Biên soạn tài liệu giảng dạy môn kỹ thuật lạnh có phần song ngữ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
**********

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BIÊN SOẠN TÀI LIỆU GIẢNG DẠY SONG NGỮ ANH – VIỆT
MƠN: KỸ THUẬT LẠNH

GVHD: TS. LÊ XN HỊA
SVTH: LÊ VĂN NHỰT

12147222

ĐỖ NGỌC LẬP

09113018

Thành Phố Hồ Chí Minh
---2017---

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
**********

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BIÊN SOẠN TÀI LIỆU GIẢNG DẠY SONG NGỮ ANH – VIỆT
MƠN: KỸ THUẬT LẠNH

GVHD: TS. LÊ XN HỊA
SVTH: LÊ VĂN NHỰT

12147222

ĐỖ NGỌC LẬP

09113018

Thành Phố Hồ Chí Minh
---2017--2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ..… năm
……

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên Sinh viên: LÊ VĂN NHỰT
ĐỖ NGỌC LẬP

MSSV: 12147222
MSSV: 09113018

Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt Mã ngành đào tạo: 52510206
Hệ đào tạo: Đại học chính quy

Mã hệ đào tạo: ............................................

Khóa: 12

Lớp: 129470A

1. Tên đề tài
BIÊN SOẠN TÀI LIỆU SONG NGỮ ANH – VIỆT
MÔN: KỸ THUẬT LẠNH
2. Nhiệm vụ đề tài
BIÊN SOẠN TÀI LIỆU SONG NGỮ ANH – VIỆT

MÔN: KỸ THUẬT LẠNH
Sản phẩm của đề tài
TÀI LIỆU SONG NGỮ ANH – VIỆT MÔN: KỸ THUẬT LẠNH
Ngày giao nhiệm vụ đề tài:................................................................
3. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: . .............................................................
TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
***********
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Tên đề tài: BIÊN SOẠN TÀI LIỆU SONG NGỮ ANH – VIỆT
MÔN:KỸ THUẬT LẠNH
Họ và tên Sinh viên: LÊ VĂN NHỰT
ĐỖ NGỌC LẬP

MSSV: 12147222
MSSV: 09113018

Ngành: Công nghệ Kỹ Thuật Nhiệt

I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): ............................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): . .............................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
*************
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Tên đề tài: BIÊN SOẠN TÀI LIỆU SONG NGỮ ANH – VIỆT
MÔN: KỸ THUẬT LẠNH
Họ và tên Sinh viên: LÊ VĂN NHỰT
ĐỖ NGỌC LẬP

MSSV: 12147222
MSSV: 09113018

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (Cho phép bảo vệ hay không): . ..............................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): ..................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)

5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
*************
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: BIÊN SOẠN TÀI LIỆU SONG NGỮ ANH – VIỆT
MÔN:KỸ THUẬT LẠNH
Họ và tên Sinh viên: LÊ VĂN NHỰT
MSSV: 12147222
ĐỖ NGỌC LẬP
MSSV: 09113018
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. 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: _____________________________

TP.Hồ Chí Minh, Ngày

Tháng

_______________

Năm 2016

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

LỜI CẢM ƠN

Trước hết chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến TS. LÊ XN HỊA, thầy
là người đã tận tình hướng dẫn, dẫn dắt chúng em trong quá trình thực hiện đồ án
cũng như trong quá trình học tập tại trường.
Chúng em xin cảm ơn tất cả các thầy cô của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung và q thầy cơ bộ mơn Nhiệt Điện Lạnh
thuộc khoa Cơ Khí Động Lực nói riêng đã giảng dạy, chỉ bảo tận tình cho chúng
em trong suốt những năm tháng học tập dưới mái trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM và cố gắng tạo mọi điều kiện giúp đỡ cho chúng em hoàn thành
đồ án tốt nghiệp này.
Xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè đã luôn sát cánh ủng hộ và động viên lẫn
nhau trong suốt quá trình học tập tại trường, tình cảm này sẽ ln vững bền, lưu
mãi một thời ký ức cho dù mai này mỗi người mỗi phương để đi theo lý tưởng

cuộc sống của chính mình.
Tuy chúng em đã cố gắng hết năng lực để hoàn thành đồ án nhưng do thời gian và
kiến thức của chúng em cịn hạn chế nên có thể đồ án tốt nghiệp của chúng em cịn
nhiều thiếu sót nên kính mong được sự góp ý của q thầy cơ và các bạn.

