8.3.Chu trình máy lạnh dùng hơi
8.3.4.Chu trình máy lạnh và bơm nhiệt
sử dụng nhiệt . = 1 2 q q (a) Trong đó:
q2: Nhiệt nhận ở buồng lạnh f (quá trình 2-3). q1: Nhiệt cấp cho lò hơi (quá trình A-B-C).
Từ (a) = ) ( 2 3 A C i i g i i (8-8)
Với g là tỉ số giữa lượng nước qua bơm so với qua van tiết lưu.
8.3.3.Chu trình máy lạnh hấp thụ
Đối với loại này năng lượng cấp cho chu trình cũng ở dạng nhiệt năng, môi chất sử dụng là dung dịch gồm hai thành phần có nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng điều kiện áp suất, trong đó thành phần thứ nhất có vai trò của tác nhân làm lạnh, thành phần còn lại là chất hấp thụ.
Những cặp dung dịch thường được sử dụng như: NH3 – H2O, H2O – LiBr, …
Hình 8.7:Sơ đồ nguyên lý chu trình máy lạnh hấp thụ NH3 – H2O a. Bình phát sinh (nhiệt được cấp từ bên ngoài). e. Bình hấp thụ. b. Bình ngưng. f. Bơm.
c. Van tiết lưu. g. Van. d. Buồng lạnh.
Đối với chu trình này NH3 là tác nhân lạnh, còn H2O là chất hấp thụ.
Nguyên lý làm việc như sau:
Bình phát sinh a chứa dung dịch no NH3 – H2O, khi cấp nhiệt vào, do nhiệt độ sôi của NH3 nhỏ hơn nên nó bốc hơi và đi vào bình ngưng b, ở đây nó sẽ thực hiện quá trình nhả nhiệt hóa lỏng, tiếp theo NH3 lỏng qua van tiết lưu c vào buồng lạnh d để thực hiện quá trình nhận nhiệt, sau đó trở về bình hấp thụ e.
Tại e sẽdiễn ra quá trình hấp thụ giữa NH3 và dung dịch đói được trả về từ a thông qua van g. Sau khi trở thành dung dịch no, nó được bơm fđưa về bình phát sinh a để tiếp tục thực hiện chu trình tiếp theo.
Hệ số sử dụng nhiệt của chu trình sẽ là:
= C q q2 (8-9) Trong đó:
q2: Nhiệt lượng NH3 nhận ở buồng lạnh, (J/kg)
qc:Nhiệt lượng cấp vào từ bên ngoài cho bình phát sinh, (J/kg)
Mặc dù hiệu quả làm lạnh của chu trình không cao, nhưng do năng lượng cấp vào cho chu trình ở dạng nhiệt năng và có thể sử dụng nhiệt thải của các nhà máy.
8.3.4.Chu trình máy lạnh – bơm nhiệt
Chu trình ngược chiều là chu trình máy lạnh và bơm nhiệt. Nếu ta sử dụng nhiệt thải của nguồn nóng ta có bơm nhiệt. Ở đây ta dùng một thiết bị cụ thể, tận dụng lần lượt cả hai hiệu quả đó bằng cách thay đổi hệ thống van đóng hoặc mở.
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 8.8:Sơ đồ nguyên lý chu trình máy lạnh - bơm nhiệt [1]
Nguyên lý hoạt đông như sau:
Khi sử dụng thiết bị như một máy lạnh, ta mở tất cả các van theo đường lạnh có nét đứt đoạn, lúc này nó hoạt động như một máy lạnh thông thường. Về mùa đông, cũng với hệ thống này, ta thao tác ngược lại, bằng cách đóng các van đi theo đường nét đứt đoạn đồng thời mở các van trên đường có nét liên tục, ta có hệ bơm nhiệt dùng để sưởi ấm.
CÂU HỎI CHƢƠNG VIII
1)Trình bày sơ đồ nguyên lý, đồ thị và hệ số làm lạnh của chu trình thiết bị lạnh sử dụng chất môi giới là không khí.
2)Trình bày sơ đồ nguyên lý, đồ thị và hệ số làm lạnh của chu trình thiết bị lạnh sử dụng chất môi giới ở dạng hơi.
3)Trình bày đặc điểm và nguyên lý của chu trình máy lạnh kiểu ejector. 4)Trình bày đặc điểm và nguyên lý của chu trình máy lạnh hấp thụ.
********************
BÀI TẬP CHƢƠNG VIII
1)Chu trình thiết bị làm lạnh dùng môi chất là không khí, có nhiệt độ và áp suất trước khi vào máy nén lần lượt là: t1= -10 0C, p1 = 1 bar. Áp suất cuối quá trình nén đoạn nhiệt của máy nén là 4 bar, nhiệt độ cuối quá trình ngưng t3 = 30 0C. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hãy xác định:
a) Nhiệt nhận và nhả của chu trình. b)Công của chu trình.
c) Hệ số làm lạnh.
d) Công suất lý thuyết của động cơ (Nlt).
(Biết rằng năng suất lạnh của chu trình Q0 = 47 kJ/s)
2)Chu trình thiết bị làm lạnh dùng môi chất là không khí, có các thông số: p1 = 1 bar, t2 = 1170C, p2 = 5 bar, t4 = - 600C.
