Nghiên cứu mô phỏng trong chế độ ổn định máy nén kín dùng cho bơm nhiệt loại nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM VĂN KHÁ NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TRONG CHẾ ĐỘ ỔN ĐỊNH MÁY NÉN KÍN DÙNG CHO BƠM NHIỆT LOẠI NHỎ Chuyên ngành : Kỹ thuật Nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN NGUYÊN AN Hà Nội – Năm 2014 LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN iv LỜI CAM ĐOAN .v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU .1 Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Máy nén kín dùng cho bơm nhiệt loại nhỏ .3 1.1.1 Máy nén pittông 1.1.2 Máy nén scroll 1.2 Tổng quan mơ máy nén kín 1.2.1 Mơ hình lý thuyết .8 1.2.2 Mơ hình bán thực nghiệm 10 1.2.3 Mơ hình thực nghiệm .11 1.3 Hƣớng nghiên cứu luận văn .12 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MƠ PHỎNG MÁY NÉN KÍN .14 2.1 Xây dựng hệ phƣơng trình mơ tả hoạt động máy nén kín chế độ ổn định 14 2.1.1 Phƣơng trình xác định suất lạnh Qo 14 2.1.2 Phƣơng trình xác định cơng suất điện tiêu thụ Ne 15 2.1.3 Phƣơng trình xác định lƣu lƣợng khối lƣợng mơi chất mtt 18 2.2 Phƣơng pháp xác định thơng số đặc trƣng máy nén kín chế độ ổn định 19 -i- LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 2.2.1 Hiệu suất thể tích .20 2.2.2 Hiệu suất không thuận nghịch 26 2.3 Kết luận chƣơng 29 Chƣơng XÂY DỰNG PHẦN MỀM MƠ PHỎNG MÁY NÉN KÍN 31 3.1 Xây dựng mơ hình mơ máy nén kín 31 3.1.1 Lựa chọn thông số đầu vào 31 3.1.2 Lựa chọn thông số đầu 31 3.1.3 Lựa chọn thông số mô tả 32 3.2 Xây dựng thuật tốn chƣơng trình mơ máy nén kín 32 3.3 Lập trình mơ máy nén kín 37 3.3.1 Lựa chọn cơng cụ lập trình mơ máy nén kín 37 3.3.2 Giới thiệu phần mềm mơ máy nén kín CLD 38 3.4 Kết luận chƣơng 40 Chƣơng ĐÁNH GIÁ SAI SỐ MÔ PHỎNG 42 4.1 Lựa chọn mẫu máy nén để đánh giá sai số .42 4.2 Lựa chọn chế độ thực nghiệm 43 4.3 Đánh giá sai số mô 44 Chƣơng ỨNG DỤNG CỦA MƠ HÌNH MƠ PHỎNG MÁY NÉN KÍN .55 5.1 Xây dựng đƣờng đặc tích máy nén kín 55 5.2 Ứng dụng mơ hình mơ máy nén kín để mơ bơm nhiệt 56 5.2.1 Mơ hình mơ bơm nhiệt 56 5.2.2 Phân tích kết mơ bơm nhiệt 65 5.3 Kết luận chƣơng 68 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 70 - ii - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 75 - iii - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Nguyên An tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội thầy cô mơn Kỹ thuật Nhiệt, Khoa Cơ Khí, Trƣờng Đại học Giao thông Vận tải cho ý kiến đóng góp q báu tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ, gia đình bạn bè tôi, ngƣời bên tôi, ủng hộ động viên vật chất lẫn tinh thần để tơi có đƣợc ngày hơm - iv - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT LỜI CAM ĐOAN Bản luận văn nghiên cứu thực dƣới hƣớng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Nguyên