Tài liệu thiết kế hệ thống lạnh, chương 6 docx

 Nguyên lý hoạt động của chu trình:Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạng thái 1’ có áp suất p0 và nhiệt độ tqnlên trạng thái 2 có áp suất ptg và nhi

CHƯƠNG VI

6.1.Tính chu trình máy nén cho tủ đông gió, tủ đông tiếp xúc, IQF

6.1.1.Nhiệt độ sôi của môi chất

Với tw2 Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng

tw1 Nhiệt độ nước khi vào bình ngưng

tw1=tu+3C

Nhiệt độ nước vào bình ngưng phụ thuộc vào điều kiện môi trường Với khí hậu tại Đà Nẵng t=37,7C, độ ẩm =77% nên ta tính được

6.1.5.Các thơng số ban đầu

Mơi chất lạnh NH3

Nhiệt độ sơi mơi chất t0=-40C

Aïp suất bay hơi mơi chất p0=0,72at

Nhiệt độ ngưng tụ tk=40C

Aïp suất ngưng tụ pk=15,56at

Aïp suất trung gian ptg= p0.p k  0,72.15,56 3,35atttg=-6C

72,0

56,15

6.1.6.Sơ đồ nguyên lý và đồ thị

 Sơ đồ nguyên lý : (Hình 6.3).

NCA : Nén cao áp BTG : Bình trung gian có ống xoắn

NHA : Nén hạ áp TL1 : Van tiết lưu 1

TL2 : Van tiết lưu 2 NT : Thiết bị ngưng hơi

BH : Dàn bay hơi

 Đồ thị : (Hình 6.4).

4

32

11

0

5

5

’6

TL2

Sơ đồ nguyên lý.

4lgP

I

SƯ

T

11

’

11

68

10

b)a)

Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i.

 Nguyên lý hoạt động của chu trình:

Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạng thái 1’ có áp suất p0 và nhiệt độ tqnlên trạng thái 2 có áp suất ptg và nhiệt độ t2 Sau

đó đẩy vào bình trung gian có ống xoắn, miệng ống đẩy được sục xuống dưới mức lỏng Do đó hơi được làm mát xuống đến trạng thái bão hoà 3 Hơi ở trạng thái 3 được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt lên trạng thái 4 có áp suất pk, rồi được đẩy vào thiết bị ngưng tụ lại thành lỏng Lỏng môi chất sau thiết bị ngưng tụ chia làm 2 phần Một phần nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm mát hơi hút về máy nén cao áp đến trạng thái bão hoà khô Còn ống chính được đẩy qua ống xoắn của bình trung gian được làm quá lạnh đến trạng thái 9 Sau đó được qua van tiết lưu 2 xuống áp suất p0 để cấp cho giàn bay hơi Trong thiết bị bay hơi lỏng môi chất bay hơi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh Hơi hình thành trong giàn bay hơi được máy nén hạ áp hút về, như vậy vòng tuần hoàn môi chất được khép kín

 Các quá trình nhiệt trong chu trình :

1-1’ : quá nhiệt hơi hút hạ áp

1’-2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp

2-3 : làm mát hoàn toàn trong bình trung gian

3-4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp

4-5 : ngưng tụ đẳng áp đẳng nhiệt trong bình trung gian

5-5’ : quá lạnh lỏng trước van tiết lưu TL

5’-6 : quá trình môi chất lỏng tiết lưu đẳng entanpi qua van TL Vào bình trung gian; phần hơi có entanpi là i7 được hút về máy nén cao áp

5’-9 : quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian

9-10 : quá trình tiết lưu đẳng entanpi từ pk về p0 qua VTL2

 Trạng thái nhiệt các điểm trong chu trình :

1’ : hơi bão hoà : t1’= t0 ; p1’=p0

1 : hơi quá nhiệt : p1= p0

2 : hơi quá nhiệt : p2 = ptg

3 : hơi bão hoà : p3 = ptg : t3 = ttg.4: hơi quá nhiệt : p4= pk

5 : lỏng bão hoà 5’ : lỏng sau quá lạnh tại thiết bị ngưng tụ

6 : hơi bão hoà ẩm

7: hơi bão hoà

8 : lỏng bão hoà trong bình trung gian

9 : lỏng sau quá lạnh tại bình trung gian

10 : hơi ẩm sau khi qua van tiết lưu 2

 Tính toán tham số nhiệt của các điểm trong chu trình :

m 0,0895 /

1,1389

1,62.2

0

0

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m2) :

Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu 1()

và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5’ () và lượng hơi

để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

+ Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5’



 0,015

4,4728,1753

4,6686,687

8 3

i i

+ Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

16,04,4728,1753

8,17531960

8 3

i i



+ Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu

035,06,6878,1753

4,4726,687)16,0015,0()

