* Các thông số tại các điểm 1, 2 không thay đổi so với quá trình sấy lí thuyết. * Điểm 3’: Nhiệt độ t3 = t3’ = 350C Độ chứa ẩm d3’ Ta có I3’ = I2 + ∆/l = I2 + ∆(d3’ – d2) (3.5) Với I3’ = 1,004.t3’ + d3’(2500 + 1,842.t3’) = 35,11 + 2564,47.d3 (3.6) Theo quá trình sấy ly thuyết ta có:
(I2 = I22 = 70,49 kJ/kg kkk ; d2 = d22 = 0,0098 kg /kg kkk) Từ (3.5) và (3.6) ta có 2 2 3' kkk 2 I - 35,11 - Δd 70,49 - 35,11 + 60,8.0,0098 d = = = 0,0182 kg/kg 2564,47 - Δd 2564,47 + 60,8.0,0098 Entanpi : I3’ = I2 + ∆(d3’ – d2) = 70,49 – 60,8.(0,0182 – 0,0098) = 69,188 kJ/kg kkk 3' m 3' 3' 3' d . p = (0,622 + d ).p ϕ = 0,0182 . 0,9933 0, 49 49% (0,622 + 0,0182).0,0576 = = m 3' 3' k3' k 3' p - .P 99330 - 0,49 . 0,0576 = = = 1,124 R .(273 + t ) 287(273 + 35) ϕ ρ kg/m3 * Điểm 4’: Độ ẩm φ4’ = 100% Dung ẩm d4’ = d3’ kg/kgkkk Phân áp suất bão hòa:
m 4'b 4' b 4' 4' 4' p .d 0,9933. 0,0182 p = = = 0,028 bar (0,622 + d ).ϕ (0,622 + 0, 0182).1
Nhiệt độ tác nhân sấy: 4'
4'4026, 42 4026, 42
t = 235,5
0
4026,42
235,5 22, 49
12,031 - ln0,028 C
= − =
Entalpy của không khí:
4' pk 4' 4' ph 4' I = C .t + d .(r + C .t )
= 1,004 . 22,49 + 0,0182.(2500 + 1,842 . 22,49) = 68,83 kJ/kgkkk
* Tiêu hao không khí quá trình sấy thực:
Tổng lượng ẩm bốc hơi giai đoạn 2 là: W2 = 8250kg
tt kkk â 3' 2 1 1 l = = = 119,05 kg /kg d - d 0,0182 - 0,0098 Ltt = W.ltt = 8250.119,05 = 982162,5 kg kkk = 5169,3 kgkkk/h 3 tt tbtt k2 3' L 5169,3 V = = = 4673,9 m /h 0,5.(ρ +ρk ) 0,5.(1,088 + 1,124)
* Tiêu hao nhiệt thực tế:
Nhiệt lượng dàn nóng cung cấp cho quá trình sấy để làm bay hơi 1 kg ẩm: 22 21 dntt â 23 22 I - I 70,49 - 37,78 q = = = 3894,05 kJ/kg d - d 0,0182 - 0,0098
Nhiệt lượng dàn nóng cung cấp để sấy là:
Qdntt = W.qdntt = 8250.3894,05 = 32125912,5 kJ = 169083,75 kJ/h Năng suất nhiệt dàn nóng cung cấp để sấy là:
Q0tt = 46,97kW Lượng ẩm ngưng tụ:
∆dtt = d3’ – d22 = 0,0182 – 0,0098 = 0,0084 kgâ Lượng nhiệt thu được từ ngưng tụ 1 kg ẩm:
qdltt = ltt (I3’ – I21) = 119,05.(69,188 – 37,78) = 3739 kJ/kgâ Lượng nhiệt dàn lạnh thu được:
Qdltt = W. qdltt = 8250. 3739 = 30846750 kJ = 162351,3 kJ/h Năng suất nhiệt dàn lạnh cung cấp để sấy là:
3.3.3. Tính toán lựa chọn máy bơm nhiệt và các thiết bị điều khiển.
Từ các kết quả tính toán và lí luận trên ta có: - Nhiệt độ bay hơi : t0 = 50C
- Nhiệt độ ngưng tụ : tk = 550C
- Môi chất làm lạnh cho bơm nhiệt là R22
- Nhiệt độ hơi hút: để đảm bảo máy nén không hút phải lỏng người ta phải đảm bảo hơi hút vào máy nén nhất thiết phải là hơi quá nhiệt. Với môi chất R22 theo một số tài liệu tham khảo, ta chọn ∆th = 250C .
th = t0 + ∆th = 50C + 250C = 300C
- Từ đồ thị logP-i của chu trình lạnh với môi chất R22 và tra bảng các tính chất nhiệt động của R22, xác lập chế độ làm việc của thiết bị theo bảng 4.1 sau:
- Nhiệt độ tại điểm 3’ được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt, với giả thiết bỏ qua tổn thất ta có:
i3 – i3’ = i1’ – i1
Hay i3’ = i3 – i1’ + i1 = 565 – 725,62 + 706,56 = 545,94 Từ i3’ và P3’ ta có t3’ = 400C
Bảng 3.1. Xác lập chế độ làm việc của thiết bị bơm nhiệt.
