Tài liệu thiết kế hệ thống lạnh, chương 6 docx

C
C
H
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G
V
V
I
I
T
T
Í
Í
N
N
H
H
T
T
O
O
Á
Á
N

N
C
C
H
H
U
U
T
T
R
R
Ì
Ì
N
N
H
H
V
V
À
À
C
C
H
H
Ọ
Ọ
N
N
M

M
Á
Á
Y
Y
N
N
É
É
N
N
6.1.Tính chu trình máy nén cho tủ đông gió, tủ đông tiếp xúc, IQF
6.1.1.Nhiệt độ sôi của môi chất
t
0
=t
f
-

t
0
Trong đó
t
f
=-35C Nhiệt độ tủ đông

t
0
=5CHiệu nhiệt độ
Vậy t

0
=-35-5=-40C
6.1.2.Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất
t
k
=t
w2
+

t
k

t
k
=35C Nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nước tư ì35C
t
w2
=t
w1
+26C
V
ới t
w2
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng
t
w1
Nhiệt độ nước khi vào bình ngưng
t
w1
=t

u
+3C
Nhiệt độ nước vào bình ngưng phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Với khí
hậu tại Đà Nẵng t=37,7C, độ ẩm =77% nên ta tính được
T
ư
=32C
t
w1
=32+3=35C
t
w2
=35+2=37C
V
ậy t
k
=37+3=40C
6.1.3.Nhiệt độ hơi hút về máy nén
t
h
=t
0
+

t
h
t
h
=t
0

+515C
V
ậy t
h
=-40+10=-30C
6.1.4.Nhiệt độ quá lạnh
t
ql
=t
w1
+35C
t
ql
=35+3=38C
6.1.5.Các thông số ban đầu
Môi chất lạnh NH
3
Nhiệt độ sôi môi chất t
0
=-40C
Aïp suất bay hơi môi chất p
0
=0,72at
Nhi
ệt độ ngưng tụ t
k
=40C
Aïp su
ất ngưng tụ p
k

=15,56at
Aïp su
ất trung gian p
tg
= 35,356,15.72,0.
0

k
pp att
tg
=-6C
T
ỉ số nén =
6,21
72,0
56,15
0

p
p
k
>12 chọn máy nén 2 cấp dùng NH3, 2 tiết lưu, bình trung gian có ống
xoắn
6.1.6.Sơ đồ nguyên lý và đồ thị
 Sơ đồ nguyên lý : (Hình 6.3).
NCA : Nén cao áp. BTG : Bình trung gian có
ống xoắn.
NHA : Nén hạ áp. TL1 : Van tiết lưu 1.
TL2 : Van tiết lưu 2. NT : Thiết bị ngưng hơi
BH : Dàn bay hơi.

 Đồ thị : (Hình 6.4).



4
3
2
1
1
0
5
5
’
6
9
8
BH
NCA
NHA
NT
BTG
TL
1
TL
2
Sơ đồ nguyên lý.
4
lgP
I
S

Ư
T
1
1
’
1
1
’
2
2
3=7
3=7
4
T
k
, p
k
T
k
, p
k
T
o
,p
T
o
,p
T
tg
,p

tg
T
tg
,p
tg
5
5
’
9
8
1
0
5
5
’
9
6
8
10
b)
a)
Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i.
 Nguyên lý hoạt động của chu trình:
Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạng
thái 1’ có áp suất p
0
và nhiệt độ t
qn
lên trạng thái 2 có áp suất p
tg

và nhiệt độ t
2
. Sau
đó đẩy vào bình trung gian có ống xoắn, miệng ống đẩy được sục xuống dưới mức
lỏng. Do đó hơi được làm mát xuống đến trạng thái bão hoà 3. Hơi ở trạng thái 3
được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt l
ên trạng thái 4 có áp suất p
k
, rồi
được đẩy v
ào thiết bị ngưng tụ lại thành lỏng. Lỏng môi chất sau thiết bị ngưng tụ
chia làm 2 phần. Một phần nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm
mát hơi hút về máy nén cao áp đến trạng thái bão hoà khô. Còn ống chính được
đẩy qu
a ống xoắn của bình trung gian được làm quá lạnh đến trạng thái 9. Sau đó
được qua van tiết lưu 2 xuống áp suất p
0
để cấp cho giàn bay hơi. Trong thiết bị
bay hơi lỏng môi chất bay hơi thu nhiệt của môi trường cần l
àm lạnh. Hơi hình
thành trong giàn bay hơi được máy nén hạ áp hút về, như vậy vòng tuần hoàn môi
ch
ất được khép kín.
 Các quá trình nhiệt trong chu trình :
1-1’ : quá nhiệt hơi hút hạ áp.
1’-2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp.
2-3 : làm mát hoàn toàn trong bình trung gian.
3-
4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp.
4-5 : ngưng tụ đẳng áp đẳng nhiệt trong bình trung gian.