(

5 3

i i

54 , 2 66 , 27 3 , 21

1 , 62 2

2 1

233313.54,2

Cấp hạ áp : Vtt1= m1.v1 = 0,0895.0,96 = 0,085 m3/s

Cấp cao áp : Vtt3 = m2.v3 = 0,108.0,3679 = 0,039 m3/s

Vậy thể tích quét của máy nén Vmn=0,085+0,039=0,124 m3/s

Vmn=446,4m3/h10) Hệ số cấp của máy nén được xác định theo biểu thức :

Cấp hạ áp :

tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p

0

0 0 0

1 0

0 0

C1 =0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp

p0=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút

pk=ptg=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

657,0266

233.72,0

05,072,072,0

1,035,305,072

,0

05,072,0

tg tg tg

k k tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p p

2 2

Trong đó : C1 = 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp

p0 = 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút

pk = ptg = 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

313

266.35,3

1,035,335,3

1,056,1505,035,3

1,035,3

Cấp hạ áp : 0,13

657,0

085,0

039,0

001,0



tg HA

001,

3,21

66,27

27,759,0.95,0

36,64

e el

N N



 KW

Với td=0,95 hiệu suất truyền động đai

el=0,9 hiệu suất động cơ

17) Công suất động cơ :

Thể tích quét VltMN =573,4 m3/h Công suất hữu ích Ne = 64,36 kw.

Số vòng quay n = 900 vòng/phút

Số pittông 6+2

Số máy nén cần chọn :

906,124,65

4,124

0



MN MN

Q

m 0,0156 /

1,1389

58,21

0

0

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m2) :

Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu 1()

và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5’ () và lượng hơi

để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

+Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5’



 0,015

4,4728,1753

4,6686,687

8 3

i i

+Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

16,04,4728,1753

8,17531960

8 3

i i



+Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu

035,06,6878,1753

4,4726,687)16,0015,0()

(

5 3

i i

58 , 21

2 1

233313.45,2

Cấp hạ áp :

tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p

0

0 0 0

1 0

0 0

C1 =0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp

p0=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút

pk=ptg=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

657,0266

233.72,0

05,072,072,0

1,035,305,072

,0

05,072,0

Cấp cao áp :

k

tg tg

tg tg tg

k k tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p p

2 2

Trong đó : C1 = 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp

p0 = 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút

pk = ptg = 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

313

266.35,3

1,035,335,3

1,056,1505,035,3

1,035,3

015,0

007,0

001,0



tg HA

001,

72,3

12,5

5,10

e el

N N



 KW

Với td=0,95 hiệu suất truyền động đai

el=0,9 hiệu suất động cơ

17) Công suất động cơ :

Số vòng quay n = 1200 vòng/phút

Số pittông 4+2

m 0,055 /

1,1389

1,77

0

0

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m2) :

Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu 1()

và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5’ () và lượng hơi

để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

+ Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5’



 0,015

4,4728,1753

4,6686,687

8 3

i i

+ Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

16,04,4728,1753

8,17531960

8 3

i i



+ Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu

035,06,6878,1753

4,4726,687)16,0015,0()

(

5 3

i i

57 , 2 91 , 16 09 , 13

1 , 77

2 1

233313.57,2

Cấp hạ áp :

tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p

0

0 0 0

1 0

0 0

C1 =0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp

p0=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút

pk=ptg=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

657,0266

233.72,0

05,072,072,0

1,035,305,072

,0

05,072,0

tg tg tg

k k tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p p

2 2

Trong đó : C1 = 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp

p0 = 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút

pk = ptg = 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

313

266.35,3

1,035,335,3

1,056,1505,035,3

1,035,3

Cấp hạ áp : 0,08

657,0

053,0

024,0

001,0



tg HA

001,

09,13

91,16

5,39

e el

N N



 KW

Với td=0,95 hiệu suất truyền động đai

el=0,9 hiệu suất động cơ

17) Công suất động cơ :

Thể tích quét VltMN = 637,1 Công suất hữu ích Ne= 47,5(KW)

Số vòng quayn=1000vòng/phút

Số pittông 6+2

6.2.4Tính chu trình cho máy đá vảy

6.2.4.1.Nhiệt độ sôi của môi chất

Với tw2 Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng

tw1 Nhiệt độ nước khi vào bình ngưng

6.2.4.3.Nhiệt độ hơi hút về máy nén

Nhiệt độ sơi mơi chất t0=-25C

Aïp suất bay hơi mơi chất p0=1,52at

Nhiệt độ ngưng tụ tk=40C

Aïp suất ngưng tụ pk=15,56at

Aïp suất trung gian ptg=3,35at

52,1

56,15

6.2.4.6.Sơ đồ nguyên lý và đồ thị

 Sơ đồ nguyên lý : (Hình 6.3).

