chương I, nhiệt độ ngưng tụ tiêu chuẩn ở bảng 2.1 chỉ là 30°C trong khi nhiệt độ ngưng tụ thực ở Việt Nam lên tới 50°C. R6 ràng năng suất lạnh có thể giảm tới khoảng 30% vì nhiệt độ ngưng tụ tăng 20°C (từ 30°C lên 509C). CHU TRINH LÝ TƯỞNG CARNOT NGUGC CHIEU - Hệ số lạnh: e„ = 7 An - Công nén riêng: f„ = Ên — fan, kJ/kg. £,,: công tiêu thụ cho máy nén; fan: công hữu ích thu được may dan nd.
~ Năng suất lạnh: Q„ = m. - Năng suất lạnh riêng: qọ = hạ - hạ, kJ/kg. - Lưu lượng môi chất qua máy nén: m = Q„/qo, kg/s.1: Xác định hệ số lạnh, công nén riêng, công nén đoạn nhiệt của chu trình Carnot ngược chiều, cho biết: - Nhiệt độ ngưng tụ tụ = 30°C (Ty = 303 K); ~ Nhiệt độ bay hơi tạ = ~15°C (Tạ = 258 K); ~ Năng suất lạnh Q„ = 100 kW, môi chất lạnh NHạ. Giải: Chu trình Carnot bao gồm: 1 - 2: nén đoạn T nhiệt; 2 - 3: ngưng tụ đẳng nhiệt, đẳng áp; 3 - 4: dãn nở đoạn nhiệt sinh ngoại công; 4 - 1: bay hoi dang s nhiét, dang ap.
Chu trình Carnot ngược chiêu Biểu diễn trên đổ thị T-s (hình 2.1), chu trình Carnot là một hình chữ nhật. Hệ số lạnh không phụ thuộc môi chất mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ: Công nén riêng (ở đây bằng công nén trừ công hữu ích thu được ở máy dãn nở): be = Ns _ Qo-do _ i= hy _ hy —hy m Q& & & Tra bảng hơi bão hòa của NH: (hoặc đồ thị Igp-h), ta CÓ: hạ = h"(30°€) = 1783,0 kJ/kg hg = h’ (30°C) = 639,9 kJ/kg Vay: t - 1783,0- 639,9 =199,5 kl/kg ° 5,73 2. CHU TRINH KHO Bài 2.2: Tính toán chu trình khô máy lạnh nén hơi một cấp, cho biết: - Năng suất lạnh Q„ /gp = 100 kW; - Nhiệt độ bay hơi: tọ =-15°C; - Nhiệt độ ngưng tụ: = oc. Chu trình khô trên - Môi chất lạnh: đồ th] Igp-h NH3.
Giải: Chu trinh khé trén 46 thi lgp-h duge biéu dién trén hinh 2. Trang thai các điểm nút chu trình tra được trên đồ thị: Điểm nút chụ trình ' 2 3 4 p, bar 2,37 HIẾN H68 2,37 Le 1s loa 0 1s h, kJfkg 1743 1980 640 640 vụ H kg. ©, S07 - - 7 - Nang suat lanh riêng khối lượng: do" hy -hy = 1743 - 640 = 1103 kJ/kg -^. 1A Ê =hạ—h\ = 1980-~ 1743 = 237 kJ/kg ~ Hệ số lạnh của chu trình: €=qo/e = 4,65 - Hiệu suất exergy (độ hoàn thiện của chu trình): v= €/€ =[(Tụ — Tọ)/ Tọ].4,65 = 81,1% ~ Lưu lượng nền qua máy nén: M = Qo/qo = 100/1103 = 0,09066 kg/s - Céng suat nén doan nhiét: N, =m.
f = 21,5 kW hoac Ns = Q,/e = 21,5 kw] -Tisénén: t= px/Po = 4,93 Nhận xét: So với chu trình Carnot thì hệ số lạnh giảm từ 5,73 xuống 4,65. CHU TRÌNH QUÁ LẠNH QUÁ NHIỆT Bài 2.3: Xác định chu trình quá lạnh và quá nhiệt, cho biết: - Năng suất lanh Q, = 100 kw; - Nhiét d6 bay hoi ty = -15°C; ~ Nhiệt độ quá nhiét tg, = -10°C; - Nhiệt độ ngưng tụ tị = +30°C; - Nhiệt độ quá lạnh tg) = +25°C; ~- Môi chất lạnh: NHạ. Giải: Chu trình quá lạnh, quá nhiệt biểu điễn trên đồ thị lgp-h (hình 2.3) gồm các quá trình: 1-2:nên „ igP abAt, doan nhiét; 2 - 3: ngung tu dang áp, đẳng nhiệt; 3 ~ 4: tiết lưu đẳng entanpy h3 = tas Hinh 2. Chu trinh qua lanh, k quá nhiệt trên đồ thị Igp-h 4 ~ 1: bay hơi đẳng áp, đẳng nhiệt; 1'- 1: quá nhiệt hơi hút; 3'~ 3: quá lạnh lỏng trước van tiết lưu.