5-5’ : quá l
ạnh lỏng trước van tiết lưu TL.
5’-6 : quá trình môi chất lỏng tiết lưu đẳng entanpi qua van TL Vào
bình trung gian; ph
ần hơi có entanpi là i
7
được hút về máy nén cao áp.
5’-9 : quá l
ạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian.
9-10 : quá trình tiết lưu đẳng entanpi từ p
k
về p
0
qua VTL2.
 Trạng thái nhiệt các điểm trong chu trình :
1’ : hơi bão hoà : t
1’
= t
0
; p
1’
=p
0
.
1 : hơi quá nhiệt : p
1
= p
0
.
2 : hơi quá nhiệt : p

2
= p
tg
.
3 : hơi bão hoà : p
3
= p
tg
: t
3
= t
tg
.
4: hơi quá nhiệt : p
4
= p
k
.
5 : lỏng bão hoà .
5’ : l
ỏng sau quá lạnh tại thiết bị ngưng tụ .
6 : hơi bão hoà ẩm .
7: hơi b
ão hoà .
8 : lỏng bão hoà trong bình trung gian .
9 : l
ỏng sau quá lạnh tại bình trung gian.
10 : hơi ẩm sau khi qua van tiết lưu 2.
 Tính toán tham số nhiệt của các điểm trong chu trình :
Điểm

t, C
P, at I, kJ/kg v, m
3
/kg s, kJ/kg.độ
1’ -40 0,72 1706,7 1,55 6,24
1 -30 0,72 1722 0,96 6,36
2 80 3,35 1960 0,436 6,36
3=7 -6 3,35 1753,8 0,3679 5,69
4 102 15,56 2010 0,11 5,69
5 40 15,56 687,6 8,3.10
-2
5,14
5’ 36 15,56 668,4 9,3.10
-2
_
6 -6 3,35 668,4 0,36 _
8 -6 3,35 472,4 _ _
9 -2 15,56 317,6 _ _
10 -40 0,72 317,6 _ _
6.2. Tính toán chu trình
6.2.1. Tính toán tủ đông tiếp xúc
6.2.1.1 Tính toán chu trình
1) Năng suất lạnh riêng :
q
0
= i
1’
-i
10
= 1706,7-317,6 =1389,1 kJ/kg.

2) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất thực tế qua cấp nén hạ áp (m
1
) :
skg
q
Q
m /0895,0
1,1389
1,62.2
0
0
1

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m
2
) :
Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
1()
và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5
’
() và lượng hơi
để l
àm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
+ Lượng hơi tạo th
ành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5
’


015,0
4,4728,1753

4,6686,687
83
5
5
'






ii
ii
+ Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
16,0
4,4728,1753
8,17531960
83
32







ii
ii

+ Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu

035,0
6,6878,1753
4,4726,687
)16,0015,0()(
53
85







ii
ii

Vậy lượng hơi qua cấp nén cao áp là
m
2
=m
1
(1+++)=0,0895(1+0,035+0,015+0,16)=0,108
4) Công nén riêng :
Cấp hạ áp : kgkJiil /23817221960
121

