CHU TRÌNH LẠNH 2 CẤP SỬ DỤNG BÌNH TRUNG GIAN ỐNG XOẮN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.03 MB, 25 trang )
SỞ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA ĐIỆN LẠNH ĐHKK
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
KỸ THUẬT LẠNH CÔNG NGHIỆP
TÊN BÀI GIẢNG
CHU TRÌNH LẠNH HAI CẤP SỬ DỤNG
BÌNH TRUNG GIAN ỐNG XOẮN
GIÁO VIÊN : ThS.NGUYỄN DUY TUỆ
2
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Kỹ thuật lạnh cơ sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi
1. Kỹ thuật lạnh cơ sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi
2.
2.
Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.Nguyễn
Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.Nguyễn
Đức Lợi
Đức Lợi
3. Máy Lạnh – GS. Trần Thanh Kỳ
3. Máy Lạnh – GS. Trần Thanh Kỳ
4. Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant –
4. Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant –
Shan. K. Wang
Shan. K. Wang
3
I. Đặt vấn đề:
I. Đặt vấn đề:
Xét chu trình lạnh 1 cấp sử dụng môi chất NH3 như sau:
Xét chu trình lạnh 1 cấp sử dụng môi chất NH3 như sau:
4
+Nhận xét:
+Nhận xét:
-
Nhiệt độ cuối tầm nén 140 độ C
Nhiệt độ cuối tầm nén 140 độ C
-
Do đó gây nhiều ảnh hưởng đến dầu bôi trơn, môi chất
Do đó gây nhiều ảnh hưởng đến dầu bôi trơn, môi chất
lạnh
lạnh
-
Làm công nén tăng
Làm công nén tăng
-
Do đó đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất Freon có tỉ
Do đó đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất Freon có tỉ
số nén lớn hơn 12 hay sử dụng môi chất NH3 có tỷ số nén
số nén lớn hơn 12 hay sử dụng môi chất NH3 có tỷ số nén
lớn hơn 9 thì ta sử dụng chu trình lạnh 2 cấp
lớn hơn 9 thì ta sử dụng chu trình lạnh 2 cấp
5
II. PHÂN LOẠI:
II. PHÂN LOẠI:
Chu trình lạnh 2 cấp gồm những loại sau:
Chu trình lạnh 2 cấp gồm những loại sau:
-
Chu trình 2 cấp sử dụng BTG ống xoắn
Chu trình 2 cấp sử dụng BTG ống xoắn
-
Chu trình 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn
Chu trình 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn
-
Chu trình 2 cấp làm mát trung gian không hoàn toàn
Chu trình 2 cấp làm mát trung gian không hoàn toàn
Như vậy, ta tiến hành khảo sát chu trình 2 cấp sử dụng BTG
Như vậy, ta tiến hành khảo sát chu trình 2 cấp sử dụng BTG
ống xoắn
ống xoắn
6
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.1. Sơ đồ nguyên lý:
3.1. Sơ đồ nguyên lý:
2’
7
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.1. Sơ đồ nguyên lý:
3.1. Sơ đồ nguyên lý:
-
XLHA hút môi chất từ DBH nén lên áp suất trung gian,
XLHA hút môi chất từ DBH nén lên áp suất trung gian,
nhiệt độ t2 đưa vào BTG được làm mát đến trạng thái bão
nhiệt độ t2 đưa vào BTG được làm mát đến trạng thái bão
hòa t3 rồi được hút vào XLCA để được nén lên áp suất pk
hòa t3 rồi được hút vào XLCA để được nén lên áp suất pk
và vào TBNT để được hóa lỏng.
và vào TBNT để được hóa lỏng.