An Để hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu đƣợc liệt kê mục tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu tham khảo khác mà không đƣợc ghi Nếu sai xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Phạm Văn Khá -v- LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1, 2s, 2r, 3, Trạng thái 1, 2s, 2r, 3, ASHRAE Hiệp hội lạnh, điều hịa khơng khí sƣởi ấm Mỹ BH Bay Cp Nhiệt dung riêng khối lƣợng đẳng áp, kJ/(kg K) Cv Nhiệt dung riêng khối lƣợng đẳng tích, kJ/(kg K) EER Energy Efficient Ratio: Tỷ số hiệu lƣợng F Diện tích, m2 i Entanpi, kJ/kg k Hệ số truyền nhiệt, W/ (m2 K) l Công nén riêng, kJ/kg m lƣu lƣợng khối lƣợng, kg/s MN Máy nén N Công suất, kW Nel Công suất điện danh định, HP NT Ngƣng tụ p Áp suất, Pa Qc Năng suất nhiệt, kW Qo Năng suất lạnh, kW qo Năng suất lạnh riêng, kJ/kg s Entropi, kJ/(kg K) Scroll Xoắn ốc TL Tiết lƣu v Thể tích riêng, m3/kg Các ký hiệu Hy lạp  Hiệu suất el Hiệu suất điện - vi - LUẬN VĂN THẠC SỸ me Hiệu suất Δ Độ chênh  Hiệu suất thể tích  Tỷ số nén CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT Các số k Ngƣng tụ kk Khơng khí lt Lý thuyết nc Nƣớc o Bay r Trạng thái tt Thực tế v Trạng thái vào - vii - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Thông số đặc trƣng máy nén dùng để xác định dạng hàm hiệu suất thể tích hiệu suất không thuận nghịch 24 Bảng 2.2 Hiệu suất thể tích máy nén P2 24 Bảng 2.3 Hiệu suất thể tích máy nén S6 25 Bảng 2.4 Hiệu suất không thuận nghịch máy nén P2 .28 Bảng 2.5 Hiệu suất không thuận nghịch máy nén S6 .28 Bảng 4.1 Thông số đặc trƣng máy nén .42 Bảng 4.2 Giá trị hệ số hàm  s với máy nén khác 44 Bảng 4.3 So sánh Qo mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S7) 45 Bảng 4.4 So sánh Qo mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén P2) 47 Bảng 4.5 So sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S7) 49 Bảng 4.6 So sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén P2) 51 Bảng 4.7 Tổng hợp sai số kết mô Qo Ne với số liệu thực nghiệm 53 Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật phận cấu thành bơm nhiệt .65 Bảng 5.2 Một số thông số làm việc bơm nhiệt mô điều kiện thiết kế 67 Bảng 5.3 Kết mô trƣờng hợp suất nhiệt đạt bé 68 Bảng 5.4 Kết mô trƣờng hợp công suất điện tiêu thụ máy nén lớn 68 - viii - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ thiết bị bơm nhiệt nén Hình 1.2 Phân loại tổng quát loại máy nén Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo máy nén pittơng kín .5 Hình 1.4 Biểu diễn q trình nén thực máy nén pittơng đồ thị thị p – V .6 Hình 1.5 Các phận máy nén scroll .7 Hình 1.6 Các q trình nén khí máy nén scroll Hình 2.1 Biểu diễn chu trình bơm nhiệt đồ thị lgp-i 14 Hình 2.2 Biểu diễn trình nén đồ thị lgp-i 16 Hình 2.3 Các loại cơng suất