Cấp cao áp : l
2
=i
4

-i
3
=2010-1753,8=256,2kJ/kg
5)
Công nén đoạn nhiệt :
Cấp hạ áp : N
s1
= m
1
.l
1
= 0,0895.238=21,3 kW
Cấp cao áp : N
s2
= m
2
.l
2
= 0,108.256,2 = 27,66 KW
6) Hệ số làm lạnh chu trình
54,2
66,273,21
1,62.2
21
0






ss
NN
Q

7) Hiệu suất exrgri
87,0
233
233313
.54,2
0
0





T
TT
k
c




8) Nhiệt lượng toả ra ở thiết bị ngưng tụ Q
k
:
Q
k
= m

2
.q
k
= m
2
(i
4
-i
5
) = 0,108.(2010-687,6) = 142,8 kW.
9) Th
ể tích hút thực tế :
Cấp hạ áp : V
tt1
= m
1
.v
1
= 0,0895.0,96 = 0,085 m
3
/s.
Cấp cao áp : V
tt3
= m
2
.v
3
= 0,108.0,3679 = 0,039 m
3
/s.

Vậy thể tích quét của máy nén V
mn
=0,085+0,039=0,124 m
3
/s
V
mn
=446,4m
3
/h
10) Hệ số cấp của máy nén được xác định theo biểu thức :
Cấp hạ áp :
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
0
0
00
0
1
0
00

1
.























C
1
=0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp
p
0

=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút
p
k
=p
tg
=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy
657,0
266
233
.
72,0
05,072,0
72,0
1,035,3
05,0
72,0
05,072,0
1





















Vậy 657,0
1


Cấp cao áp :
k
tg
tg
tgtg
tg
kk
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp

.
22























Trong đó : C
1
= 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp.
p
0

= 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút.
p
k
= p
tg
= 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy.
67,0
313
266
.
35,3
1,035,3
35,3
1,056,15
05,0
35,3
1,035,3
2





















11) Thể tích hút lý thuyết :
Cấp hạ áp : 13,0
657,0
085,0
1
1
1


tt
lt
V
V
m
3
/s.
Cấp cao áp : 058,0
67,0
039,0
2
2
2



tt
lt
V
V
m
3
/s.
12) Hi
ệu suất chỉ thị
Cấp hạ áp :
 
836,004,0
266
233
40001,0
0

tg
HA
T
T

Cấp cao áp :
 
844,0006,0
313
266
6001,0 

k
tg
CA
T
T

13) Công suất chỉ thị :
Cấp cao áp : kW
N
N
HA
s
HA
5,25
836,0
3,21
1


Cấp cao áp : kW
N
N
CA
s
CA
66,32
844,0
66,27
2



14) Công suất ma sát :
N
ms
= (V
tt1
+ V
tt2
).P
ms
P
ms
=0,0490,069Mpa đối với máy nén NH3 chọn P
ms
=0,05Mpa
N
ms
= (0,085 + 0,039).0,05.10
6
=6,2 kW
15) Công suất hữu ích :
N
e
= N
HA
+ N
CA
+ N
ms
= 25,5 + 32,66 + 6,2 = 64,36 kW.

16) Công su
ất tiếp điện
27,75
9,0.95,0
36,64
.
â

elt
e
el
N
N

KW
V
ới
td

=0,95 hiệu suất truyền động đai

el

=0,9 hiệu suất động cơ
17) Công suất động cơ :
N
đc
= (1,12,1).N
el
= 1,4.75,27 =105,4 kW.

Với 1,4 hệ số an toàn của động cơ
6.2.1.2 Chọn máy nén
Chọn máy nén NH
3
2 cấp của hãng MYCOM (Nhật Bản). Ký hiệu máy :
N62B, có các thông số : Q
0MN
= 56100Kcal/h = 65,24 kW.
Thể tích quét V
ltMN
=573,4 m
3
/h
Công su
ất hữu ích N
e
= 64,36 kw.
Số vòng quay n = 900 vòng/phút
S
ố pittông 6+2
Số máy nén cần chọn :
906,1
24,65
4,124
0
0

MN
MN
Q

Q
Z
máy.
Ch
ọn Z
MN
= 2
6.2.2. Tính toán tủ đông gió
6.2.2.1 Tính toán chu trình
1) Năng suất lạnh riêng :
q
0
= i
1’
-i
10
= 1706,7-317,6 =1389,1 kJ/kg.
2) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất thực tế qua cấp nén hạ áp (m
1
) :
skg
q
Q
m /0156,0
1,1389
58,21
0
0
1


