Thiết kế máy lạnh hấp thụ điều hòa không khí cho văn phòng làm việc
MỤC LỤC
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH
Chọn sơ đồ điều hòa không khí
Chọn sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là vì tận dụng được nhiệt độ thấp trong phòng điều hòa không khí do đó làm giảm được năng suất lạnh do không gian điều hòa không sinh ra chất độc hại. Nguyên lý hoạt động: Không khí ngoài trời có trạng thái N(tN, ϕN) có lưu lượng LN qua cửa hút của không khí ngoài trời 1, đi vào buồng hòa trộn 3 , để hòa trộn với lượng không khí tuần hoàn có trạng thái T(tT, ϕT)có lưu lượng LT được hút theo cửa gió tuần hoàn 2. Sau khi hòa trộn không khí có trạng thái C, được xử lý nhiệt ẩm (làm lạnh ,làm khô) trong thiết bị xử lý không khí 4, đạt đến trạng thái O, rồi được quạt gió 5 đường ống đẩy 6 và hệ thống phân phối khí 7 thổi vào phòng được điều hòa 8.
V(tV, ϕV) được thực hiên quá trình trao đổi nhiệt ẩm với không khí ở trong phòng có chứa lượng nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, tự biến đồi trạng thái đến trạng thái T theo εT=. Q , sau đó một phần không khí sử dụng lại được hút qua miệng hút 9, đường ống hút hồi gió hồi 10 và quạt gió hồi 11(có thể không sử dụng quạt hồi này) tuần hoàn về buồn trộn 3. Vậy ta có được LN và LT ta dể dàng xác định được điểm không khí hòa trộn C trên đồ thị I- d theo nguyên tắc hòa trộn.
O ≡ V: quá trình tự biến đồi trạng thái không khí do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng điều hòa theo hệ góc tia εT. Vậy năng suất lạnh yêu cầu để thiết kế máy lạnh hấp thụ dùng cho điều hòa không khí văn phòng làm việc với diện tích 35 m2 là Q 0= 7000 W.
TÍNH TOÁN CHU TRÌNH
Ta dùng nước giếng khoan để giải nhiệt vì nước giếng khoan có nhiệt đô luôn ổn định trong cả năm(mùa hè và mùa đông) và có nhiệt độ thấp hơn so với các nguồn nước khác như nước sông hồ ,mạng nước thành phố, , theo [TL1- tr7] sử dung nước giếng khoan không tuần hoàn có thể lấy cao hơn hoặc bằng nhiệt độ trung bình hằng năm (0÷1)oC, tra bảng theo[TL2- tr8] ta có nhiệt độ trung bình hằng năm tại Đà Nẵng t = 25,6 oC. Máy lạnh hấp thụ một cấp H2O/LiBr có nguyên lý làm việc như hình 1.1,vì có áp suất và hiệu áp rất nhỏ nên nó được bố trí như hình 3.1. Trong bình II có bố trí dàn bay hơi và bộ phận hấp thụ , giữa các thiết bị trên có độ chênh nhiệt độ đáng kể như ở bình I là nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ gia nhiệt , ở bình II là nhiệt độ bay hơi và.
Dung dịch đậm đặc khi mất nước trở thành dung dịch loãng và được đưa trở lại dàn hấp thụ (TBHT) trong bình II, vì vòi phun làm nhiệm vụ giảm áp nên không cần van tiết lưu đặc biệt nữa. Nước làm mát đầu tiên đi qua bình hấp thụ, sau đó mới đến bình ngưng do đó nhiệt độ ngưng tụ sẽ cao hơn nhiệt độ hấp thụ một chút. Thiết bị sinh hơi, thiết bị ngưng tụ được bố trí trong cuing một bình và thiết bị bay hơi, thiết bị hấp thụ cũng được bố trí trong cùng một bình.
Đô chênh lệch nhiệt độ (tm2-t0) đối với máy lạnh hấp thụ hiện nay thường được chế tạo vào khoảng 3oC. K − ) nhưng diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị bay hơi lớn hơn. Để tiết kiệm nguồn nước ta cho nước giếng khoan vào làm mát thiết bị hấp thụ trước rồi đưa lên làm mát thiết bi ngưng tụ, do đó nhiệt độ vào của nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ cũng chính là nhiệt độ ra của nước giải nhiệt thiết bị hấp thụ, theo [TL 2-tr158] nhiệt độ nước đầu vào và đầu ra chênh nhau (2÷6).
MỘT CẤP
Nước tải lạnh chuyển động cưỡng bức trong ống và nhả nhiệt cho môi chất lạnh sôi màng do bơm tưới liên tục bên ngoài ống. Nguyên lý làm việc: Hơi nước được tạo ra ở dàn bay hơi sẽ được dung dịch loãng hấp thụ ở thiết bị phận hấp thụ , trong quá trình hấp thụ nhiệt lượng tỏa ra. Nước làm chuyển động cưỡng bức trong ống, nhận nhiệt hấp thụ của dung dịch loãng được tưới tự nhiên thành màng bên ngoài ống.
Nguyên lý làm việc: Hơi môi chất từ thiết bị sinh hơi đi vào bình sinh hơi và nhã nhiệt cho nước làm mát chuyển động cưỡng bức trong ống và ngưng tụ lại thành lỏng cao áp .Ống trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ được làm bằng inox. Gw: Lưu lượng khối lượng của nước làm mát thiết bị ngưng tụ, cũng chính là lưu lượng khối lượng của nước làm mát thiết bị hấp thụ. Nguyên lý làm việc: Nước nóng từ nguồn gia nhiệt chuyển động cưỡng bức trong ống trao đổi nhiệt của thiết bị sinh hơi , truyền nhiệt cho dung dịch đậm đặc sôi màng do bơm tưới liên tục bên ngoài ống.
+ αH: Hệ số tỏa nhiệt của nước gia nhiệt,[W/m2.đô],theo [TL4-tr14], nước gia nhiệt chuyển động cưỡng bức trong ống, hệ số tỏa nhiệt được tính bằng. Thiết hồi nhiệt dùng để tận dụng nhiệt của dung dịch loãng từ thiết bị sinh hơi về gia nhiệt cho dung dịch đậm đặc sau khi ra khỏi thiết bị hấp thụ nhằm mục đích giảm lượng nhiệt cấp cho thiết bị sinh hơi và giảm lượng nước làm mát thiết bị hấp thụ. Dung dịch đậm đặc cần gia nhiệt nên đi trong ống trong dung dịch loãng cần làm nguội nên đi ở trong không gian giữa hai ống.
+ d1n,d2t: Đường kính ngoài của ống trong , đường kính trong của ống ngoài của thiết bị hồi nhiệt, [m].
GIỚI HẠN VÙNG LÀM VIỆC CỦA MÁY LẠNH
Nếu giữ nguyên nhiệt độ dung dịch trong bình sinh hơi th , nhiệt độ bay hơi to , khi áp suất ngưng tụ PK lớn lên thì nồng độ dung dịch loãng ξa lớn lên, dịch dần về phía trái trong khi nồng độ dung dịch đậm đặc ξr nhỏ đi và dịch dần về phía phải. Khi áp suất ngưng tụ PK tiến tới điểm PK’ thì điểm 2’ và 3’ trùng lên nhau : nồng độ dung dịch đặc và loãng trùng nhau, vùng khử khí bằng không, như vậy P’K và ứng với nó là tK’ là giới hạn cực đại của áp suất và nhiệt độ ngưng tụ. Tương tự, khi giữ nguyên th và tK, hạ t0 xuốngt0” thì nồng độ dung dịch đậm đặc sẽ giảm tới nồng độ dung dịch loãng, vùng khử khí bằng không : t0” là giới hạn cực tiểu của nhiệt độ bay hơi.
Tương tự như vậy, khi giữ nguyên to và tK, hạ th xuốngth’” thì nồng độ dung dịch loãng sẽ tiến tới nồng độ dung dịch đậm đặc, vùng khử khí bằng không : th’” là giới hạn cực tiểu của nhiệt độ dung dịch trong bình sinh hơi. Tuy nhiên, lưu ý rằng, các giới hạn cực đại (đối với tK), cực tiểu (đối với to và th) được xác định với giả thiết vùng khử khí ∆ξ = 0, các quá trình hấp thụ, sinh hơi, chưng luyện là hoàn hảo và các quá trình trao đổi nhiệt là thuận nghịch. Cụ thể là, nhiệt độ phân huỷ của dung dịch NH3/H2O thấp nên nhiệt độ của dung dịch dung dịch không nên quá 160 0C và để tránh lượng nước cuốn theo hơi amôniăc nhiều thì nhiệt độ dung dịch không nên quá 120 0C.
+ Nhiệt độ ngưng tụ tK : nếu tK càng cao tương ứng PK càng cao so với P0thì tổn thất lạnh do quá trình tiết lưu càng tăng và công tiêu tốn cho bơm dung dịch từ áp suất P0 lên PKcàng tăng dẫn đến hệ số nhiệt của máy lạnh hấp thụ giảm đáng kể vì vậy tK càng nhỏ càng tốt. Nhiệt độ ngưng tụ tK phụ thuộc chủ yếu vào tính chất , nhiệt độ của môi trường giải nhiệt và diện tích bề mặt truyền nhiệt.Ở khí hậu Việt nam, nhiệt độ ngưng tụ tK chỉ dao động trong khoảng (26 ÷ 45) 0C.
TÍNH SỨC BỀN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG
Chiều dày nhỏ nhất của ống trao đổi nhiệt chịu áp lực trong theo [TL1-tr135]. - η: hệ số hiệu chỉnh ứng suất phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc và điều kiện làm việc của thiết bị áp lực. Nước tải lạnh đi trong ống xem nước tải lạnh cĩ ỏp suất khớ quyển Pk= 98100 Pa.
Nước gia nhiệt đi trong ống xem nước làm mỏt cĩ ỏp suất khớ quyển Pk= 98100 Pa. Mặt ngoài của sàng tiếp xúc với nước làm mát và nước tải lạnh xem nước có áp suất khí quyển. Sau đó ta chọn ứng suất uốn lớn nhất để kiểm tra với ứng suất cho phép (σcp).
Mặt ngoài của sàng tiếp xúc với nước làm mát và nước gia nhiệt xem nước có áp suất khí quyển. Sau đó ta chọn ứng suất uốn lớn nhất để kiểm tra với ứng suất cho phép (σcp).