tổn thất lƣợng máy nén trình hoạt động ổn định 17 Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn hiệu suất thể tích  22 Hình 2.5 Sơ đồ tính tốn hiệu suất khơng thuận nghịch s .27 Hình 3.1 Sơ đồ mơ hình mơ chế độ ổn định máy nén kín 32 Hình 3.2 Lƣu đồ thuật tốn xác định thông số hoạt động máy nén 33 Hình 3.3 Lƣu đồ thuật tốn chƣơng trình xác định lƣu lƣợng khối lƣợng .35 Hình 3.4 Lƣu đồ thuật tốn chƣơng trình xác định hệ số thực nghiệm 36 Hình 3.5 Giao diện phần mềm CLD mơ hoạt động máy nén kín 38 Hình 3.6 Giao diện bảng thơng số hoạt động máy nén theo thay đổi t k to 39 Hình 4.1 Các phƣơng án lựa chọn chế độ thực nghiệm .43 Hình 4.2 Đồ thị so sánh Qo mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S7) .46 Hình 4.3 Đồ thị so sánh Qo mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén P2) .48 Hình 4.4 Đồ thị so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S7) .50 - ix - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.8 Đồ thị so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S4) Ne, kW Mơ hình Thực nghiệm tk=25 Thực nghiệm tk=35 Thực nghiệm tk=45 Thực nghiệm tk=55 Thực nghiệm tk=65 3.8 3.3 2.8 2.3 1.8 1.3 -25 -20 -15 -10 -5 o t o, C 10 15 -5 to, oC 10 15 Ne, kW Mô hình Thực nghiệm tk=20 Thực nghiệm tk=30 Thực nghiệm tk=40 Thực nghiệm tk=50 Thực nghiệm tk=60 3.8 3.3 2.8 2.3 1.8 1.3 -25 -20 -15 -10 - 102 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.9 Bảng so sánh Ne mơ hình mơ phỏngvới số liệu thực nghiệm (máy nén S5) Nhiệt độ ngƣng tụ tk, oC 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Nhiệt độ bay to, oC Ne, kW -25 -20 -15 -10 -5 10 15 Mô hình 3,01 3,18 3,28 3,31 3,25 3,07 2,77 - - Thực nghiệm 2,71 2,86 2,96 3,01 3,05 3,07 3,10 - - Sai số, % #### -9,97 -6,56 0,00 10,65 - - Mơ hình 3,15 3,36 3,53 3,63 3,64 3,55 3,33 - - Thực nghiệm 2,97 3,16 3,30 3,41 3,49 3,56 3,63 - - Sai số, % -6,06 -6,33 -6,97 -6,45 -4,30 0,28 8,26 - - Mơ hình 3,28 3,54 3,76 3,93 4,02 4,01 3,88 3,62 - Thực nghiệm 3,18 3,42 3,61 3,75 3,88 3,99 4,10 4,23 - Sai số, % -3,14 -3,51 -4,16 -4,80 -3,61 -0,50 5,37 14,42 - Mô hình 3,40 3,70 3,98 4,21 4,37 4,45 4,42 4,25 - Thực nghiệm 3,37 3,65 3,88 4,07 4,23 4,39 4,54 4,71 - Sai số, % -0,89 -1,37 -2,58 -3,44 -3,31 -1,37 2,64 9,77 - Mơ hình 3,51 3,85 4,17 4,46 4,70 4,86 4,92 4,86 4,65 Thực nghiệm 3,55 3,87 4,14 4,37 4,57 4,76 4,95 5,16 5,39 Sai số, % 1,13 0,52 -0,72 -2,06 -2,84 -2,10 0,61 5,81 13,73 Mơ hình 3,61 3,98 4,35 4,70 5,01 5,25 5,40 5,44 5,34 Thực nghiệm 3,74 4,09 4,40 4,66 4,90 5,13 5,36 5,60 5,87 Sai số, % 3,48 2,69 1,14 -0,86 -2,24 -2,34 -0,75 2,86 9,03 Mơ hình 3,69 4,10 4,52 4,92 5,29 5,61 5,85 5,99 6,00 Thực nghiệm 3,94 4,33 4,67 4,97 5,24 5,50 5,77 6,04 6,34 Sai số, % 6,35 5,31 3,21 1,01 -0,95 -2,00 -1,39 0,83 5,36 Mơ hình 3,77 4,21 4,67 5,12 5,55 5,94 