3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m
2
) :
Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
1()
và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5
’
() và lượng hơi
để l
àm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
+Lượng hơi tạo th
ành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5
’


015,0
4,4728,1753
4,6686,687
83
5
5
'






ii
ii

+Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
16,0
4,4728,1753
8,17531960
83
32







ii
ii

+Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
035,0
6,6878,1753
4,4726,687
)16,0015,0()(
53
85








ii
ii

Vậy lượng hơi qua cấp nén cao áp là
m
2
=m
1
(1+++)=0,0156(1+0,035+0,015+0,16)=0,02
4) Công nén riêng :
Cấp hạ áp : kgkJiil /23817221960
121

Cấp cao áp : l
2
=i
4
-i
3
=2010-1753,8=256,2kJ/kg
5)
Công nén đoạn nhiệt :
Cấp hạ áp : N
s1
= m
1
.l
1
= 0,0156.238=3,72 kW
Cấp cao áp : N

s2
= m
2
.l
2
= 0,02.256,2 = 5,12 KW
6) H
ệ số làm lạnh chu trình
45,2
12,572,3
58,21
21
0





ss
NN
Q

7) Hiệu suất exrgri
84,0
233
233313
.45,2
0
0






T
TT
k
c




8) Nhiệt lượng toả ra ở thiết bị ngưng tụ Q
k
:
Q
k
= m
2
.q
k
= m
2
(i
4
-i
5
) = 0,02.(2010-687,6) = 26,45
kW.
9) Th

ể tích hút thực tế :
Cấp hạ áp : V
tt1
= m
1
.v
1
= 0,0156.0,96 = 0,015 m
3
/s.
Cấp cao áp : V
tt3
= m
2
.v
3
= 0,02.0,3679 = 0,007 m
3
/s.
Vậy thể tích quét của máy nén V
mn
=0,015+0,007=0,022 m
3
/s.
V
mn
=79,2 m
3
/h
10)H

ệ số cấp của máy nén được xác định theo biểu thức :
Cấp hạ áp :
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
0
0
00
0
1
0
00
1
.
























C
1
=0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp
p
0
=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút
p
k
=p
tg
=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy
657,0
266
233
.

72,0
05,072,0
72,0
1,035,3
05,0
72,0
05,072,0
1




















Vậy 657,0
1



Cấp cao áp :
k
tg
tg
tgtg
tg
kk
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
.
22
























Trong đó : C
1
= 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp.
p
0
= 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút.
p
k
= p
tg
= 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy.
67,0
313
266
.

35,3
1,035,3
35,3
1,056,15
05,0
35,3
1,035,3
2




















11)Thể tích hút lý thuyết :
Cấp hạ áp : 023,0

657,0
015,0
1
1
1


tt
lt
V
V
m
3
/s.
Cấp cao áp : 01,0
67,0
007,0
2
2
2


tt
lt
V
V
m
3
/s.
12)Hi

ệu suất chỉ thị
Cấp hạ áp :
 
836,004,0
266
233
40001,0
0

tg
HA
T
T

Cấp cao áp :
 
844,0006,0
313
266
6001,0 
k
tg
CA
T
T

13)Công suất chỉ thị :
Cấp hạ áp : kW
N
N

HA
s
HA
45,4
836,0
72,3
1


Cấp cao áp : kW
N
N
CA
s
CA
06,6
844,0
12,5
2


14) Công suất ma sát :
N
ms
= (V
tt1
+ V
tt2
).P
ms

P
ms
=0,0490,069Mpa đối với máy nén NH3 chọn P
ms
=0,05Mpa
N
ms
= (0,015 + 0,007).0,05.10
6
=1,1 kW
15) Công su
ất hữu ích :
N
e
= N
HA
+ N
CA
+ N
ms
= 4,45 + 6,06 + 1,1 = 10,5 kW.
16) Công su
ất tiếp điện
3,12
9,0.95,0
5,10
.
â

elt

e
el
N
N

KW
V
ới
td

=0,95 hiệu suất truyền động đai

el

=0,9 hiệu suất động cơ
17) Công suất động cơ :
N
đc
= (1,12,1).N
el
= 1,4.12,3=17,19 kW.
Với 1,4 hệ số an toàn của động cơ
6.2.2.2 Chọn máy nén :
Chọn máy nén NH
3
2 cấp của hãng MYCOM (Nhật Bản). Ký hiệu máy :
N42A, có các thông số : Q
0MN
= 22700Kcal/h = 26,6 kW.
Th

