NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ NGƯNG TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MÔI CHẤT CO2 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.97 MB, 61 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MÃ MÔN HỌC: UNTH472832
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ
NGƯNG TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MÔI CHẤT
CO2 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
GVHD:
TS. Đồn Minh Hùng
SVTH:
Đồn Quốc Khánh
MSSV:17147150
Ngơ Tùng Kính
MSSV:17147154
Lâm Nguyễn Triệu Tiến
MSSV:19147249
-Tp.HCM, ngày tháng 02 năm 2023-
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MÃ MÔN HỌC: UNTH472832
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ
NGƯNG TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MÔI CHẤT
CO2 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
GVHD:
SVTH:
TS. Đồn Minh Hùng
Đồn Quốc Khánh
MSSV:17147150
Ngơ Tùng Kính
MSSV:17147154
Lâm Nguyễn Triệu Tiến
MSSV:19147249
-Tp.HCM, ngày tháng 02 năm 2023-
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 02 năm
2023
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. Đồn Quốc Khánh
MSSV: 17147150
2. Ngơ Tùng Kính
MSSV: 17147154
3. Lâm Nguyễn Triệu Tiến
MSSV: 19147249
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Mã ngành đào tạo: 52510206
Khóa: 2019 - 2023
Hệ đào tạo: Chính quy
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ NGƯNG TỤ
KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MÔI CHẤT CO2 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU
HỒ KHƠNG KHÍ
1. Nhiệm vụ đề tài
-
Tính tốn chọn thiết bị cho hệ thống.
-
Nghiên cứu, lắp đặt thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống sử dụng mơi chất CO2.
-
Thực nghiệm lấy thơng số tính toán và rút ra nhận xét
2. Sản phẩm của đề tài
-
Kết quả tính tốn và phân tích thơng số.
-
Mơ hình hệ thống điều hồ khơng khí sử dụng thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống
của môi chất CO2.
3. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 21/10/2022
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/02/2023
TRƯỞNG BỘ MÔN
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 02 năm
2023
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ NGƯNG
TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MƠI CHẤT CO2 CHO HỆ THỐNG
ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
Họ tên sinh viên: 1. Đồn Quốc Khánh
MSSV: 17147150
2.Ngơ Tùng Kính
MSSV: 17147154
3.Lâm Nguyễn Triệu Tiến
MSSV: 19147249
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Mã ngành đào tạo: 52510206
Khóa: 2019 - 2023
Hệ đào tạo: Chính quy
Họ và tên GVHD: TS. Đồn Minh Hùng
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (không đánh máy)
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
TT
1.
Mục đánh giá
Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
các mục
2.
Điểm
Điểm
tối đa
đạt được
30
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
5
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và
kỹ thuật, khoa học xã hợi…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
10
15
15
5
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
100
TP.HCM, ngày
tháng 02 năm 2023
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 02 năm
2023
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ NGƯNG
TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MƠI CHẤT CO2 CHO HỆ THỐNG
ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
Họ tên sinh viên: 1. Đồn Quốc Khánh
MSSV: 17147150
2.Ngơ Tùng Kính
MSSV: 17147154
3.Lâm Nguyễn Triệu Tiến
MSSV: 19147249
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Mã ngành đào tạo: 52510206
Khóa: 2019 - 2023
Hệ đào tạo: Chính quy
Họ và tên GVHD: TS. Đồn Minh Hùng
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (không đánh máy)
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
TT
Mục đánh giá
5.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
các mục
6.
Điểm
Điểm
tối đa
đạt được
30
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
5
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và
kỹ thuật, khoa học xã hợi…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
10
15
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
5
7.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
8.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
4. Kết luận:
100
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 02 năm 2023
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP.Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 02 năm 2023
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ NGƯNG
TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MƠI CHẤT CO2 CHO HỆ THỐNG
ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
Họ tên sinh viên: 1. Đồn Quốc Khánh
MSSV: 17147150
2.Ngơ Tùng Kính
MSSV: 17147154
3.Lâm Nguyễn Triệu Tiến
MSSV: 19147249
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Mã ngành đào tạo: 52510206
Khóa: 2019 - 2023
Hệ đào tạo: Chính quy
Họ và tên GVHD: TS. Trần Thanh Tình
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát
triển)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
TT
1.