Trạng thái các điểm nút chu trình NHạ: 2 3s Ap suit p, bate 2A? 1ẠT 168 | 168 | 11/68 | 2,37 Nhiệt độ °C is ~l0 tos 30 44 | -1s Entanpy. kid 1741 1760 1985 640 615 618 'Phể tích riêng, mẺ/kg. 0,507 | 0,518 ~ Năng suất lạnh riêng: qọ =hị -hạ = 1743—615 = 1128 kJ/kg ~ Lưu lượng nén qua máy nén: m= Qo = 100 — 0 089 kg/s qo 1128 - Nhiệt thải ở bình ngưng: qự = hạ hạ = 1985 ~615 =1370 kJ/kg Qi = m.qy = 122,4 kW Trong đó nhiệt thải ở thiết bị quá lạnh là: qại = hại -hạ = 640~ 615 = 25 kJ/kg - Hệ số lạnh: £= qo/£ = 1128/225 = 4,98 - Hiệu suất exergy: v=. 1 98 =86,9% & L5 258 - Công nén riêng: # =hạ -h¡ = 1985 - 1760 = 225 kJ/kg - Công nén đoạn nhiệt: Ns = Ê.
0,089 = 20,0 kW - Công nén chỉ thị: N¡= Nựn, 1, = Ay: +bt, = 22+ 0,001, = 28 + 0,015 = 0,836 T 303 Nj = 23,92 kw ~ Công suất hữu ích: Nạ = Nị + Nm; Nins = Pms-Vet = Pmcdm.0,515 = 2,70 kW Nạ = 26,62 kW Bài 2.4: Xác định chu trình quá lạnh, quá nhiệt, môi chất R12. Các điều kiện như bài 2. Giải: Trạng thái các điểm nút chu trình R12 " 1 2 „| 3# 4 p, bar 183 183 TAS 1,45 1,4 1,83 ,°C -1* =I su 3 25 -15 h,kl/kp ods 647,5 614,5 $29 523 $23 „mm kg 0,091 0,099 - Năng suất lạnh riêng: do = hy —hg = 645 - 523 = 122 kj/kg ~ Lưu lượng nén qua máy nén: - Nhiệt thải ra ở bình ngưng: dk = hạ—hạ = 647,5 ~ 523 = 151,5 kJ/kg Qy = M.151,5 = 124,2 kW Trong đó nhiệt thải ra ở thiết bị quá lạnh: qại = hạ: — hạ = 6 kJ/kg Qại = m.qại = 5 kW ~ Hệ số lạnh: €=Qo/f = 122/27 = 4,52 - Hiệu suất exergy: v= =78,8% Ee - Công nén riêng: £ =hạ-hị = 27 kJ/kg - Công nén đoạn nhiệt: N;=m.£ =22,14kW - Công nén chỉ thị Nị = N;⁄“ni: Tra nj theo tài liệu 1 với m = 7,45/1,83 = 4,07 duge tị = 0,74. Nị=29,92 kW ~ Công suất hữu ích: Nạ = Nị + Ning Nms = Pms: Vet = 27-0,82.0,099 = 2,19 kw N= 32,11 kW Bài 2.5: Xác định chu trình quá lạnh, quá nhiệt, môi chất R22.
Các điều kiện khác như bài 2. Giải: Trạng thái các điểm nút chu trình R22.96 ức -18 =10 30 25 -18 h, kJ/kg 600,7 T0% 742 $63,6 530 530 v, m°)'kE 0,078 0081 do = 169,7 kJ/kg m = 0,589 kg/s qự = 212 kJ/kg Qy = 124,87 kW qại = 6 kJ/kg Qại = 3,53 kW €=4,59 v= 80% ‡=37kJ/kg N; = 21,8 kW Nị = 29,46 kW Nạ = 30,75 kW (Nụ; = 1,29 kW) Bài 2.6: Xác định chu trình quá lạnh quá nhiệt R134a. Các điều kiện khác như bài 2. Giải: Trạng thái các điểm nút chu trình R134a r 1 x 3 4 p, bar 168 1,64 T70 770 1,64 ke -15 ~I0 30 25 -15 h, kJ/kg 688,5 692,5 S415 434,5 534.130 qo = 688,5 - 534,5 = 154 kJ/kg m = 100/154 = 0,649 kg/s qụ = 727 - 534,5 = 192,5 kJ/kg qại = 541,5 - 534,5 = 7 kJ/kg Qại = 0,649.7 = 4,54 kW £=154/34,5 = 4,46 v= 789% = 0,78 9 =727-692,5 = 34,5 k]/kg Ng = 0,649.34,5 = 22,39 kw Nj = 22,39/0,74 = 30,26 kW Nạ= 32,5 kW Bài 2.7: Máy nén lạnh 6AW95 của Nhà máy chế tạo thiết bị lạnh Long Biên, Hà Nội chế tạo theo mẫu máy MYCOM N6WA với các đặc tính sau: năng suất lạnh tiêu chuẩn theo lý lịch máy là 75.000 kcal/h, số xi lanh 6, đường kính xilanh 95 mm, hành trình pittông 76 mm, vòng quay trục khuỷu 1000 vòng/ph, công suất động cơ máy nén 33 kW.
