -13,01 ÷ Âỉåìng hụt -6,17 Cáúp dëch Âỉåìng âáøy -1,97 ÷ Âỉåìng hụt +3,39 Cáúp dëch Âỉåìng âáøy -6,39 ÷ + Âỉåìng hụt 2,81 Cáúp dëch 0,19 ÷ - 13,03 -1,07 ÷ -0,11 -,07 ÷ - 3,19 -21,26 ÷-12,12 -0,26 ÷ 19,49 ÷ 11,45 -20,04 ÷ -12,6 -0,52 ÷ -0,11 41,79 ÷ 36,52 -10,8 ÷ -5,9 0,31 ÷ 0,11 11,12 ÷ 15,70 -17,42 ÷-9,39 -0,26 ÷ 3,59 ÷ -0,11 Khi thay thãú cạc mäi cháút lảnh måïi cho cạc mäi cháút lảnh c hãû thäúng lảnh cáúp ta nháûn tháúy : Nàng sút lảnh Qo, cäng sút nhiãût Qk âãưu gim T lãû gim cng låïn nãúu nhiãût âäü bay håi gim Trong phảm vi nhiãût âäü to > -30oC, t lãû gim khäng quạ 15% v cọ thãø cháúp nháûn âỉåüc Riãng cäng sút nhiãût ngỉng tủ gim cng lm cho hãû thäúng hoảt âäüng an ton hån Täúc âäü mäi cháút lỉu chuøn trãn háưu hãút cạc âoản âỉåìng äúng âãưu gim , trỉì trãn âỉåìng cáúp dëch täúc âäü tàng âạng kãø Vç váûy âỉåìng äúng cáúp dëch cáưn thay thãú cho ph håüp våïi cháút lảnh måïi Tuy nhiãn sỉû thay thãú ny l khäng âạng kãø 4.2 HÃÛ THÄÚN G LẢN H CÁÚP 4.2.1 Cå såí l thuút v xáy dỉûn g bi toạn Kiãøm tra cäng sút nhiãût Khi thay thãú cạc mäi cháút lảnh måïi cho mäüt mäi cháút lảnh cọ sàơn m giỉỵ ngun ton bäü thiãút bë ca hãû thäúng, mạy nẹn, mä tå mạy nẹn thç thãø têch hụt l thuút ca cáúp hãû thäúng trỉåìng håüp âãưu khäng âäøi : VLT1HA = VLT2HA VLT1CA = VLT2CA HA CA VLT1 , VLT1 - Thãø têch hụt l thuút sỉí dủng mäi cháút lảnh c phêa ạp v cao ạp VLT2HA , VLT2 CA - Thãø têch hụt l thuút sỉí dủng mäi cháút lảnh måïi phêa ạp v cao ạp a Sỉû thay âäøi nàng sút lản h Q o Gi Qo2 - Nàng sút lảnh ca mäi cháút lảnh thay thãú Qo1 - Nàng sút lảnh ca mäi cháút lảnh c cáưn thay thãú Q − Q01 λ q v a o = 02 100% = [ 02 h1 − 1].100% Q01 λ1 q 01 v h Tỉång tỉû hãû thäúng lảnh cáúp ta âỉa âải lỉåüng âạnh giạ sỉû thay âäøi nàng sút lảnh sau : âọ λ1, λ2 - Hãû säú cáúp phêa ạp ca mäi cháút lảnh frãän v ca mäi cháút måïi 48 48 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh q01, q02 - Nàng sút lảnh riãng ca frãän v mäi cháút lảnh måïi, kJ/kg vh1, vh2 - Thãø têch riãng håi hụt phêa ạp, m3/kg b Sỉû thay âäøi nàng sút nhiãût Q k Tỉång tỉû nàng sút lảnh, sỉû thay âäøi cäng sút nhiãût cng âỉåüc âạnh giạ dỉûa vo hãû säú sau âáy : Q − Qk1 λ q v ak = k 100% = [ k h1 − 1].100% Qk1 λ1 q k1 v h 2 Kiãøm tra täúc âäü