TP.Hồ Chí Minh, Ngày ….. Tháng …. Năm …..
Sinh viên thực hiện

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

COMPRESSION REFRIGERATION CYCLES………………………...............9
CÁC CHU TRÌNH LẠNH………………………………………………………..9
CARNOT CYCLE…………………………………………………………………9
CHU TRÌNH CARNOT…………………………………………………………...9
THEORETICAL SINGLE-STAGECYCLE USING A PURE REFRIGERANT OR
AZEOTROPIC MIXTURE……………………………………………………….15
CHU TRÌNH LÝ THUYẾT MỘT CẤP SỬ DỤNG MÔI CHẤT LẠNH TINH
KHIẾT HOẶC HỔN HỢP ĐỒNG SÔI……………………………………….....15

LORENZ REFRIGERATION CYCLE……………………………22
CHU TRÌNH LẠNH LORENZ……………………………………..22

8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

COMPRESSION
REFRIGERATION CYCLES

CÁC CHU TRÌNH LẠNH
CHU TRÌNH CARNOT

CARNOT CYCLE
The Carnot cycle, which is completely

Chu trình Carnot, là chu trình hồn tồn

reversible, is a perfect model for a

thuận nghịch, là một mơ hình hồn hảo

refrigeration cycle operating between

cho một chu trình làm lạnh hoạt động

two fixed temperatures, or between two

giữa hai nhiệt độ cố định, hoặc giữa hai

fluids at different temperatures and each

lưu chất ở nhiệt độ khác nhau và mỗi

with infinite heat capacity.

năng lượng nhiệt vơ hạn.

Reversible cycles have two important

Các chu trình thuận nghịch có hai đặc

properties: (1) no refrigerating cycle may

điểm quan trọng: (1) khơng có chu trình

have a coefficient of perfor mance higher

làm lạnh nào có thể có hệ số làm lạnh

than that for a reversible cycle operated

cao hơn chu trình thuận nghịch được vận

between the same temperature limits,

hành giữa các giới hạn nhiệt độ giống

and (2) all reversible cycles, when

nhau, và (2) mọi chu trình thuận nghịch,

operated between the same temperature

khi vận hành với Cùng một nhiệt độ giới

limits, have the same coefficient of

hạn thì có cùng hệ số làm lạnh. Bằng

performance. Proof of both statements

chứng của hai phát biểu trên có thể được

may be found in almost any textbook on

tìm thấy trong hầu như bất kỳ sách giáo

elementary engineering thermodynamics.

khoa về nhiệt động lực học kỹ thuật cơ
bản.

Fig.5 Carnot Refrigeration Cycle

Hình.5 Chu trình lạnh carnot
9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

Figure 5 shows the Carnot cycle on

Hình 5 cho thấy chu trình Carnot trên

temperature-entropy coordinates. Heat is

tọa độ-entropy. Nhiệt được rút ra ở nhiệt

withdrawn at the constant temperature TR

độ không đổi TR từ khu vực được làm

from the region to be refrigerated. Heat

lạnh. Nhiệt nhả ra ở nhiệt độ môi trường

is rejected at the constant ambient

xung quanh xung quanh T0. Chu trình

temperature T0. The cycle is completed

được hoàn thành bởi sự gia tăng đẳng

by an isentropic expansion and an

nhiệt và nén đẳng nhiệt. Năng lượng

isentropic compression. The energy

truyền đi được tính như sau.

transfers are given by.

Q0 =T0(S2–S3)

Q0 =T0(S2–S3)

Qi = TR(S1–S4)= TR(S2–S3)

Qi = TR(S1–S4)= TR(S2–S3)

Wnet = Qo–Qi

Wnet = Qo–Qi

Thus, by Equation(15),

Như vậy, theo phương trình (15),

COP =

COP =

Example 1: Determine entropy change,

Ví dụ 1: Xác định sự thay đổi entropy,

work, and coefficient of performance for

cơng, và hệ số làm lạnh cho chu trình thể

the cycle shown in Figure 6. Temperature

hiện trong hình 6.

of the refrigerated space TR is 250 K and

Nhiệt độ của môi trường làm lạnh TR là

that of the atmosphere T0 is 300 K.

