CHƯƠNG 4 : CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
4.2. Tính toán thực nghiệm
4.2.2. Quy trình tính toán
Quá trình thực nghiệm cũng như tính toán của nhóm bao gồm 4 bước được trình bày cụ thể như sau:
Bước 1: Xác định điểm nút của chu trình:
Điểm 2: Từ điểm 1 kẻ đường song song s1 = s2 = const. Điểm cắt của đường p2 với s1=s2 chính là 2. (Trạng thái hơi quá nhiệt ra khỏi máy nén).
Điểm 3: Điểm cắt của p2 và t3 ( trạng thái thoát hơi ra khỏi thiết bị làm mát).
Điểm 4: Từ 3 kẻ đường thẳng h3 = h4 = const. Điểm cắt của p4 = p1 và đường h4 chính là điểm 4. (Trạng thái thoát hơi ẩm của môi chất sau khi qua van tiết lưu).
Bước 2: Xây dựng đồ thị từ các điểm nút của chu trình thu được xác định từ Bước 1.
Bước 3: Lập bảng thông số các điểm nút của chu trình thông qua đồ thị đã xây dựng.
Bước 4: Tính toán các thông số nhiệt động học của chu trình bao gồm: Công nén đoạn nhiệt, công suất nhiệt, năng suất lạnh và hệ số COP của chu trình.
Trong quá trình thực nghiệm nhóm đã vận hành hệ thống điều hòa không khí CO2
giải nhiệt nước và không khí với 7 trạng thái nhiệt độ môi trường với vận tốc gió không đổi 3 m/s. Nên quá trình tính toán nhóm sẽ tính hệ số COP của 7 trạng thái nhiệt độ môi trường theo thời gian để so sánh ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến năng suất lạnh và hệ số hiệu quả năng lượng COP.
Từ các thông số thu thập được từ quá trình thực nghiệm trong Bảng 4.1 ta vẽ được các đồ thị p – h của CO2 các giá trị nhiệt độ. Tương ứng với nhiệt độ 34,5oC tại thời gian 13g45 có các điểm nút của chu trình theo Bảng 4.2.
Bảng 4.2. Điểm nút của giá trị nhiệt độ t= 34.5oC
Hình 4.1. Đồ thị p-h tại giá trị nhiệt độ môi trường 34.5oC (Vào lúc 13g45 ngày 31 tháng 05 năm 2020)
Bảng 4.3. Bảng điểm nút đồ thị P-h
t=34,5oC/13g45
t=34,5oC/14g00
t=33,5oC/14g45
t=33,0oC/15g15
Bảng 4.4. Bảng thông số nhiệt động tại các điểm nút của chu trìnhh h (kJ/kg) 1 2 3 440,96 467,39 297,3 297,3 440.65 466,71 295 440.34 466,62 292,9 292,9 440,20 466,74 290,9 290,9 439,72 465,87 287,6 287,6 440,68 467,28 286 440,24 467,06 285,5 285,5 441,04 468,29 283,9 283.9
Từ Bảng 4.3 ta thấy được ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến các trạng thái nhiệt động của hệ thống điều hòa không khí CO2 giải nhiệt nước và không khí. Từ hình 4.2 đến hình 4.4, điển hình như nhiệt độ môt trường, năng suất lạnh Qo, hệ số hiệu quả năng lượng COP, mối tương quan giữa nhiệt độ môi trường với năng suất lạnh Qo và hệ số COP như sau: khi càng về chiều, nhiệt độ môi trường giảm từ 34,5oC xuống còn 32,5oC, năng suất lạnh Qo tăng theo thời gian tương ứng. Trong khi đó áp suất đẩy giảm và áp suất hút giảm do điều chình van tiết lưu theo chiều hướng giảm lưu lượng nhưng không thay đổi nhiều.
C) 0 ( độ N hi ệt
Hình 4.2. Đồ thị biểu thị sự thay đổi nhiệt độ môi trường theo thời gian
Đồ thị biểu thị sự thay đổi COP theo thời
5.9 5.8 5.7 5.6 CO P 5.5 5.4 5.3 5.2
Sự thay đổi năng suất lạnh theo thời gian (k W ) lạ nh su ất N ăn g
Hình 4.4. Đồ thị biểu thị sự thay đổi năng suất lạnh Q0 theo thời gian
Nhận xét:
Trong khoảng thời gian từ 13g45 đến 15h30 nhiệt độ môi trường tại địa điểm nghiên cứu (Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM, số 1, Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức) ngày 31 tháng 5 năm 2020 giảm từ 34,5oC xuống 32,5oC. Trong khoảng thời gian 1 tiếng 45 phút nhiệt độ giảm 2oC. Trung bình 15 phút, nhiệt độ môi trường giảm 0,29oC.
Tương ứng trong khoảng thời gian trên, hệ số hiệu quả năng lượng COP của hệ thống điều hòa không khí giải nhiệt nước và không khí tăng từ 5,437 lên 5,768. Trong vòng 1 giờ 45 phút, COP tăng 0,331, trung bình cứ mỗi 15 phút COP tăng 0,047.
Tương ứng trong khoảng thời gian trên, năng suất lạnh của hệ thống điều điều hòa không khí CO2 giải nhiệt nước và không khí tăng từ 5,17 kW lên 5,67 kW. Quá trình vận hành cho thấy, năng suất lạnh tăng 0,5kw, trung bình 15 phút, năng suất lạnh tăng 0,071 kW.