I. Tối ưu hóa hệ thống lạnh
Tối ưu hóa hệ thống lạnh là một trong những mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp này. Hệ thống lạnh ghép tầng sử dụng cặp môi chất R134a/R744 được nghiên cứu để cải thiện hiệu suất năng lượng và giảm tác động môi trường. Phương pháp Taguchi và phân tích phương sai ANOVA được áp dụng để tối ưu hóa các thông số nhiệt động, giúp giảm thiểu thời gian và chi phí thực nghiệm. Kết quả cho thấy, việc tối ưu hóa các thông số như nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ và lưu lượng môi chất đã cải thiện đáng kể hệ số hiệu quả năng lượng (COP).
1.1. Phương pháp Taguchi
Phương pháp Taguchi được sử dụng để giảm số lượng thử nghiệm cần thiết trong quá trình tối ưu hóa. Bằng cách xác định các nhân tố chính và mức độ ảnh hưởng của chúng, phương pháp này giúp tìm ra bộ thông số tối ưu với ít thời gian và chi phí hơn so với các phương pháp truyền thống. Kết quả phân tích cho thấy, nhiệt độ bay hơi tầng thấp là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến COP, chiếm 58.1% tổng ảnh hưởng.
1.2. Phân tích phương sai ANOVA
Phân tích phương sai ANOVA được sử dụng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số nhiệt động đến hiệu suất hệ thống. Kết quả cho thấy, nhiệt độ ngưng tụ tầng thấp và tầng cao cũng có ảnh hưởng đáng kể, lần lượt chiếm 14.4% và 10.25%. Phương pháp này giúp xác định điều kiện vận hành tối ưu, đảm bảo hệ thống đạt hiệu suất cao nhất.
II. Thông số nhiệt động
Thông số nhiệt động đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hệ thống lạnh ghép tầng. Các thông số như nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ, lưu lượng môi chất và độ quá nhiệt được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. Kết quả phân tích cho thấy, việc điều chỉnh các thông số này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng và giảm tiêu thụ điện năng.
2.1. Nhiệt độ bay hơi
Nhiệt độ bay hơi là một trong những thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi nhiệt độ bay hơi tầng thấp giảm, COP của hệ thống tăng lên đáng kể. Điều này cho thấy, việc tối ưu hóa nhiệt độ bay hơi là cần thiết để đạt hiệu suất cao nhất.
2.2. Nhiệt độ ngưng tụ
Nhiệt độ ngưng tụ cũng có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất hệ thống. Kết quả phân tích cho thấy, khi nhiệt độ ngưng tụ tầng thấp và tầng cao được điều chỉnh hợp lý, COP của hệ thống tăng lên đáng kể. Điều này cho thấy, việc kiểm soát nhiệt độ ngưng tụ là cần thiết để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.
III. Hệ thống lạnh ghép tầng
Hệ thống lạnh ghép tầng sử dụng cặp môi chất R134a/R744 là một trong những giải pháp hiệu quả để đáp ứng nhu cầu làm lạnh trong các lĩnh vực công nghiệp và dân dụng. Hệ thống này kết hợp hai chu trình làm lạnh riêng biệt, giúp tăng hiệu suất năng lượng và giảm tiêu thụ điện năng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hệ thống lạnh ghép tầng có thể đạt COP cao hơn so với các hệ thống làm lạnh truyền thống.
3.1. Chu trình tầng thấp
Chu trình tầng thấp sử dụng môi chất R744 (CO2) được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ thấp. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa các thông số nhiệt động trong chu trình này giúp cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng và giảm tiêu thụ điện năng.
3.2. Chu trình tầng cao
Chu trình tầng cao sử dụng môi chất R134a được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa các thông số nhiệt động trong chu trình này cũng giúp cải thiện hiệu suất năng lượng và giảm tiêu thụ điện năng.
IV. Ứng dụng R134a trong công nghiệp
Ứng dụng R134a trong công nghiệp là một trong những nội dung chính của đồ án tốt nghiệp. R134a là một môi chất lạnh thân thiện với môi trường, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm lạnh. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng R134a trong hệ thống lạnh ghép tầng giúp cải thiện hiệu suất năng lượng và giảm tác động môi trường.
4.1. Ưu điểm của R134a
R134a có nhiều ưu điểm như không gây hại đến tầng ozone, không cháy nổ và có hiệu suất làm lạnh cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng R134a trong hệ thống lạnh ghép tầng giúp cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng và giảm tiêu thụ điện năng.
4.2. Ứng dụng thực tế
R134a được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp và dân dụng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc ứng dụng R134a trong hệ thống lạnh ghép tầng giúp cải thiện hiệu suất năng lượng và giảm tác động môi trường.