ca mäi cháút trãn hãû thäún g a Phêa ạp HA HA ω 2i − ω 1i v 2i v h1 λ2 HA aω = 100% = [ HA HA − 1].100% ω 1i v1i v h λ1 Sỉû thay âäøi täúc âäü tỉång âäúi ca mäi cháút thay thãú cho frrãän phêa ạp âỉåüc sau : âọ : ω2i, ω1i - Täúc âäü mäi cháút åí vë trê báút k phêa ạp ỉïng våïi mäi cháút v v2i, v1i - Thãø têch riãng mäi cháút ca âiãøm âang xẹt ỉïng våïi mäi cháút v vh2HA, vh1HA - Thãø têch riãng trảng thại hụt phêa ạp ỉïng våïi mäi cháút v λ2HA, λ1HA - Hãû säú cáúp phêa ạp ỉïng våïi mäi cháút v b Phêa cao ạp CA CA ω − ω 1i v v λ CA aω = i 100% = [ 2CA 2i h1 CA − 1].100% ω 1i v1i v h λ1 Sỉû thay âäøi täúc âäü tỉång âäúi ca mäi cháút thay thãú cho frrãän phêa cao ạp âỉåüc sau : âọ: ω2i, ω1i - Täúc âäü mäi cháút åí vë trê báút k phêa cao ạp hãû thäúng sỉí dủng mäi cháút v v2i, v1i - Thãø têch riãng mäi cháút ca âiãøm âang xẹt ca mäi cháút v vh2CA, vh1CA - Thãø têch riãng trảng thại hụt phêa cao ạp ca mäi cháút v λ2HA, λ1HA - Hãû säú cáúp phêa cao ạp ca mäi cháút v 4.2.2 Kãút qu kiãøm tra cäng sút nhiãût Sỉí dủn g R407A thay R22 Kãút qu kiãøm tra nàng sút lảnh thay R407A cho R22 hãû thäúng lảnh cáúp våïi khong nhiãût âäü lm viãûc tỉì -45oC âãún -25oC , tk = 35oC âỉåüc âỉa åí bng Bảng 4-12 Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R407A thay R22 to, oC -45 -40 -35 -30 -25 ao (%) -21,07 -18,99 -16,80 -26,17 -12,67 ak (%) -16,34 -14,29 -12,37 -22,67 -7,12 Theo kãút qu âỉa ta nháûn tháúy , thay thãú R407A cho R22 thç so våïi sỉí dủng R22 nàng sút lảnh Qo v Qk gim âạng kãø : Qo gim tỉì 13-21%, Qk gim 7-16% Sỉí dủn g R404A thay R502 Kãút qu kiãøm tra nàng sút lảnh thay R404A cho R502 hãû thäúng lảnh cáúp våïi khong nhiãût âäü lm viãûc tỉì -45oC âãún -25oC , tk = 35oC âỉåüc âỉa åí bng Bảng 4-13 Bảng đánh giá mức độ chênh lệch suất lạnh ao cơng suất nhiệt riêng ak sử dụng R404A thay R502 49 49 Đồ án chun ngành to, oC ao (%) ak (%) GVHD: Lê Trần Cảnh -45 -9,57 -2,92 -40 -9,02 -1,82 -35 -7,38 -1,04 -30 -6,60 -0,33 -25 -5,85 1,81 Theo kãút qu âỉa ta nháûn tháúy , thay thãú R404A cho R502 thç so våïi sỉí dủng R22 nàng sút lảnh Qo v Qk gim khäng âạng kãø : Qo gim tỉì 16-9%, Qk gim 23% 4.2.3 Kãút qu kiãøm tra täúc âäü trãn hãû thäún g Sỉí dủn g R407A thay R22 Kãút qu kiãøm tra täúc âäü trãn