-
Lỏng có trạng thái 5 được chia thành 2 nhánh:
Lỏng có trạng thái 5 được chia thành 2 nhánh:
+ Nhánh 1: Tiết lưu đến áp suất trung gian. Một lượng hơi
+ Nhánh 1: Tiết lưu đến áp suất trung gian. Một lượng hơi
bay lên được hút vào XLCA. Lượng lỏng còn lại : làm
bay lên được hút vào XLCA. Lượng lỏng còn lại : làm
mát hơi môi chất nóng từ XLHA, làm quá lạnh lỏng của
mát hơi môi chất nóng từ XLHA, làm quá lạnh lỏng của
nhánh 2 từ bình ngưng để đưa vào TBBH
nhánh 2 từ bình ngưng để đưa vào TBBH
+ Nhánh 2 : Đi vào ống xoắn để được quá lạnh rồi đưa
+ Nhánh 2 : Đi vào ống xoắn để được quá lạnh rồi đưa
vào TBBH
vào TBBH
8
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+
+
Lưu ý
Lưu ý
:
:
- Nhiệt độ môi chất lạnh sau khi được quá lạnh ( điểm số
- Nhiệt độ môi chất lạnh sau khi được quá lạnh ( điểm số
7 ) sẽ cao hơn nhiệt độ bão hòa của môi chất lạnh ở áp
7 ) sẽ cao hơn nhiệt độ bão hòa của môi chất lạnh ở áp
suất trung gian từ 3-5 độ
suất trung gian từ 3-5 độ
- Áp suất trung gian được tính như sau:
- Áp suất trung gian được tính như sau:
+ Ưu và nhược điểm:
+ Ưu và nhược điểm:
- Lỏng vào TBBH không bị lẫn dầu từ XLHA ( thích hợp
- Lỏng vào TBBH không bị lẫn dầu từ XLHA ( thích hợp
với hệ thống NH3 )
với hệ thống NH3 )
- Lỏng đưa đến dàn lạnh với áp suất ngưng tụ nên có thể
- Lỏng đưa đến dàn lạnh với áp suất ngưng tụ nên có thể
đưa đi rất xa. Nhưng nhược điểm là lỏng không thể làm
đưa đi rất xa. Nhưng nhược điểm là lỏng không thể làm
lạnh đến nhiệt độ bão hòa với áp suất trung gian
lạnh đến nhiệt độ bão hòa với áp suất trung gian
9
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:
3.2 Tính toán nhiệt:
Cần cho trước điều kiện làm việc và năng suất lạnh Q
Cần cho trước điều kiện làm việc và năng suất lạnh Q
0
0
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:
G
G
1
1
= Q
= Q
o
o
/( i’
/( i’
1
1
- i
- i
8
8
) ,(kg/s)
) ,(kg/s)
Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:
Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:
V
V
ttHA
ttHA
= G
= G
1
1
.v
.v
1
1
, (m
, (m
3
3
/s)
/s)
Thể tích quét của XLHA:
Thể tích quét của XLHA:
V
V
ltHA
ltHA
= V
= V
ttHA
ttHA
/
/
λ
λ
,(m
,(m
3
3
/s)
/s)
Trong đó:
Trong đó:
λ
λ
là hiệu suất thể tích của máy nén
là hiệu suất thể tích của máy nén
10
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:
3.2 Tính toán nhiệt:
Hiệu suất thể tích của MN pít tông có thể tra gần đúng:
Hiệu suất thể tích của MN pít tông có thể tra gần đúng:
11
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:
3.2 Tính toán nhiệt:
Công nén lý thuyết của XLHA:
Công nén lý thuyết của XLHA:
N
N
XHA
XHA
= G
= G
1
1
.(i
.(i
2
2
– i
– i
1
1
), (kW)
), (kW)
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA được tính
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA được tính
bằng phương trình cân bằng entanpy ở BTG:
bằng phương trình cân bằng entanpy ở BTG:
G1,i2
G2,i3
G1,i5
G1,i7
G2 –G1,i6
G
G
1
1
.i
.i
5
5
+(G
+(G
2
2
-G
-G
1
1
).i
).i
6
6
+G
+G
1
1
.i
.i
2
2
= G
= G
2
2
.i
.i
3
3
+G
+G
1
1
.i
.i
7
7
G
G
2
2
=G
=G
1
1
.(i
.(i
5
5
-i
-i
6
6
+i
+i
2
2
-i
-i
7
7
)/(i
)/(i
3
3
-i
-i
6
6
), (kg/s)
), (kg/s)
Vì i
Vì i
5
5
=i
=i
6
6
nên :
nên :
G
G
2
2
=G
=G
1
1
.(i
.(i
2
2
-i
-i
7
7
)/(i
)/(i
3
3
-i
-i
6
6
), (kg/s)
), (kg/s)
12
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:
3.2 Tính toán nhiệt:
Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:
Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:
V
V
ttCA
ttCA
= G
= G
2
2
.v
.v
3
3
, (m
, (m
3
3
/s)
/s)
Thể tích quét của XLCA:
Thể tích quét của XLCA:
V
V
ltCA
ltCA
= V
= V
ttCA
ttCA
/
/
λ
λ
,(m
,(m
3
3
/s)
/s)
Công nén lý thuyết của XLCA:
Công nén lý thuyết của XLCA:
N
N
XCA
XCA
= G
= G
2
2
.(i
.(i
4
4
– i
– i
3
3
), (kW)
), (kW)
Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :
Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :
Q
Q
k
k
= G
= G
2
2
.(i
.(i
4
4
-i
-i
5
5
), (kW)
), (kW)
Hệ số làm lạnh:
Hệ số làm lạnh:
COP = Q
COP = Q
0
0
/(N
/(N
XHA
XHA
+N
+N
XCA
XCA
)
)
13
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Ngoài ra đối với chu trình lạnh 2 cấp người ta còn có
Ngoài ra đối với chu trình lạnh 2 cấp người ta còn có
thể sử dụng sơ đồ với 2 chế độ sôi
thể sử dụng sơ đồ với 2 chế độ sôi
DL
ptg
14
15
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Ngoài ra, đối với hệ thống sử dụng môi chất Freon,
Ngoài ra, đối với hệ thống sử dụng môi chất Freon,
người ta có thể sử dụng bình trung gian ống xoắn nằm
người ta có thể sử dụng bình trung gian ống xoắn nằm
ngang, nhưng trạng thái hút về XLCA là hơi quá nhiệt
ngang, nhưng trạng thái hút về XLCA là hơi quá nhiệt
16
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Ưu điểm là hệ thống gọn nhẹ, nhưng nhiệt độ cuối tầm
Ưu điểm là hệ thống gọn nhẹ, nhưng nhiệt độ cuối tầm
nén của XLCA lớn hơn khi sử dụng BTG thẳng đứng
nén của XLCA lớn hơn khi sử dụng BTG thẳng đứng
Việc tính toán nhiệt tương tự như BTG ống xoắn thẳng
Việc tính toán nhiệt tương tự như BTG ống xoắn thẳng
đứng. Để tính toán lương hơi hút về XLCA ta cũng thiết
đứng. Để tính toán lương hơi hút về XLCA ta cũng thiết
lập phương trình cân bằng entapy của BTG như sau:
lập phương trình cân bằng entapy của BTG như sau:
G
G
1
1
.i
.i
5
5
+(G
+(G
2
2
-G
-G
1
1
).i
).i
6
6
+G
+G
1
1
.i
.i
2
2
= G
= G
2
2
.i
.i
3
3
+G
+G
1
1
.i
.i
7
7
G
G
2
2
=G
=G
1
1
.(i
.(i
5
5
-i
-i
6
6
+i
+i
2
2
-i
-i
7
7
)/(i
)/(i
3
3
-i
-i
6
6
), (kg/s)
), (kg/s)
Vì i
Vì i
5
5
=i
=i
6
6
nên :
nên :
G
G
2
2
=G
=G
1
1
.(i
.(i
2
2
-i
-i
7
7
)/(i
)/(i
3
3
-i
-i
6
6
), (kg/s)
), (kg/s)
17
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
18
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.3 Bài tập ví dụ:
3.3 Bài tập ví dụ:
Tính toán nhiệt chu trình máy lạnh 2 cấp sử dụng môi
Tính toán nhiệt chu trình máy lạnh 2 cấp sử dụng môi
chất NH3, bình trung gian ống xoắn thẳng đứng với nhiệt
chất NH3, bình trung gian ống xoắn thẳng đứng với nhiệt
độ bay hơi t
độ bay hơi t
o
o
= -30độC, nhiệt độ ngưng tụ t
= -30độC, nhiệt độ ngưng tụ t
k
k
=40độC.
=40độC.
Nhiệt độ môi chất ra khỏi ống xoắn lớn hơn nhiệt độ bão
Nhiệt độ môi chất ra khỏi ống xoắn lớn hơn nhiệt độ bão
hòa của môi chất ứng với áp suất trung gian là 5độC. Biết
hòa của môi chất ứng với áp suất trung gian là 5độC. Biết
năng suất lạnh Qo=200kW, hơi môi chất hút về XLHA là
năng suất lạnh Qo=200kW, hơi môi chất hút về XLHA là
hơi bão hòa ứng áp suất bay hơi.
hơi bão hòa ứng áp suất bay hơi.
19
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.3 Bài tập ví dụ:
3.3 Bài tập ví dụ:
Với t
Với t
o
o
=-30độC ta có p
=-30độC ta có p
o
o
=1,2 bar
=1,2 bar
t
t
k
k
= 40độC ta có p
= 40độC ta có p
k
k
=15,4bar
=15,4bar
Nên p
Nên p
tg
tg
= (15,4*1,2)
= (15,4*1,2)
0,5
0,5
= 4,3bar nên t
= 4,3bar nên t
tg
tg
=0độC nên
=0độC nên
t
t
7
7
=5độC
=5độC
Biểu diễn chu trình lạnh trên đồ thị lgp-i như sau:
Biểu diễn chu trình lạnh trên đồ thị lgp-i như sau:
20
21
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Thông số các điểm nút trên đồ thị
Thông số các điểm nút trên đồ thị
Đi m ể
Đi m ể
nút
nút
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
p, bar
p, bar
1,2
1,2
4,3
4,3
4,3
4,3
15,4
15,4
15,4
15,4
4,3
4,3
15,4
15,4
1,2
1,2
t, oC
t, oC
-30
-30
0
0
0
0
92
92
40
40
0
0
5
5
-30
-30
i,kJ/kg
i,kJ/kg
1720
1720
1887
1887
1761
1761
1940
1940
688
688
688
688
522
522
522
522
v, m
v, m
3
3
/kg
/kg
0,97
0,97
-
-
0,29
0,29
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
22
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+ Tính toán nhiệt:
+ Tính toán nhiệt:
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:
G
G
1
1
= Q
= Q
o
o
/( i
/( i
1
1
- i
- i
8
8
)=200/(1720-522)=0,167(kg/s)
)=200/(1720-522)=0,167(kg/s)
Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:
Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:
V
V
ttHA
ttHA
= G
= G
1
1
.v
.v
1
1
= 0,167.0,97=0,162 (m
= 0,167.0,97=0,162 (m
3
3
/s)
/s)
Thể tích quét của XLHA:
Thể tích quét của XLHA:
V
V
ltHA
ltHA
= V
= V
ttHA
ttHA
/
/
λ
λ
=0,162/0,77=0,21(m
=0,162/0,77=0,21(m
3
3
/s)
/s)
Trong đó:
Trong đó:
λ
λ
là hiệu suất thể tích của máy nén 0,77 ( tra
là hiệu suất thể tích của máy nén 0,77 ( tra
đồ thị )
đồ thị )
23
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+ Tính toán nhiệt:
+ Tính toán nhiệt:
Công nén lý thuyết của XLHA:
Công nén lý thuyết của XLHA:
N
N
XHA
XHA
= G
= G
1
1
.(i
.(i
2
2
– i
– i
1
1
)=0,167.(1887-1720)=27,8 (kW)
)=0,167.(1887-1720)=27,8 (kW)
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA:
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA:
G
G
2
2
=G
=G
1
1
.(i
.(i
2
2
-i
-i
7
7
)/(i
)/(i
3
3
-i
-i
6
6
)
)
=0,167.(1887-522)/(1761-688) = 0,212 kg/s
=0,167.(1887-522)/(1761-688) = 0,212 kg/s
Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:
Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:
V
V
ttCA
ttCA
= G
= G
2
2
.v
.v
3
3
=0,212.0,29=0,061, (m
=0,212.0,29=0,061, (m
3
3
/s)
/s)
Thể tích quét của XLCA:
Thể tích quét của XLCA:
V
V
ltCA
ltCA
= V
= V
ttCA
ttCA
/
/
λ
λ
=0,061/0,77=0,079,(m
=0,061/0,77=0,079,(m
3
3
/s)
/s)
24
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+ Tính toán nhiệt:
+ Tính toán nhiệt:
Công nén lý thuyết của XLCA:
Công nén lý thuyết của XLCA:
N
N
XCA
XCA
= G
= G
2
2
.(i
.(i
4
4
– i
– i
3
3
)=0,212.(1940-1761)=38(kW)
)=0,212.(1940-1761)=38(kW)
Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :
Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :
Q
Q
k
k
= G
= G
2
2
.(i
.(i
4
4
-i
-i
5
5
)= 0,212.(1940-688)=265 (kW)
)= 0,212.(1940-688)=265 (kW)
Hệ số làm lạnh:
Hệ số làm lạnh:
COP = Q
COP = Q
0
0
/(N
/(N
XHA
XHA
+N
+N
XCA
XCA
) = 200/(27,8+38) = 3
) = 200/(27,8+38) = 3
Với tỉ số V
Với tỉ số V
ltHA :
ltHA :
V
V
ltCA
ltCA
=0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích
=0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích
quét cần thiết 1040m
quét cần thiết 1040m
3
3
/h ( của XLHAvà XLCA) nên ta
/h ( của XLHAvà XLCA) nên ta
chọn 2 máy nén Mycom N62B có số vòng quay
chọn 2 máy nén Mycom N62B có số vòng quay
1000v/phút với tổng thể tích quét là 637,1*2=1274m
1000v/phút với tổng thể tích quét là 637,1*2=1274m
3
3
/h
/h
25
XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ
XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ
THEO DÕI
THEO DÕI
