Bài giảng môi chất lạnh r134a

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1.MÔI CHẤT LẠNH R134a: Môi chất lạnh R134a có công thức CH2F - CF3 là môi chất lạnh có chỉ số phá huỷ tầng ozon bằng 0, dùng để thay thế cho R12 ở dãy nhiệt độ cao và trung bình, đặc biệt trong điều hoà không khí. Ở dãy nhiệt độ thấp R134a không có những đặc tính thuận lợi, hiệu quả năng lượng thấp. Trong hệ thống điều hoà không khí thường dùng loại dầu bôi trơn PAG-polyalkylenglycol hoà tan hoàn toàn trong môi chất R134a. R134a phù hợp với hầu hết các kim loại, hợp kim, và phi kim loại chế tạo máy, trừ kẽm, nhôm, magie, chì ,hợp kim nhôm với thành phần magie lớn hơn 2% khối lượng. R134a có chỉ số làm nóng địa cầu bằng 90% của R12 và cũng có nhiều đặc tính giống R12 như : Không cháy nổ Không độc hại, không ảnh hưởng xấu đến cơ thể sống Tương đối bền vững hoá và nhiệt Có các tính chất tốt với kim loại chế tạo máy Có tính chất nhiệt động và vật lý phù hợp 1.2. Ô TÔ LẠNH: Tuỳ thuộc vào tải trọng và công dụng ô tô lạnh có thể chia thành các loại như sau: loại tải trọng nhẹ (0.5-1.5 tấn) sử dụng trong nội thành, loại tải trong trung bình (2.5-5 tấn) được sử dụng trong nội thành và giữa các thành phố, loại tải trong nặng (8 -22 tấn) được sử dụng giữa các thành phố và có thể giữa các quốc gia. Ô tô lạnh thường có cấu tạo như sau: đối với tải trọng nhẹ thì phần đầu kéo và buồng lạnh là một khối thống nhất; đối với loại tải trọng trung bình và lớn thì có đầu kéo riêng và buồng lạnh được đặt trên rơ mooc 2 cầu với hệ thống lạnh độc lập, còn đối với tải trọng lớn thì có đầu kéo riêng và buồng lạnh được đặt trên loại rơ mooc 1 cầu. Ô tô lạnh có thân bằng gỗ hoặc bằng kim loại được cách nhiệt cẩn thận và đặt trên khung xe. Nhiệt độ bên trong buồng lạnh có thể đạt từ +12 đến -200C. Ô tô lạnh dùng để vận chuyển các loại thực phẩm làm mát thì có lớp cách nhiệt bình thường với hệ số truyền nhiệt không lớn hơn 0.7W/m2K, còn nếu vận chuyển các loại thực phẩm đông lạnh thì phải được cách nhiệt tốt hơn với hệ số truyền nhiệt không lớn hơn 0.4W/m2K. Ô tô lạnh cũng được cách nhiệt bằng vật liệu mốp xốp. 1.3. HỆ THỐNG LẠNH TRÊN Ô TÔ LẠNH: Hệ thống lạnh trên ô tô lạnh với tải trọng trung bình và nhẹ thường bao gồm những thiết bị sau: Máy lạnh nén hơi Dàn lạnh bay hơi trực tiếp làm lạnh sản phẩm nhờ dàn quạt đối lưu cưỡng bức. Dàn nóng giải nhiệt bằng quạt gió. Van tiết lưu Thiết bị hồi nhiệt. Bình chứa cao áp. Phin sấy lọc. Mắt ga. Rơle nhiệt độ. Rơle áp suất thấp. Rơle áp suất cao. Chức năng, cấu tạo của các thiết bị: Máy nén: hút hơi ra khỏi dàn lạnh nhằm duy trì áp suất không đổi trong bình bốc hơi và nén hơi đến áp suất ngưng tụ trong dàn nóng. Thường dùng máy nén nửa kín Dàn lạnh: dùng để làm lạnh không khí. Thường dùng loại dàn lạnh làm lạnh trực tiếp, có cánh tản nhiệt loại cánh phẳng, đối lưu cưỡng bức nhờ quạt gió. Quạt hoạt động nhờ sự truyền động của động cơ diesel qua đai truyền. Dàn nóng: dùng để truyền nhiệt lượng của tác nhân lạnh cho môi trường giải nhiệt. Thường dùng là loại chùm ống có cánh tản nhiệt dạng cánh phẳng, đối lưu cưỡng bức nhờ quạt gió, hoạt động nhờ sự truyền động của động cơ diesel qua đai truyền. Van tiết lưu: để tiết lưu chất lỏng tác nhân lạnh từ áp suất ngưng tụ đến áp suất sôi và điều chỉnh việc cung cấp lỏng cho hệ thống dùng. Thiết bị hồi nhiệt: dùng để trao đổi nhiệt giữa lỏng tác nhân từ bình chứa đến van tiết lưu và hơi tác nhân lạnh đi ra khỏi dàn lạnh nhằm tận dụng nhiệt để quá nhiệt hơi hút. Thường dùng là loại ống xoắn ruột gà lồng trong ống. Bình chứa cao áp: được bố trí về phía cao áp sau thiết bị ngưng tụ để chứa lỏng tác nhân lạnh sau ngưng tụ nhằm giải phóng bề mặt truyền nhiệt cho thiết bị ngưng tụ đồng thời dự trữ một lượng lỏng đảm bảo cho sự hoạt động bình thường của hệ thống. Phin sấy lọc: được bố trí trên đường ống dẫn lỏng trước tiết lưu và trên đường dẫn hơi về máy nén nhằm loại ẩm và các tinh thể đá tạo thành, tránh hiện tượng tắc ẩm cho van tiết lưu và ẩm xâm nhập vào máy nén. Mắt gas: là kính quan sát lắp trên đường lỏng (sau phin sấy) để quan sát dòng chảy của môi chất lạnh. Rơle nhiệt độ: có nhiệm vụ điều khiển tự động quá trình đóng mở cho hệ thống hoạt động hoặc ngưng hoạt động nhằm ổn định nhiệt độ làm lạnh theo giá trị định trước. Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Máy nén hút hơi ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp từ thiết bị hồi nhiệt nén lên tới nhiệt độ và áp suất cao rồi đẩy hơi môi chất lạnh này vào thiết bị ngưng tụ. Tại thiết bị ngưng tụ hơi môi chất lạnh được giải nhiệt bởi không khí và ngưng tụ thành lỏng. Lỏng môi chất lạnh được đưa vào bình chứa cao áp. Từ bình chứa cao áp lỏng được đưa vào thiết bị hồi nhiệt và trao đổi nhiệt với hơi môi chất đến từ dàn lạnh để thành lỏng quá lạnh. Lỏng quá lạnh được đưa qua phin sấy lọc để loại trừ các tạp chất cơ học và ẩm. Lỏng này tiếp tục được đưa qua van tiết lưu, qua đó áp suất được giảm đột ngột từ áp suất cao (áp suất ngưng tụ) đến áp suất thấp (áp suất bốc hơi). Lỏng áp suất thấp này được đưa vào thiết bị bốc hơi, ở đó lỏng môi chất lạnh thu nhiệt của buồng trữ đông để sôi và hoá hơi ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp. Hơi ra khỏi thiết bị bốc hơi qua thiết bị hồi nhiệt trở thành hơi quá nhiệt và tiếp tục được máy nén hút trở lại rồi tiếp tục một chu trình kín. Hệ thống điều khiển đảm bảo ổn định nhiệt độ buồng trữ đông: khi nhiệt độ thùng xe hạ xuống dưới mức quy định thì rơle nhiệt độ sẽ ngắt mạch bộ ly hợp từ tính của máy nén, máy nén sẽ chạy không tải. Sau một khoảng thời gian nhiệt độ trong thùng xe tăng, rơle nhiệt độ lại đóng mạch bộ ly hợp từ tính của máy nén cho hệ thống hoạt động trở lại bình thường. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THỂ TÍCH & DIỆN TÍCH THÙNG BẢO ÔN Ta chọn sản phẩm lạnh đông cần bảo quản và vận chuyển là bắp cải. Định mức thể tích sản phẩm: gv = 0,3 tấn/m3. [2] Thể tích sản phẩm chứa trong thùng bảo ôn: (m3) Diện tích sản phẩm trong thùng bảo ôn: (m2) Với: hsp là chiều cao của sản phẩm trong thùng bảo ôn. Chọn hsp = 1,8 (m). Diện tích thực cần thiết kế cho thùng bảo ôn: 10,88(m2) Với bF là hệ số sử dụng của thùng bảo ôn. Chọn bF = 0,85 với thùng bảo ôn có Fl <20m2 Thùng xe chuẩn theo thiết kế của Công ty kỹ nghệ lạnh Seaprodex Saigon Searefico với năng suất 5 tấn có kích thước bề mặt ngoài: 5,000(m) x 2,350(m) x 2,150(m). => kích thước bề mặt trong của thùng bảo ôn là:4,790(m)x2,140(m) x1,938(m). =>Fl =4,790x2,140=10,25 có thể xem10,88(m) nên thoả yêu cầu. Vậy thùng bảo ôn có kích thước như thùng xe chuẩn của Công ty kỹ nghệ lạnh Seaprodex Saigon Searefico: dài x rộng x cao 5,000(m) x 2,350(m) x 2,150(m). CHƯƠNG III: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM 3.1. TÍNH BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT 3.1.1. Trần:d1 d1 d2 dCN d1 Với: d1: bề dày lớp nhôm bảo vệ trong và ngoài d2: bề dày lớp Bimut cách ẩm dcn: bề dày lớp cách nhiệt mốp xốp làm từ polyurethan Trần được gia cố vững chắc bằng những thanh gỗ liên kết . Bề dày tự chọn và hệ số dẫn nhiệt cho trong bảng sau: STT VẬT LIỆU d (m) l (W/mK) 1 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8 2 Lớp Bitum cách ẩm 0,003 0,18 3 Lớp polyurethan cách nhiệt dcn 0,0325 4 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8 Sd 0,005 + dcn Công thức xác định bề dày lớp cách nhiệt dcn: (m) Với: lcn: hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt, W/mK K: hệ số truyền nhiệt trên 1m2 bề mặt của các vách bao che thùng bảo ôn, W/m2K. Trong vận chuyển sản phẩm lạnh đông thì hệ số K không lớn hơn 0,4W/m2K. di, li: bề dày (m) và hệ số dẫn nhiệt (W/mK) của các lớp cách ly (trừ lớp cách nhiệt). ang: hệ số tỏa nhiệt từ không khí đến mặt ngoài của vách bao che, W/m2K atr: hệ số tỏa nhiệt từ mặt trong của vách bao che đến không khí trong thùng bảo ôn, W/m2K. Chọn atr = 8 (W/m2K) [1] ang được tính theo công thức sau: Với w: vận tốc xe lạnh chuyển động, m/s. Chọn w = 45km/h = 12,5 m/s, thế vào công thức ta có: (W/m2K) Vậy: Làm tròn dcn = 0,1 (m) = 10 (cm). Bọt polyurethen được phun trực tiếp vào khoang cách nhiệt, để tránh hiện tượng co rút kích thước do nhiệt độ người ta làm ít nhất hai lớp cách nhiệt với mối ghép so le. Tổng bề dày của trần thùng bảo ôn là: Sd = d2 + dcn + 2d1 = 2.0,001 + 0,1 + 0,003 = 0,105 (m). 3.1.2. Vách bao che: dCN d1 d2 d1 Với: d1: bề dày lớp nhôm bảo vệ trong và ngoài d2: bề dày lớp Bimut cách ẩm dcn: bề dày lớp cách nhiệt mốp xốp làm từ polyurethan Để đảm bảo vách được vững chắc người ta dùng những tấm nhôm sóng vuông và gia cố bằng những thanh gỗ liên kết. Bề dày tự chọn và hệ số dẫn nhiệt cho trong bảng sau: STT VẬT LIỆU d (m) l (W/mK) 1 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8 2 Lớp Bitum cách ẩm 0,003 0,18 3 Lớp polyurethan cách nhiệt dcn 0,0325 4 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8 Sd 0,005 + dcn Bề dầy lớp cách nhiệt dcn : Làm tròn dcn = 0,1 (m) = 10 (cm) 3.1.3. Sàn thùng bảo ôn:d1 d3 d2 dCNN d3 d1 Với: d1: bề dày lớp nhôm bảo vệ trong và ngoài d2: bề dày lớp Bimut cách ẩm d3: bề dày lớp thép không rỉ dcn: bề dày lớp cách nhiệt mốp xốp làm từ polyurethan Để tăng cứng người ta dùng những tấm nhôm dạng sóng vuông và gia cố bằng những thanh gỗ chịu lực. Đồng thời dạng sóng vuông giúp thoát nước dễ dàng. Bề dày tự chọn và hệ số dẫn nhiệt cho trong bảng sau: STT VẬT LIỆU d (m) l (W/mK) 1 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8 2 Thép không rỉ X25T 0,001 16,7 3 Lớp Bitum cách ẩm 0,003 0,18 4 Lớp polyurethan cách nhiệt dcn 0,0325 5 Thép không rỉ X25T 0,001 16,7 6 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8 Sd 0,007 + dcn Bề dày lớp cách nhiệt dcn Làm tròn dcn = 0,1 (m) = 10 (cm) Tổng kết: Bề dày từng phần của kết cấu bao che được cho trong bảng sau: STT Phần bao che d (m) 1 Trần 0,105 2 Vách 0,105 3 Sàn 0,107 3.2. KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG: Để đảm bảo không đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che phải thỏa điều kiện: (1) Với : 0,95: hệ số dự trư.