mäüt säú âoản âỉåìng äúng chênh thay R407A cho R22 hãû thäúng lảnh cáúp våïi khong nhiãût âäü lm viãûc tỉì -45oC âãún -25oC , tk = 35oC âỉåüc âỉa åí bng Bảng 4-14 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R407A thay R22 to, oC -45 -40 -35 -30 -25 - Âỉåìng hụt ạp -0,86 -0,60 -0,35 -0,23 -0,23 - Âỉåìng âáøy ạp -14,02 -12,74 -11,67 -22,69 -9,29 - Âỉåìng hụt cao ạp -0,12 0,00 0,00 0,00 0,00 - Âỉåìng âáøy cao ạp -17,09 -15,74 -14,76 -10,97 -10,92 - Âỉåìng cáúp dëch 11,68 12,84 13,61 18,12 15,16 Theo bng kãút qu ny ta nháûn tháúy : - Täúc âäü trãn âỉåìng hụt cao ạp v ạp thay âäøi khäng âạng kãø - Trãn âỉåìng âáøy täúc âäü gim khạ nhiãưu , trãn 10% - Trãn âỉåìng cáúp dëch täúc âäü tàng khạ låïn , trãn 10% Sỉí dủn g R404A thay R502 Kãút qu kiãøm tra täúc âäü trãn mäüt säú âoản âỉåìng äúng chênh thay R407A cho R22 hãû thäúng lảnh cáúp våïi khong nhiãût âäü lm viãûc tỉì -45oC âãún -25oC , tk = 35oC âỉåüc âỉa åí bng Bảng 4-15 Bảng kiểm tra tốc độ mơi chất khu vực hệ thống sử dụng R404A thay R502 to, oC -45 -40 -35 -30 -25 - Âỉåìng hụt ạp -0,36 0,12 0,12 0,11 -0,23 - Âỉåìng âáøy ạp -4,70 -4,80 -4,17 -3,59 -2,04 - Âỉåìng hụt cao ạp 0,00 0,00 0,00 0,11 0,00 - Âỉåìng âáøy cao ạp -5,59 -8,20 -7,77 -7,45 -3,94 - Âỉåìng cáúp dëch 19,92 16,31 16,67 17,18 21,22 Theo bng kãút qu ny ta nháûn tháúy : - Täúc âäü trãn âỉåìng hụt cao ạp v ạp thay âäøi khäng âạng kãø - Trãn âỉåìng âáøy täúc âäü gim vỉìa phi , dỉåïi 10% - Trãn âỉåìng cáúp dëch täúc âäü tàng låïn , trãn 15% 50 50 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh 4.2.4 Kãút lûn Kãút qu kiãøm tra thay thãú R22 v R502 hãû thäúng lảnh cáúp åí nhiãưu chãú âäü khạc âỉåüc âỉa trãn bng dỉåïi âáy Bảng 4-16 Kãút qu kiãøm tra thay thãú R22 v R502 hãû thäún g lản h cáúp STT Càûp mäi cháút ao, % ak, % Vë trê aω , % Hụt ạp -0,86 ÷ -0,23 Âáøy ạp -14,02 ÷ -9,29 -21,07÷-16,34 ÷ Hụt cao ạp R407A/R22 -0,12 ÷ 12,67 -7,12 Âáøy ạp -17,09 ÷ -10,92 Cáúp dëch 11,68 ÷ 15,16 Hụt ạp -0,36 ÷ -0,23 Âáøy ạp -4,7 ÷ -2,04 -2,92 ÷ Hụ t cao p R404A/R502 -9,57 ÷ -5,85 0÷0 +1,81 Âáøy ạp -5,59 ÷-3,94 Cáúp dëch 19,92 ÷ 21,22 Theo kãút qu toạn cọ thãø rụt kãút lûn : Khi thay thãú R407A v R404A cho R22 v R502 cạc hãû thäúng lảnh cáúp thç : Nàng sút lảnh Qo v cäng sút nhiãût