250 K và của khơng khí T0 là 300 K. Tải

Refrigeration load is 125 kJ.

lạnh là 125 kJ

Solution:

Giải

DS= S1–S4 = Qi/TR = 125/250= 0.5kJ/K

DS= S1–S4 = Qi/TR = 125/250=

W= DS(T0–TR)= 0.5(300–250)= 25kJ

0.5kJ/ K

COP = Qi/(Q0 – Qi) = Qi/W = 125/25 = 5

W=DS(T0–TR)= 0.5(300–250)= 25KJ
COP = Qi/(Q0 – Qi) = Qi/W = 125/25 = 5

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

Fig.6 Temperature-Entropy Diagram
for Carnot Refrigeration Cycle of
Example 1
Flow of energy and its area
representation in Figure 6 is:
Energy
Qi
Qo
W

kJ
125
150
25

Area
b
a +b

a

The net change of entropy of any
refrigerant in any cycle is always zero.
In Example 1 the change in entropy of
the refrigeranted space is ∆SR=
-125/250 = -0.5 k J/K and that of the
atmosphere is ∆S0 =125/250 = 0.5 k
J/K. The net change in entropy of the
isolated system is ∆Stotal = ∆SR + ∆S0 =0

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

Hình 6 Đồ thị nhiệt độ Entropy cho
Chu trình làm lạnh Carnot của
Ví dụ 1
Lưu lượng và diện tích của nó trong
Hình 6 là:
Energy
Qi
Qo
W

kJ
125

150
25

Area
b
a +b
a

Sự thay đổi của entropy bất kỳ chất làm
lạnh nào trong chu trình ln ln bằng
0. Trong ví dụ 1 sự thay đổi entropy
trong không gian làm lạnh là ∆SR=
-125/250 = -0.5 k J/K và khơng khí là
∆S0 =125/250 = 0.5 k J/K. Sự thay đổi
trong entropy của hệ thống cô lập là
∆Stotal = ∆SR + ∆S0 = 0

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

Hình 7 Chu trình nén hơi Carnot

Fig.7 Carnot Vapor Compression
Cycle

13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

 Chu trình Carnot trong Hình 7 cho
 The Carnot cycle in Figure 7

thấy một q trình trong đó nhiệt

shows a process in which heat is

được thêm vào và loại bỏ ở áp

added and rejected at constant

suất không đổi trong vùng hai pha

pressure in a two-phase region of
a refrigerant.
 Saturated liquid at state 3 expands

của chất làm lạnh.
 Chất lỏng bão hòa ở trạng thái 3
mở rộng theo hướng đẳng

isentropically to the low

nhiệtđến nhiệt độ thấp và áp suất

temperature and pressure of the

của chu trình tại trạng thái d.

cycle at state d.
 Heat is added isothermally and
isobarically by evaporating the
liquid phase refrigerant from state
d to state 1.
 The cold saturated vapor at state 1
is compressed isentropically to the
high temperature in the cycle at
state b. However the pressure at

Nhiệt được thêm đẳng nhiệt và
đẳng áp bằng cách làm bay hơi
lỏng môi chất lạnh từ trạng thái d
đến trạng thái 1.
 Hơi bão hòa lạnh ở trạng thái 1
được nén đẳng entropy đến nhiệt
độ cao trong chu trình tại trạng
thái b.
 Tuy nhiên, áp suất ở trạng thái b

state b is below the saturation

thấp hơn áp suất bão hòa tương

pressure corresponding to the high

ứng với nhiệt độ cao trong chu

temperature in the cycle.
 The compression process is
completed by an isothermal
compression process from state b
to state c.
 The cycle is completed by an
isothermal and isobaric heat

trình.
 Q trình nén được hồn thành
bởi một q trình nén đẳng nhiệt
từ trạng thái b đến trạng thái c.
 Chu trình được hồn thành bằng
q trình đẳng áp hoặc đẳng nhiệt
từ trạng thái c đến trạng thái 3.

rejection or condensing process
from state c to state 3.

