/009 Chương : Chu trình máy lạnh và bơm nhiệt. Khái niệm chung. Chu trình lạnh dùng không khí. Chu trình lạnh dùng hơi.
/009. Khái niệm chung Máy lạnh/bơmnhiệt: chuyển CÔNG thành NHIỆT NĂNG Nguồn nóng Chu trình ngược chiều Q Máy lạnh, Bơm nhiệt W Q Nguồn lạnh v.
/009 * MÁY LẠNH: mục đích lấy đi nhiệt lượng Q từ không gian cần làm lạnh Nguồn nóng Q Máy lạnh W Q Phòng Hệ số làm lạnh: ε = Q W = Q Q Q.
/009 * BƠM NHIỆT: mục đích đưa nhiệt lượng Q vào không gian cần sưởi ấm Phòng Q Bơm nhiệt W Q Nguồn lạnh Hệ số làm nóng: ϕ = Q W = Q Q Q >.
/009. Chu trình lạnh dùng không khí Tính toán như với khí lý tưởng Một trong những máy lạnh đầu tiên được sử dụng Hệ số lạnh không cao Vì hệ số tỏa nhiệt của KK khá nhỏ kích thước hệ thống lớn Hiện nay không còn sử dụng máy làm lạnh bằng KK. Một trường hợ đặc biệt còn sử dụng hệ thống này là hệ thống điều hòa KK trên máy bay. ( Có thể xem thêm hần tính toán hệ thống điều hòa KK trên máy bay trong sách Nhiệt động lực học kỹ thuật ).5
Sơđồ nguyên lý của chu trình lạnh dùng KK /009 q w gn Buồng giải nhiệt w mn Thiết bị giãn nở Buồng làm lạnh Máy nén KK q -: qt nén KK đoạn nhiệt -: qt KK thải nhiệt đẳng á.6 -: qt giãn nở KK đoạn nhiệt -: qt KK nhận nhiệt đẳng á
Tính toán chu trình lạnh dùng KK /009 q w mn T q w mn w gn q v - Để xác định thông số trạng thái của các điểm,,, cần biết thông số * Ví dụ cho biết, T,, T (xem Ví dụ. sách Nhiệt động học kỹ thuật ) Điểm : biết, T RT v = ( m / kg) (với R = 8/9 J/kg.độ ) k k Điểm : biết, - đoạn nhiệt T = T.7 (với k =.) w gn q s
/009 Điểm : biết T Điểm : - đoạn nhiệt, - đẳng á T = T - đẳng á =.8 = k k = T * Công máy nén cần cung cấ cho kg KK: vì - là quá trình đoạn nhiệt k ( T T ) = c ( T T ) kj kg wmn = wkt ( ) = kcv / * Công do kg KK sinh ra tại thiết bị giãn nở: w w = c ( T T kj kg gn = KT ( ) / * Nhiệt lượng má kg KK nhận vào tại buồng lạnh: q q = c T T kj / * Nhiệt lượng má kg KK thải ra tại buồng giải nhiệt: * Hệ số làm lạnh: ε = q w mn + w gn = k ( ) kg ( T T ) kj kg q q = c / =
/009. Chu trình lạnh dùng hơi Hơi bão hòa Phải tra bảng Hơi quá nhiệt Là hệ thống máy lạnh được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay Một số tác nhân lạnh thường sử dụng: Fréon (R-) Fréon (R-) Fréon (R-) Ammonia (NH ).9
/009 Sơđồ nguyên lý của chu trình lạnh dùng hơi q Dàn ngưng tụ (Dàn nóng) w mn Van tiết lưu Máy nén Dàn bay hơi (Dàn lạnh) q -: qt nén hơi đoạn nhiệt -: qt hơi thải nhiệt đẳng á -: qt hơi giãn nở đẳng entani ( i = i ) -: qt hơi nhận nhiệt đẳng á.0
Tính toán chu trình lạnh dùng hơi /009 log - Để xác định thông số trạng thái của các điểm,,, cần biết thông số * Ví dụ cho biết, T, hơi sử dụng là R- (Vd. sách Nhiệt động học KT ) Tra bảng hơi R- bão hòa Điểm : biết T á suất sôi ứng vớit và Điểm : hơi quá nhiệt, biết = Tra bảng hơi R- quá nhiệt s = s. i = i s = s i i
/009 Điểm : lỏng sôi, biết Tra bảng hơi R- bão hòa i = i Điểm : hơi bãohòaẩm, biết * Công cần cung cấ cho kg hơi của máy lạnh: T = T x i = i wml = wkt ( ) = i i kj / kg * Nhiệt lượng kg hơi nhận vào tại dàn lạnh: q = i i kj / kg * Nhiệt lượng kg hơi thải ra tại dàn nóng: q = i i kj / kg * Hệ số lạnh của chu trình: ε = q w ml = i i i i = i i i i kj ( do i = ) / kg i.
Một số ví dụ tính toán /009 VD : bài đề ( Kiểm tra cuối HK I //006).
/009 Giải: Biết: Tác nhân lạnh: R- = 8 bar t = 0 o C Năng suất lạnh = G*q = 0kW ) Xác định entani tại,,, -Từ thông số t, đã biết tính toán hoàn toàn tương tự như hần trước.
/009 ) Tính năng suất giải nhiệt ở dàn nóng Q ( i i ) ( ) = G kw.5 Dàn ngưng tụ (Dàn nóng) Với G (kg/s) là lưu lượng hơi R- chạy trong hệ thống trong thời gian s, G được tính từ năng suất lạnh đã biết: G 0 = kg s i i / ( i i ) ( i i ) Q = 0 ( kw )
/009 ) Xaùc ñònh löu löôïng cuûa khoâng khí ñi qua daøn ngöng tuï vaø ñoä aåm cuûa khoâng khí ra khoûi daøn ngöng tuï. Cho bieát khoâng khí ñi vaøo daøn ngöng tuï coù nhieät ñoä vaø ñoä aåm laàn löôït laø 0 o C vaø 80%, khoâng khí ñi ra khoûi daøn ngöng tuï coù nhieät ñoä laø 5 o C. (ñieåm) KK ẩm t = 0 o C ϕ = 80% Dàn ngưng tụ (Dàn nóng) KK ẩm t = 5 o C - Đây là quá trình KK ẩm được gia nhiệt. -Nếu gọi G KK (kg/s) là lưu lượng KK ẩm đi qua dàn ngưng tụ, nhiệt lượng KK ẩm nhận được trong s chính là Q tính ở hần trên Q Q = GKK ( I I ) G KK = kg / s I I.6
.7 /009 Độ chứahơi d (g/kga) ϕ = 80 % Entani I (kj/kga) ϕ = 00 % d = const 0 o C 5 o C Nhiệt độ t ( o C) Điểm : Q G KK = kg / I I s
/009 VD : bài đề ( Kiểm tra cuối HK /6/006).8
/009 Giải: t = 7 o C = = 8 bar t = 6 o C = 6 bar > t là hơi R- quá nhiệt Các hần tính toán tiế theo tham khảo trong đá án.9