HỆ THỐNG LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP.ThS.Trần Xuân An

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG HCM KHOA: ĐiỆN – ĐiỆN TỬ BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH MÔN HỌC: KỸ THUẬT LẠNH CHƯƠNG III: GV: ThS TRẦN XUÂN AN HCM-02-2017 LOGO NỘI DUNG 4.1 GIỚI THIỆU 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ 4.2.2 CHU TRÌNH Q LẠNH Q NHIỆT 4.2.3 CHU TRÌNH HỒI NHIỆT 4.3 BÀI TẬP TÍNH TỐN CHU TRÌNH MÁY LẠNH ThS Trần Xuân An www.hitu.edu.vn 4.1 GIỚI THIỆU CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP Định nghĩa: Hệ thống lạnh cấp hệ thống lạnh có cấp nén, mơi chất thiết bị bay máy nén nén trực tiếp lên thiết bị ngưng tụ Đặc điểm: -Một cấp áp suất Pe->Pc -Bốn trình làm lạnh Pe: Áp suất bay Pc: Áp suất ngưng tụ Qc: Năng suất nhiệt nhả TBNT Qe: Năng suất lạnh nhận TBBH W: Công nén ThS Trần Xuân An www.hitu.edu.vn 4.1 GIỚI THIỆU CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP - Quá trình nén: 1->2: Đẳng entropy, S1=S2 - Quá trình ngưng tụ: 2->3: Đẳng áp, đẳng nhiệt P2=P3 = Pc T3 = Tc (Lưu ý T2 >T3) - Quá trình tiết lưu: 3->4: Đẳng enthalpy, Giảm áp suất, giảm nhiệt độ h3 = h4 - Quá trình bay làm lạnh: 4->1: Đẳng áp, đẳng nhiệt P4 = P1 = Pe T4 = T1 = Te ThS Trần Xuân An www.hitu.edu.vn 4.1 GIỚI THIỆU CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP Qc Pc W Pe Qe ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Ngun lý làm việc ThS Trần Xn An Hệ thống lạnh nén thực tuần hoàn mơi chất lạnh theo bốn q trình làm việc thơng qua thiết bị làm lạnh chính: Máy nén, TBNT,TBBH,TB tiết lưu Hơi môi chất sau khỏi thiết bị bay máy nén hút về, nén thành có áp suất cao nhiệt độ cao vào thiết bị ngưng tụ (1-2) Tại thiết bị ngưng tụ cao áp nhả nhiệt cho môi trường làm mát (khơng khí,nước nước khơng khí) ngưng tụ thành lỏng cao áp đến thiết bị tiết lưu (2-3) Tại thiết bị tiết lưu, lỏng cao áp tiết lưu giảm áp suất nhiệt độ thành lỏng hạ áp vào thiết bị bay (3-4) Tại thiết bị bay hơi, môi chất nhận nhiệt mơi trường cần làm lạnh, sơi hóa máy nén hút về, kết thúc chu trình (4-1) www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ ThS Trần Xn An Vùng A: Hơi nhiệt Vùng B: Hơi ẩm X= -> K : Đường lỏng bão hòa X=0 -> K : Đường bão hịa khơ www.hitu.edu.vn 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Xác định trạng thái điểm nút đồ thị T-S Dữ kiện ban đầu: -Cho Te, Pc Pe, Tc => Xác định giá trị Te, Tc - Kẻ hai đường thẳng Tc, Te song song với trục S - Điểm 1: giao x=1 Te - Điểm 2: Từ điểm kẻ vng góc với trục S cắt Pc (Quá trình nén S1=S2) - Điểm 3: Giao x=0 Tc - Điểm 4: Giao h3=h4 với Te ThS Trần Xuân An www.hitu.edu.vn 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Xác định trạng thái điểm nút đồ thị LgP-h Dữ kiện ban đầu: -Cho Te, Pc Pe, Tc => Xác định giá trị Pe, Pc - Kẻ hai đường thẳng Pc, Pe song song với trục h - Điểm 1: giao x=1 Pe - Điểm 2: giao S2=S1 với Pc (Quá trình nén S1=S2) - Điểm 3: Giao x=0 Pc - Điểm 4: Kẻ vng góc với đường Pe từ điểm (Quá trình tiết lưu h3=h4) X=0 X=1 ThS Trần Xuân An www.hitu.edu.vn 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Bảng tổng hợp thơng số trạng thái Điểm nút Trạng thái Hơi bão hòa khơ Hơi q nhiệt Lỏng bão hịa Hơi ẩm (Hơi + Lỏng) T(0C) Te T2 Tc Te P(bar) Pe Pc Pc Pe h (kJ/kg) h1 h2 h3 h3 S(kJ/kgđộ) S1 S1 S3 S4 ThS Trần Xuân An www.hitu.edu.vn 10 XÁC ĐỊNH ĐIỂM NÚT TRÊN ĐỒ THỊ LgP - H Lỏng chưa sôi Pc Hơi ẩm Hơi nhiệt Pe ThS Trần Xuân An h3=h4 h1 www.hitu.edu.vn h2 11 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Tính tốn chu trình khô cấp ĐỂ LỰA CHỌN MÁY NÉN, THIẾT BỊ NGƯNG TỤ, THIẾT BỊ BAY HƠI SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN CÁC CHU TRÌNH MÁY LẠNH PHÙ HỢP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LẠNH ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 12 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Tính tốn chu trình khơ cấp SỬ DỤNG CÁC CƠNG CỤ TÍNH TỐN ĐỂ XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CÁC ĐIỂM NÚT XÁC ĐỊNH CÁC DỮ KIỆN BAN ĐẦU P, T ThS Trần Xuân An SỬ DỤNG CÔNG THỨC ĐỂ XÁC ĐỊNH KẾT QUẢ www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 13 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Cơng thức tính tốn chu trình khơ cấp  Công nén riêng : w = h2 - h1 , kJ/kg  Công tiêu hao máy nén: W = m*(h2 - h1) , kW  Nhiệt lượng nhận THBH : qe = h1- h4 , kJ/kg  Công suất thiết bị bay hơi: Qe = m*(h1- h4), kW  Nhiệt lượng thải TBNT : qc = h2 - h3 , kJ/kg  Công suất thiết bị ngưng tụ: Qc = m*(h1- h4) , kW  Lưu lượng mơi chất tuần hồn qua máy nén: m = Qe/ qe , kg/s  Định luật bảo toàn khối lượng : Qk = Q0 + W (qc= w + qe) qe h1  h4  Hệ số lạnh:  ThS Trần Xuân An w  h2  h1 www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 14 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Phương pháp tính tốn chu trình khơ cấp PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ -SỬ DỤNG ĐỒ THỊ LgP-h CỦA MÔI CHẤT LẠNH ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI ĐIỂM NÚT CỦA CHU TRÌNH - DỄ NHƯNG CĨ NHIỀU SAI SỐ ThS Trần Xuân An PHƯƠNG PHÁP TRA BẢNG -SỬ DỤNG BẢNG HƠI BÃO HÒA VÀ HƠI QUÁ NHIỆT ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ ĐIỂM NÚT CỦA CHU TRÌNH -ĐỘ CHÍNH XÁC CAO www.dienlanhcongthuong.blogspot.com PHƯƠNG PHÁP PHẦN MỀM EES -SỬ DỤNG PHẦN MỀM EES LÀM CƠNG CỤ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐIỂM NÚT CHU TRÌNH -ĐỘ CHÍNH XÁC CAO -NHANH CHĨNG 15 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ  Bài tập ví dụ Hệ thống máy điều hịa khơng khí dân dụng làm việc với nhiệt độ bay T0 = 70C, nhiệt độ ngưng tụ Tk = 420C Lập bảng thông số điểm nút tính tốn chu trình máy lạnh, cho biết hút máy nén khô, máy lạnh sử dụng môi chất R22: a) Sử dụng đồ thị b) Sử dụng bảng tra c) Sử dụng phần mềm EES ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 16 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ  Đáp án_Phương pháp đồ thị B1: Xác định thông số đầu vào từ kiện toán: - T0 = 70C - Tk = 420C - Mơi chất R22 - Chu trình khơ - Hệ thống lạnh nén cấp (Vì hệ ĐHKK dân dụng) ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 17 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHÔ  Đáp án_Phương pháp đồ thị B2: Xác định điểm nút đồ thị: - Sử dụng đồ thị LgP-h môi chất R22 - Xác định điểm nút - Chú ý: + Đơn vị loại đồ thị sử dụng + Biên dạng đường đặc tính t,p,h,s đồ thị LgP-h ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 18 Lỏng chưa sôi Pc Tc =42 Pe Te =7 Hơi ẩm h3=h4 ThS Trần Xuân An Hơi nhiệt h1 h2 www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 19 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP Bảng thông số trạng thái điểm nút Điểm nút Trạng thái Hơi bão hịa khơ Hơi q nhiệt Lỏng bão hòa Hơi ẩm (Hơi + Lỏng) T(0C) 60 42 P(bar) 16,3 16,3 h (kJ/kg) 407 434 253 253 S(kJ/kgđộ) 1,73 1,73 ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 20 4.2 CHU TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP Tính tốn chu trình: Cơng nén riêng, kJ/kg H2-h1 (w) Nhiệt lượng nhả H2-h3 TBNT, kJ/kg (qc) 434 - 407 27 434 - 253 181 Nhiệt lượng nhận H1-h4 TBBH, kJ/kg (qe) 407 - 253 154 Định luật bảo toàn 181=154 +27 ok Hệ số làm lạnh, ThS Trần Xuân An  qc = qe +w qe /w www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 5,7 21 ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 22 ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 23 CÒN TIẾP ThS Trần Xuân An www.dienlanhcongthuong.blogspot.com 24 ... TRÌNH MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP Định nghĩa: Hệ thống lạnh cấp hệ thống lạnh có cấp nén, môi chất thiết bị bay máy nén nén trực tiếp lên thiết bị ngưng tụ Đặc điểm: -Một cấp áp suất Pe->Pc -Bốn trình... MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP  4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ  Đáp án_Phương pháp đồ thị B1: Xác định thông số đầu vào từ kiện toán: - T0 = 70C - Tk = 420C - Môi chất R22 - Chu trình khơ - Hệ thống lạnh nén cấp. .. MÁY LẠNH NÉN HƠI MỘT CẤP 4.2.1 CHU TRÌNH KHƠ Ngun lý làm việc ThS Trần Xuân An ? ?Hệ thống lạnh nén thực tuần hồn mơi chất lạnh theo bốn q trình làm việc thơng qua thiết bị làm lạnh chính: Máy nén,