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

 Applying the energy equation for

 Áp dụng phương trình năng lượng

a mass of refrigerant m yields

cho một khối lượng của chất làm

(allwork and heat transferare

lạnh m (mọi công và nhiệt lượng

positive).

trao đổi là dương).

Wd = m(h3 – hd)

Wd = m(h3 – hd)

3

Wb = m(hb – h1)

1

b

Wc = T0(Sb – Sc) – m(hb – hc)

b

d

Q1 = m(h1 – hd) = Are def1d

d

3
1

 The net work for the cycle is:
Wnet = 1Wb+ bWc–3Wd =Area d1bc3d

COP =

Wb = m(hb – h1)
Wc = T0(Sb – Sc) – m(hb – hc)
Q1 = m(h1 – hd) = Are def1d
 Cơng chu trình là:

Wnet=1Wb+ bWc–3Wd = Area d1bc3d

COP =

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

CHU TRÌNH LÝ THUYẾT MỘT
THEORETICAL SINGLE-

CẤP SỬ DỤNG MÔI CHẤT LẠNH

STAGECYCLE USING A PURE

TINH KHIẾT HOẶC HỔN HỢP

REFRIGERANT OR AZEOTROPIC

ĐỒNG SÔI

MIXTURE

 Một hệ thống được thiết kế để tiếp

 A system designed to approach

cận mơ hình lý tưởng thể hiện

the ideal model shown in Figure 7
is desirable.
 A pure refrigerant or an
azeotropic mixture can be used to
maintain constant temperature
during the phase changes by
maintaining a constant pressure.

trong hình 7 là mong muốn.
 Một chất làm lạnh tinh khiết hoặc
một hỗn hợp đồng sơi có thể được
sử dụng để duy trì nhiệt độ khơng
đổi trong giai đoạn thay đổi bằng
cách duy trì một áp suất khơng
đổi.
 Do những mối quan tâm như chi
phí ban đầu cao và yêu cầu bảo trì

 Because of such concerns as high

tăng lên, máy thực tế có một máy

initial cost and increased

nén thay vì hai và máy giãn nở

maintenance requirements, a

(động cơ hoặc tuabin) được thay

practical machine has one

bằng một van giản nở đơn giản.

compressor instead of two and the

Van tiết lưu môi chất lạnh từ áp

expander (engine or turbine) is

suất cao đến áp suất thấp.

replaced by a simple expansion
valve. The valve throttles the
refrigerant from high pressure to
low pressure.

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

Hình 8 Chu trình máy lạnh nén hơi
Fig.8 Theoretical Single-Stage Vapor

một cấp lý thuyết

Compression Refrigeration Cycle
 Hình 8 cho thấy chu trình một cấp
 Figure 8 shows the theoretical

lý thuyết được sử dụng làm mơ

single-stage cycle used as a model

hình cho các hệ thống thực tế.

 Áp dụng phương trình năng lượng

for actual systems.
 Applyingthe energy equationfor a

cho một khối lượng chất làm lạnh

mass ofrefrigerant m yields.

.

m năng suất.

.

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

Q1 = m(h1–h4)

W2 = m(h2–h1)
2Q3 = m(h2–h3)
h3 = h4

1

4

W2 = m(h2–h1)

1

Q3 = m(h2–h3)

2

h3 = h4
 The constant enthalpy throttling
process assumes no heat transfer
or change in potential or kinetic

 Quá trình tiết lưu đẳng
enthalpy được giả định khơng
có trao đổi nhiệt hoặc thay đổi
thế năng hoặc động năng thông
qua van tiết lưu.
 Hệ số làm lạnh là:

COP =

energy through the expansion
valve.
 The coefficient of performance is:

Thể tích quét của máy nén CD ( tại
100% hiệu quả thể tích )

COP =
The theoretical compressor displacement
CD (at 100% volumetric efficiency), is:

CD = mv3

CD = mv3
Đó là số liệu đo lường về kích thước
vật lý hoặc tốc độ của máy nén cần

which is a measure of the physical size

thiết để xử lý tải lạnh quy định.
Ví dụ 2. Một chu trình một cấp lý

or speed of the compressor required to

thuyết sử dụng R-134a làm môi chất

handle the prescribed refrigeration load

lạnh hoạt động với nhiệt độ ngưng tụ

Example 2. A theoretical single-stage

là 30 ° C và nhiệt độ bay hơi từ -20 °

cycle using R-134a as the refrigerant

C. Hệ thống này sản xuất 50 kW điện

operates with a condensing temperature

lạnh
Xác định (a) các thông số trạng thái

of 30°C and an evaporating temperature
of -20°C. The system produces 50 kW of
refrigeration.
Determine (a) the thermodynamic
property values at the four main state
points of the cycle, (b) the coefficient of
performance of the cycle, (c) the cycle

tại bốn điểm chính của chu trình, (b)
hệ số làm lạnh của chu trình, (c) hiệu
suấtcủa chu trình, và (d) lưu lượng
môi chất lạnh.
Example:

refrigerating efficiency, and (d) rate of
refrigerant flow.

Q1 = m(h1–h4)

4

18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

x4 =

Ví dụ:

v4 = vf + x4(vg – vf) = 0.0007374 +

x4 =

0.3187 (0.14744 – 0.0007374) = 0.04749

v4 = vf + x4(vg – vf) = 0.0007374 +

3

m /kg

0.3187 (0.14744 – 0.0007374) = 0.04749

s4 = sf + x4(sg – sf)=

m3/kg

0.9009+0.3187(1.7417–0.9009)

s4=sf + x4(sg – sf)=

= 1.16886 kJ/(kg·K)

0.9009+0.3187(1.7417–0.9009)
= 1.16886 kJ/(kg·K)

Fig.9 Schematicp-h Diagram for
Example 2

Hình 9 Đồ thị cho ví dụ 2

Figure 9 shows a schematic p-h diagram
for the problem with numerical property
data. Saturated vapor and saturated liquid
properties for states 1 and 3 are obtained
from the saturation table for R-134a in
Chapter 20.

Hình 9 biểu diễn sơ đơ đồ thị p-hcho
việc tính tốn thơng số trạng thái bằng
số. Hơi bão hòa và chất lỏng bão hòa cho
các trạng thái 1 và 3 được lấy từ bảng
bão hòa cho R-134a trong Chương 20.

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

Properties for superheated vapor at state

Thông số trạng thái hơi quá nhiệt ở trạng

2 are obtained by linear interpolation of

thái 2 được thu được bằng cách nội suy

the superheat tables for R-134a in

tuyến tính của các bảng quá nhiệt cho R-

Chapter 20. Specific volume and specific

134a trong Chương 20 , thể tích riêng và

entropy values for state 4 are obtained by

entropy riêng cho trạng thái 4 được xác

determining the quality of the liquid-

định theo độ khô của hổn hợp hơi lỏng

vapor mixture from the enthalpy.

thông qua enthalpy.

State

t, 0C

P, kPa

P, kPa

V
m3/kg

h, kJ/kg

state t, 0C

P, kPa

v, m3/kg

h, kJ/kg

1
2
3
4

-20.0
37.8
30.0
-20.0

132.68
770.08
770.08
132.68

132.68
770.08
770.08
132.68

0.14744
0.02798
0.00084
0.04749

386.66
423.07
241.65
241.65

1
2
3
4

132.68
770.08
770.08
132.68

0.14744
0.02798
0.00084
0.04749

386.66
423.07
241.65
241.65

-20.0
37.8
30.0
-20.0

(b)By Equation (40):

(b)By Equation (40):

COP

COP

(c)By Equation (17):

(c)By Equation (17):

== = 0.79 or 79%

== = 0.79 or 79%

(d) The mass flow of refrigerant is

(d) Lưu lượng môi chất lạnh được xác

obtained from an energy balance on the

định từ cân bằng năng lượng trên thiết bị

evaporator.

bay hơi.

Thus:

Như vậy:

m(h1 – h4) = qi = 50 Kw

m(h1 – h4) = qi = 50 Kw

and m =

and m =

20

s
(
1

1
1
1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

The saturation temperatures of the

Nhiệt độ bão hịa của chu trình một cấp

single-stage cycle have a strong

có ảnh hưởng mạnh đến độ lớn của hệ

influence on the magnitude of the

số làm lạnh. Ảnh hưởng này có thể dễ

coefficient of performance. This

dàng đánh giá theo phân tích diện tích

influence may be readily appreciated by

vùng trên đồ thị entropy nhiệt độ (T-s).

an area analysis on a temperature-

Diện tích phía dưới đường q trình

entropy (T-s) diagram. The area under a
reversible process line on a T-s diagram
is directly proportional to the thermal
energy added or removed from the
working fluid. This observation follows
directly from the definition of entropy
[see Equation (8)].

