SỞ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA ĐIỆN LẠNH ĐHKK

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

KỸ THUẬT LẠNH CÔNG NGHIỆPTÊN BÀI GIẢNG

CHU TRÌNH LẠNH HAI CẤP SỬ DỤNG BÌNH TRUNG GIAN ỐNG XOẮN

GIÁO VIÊN : ThS.NGUYỄN DUY TUỆ

2

TÀI LIỆU THAM KHẢOTÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Kỹ thuật lạnh cơ sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi1. Kỹ thuật lạnh cơ sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi2. 2. Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.Nguyễn Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.Nguyễn

Đức LợiĐức Lợi3. Máy Lạnh – GS. Trần Thanh Kỳ3. Máy Lạnh – GS. Trần Thanh Kỳ4. 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 CNhiệt 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 tăngLàm 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 cấplớn 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 xoắnChu trình 2 cấp sử dụng BTG ống xoắn- Chu trình 2 cấp làm mát trung gian hoàn toànChu trình 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn- Chu trình 2 cấp làm mát trung gian không hoàn toànChu trình 2 cấp làm mát trung gian không hoàn toànNhư 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 xoắnống 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 TBBHnhánh 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 TBBHvào TBBH

8

III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN: + + Lưu ýLưu 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 độsuất 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 gianlạnh 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 QCần cho trước điều kiện làm việc và năng suất lạnh Q00

Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA: GG11 = Q = Qoo/( i’/( i’11- i- i88 ) ,(kg/s) ) ,(kg/s) Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA: VVttHAttHA = G = G11.v.v11 , (m , (m33/s)/s) Thể tích quét của XLHA:Thể tích quét của XLHA: VVltHAltHA = V = VttHAttHA / / ,(m ,(m33/s)/s)

Trong đó: Trong đó: 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: NNXHAXHA = G = G11.(i.(i22 – i – i11), (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,i

2

G2,i3

G1,i5

G1,i7

G2 –G1,i6

GG11.i.i55+(G+(G22-G-G11).i).i66+G+G11.i.i22 = G = G22.i.i33+G+G11.i.i77

GG22 =G =G11.(i.(i55-i-i66+i+i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (kg/s)), (kg/s) Vì iVì i55=i=i66 nên : nên : GG22=G=G11.(i.(i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (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: VVttCAttCA = G = G22.v.v33 , (m , (m33/s)/s) Thể tích quét của XLCA:Thể tích quét của XLCA: VVltCAltCA = V = VttCAttCA / / ,(m ,(m33/s)/s)

Công nén lý thuyết của XLCA:Công nén lý thuyết của XLCA: NNXCAXCA = G = G22.(i.(i44 – i – i33), (kW)), (kW) Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :Nhiệt lượng thải ra ở TBNT : QQkk = G = G22.(i.(i44-i-i55), (kW)), (kW) Hệ số làm lạnh:Hệ số làm lạnh: COP = QCOP = Q00/(N/(NXHAXHA+N+NXCAXCA) )

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 sôithể 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 nhiệtngang, 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:

GG11.i.i55+(G+(G22-G-G11).i).i66+G+G11.i.i22 = G = G22.i.i33+G+G11.i.i77

GG22 =G =G11.(i.(i55-i-i66+i+i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (kg/s)), (kg/s) Vì iVì i55=i=i66 nên : nên : GG22=G=G11.(i.(i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (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 tđộ bay hơi too = -30độC, nhiệt độ ngưng tụ t = -30độC, nhiệt độ ngưng tụ tkk=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 tVới too=-30độC ta có p=-30độC ta có poo=1,2 bar=1,2 bar ttkk= 40độC ta có p= 40độC ta có pkk=15,4bar=15,4bar Nên pNên ptgtg = (15,4*1,2) = (15,4*1,2)0,50,5 = 4,3bar nên t = 4,3bar nên ttgtg=0độC nên =0độC nên

tt77=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 thịThông số các điểm nút trên đồ thị

Điểm Điểm nútnút

11 22 33 44 55 66 77 88

p, barp, bar 1,21,2 4,34,3 4,34,3 15,415,4 15,415,4 4,34,3 15,415,4 1,21,2t, oCt, oC -30-30 00 00 9292 4040 00 55 -30-30i,kJ/kgi,kJ/kg 17201720 18871887 17611761 19401940 688688 688688 522522 522522

v, v, mm33/kg/kg

0,970,97 -- 0,290,29 -- -- -- -- --

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: GG11 = Q = Qoo/( i/( i11- i- i88 )=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: VVttHAttHA = G = G11.v.v11 = 0,167.0,97=0,162 (m = 0,167.0,97=0,162 (m33/s)/s) Thể tích quét của XLHA:Thể tích quét của XLHA: VVltHAltHA = V = VttHAttHA / /=0,162/0,77=0,21(m=0,162/0,77=0,21(m33/s)/s)

Trong đó: Trong đó: 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: NNXHAXHA = G = G11.(i.(i22 – i – i11)=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: GG22=G=G11.(i.(i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66)) =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: VVttCAttCA = G = G22.v.v33 =0,212.0,29=0,061, (m =0,212.0,29=0,061, (m33/s)/s) Thể tích quét của XLCA:Thể tích quét của XLCA: VVltCAltCA = V = VttCAttCA / / =0,061/0,77=0,079,(m =0,061/0,77=0,079,(m33/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: NNXCAXCA = G = G22.(i.(i44 – i – i33)=0,212.(1940-1761)=38(kW))=0,212.(1940-1761)=38(kW) Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :Nhiệt lượng thải ra ở TBNT : QQkk = G = G22.(i.(i44-i-i55)= 0,212.(1940-688)=265 (kW))= 0,212.(1940-688)=265 (kW) Hệ số làm lạnh:Hệ số làm lạnh: COP = QCOP = Q00/(N/(NXHAXHA+N+NXCAXCA) = 200/(27,8+38) = 3) = 200/(27,8+38) = 3 Với tỉ số VVới tỉ số VltHA :ltHA :VVltCA ltCA =0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích =0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích

quét cần thiết 1040mquét cần thiết 1040m33/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=1274m1000v/phút với tổng thể tích quét là 637,1*2=1274m33/h /h

25

XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ THEO DÕITHEO DÕI