Qk âãưu gim Tuy nhiãn thay R404A cho R502 mỉïc âäü gim êt hån, cọ thãø cháúp nháûn âỉåüc trãn thỉûc tãú Âäúi våïi càûp mäi cháút ny, lm viãûc åí vng nhiãût âäü bay håi cao to = -25oC thç Qk tàng nãn cáưn lỉu chãú âäü gii nhiãût giai âoản âáưu måïi váûn hnh Täúc âäü trãn háưu hãút cạc âoản âỉåìng äúng v thiãút bë ca hãû thäúng âãưu gim nhiãn trãn âỉåìc cáúp dëc täúc âäü tàng âạng kãø nãn cáưn phi thay âỉåìng cáúp dëch låïn hån cho thêch håüp CHỈÅNG V KÃÚT LÛN Tỉì cạc kãút qu toạn v phán têch cọ thãø rụt cạc kãút lûn sau âáy: Viãûc thay thãú cạc mäi cháút lảnh Frãän c l mäüt váún âãư cáúp thiãút, nháút thiãút phi lm âãø gọp pháưn bo vãû mäi trỉåìng, chäúng thiãn tai, dëch bãûnh Viãûc thay thãú hon ton thỉûc hiãûn âỉåüc vãư màût k thût v kinh tãú Cạc mäi cháút lảnh måïi âỉåüc âãư nghë thay thãú â t âạp ỉïng âỉåüc cạc u cáưu cå bn ca mäüt mäi cháút lảnh, âäưng thåìi ráút an ton âäúi våïi mäi trỉåìng Qua toạn cọ thãø rụt cạc càûp mäi cháút ph håüp nháút sau âáy : a Phảm vi nhiãût âäü cao v trung bçnh (mạy cáúp) 51 51 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh Bảng 5-1 Cặp mơi chất phù hợp phạm vi nhiệt độ cao trung bình STT Frãän c Mäi cháút thay thãú R12 R134A (R404A) R22 R407C (R134A) R502 R404A (R407B) * Ghi chụ : Cạc mäi cháút ngồûc cọ thãø thay thãú âỉåüc nhỉng chỉa täúi ỉu b Phảm vi nhiãût sáu (mạy cáúp) Bảng 5-1 Cặp mơi chất phù hợp phạm vi nhiệt độ siêu sâu STT Frãän c Mäi cháút thay thãú R22 R407A (R404A) R502 R404A Khi thay thãú cạc mäi cháút lảnh måïi cho mäi cháút lảnh c cạc hãû thäúng lảnh cáúp v cáúp âãưu cọ kãút qu l : - Nàng sút lảnh Qo gim Khi nhiãût âäü to cng tháúp Qo gim cng nhiãưu Tuy nhiãn mỉïc âäü gim váùn nàòm giåïi hản cháúp nháûn âỉåüc (khäng quạ 15%) Do âọ thay thãú cọ thãø dáùn tåïi thåìi gian lm lảnh tàng, nhiãût âäü phng lảnh bë nh hỉåíng - Cäng sút nhiãût Qk gim, âọ khäng cáưn ci tảo hay thay thãú thiãút bë ngỉng tủ Khi nhiãût âäü to gim thç Qk gim Trong mäüt säú trỉåìng håüp nhiãût âäü to cn låïn Qk tàng Vç váûy cáưn lỉu hån gian âoản âáưu váûn hnh hãû thäúng - Täúc âäü mäi cháút trãn háưu hãút cạc âoản âỉåìng äúng gim Do âọ kh nàng tạch dáưu v tạch lng ca thiãút bë tàng , tråí lỉûc gim Tuy nhiãn trãn âỉåìng cáúp dëch täúc âäü tàng låïn nãn