4.3. Tính tốn chu trình bơm nhiệt máy lạnh
4.3.3. Xây dựng đồ thị và lập bảng xác định các giá trị tại các điểm nút
MN: Máy nén
TL: Tiết Lưu
Hình 4.2 Đồ thị T-s và logP-i của chu trình lạnh
Trạng thái :
1-1’: Quá nhiệt hơi môi chất trong thiết bị hồi nhiệt. 1’-2: Nén đoạn nhiệt hơi môi chất từ p0 đến pk.
2-3: Làm mát và ngưng tụ đẳng áp đẳng nhiệt trong thiết bi ngưng tụ. 3-3’: Quá lạnh lỏng cao áp trong thiết bị hồi nhiệt.
3’-4: Quá trình tiết lưu đẳng Entanpi.
4-1 : Quá trình bay hơi đẳng áp đẳng nhiệt trong thiết bị bay hơi. Bảng các thông số tại các điểm nút của đồ thị:
Tra bảng tính chất nhiệt động của R22 ở trạng thái bão hịa và bảng tính chất nhiệt động của hơi quá nhiệt R22 – Trang 167-182- Môi chất lạnh- Nguyễn Đức Lợi- Phạm Văn Tùy, ta có bảng các thơng số nhiệt động của môi chất trên đồ thị như sau:
Điểm Trạng thái t, °C P, bar i, kJ/kg s, kJ/kgK 1 Hơi bão hịa khơ,
x=1 8 6,4041 405,97 1,7458
1’ Hơi quá nhiệt 28 6,4041 421,728 1,78704
2 Hơi quá nhiệt 88,81 19,326 452,338 1,78704
3 Lỏng sôi, x=0 50 19,326 262,03 1,2042
3’ Lỏng chưa sơi 37,7 19,326 246,272 1,1559
4 Hơi bão hịa ẩm 8 6,4041 246,272 -
Nhiệt độ điểm 3’ được xác định theo phương trình cân bằng nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt với giả thiết bỏ qua các tổn thất. Ta có:
i3 – i3’ = i1’ – i1
Hay i3’ = i3 + i1 – i1’ = 262,03 + 405,97 – 421,728 = 246,272 kJ/kg Từ i3’ và p3’ ta có t3’ = 37,7 0C.
Như vậy độ quá lạnh Δtql = 50 – 37,7 = 12,3 0C 4.1.6. Tính tốn chu trình
Lưu lượng mơi chất tuần hồn qua hệ thống:
Lưu lượng mơi chất tuần hồn được xác định dựa vào năng suất lạnh của dàn bay hơi Q0 và công suất nhiệt Qk của dàn ngưng tụ. Ở chương 4 ta đã tính tốn được:
Q0tt = 83,33 kW; Qktt = 83,26 kW
Xem hiệu suất của dàn nóng và dàn lạnh bằng nhau: η0=ηk = 0,75. Vậy công suất dàn ngưng của bơm nhiệt:
Qk =
Qktt
ηk = 830,75,26 = 111 kW
Công suất dàn bay hơi của bơm nhiệt:
Q0 =
Q0tt
η0 = 83,33
0,75 = 111,1 kW
Do môi chất tuần hồn trong bơm nhiệt nên lưu lượng mơi chất qua dàn nóng và dàn lạnh bằng nhau.
Ta có:
+ Lưu lượng mơi chất qua dàn lạnh: G0 = Q0
i1−i4 = 405,97111,1−246,272 = 0,69 kg/s + Lưu lượng mơi chất qua dàn nóng:
Gk = = Qk
i2−i3= 452,338−262,03111 = 0,58 kg/s
Ta thấy lưu lượng mơi chất qua dàn nóng và dàn lạnh theo tính tốn khơng bằng nhau. Do đó để đảm bảo cơng suất của tồn hệ thống thì ta chọn lưu lượng lớn nhất. Tức là: G = max(G0, Gk) = G0 = 0,69 kg/s.
Khi đó cơng suất nhiệt sẽ là:
Qk’ = G(i2 – i3) = 0,69.(452,338 - 262,03) = 131,31 kW Công suất nhiệt sẽ thừa một lượng là:
Qhn = G.(i1’ – i1) = 0,69.(421,728 – 405,97) =10,9 kW Công tiêu thụ của máy nén:
L = G(i2 – i1’) = 0,69.(452,338 – 421,728) = 21,12 kW