CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.3. Tính toán tầng cao (dùng môi chất R32)
Ở đây ta sử dụng một hệ thống lạnh khác để giải nhiệt cho môi chất CO2, cụ thể là hệ thống lạnh 1 cấp dùng môi chất R32. Thiết bị kết nối giữa hai hệ thống là thiết bị trao
đổi nhiệt kiểu ống lồng ống. Đòi hỏi hệ thống lạnh môi chất R32 phải có năng suất lạnh lớn hơn ta chọn sơ bộ bằng 1,2 lần nhiệt lượng tỏa ra từ thiết
bị giải nhiệt (/ 2 ).
Năng suất lạnh hệ thống R32 : 0/ 32 = 1,2. / 2 = 1,2 .1,28 = 1,53( ).
3.3.1 Tính toán, thiết lập thông số các điểm nút
Tra bảng hơi bão hòa R32 [7] ta được:
1=41° => 1=25
01= 0° => 01 = 8,1
Nhiệt độ quá nhiệt : ℎ1= 01 + (5 ÷ 15)oC = 0 + 10 = 10oC (trang 208 -tài liệu [8]).
Hình 3.6 Đồ thị p-h chu trình lạnh R32 lý thuyết [7]
Bảng 3.4 Các thông số trạng thái lý thuyết của chu trình lạnh R32
Điểm nút Trạng thái
11 Hơi bão hòa khô
1′1 Hơi quá nhiệt
21 Hơi quá nhiệt
31 Lỏng sôi
3′1 Lỏng chưa sôi
4
1 Hơi bão hòa ẩm
Năng suất lạnh: Q0/
Năng suất lạnh riêng: q0/R32 = h11 − h41 = 515 − 250 = 265 (kJ/kg)
Lưu lượng R32: GR32 =
Công suất nhiệt riêng: qk/R32 = h21 − h31 = 576 − 277 = 299 (kJ/kg)
Công suất nhiệt: Qk/R32 = GR32. qk/R32 = 0,0058 . 299 = 1,73 (kW)
Công nén riêng: lR32 = h21 − h1′1 = 576 − 530 = 46 (kJ/kg)
Công suất điện động cơ: = (công thức 7-25) [8]
Trong đó:
L: Công nén lý thuyết của máy nén.
: hiệu suất tổng ( = 0,5 ÷ 0,65). Chọn = 0,65.
Vậy công suất máy điện máy nén là:
1= 32 =0,266
0,65 = 0,409= 409
COP hệ thống tính bằng công thức sau, theo tài liệu [9]:
=
3.3.2. Tính chọn thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ trao đổi nhiệt giữa nhiệt độ môi chất và nhiệt độ không khí. Ta có, diện tích trao đổi nhiệt được tính theo công thức 8 – 1 trang 260 tài liệu [8]:
= ∆
Trong đó:
F: Diện tích trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ, m2.
k: Hệ số truyền nhiệt, W/m2K.
Qk: Công suất nhiệt của chu trình, kW.
∆ : Độ chêch lệch nhiệt độ trung bình logarit, °C.
Δ =
Theo các thông số ở mục 3.1.1 ta có:
Nhiệt độ không khí ra thiết bị ngưng tụ: tw2= 36°C.
Nhiệt độ không khí vào thiết bị ngưng tụ: tw1= 31°C.
Nhiệt độ R32 vào dàn ngưng: 21 = 76°C.
Nhiệt độ ngưng tụ của R32: 1 = 41°C.
Các thông số này được biểu diễn trên Hình 3.7:
Hình 3.7 Sơ đồ lưu động của dòng môi chất R32 và không khíTừ sơ đồ lưu dộng của R32 và không khí trên hình 3.7, ta thấy: Từ sơ đồ lưu dộng của R32 và không khí trên hình 3.7, ta thấy:
Δ =21– tw2=76 – 36= 40°C
Δ = 1– tw1= 41 – 31 = 10°C
Vậy độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit của thiết bị là:
Δ =40−4010 = 22°C.
ln10
Bảng 3.5 Hệ số dẫn nhiệt của R32 và không khí [11]
Môi chất
Hệ số dẫn nhiệt (W/m2K)
Bảng 3.6 Thông số dàn ngưng ống đồng cánh nhôm
Chiều dày ống của TBTĐN δ (mm) Hệ số dẫn nhiệt λ ( Đồng ) (W/mK) Hệ số truyền nhiệt:
=
Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt =
Với các thông số đã tính toán:
- Nhiệt độ không khí ra thiết bị ngưng tụ: tw2= 36°C.
- Nhiệt độ không khí vào thiết bị ngưng tụ: tw1= 31°C.
- Nhiệt độ R32 vào dàn ngưng: 21 = 76°C.
- Nhiệt độ ngưng tụ của R32: 1 = 41°C.
- Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: F = 2,85m2.
Đối với chu trình lạnh tầng cao sử dụng môi chất R32 với các thông số trên, cụ
thể với Qo= 1,53 kW để đơn giản hóa vấn đề chọn máy nén cũng như dàn nóng phù
hợp, ta chọn cụm dàn nóng của máy lạnh 2 cục dân dụng với năng suất lạnh tương ứng
với Qo. Theo catalogue của Daikin ta chọn được cụm dàn nóng có mã hiệu
ARKC25UAVMV như Hình 3.8.
- Năng suất lạnh: 2,5 kW (1,0 – 3,2) kW.
- Máy nén Swing dạng kín công suất 500W.
- Môi chất R32.
Hình 3.8 Cụm dàn nóng dùng môi chất R32 của hãng Dakin