Điểm Trạng thái Áp suất
Bar
Nhiệt độ 0C
entanpi
kJ/kg
Thể tích hơi hút, m3/kg
1 Hơi bão hòa khô 6,605 50C 706,56 0,048
1’ Hơi quá nhiệt 6,605 300C 725,62
2 Hơi quá nhiệt 19,495 950C 761,92
3 Lỏng sôi 19,495 550C 565
3’ Lỏng chưa sôi 19,495 400C 545,94
4 Hơi bão hòa ẩm 6,605 50C 545,94
- Như vậy độ quá lạnh ∆tql = 55 – 40 = 150C
- Năng suất lạnh Qktt = 45,1 kW của dàn bay hơi và công suất nhiệt của dàn ngưng tụ Q0tt = 46,97kW ta đã tính được ở trên. Xem hiệu suất của dàn nóng và dàn lạnh là bằng nhau: η0 = ηk = 0,75, vậy ta có:
- Công suất dàn bay hơi của bơm nhiệt là: ktt k k Q 45,1 Q = = = 60 kW η 0,75
- Công suất dàn ngưng của bơm nhiệt là:
0tt 0 0 Q 46,97 Q = = = 67 kW η 0,75
- Môi chất tuần hoàn trong bơm nhiệt nên lưu lượng môi chất qua dàn nóng vàdàn lạnh là bằng nhau: dàn lạnh là bằng nhau:
Lưu lượng môi chất qua dàn nóng:
0 0 1' 4 Q 67 G = = = 0,373 kg/s i - i 725,62 - 545,94 Lưu lượng môi chất qua dàn lạnh:
k k 2 3 Q 60 G = = = 0,305 kg/s i - i 761,92 - 565
- Để đảm bảo công suất của toàn hệ thống ta chọn lưu lượng môi chất lớn nhấttức là G = 0,373 kg/s. Khi đó công suất nhiệt sẽ là: tức là G = 0,373 kg/s. Khi đó công suất nhiệt sẽ là:
Qk’ = G.(i2 – i3) = 0,373.(761,92 – 565) = 73,45 kW - Công suất nhiệt sẽ thừa một lượng là:
∆Qk = Qk’ – Qk = 73,45 – 67 = 6,45 kW - Phụ tải của thiết bị hồi nhiệt:
Qhn = G.(i1’ – i1) = 0,373.(725,62 – 706,56) = 7,1 kW - Thể tích hút thực của máy nén:
Vt = G.v = 0,373.0,048 = 0,018 m3/s
- Tỷ số nén: π = Pk/P0 = 19,495/6,605 = 2,95 do đó chọn máy nén một cấp.- Công nén đoạn nhiệt (công tiêu thụ của máy nén) - Công nén đoạn nhiệt (công tiêu thụ của máy nén)
Ns = G.(i2 – i1’ ) = 0,373.( 761,92 - 725,62) = 13,54 Kw- Hiệu suất chỉ thị: ηi = λw + b.t0 - Hiệu suất chỉ thị: ηi = λw + b.t0
Trong đó λw = T0/Tk = (5+273)/(55+273) = 0,848 ; hệ số b = 0,001 ηi = 0,848 + 0,001.5 = 0,853
- Công suất ma sát: Nms = Vt.Pms
Theo [21] Với máy nén R22 ngược dòng Pms = (18 – 34)kPa ở đây ta chọn Pms = 25 kPa. Vậy ta có :
Nms = 0,018.2500 = 45 W = 0,045kW
- Công nén hiệu dụng: Nc = Ni + Nms = 15,87 + 0,045 = 15,9 kW- Công suất tiêu thụ điện năng: - Công suất tiêu thụ điện năng:
c đ tđ đ N 15,9 N = = = 18,7 kW η .η 0,85
Trong đó : ηtđ : là hiệu suất truyền động với máy nén kín hiệu suất truyền động = 1; ηđ : hiệu suất động cơ điện thường là (0,8 – 0,95), ở đây ta chọn ηđ = 0,85.
* Từ các lí luận, tính toán trên ta chọn các thiết bị cho hệ thống bơm nhiệt như sau:
- Máy nén có công suất 27HP tương đương năng suất lạnh 240.000Btu/h, nguồn điện 3 pha 380V/50hz. nguồn điện 3 pha 380V/50hz.
- Dàn nóng chính theo tính toán trên là 67kW ta chọn loại dàn chế tạo sẵn của hãng Reetech loại 2 module, mã hiệu RMVIII-D680-B3, nguồn điện 3 hãng Reetech loại 2 module, mã hiệu RMVIII-D680-B3, nguồn điện 3
pha/380VAC/50Hz, có công suất lạnh 68kW (232.100Btu/h), lưu lượng gió 28.000m3/h, Kích thước (Rộng x Cao x Sâu) = (1380x1630x830).
- Dàn nóng phụ theo lí luận ta chọn bằng 1/10 dàn nóng chính chọn loại 7 kW (24.000 Btu). (24.000 Btu).
- Dàn lạnh (gồm 2 dàn chính và phụ bằng nhau) theo tính toán trên là 60kW tachọn loại dàn chế tạo sẵn của hãng Reetech loại 2 module, mã hiệu RMVIII-D615- chọn loại dàn chế tạo sẵn của hãng Reetech loại 2 module, mã hiệu RMVIII-D615- B3, nguồn điện 3 pha/380VAC/50Hz, có công suất lạnh 61,5kW (209.900Btu/h), lưu lượng gió 28.000m3/h, Kích thước (Rộng x Cao x Sâu) = (1380x1630x830).