6,27 6,51 6,63 Thực nghiệm 4,17 4,59 4,96 5,30 5,61 5,90 6,19 6,50 6,83 Sai số, % 9,59 8,28 5,85 3,40 1,07 -0,68 -1,29 -0,15 2,93 Mô hình - 4,31 4,80 5,30 5,79 6,25 6,66 6,99 7,22 Thực nghiệm - 4,90 5,31 5,67 6,01 6,33 6,65 6,99 7,35 Sai số, % - 12,04 9,60 6,53 3,66 1,26 -0,15 0,00 1,77 Mơ hình - - 4,93 5,47 6,01 6,53 7,02 7,44 7,78 Thực nghiệm - - 5,70 6,09 6,46 6,81 7,16 7,53 7,91 Sai số, % - - 13,51 10,18 6,97 4,11 1,96 1,20 1,64 Mơ hình - - - 5,62 6,21 6,79 7,35 7,86 8,29 Thực nghiệm - - - 6,59 6,98 7,36 7,73 8,12 8,53 Sai số, % - - - 14,72 11,03 7,74 4,92 3,20 2,81 -11,19 -10,81 - 103 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.10 Đồ thị so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S5) Ne, kW 8.5 Mơ hình Thực nghiệm tk=25 Thực nghiệm tk=35 Thực nghiệm tk=45 Thực nghiệm tk=55 Thực nghiệm tk=65 7.5 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 -25 Ne, kW 8.5 7.5 6.5 -15 -5 o t o, C 15 -5 to, oC 15 Mô hình Thực nghiệm tk=20 Thực nghiệm tk=30 Thực nghiệm tk=40 Thực nghiệm tk=50 Thực nghiệm tk=60 5.5 4.5 3.5 2.5 -25 -15 - 104 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.11 Bảng so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S6) Nhiệt độ ngƣng tụ tk, oC 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Nhiệt độ bay to, oC -20 -15 -10 -5 10 Mơ hình 1,06 1,10 1,14 1,16 1,17 - - Thực nghiệm 0,96 1,01 1,07 1,16 1,27 - - Sai số, % -10,42 -8,91 -6,54 0,00 7,87 - - Mơ hình 1,13 1,18 1,23 1,27 1,29 1,29 - Thực nghiệm 1,04 1,09 1,14 1,22 1,32 1,45 - Sai số, % -8,65 -8,26 -7,89 -4,10 2,27 11,03 - Mơ hình 1,21 1,27 1,33 1,38 1,41 1,43 1,43 Thực nghiệm 1,13 1,18 1,23 1,30 1,40 1,51 1,66 Sai số, % -7,08 -7,63 -8,13 -6,15 -0,71 5,30 13,86 Mơ hình 1,29 1,36 1,43 1,49 1,54 1,58 1,59 Thực nghiệm 1,23 1,28 1,34 1,40 1,49 1,60 1,73 Sai số, % -4,88 -6,25 -6,72 -6,43 -3,36 1,25 8,09 Mơ hình 1,38 1,46 1,53 1,60 1,67 1,72 1,76 Thực nghiệm 1,33 1,39 1,45 1,52 1,61 1,71 1,83 Sai số, % -3,76 -5,04 -5,52 -5,26 -3,73 -0,58 3,83 Mơ hình 1,48 1,56 1,64 1,72 1,80 1,86 1,92 Thực nghiệm 1,45 1,52 1,59 1,67 1,75 1,85 1,96 Sai số, % -2,07 -2,63 -3,14 -2,99 -2,86 -0,54 2,04 Mơ hình - 1,66 1,75 1,84 1,93 2,01 2,08 Thực nghiệm - 1,66 1,75 1,83 1,91 2,01 2,13 Sai số, % - 0,00 0,00 -0,55 -1,05 0,00 2,35 Mơ hình - - 1,87 1,96 2,06 2,16 2,25 Thực nghiệm - - 1,92 2,01 2,11 2,21 2,32 Sai số, % - - 2,60 2,49 2,37 2,26 3,02 Mơ hình - - - 2,09 2,20 2,31 2,41 Thực nghiệm - - - 2,22 2,33 2,43 2,55 Sai số, % - - - 5,86 5,58 4,94 5,49 Ne, kW - 105 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.12 Đồ thị so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S6) Ne, kW 2.60 2.40 2.20 2.00 Mơ hình Thực nghiệm tk=25 Thực nghiệm tk=35 Thực nghiệm tk=45 Thực nghiệm tk=55 Thực nghiệm tk=65 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 -20 Ne, kW 2.60 2.40 2.20 2.00 -15 -10 -5 o to, C -5 to, oC 10 Mơ hình Thực nghiệm tk=30 Thực nghiệm tk=40 Thực nghiệm tk=50 Thực nghiệm tk=60 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 -20 -15 -10 - 106 - 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.13 Bảng so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S8) Nhiệt độ ngƣng tụ tk, oC 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Nhiệt độ bay to, oC -20 -15 -10 -5 10 Mơ hình 4,67 4,90 5,13 5,33 5,50 - - Thực nghiệm 4,56 4,77 5,02 5,33 5,73 - - Sai số, % -2,41 -2,73 -2,19 0,00 4,01 - - Mơ hình 5,01 5,27 5,52 5,77 5,99 6,18 - Thực nghiệm 4,92 5,14 5,39 5,68 6,05 6,52 - Sai số, % -1,83 -2,53 -2,41 -1,58 0,99 5,21 - Mơ hình 5,37 5,65 5,94 6,22 6,49 6,73 6,93 Thực nghiệm 5,30 5,55 5,80 6,09 6,44 6,88 7,43 Sai số, % -1,32 -1,80 -2,41 -2,13 -0,78 2,18 6,73 Mơ hình 5,76 6,06 6,38 6,69 7,00 7,30 7,56 Thực nghiệm 5,69 5,98 6,25 6,55 6,90 7,31 7,83 Sai số, % -1,23 -1,34 -2,08 -2,14 -1,45 0,14 3,45 Mô hình 6,17 6,49 6,83 7,18 7,53 7,88 8,19 Thực nghiệm 6,10 6,43 6,75 7,07 7,42 7,82 8,32 Sai số, % -1,15 -0,93 -1,19 -1,56 -1,48 -0,77 1,56 Mơ hình 6,61 6,95 7,31 7,69 8,08 8,47 8,84 Thực nghiệm 6,52 6,92 7,28 7,63 8,00 8,42 8,90 Sai số, % -1,38 -0,43 -0,41 -0,79 -1,00 -0,59 0,67 Mơ hình - 7,43 7,82 8,23 8,65 9,08 9,50 Thực nghiệm - 7,43 7,85 8,25 8,65 9,08 9,57 Sai số, % - 0,00 0,38 0,24 0,00 0,00 0,73 Mơ hình - - 8,35 8,78 9,24 9,71 10,18 Thực nghiệm - - 8,46 8,92 9,37 9,83 10,33 Sai số, % - - 1,30 1,57 1,39 1,22 1,45 Mơ hình - - - 9,37 9,86 10,37 10,88 Thực nghiệm - - - 9,64 10,14 10,65 11,18 Sai số, % - - - 2,80 2,76 2,63 2,68 Ne, kW - 107 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.14 Đồ thị so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén S8) Ne, kW Thực nghiệm tk=25 Thực nghiệm tk=35 Thực nghiệm tk=45 Thực nghiệm tk=55 Thực nghiệm tk=65 Mô hình 11.50 10.50 9.50 8.50 7.50 6.50 5.50 4.50 -20 -15 -10 -5 o to, C 10 Ne, kW Thực nghiệm tk=30 11.50 Thực nghiệm tk=40 Thực nghiệm tk=50 10.50 Thực nghiệm tk=60 9.50 Mơ hình 8.50 7.50 6.50 5.50 4.50 -20 -15 -10 -5 to, oC - 108 - 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.15 Bảng so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén P1) Nhiệt độ ngƣng tụ tk, oC Ne -15 0,74 -10 0,80 -5 0,85 0,90 0,94 10 0,96 15 0,96 20 0,93 Thực nghiệm 0,68 0,76 0,84 0,90 0,94 0,97 0,97 0,94 Sai số, % -8,50 -4,85 -1,67 -0,45 0,00 0,52 0,62 1,17 0,75 0,82 0,89 0,95 1,01 1,05 1,07 1,08 Thực nghiệm 0,70 0,79 0,87 0,94 1,00 1,04 1,06 1,05 Sai số, % -6,53 -3,54 -1,83 -0,64 -0,90 -1,06 -1,33 -3,05 0,77 0,84 0,92 0,99 1,06 1,12 1,18 1,21 Thực nghiệm 0,72 0,82 0,91 0,99 1,06 1,11 1,15 1,16 Sai số, % -7,24 -3,07 -1,55 -0,10 -0,19 -0,72 -2,97 -4,58 0,77 0,85 0,94 1,03 1,11 1,19 1,26 1,33 