ể tích quét V
ltMN
=232,7 m
3
/h
Công suất hữu ích N
e
= 10,5 kw.
S
ố vòng quay n = 1200 vòng/phút
Số pittông 4+2
6.2.3. Tính toán IQF
6.2.3.1 Tính toán chu trình
1) Năng suất lạnh riêng :
q
0
= i
1’
-i
10
= 1706,7-317,6 =1389,1 kJ/kg.
(7-16)
2)
Lưu lượng khối lượng hơi môi chất thực tế qua cấp nén hạ áp (m
1
) :
skg
q
Q
m /055,0

1,1389
1,77
0
0
1

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m
2
) :
Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
1()
và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5
’
() và lượng hơi
để l
àm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
+ Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5
’


015,0
4,4728,1753
4,6686,687
83
5
5
'







ii
ii
+ Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
16,0
4,4728,1753
8,17531960
83
32







ii
ii

+ Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
035,0
6,6878,1753
4,4726,687
)16,0015,0()(
53
85








ii
ii

Vậy lượng hơi qua cấp nén cao áp là
m
2
=m
1
(1+++)=0,055(1+0,035+0,015+0,16)=0,066
4) Công nén riêng :
Cấp hạ áp : kgkJiil /23817221960
121

Cấp cao áp : l
2
=i
4
-i
3
=2010-1753,8=256,2kJ/kg
5) Công nén đoạn nhiệt :
Cấp hạ áp : N
s1
= m
1

.l
1
= 0,055.238=13,09 kW
Cấp cao áp : N
s2
= m
2
.l
2
= 0,066.256,2 = 16,91 KW
6) Hệ số làm lạnh chu trình
57,2
91,1609,13
1,77
21
0





ss
NN
Q

7) Hiệu suất exrgri
88,0
233
233313
.57,2

0
0





T
TT
k
c




8) Nhiệt lượng toả ra ở thiết bị ngưng tụ Q
k
:
Q
k
= m
2
.q
k
= m
2
(i
4
-i
5

) = 0,066.(2010-687,6) = 87,3
kW.
9) Th
ể tích hút thực tế :
Cấp hạ áp : V
tt1
= m
1
.v
1
= 0,055.0,96 = 0,053 m
3
/s.
Cấp cao áp : V
tt3
= m
2
.v
3
= 0,066.0,3679 = 0,024 m
3
/s.
V
ậy thể quét của máy nén V
mn
=0,053+0,024=0,077 m
3
/s
V
mn

=277,2m
3
/h
10) H
ệ số cấp của máy nén được xác định theo biểu thức :
Cấp hạ áp :
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
0
0
00
0
1
0
00
1
.
























C
1
=0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp
p
0
=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút
p
k
=p
tg
=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

657,0
266
233
.
72,0
05,072,0
72,0
1,035,3
05,0
72,0
05,072,0
1





















Vậy 657,0
1


Cấp cao áp :
k
tg
tg
tgtg
tg
kk
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
.
22
























Trong đó : C
1
= 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp.
p
0
= 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút.
p
k
= p
tg
= 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy.

67,0
313
266
.
35,3
1,035,3
35,3
1,056,15
05,0
35,3
1,035,3
2





















11) Thể tích hút lý thuyết :
Cấp hạ áp : 08,0
657,0
053,0
1
1
1


tt
lt
V
V
m
3
/s.
Cấp cao áp : 0358,0
67,0
024,0
2
2
2


tt
lt
V
V

m
3
/s.
12) Hi
ệu suất chỉ thị
Cấp hạ áp :
 
836,004,0
266
233
40001,0
0

tg
HA
T
T

Cấp cao áp :
 
844,0006,0
313
266
6001,0 
k
tg
CA
T
T


13) Công suất chỉ thị :
Cấp cao áp : kW
N
N
HA
s
HA
66,15
836,0
09,13
1


Cấp cao áp : kW
N
N
CA
s
CA
20
844,0
91,16
2


14) Công suất ma sát :
N
ms
= (V
tt1

+ V
tt2
).P
ms
P
ms
=0,0490,069Mpa đối với máy nén NH3 chọn P
ms
=0,05Mpa
N
ms
= (0,053 + 0,024).0,05.10
6
=3,85 kW
15) Công suất hữu ích :
N
e
= N
HA
+ N
CA
+ N
ms
= 15,66 + 20 + 3,85 = 39,5 kW.
16) Công su
ất tiếp điện
2,46
9,0.95,0
5,39
.