Hãy tính kiểm tra năng suất lạnh, công suất động cơ theo điều kiện tiêu chuẩn và tính chu trình lạnh theo điều kiện mùa hè Ha NGi: ty = -15°C, tgn = -10°C, TBNT 1a thap ngung. Giải: Do sử dụng tháp ngưng, theo bài 1. Thông số các điểm nút chu trình tiêu chuẩn và theo điều kiện Hà Nội: g 1 2 at 3 4 4,°C -l§ = 108 30 25 -l§ p. bar 237 2,37 11,68 11,68 11,68 2,37 h, kifkeg 1743 1760 1985 640 615 615 v, m'kg 0,507 0.515 tÓ -18 = 139 42 37 -15 p, bar 237 2,37 16,44 16,44 16,44 2,37 h, kJkg 1743 1760 2060 697 678 678 v, m'fkg 0,507 0,518 a) Chu trình tiêu chuẩn ~ Năng suất lạnh riêng: qọ = 1128 kJ/kg ~- Thể tích quét (lý thuyết) của máy nén: nd? m0,0952 =——x." =0,05387 m’/s = 194 mỶ⁄h —Hiéu suat thétich A: .|-¬ P= AB su C3Єmatte) Po i Po Po Po Ty c -thể tích chết: c = 0,03 + 0,05; chọnc = 0,03; Apo - hiệu áp suất 6 clapé hit: Ap, = 0,05 bar; Apx - hiệu áp suất ở clapê đẩy: Ap; = 0,1 bar.
À=0,732 - Thể tích hút thực tế: tr” À.Vịy = 0,03941 m3/s - Lưu lượng nén qua máy nén: m = Vtt/v = 0,07652 kg/s ~ Năng suất lạnh: Qo = m.qọ = 86,32 kW = 74,233 kcal/h Như vậy năng suất lạnh cho trong catalog là phù hợp. ~ Công suất nén đoạn nhiệt: £ =hạ —hạ = 225 k]/kg N; =m.£ = 17,22 kW - Công nén chỉ thị: n=nh 0,001.1, =0,83 Ni = Nựn; = 20,74 kW - Công suất hữu ích: Nms = 59.0,03941 = 2,33 kW Ne = 23,07 kW Nhận xét: Công suất động cơ lắp đặt lớn gần gấp rưỡi công suất hữu ích tiêu chuẩn (33/23,07 = 1,43). b) Chu trình theo điều kiện mùa hè ở Hà Nội ~ Năng suất lạnh riêng: do = 1743 - 678 = 1065 kJ/kg ~ Thể tích quét lý thuyết: Vip = 0,05387 m3/s - Hiệu suất thể tích: À=0,654 - Thể tích hút thực tế: Vụ =À.Vịy = 0,03525 m3/s ~ Lưu lượng qua máy nén: m = 0,06844 kg/s - Năng suất lạnh: Qo = m.q = 72,89 kW = 62,689 kcal/h Như vậy, khi làm việc ở điều kiện mùa hè tại Hà Nội, năng suất lạnh giảm khoảng 15%. - Công nén đoạn nhiệt: £ = 300 kJ/kg N, = 20,53 kW ~ Công nén chỉ thị: Tịị = Tọ/Tạ + 0,001.tạ = 0,804 N¡= 25,54 kW - Công nén hữu ích: Ns = 2,08 kw Nạ= 27,62 kW Công nén hữu ích tăng khoảng 20%.8: Máy nén lạnh 2AT125 của Nhà máy Long Biên, Hà Nội có đặc tính kỹ thuật sau (ghi trong lý lịch máy): - Năng suất lạnh: Qạ = 25.000 kcal/h ~ Số xi lanh: 2 - Đường kính xi lanh: đ = 125 mm - Hành trình pittông: s = 110 mm - Động cơ lắp đặt: Nạc = 14 kW Hãy tính kiểm tra theo điều kiện tiêu chuẩn và điều kiện mùa hè Hà Nội với TBNT là tháp ngưng.
Giải: q) Điều kiện tiêu chuẩn Vit = 0,02025 m3/s; A = 0,664 (vdic = 0,05 vi kiéu may nén cti) Vet = 0,013446 m3/s;m = 0,02611 kg/S Qo = 29,45 kW = 25.