Tính toân nđng cao hiệu suất của thiết bị bay hơ

- Tạo khả năng tự động hoâ hệ thống, nhờ bộ PID tích hợp sẵn bín trong dùng cho điều khiển vòng kín; cổng giao tiếp với hệ thống tự động hoâ RS485 có

3.4Tính toân nđng cao hiệu suất của thiết bị bay hơ

3.4.1Ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi đến hiệu quả lăm việc của hệ thống lạnh

3.4.1.1 Tăng nhiệt độ bay hơi sẽ giúp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh

Nếu chúng ta có thể tăng nhiệt độ bay hơi, âp suất bay hơi của hệ thống lạnh sẽ tăng theo, dẫn đến việc tăng hiệu quả lăm lạnh vă giảm công của mây nĩn. Tức lă nếu có thể tăng được nhiệt độ bay hơi hiệu suất của hệ thống lạnh tăng vă như vậy hệ thống sử dụng ít điện năng hơn

P

h3,4,7 h1 h5 h6 h2 h

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi đến hiệu quả lăm việc của câc hệ thống lạnh

Từ hình 3.4 ta nhận thấy hệ thống lăm lạnh cũ lăm việc theo chu trình (1-2-3-4-1) có hệ số lăm lạnh:

COP h1 h4 h2 h1

Nếu nhiệt độ bay hơi của hệ thống được tăng lín, âp suất hơi p’0 = p5 = p7 > p0 = p1 = p4

Khi đó hệ thống lăm việc với chu trình mới (5-6-3-7-5) vă hệ số lạnh của chu trình lă:

COP' h1 h7 h5 h1

Ta nhận thấy công nĩn của chu trình cũ lớn hơn công nĩn của chu trình mới h1 – h2 > h6 – h5

Vì vậy COP’ > COP

Khi tăng âp suất bay hơi (tăng nhiệt độ) sẽ nđng cao hiệu suất của hệ thống, công của mây nĩn giảm vă hiệu quả lăm lạnh của hệ thống tăng lín, điều năy được chứng minh như sau:

Một hệ thống lạnh sử dụng môi chất la R22 có nhiệt độ ngưng tụ tk = +400C ban đău nhiệt độ bay hơi của hệ thống lă t0 = -100C nhờ câc biện phâp cải tiến trong quâ trình bay hơi nhiệt độ bay hơi mới được tăng lín t’0 = - 50C Tính hệ số lăm lạnh trong hai trường hợp trín.

Tra bảng hơi bảo òa vă hơi quâ nhiệt của môi chất R22 ta được câc thông số sau:

t0 = - 10 0C h1 = 700,42 kJ/kg tk = 40 0C h2 = 736,39 kJ/kg h3 = h4 = 549,36 kJ/kg t’0 = -5 0C h5 = 702,39 kJ/kg tk = 40 0C h6 = 734,97 kJ/kg h3 = h7 = 549,36 kJ/kg

Hệ số lăm lạnh trong trường hợp t0 = -100C

COP h1 h4 700,42  549,36  4,20

h2 h1 736,39  700,42

Hệ số lăm lạnh trong trường hợp t0 = -50C

COP' h5 h7

h6 h5 702,39  549,36  4,69 734,97  702,39

Hệ số lăm lạnh của COP của hệ thống lạnh tăng 10,5%.

Trín thực tế, năng lượng tiíu tốn cho hệ thống lạnh giảm khoảng 1 – 1,5 % nếu nhiệt độ bay hơi tăng lín 10

C.

3.4.2Những biện phâp nhằm tăng nhiệt độ bay hơi của hệ thống lạnh

Nhiệt độ bay hơi có thể giữ ở mức cao nhất có thể giảm tiíu thu năng lượng. điều năy có thể đạt được bằng câch:

3.4.2.1 Khđu thiết kế:

a.Sử dụng hệ thống tâi tuần hoăn bất cứ khi năo có thể

b. Diện tích bề mặt bốc hơi đảm bảo đủ lớn. Bề mặt trao đổi nhiệt lớn cho phĩp nhiệt độ bay hơi cao. Điều đó cũng giảm độ tâch nước từ câc sản phẩm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

c.Sử dụng câc động cơ vă quạt có hiệu suất cao trong phòng lạnh vă mây lạnh d.Đảm bảo môi chất lăm lạnh vă dầu thích hợp.