â

elt
e
el
N
N

KW
V
ới
td

=0,95 hiệu suất truyền động đai

el

=0,9 hiệu suất động cơ
17) Công suất động cơ :
N
đc
= (1,12,1).N
el
= 1,4.46,2 =64,7 kW.
Với 1,4 hệ số an toàn của động cơ
6.2.3.2.Chọn máy nén
Chọn máy nén NH
3
2 cấp của hãng MYCOM (Nhật Bản). Ký hiệu máy
N62B có các thông số : Q

0MN
=81700kcal/h=95(KW)
Thể tích quét V
ltMN
= 637,1
Công su
ất hữu ích. N
e
= 47,5(KW)
Số vòng quayn=1000vòng/phút
S
ố pittông 6+2
6.2.4Tính chu trình cho máy đá vảy
6.2.4.1.Nhiệt độ sôi của môi chất
t
0
=t
f
-

t
0
Trong đó
t
f
=-15C Nhiệt độ trong cối đá

t
0
=10CHiệu nhiệt độ

Vậy t
0
=-15-10=-25C
6.2.4.2.Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất
t
k
=t
w2
+

t
k

t
k
=35C Nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nước tư ì35C
t
w2
=t
w1
+26C
Với t
w2
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng
t
w1
Nhiệt độ nước khi vào bình ngưng
t
w1
=t

u
+3C
Nhi
ệt độ nước vào bình ngưng phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Với khí
hậu tại Đà Nẵng t=37,7C, độ ẩm =77% nên ta tính được
T
ư
=32C
t
w1
=32+3=35C
t
w2
=35+2=37C
V
ậy t
k
=37+3=40C
6.2.4.3.Nhiệt độ hơi hút về máy nén
t
h
=t
0
+

t
h
t
h
=t

0
+515C
V
ậy t
h
=-25+10=-15C
6.2.4.4.Nhiệt độ quá lạnh
t
ql
=t
w1
+35C
t
ql
=35+3=38C
6.2.4.5.Các thông số ban đầu
Môi chất lạnh NH3
Nhi
ệt độ sôi môi chất t
0
=-25C
Aïp suất bay hơi môi chất p
0
=1,52at
Nhi
ệt độ ngưng tụ t
k
=40C
Aïp su
ất ngưng tụ p

k
=15,56at
Aïp suất trung gian p
tg
=3,35at
T
ỉ số nén = 24,10
52,1
56,15
0

p
p
k
>9 chọn máy nén 2 cấp dùng NH3, 2 tiết lưu, bình trung gian có ống xoắn
6.2.4.6.Sơ đồ nguyên lý và đồ thị
 Sơ đồ nguyên lý : (Hình 6.3).
NCA : Nén cao áp. BTG : Bình trung gian có
ống xoắn.
NHA : Nén hạ áp. TL1 : Van tiết lưu 1.
TL2 : Van tiết lưu 2. NT : Thiết bị ngưng hơi
BH : Dàn bay hơi.
 Đồ thị : (Hình 6.4).





4
4

3
2
1
1
0
5
5
’
6
9
8
BH
NCA
NHA
NT
BTG
TL
1
TL
2
Sơ đồ nguyên lý.
4
lgP
I
S
Ư
T
1
1
’

1
1
’
2
2
3=7
3=7
4
T
k
, p
k
T
k
, p
k
T
o
,p
T
o
,p
T
tg
,p
tg
T
tg
,p
tg

5
5
’
9
8
1
0
5
5
’
9
6
8
10
b)
a)
Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i.