õ ang: hệ số tỏa nhiệt về phía có nhiệt độ cao hơn, W/m2K. tng: nhiệt độ không khí bên ngoài thùng bảo ôn, 0C. ttr: nhiệt độ không khí bên trong thùng bảo ôn, 0C. ts: nhiệt độ điểm sương của không khí bên ngoài, 0C. Hệ số truyền nhiệt thực tính theo tường (do Kth (vách/trần) > Kth (sàn) nên nếu vách/trần thoả biểu thức (1) thì sàn cũng thoả): Xác định Ks: Thông số khí tượng các tỉnh thành như sau: Tỉnh thành Nhiệt độ cao nhất(0C) Độ ẩm% Mùa hè Mùa đông Hà Nội 37,2 83 80 Huế 37,3 73 90 Tp Hồ Chí Minh 37,3 74 74 Chọn giá trị cao nhất 37,3 90 Chọn tng=37,3 ( 0C) ttr= -18( 0C) j =90%. Dùng giản đồ I-d của không khí ẩm với tng = 37,30C và jtb = 90%, ta tìm được nhiệt độ điểm sương ts = 33,50C. Vậy 3,806(W/m2K) Do Kth < Ks nên vách ngoài của kết cấu bao che không bị đọng sương. CHƯƠNG IV: TÍNH TỔN THẤT NHIỆT THÙNG BẢO ÔN Tổng dòng nhiệt tổn thất : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 +Q5 Với: Q1: tổn thất lạnh ra môi trường xung quanh, W. Q2: tổn thất lạnh làm lạnh sản phẩm, W. Q3: tổn thất lạnh để thông gió, W. Q4: tổn thất lạnh trong vận hành, W. Q5: tổn thất lạnh do sản phẩm hô hấp, W Ô tô lạnh chỉ vận chuyển sản phẩm đã được làm lạnh đông từ trước nên không tính đến tổn thất do làm lạnh sản phẫm Q2 = 0 Do không có sự thông dòng không khí nóng từ bên ngoài vào buồng lạnh nên không có tổn thất lạnh để thông gió Q3 = 0. Dòng nhiệt Q5 chỉ xuất hiện ở các kho lạnh bảo quản rau quả hô hấp đang trong quá trình sống, ô tô lạnh bảo quản ở nhiệt độ -180C nên không có quá trình hô hấp Q5=0 Vậy tổng thất lạnh thực tế cần phải tính toán cho thùng bảo ôn là: Q = Q1 + Q4 , W. 4.1. DÒNG NHIỆT QUA KẾT CẤU BAO CHE Q1: Q1 = Q'1 + Q''1 + Q'''1, W. Với : Q'1: tổn thất lạnh qua các vách và mái, W. Q''1: tổn thất lạnh qua sàn, W. Q'''1: tổn thất lạnh do bức xạ, W. 4.1.1.Dòng nhiệt tổn thất qua các vách và trần Q'1: Q'1 = K.FV (tng - ttr). Với : K: hệ số truyền nhiệt của vách và trần FV: diện tích tính toán của các vách và mái, m2. tng : nhiệt độ không khí bên ngoài ttr : nhiệt độ không khí bên trong buồn lạnh Tổng diện tích mặt ngoài của các vách và mái: Fn = 2 (5,0 x 2,15) + 2(2,35x 2,15) + 5,0x2,35 = 43,355 (m2). Tổng diện tích mặt trong của các vách và mái: Ft = 2(4,79x 1,938) + 2(2,14 x 1,938) + 4,79x2,14 = 37,11 (m2). =40,2325(m2). Phòng lạnh tiếp xúc với ngoài trời: tng=ttb+0,25tmax=37,3+0,25x39= 470C [1] Với: ttb: nhiệt trung bình tháng nóng nhất = 37,30C. tmax :nhiệt độ cực đại ở nước ta = 390C ttr: nhiệt độ không khí bên trong thùng bảo ôn= -180C. Vậy : Q1' = 0,31 x 40,2325 x (47 -(-18)) = 810,685 (W) . 4.1.2.Dòng nhiệt qua sàn thùng bảo ôn Q1'': Q1'' = K.Fs (tng - ttr). Với : K: hệ số truyền nhiệt của sàn, (K=0,31W/mK) Fs: diện tích tính toán của sàn, m2. tng, ttr: nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong thùng bảo ôn, 0C. Diện tích mặt ngoài của sàn thùng bảo ôn: Fng = 5,0 x 2,35 » 11,75 (m2). Diện tích mặt trong của sàn thùng bảo ôn: Ftr = 4.79 x 2,14 = 10,25 (m2) =11(m2) Vậy : Q1'' = 0,31 x 11 x (47 -(- 18))= 221,65(W). 4.1.3.Dòng nhiệt do bức xạ Q1''': Q1''' = K.FV.tCv + K.Fm.tCm [2] Với : K: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2K. tC :hiệu nhiệt độ đặc trưng ảnh hưởng của bức xạ mặt trời vào mùa hè. FV: diện tích vách bao che bị bức xạ mặt trời, m2. Chỉ tính cho vách có diện tích lớn nhất và phần mái: Vách: Fv=5,0x2,15=10,75m2, Mái: Fm=5,0x2,35=11,75m2 Đối với mái màu sáng: tCm=160C, Vách màu sáng và hướng chiếu nắng phía tây chịu tổn thất nhiều nhất : tCv =80C [2] Vậy: Q1''' = 0,31x(10,75x8 + 11,75x16)= 84,94 (W). 4.2. DÒNG NHIỆT TỔN THẤT TRONG VẬN HÀNH: Tính tổn thất lạnh trong vận hành do dùng động cơ điện, quạt gió và do thất thoát khi mở cửa: Q4 = b.Q1 [2] Với: Q1 là tổn thất lạnh qua kết cấu bao che Đối với phòng lạnh thương nghiệp và đời sống chọn b = 0,4. Vậy: Q4 = 0,4 x (810,685 + 221,65 + 84,94 ) = 446,91(W). Kết quả tổng tổn thất lạnh: SST LOẠI TỔN THẤT Q (W) 1 Tổn thất qua vách và mái Q1'. 810,685 2 Tổn thất qua sàn Q1''. 221,65 3 Tổn thất do bức xạ Q1'''. 84,94 4 Tổn thất do vận hành Q4. 446,91 5 Tổng tổn thất Q 1564,185 Khi tác nhân lạnh vận chuyển trong hệ thống sẽ bị tổn thất thêm 1 phần nữa, năng suất lạnh Q0 được tính như sau: (W) Với : k: hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị. Đối với dàn lạnh trực tiếp với t= -100C đến -300C : k = 1,07. b: hệ số thời gian làm việc của thiết bị lạnh nhỏ, chọn b = 0,7. 