CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN PHỤ TẢI LẠNH
4.4 Buồng bảo quản lạnh
4.4.1 Tính tốn chế độ làm việc cho máy nén
Máy nén cho buồng bảo quản lạnh phải tạo ra năng suất lạnh cần thiết theo tính tốn nhiệt tại chương 3. tính đến hệ số tổn thất lạnh trên đường ống và trong thiết bị của hệ thống lạnh làm lạnh (tham khảo tài liệu [1] trang 120-121):
Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 = tb - ∆t0 Trong đó
tb: Nhiệt độ trong không gian buồng bảo quản lạnh. tb = 50C. ∆t0: Hiệu nhiệt độ yêu cầu chọn ∆t0 = 100C.
Vì vậy. ta có:
t0 = 5 - 10 = -50C Nhiệt độ hơi hút về máy nén th
Chọn độ quá nhiệt hơi hút về máy nén là 150C. Như vậy.
th = t0 + ∆th = -5 + 15 = 10 ( oC ) Áp suất ngưng tụ Pk và áp suất bay hơi P0
Từ nhiệt độ sôi t0 = -50C và nhiệt độ ngưng tụ tk = 410C. sử dụng phần mềm coolpack lập trình dựa trên đồ thị lgp - i của R404A ta có:
Pk = 18.74 bar P0 = 5.13 bar Chọn số cấp máy nén. Tỷ số nén: π= pp0k=18,745.13 =3.65 PT 4.48 Do π < 9 nên ta chọn chu trình 1 cấp
Sử dụng phần mềm BITZER chọn máy nén piston nửa kín 1 cấp với các thơng số sau:
- Môi chất lạnh R404A
- Công suất lạnh Qo1 = 38.71 kW - Nhiệt độ bay hơi bão hoà to = -5 oC - Nhiệt độ ngưng tụ bão hoà tk = 41 oC - Nhiệt độ gas đầu hút th = 10 oC - Quá nhiệt hữu ích 5 oK
Vậy ta chọn 1 máy nén 4HE-18Y-40P để sử dụng cho buồng bảo quản lạnh, và 1
Hình 4.6 Sử dụng phần mềm chọn máy nén của BITZER để chọn máy nén phù hợp vs yêu cầu của buồng bảo quản lạnh
4.4.2 Tính tốn các thơng số khi hệ thống hoạt động
Theo như thông số trên hình, ta có:
- Cơng suất dàn bay hơi Qo = 44.9 kW - Công suất điện Nel = 17.58 kW - Công suất ngưng tụ Qk = 66.5 kW Sơ đồ và chu trình máy lạnh Chọn chu trình máy lạnh một cấp
Hình 4.7 Sơ đồ và chu trình máy lạnh một cấp
Nguyên lý hoạt động:
Hơi mơi chất bão hồ từ trạng thái 1” được quá nhiệt hữu ích đến khi ra khỏi dàn bay hơi có trạng thái 1’, qua tổn thất đường ống và làm mát máy nén để trở thành hơi quá nhiệt ở trạng thái 1 được máy nén hạ áp hút và nén lên trạng thái 2 và thải nhiệt khi đi qua dàn ngưng. Sau đó môi chất được tiết lưu về áp suất và nhiệt độ ngưng tụ u cầu. Mơi chất sau đó di chuyển về dàn bay hơi lấy nhiệt từ môi trường. như vậy mơi chất thực hiện hết một chu trình.
+ 1 – 2: hơi môi chất được nén đoạn nhiệt từ lên
+ 2 – 3: hơi mơi chất thải nhiệt ra ngồi và ngưng tụ thành lịng + 3 – 4: tiết lưu đưa lỏng mơi chất xuống áp suất bay hơi.
+ 4 –1”: lỏng môi chất lấy nhiệt từ môi trường và bay hơi. +1”– 1’: hơi mơi chất được q nhiệt có ích trong dàn bay hơi.
+1’ – 1: hơi môi chất quá nhiệt do tổn thất trên đường đi và làm mát máy nén
* Tính tốn chu trình Điểm 1' ': t1' '= t0=¿-5 oC ; x1'=1. Điểm 1': t1'=t1' '+5=0oC ; P1=P0=¿ 5.13 bar. Điểm 1: t1=t1'+10=10 oC Điểm 2: s2=s1 ; P2=Pk=¿18.74 (bar). Điểm 3: t3= tk=¿ 41oC ; x3'=0. Điểm 4 : p4=¿ po= 5.13 bar ; h4 = h3. Năng suất lạnh riêng khối lượng :
qo = h1’ – h4
→m=QO qo
Sử dụng phần mềm coolpack. ta có bảng giá trị sau:
Bảng 4.27 Các thơng số điểm nút của chu trình lạnh buồng bảo quản đơng
Điểm t0C P [Bar] h [kJ/kg] s [kJ/kg.K] v(m3/kg) 1” -5 5.13 365.47 1’ 0 5.13 369.84 1 10 5.13 378.67 1.666 0.0422 2 59.72 18.74 406.81 1.666 0.0113 3 41 18.74 265.61 4 -5 5.13 265.61 Tính tốn máy nén
Năng suất lạnh riêng:
q0 = h1’ – h4 = 369.84 – 265.61 = 104.23 (kJ/kg) Năng suất lạnh thể tích:
= 2469.91 (kJ/m3) Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén :
m=Qo qo=104.2341.9 =0.43 kg/s Thể tích hút thực tế của máy nén: Vtt = m × v1 =0.43×0.0422= 0.0182 ( m3 s ) Tỷ số nén: = 3.65 Hệ số cấp nén {Po−∆ Po Po −c[(Pk+∆ Pk Po )1 m−(Po−∆ Po Po )]}.ToT k = 0.67
Trong đó c = 0.04. m=1. Δpo = Δpk = 0.005 MPa (Δpo = Δpk = 0.005 ÷ 0.01 MPa) Pk = 18.74 bar Po = 5.13 bar To = 273-5 = 268 oK; Tk = 273+41 = 314 oK Thể tích hút lý thuyết: Vlt = = 0.0270 ( m3 s )
Công nén đoạn nhiệt:
Ns=m× l1=0.43×(406.81−378.67)=12.12 (kW) Hiệu suất chỉ thị: ηi=0,001×t0+TT0 k=-5×0,001+ -5+27341+273 =0,85 Cơng suất chỉ thị: Ni=Nηis=11.310,85 =14.29 (kW)
CHƯƠNG 5. TÍNH CHỌN BÌNH NGƯNG, DÀN BAY HƠI VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