bàõt büc phi thay thãú âỉåìng äúng låïn hån *** 52 52 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh BN G K HIÃÛU QUY ỈÅÏC STT K TÃN ÂẢI LỈÅÜNG HIÃÛU c Nhiãût dung riãng e Exergie riãng E Exergie i Entanpi riãng I Entanpi l Cäng nẹn riãng p p sút t Nhiãût âäü s Entroopi riãng 10 ρ Khäúi lỉåüng riãng 11 Π T säú ạp sút 12 ε Hãû säú lảnh 13 η Hiãûu sút exergie 14 v Thãø têch riãng 15 q Nhiãût lỉåüng riãng 16 ϖ Täúc âäü 17 V Lỉu lỉåüng thãø têch 18 G Lỉu lỉåüng khäúi lỉåüng 19 d Âỉåìng kênh 20 λ Hãû säú cáúp 21 Q Nhiãût lỉåüng K HIÃÛU CẠC CHÈ SÄÚ 22 k Ngỉng tủ 23 o Bay håi 24 tg Trung gian 25 E Exergie 26 CA Cao ạp HA Hả ạp v Thãø têch ÂÅN VË kJ/kg kJ/kg kJ kJ/kg kJ kJ/kg bar oC kJ/kg.K kg/m3 m3/kg kJ/kg m/s m3/s kg/s m kJ/s 53 53 Đồ án chun ngành GVHD: Lê Trần Cảnh TI LIÃÛU THAM KHO Nguùn Âỉïc Låüi, Hỉåïng dáùn thiãút kãú hãû thäúng lảnh, Nh xút bn khoa hc k thût, H Näüi, 1999 2- Nguùn Âỉïc Låüi, Phảm Vàn Tu, Mạy v thiãút bë lảnh, Nh xút bn giạo dủc, H Näüi, 1999 3- Nguùn Âỉïc Låüi, Phảm Vàn Tu, Âinh Vàn Thûn, K thût lảnh ỉïng dủng,Nh xút bn giạo dủc, H Näüi, 1995 4- Nguùn Âỉïc Låüi, Phảm Vàn Tu, Mäi cháút lảnh, Nh xút bn giạo dủc, H Näüi, 1998 5- Nguùn Âỉïc Låüi, Phảm Vàn Tu, K thût lảnh cå såí, Nh xút bn giạo dủc, H Näüi, 1996 6- Tráưn Thanh K , Mạy lảnh, Âải hc Qúc gia TP Häư Chê Minh , 1992 7- Cạc bn thäng tin Ozän v biãún âäøi khê háûu cạc säú tỉì 2000 âãún 2003 Vàn phng cäng ỉåïc Qúc tãú 8- Nghë âënh thỉ Montreal vãư cạc cháút lm suy gim táưng äzän Chỉång trçnh Qúc gia vãư bo vãû táưng äzän 9- Cạc ti liãûu vãư mäi cháút lảnh ca cạc hng Dupont, ICI 10- Cạc tảp chê Khoa hc v cäng nghãû Nhiãût tỉì nàm 1999-2003 11- Cạc ti liãûu k thût ca hng Trane (M) 12- Cạc ti liãûu k thût ca hng Carrier (M) 13- Cạc ti liãûu k thût ca hng Copeland (M) 14- Cạc ti liãûu k thût ca hng MYCOM (Nháût) 15- Cạc ti liãûu k thût ca hng Daikin (Nháût) 16- Cạc ti liãûu k thût ca hng LG (Hn Qúc) 17 Chỉång trçnh nhiãût ca Danffoss (Âan Mảch) 54 54 [...]