 Nguyên lý hoạt động của chu trình:
Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạng
thái 1’ có áp suất p
0
và nhiệt độ t
qn
lên trạng thái 2 có áp suất p
tg
và nhiệt độ t
2
. Sau
đó đẩy vào bình trung gian có ống xoắn, miệng ống đẩy được sục xuống dưới mức

lỏng. Do đó hơi được làm mát xuống đến trạng thái bão hoà 3. Hơi ở trạng thái 3
được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt l
ên trạng thái 4 có áp suất p
k
, rồi
được đẩy v
ào thiết bị ngưng tụ lại thành lỏng. Lỏng môi chất sau thiết bị ngưng tụ
chia làm 2 phần. Một phần nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm
mát hơi hút về máy nén cao áp đến trạng thái bão hoà khô. Còn ống chính được
đẩy qua ống xoắn của b
ình trung gian được làm quá lạnh đến trạng thái 9. Sau đó
được qua van tiết lưu 2 xuống áp suất p
0
để cấp cho giàn bay hơi. Trong thiết bị
bay hơi lỏng môi chất bay hơi thu nhiệt của môi trường cần l
àm lạnh. Hơi hình
thành
trong giàn bay hơi được máy nén hạ áp hút về, như vậy vòng tuần hoàn môi
ch
ất được khép kín.
 Các quá trình nhiệt trong chu trình :
1-1’ : quá nhiệt hơi hút hạ áp.
1’-2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp.
2-3 : làm mát hoàn toàn trong bình trung gian.
3-
4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp.
4-5 : ngưng tụ đẳng áp đẳng nhiệt trong bình trung gian.
5-5’ : quá l
ạnh lỏng trước van tiết lưu TL.
5’-6 : quá trình môi chất lỏng tiết lưu đẳng entanpi qua van TL Vào

bình trung gian; ph
ần hơi có entanpi là i
7
được hút về máy nén cao áp.
5’-9 : quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian.
9-10 : quá trình tiết lưu đẳng entanpi từ p
k
về p
0
qua VTL2.
 Trạng thái nhiệt các điểm trong chu trình :
1’ : hơi bão hoà : t
1’
= t
0
; p
1’
=p
0
.
1 : hơi quá nhiệt : p
1
= p
0
.
2 : hơi quá nhiệt : p
2
= p
tg
.

3 : hơi bão hoà : p
3
= p
tg
: t
3
= t
tg
.
4: hơi quá nhiệt : p
4
= p
k
.
5 : lỏng bão hoà .
5’ : l
ỏng sau quá lạnh tại thiết bị ngưng tụ .
6 : hơi bão hoà ẩm .
7: hơi b
ão hoà .
8 : lỏng bão hoà trong bình trung gian .
9 : l
ỏng sau quá lạnh tại bình trung gian.
10 : hơi ẩm sau khi qua van tiết lưu 2.
 Tính toán tham số nhiệt của các điểm trong chu trình :
Điểm
t, C
P, at I, kJ/kg v, m
3
/kg s, kJ/kg.độ

1’ -25 1,52 1729,4 0,77 5,98
1 -15 1,52 1742,9 0,5 6,1
2 75 3,35 1955 0,33 6,1
3=7 -6 3,35 1753,3 0,36 5,69
4 92 15,56 1994 0,094 5,69
5 40 15,56 687,6 8,3.10
-2
5,14
5’ 36 15,56 668,4 9,3.10
-2
_
6 -6 3,35 513,8 0,26 _
8 3 3,35 472 _ _
9 -2 15,56 385,5 _ _
10 -25 1,52 385,5 _ _
6.2.4.7 Tính toán chu trình
1) Năng suất lạnh riêng :
q
0
= i
1’
-i
10
= 1729,4-385,5 =1343,9 kJ/kg.
2) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất thực tế qua cấp nén hạ áp (m
1
) :
skg
q
Q

m /045,0
9,1343
6,61
0
0
1

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m
2
) :
Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
1()
và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5
’
() và lượng hơi
để l
àm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
+Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5
’


014,0
4721753
4,6686,687
83
5
5
'







ii
ii
+Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén
14,0
4721753
17531955
83
32







ii
ii

+Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu
24,0
6,6871753
4726,687
)14,0014,0()(
53
85








ii
ii

Vậy lượng hơi qua cấp nén cao áp là
m
2
=m
1
(1+++)=0,045(1+0,014+0,14+0,24)=0,062
4) Công nén riêng :
Cấp hạ áp : kgkJiil /1,129,19421955
121