Thực nghiệm 0,73 0,83 0,93 1,03 1,11 1,18 1,24 1,27 Sai số, % -6,21 -2,29 -0,75 -0,10 0,27 -0,59 -2,02 -5,14 0,78 0,87 0,96 1,05 1,15 1,25 1,34 1,43 Thực nghiệm 0,72 0,84 0,96 1,06 1,16 1,25 1,32 1,37 Sai số, % -7,73 -3,57 -0,52 1,32 1,20 0,08 -1,36 -4,15 - 0,87 0,97 1,07 1,18 1,29 1,41 1,52 Thực nghiệm - 0,84 0,97 1,09 1,21 1,32 1,41 1,48 Sai số, % - -3,33 -0,10 2,19 2,48 1,98 -0,21 -2,70 - - - 1,09 1,21 1,33 1,46 1,60 Thực nghiệm - - - 1,12 1,25 1,38 1,49 1,59 Sai số, % - - - 2,50 3,35 3,48 2,01 -0,88 - - - - - 1,36 1,51 1,66 Thực nghiệm - - - - - 1,44 1,57 1,69 Sai số, % - - - - - 5,23 3,82 1,83 - - - - - - 1,54 1,71 Thực nghiệm - - - - - - 1,65 1,79 Sai số, % - - - - - - 6,50 4,58 Mơ hình 35 Mơ hình 40 Mơ hình 45 Mơ hình 50 Mơ hình 55 Mơ hình 60 Mơ hình 65 Mơ hình 70 Mơ hình 75 Nhiệt độ bay to, oC - 109 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT 4.16 Đồ thị so sánh Ne mơ hình mơ với số liệu thực nghiệm (máy nén P1) Ne, kW 1.80 Mơ hình Thực nghiệm tk=35 1.60 Thực nghiệm tk=45 Thực nghiệm tk=55 1.40 Thực nghiệm tk=65 Thực nghiệm tk=75 1.20 1.00 0.80 0.60 -15 Ne, kW 1.80 -10 -5 to, oC5 10 15 20 to, oC 10 15 20 Mơ hình Thực nghiệm tk=40 1.60 Thực nghiệm tk=50 1.40 Thực nghiệm tk=60 Thực nghiệm tk=70 1.20 1.00 0.80 0.60 -15 -10 -5 - 110 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT Phụ lục ĐOẠN MÃ CỦA CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG MÁY NÉN KÍN BẰNG PHẦN MỀM EES {CHUONG TRINH CON TINH HE SO CUA ETAS VA LAMDA} Procedure Tinhtoanetasetav(R$, t_k[1 3], t_o[1 3], Q_o_dot[1 3], N_e[1 3], eta_me, eta_el, DELTAt_qn,DELTAt_ql, N_dd, V_disp, vlt, N_el:lamda[1 3], eta_s[1 3], p_o[1 3], p_k[1 3] ) i:=1 Repeat p_k[i]=PRESSURE(R$,T=T_k[i],x=0) p_o[i]=PRESSURE(R$,T=T_o[i],x=1) t_1[i]=T_o[i]+DELTAT_qn {[C]} p_1[i]=p_o[i] i_1[i]=ENTHALPY(R$,T=t_1[i],P=p_1[i]) s_1[i]=ENTROPY(R$,T=t_1[i],P=p_1[i]) v_1[i]=VOLUME(R$,T=t_1[i],P=p_1[i]) s_2[i]=s_1[i] p_2[i]=p_k[i] t_2[i]=TEMPERATURE(R$,s=s_2[i],P=p_2[i]) i_2[i]=ENTHALPY(R$,s=s_2[i],P=p_2[i]) t_3[i]=T_k[i]-DELTAt_ql i_3[i]=ENTHALPY(R$,T=t_3[i],x=0) i_4[i]=i_3[i] q_o[i]=i_1[i]-i_4[i] m_tt[i]=Q_o_dot[i]/q_o[i] v[i]=m_tt[i]*v_1[i] lamda[i]=v[i]/vlt DELTA_me=(eta_el*N_el*(1-eta_me)) N_r[i]=N_e[i]*eta_el-DELTA_me l_r[i]=N_r[i]/m_tt[i] l_s[i]=i_2[i]-i_1[i] eta_s[i]=l_s[i]/l_r[i] i:=i+1 until (i>3) end {inputs diem mau} t_k[1]=lookup(link$,1,1) t_o[1]=lookup(link$,1,2) Q_o_dot[1]=lookup(link$,1,3) {[kJ/s]} N_e[1]=lookup(link$,1,4) - 111 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT t_k[2]=lookup(link$,2,1) t_o[2]=lookup(link$,2,2) Q_o_dot[2]=lookup(link$,2,3) {[kJ/s]} N_e[2]=lookup(link$,2,4) t_k[3]=lookup(link$,3,1) t_o[3]=lookup(link$,3,2) Q_o_dot[3]=lookup(link$,3,3) {[kJ/s]} N_e[3]=lookup(link$,3,4) call Tinhtoanetasetav(R$, t_k[1 3], t_o[1 