Điểm
tối đa
Mục đánh giá
Hình thức và kết cấu ĐATN
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các
mục
2.
Điểm
đạt được
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
5
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ
thuật, khoa học xã hợi…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc
quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
15
Khả năng cải tiến và phát triển
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 02 năm 2023
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP.Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 02 năm 2023
PHIẾU XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ NGƯNG
TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG MÔI CHẤT CO2 CHO HỆ THỐNG
ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
Họ tên sinh viên: 1. Đồn Quốc Khánh
2.Ngơ Tùng Kính
3.Lâm Nguyễn Triệu Tiến
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt
MSSV: 17147150
MSSV: 17147154
MSSV: 19147249
Mã ngành đào tạo: 52510206
Khóa: 2019 - 2023
Hệ đào tạo: Chính quy
Sau khi điều chỉnh theo những góp ý và nhận xét của các thầy là giảng viên hướng
dẫn, giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ thì đồ án tốt nghiệp
đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hướng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 02 năm 2023
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
LỜI CẢM ƠN
Sau bốn năm học tập tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí
Minh, chúng em xin gửi những lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy, cô trong Bộ
môn Công nghệ kỹ thuật Nhiệt – Điện lạnh đã quan tâm và giúp đỡ để chúng em có thể đi
đến chặng đường cuối cùng của quãng đời sinh viên. Trong quá trình học tại trường
chúng em đã thầy cô chỉ dạy không chỉ những kiến thức chuyên ngành mà còn những
kiến thức hữu dụng cho bản thân và đời sống. Nhờ đó, chúng em trang bị được khối kiến
thức nền để vận dụng vào việc hoàn thành đồ án, không chỉ vậy kiến thức ấy còn giúp
chúng em trong công việc sau này.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy TS. Đoàn Minh Hùng,
thầy đã định hướng đề tài, trực tiếp hướng dẫn, chỉ dạy chúng em từ những bước đầu tiên
của đồ án tốt nghiệp này. Đôi khi trong quá trình làm đồ án có những vấn đề phát sinh
khiến chúng em hết sức bới rới, khơng có hướng giải quyết thì lúc ấy thầy là người không
ngại bỏ thời gian và công sức để giải đáp, đưa ra những giải pháp để chúng em có thể tiếp
tục hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Chúng em cũng cảm ơn gia đình và bạn bè rất nhiều vì
đã là chỗ dựa tinh thần cho chúng em những lúc khó khăn nhất.
Trong quá trình thực hiện đồ án chắc chắn chúng em khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những nhận xét và ý kiến của các thầy, cơ để
chúng em có thể hồn thiện bài luận hơn và rút kinh nghiệm cho bản thân sau này.
Chúng em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô đã bỏ thời gian xem đồ án của chúng em!
Cuối cùng, nhóm chúng em xin gửi q thầy cơ lời chúc sức khỏe và thành công!
Xin trân trọng cảm ơn!