Fig.10 AreasonT-s Diagram
Representing Refrigerating Effectand
Work Suppliedfor Theoretical Single

thuận nghịch trên đồ thị T-s tỉ lệ thuận
với nhiệt lượng được cấp vào hoặc lấy đi
khỏi lưu chất công tác. Các lưu lượng
dang nghiên cứu được xác định trực tiếp
từ định nghĩa cua entropy ( xem phương
trình 8 )

Hình 10 các điểm trên đồ thị Tsthể
hiện công và hiệu suất cung cấp cho
chu trình lạnh lý thuyết

Stage Cycle

21

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

Trong Hình 10, diện tích biểu diễn Qo là
In Figure 10 the area representing Qo is

tổng diện tích dưới đường áp suấtkhơng

the total area under the constant pressure

đổi giữa các trạng thái 2 và 3. Diện tích

curve between states 2 and 3. The area

biểu diễn cơng suất lạnh Qi là diện tích

representing the refrigerating capacity Qi

dưới đường ap suất không đổi nối trạng

is the area under the constant pressure

thái 4 và 1. Công chu trình Wnet tương

line connecting states 4 and 1. The net

đương với độ chênh(Qo-Qi), được thể

work required Wnet equals the difference

hiện bằng diện tích tơ bống trên hình 10.

(Qo-Qi), which is represented by the
shaded area shown on Figure 10.

Vì COP=Qi/Wnet, có thể quan sát thấy

Because COP=Qi/Wnet, the effect on

ảnh hưởng của COP đối với sự thay đổi

the COP of changes in evaporating

nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ ngưng tụ. Ví

temperature and condensing temperature

dụ, sự giảm nhiệt độ bay hơi TE làm tăng

may be observed. For example, a

đáng kể Wnet và giảm nhẹ Qi. Tăng

decrease in evaporating temperature TE

nhiệt độ ngưng tụ TC tạo ra những kết

significantly increases Wnet and slightly

quả tương tự nhưng không ảnh hưởng

decreases Qi. An increase in condensing

đến Wnet. Do đó, đối với hệ số hiệu suất

temperature TC produces the same

tối đa, chu trình hoạt động ở nhiệt độ

results but with less effect on Wnet.

ngưng tụ thấp nhất và ở nhiệt độ bay hơi

Therefore, for maximum coefficient of

tối đa có thể.

performance, the cycle should operate at
the lowest possible condensing
temperature and at the maximum
possible evaporating temperature.

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LORENZ REFRIGERATION

GVHD: TS. LÊ XN HỊA

CHU TRÌNH LẠNH LORENZ

CYCLE
The Carnot refrigeration cycle includes

Chu trình lạnh Carnot bao gồm hai giả

two assumptions which make it

thuyết làm cho nó không thực tế. khả

impractical. The heat transfer capacity of

năng trao đổi nhiệt của hai môi chất bên

the two external fluids are assumed to be

ngồi được giả thuyết là lớn vơ hạn nên

infinitely large so the external fluid

nhiệt độ của môi chất bên ngoài vẫn cố

temperatures remain fixed at T0 and TR

định ở T0và TR (chúng sẽ trở thành

(they become infinitely large thermal

nguồn nhiệt lớn vơ hạn). Chu trình

reservoirs). The Carnot cycle also has no

Carnot cũng khơng có sức cản nhiệt giữa

thermal resistance between the working

môi chất lạnh làm việc và mơi chất bên

refrigerant and the external fluids in the

ngồi trong hai quá trình trao đổi nhiệt.