3], Q_o_dot[1 3], N_e[1 3], eta_me, eta_el, DELTAt_qn,DELTAt_ql, N_dd, V_disp, vlt, N_el:lamda[1 3], eta_s[1 3], p_o[1 3], p_k[1 3] ) {Nhap dang ham cua etas} eta_s[1]=a+b*(ln(p_k[1]/p_o[1]))^2+c/((p_k[1]/p_o[1])^1.5) eta_s[2]=a+b*(ln(p_k[2]/p_o[2]))^2+c/((p_k[2]/p_o[2])^1.5) eta_s[3]=a+b*(ln(p_k[3]/p_o[3]))^2+c/((p_k[3]/p_o[3])^1.5) eta_s=a+b*(ln(p_k/p_o))^2+c/((p_k/p_o)^1.5) {Nhap dang ham cua lamda} lamda[1]=a_v+b_v*ln(t_k[1])+c_v*t_o[1] lamda[2]=a_v+b_v*ln(t_k[2])+c_v*t_o[2] lamda[3]=a_v+b_v*ln(t_k[3])+c_V*t_o[3] lamda=a_v+b_v*ln(t_k)+c_v*t_o {CHUONG TRINH TINH NANG SUAT LANH VA CONG SUAT DIEN} {parameters} N_dd=lookup(link$,1,5){[HP]} V_disp=lookup(link$,1,6){[m^3/h]} eta_me=lookup(link$,1,7) eta_el=lookup(link$,1,8) {output} vlt=V_disp/3600 {[m^3/s]} p_k=PRESSURE(R$,t=t_k,x=0) p_o=PRESSURE(R$,t=t_o,x=1) t_1=t_o+DELTAT_qn {[C]} p_1=p_o i_1=ENTHALPY(R$,T=t_1,P=p_1) s_1=ENTROPY(R$,T=t_1,P=p_1) v_1=VOLUME(R$,T=t_1,P=p_1) - 112 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT s_2=s_1 p_2=p_k t_2=TEMPERATURE(R$,s=s_2,P=p_2) i_2=ENTHALPY(R$,T=t_2,P=p_2) t_3=T_k i_3=ENTHALPY(R$,T=t_3,x=0) {Chon qua lanh =0} i_4=i_3 q_o=i_1-i_4 l_s=i_2-i_1 m_tt=lamda*vlt/v_1 {[kg/s]} l_r=l_s/eta_s N_r=m_tt*l_r N_el= 0.745*N_dd {[kW]} DELTA_me=(eta_el*N_el*(1-eta_me)) N_e=(N_r+DELTA_me)/eta_el Q_o_dot=m_tt*q_o {[kW]} - 113 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT Phụ lục ĐOẠN MÃ CỦA CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG BƠM NHIỆT BẰNG PHẦN MỀM EES {CHUONG TRINH MO PHONG BOM NHIET} {MO HINH MO PHONG MAY NEN} Procedure Tinhtoanetasetav(R$, t_k[1 3], t_o[1 3], Q_o_dot[1 3], N_e[1 3], eta_me, eta_el, DELTAt_qn,DELTAt_ql, N_dd, V_lt, N_el:lamda[1 3], eta_s[1 3], p_o[1 3], p_k[1 3] ) i:=1 Repeat p_k[i]=PRESSURE(R$,T=T_k[i],x=0) p_o[i]=PRESSURE(R$,T=T_o[i],x=1) t_1[i]=T_o[i]+DELTAT_qn {[C]} p_1[i]=p_o[i] i_1[i]=ENTHALPY(R$,T=t_1[i],P=p_1[i]) s_1[i]=ENTROPY(R$,T=t_1[i],P=p_1[i]) v_1[i]=VOLUME(R$,T=t_1[i],P=p_1[i]) s_2[i]=s_1[i] p_2[i]=p_k[i] t_2[i]=TEMPERATURE(R$,s=s_2[i],P=p_2[i]) i_2[i]=ENTHALPY(R$,s=s_2[i],P=p_2[i]) t_3[i]=T_k[i]-DELTAt_ql i_3[i]=ENTHALPY(R$,T=t_3[i],x=0) i_4[i]=i_3[i] q_o[i]=i_1[i]-i_4[i] m_tt[i]=Q_o_dot[i]/q_o[i] v[i]=m_tt[i]*v_1[i] lamda[i]=v[i]/V_lt DELTA_me=(eta_el*N_el*(1-eta_me)) N_r[i]=N_e[i]*eta_el-DELTA_me l_r[i]=N_r[i]/m_tt[i] l_s[i]=i_2[i]-i_1[i] eta_s[i]=l_s[i]/l_r[i] i:=i+1 until (i>3) end {inputs diem mau} t_k[1]=lookup(link$,1,1) t_o[1]=lookup(link$,1,2) Q_o_dot[1]=lookup(link$,1,3) {[kJ/s]} N_e[1]=lookup(link$,1,4) - 114 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT t_k[2]=lookup(link$,2,1) t_o[2]=lookup(link$,2,2) Q_o_dot[2]=lookup(link$,2,3) {[kJ/s]} N_e[2]=lookup(link$,2,4) t_k[3]=lookup(link$,3,1) t_o[3]=lookup(link$,3,2) Q_o_dot[3]=lookup(link$,3,3) {[kJ/s]} N_e[3]=lookup(link$,3,4) call Tinhtoanetasetav(R$, t_k[1 3], t_o[1 3], Q_o_dot[1 3], N_e[1 3], eta_me, eta_el, DELTAt_qn,DELTAt_ql, N_dd, V_lt, N_el:lamda[1 3], eta_s[1 3], p_o[1 3], p_k[1 3] ) {Nhap dang ham cua etas} eta_s[1]=a+b*(p_k[1]/p_o[1])/(ln(p_k[1]/p_o[1]))+c*((p_o[1])^3) eta_s[2]=a+b*(p_k[2]/p_o[2])/(ln(p_k[2]/p_o[2]))+c*((p_o[2])^3) eta_s[3]=a+b*(p_k[3]/p_o[3])/(ln(p_k[3]/p_o[3]))+c*((p_o[3])^3) eta_s=a+b*(p_k/p_o)/(ln(p_k/p_o))+c*((p_o)^3) {Nhap dang ham cua lamda} lamda[1]=a_v+b_v*(t_k[1])+c_v*t_o[1] lamda[2]=a_v+b_v*(t_k[2])+c_v*t_o[2] lamda[3]=a_v+b_v*(t_k[3])+c_V*t_o[3] lamda=a_v+b_v*(t_k)+c_v*t_o {May nen Bitzer Model : 4CC-9.2Y} {parameters} N_dd=lookup(link$,1,5){[HP]} V_disp=lookup(link$,1,6){[m^3/h]} eta_me=lookup(link$,1,7) eta_el=lookup(link$,1,8) DELTAt_qn=10 {[C]} DELTAt_ql=0 {[C]} N_el= 0.745*N_dd{[kW]} V_lt=V_disp/3600 {[m^3/s]} m_tt=V_lt*lamda/v_1 {[kg/s]} p_o=pressure(R$,t=t_o,x=1) t_1=t_o+DELTAT_qn {[C]} i_1=enthalpy(R$,p=p_o,t=t_1) v_1=VOLUME(R$,T=T_1,P=p_o) - 115 - LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT s_1=ENTROPY(R$,T=T_1,P=p_o) s_2=s_1 {[kJ/kgK]} i_2=ENTHALPY(R$,s=s_2,P=p_k) l_s=i_2-i_1 {[kJ/kg]} i_2r=i_1+l_r {[kJ/kg]} l_r=l_s/eta_s {[kJ/kg]} N_r_dot=m_tt*l_r {[kW]} DELTA_me=(eta_el*N_el*(1-eta_me)) {[kW]} N_e=(N_r_dot+DELTA_me)/eta_el{[kW]} p_k=pressure(R$,t=t_k,x=0) i_3=enthalpy(R$,p=p_k,x=0) {Mo hinh mo phong dan bay hoi} {parameters} F_bh=5.05 {[m^2]} k_bh=0.413 {[kW/m^2/K]} Cp_a=1.005 {[kJ/kgK]} V_a=4800 {[m^3/h]} m_a_dot=V_a/3600*1.2 {[kg/s]} {tinh toan} Q_o=m_tt*(i_1-i_4) {[kW]} Q_o=k_bh*F_bh*LMTD_e {[kW]} Q_o=m_a_dot*Cp_a*(t_kk_v-t_kk_r) {[kW]} LMTD_e=(DELTAT_max_eDELTAT_min_e)/ln(DELTAT_max_e/DELTAT_min_e) {[C]} DELTAT_max_e=(t_kk_v-t_o) {[C]} DELTAT_min_e=(t_kk_r-t_o) {[C]} {Mo hinh mo phong thiet bi ngung tu} {parameters} F_nt=2.6 {[m^2]} k_nt=1.939 {[kW/m^2/K]} Cp_w=4.18 {[kJ/kgK]} m_w_dot=2.361 {[kg/s]} Q_k=m_tt*(i_2r-i_3) {[kW]} Q_k=m_w_dot*Cp_w*(t_nc_r-t_nc_v) {[kW]} Q_k=k_nt*F_nt*LMTD_c {[kW]} LMTD_c=(DELTAT_max_cDELTAT_min_c)/ln(DELTAT_max_c/DELTAT_min_c) {[C]} DELTAT_max_c=t_k-t_nc_v {[C]} DELTAT_min_c=t_k-t_nc_r {[C]} { Mo hinh mo phong van tiet luu} i_4=i_3 {[kJ/kg]} - 116 - ... mơ tả hoạt động chế độ ổn định máy nén kín dùng cho bơm nhiệt loại nhỏ - Xác định thông số đặc trƣng máy nén từ số liệu thực nghiệm - Mơ máy nén kín chế độ ổn định ứng dụng vào mô bơm nhiệt Đối... nén dùng bơm nhiệt có nhiều loại nhƣ máy nén pittông, máy nén scroll, máy nén rôto, máy nén trục vít máy nén tuabin (hình 1.2) Trong bơm nhiệt loại nhỏ hai máy nén đƣợc sử dụng phổ biến máy nén. .. pittông máy nén scroll [13] Hai loại máy nén đối tƣợng nghiên cứu đề tài MÁY NÉN MÁY NÉN ĐỘNG HỌC MÁY NÉN THỂ TÍCH Máy nén pittơng trƣợt Máy nén pittông quay Máy nén tuabin Máy nén roto Máy nén xoắn