1
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
2
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................1
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT................................................................4
DANH MỤC HÌNH ẢNH............................................................................................5
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN........................................................................................8
1.1. Lý do chọn đề tài...............................................................................................8
1.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước......................................................................8
1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước.....................................................................11
1.4. Mục tiêu đề tài.................................................................................................12
1.5. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................13
1.6. Đối tượng nghiên cứu và giới hạn đề tài..........................................................13
1.6.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................13
1.6.2. Giới hạn đề tài...........................................................................................13
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...........................................................................13
2.1. Cơ sở truyền nhiệt............................................................................................13
2.1.1. Trao đổi nhiệt bằng dẫn nhiệt...................................................................14
2.1.2. Trao đổi nhiệt đối lưu................................................................................14
2.1.3. Trao đổi nhiệt bức xạ................................................................................15
2.2. Tổng quan về môi chất CO2 (R744).................................................................16
2.2.1. Tính chất vật lý........................................................................................16
2.2.2. Đá khơ.......................................................................................................17
2.3. Chu trình lạnh một cấp.....................................................................................18
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN LÝ THUYẾT (Bổ sung sau)...........................................20
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM................................................................21
4.1. Thiết kế mơ hình..............................................................................................21
4.1.1. Thiết bị ngưng tụ.......................................................................................21
4.1.2. Bình chứa CO2..........................................................................................22
3
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
4.2. Hệ thống thực nghiệm......................................................................................23
4.2.1. Lắp đặt hệ thống và bố tri thiết bị đo........................................................23
4.2.2. Quy trình nạp gas bằng đá khơ..................................................................27
4.3. Các thiết bị được sử dụng trong thực nghiệm..................................................29
4.3.1. Máy nén....................................................................................................29
4.3.2. Thiết bị ngưng tụ.......................................................................................30
4.3.3. Quạt hơi nước...........................................................................................31
4.3.5. Van tiết lưu...............................................................................................33
4.3.6. Thiết bị bay hơi.........................................................................................33
4.3.7. Đồng hồ đo áp suất...................................................................................33
4.3.8. Đồng hồ đo nhiệt độ..................................................................................34
4.3.9. Đồng hồ đo độ ẩm.....................................................................................35
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT................................37
5.1. Quy trình thực nghiệm.....................................................................................37
5.2. Kết quả thực nghiệm và nhận xét.....................................................................38
5.2.1 Thông số thực nghiệm................................................................................38
5.2.2 Sự ảnh hưởng thông số hơi đầu vào đến q trình ngưng tụ......................40
5.3. Tính tốn và nhận xét.......................................................................................44
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................45
6.1. Kết luận...........................................................................................................45
6.2. Kiến nghị.........................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................46
4
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
5
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đồn Minh Hùng
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Sơ đồ vùng chuyển pha của mơi chất CO2.................................................15
Hình 2.2. Đá khơ dạng khối........................................................................................16
Hình 2.3. Hình máy lạnh 1 cấp dùng van tiết lưu.......................................................18
Hình 4.1. Bản vẽ thiết kế thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống cho mơi chất CO2......21
Hình 4.2 . Sơ đồ ngun lý hoạt động và bố trí thiết bị của hệ thống thực nghiệm.....23
Hình 4 3. Hệ thống thí nghiệm....................................................................................24
Hình 4.4. Xử lý và lưu trữ dữ liệu qua máy vi tính.....................................................25
Hình 4.5. Đá khơ được đập nhỏ..................................................................................26
Hình 4.6. Bình chứa sau khi được đậy........................................................................27
Hình 4.7. Hút chân khơng hệ thống............................................................................27
Hình 4.8. Kết nối bình chứa vào hệ thống..................................................................28
Hình 4.9. Máy nén sử dụng trong hệ thống thực nghiệm............................................29
Hình 4.10. Thiết bị ngưng tụ sử dụng trong hệ thống thực nghiệm............................30
Hình 4.11. Quạt hơi nước...........................................................................................31
Hình 4.12. Bơm chìm.................................................................................................31
Hình 4.13. Đống hồ áp suất........................................................................................32
Hình 4.14. Đồng hồ đo nhiệt độ sử dụng trong hệ thống............................................33
Hình 4.15. Đồng hồ đo nhiệt độ EXTECH được sử dụng trong hệ thống...................34
Hình 4.16. Đồng hồ đo độ ẩm mơi trường..................................................................34
Hình 5.1. Biểu đồ thể hiện nhiệt độ đầu vào dàn ngưng ở hai trạng thái đầu vào trên
và dưới tới hạn............................................................................................................40
Hình 5.2. Biểu đồ thể hiện nhiệt độ môi chất sau khi ra khỏi dàn ngưng đối với hai
trạng thái đầu vào trên và dưới tới hạn.......................................................................41
6
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đồn Minh Hùng
Hình 5.3. Biểu đồ thể hiện nhiệt độ nước sau khi giải nhiệt mơi chất ở hai trạng thái
trên và dưới tới hạn.....................................................................................................42
Hình 5.4. Biểu đồ thể hiện độ chênh nhiệt độ giữa nước vào và môi chất sau khi giải
nhiệt đối với hai trạng thái đầu vào trên và dưới tới hạn.............................................42
7
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Thông số thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống............................................20
Bảng 4.2. Thơng số cấu tạo bình chứa đá khơ............................................................22
Bảng 4.3. Chi tiết vị trí lắp cảm biến nhiệt độ và đồng hồ đo áp suất.........................25
Bảng 5.1. Bảng giá trị áp suất thực nghiệm ngày 28-12-2022....................................37
Bảng 5.2. Bảng giá trị nhiệt độ thực nghiệm ngày 28-12-2022..................................38
Bảng 5.3. Bảng giá trị áp suất thực nghiệm ngày 06-01-2023....................................38
Bảng 5.4. Bảng giá trị nhiệt độ thực nghiệm ngày 06-01-2023..................................39
8
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài
Xã hội ngày càng phát triển, q trình đơ thị hố, cơng nghiệp hố đang diễn ra mạnh
mẽ trên thế giới. Theo một số dự báo, tới năm 2050 gần 70% dân số thế giới sẽ sống
trong các đơ thị, vì thế nhu cầu sử dụng điều hồ, làm lạnh cũng theo đó mà tăng lên, các
thiết bị liên quan đến hệ thống cũng được nâng cấp và phát triển và phù hợp hơn.
Chính vì nhu cầu đó, mơi chất lạnh – dịng máu của các hệ thống lạnh cũng ngày
càng được sử dụng nhiều hơn. Tuy nhiên, chúng ta đang đối mặt với sự giảm lượng ơzơn
trong khí quyển, mà chủ yếu sự suy giảm trong tầng bình lưu đang là điều cảnh báo đối
vơi nhân loại, nhắc nhở chúng ta phải có những hành động cụ thể bảo vệ tầng ơzơn và đó
cũng là mối quan tâm của ngành lạnh và điều hòa khơng khí, nơi sở hữu nhiều nhất các
CFC, HCFC làm suy giảm tầng ơzơn một khi nó được xả vào khí quyển.
Nhận thấy được mối nguy đó, bắt đầu từ những năm 1987 cho đến nay, đã có nhiều
hội nghị quốc tế gồm nhiều quốc gia tham dự đã đưa ra các cam kết hạn chế và kiểm sốt
các mơi chất lạnh nếu nó có chỉ số làm suy giảm tầng ôzon ODP (ODP – Ozon
Depletion Potential) lớn hơn không và khuyến khích sử dụng các mơi chất lạnh được sử
dụng lâu dài gồm các mơi chất lạnh có ODP = 0 và có trị số GWP ( GWP – Global
Warming Potentia) khả năng làm nóng tồn cầu thấp.
Với mơi chất lạnh CO2 (R744) được xem là môi chất lạnh của tương lai bởi nó có trị
số ODP=0, GWP=1, là gas lạnh có sẵn trong tự nhiên, khơng mùi, chi phí rẻ và thân thiện
với con người. Việc nghiên cứu phát triển và đưa ra các giải pháp phù hợp và hiệu quả
cho các thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng môi chất CO 2 ngày càng được các nhà khoa học
thực hiện nhằm đưa môi chất này sớm được đưa vào sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Để góp phần vào việc tìm các thiết bị giải nhiệt phù hợp và hiệu quả dành cho mơi
chất CO2, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo và thực nghiệm
thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống sử dụng mơi chất CO2 cho hệ thống điều hồ khơng
khí” để đưa ra một giải pháp, góp phần cho sự nghiên cứu sau này.
1.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Mơi chất CO2 là một mơi chất cịn khá mới tại Việt Nam nhưng ở nước ngồi thì
hiện nay đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu khá nhiều. Các q trình nghiên cứu, thực
nghiệm đã đóng góp tích cực cho mọi lĩnh vực trong đời sống vì đây là môi chất của
“tương lai” với với rất nhiều những cải tiến, một môi chất thân thiện với con người và
môi trường. Nhưng CO2 có những đặc tính mà các mơi chất khác khơng có. Dưới đây là
một số bài báo liên quan nhóm đã tìm hiểu để làm cơ sở thực hiện đề tài này.
9
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
RodrigoLlopis [1] cùng các cộng sự đã nghiên cứu về phương pháp quá lạnh CO2
để nâng cao hiệu suất cho hệ thống lạnh có sử dụng mơi chất CO2 và đạt được kết quả
khả quan: Cải thiện 12% hiệu quả của tổng thể của bộ trao đổi nhiệt bên trong, 22% với
bộ quá nhiệt Economizers, …Bài viết đã xem xét một cách toàn diện các nghiên cứu gần
đây coi việc quá lạnh là một cách để nâng cấp hiệu suất của các chu trình làm lạnh CO2.
Nghiên cứu này được thực hiện theo các bước như sau: Đầu tiên, thảo luận và đưa ra các
mơ tả về các khía cạnh nhiệt động học của quá trình quá lạnh trong các chu trình làm lạnh
CO2; Thứ hai, các kết quả và kết luận chính của các cuộc khảo sát gần đây được phân
tích trong hai nhóm lớn: các phương pháp quá lạnh bên trong và các phương pháp làm
lạnh phụ bên ngoài. Cuối cùng, đánh giá tổng hợp tình trạng hiện tại của nghệ thuật và
chỉ ra các dòng nghiên cứu xứng đáng với sự phát triển trong tương lai.
P. Aranguren [2] cùng cộng sự đã nghiên cứu, thực nghiệm chu trình nén sử dụng
môi chất CO2 bao gồm một thiết bị quá lạnh tại đầu ra của thiết bị. Nghiên cứu này cho
thấy được COP của hệ thống đã tăng lên đáng kể khi bộ quá lạnh được thiết kế và vận
hành một cách đúng kỹ thuật. Cơ sở thí nghiệm được nghiên cứu đã được thực nghiệm
trong các điều kiện môi trường không đổi (30 °C và độ ẩm tương đối là 55%) và duy trì
nhiệt độ bay hơi ở -10 °C; trong khi điện áp cung cấp cho các mô-đun nhiệt điện và điện
trở nhiệt của bộ trao đổi nhiệt nằm ở bộ làm mát phụ nhiệt điện đã được sửa đổi bằng
thực nghiệm. trong khi điện áp cung cấp cho các mô-đun nhiệt điện và điện trở nhiệt của
bộ trao đổi nhiệt nằm ở bộ làm mát phụ nhiệt điện đã được sửa đổi bằng thực nghiệm.
Điện áp cung cấp cho các quạt đặt tại các bộ trao đổi nhiệt này đã được điều chỉnh, điều
này có nghĩa là độ lệch hiệu suất nhiệt của các bộ trao đổi nhiệt và sự thay đổi về mức
tiêu thụ điện năng của thiết bị làm mát. Kết quả cho thấy mức tăng thử nghiệm trên COP
là 11,3% trong khi công suất làm mát tăng 15,3% khi các mô-đun nhiệt điện được cung
cấp 2 V và quạt 9 V. Ngoài ra, tầm quan trọng của việc tối ưu hóa điện áp cung cấp cho
các mô-đun nhiệt điện và đến mức tiêu thụ phụ của bộ làm mát phụ nhiệt điện được đề
cập trong nghiên cứu này.
MazyarKarampour [3] cùng cộng sự đã nghiên cứu các tính năng tích hợp và tiên
tiến nhất của các hệ thống tăng áp xuyên tới hạn CO2. Mục tiêu chính là xác định các giải
pháp hứa hẹn nhất về tác động hiệu quả năng lượng. Đầu tiên, hiệu suất của các tính năng
được sửa đổi và chức năng tích hợp đã được so sánh với hệ thống CO2 tiêu chuẩn và các
giải pháp điều hịa khơng khí và sưởi ấm thay thế. Sau đó, hiệu suất của hệ thống CO2
hiện đại đã xác định được so sánh với các giải pháp làm lạnh gián tiếp dựa trên dòng thác
chất làm lạnh tự nhiên và DX dựa trên HFC/HFO và các giải pháp làm lạnh gián tiếp hoạt
động ở vùng khí hậu lạnh và ấm. Kết quả chỉ ra rằng thu hồi nhiệt hai giai đoạn, bay hơi
10
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TS. Đoàn Minh Hùng
ngập nước, nén song song và tích hợp điều hịa khơng khí là những tính năng hứa hẹn
nhất của hệ thống CO2 tích hợp hiện đại. Hệ thống nhỏ gọn và thân thiện với môi trường
này là giải pháp tiết kiệm năng lượng nhất ở vùng khí hậu lạnh và cũng là giải pháp hiệu
quả ở vùng khí hậu ấm áp, với hiệu quả tương đương với các hệ thống HFC/HFO DX
theo tầng và HFC/HFO, nhưng khơng có giới hạn hiện tại hoặc tiềm năng.