2390,97(W) Hệ thống lạnh sử dụng máy nén độc lập để làm lạnh thùng bảo ôn nên Q0 = QMN CHƯƠNG V: TÍNH CHỌN MÁY NÉN 5.1.CÁC THÔNG SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC: 5.1.1.Nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh: t0 = tb - Dt0 [3] Với : tb: nhiệt độ trong thùng bảo ôn. Dt0: hiệu nhiệt độ yêu cầu. Đối với thiết bị lạnh thương nghiệp và đời sống ngày nay hiệu nhiệt độ chọn từ 8-130C. Chọn Dt0 = 80C t0 = -18 - 8= -26 (0C). 5.1.2.Nhiệt độ ngưng tụ của tác nhân: Các ô tô lạnh thường tận dụng vận tốc gió do xe chuyển động để giải nhiệt dàn ngưng. Nhiệt độ ngưng tụ (tk) của hơi tác nhân giải nhiệt bằng không khí được xác định bằng công thức: tk = tkkra + Dtk Với : tkkra: nhiệt độ không khí ra khỏi bình ngưng, 0C. Chọn độ chênh giữa nhiệt độ không khí vào và ra khỏi bình ngưng là 80C. Nhiệt độ không khí vào ở trung bình trên toàn đất nước = 37,30C Dtk: hiệu nhiệt độ trung bình giữa môi chất lạnh ngưng tụ và không khí giải nhiệt. Dtk có giá trị trong khoảng 10 -:- 150C. Chọn Dtk = 100C; Vậy : tk = 37,3 + 8 + 10 = 55,3 (0C). 5.1.3.Độ quá nhiệt, quá lạnh : Chọn độ quá nhiệt của hơi hút đối với R134a = 200C (freon) th = t0 +Dtqn= -26 +20= -6(0C). Trong thiết bị hồi nhiệt lượng nhiệt quá lạnh bằng lượng nhiệt quá nhiệt trao đổi: h1 - h1' = h3' - h3 => h3 = h3' + h1' - h1. Trong đó: 1' -1: Quá nhiệt hơi hút: Dtqn = th - t0, th: nhiệt độ hơi hút vào máy nén. 1 - 2 : Nén đoạn nhiệt hơi hút từ áp suất thấp P0 đến áp suất cao Pk, đẳng entropi. 2 - 2': Làm mát đẳng áp hơi môi chất từ trạng thái quá nhiệt xuống trạng thái bão hòa. 2' - 3': Ngưng tụ môi chất đẳng áp, đẳng nhiệt. 3' - 3: Quá lạnh môi chất lỏng đẳng áp. 3 - 4: Quá trình tiết lưu đẳng entalpi ở van tiết lưu. 4 - 1': Quá trình bay hơi trong dàn bay hơi đẳng áp và đẳng nhiệt Tra bảng ta có:[7] Điểm t (0C) P (bar) h (kJ/kg) v (m3/kg) 1 -6 1,020 403 0,21 1' -26(t0) 1,020 383 0,18 2 88 12,2135 460 0,0205 3' 55,3(tk) 12,2135 270 0,0009 3 35 12,2135 250 4 -26 1,020 250 5.2. TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ ĐỘNG CƠ MÁY NÉN: 5.2.1.Tính chọn máy nén: Q0MN = 2390,97(W) = 2,39097(kJ/s). Năng suất lạnh riêng khối lượng: qo = h1' - h4 = 383 - 250 = 133(kJ/kg). Năng suất khối lượng thực tế của máy nén (lưu lượng môi chất nén qua máy nén): 0,01798(kg/s) Năng suất thể tích thực tế của máy nén: = .v1 = 0,01798 x 0,21 » 0,00378 (m3/s). Hệ số cấp của máy nén: l = lc. ltl. lk. lw. lr [3] Với : lc: hệ số tính đến thể tích chết. ltl: hệ số tính đến tổn thất nhiệt do tiết lưu. lw: hệ số tính đến tổn thất do hơi hút vào xi-lanh bị đốt nóng. lr: hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất qua pittông, xi-lanh, secmăng và van từ khoang nén về khoang hút. Công thức trên có thể được viết gọn lại thành: l = li. lw' Với : Lấy DP0 = DPk = 10kPa = 10000Pa[3] P0 = 102000Pa Pk = 1221350Pa m = 1 đối với máy nén freon. [3] C = 0,04: tỉ số thể tích chết.[3] lw' ==0,7711[2] Vậy: l = li. lw' = 0,455 x 0,7711» 0,3508 Thể tích lý thuyết do pittông quét được: 0,01078(m3/s) Hệ số lạnh của chu trình: 2,333 Tỉ số nén: 11,974 Chọn máy nén pittông IIБ14 1 cấp của Nga có: VltMN = 0,0111(m3/s) Số xi-lanh: z = 1 Đường kính pittông: d = 67,5 (mm) Số vòng quay: n = 24 (vòng/s) Số lượng máy nén yêu cầu: 0,97117 Chọn Z = 1 máy nén. 5.2.2. Tính động cơ lắp sẵn: Động cơ lắp vào máy nén phải có đủ công suất để bù đắp cho tất cả các tổn thất xảy ra trong quá trình vận hành. Các tổn thất công suất được cho trong sơ đồ sau: Công nén đoạn nhiệt: Ns = mtt.l (kW) Với : lưu lượng khối lượng qua máy nén, kg/s. :công nén riêng, kJ/kg; Ns = 0,01798 x (460 - 383) = 1,38446 (kW). Công nén chỉ thị: công nén thực do quá trình nén lệch khỏi quá trình nén đoạn nhiệt lý thuyết.: (kW) Với: hi: hiệu suất chỉ thị, hệ số kể đến tổn thất trong. hi = lw' + b.to. 0,771+0,001x(-26)=0,7451 Vậy: 1,858(kW) Công nén hiệu dụng Ne: công nén có tính đến tổn thất ma sát của các chi tiết máy nén: Ne = Ni + Nms Với: Nms = Vtt.pms pms: áp suất ma sát riêng. Chọn pms = 0,059 MPa đối với máy nén freon thẳng dòng. [3] =0,3508x0,0111=0,003894(m3/s) Vậy : Ne = 1,858 + 0,003894x 0,059.103 » 2,0877 (kW) Công suất điện: công suất đo được trên bảng đấu điện, có kể đến tổn thất truyền động. (kW) Với : Hiệu suất truyền động của khớp, đai...htđ = 0,95. Hiệu suất động cơ: hel = 0,8 (kW) Công suất động cơ lắp đặt: Nđc Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, động cơ lắp đặt phải có công suất lớn hơn Nel. Chọn hệ số an toàn là 2,1 cho máy lạnh nhỏ do chế độ làm việc dao động lớn và điện lưới không ổn định. Nđc = 2,1 x Nel = 2,1 x 3,743 = 5,76877 (kW). Chọn động cơ lắp sẵn cho máy nén có công suất động cơ Nđc = 6 (kW). CHƯƠNG VI: TÍNH CHỌN DÀN LẠNH 6.1.THÔNG SỐ CỦA KHÔNG KHÍ ĐI VÀO VÀ RA KHỎI DÀN LẠNH: Chọn thông số của không khí đi vào dàn lạnh: t1 = -17 (0C) j1 = 90% d1 = j1.d1”= 0,9 x 1,01.10-3 = 0,909.10-3 (kg/kg). h1 = hk1 + j1.h1”= -17,17 + 0,9 x 2,495 = -14,92 (kJ/kg). Với: d 1”: độ chứa hơi của không khí bão hòa ở t10C. Tra giản đồ I_d của không khí ẩm ta được d1” = 1,01.10-3 (kg/kg). hk1 và h1”: entalpi của không khí khô và hơi nước bão hòa ở nhiệt độ t1 Chọn thông số của không khí đi ra khỏi dàn lạnh: t2 = -19 (0C) ; j2 = 95 (%). d2 = j2.d2”= 0,95 x 0,85.10-3 = 0,8075.10-3 (kg/kg) h2 = hk2 + j2.h2”= -19,18 + 0,95 x 2,09 = -17,19 (kJ/kg). Với: d2”: độ chứa hơi của không khí bão hòa ở t20C. Tra giản đồ I_d của không khí ẩm ta được d2” = 0,85.10-3 (kg/kg) hk2 và h2”: entalpi của không khí khô và hơi nước bão hòa ở nhiệt độ t2. 6.2 TÍNH DÀN LẠNH: Tỉ số nhiệt ẩm: Vẽ đường cong e = f(tv) theo công thức và đường thẳng e = 22365 trên cùng một đồ thị để xác định nhiệt độ bề mặt dàn lạnh tv: Từ đồ thị, ta xác định được tv = -22,2 (0C). 6.2.1.Chọn kết cấu dàn lạnh: Chọn bề mặt truyền nhiệt của dàn lạnh là chùm ống đồng bố trí song song có cánh phẳng bằng nhôm lồng vào ống: Đường kính ngoài của ống: dng = 0,012 (m). Đường kính trong của ống: dtr = 0,010 (m). Bước cánh: Sc = 0,004 (m). Bề dày cánh: dc = 0,0004 (m). Bước ống: S1 = 0,045 (m). S2 = 0,045 (m). Diện tích cánh của 1m ống: Diện tích khoảng giữa các cánh của 1m ống: (m2/m) Tổng diện tích mặt ngoài có cánh của 1m ống: F = F0 + FC = 0,956 + 0,0339 = 0,9899 (m2/m) Diện tích bề mặt trong của 1m ống: Ftr = p.dtr = 3,14 x 0,01 = 0,0314 (m2/m) Hệ số làm cánh: 6.2.2. Xác định số cụm ống theo chiều chuyển động của không khí: Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí với chùmống có cánh phẳng hình chữ nhật có thể xác định từ công thức: Đường kính tương đương: Hệ số Re: Chọn vận tốc không khí: w = 4,5 (m/s). Độ nhớt động học của không khí ở -17 (0C): n = 12,72.10-6 (m2/s). Xác định số cụm ống theo chiều chuyển động của không khí: Ban đầu ta chọn số cụm ống theo chiều chuyển động của không khí: z = 3. Chiều dài cánh theo chiều chuyển động của không khí: L=S2.z = 0,045x= 0,135 (m). Tỉ số: 20,7955 Số mũ n: 0,58725 Số mũ m: Hệ số A: tra trong tài liệu [1] theo tỉ số L/dtđ. Với L/dtđ = 20,7955 Þ A = 0,195 Hệ số B: Hệ số C: C = 0,195 x 0,809 = 0,157755 Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí: (W/m2K) Với hệ số dẫn nhiệt của không khí ở -170C: l = 0,023 (W/mK) Hệ số tỏa nhiệt quy ước: Với: x:hệ số tách ẩm: tv < 00C dt: bề dày lớp tuyết đóng trên bề mặt. Chọn dt = 0,005 (m). lt: hệ số dẫn nhiệt của lớp tuyết: lt = 0,2 (W/mK). Rc: nhiệt trở tại chỗ tiếp xúc giữa cánh và ống: Rc = 0,005 (m2K/W). (W/m2K) Thông số m: Với lc là hệ số dẫn nhiệt của nhôm: lc = 203,5 (W/mK). Chiều cao quy ước của cánh: h’ = 0,5dng(r - 1)(1 + 0,35lnr) (m) Với : Cánh hình vuông: B = S1 = S2 = 0,045 (m) Þ h’ = 0,5 x 0,012 x (4,3 – 1)(1 + 0,35ln4,3) = 0,03004 (m) Thông số: mh’ = 22,81 x 0,03004 = 0,68531 Hiệu suất cánh: được tra theo bảng trong tài liệu [1] dựa vào tích số mh’. Với mh’ = 0,6924 Þ E = 0,8673. Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí quy đổi theo bề mặt trong của ống: Với Y là hệ số kể đến sự truyền nhiệt không đều theo chiều cao cánh: Y = 0,85. Mật độ dòng nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt trong của ống: qtr = aqtr(tkh – tv) = 450,296 x (-18 + 22,2) = 1891,24(W/m2) Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 1,26423(m2) Lượng không khí đi qua dàn lạnh: 1.05329(kg/s Thể tích không khí đi qua dàn lạnh: 0.79016(m3/s) rkk ở -170C = 1,333 (kg/m3) Diện tích cho không khí đi qua: 0.17559(m2). Diện tích bề mặt truyền nhiệt của 1 cụm ống: Số cụm ống trong dàn lạnh: (cụm) Kết quả không tương thích với giá trị z đã chọn ban đầu nên ta phải chọn lại z và thực hiện phép lặp. Chọn lại z = 4; 5; 6; 7 ta có bảng tính lặp: Các đại lượng Số cụm ống theo chiều chuyển động của không khí z 3 4 5 6 7 Chiều dài cánh L=S2.z, m 0.135 0.18 0.225 0.27 0.315 Tỷ số L/dtđ 20.7955 27.72727 34.6591 41.5909 48.5227 Số mũ n=0,45+0,0066. 0.58725 0.633 0.67875 0.7245 0.77025 m= -0,28+0,08. -0.096269719 Hệ số A 0.195 0.142 0.104 0.0748 0.05228 Hệ số B=1,36-0,24. 