Chu trình máy lạnh hấp thụ được biểu thị trên đồ thị h- (Hình 5.3) các thông số cho trước gồm có:
a. Nhiệt độ của nguồn nhiệt th: qua th ta xác định nhiệt độ cao nhất ở thiết bị gia nhiệt của thiết bị gia nhiệt t3
b. Nhiệt độ nước làm mát tw: qua tw ta xác định nhiệt độ nhưng tụ tk, áp suất ngưng tụ pk ở thiết bị ngưng tụ và nhiệt độ thấp nhất t1 của quá trình hấp thụ ở thiết bị hấp thụ.
c. Nhiệt độ cần làm lạnh tf: qua tf xác định nhiệt độ sôi to và po ở thiết bị bay hơi. Xác định các điểm nút:
- Điểm 1: giao điểm của 2 đường t1 = const, po = const. Qua điểm 1 ta xác định được nồng độ xb là nồng độ của dung dịch cho hệ thống.
- Điểm 3: giao điểm của t3 = const và pk = const, qua điểm 3 ta xác định được nồng độ dung dịch loãng a.
- Điểm 2 và 4: xác định dựa theo phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt XI, khi thiết kế chọn điểm 1 gần vị trí dung dịch bắt đầu sôi (khi sôi thì điểm 2 nằm trên đường pk) Trên hình vẽ biểu diễn điểm 2 gần đến điểm sôi. Quá trình 22’ là quá trình bão hoà dung dịch khi đi vào tháp chưng cất II. Ta có 3= 4= a, 1= 2= b.
- Điểm 5: giao của đường t2 ở vùng 2 pha với đường pk pha hơi, qua 5 ta xác định c’.
- Điểm 6: tính theo quá trình chưng cất (tinh cất ) cho tháp chưng cất II, qua 6 ta xác định d. - Điểm 7: giao của đường d với pk=const thuộc pha lỏng.
- Điểm 8: dựa theo phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt của thiết bị hồi nhiệt V: 8= d.
- Điểm 9: thông số trạng thái hơi bão hoà ẩm sau thiết bị bốc hơi lấy theo giao điểm của đường to= const vùng 2 pha với d=const.
- Điểm 10: dựa theo phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt của thiết bị hồi nhiệt V: 10= d.
5.2.3 Tính toán chu trình:
1. Để tính phụ tải nhiệt các thiết bị của hệ thống người ta cho biết năng suất lạnh Qo. Tính toán nhiệt được tiến hành cho 1 kg môi chất làm lạnh đi qua thiết bị bay hơi. Ký hiệu: D - khối lượng môi chất đi qua thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi; kg/h; F - khối
lượng của môi chất đi vào tháp chưng cất. Vậy F - D là khối lượng môi chất đi từ thiết bị gia nhiệt đến thiết bị hấp thụ. Hệ số tuần hoàn của dung dịch là a = F/D
2. Từ phương trình cân bằng vật chất cho môi chất ở thiết bị hồi lưu và thiết bị gia nhiệt, ta có: a = (d - a)/( b - a)
(Thực vậy: môi chất vào: F . b; môi chất ra: (F - D) . a + D. d; cân bằng 2 vế, suy ra điều cần chứng minh)
3. Thiết bị trao đổi nhiệt có (a-1) kg dung dịch loãng và a kg dung dịch đặc đi qua. Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:
(a -1).(h3 – h4) = a.(h2 – h1)
suy ra (a -1)/a= (h2 – h1)/ (h3 – h4).
Chọn h4 theo công thức: t4 = t1 + (8 12)oC
Xác định h2 theo công thức: h2 = h1 + (a-1).(h3 – h4)/a
4. Phụ tải nhiệt riêng của thiết bị gia nhiệt I và thiết bị hồi lưu III: qh,qhl
qh = h6 + (a – 1).h3 – a. h2 + qr trong đó qr: nhiệt lượng lấy đi ở thiết bị hồi lưu III. 5. Phụ tải nhiệt riêng của thiết bị ngưng tụ: qk = h6 – h7
6. Phụ tải nhiệt riêng của thiết bị bay hơi: qo = h9 – h8
7. Phụ tải nhiệt riêng của thiết bị hấp thụ: qa = -a.h1 + h10 + (a-1).h4 = h10 – h4 + a.(h4 – h1) = h10
–h0
8. Phụ tải nhiệt riêng của thiết bị hồi nhiệt: qhn = h7 – h8 = h10 – h9 9. Nhiệt lượng cấp vào: qh + qo
10.Nhiệt lượng nhả ra: qa + qk + qhl
11.Hệ số nhiệt z = qo/qh
12.Nhiệt lượng được biểu diễn trên đồ thị h - (Tự chứng minh 0 d = const) 13.Khối lượng môi chất đi qua thiết bị bay hơi bằng D = Qo/qo, kg/h
14.Phụ tải nhiệt của các thiết bị gia nhiệt: Qh = qh.D 15.Phụ tải nhiệt của các thiết bị hấp thụ: Qa = qa.D 16.Phụ tải nhiệt của các thiết bị ngưng tụ: Qk = qk.D 17.Phụ tải nhiệt của các thiết bị trao đổi nhiệt: Qtđn = qt.D 18.Phụ tải nhiệt của các thiết bị hồi nhiệt: Qhn = qn.D