... âäüc, khäng chạy, näø 4 Kinh tãú v dãù kiãúm Trãn cå såí nhiãưu cäng trçnh nghiãn cỉïu ngỉåìi ta â âỉa bn g cạc mäi cháút thay thãú củ thãø dỉåïi âáy 14 14 Đồ án chun ngành 1 GVHD: Lê Trần Cảnh 2.3.2 Cạc mäi cháút lản h âãư nghë thay thãú Bn g 2.2 Bn g mäi cháút thay thãú Mäi Thay thãú Khong ODP GWP PRC Âäü Tênh âäüc cháút cho nhiãût âäü R11=1 trỉåü c hảiTLV, 2 4 nhiãû t ppm CO =1 CH = âäü,K 1 Mäi... 1996 -1/1/2030 gim lỉåüng tiãu thủ 100% sovåïi nàm 1996 Riãng våïi cạc nỉåïc thüc âiãưu 5 ca nghë âënh ny âỉåüc trç hon viãûc âçnh chè hon ton vo nàm 2040 Bảng tổng hợp chương trình loại bỏ các CFC và HCFC ở các nước Nàm Cạc nỉåïc phạt triãøn Cạc nỉåïc âang phạt triãøn 1/1/1996 - Loải trỉì CFCs åí phủ lủc A v B Chỉa ạp dủng - Loải trỉì HBFCs - Loải trỉì Cacbon tetrachloride - Loải trỉì Methyl chloroform... → R407B → R12 → R404A → R502 - Nãúu càn cỉï vo nàng sút lảnh riãng qo thç cọ thãø : + Sỉí dủng mäi cháút R407C v R407A âãø thay thãú R22 sai lãûch tỉång âäúi chè nàòm trong khong 0,5÷4% v 4÷8% + Sỉí dủng R404A âãø thay thãú R502, sai lãûch chè 7÷10% + Sỉí dủng R404A v R407B âãø thay thãú R12, sai lãûch chè 1÷5% v 0÷2,6% - Mỉïc sai lãûch ca nàng sút lảnh riãng qo giỉỵa cạc mäi cháút nghiãn cỉïu cọ... R407C → R12 → R134A - Nãúu càn cỉï vo nàng sút lảnh riãng thãø têch qv thç : + Sỉí dủng R134A âãø thay thãú R12 , sai lãûch 0÷8%, cn cạc mäi cháút khạc thç khäng thêch håüp do sai lãûch quạ låïn + Sỉí dủng mäi cháút R404A v R407B âãø thay thãú R22, sai lãûch 0,2÷4% v 0÷6% + Sỉí dủng R404A v R407B âãø thay R502, sai lãûch 2,6÷4,3% v 2,3÷7,4% - Do qv l âải lỉåüng quút âënh kêch thỉåïc mạy nẹn nãn trong... R407B → R404A → R12 → R502 - Nãúu càn cỉï vo cäng nẹn riãng l ta tháúy : + Sỉí dủng R404A v R407B âãø thay R12 , sai lãûch tỉång âäúi nàòm trong khong 9÷13% v 13÷15% + Sỉí dủng R407A v R407C âãø thay R22, sai lãûch 0÷3,5% v 4÷7% 25 25 Đồ án chun ngành 1 GVHD: Lê Trần Cảnh + Sỉí dủng R404A v R407B âãø thay R502, sai lãûch l 14÷16% v 17÷18% - Sai lãûch cäng nẹn riãng giỉỵa cạc mäi cháút lảnh frãän v mäi... → R134A → R407B → R12 → R404A → R502 - Nãúu càn cỉï vo nhiãût ngỉng tủ riãng qk ta tháúy + Sỉí dủng R404A v R407B âãø thay thãú R12 , sai lãûch tỉång âäúi nh, tỉång ỉïng l 0÷1,25% v 4÷5% + Sỉí dủng R407A v R407C âãø thay thãú R22, sai lãûch 4÷7% v 2÷5% + Sỉí dủng R404A v R407B âãø thay thãú R502 , sai lãch tỉång ỉïng l 10% v 14% 6 Nhiãût âäü cúi quạ trçnh nẹn t 2 * Kãút qu Kãút qu xạc âënh nhiãût âäü... R134A, R404A, R407A, R407B v R407C khi thay thãú cho cạc mäi cháút lảnh nhỉ sau : 1) Thay thãú cho R12 Càn cỉï vo cạc kãút qu tênh toạn nãu trãn cạc bng tỉì bng 3-1 âãún bng 3-10 cọ thãø rụt ra bng âạnh giạ dỉåïi âáy Trong bng ny sỉí dủng âäü sai lãûch tỉång âäúi âãø âạnh giạ Cạch tênh nhỉ sau: trong biãøu thỉïc ny Ax - Thäng säú nhiãût chu trçnh ca mäüt mäi cháút thay thãú no âọ a R12 (%) = AR12 Mäi... trãn bng 3-13 ta cọ thãø rụt ra kãút lûn : ÅÍ phảm vi nhiãût âäü cao v trung bçnh sỉí dủng R407A v R407C âãø thay cho R22 l thêch håüp nháút, cạc chè tiãu âạnh giạ âãưu âảt u cáưu v täút Ngoi ra cọ thãø sỉí dủng R134A âãø thay thãú R22 tuy nhiãn khi âọ kêch thỉåïc mạy nẹn sai khạc nhau âạng kãø 3) Thay thãú cho R502 Càn cỉï vo cạc kãút qu tênh toạn nãu trãn cạc bng tỉì bng 3-1 âãún bng 3-10 cọ thãø rụt... polyol esters POE Khi thay thãú mäi cháút lảnh dáưu bäi trån cáưn phi cán nhàõc cáøn tháûn v hi cạc nh sn xút vãư cạc ỉïng dủng cho tỉìng trỉåìng håüp củ thãø 2 R407C (SUVA AC9000) L mäüt häùn håüp gáưn âäưng säi ca cạc mäi cháút HFC-32, HFC-125, HFC-134a âỉåüc hng Dupont âỉa ra thë trỉåìng dỉåïi cại tãn thỉång mải Suva AC9000 hay hng ICI våïi tãn KLEA 407C Mäi cháút R407c âỉåüc dng âãø thay thãú cho mäi... ca cạc mäi cháút lảnh måïi v R12 nãu trãn bng 3-12 ta cọ thãø rụt ra kãút lûn : Âãø thay thãú cho R12 trong phảm vi nhiãût âäü cao v trung bçnh cọ thãø sỉí dủng 2 mäi cháút R134A v R404A , trong âọ R134A l thêch håüp nháút vç cọ 02 thäng säú quan trng l hãû säú lảnh v nàng sút lảnh riãng thãø têch ph håüp nháút 2) Thay thãú cho R22 Càn cỉï vo cạc kãút qu tênh toạn nãu trãn cạc bng tỉì bng 3-1 âãún ... trçnh - Cäng nẹn riãng l l = i2 - i1 [kJ/kg] ( 3-1 ) - Nàng sút lảnh riãng qo qo = i1 ' - i5 [kJ/kg] ( 3-2 ) - Nàng sút nhiãûût riãng ta t i thiãút bë ngỉng tủ qk qk = i2 - i3 [kJ/kg] ( 3-3 ) - Nàng... lảnh riãng thãø têch qv qv = qo/v1 = (i1 ’ -i8 )/v1 [kj/m3] ( 3-9 ) - Cäng nẹn riãng l l = (i2 -i1 ) + (m+1) (i4 -i3 ) [kJ/kg] ( 3-1 0) - Cäng sút nhiãût riãng qk qk = (m+1) (i4 -i5 ) [kJ/kg] ( 3-1 1) ( 3-8 ) 36... Cảnh to, oC -3 0 -2 5 -2 0 -1 5 -1 0 -5 ao (%) -1 4,25 -1 5,64 -1 3,37 -1 2,27 -9 ,76 -8 ,37 -7 ,16 ak (%) -1 3,01 -1 4,29 -1 2,25 -1 1,09 -8 ,92 -7 ,47 -6 ,17 Khi thay thãú R407C vo hãû thäúng R22 thç - Nàng sút