0.808809156 Hệ số C=A.B 0.15772 0.114850 0.08412 0.0605 0.04228 Trị số Nu=C.Ren. 11.0867 11.18913 11.4283 11.5079 11.2916 Hệsố toả nhiệt về phía không khí , W/m2.K 39.2793 39.64232 40.4897 40.7718 40.0054 Hệ số quy ước W/m2K 19.1515 19.22639 19.3982 19.4545 19.3005 Thông số m 22.8119 22.86120 22.974 23.0109 22.9099 Chiều cao quy ước của cánh h’ = 0,5dng(r - 1)(1 + 0,35lnr) (m) 0.030041683 Đại lượng mh' 0.68531 0.686789 0.69018 0.69129 0.68825 Hiệu suất cánh E 0.8673 0.8668 0.8657 0.8653 0.8663 Hệ số toả nhiệt về phía không khí quy đổi theo bề mặt trong của ống: 450.296 451.8084 455.294 456.413 453.301 Mật độ dòng nhiẹt về phía không khí quy đổi theo bề mặt trong của ống: qtr = aqtr(tkh – tv) 1891.24 1897.595 1912.23 1916.94 1903.86 Diện tích bề mặt:, m2 1.26423 1.259999 1.25035 1.24729 1.25585 Lượng không khí qua bề mặt , kg/s 1.053290749 Thể tích không khí qua dàn lạnh , m2 0.790165603 Diện tích không khí đi qua 0.175592356 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của một cụm ống , m2 0.185737258 Số cụm ống làm việc song song z 6.80657 6.783775 6.73184 6.71533 6.76144 Vậy ta chọn z=7 Chiều dài ống trong một cụm ống: 5,912(m) Với Số hàng ống trong một cụm ống: = Làm tròn m=8 K: tỉ số giữa chiều rộng và chiều cao của cụm ống. Chọn K = 2 Thử lại với m=8 thì : Chiều dài của một ống trong một cụm ống: (m) Chọn l = 0,8(m). Vậy dàn lạnh gồm 7 cụm ống theo chiều chuyển động của không khí, trong mỗi cụm ống có 8 ống, và chiều dài mỗi ống là 0.8m 6.2.3. Xác định nhiệt độ sôi của R134a trong dàn lạnh: Để kiểm tra nhiệt độ sôi của R134a xem có phù hợp với giá trị ta đã chọn hay không, chúng ta xác định mật độ dòng nhiệt về phía R134a qatr = f(t0) theo 1 số giá trị t0 cho trước. Dựng đường cong qatr = f(t0) và qatr = 1903,86 trên cùng một đồ thị. Từ giao điểm có được, ta xác định t0 của R134a trong dàn lạnh. Các đại lượng Nhiệt độ sôi t0, 0C -25 -26 -27 - Năng suất lạnh riêng q0 với điều kiện R134a đi vào dàn lạnh là chất lỏng bão hòa, tức là q0 = r, kJ/kg. 214,2 214,8 215,4 - Khối lượng riêng của R134a lỏng, kg/m3. 1413,06 1413,2 1413,34 - Vận tốc của R134a lỏng: (m/s) Với Q0 = 8,953(kJ/s) z = 7 dtr = 0,01 (m) 0,0532 0,053 0,0526 - Mật độ dòng nhiệt về phía R134a: (W/m2) Với tv = -22,2 (0C) 1124 2475,75 4545,67 - Hệ số A xác định theo t0. 1,005 1,0325 1,06 Đồ thị qatr = f(t0) Từ đồ thị Þ t0 = -25,33 (0C). Thoả nhiệt bay hơi ban đầu chọn bằng -26oC CHƯƠNG VII: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 7.1 NHIỆT THẢI NGƯNG TỤ QK: Nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ Qk (kW) là nhiệt lượng mà không khí làm mát phải lấy đi: Qk = m.qk = m.(h2 - h3), kW. = 0,01798x (460 - 250) = 3,7758 (kW). 7.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DÀN NGƯNG TỤ: Bề mặt truyền nhiệt của dàn ngưng tụ là chùm ống đồng bố trí song song có cánh phẳng bằng nhôm lồng vào ống: Đường kính ngoài của ống: dng = 0,012 (m). Đường kính trong của ống: dtr = 0,010 (m). Bước cánh: Sc = 0,004 (m). Bề dày cánh: dc = 0,0004 (m). Bước ống: S1 = 0,045 (m). S2 = 0,045 (m). Diện tích cánh của 1m ống: Diện tích khoảng giữa các cánh của 1m ống: (m2/m) Tổng diện tích mặt ngoài có cánh của 1m ống: F = F0 + FC = 0,956 + 0,0339 = 0,9899 (m2/m) Diện tích bề mặt trong của 1m ống: Ftr = p.dtr = 3,14 x 0,01 = 0,0314 (m2/m) Hệ số làm cánh: 7.3 TÍNH CHỌN DÀN NGƯNG TỤ: Chọn độ chênh lệch nhiệt độ của không khí trong bình ngưng: Dt = 80C. Nhiệt độ không khí bên ngoài trong khi xe chuyển động: t1 = 37,30C. Nhiệt độ không khí khi ra khỏi bình ngưng: t2 = t1 + Dt = 37,3 + 8 = 45,30C. Nhiệt độ trung bình của không khí trong bình ngưng là: (0C) Các thông số của không khí ở 41,30C là: Ckk = 1 (kJ/kgK) rkk = 1,1245 (kg/m3) lkk = 2,767.10-2 (W/mK) nkk = 17,059.10-6 (m2/s) Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit Dttb: 13,61(0C) Lượng không khí cần thiết để giải nhiệt bình ngưng: (kg/s) Thể tích không khí giải nhiệt: (m3/s) 7.3.1 Xác định hệ số tỏa nhiệt về phía không khí: Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí với chùmống có cánh phẳng hình chữ nhật có thể xác định từ công thức: Đường kính tương đương: Chọn vận tốc không khí: w = 4,5 (m/s). Độ nhớt động học của không khí ở 41.3 (0C): n = 17,059.10-6 (m2/s). Chọn số cụm ống theo chiều chuyển động của không khí: z = 1. Chiều dài cánh theo chiều chuyển động của không khí: L = S2.z = 0,045 x 1 = 0,045 (m). Tỉ số: Số mũ n: Số mũ m: Hệ số A:tra trong tài liệu [1] theo tỉ số L/dtđ. Với L/dtđ = 6,9318 Þ A = 0,195. Hệ số B: Hệ số C: C = A.B=0,195 x 0,94912 = 0,185 Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí: Hệ số dẫn nhiệt của không khí ở 41.30C: l = 0,0276 (W/mK) (W/m2K) Thông số m: lc: hệ số dẫn nhiệt của nhôm: lc = 203,5 (W/mK). Chiều cao quy ước của cánh: h’ = 0,5dng(r - 1)(1 + 0,35lnr) (m) Đối với cánh hình vuông: B = S1 = S2 = 0,045 (m) Þ h’ = 0,5 x 0,012 x (4,3 – 1)(1 + 0,35ln4,3) = 0,03004 (m) Thông số: mh’ = 24,2403x 0,03004 = 0,72818 Hiệu suất cánh: được tra theo bảng trong tài liệu [1] dựa vào tích số mh’. Với mh’ = 0,72818 Þ E = 0,7802. Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí quy đổi theo bề mặt trong của ống: Y: hệ số kể đến sự truyền nhiệt không đều theo chiều cao cánh: Y = 0,85. Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống: Với: Dtv = tk – tv: độ chênh nhiệt độ trung bình giữa nhiệt độ ngưng tụ và vách ngoài. Dttb: độ chênh nhiệt độ trung bình giữa môi chất ngưng tụ và môi trường làm mát. dth = 0,002 (m): bề dày của thép. lth = 45,3 (W/mK): hệ số dẫn nhiệt của thép (m2K/W) 7.3.2 Xác định hệ số tỏa nhiệt về phía R134a: Các thông số vật lý của R134a ở tk = 55,30C là: l = 72,84.10-3 (W/mK) m = 177.10-6 (Ns/m2) r = 1203,65 (kg/m3) n = 0,16725.10-6 (m2/s) Hệ số tỏa nhiệt về phía R134a: Mật độ dòng nhiệt về phía R134a: qatr = aa.Dtv = 3522.Dtv- 0,25.Dtv = 3522.Dtv0,75 Giải phương trình: Dùng phương pháp lặp, ta tìm được Dtv = 11.360C Mật độ dòng nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt trong của ống: qtr = 9750.5044 x (13.6-11.36)= 21841 (W/m2) Diện tích bề mặt trong của bình ngưng: (m2) Lượng không khí cần thiết để giải nhiệt bình ngưng: (kg/s) Thể tích không khí giải nhiệt: (m3/s) rkk ở 41,30C = 1,1245(kg/m3) Diện tích cho không khí đi qua: (m2). Diện tích bề mặt truyền nhiệt của 1 cụm ống: Số cụm ống trong dàn lạnh: (cụm) Kết quả tính được chưa phù hợp với giá trị chọn ban đầu z=1 nên ta phải chọn lại một số giá trị z và thực hiện phép lặp Tiếp tục chọn z=2;3;4;5 và thực hiện các bước như trên ta có bảng kết quả: Các đại lượng Số cụm ống theo chiều chuyển động của không khí z 1 2 3 4 5 Chiều dài cánh L=S2.z, m 0.045 0.09 0.135 0.18 0.225 Tỷ số L/dtđ 6.931818 13.86363 20.79545 27.72727 34.65909 Số mũ n=0,45+0,0066. 0.49575 0.5415 0.58725 0.633 0.67875 m= -0,28+0,08. -0,143001983 Hệ số A 0.195 0.142 0.104 0.0748 0.05228 Hệ số B=1,36-0,24. 0.949005948 Hệ số C=A.B 0.185056 0.134758 0.098696 0.070985 0.049614 Trị số Nu=C.Ren. 5.625096 5.215238 5.067293 4.917180 4.679830 Hệsố toả nhiệt về phía không khí , W/m2.K 23.91518 22.17266 21.54367 20.90546 19.89636 Thông số m 24.24039 23.34058 23.00714 22.66379 22.11004 Chiều cao quy ước của cánh h’ = 0,5dng(r - 1)(1 + 0,35lnr) (m) 0.030041683 Đại lượng mh' 0.728222 0.701190 0.691173 0.680858 0.664223 Hiệu suất cánh E 0.7802 0.783 0.78348 0.78586 0.7921 Hệ số toả nhiệt về phía không khí quy đổi theo bề mặt trong của ống 508.4252 472.9858 459.8358 447.5005 429.1110 Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống: 9750.504 9325.234 9161.303 9004.365 8764.507 Hệ số tỏa nhiệt về phía R134a: 3522.62Dtv0,75 Nhiệt độ 11.36 11.29 11.25 11.22 11.16 Mật độ dòng nhiẹt về phía không khí quy đổi theo bề mặt trong của ống: qtr = aqtr(Dttb – Dtv) 21841.13 21541.29 21529.06 21430.39 21385.40 Diện tích bề mặt, m2 0.17 0.18 0.18 0.18 0.18 Lượng không khí qua bề mặt , kg/s 0.471975 Thể tích không khí qua dàn lạnh , m2 0.419719876 Diện tích không khí đi qua 0.093271083 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của 1 cụm ống , m2 0.098659849 Số cụm ống làm việc song song z 1.752239 1.776629 1.777638 1.785823 1.789580 Vậy ta chọn z=2 Tổng chiều dài ống trong một cụm ống: (m) Số hàng ống trong một cụm ống: = Làm tròn m=6 K: tỉ số giữa chiều rộng và chiều cao của cụm ống. Chọn K = 2 Thử lại với m=6 thì : Chiều dài của một ống trong một cụm ống: (m) Chọn l = 0,6(m). Vậy dàn ngưng tụ gồm 2 cụm ống theo chiều chuyển động của không khí, trong mỗi cụm ống có 6 ống, và chiều dài mỗi ống là 0,6m CHƯƠNG VIII: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 8.1 TÍNH BÌNH CHỨA CAO ÁP: Bình chứa cao áp được bố trí về phía cao áp nằm sau bình ngưng. Nó giải phóng bề mặt truyền nhiệt của bình ngưng khỏi lớp chất lỏng, đồng thời cung cấp đồng đều một lượng lỏng cho van tiết lưu. Theo quy định về an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể tích của toàn bộ hệ thống dàn bay hơi trong hệ thống lạnh có bơm cấp môi chất lỏng từ trên và 60% thể tích trong hệ thống lạnh cấp lỏng từ dưới lên. Khi vận hành, mức lỏng của bình cao áp chỉ được phép choán 50% thể tích bình. Đối với các máy lạnh freôn: V = (1500 -:- 2250).G.v Với : G: lượng tác nhân đi qua bình chứa cao áp, kg/s. G = 0,01798(kg/s) với điều kiện môi chất lỏng có lưu lượng không đổi trong toàn chu trình lạnh. v: thể tích riêng của chất lỏng ở nhiệt độ tk = 55,30C, v = 0,927825.10-3 (m3/kg) =>V = (1500 ¸ 2250) x 0,01798 x 0,9278.10-3 = 0,025 ¸ 0,03753 (m3) => Chọn bình chứa có thể tích chứa V = 0,03 (m3). 8.2 TÍNH THIẾT BỊ HỒI NHIỆT: Phụ tải nhiệt của bình hồi nhiệt: QHN = G.[x.(i2 – i’’) + (1 – x)(i2 – i’)] = G.