two heat exchange processes. As a result,

Do đó, mơi chất lạnh phải giữ cố định ở

the refrigerant must remain fixed at T0 in

T0 trong bình ngưng và tại TR trong thiết

the condenser and at TR in the

bị bay hơi

evaporator.
The loren cycle eliminates the first

Chu trình lorenz loại bỏ giới hạn đầu tiên

restriction in the carnot cycle and allows

trong chu trình carnot và cho phép nhiệt

the temperature of the two external fluids

độ của hai môi chất bên ngoài biến đổi

to vary during the heat exchange. The

trong quá trình trao đổi nhiệt. Điều được

second assumption of negligible thermal

thừa nhận thứ hai đó là trở nhiệt giữa

resistance between the working

môi chất lạnh làm việc và hai môi chất

refrigerant and the two external fluids

bên ngồi khơng đáng kể.

remains.
Therefor the refeigerant temperature

Chính vì vậy ,nhiệt độ mơi chất lạnh phải

must change during the two heat

thay đổi trong quá trình trao đổi nhiệt

exchange processes to equal the

bằng với nhiệt độ thay đổi của hai mơi

changing temperature of the external

chất bên ngồi .

fluids.

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

This cycle is completely reversible when

Chu trình này hồn tồn thuận nghịch

operating between two fluids, each of

khi làm việc giữa hai môi chất , mỗi mơi

which has a finite but constant heat

chất có một hạn chế nhưng nhiệt dung

capacity.

riêng ổn định.

Fig.11 Processes of Lorenz

Hình 11 Các quá trình của chu trình

Refrigeration Cycle

lạnh Lorenz

Figure 11 is a schematic of a Lorenz

Hình 11 là đồ thị của chu trình Lorenz.

cycle. Note that this cycle does not

Lưu ý rằng chu trình này khơng hoạt

operate between two fixed temperature

động giữa hai giới hạn nhiệt độ cố định.

limits. Heat is added to the refrigerant

Nhiệt được thêm vào môi chất lạnh từ

from state 4 to state 1. This process is

trạng thái 4 đến trạng thái 1. Quá trình

assumed to be linear on T-s coordinates,

này được giả định là tuyến tính trên đồ

which represents a fluid with constant

thị T-s , đại diện cho một chất lỏng có

heat capacity. The temperature of the

công suất nhiệt ổn định. Nhiệt độ của

refrigerant is increased in an isentropic

chất làm lạnh tăng lên trong quá trình

compression process from state 1 to state

nén đẳng nhiệt từ trạng thái 1 đến trạng

2.

thái 2

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. LÊ XUÂN HÒA

Process 2-3 is a heat ejection process in

Quá trình 2-3 là quá trình nén đẳng nhiệt,

which the refrigerant temperature

trong đó nhiệt độ mơi chất làm lạnh giảm

decreases linearly with heat transfer. The

tuyến tính với sự trao đổi nhiệt. Chu

cycle is concluded with an isentropic

trình được kết luận với một quá trình mở

expansion process between states 3 and

rộng đẳng nhiệt giữa các trạng thái 3 và

4.

4.

The heat addition and heat rejection

Quá trình cấp nhiệt và quá trình nhả

processes are parallel so the entire cycle

nhiệt là song song nên tồn bộ chu trình

is drawn as a parallelogram on T-s

được vẽ như là một hình bình hành trên

coordinates. A Carnot refrigeration cycle

tọa độ T-s. Một Chu trình làm lạnh

operating between T0 and TR would lie

khơng vận hành giữa T0 và TR sẽ nằm

between states 1, a, 3, and b. The Lorenz

giữa các trạng thái 1, a, 3 và b. Chu trình

cycle has a smaller refrigerating effect

Lorenz có hiệu quả làm mát nhỏ hơn chu

than the Carnot cycle and more work is

trình Carnot và địi hỏi nhiều công hơn.

required. However this cycle is a more

Tuy nhiên chu trình này là một tham

practical reference to use than the Carnot

khảo thực tế hơn dể sử dụng hơn chu

cycle when a refrigeration system

trình Carnot khi hệ thống làm lạnh hoạt

operates between two single- phase

động giữa hai môi chất một giai đoạn

fluids such as air or water.

như khơng khí hoặc nước.

The energy transfers in a Lorenz

Việc truyền năng lượng trong chu trình

refrigeration cycle are as follows, where

làm lạnh Lorenz như ở dưới đây, trong

DT is the temperature change of the

đó DT là sự thay đổi nhiệt độ môi chất

refrigerant during each of the two heat

lạnh trong mỗi quá trình trao đổi nhiệt.

exchange processes

25