Hãy xác định:
a) Công máy nén và công xi-lanh giãn nở. b) Công chu trình và hệ số làm lạnh. c) Năng suất lạnh của chu trình (Q0). d) Biểu diễn chu trình lên đồ thị p-v và T-s.
(Biết rằng công suất lý thuyết động cơ Nlt = 5,7 kW)
3)Chu trình thiết bị lạnh dùng hơi R-22, môi chất sau khi ra khỏi buồng lạnh là hơi bão hòa khô có nhiệt độ t1 = -100C, nhiệt độ sau quá trình ngưng t3 = 300C.
Hãy xác định:
a) Hệ số làm lạnh của chu trình. b) Nhiệt nhả cho nguồn nóng. c) Năng suất lạnh của chu trình. d) Công suất lý thuyết của động cơ.
e) Biểu diễn chu trình lên đồ thị T-s và logp –i.
(Biết rằng lưu lượng khối lượng G = 0,3 kg/s)
4)Thiết bị lạnh dùng hơi NH3, trạng thái hơi vào máy nén là hơi bão hòa khô có áp suất p1 = 1 bar. Sau khi thực hiện quá trình nén đoạn nhiệt, áp suất cuối quá trình là 5 bar. Máy nén có công suất N = 47 kW.
Hãy xác định:
a) Nhiệt nhận và nhả. b) Hệ số làm lạnh.
c) Lưu lượng môi chất (G). d) Năng suất lạnh (Q0).
e) Biểu diễn chu trình lên đồ thị T-s và logp-i.
5)Chu trình thiết bị lạnh dùng hơi NH3. Nhiệt độ môi chất sau khi ra khỏi buồng lạnh (bay hơi) là hơi bão hòa khô có nhiệt độ t1 = -150C. Cuối quá trình nén là hơi quá nhiệt có t2 = 700C. Lưu lượng khối lượng của thiết bị là 0,3 kg/s.
Hãy xác định:
a) Năng suất lạnh của chu trình (Q0). b) Công suất lý thuyết của động cơ. c) Hệ số làm lạnh cuả chu trình.
PHỤ LỤC A. CÁC LOẠI BẢNG
Bảng A1: Tính chất của nước sôi và hơi bão hòa khô cho theo nhiệt độ (tiếp theo)
Bảng A2: Tính chất của nước sôi và hơi bão hòa khô cho theo áp suất (tiếp theo)
Bảng A3: Tính chất vật lý của hơi quá nhiệt (tiếp theo)
Bảng A4: Tính chất vật lý của nước chưa sôi
Bảng A5: Tính chất nhiệt động của R-22 ở trạng thái bão hòa theo nhiệt độ
Bảng A6: Tính chất nhiệt động của R-22 ở trạng thái bão hòa theo áp suất
Bảng A7:Tính chất nhiệt động hơi quá nhiệt của R-22 (tiếp theo) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng A8: Tính chất nhiệt động của R-134a ở trạng thái bão hòa theo nhiệt độ
Bảng A9: Tính chất nhiệt động của R-134a ở trạng thái bão hòa theo áp suất
Bảng A10:Tính chất nhiệt động hơi quá nhiệt của R-134a (tiếp theo)
Bảng A11: Tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa theo nhiệt độ
Bảng A12: Tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa theo áp suất
Bảng A13:Tính chất nhiệt động hơi quá nhiệt của NH3 (tiếp theo)
B. CÁC LOẠI ĐỒ THỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Michael J.Moran, Howard N.Shapiro_Fundamentals of Engineering Thermodynamics_The Ohio State University, Iowa State University of Science and Technology 2006.
[2]. Phạm Lê Dần, Bùi Hải_Nhiệt động kỹ thuật_Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật 2000.
[3]. Hoàng Đình Tín, Lê Chí Hiệp_ Nhiệt động kỹ thuật_ĐHBK TP.HCM 1993.
[4]. Trần Thế Sơn, Bùi Hải_ Nhiệt động kỹ thuật_ĐHBK Hà Nội.
[5]. Lê Xuân Hòa_ Kỹ thuật nhiệt_Nhà xuất bản ĐHQG TP.HCM 2004.
[6]. Nguồn từ internet.
Giáo trình
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT ThS. Lê Kim Dưỡng – TS. Đặng Thành Trung
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TPHCM Số 3 Công trường Quốc tế, Quận 3, TP. HCM
ĐT: 38 239 172 - 38 239 170 Fax: 38 239 172 E-mail: vnuhp@vnuhcm.edu.vn
Chịu trách nhiệm xuất bản
TS. HUỲNH BÁ LÂN
Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm về tác quyền
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Biên tập
NGUYỄN ĐỨC MAI LÂM
Sửa bản in
THUỲ DƯƠNG
Thiết kế bìa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GT.01.KT(V) ĐHQG.HCM-13
494-2013/CXB/04-25/ĐHQGTPHCM
KT.GT.405 – 13 (T)
In 300 cuốn khổ 16 x 24cm, tại Công ty TNHH In và Bao bì Hưng Phú. Số đăng ký kế hoạch xuất bản: 494-2013/CXB/04- 25/ĐHQGTPHCM. Quyết định xuất bản số: 118/QĐ-ĐHQGTPHCM cấp ngày 17/6/2013 của Nhà xuất bản ĐHQGTPHCM. In xong và nộp lưu chiểu Quí III năm 2013.
9 786047 317752