(iw1 – iw2) = G.qHN Với G: lượng R134a đi qua bình hồi nhiệt, kg/s. i2: entalpi của hơi ra khỏi bình hồi nhiệt. i’, i’’: entalpi của freôn lỏng và của hơi freôn trên đường bão hòa P0 (T0), kJ/kg. iw1, iw2: entalpi của freôn lỏng khi vào và ra khỏi bình hồi nhiệt, kJ/kg. Giá trị của iw1 và iw2 ứng với giá trị h3’ và h3 trên chu trình lạnh. Þ qHN = iw1 – iw2 = h3’ – h3 = 270 – 250 = 20 (kJ/kg). Þ QHN = G.qHN = 0,01798 x 20 = 0,3596 (kW). Nhiệt độ của freôn lỏng khi ra khỏi bình hồi nhiệt: tw2 = t3 = 350C. Nhiệt độ của freôn lỏng khi đi vào bình hồi nhiệt: tw1 = tk = 55,30C. Nhiệt độ trung bình của freôn lỏng trong bình hồi nhiệt: (0C) Các thông số vật lý của R134a lỏng ở 45,150C như sau: v = 0,196.10-6 (m2/s) r = 1273,745 (kg/m3). l = 76,688.10-3 (W/mK) Cp = 1,293(kJ/kg.K) Nhiệt độ trung bình của hơi quá nhiệt: (0C) Các thông số vật lý của hơi quá nhiệt ở tqn = -16 (0C) n = 1,35.10-6 (m2/s) r = 8,2137 (kg/m3). l = 8,41.10-3 (W/mK) Cp = 0,5954 (kJ/kg.K) Bình hồi nhiệt có ống xoắn trơn, bằng đồng, có đường kính: dtr = 0,01 (m), dng = 0,012 (m). Đường kính của cái lõi D1 phải chọn sao cho không nhỏ hơn 8.dng. Chọn D1 = 0,1 (m). Đường kính trong của thân bình hồi nhiệt D2 = 0,157 (m). Hai cuộn ống xoắn lồng vào nhau cách nhau 1,5 (mm) đồng thời cũng cách đều hai vách 1,5 (mm) mỗi phía. Các vòng tròn trên một cuộn xoắn cách đều nhau một khoảng bằng 5 (mm). Thể tích hơi quá nhiệt đi qua bình hồi nhiệt: (m3/s) Diện tích hình vành khăn của bình hồi nhiệt: (m2) Diện tích choán chỗ của hai cuộn ống xoắn: (m2) Diện tích cho hơi quá nhiệt đi qua: Fh = FHN – Fx = 0,0115 – 0,009684 = 0,001816 (m2) Vận tốc hơi quá nhiệt chuyển động trong bình hồi nhiệt: (m/s) Trị số Re của hơi: Nu = C.Rem.Prn.ez Tính ở chế độ chảy quá độ đối với chùm ống bố trí song song và xác định theo bảng trong tài liệu [1]: C = 0,27;m = 0,63;n = 0,36;ez = 1 với z ³ 14 Þ Nu = 0,27 x 10714,630,63 x 0,7850,36 x 1 = 85,583 Hệ số tỏa nhiệt về phía hơi quá nhiệt: (W/m2K) Thể tích freôn lỏng chuyển động trong ống: (m3/s) Vận tốc của freôn lỏng trong ống: (m/s) Với n = 2 là số ống xoắn làm việc song song. Đây là chế độ chảy rối cho nên: Nu = 0,021Re0,8Pr0,43e1 Vì e1 = 1. Þ Nu = 0,021 x 4587,59780,8 x 4,20140,43 x 1 = 33,0786 Hệ số tỏa nhiệt về phía freôn lỏng khi chưa có hiệu chỉnh: (W/m2K) Hệ số hiệu chỉnh chuyển động xoắn ống: Với Rtb: bán kính uốn cong trung bình của hai cuộn ống xoắn: (m) Hệ số tỏa nhiệt về phía freôn lỏng sau khi đã hiệu chỉnh: aw = aw’.ex = 253,673 x 1,28 = 324,70(W/m2K) Hệ số truyền nhiệt quy đổi theo bề mặt ngoài: Với dv = 0,001 (m): bề dày của vách ống. lv = 383,8 (W/mK): hệ số dẫn nhiệt của vách ống bằng đồng. Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit: (0C) Diện tích truyền nhiệt của bình hồi nhiệt: (m2) Chiều dài ống đồng: Số vòng xoắn trên mỗi cuộn ống xoắn: (vòng) Chọn n = 4 (vòng) d1: đường kính trung bình của cuộn ống xoắn trong, m. d2: đường kính trung bình của cuộn ống xoắn ngòai, m. Chiều dài của mỗi cuộn ống xoắn là: l = n.dng + (n – 1).D = 4x 12 + (4 -1 ) x 5 = 63 (mm). D = 5 (mm): khoảng cách giữa hai vòng xoắn. Như vậy thiết bị hồi nhiệt có các thông số đã được chọn và tính toán ở trên. 8.3 TÍNH ĐƯỜNG ỐNG DẪN: Đường kính trong của ống dẫn được tính theo biểu thức: (m) Với : G: lưu lượng tác nhân lạnh đi trong ống, kg/s. r: khối lượng riêng của tác nhân lạnh, kg/m3. w: vận tốc chuyển động của tác nhân lạnh, m/s. Tốc độ w có thể chọn như sau: Đường hút máy nén: w = 8– 15 (m/s). Đường đẩy máy nén: w = 10 – 18 (m/s). Đường dẫn lỏng: w = 0,5 – 1,25 (m/s). 8.3.1 Ống dẫn hơi hút: Tại điểm 1: r = 7,864 (kg/m3). Chọn w = 10 (m/s). (m) Chọn dtr theo chuẩn = 20(mm) 8.3.2 Ống đẩy: Tại điểm 2: r = 65,8 (kg/m3). Chọn w = 12 (m/s). (m) Chọn dtr theo chuẩn = 8 (mm) 8.3.3 Ống dẫn R134a lỏng: Tại điểm 3’: r = 1058,3 (kg/m3). Chọn w = 0,7 (m/s). (m) Chọn dtr theo chuẩn = 8 (mm) CHƯƠNG IX: TÍNH SƠ BỘ GIÁ THÀNH Bảng tính giá thành sơ bộ: STT Chi tiết, thiết bị Đơn giá (triệu đồng) Số lượng (cái) Thành tiền (triệu đồng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Xe ISUZU Thùng bảo ôn Máy nén lạnh Động cơ điện Động cơ Diesel Thiết bị bốc hơi Thiết bị ngưng tụ Van tiết lưu Thiết bị hồi nhiệt Bình chứa cao áp Bình tách lỏng Phin lọc Quạt dàn lạnh Quạt dàn ngưng Bộ điều khiển tự động Các chi tiết khác Công lắp ráp 250 80 22 4 28 7 5 1,1 2 1,5 2 0,4 0,2 0,2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 250 80 22 4 28 7 5 1,1 2 1,5 2 0,4 0,4 0,4 20 1 2 Tổng cộng 426,8 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thanh Kỳ, Máy lạnh, NXB Giáo dục 1994. [2] Nguyễn Văn Lục, Hướng dẫn đồ án môn học Máy và Thiết bị lạnh, ĐH Bách Khoa Tp.HCM 1993. [3] Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB Khoa học Kỹ thuật 1999. [4] Nguyễn Oanh, Ô tô thế hệ mới- Điện lạnh ô tô, NXB Giao thông vận tải. [4] Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy, Môi chất lạnh, NXB Giáo dục 1998. [5] Nguyễn Đức Lợi, Kỹ thuật lạnh ứng dụng, ĐH Bách Khoa Hà Nội. [6] Lê Chí Hiệp, Kỹ thuật điều hòa không khí, NXB Khoa học Kỹ thuật 1997. [7] Nguyễn Đức Lợi-Phạm Văn Tuỳ, Máy và thiết bị lạnh, Nhà xuất bản Giáo Dục.