NCA : Nén cao áp BTG : Bình trung gian có ống xoắn

NHA : Nén hạ áp TL1 : Van tiết lưu 1

TL2 : Van tiết lưu 2 NT : Thiết bị ngưng hơi

11

0

5

5

’6

TL2

Sơ đồ nguyên lý.

4lgP

I

SƯ

T

11

’

11

68

10

b)a)

Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i.

 Nguyên lý hoạt động của chu trình:

Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạng thái 1’ có áp suất p0 và nhiệt độ tqnlên trạng thái 2 có áp suất ptg và nhiệt độ t2 Sau

đó đẩy vào bình trung gian có ống xoắn, miệng ống đẩy được sục xuống dưới mức lỏng Do đó hơi được làm mát xuống đến trạng thái bão hoà 3 Hơi ở trạng thái 3 được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt lên trạng thái 4 có áp suất pk, rồi được đẩy vào thiết bị ngưng tụ lại thành lỏng Lỏng môi chất sau thiết bị ngưng tụ chia làm 2 phần Một phần nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm mát hơi hút về máy nén cao áp đến trạng thái bão hoà khô Còn ống chính được đẩy qua ống xoắn của bình trung gian được làm quá lạnh đến trạng thái 9 Sau đó được qua van tiết lưu 2 xuống áp suất p0 để cấp cho giàn bay hơi Trong thiết bị bay hơi lỏng môi chất bay hơi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh Hơi hình thành trong giàn bay hơi được máy nén hạ áp hút về, như vậy vòng tuần hoàn môi chất được khép kín

 Các quá trình nhiệt trong chu trình :

1-1’ : quá nhiệt hơi hút hạ áp

1’-2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp

2-3 : làm mát hoàn toàn trong bình trung gian

3-4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp

4-5 : ngưng tụ đẳng áp đẳng nhiệt trong bình trung gian

5-5’ : quá lạnh lỏng trước van tiết lưu TL

5’-6 : quá trình môi chất lỏng tiết lưu đẳng entanpi qua van TL Vào bình trung gian; phần hơi có entanpi là i7 được hút về máy nén cao áp

5’-9 : quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian

9-10 : quá trình tiết lưu đẳng entanpi từ pk về p0 qua VTL2

 Trạng thái nhiệt các điểm trong chu trình :

1’ : hơi bão hoà : t1’= t0 ; p1’=p0

1 : hơi quá nhiệt : p1= p0

2 : hơi quá nhiệt : p2 = ptg

3 : hơi bão hoà : p3 = ptg : t3 = ttg.4: hơi quá nhiệt : p4= pk

5 : lỏng bão hoà 5’ : lỏng sau quá lạnh tại thiết bị ngưng tụ

6 : hơi bão hoà ẩm 7: hơi bão hoà

8 : lỏng bão hoà trong bình trung gian

9 : lỏng sau quá lạnh tại bình trung gian

10 : hơi ẩm sau khi qua van tiết lưu 2

 Tính toán tham số nhiệt của các điểm trong chu trình :

Q

m 0,045 /

9,1343

6,61

0

0

3) Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m2) :

Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu 1()

và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5’ () và lượng hơi

để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

+Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5’



 0,014

4721753

4,6686,687

8 3

i i

+Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

14,04721753

17531955

8 3

i i



+Lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu

24,06,6871753

4726,687)14,0014,0()

(

5 3

i i

6 , 61

2 1

233313.15,4

Cấp hạ áp : Vtt1= m1.v1 = 0,045.0,5 = 0,0225 m3/s

Cấp cao áp : Vtt3 = m2.v3 = 0,062.0,26 = 0,016 m3/s

Vậy thể tích quét của máy nén Vmn=0,0225+0,016=0,038 m3/s

Vmn=138,6m3/h

10) Hệ số cấp của máy nén được xác định theo biểu thức :

Cấp hạ áp :

tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p

0

0 0 0

1 0

0 0

C1 =0,05 thể tích chết tương đối của xi lanh hạ áp

p0=0,05 at :hiệu áp suất Clape hút

pk=ptg=0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

79,0266

233.52,1

05,052,152,1

1,035,305,052

,1

05,052,1

tg tg tg

k k tg

tg tg

T

T p

p p p

p p C p

p p

2 2

Trong đó : C1 = 0,05 : thể tích chết tương đối của xi lanh cao áp

p0 = 0,05 at : hiệu áp suất Clape hút

pk = ptg = 0,1 at : hiệu áp suất Clape đẩy

313

266.35,3

1,035,335,3

1,056,1505,035,3

1,035,3

0225,0

016,0

001,0



tg HA

001,

54,0





62,229,0.95,0

34,19

e el

N N



 KW

Với td=0,95 hiệu suất truyền động đai

el=0,9 hiệu suất động cơ

17) Công suất động cơ :