3.4.2.2 Khđu vận hănh vă bảo trì

a.Giữ nhiệt độ bay hơi căng cao căng tốt

b.Trânh để dầu bôi trơn bị đưa văo nhiều vă tích tụ trong dăn bay hơi c.Xê đâ câc dăn lạnh khi cần thiết

d.Dừng ngay quâ trình xê đâ khi lượng đâ đê được xê hết e.Trânh nhiệt thừa xđm nhập văo không gian cần

f. Bảo ôn tốt câc đường ống dẫn lưu môi chất lạnh vă không gian cần lăm lạnh nhằm trânh thẩm thấu nhiệt từ môi trường văo.

3.5Tính toân lắp đặt câc bình trữ lạnh đối với câc hệ thống lạnh giân tiếp

Đối với hầu hết câc hộ tiíu thụ điện, nhu cầu sử dụng điện không ổn định mă thay đổi theo câc thời điểm khâc nhau trong ngăy việc sử dụng điện tương ứng tạm chia thănh 3 thời điểm.

- Thấp điểm thường từ 22.00 đến 6.00. Khi câc hộ tiíu thụ điện cho sản xuất vă sinh hoạt đều không dùng điện hay dùng ở mức thấp nhất.

- Bình thường (công suất tiíu thụ bình thường) thường từ 6.00 đến 18.00 khi điện chủ yếu dùng cho sản xuất vă văn phòng

- Cao điểm (công suất tiíu thụ cao nhất) thường từ 18.00 đến 22.00 khi điện được dùng nhiều nhất cho sản xuất, sinh hoạt, quảng câo, chiếu sâng .. v . .v. .

Vì vậy câc nhă cung cấp điện phải lắp đặt câc nhă mây phât điện có công suất lớn sao cho bằng công suất giờ cao điểm vă do đó đối với giờ thấp điểm thì mây phât điện sẽ bị non tải, hiệu suất vận hănh sẽ rất thấp, hậu quả của nó lă đầu tư sẽ gia tăng vă hoạt động không kinh tế. Vì vậy câc nhă cung cấp điện sẽ đưa ra những chính sâch giâ lăm thế năo để giảm phụ tải đỉnh vă chuyển sự tiíu thụ đó văo giờ thấp điểm, bình thường theo nguyín lý san bằng phụ tải đỉnh cho biểu đồ phụ tải của lưới điện như thể hiện trín hình 3.5 dưới đđy. Điều năy sẽ giúp câc nhă cung cấp điện giảm việc đầu tư cho nguồn phât điện vă vận hănh chúng một câch kinh tế nhất. Đề giải quyết vấn đề năy câc nhă cung cấp điện đưa ra biện phâp điện 3 giâ như tổng công ty Điện Lực Việt Nam đê âp dụng trong những năm gần đđy.

Tải kW

Tải đỉnh ban đầu

Tải đỉnh mới

Giờ trong ngăy

0.00 8.00 18.00 22.00 24.00

Đối với người sử dụng điện, để trânh phải trả giâ điện của giờ cao điểm cần có câc biện phâp để trânh hoặc giảm tối thiểu sử dụng điện sản xuất văo giờ cao điểm, sử dụng văo giờ thấp điểm vă bình thường.

Hình 3.6 Đồ thị công suất khi sử dụng BTL vă không sử dụng bình trữ lạnh

Xĩt về mặt năng lượng thì không tiết kiệm được tuy nhiín về mặt giảm chi phí năng lượng điện cho sản xuất thì sẽ cải thiện rõ rệt.

Chuyển dời phụ tải đỉnh văo thời gian tải thấp, trânh sử dụng điện văo giờ cao điểm mă chủ yếu sử dụng điện văo giờ thất điểm để hưởng được chế độ giâ điện thấp.

Hình 3.8 Hệ thống Waterchiller khi lắp hệ thống tích trữ lạnh

Ví dụ: Một tòa nhă được thiết kế với 2/3 diện tích dùng lăm căn hộ cho thuí, 1/3 còn lại lăm khối văn phòng (chỉ lăm giờ hănh chânh)

Cần đầu tư mây 40kW

½ thời gian trong ngăy mây chạy non tải 50%

Hình 3.9 Đồ thị công suất khi sử dụng BTL sang bằng phụ tải đỉnh

Nhìn văo đồ thi thì ta có thể nhận thấy khi dùng hệ thống BTL thì ta chỉ cần đầu tư mây lạnh với công suất 30kW với 100% thời gian chạy toăn tải.