Lorentzen và Petterson [4] đã đánh giá khả năng sử dụng bộ trao đổi nhiệt trong hệ
thống trên tới hạn CO2. Hwang và cộng sự [5] cho thấy các kết quả thực nghiệm và nghiên
cứu mô phỏng bao gồm các giai đoạn mở rộng và chu kỳ giai đoạn kép. Groll và cộng sự
[6]
thực hiện phân tích số của chu trình kép thay đổi tỷ số nén của mỗi giai đoạn nén.
Bhattacharyya và cộng sự [7] cho thấy một nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống ghép tầng CO2
/ C3H8 để làm mát và sưởi ấm. [8] Kim và cộng sự đã tổng kết những cải tiến về hiệu suất
của các hệ thống dựa trên CO2 và các ứng dụng của chúng. Họ đã cung cấp một đánh giá
quan trọng về tài liệu và thảo luận về các xu hướng và đặc điểm quan trọng trong sự phát
triển của công nghệ CO2 trong các ứng dụng làm lạnh
Deng và cộng sự [9] đã mơ tả một phân tích lý thuyết về chu trình làm lạnh giãn nở
của vịi phun CO2 trên tới hạn, sử dụng vòi phun làm thiết bị giãn nở chính thay vì van
giãn nở. Youngming và cộng sự [10] đã xây dựng và thử nghiệm hệ thống làm lạnh carbon
dioxide hấp thụ nén ướt. Fernández-Seara và cộng sự [11] đã phân tích hệ thống lạnh ghép
tầng nén - hấp thụ coi CO2 và NH3 là chất làm lạnh trong giai đoạn nén và cặp NH 3 – H2O
trong giai đoạn hấp thụ và đánh giá khả năng cấp nguồn cho hệ thống lạnh ghép tầng
bằng hệ thống đồng phát. Lee và cộng sự [12] đã thực hiện một phân tích nhiệt động lực
học về nhiệt độ ngưng tụ tối ưu của bình ngưng – ghép tầng trong hệ thống lạnh ghép
tầng CO2 / NH3. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của hiệu suất máy nén đẳng entropy
và giới hạn thực tế của nhiệt độ xả máy nén khơng được tính đến và hiệu quả sử dụng
khơng được đánh giá. Phạm vi của nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc phân tích các
thơng số thiết kế và vận hành của hệ thống làm mát ghép tầng CO 2 / NH3 và ảnh hưởng
của nó đối với COP của hệ thống và hiệu suất sử dụng. Ý nghĩa thống kê của từng tham
số được đánh giá đã được phân tích. Hơn nữa, nghiên cứu tối ưu hóa các thông số này đã
được đưa vào để cho thấy COP cao nhất. Cuối cùng, một cuộc thảo luận về ảnh hưởng
của hiệu suất đẳng entropy của máy nén đối với hệ thống tối ưu COP được trình bày
Gulloa [13] cùng các cộng sự đã nghiên cứu hiệu suất của các thiết bị làm lạnh sử
dụng môi chất CO2 đã được nghiên cứu cho một cửa hàng thực phầm bán lẽ ở các vùng
Châu Âu với khí hậu đa dạng. Kết quả cho thấy, so sánh giữa môi chất R404A được sử
dụng rộng rãi hiện nay với môi chất R774 đang trong quá trình nghiên cứu thì các kết quả
cho thấy so với hệ thống sử dụng môi chất R404A thì hệ thống lạnh sử dụng mơi chất
11