Cấp cao áp : l
2
=i
4
-i
3
=1994-1753,3=230,7kJ/kg
5)
Công nén đoạn nhiệt :
Cấp hạ áp : N
s1

= m
1
.l
1
= 0,045.12,1=0,54 kW
Cấp cao áp : N
s2
= m
2
.l
2
= 0,062.230,7 = 14,3 KW
6) Hệ số làm lạnh chu trình
15,4
3,1454,0
6,61
21
0





ss
NN
Q

7) Hiệu suất exrgri
4,1
233

233313
.15,4
0
0





T
TT
k
c




8) Nhiệt lượng toả ra ở thiết bị ngưng tụ Q
k
:
Q
k
= m
2
.q
k
= m
2
(i
4

-i
5
) = 0,062.(1994-687,6) = 80,9 kW.
9) Thể tích hút thực tế :
Cấp hạ áp : V
tt1
= m
1
.v
1
= 0,045.0,5 = 0,0225 m
3
/s.
Cấp cao áp : V
tt3
= m
2
.v
3
= 0,062.0,26 = 0,016 m
3
/s.
V
ậy thể tích quét của máy nén V
mn
=0,0225+0,016=0,038 m
3
/s
V
mn

=138,6m
3
/h
10) Hệ số cấp của máy nén được xác định theo biểu thức :
Cấp hạ áp :
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
0
0
00
0
1
0
00
1
.
























C
1
=0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp
p
0
=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút
p
k
=p
tg
=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy
79,0

266
233
.
52,1
05,052,1
52,1
1,035,3
05,0
52,1
05,052,1
1





















Vậy 79,0
1


Cấp cao áp :
k
tg
tg
tgtg
tg
kk
tg
tgtg
T
T
p
pp
p
pp
C
p
pp
.
22
























Trong đó : C
1
= 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp.
p
0
= 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút.
p
k
= p
tg
= 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy.
31,0

313
266
.
35,3
1,035,3
35,3
1,056,15
05,0
35,3
1,035,3
2





















11) Thể tích hút lý thuyết :
Cấp hạ áp : 028,0
79,0
0225,0
1
1
1


tt
lt
V
V
m
3
/s.
Cấp cao áp : 05,0
3,0
016,0
2
2
2


tt
lt
V
V
m

3
/s.
12) Hi
ệu suất chỉ thị
Cấp hạ áp :
 
85,0025,0
266
233
25001,0
0

tg
HA
T
T

Cấp cao áp :
 
84,0006,0
313
266
6001,0 
k
tg
CA
T
T

13) Công suất chỉ thị :

Cấp cao áp : kW
N
N
HA
s
HA
64,0
85,0
54,0
1


Cấp cao áp : kW
N
N
CA
s
CA
78,16
84,0
3,14
2


14) Công suất ma sát :
N
ms
= (V
tt1
+ V

tt2
).P
ms
P
ms
=0,0490,069Mpa đối với máy nén NH3 chọn P
ms
=0,05Mpa
N
ms
= (0,0225 + 0,016).0,05.10
6
=1,92 kW
15) Công suất hữu ích :
N
e
= N
HA
+ N
CA
+ N
ms
= 0,64 + 16,78 + 1,92 = 19,34 kW.
16) Công suất tiếp điện
62,22
9,0.95,0
34,19
.
â


elt
e
el
N
N

KW
V
ới
td

=0,95 hiệu suất truyền động đai

el

=0,9 hiệu suất động cơ
17) Công suất động cơ :
N
đc
= (1,12,1).N
el
= 1,4.22,62=31,67 kW.
V
ới 1,4 hệ số an toàn của động cơ
6.2.4.8.Chọn máy nén
Chọn máy nén NH
3
2 cấp của hãng MYCOM (Nhật Bản). Ký hiệu máy
N42B, có các thông số :
Q

0MN
= 71700Kcal/h kW.
Th
ể tích quét V
ltMN
=430,1 m
3
/h
Số vòng quay n = 900 vòng/phút
S
ố pittông 4+2
Môtơ 37KW/3pha/380v/50Hz