Ví dụ: Ứng dụng tích trữ lạnh nhằm giảm chi phí điện một hệ thống lạnh cần hoạt động theo thiết kế lă:

-Giờ cao điểm: 160kW -Giờ bình thường: 80kW -Giờ thấp điểm: 50 kW

Giả sử hiệu suất động cơ cần lựa chon η = 0,95 ta thử lựa chọn động cơ có công suất đâp ứng được điều hòa hoạt động như trín với việc đầu tư một hệ thống trích trữ lạnh: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Công suất trung bình:

p 160  90  50  105,26kW

3.0,95

Chọn công suất hệ thống tích trữ lạnh lă

pSTL  160 105,26.0,95  60kW

Như vậy ứng với sự trợ giúp của hệ thống tích trữ lạnh trong hệ thống , ta có được điều kiện hoạt động của động cơ như sau:

-Giờ cao điểm: chạy hết 100% tải tiíu tốn

p1  105,26.0,95  99,99kW

-Công suất bù trừ của hệ thống tích trữ lạnh cho hệ thống

p1STL  160 105,26.0,95  60kW

-Giờ bình thường: chạy hết 100% tải tiíu tốn

p1  105,26.0,95  99,99kW

-Công suất trữ lạnh văo hệ thống tích trữ lạnh

p2 STL  99,99  90  9,99kW

-Giờ thấp điểm: chạy hết 100% tải tiíu tốn

p1  105,26.0,95  99,99kW

-Công suất trữ lạnh văo hệ thống tích trữ lạnh

p3STL  99,99  50  59,99kW

Như vậy:

p1STL  60kW

Điều năy có nghĩa hệ thống lạnh luôn hoạt động hết công suất, hiệu suất đông cơ cao nhất lă 95%. Câc tải mă hệ thống tích trữ lạnh trữ được văo giờ bình thường vă thấp điểm sẽ bù văo hệ thống trong giờ cao điểm.

Tổng tiíu thụ trong một ngăy

ptt  8.( p1 p2 p3 )  8.(105,26 105,26 105,26)  2526,24kWh / ngay

Giả sử nếu ta chọn một động cơ đâp ứng được nhu cầu trín nhưng không sử dụng hệ thống tích trữ lạnh thì công xuất cần thiết phải đạt được lă:

p 160  168,42kW

0,95

Lúc đó hệ thống hoạt động như sau

-Giờ cao điểm: chạy hết 100% tải tiíu tốn

p1  168,42.0,95  160kW

- Giờ bình thường: chạy hết (90/160).100% = 56,25% tải, hiệu suất 71,4% tải tiíu tốn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

p2  168,42.0,714  120,25kW

-Giờ thấp điểm: chạy hết (50/160).100% = 31,25% tải, đạt hiệu suất 53,5%, tải tiíu tốn

p3  168,42.0,535  90,10kW

Tổng tiíu thụ trong một ngăy lă

ptt  8.( p1 p2 p3 )  8.(160 120,25  90,1)  2962,83kWh / ngay

Như vậy tính về phương diện kỹ thuật mỗi ngăy ta tiết kiệm được ΔE = 2962,83 – 2526,54 = 436,29 kWh/ngay Trín phương tiện kinh tế âp dụng tính giâ điện 3 giâ như sau:

+/ Bình thường: 6h – 18h (870 vnđ/kwh). +/ Cao điểm: 18h – 22h (1755 vnđ/kwh). +/ Thấp điểm: 22h – 6h (475 vnđ/kwh). Tiíu tốn tiền điện cho hệ thống có tích trữ lạnh:

8.(105,26.870 105,26.1755 105,26.475)  2610448VNĐ / ngay

8.(160.1175 120,25.870  90,1.475)  3425720VNĐ / ngay

Tổng chi phí tiết kiệm được cho hệ thống năy lă:

3 425 720 – 2 610 448 = 815 272 VNĐ/ngăy = 297 574 280 VNĐ/ năm -Tính chọn thiết bị trữ lạnh:

Tuy theo chúng ta dùng chất trữ lạnh vă phương phâp trữ lạnh mă có câch tính chọn thiết bị trữ lạnh khâc nhau.

-Khi trữ lạnh theo nhiệt hiện thì ta có thể tính của bình trữ lạnh như sau: Q = G.Cpn.(tn’’ - tn’) = V. ρ.Cpn.(tn’’ - tn’)

Trong đó:

Q: Nhiệt lượng (kJ)

G: Thể tích nước trong bồn, m3

Cpn: Nhiệt dung riíng của nước (Cpn=1,84 kJ/kg.độ) ρ: khối lượng riíng của nước

tn’’: nhiệt độ nước môi trường, 0

C tn’: nhiệt độ nước trong bồn, 0

C

- Lượng nhiệt đó được sử dụng để bù đắp sự chính lệch công suất giữa Qmax vă Qtb trong thời gian t.

Q = t(Qmax - Qtb)

Vậy dung tích Bình trữ lạnh: