Lựa chọn phương án thiết kế và tính toán chu trình nhiệt

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 32 3.1 Lựa chọn phƣơng án thiết kế. 3.1.1 Lựa chọn hệ thống điều hòa không khí. Theo tài liệu [3, trang 35] ta có hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ,… để tiến hành các quá trình xử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh , khử ẩm, tách ẩm,… điều chỉnh khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, áp suất, độ nhiểm chéo,…không khí tươi và sự tuần hoàn phân phối không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ của con người. Việc phân loại và chọn lựa các hệ thống điều hòa không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên có thể phân loại và chọn lựa các hệ thống điều hòa không khí theo một số loại cơ bản sau:  Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc (Water Chiller, Air Cooled Water Chiller). Theo tài liệu [3, trang 73] thì hệ thống điều hòa trung tâm nước là một hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU. Hệ thống điều hòa trung tâm nước có 2 loại, loại giải nhiệt bình ngưng bằng nước, loại giải nhiệt bình ngưng bằng không khí. Nhưng loại giải nhiệt bình ngưng bằng không khí thường có công suất nhỏ hơn loại giải nhiệt bình ngưng bằng nước nên đối với các công trình lớn thì chúng ta thường chọn Chiller có giải nhiệt bình ngưng bằng nước. Hình 3.1 là nguyên cụm Water Chiller giải nhiệt dàn ngưng bằng gió và hình 3.2 là cụm Water Chiller giải nhiệt bình ngưng bằng nước. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT Chƣơng III Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 33 Hình 3.1 Hình 3.2  Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc chủ yếu bao gồm: Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 120C xuống 70C. Hệ thống ống dẫn nước lạnh. Hệ thống nước giải nhiệt. Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm màu đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp. Ở hệ giải nhiệt bằng gió thì còn ứng dụng nguyên lý bơm nhiệt được để sưởi ấm vào mùa đông. Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh (hay sưởi ấm) không khí bằng nước lạnh (hay nước nóng) có tên gọi là AHU (Air Handling Unit) hoặc FCU (Fan Coil Unit). Hệ thống ống gió tươi, ống gió hồi, ống gió cấp, ống gió vận chuyển và các miệng phân phối gió. Hệ thống tiêu âm và giảm âm. Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và tiệt khuẩn cho không khí. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 34 Bộ làm lạnh không khí sơ bộ - PAU (Preliminary Air Handling Unit) nếu có. Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Hệ thống giải nhiệt nước cho bình ngưng như là tháp giải nhiệt bằng gió hoặc là bình nhưng được giải nhiệt trực tiếp bằng không khí. Hình 3.3 Máy làm lạnh nước cùng hệ thống bơm nước thường được bố trí dưới tầng hầm hoặc tầng trệt và tháp giải nhiệt đặt trên lầu thượng. Còn đối với hệ thống mày làm lạnh nước giải nhiệt gió thì thường được đặt trên lầu thượng. Nước được làm lạnh xuống 70C trong bình bay hơi rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt AHU hoặc FCU. Tại đây nước nhận nhiệt của không khí được thổi qua dàn lạnh và tăng lên 120C và lại được bơm đẩy trở về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 70C, khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh. Đối với hệ thống nước lạnh kín (không có dàn phun) thì cần thêm bình giãn nỡ đặt trên lầu thượng để cấp thêm nước cho hệ thống giãn nỡ khi thay đổi nhiệt độ. Còn không khí trước khi được thổi qua FCU hoặc AHU thường có nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí ngoài trời, sau khi bay qua FCU hoặc AHU thì nhả nhiệt cho các Coil lạnh hấp thụ và giảm nhiệt độ xuống rất thấp và được thồi vào phòng để làm mát phòng với nhiệt độ cài đặt thông thường khoảng 220C – 240C. Hình 3.3 - Sơ đồ nguyên lý, máy làm lạnh nước Chiller.  Hệ thống trung tâm làm lạnh nƣớc có các ƣu điểm cơ bản sau: Có vòng tuần của chất tải lạnh tới không gian cần điều hòa là nước nên rất qan toàn, không sợ bị ngộ độc hay tai nạn do rò rỉ đường ống môi chất lạnh ra ngoài. Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian cần điều hòa theo từng phòng riêng biệt, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 35 Thích hợp cho các tòa nhà như các khách sạn, cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan. Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng. Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hóa chất và mùi,…đáp ứng yêu cầu tốt nhất cho các tiêu chuẩn của phòng sạch như độ sạch, độ ẩm , nhiệt độ, … Ít phải bảo dưỡng, sửa chữa,… Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế. So với hệ thống điều hòa VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên rất dễ kiểm soát. Tránh được rò rỉ môi chất lạnh, chống gây nguy hiểm do môi chất lạnh rò rỉ gây nên.  Hệ thống trung tâm làm lạnh nƣớc có các nhƣợc điểm cơ bản sau: Vì dùng nước làm môi chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động thì tổn thất Energy lớn hơn… Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU, AHU. Vấn đề cách nhiệt cho đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp để tránh hiện tượng đọng sương có thể gây hư hỏng những vật dụng ở phía dưới đường ống vì độ ẩm ở Việt Nam rất cao. Lắp đặt khó khăn. Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề. Cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU hoặc AHU.  Máy điều hòa VRV giải nhiệt gió. Do những hệ thống máy điều hòa không khí nói trên đều có nhiều nhược điểm như công suất nhỏ, công kềnh, độ tin cậy chưa cao, tính kinh tế chưa cao, vận hành còn gặp nhiều khó khăn tong tự động hóa, tốn diện tích lắp đặt,… thì vào năm 1982 hãng DAIKIN của Nhật bản cho ra đời hệ máy điều hòa VRV để lắp đặt cho các tòa nhà cao tầng, chung cư cao tầng, …mà trước đây hầu như chỉ do một hệ thống trung tâm nước đảm nhận. Hình 3.4 là máy điều hòa VRV – II giải nhiệt gió của DAIKIN. Hình 3.4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 36 Càng ngày thì DAIKIN càng cho ra đời các phiên bản của VRV như VRV I, VRV II, VRV III, …với nhiều tính năng vượt trội. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất dựa theo công nghệ như VRV nhưng lấy tên khác như là VRF, RMV (của REETECH), SET FREE, một mẹ nhiều con của AIKIBI, …Hình 3.5 là hệ máy trung tâm (môt mẹ nhiều con – VRV) của AIKIBI. Hình 3.5  Hệ VRV II có những đặc điểm sau: Dàn nóng: o Dàn nóng giải nhiệt gió có dải công suất động cơ từ 5, 8, 10, …, 48HP (cách nhau 2kW mỗi loại). Năng suất lạnh từ 14,4kW đến 139kW, trung bình 2,9 kW/1HP. o Dàn nóng có ba loại: 1 chiều lạnh, 2 chiều nóng lạnh, loại thu hồi nhiệt ( đồng thời một số dàn làm lạnh, một số dàn khác sưởi ấm) o Dàn nóng có từ 1 tới 4 máy nén, trong đó có một máy nén biến tần. o Điều chỉnh năng suất lạnh từ 21 cấp (5HP) trở lên (4% - 100%). o Một dàn nóng có thể kết nối tối đa 40 dàn lạnh. Dàn lạnh: o Có 9 kiểu dàn lạnh khác nhau với 6 cấp năng suất lạnh. o Khi chọn công suất cho dàn lạnh và dàn nóng cho phù hợp, hay chọn số máy nén thì đều có bảng tra (theo cột và hàng) để tìm ra các dãy công suất phù hợp cho máy nén, dàn lạnh hay dàn nóng. Môi chất lạnh: o Hiện nay Daikin chế tạo VRV với hai loại môi chất lạnh là R22 và R410A. Trong tương lai thì các loại môi chất lạnh R410A, R134A,… sẽ thay thế R22. Chiều dài đường ống gas: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 37 o Hiện nay thì các hệ VRV đã có thể kêt nối giữa dàn nóng và dàn lạnh với khoảng cách đường ống gas dài tới 150m, trên thực tế thì chiều dài tương đương là khoảng 170m. o Độ cao chênh lệch giữa dàn ống và dàn lạnh là 50m và độ cao chênh lệch giữa các dàn lạnh có thể là 15m. Các modul dàn nóng cũng có thể lắp ở độ cao chênh lệch tới 5m. Do đó việc bố trí máy dễ dàng cho các tòa nhà đến 20 tầng là một điều rất dễ dàng.  Ƣu nhƣợc điểm so với hệ thống trung tâm nƣớc. Năng suất lạnh: o Có khả năng thích ứng cao hơn với mọi nhu cầu về năng suất lạnh từ 7 đến hàng ngàn kW, trong khi đó các tổ máy làm lạnh nước có số bậc điều chỉnh nhỏ hơn nhiều. o Không gian và thời gian lắp đặt: o Nhỏ hơn nhiều vì đường ống gas rất bé so với đường ống nước và đường ống gió. o Thời gian lắp đặt hệ VRV cũng nhỏ hơn vì nó đơn giản hơn hệ làm lạnh nước. o Độ tin cậy trong thi công cũng cao hơn. o Hệ VRV này không cần phòng máy và phòng AHU do đó giải phóng được mặt bằng để sử dụng cho các mục đích khác. o Công việc thi công lắp đặt dàn nóng cũng đơn giản hơn vì chúng có thể đưa lên sân thượng nhờ vào thang máy. Vận hành: o Không cần đội vận hành chuyên nghiệp luôn túc trực như hệ làm lạnh nước trung tâm vì khả năng tự động hóa cao nên chúng có thể hoạt động hoàn toàn tự động trong suốt cả năm. Sử dụng chúng ngoài giờ hành chính: o Hầu hết các tòa nhà cao tầng thì đều hoạt động vào giờ hành chính nên có một số phòng như phòng giám đốc, vi tính, quản lý, thông tin liên lac,…phải hoạt động ngoài giờ thì viêc sử dùng hệ trung tâm nước rất là bất tiện, có khi lại phải lắp riêng cho các loại phòng này bằng các máy điều hòa cục bộ. Trong khi dùng hệ VRV thì có thể sử dụng 24/24 với bất kỳ % tải lạnh nào, ở bất kỳ phòng nào. Tổn thất do quá trình nhiệt: o Khi các tòa nhà cao ốc tới giờ nghỉ viêc thì lượng nước còn lại trong đường ống có nhiệt độ 70C sẽ phải để vậy cho tới sáng mai. Qua đêm nhiệt độ nước này bị nóng lên. Đến sáng hôm sau, toàn bộ khối nước đó lại phải làm lạnh xuống 70C . Đó là một tổn thất nhiệt. Còn với hệ VRV thì do làm lạnh trực tiếp bằng gas nên tồn thất quán tính nhiệt có thể xem bằng 0. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 38 Khả năng tính tiền điện riêng biệt: o Trong các tòa nhà cao tầng, các chung cư cao tầng thì viêc tình tiền điện cho hệ thống điều hòa là một điều hết sức phức tạp nếu đó là đối với hệ thống trung tâm làm lạnh nước. o Thường thị họ hay tính theo diện tích mặt bằng của căn hộ nhưng cách làm này không hoàn toàn chính xác vì các căn hộ đều có nhu cầu sử dụng là hoàn toàn khác nhau. o Nếu muốn tính chính xác thì phải đầu tư thiết bị do lưu lượng nước lạnh cung cấp cho căn hộ đó như các đồng hồ do lưu lượng nước sinh hoạt hay các đồng hồ BTU Meter. Sưởi ấm vào mùa đông: o Với hệ VRV thì vấn đề này là rất rất dễ dàng với loại máy hai chiều (bơm nhiệt). Trong khi đó hệ thống trung tâm nước giải nhiệt bằng nước hầu như không cò chức năng này, chỉ có hệ giải nhiệt bằng gió mới có thể sưởi ấm bằng bơm nhiệt. Khả năng mở rộng công nghệ: o Hệ VRV có thể mở rộng công suất một cách dễ dàng trong khi đó hệ trung tâm làm lạnh nước không có khả năng này vì sẽ phải thay đổi lại hầu như toàn bộ hệ thống đường ống nước. Vốn đầu tư: o Trước đây thì VRV có đắt hơn nhưng gần đây thì gần như là ngang nhau về giá cả. Giá vận hành: o Hệ VRV ứng dụng được nhiều công nghệ tự động hóa cao, tập trung nhiều vào việc tự động điều chỉnh công suất lạnh cho phù hợp với từng không gian và thời gian nên rất tiết kiệm điện hơn so với hệ trung tâm làm lạnh nước. o Ở Việt Nam thì các công trình VRV tiết kiệm được khoảng 30% tiền điện so với hệ trung tâm làm lạnh nước.  Lựa chọn hệ thống điều hòa thích hợp cho công trình. Theo tài liệu [3, trang 92] thì việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí thích hợp cho công trình là hết sức quan trọng, nó đảm bảo cho hệ thống đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu của công trình. Nói chung, một hệ thống điều hòa không khí thích hợp khi thỏa mãn các điều kiện, các yêu cầu do một công trình đề ra như cả về mặt kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường, sự tiện dụng về vận hành, bảo dưỡng, sữa chữa, độ an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế cao. Ví dụ khi áp dụng hệ thống điều hòa không khí cho chung cư cao tầng ở Việt Nam thì phải chú tới cả vấn đề tính tiền điện điều hòa nữa vì chúng ta chưa có thói quen tính tiền điện theo m2 sàn. Khi đó chúng ta phải nghĩ tới phương án kết hợp các thiết bị do lưu lượng nước chảy vào các FCU hoặc AHU của từng phòng hoặc của từng khu vực, từng tầng để từ đó quy ra giá điện trung bình cho từng đơn vị lưu lượng Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 39 và suy ra giá tiền điện điều hòa cho từng căn hộ một cách chính xác nhất nếu chúng ta áp dụng hệ điều hòa trung tâm nước cho các chung cư cao tầng, các tòa nhà cao ốc văn phòng cho thuê, ... Ngoài ra khi lựa chọn hệ thống điều hòa không khí cho công trình thì chúng ta cần dựa vào một số các yêu tố nữa như sau: Vùng khí hậu thiếu nước sinh hoạt thì không thể chọ hệ trung tâm giải nhiệt nước mà phải chọn hệ trung tâm giải nhiệt gió hoặc hệ VRV,… Vùng có khí hậu ẩm ướt, độ ẩm không khí quá cao thì không nên chọn phương án giải nhiệt nước vì khi đó tháp giải nhiệt làm việc kém hiệu quả. Nếu công trình cần điều hòa tiện nghi thì phải nghĩ đến ngasy việc khống chế tiếng ồn dưới mức cho phép ngoài nhiệt độ và độ ẩm đã đạt được tiện nghi. Như vậy cần phải chọn máy có độ ồn thấp đó là các kiểu máy tách rời, VRV, trung tâm làm lạnh nước. Nếu công trình là khu công nghiệp, thương nghiệp, nhà xưởng,…có thể chấp nhận được tiếng ồn thì có thể chọn máy nguyên cụm hay loại có dàn ngưng đặt xa để vừa gọn, vừa giá cả phải chăng,… Nếu công trình là các trường quay, studio, phòng ghi âm, phòng phát thanh, hòa nhạc thì vấn đề tiêu âm, chống ồn, chống rung thì càng được quan tâm tới hàng đầu. Do đó chọn các máy tách rời, VRV, trung tâm làm lạnh nước là phù hợp nhưng phù hợp hơn vẫn là máy trung tâm làm lạnh nước vì trong mỗi phòng chỉ có miệng gió được bố trí thổi gió vào nên tiếng ồn sẽ được giảm hơn là có gắn cả dàn lạnh trong phòng như hệ VRV hoặc hệ tách rời. Hệ VRV thích hợp cho nhiều dạng nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn, giống như hệ thống trung tâm nước với mọi kích cỡ bề rộng, bề cao và phù hợp với mọi kiểu kiến trúc của tòa nhà. Hệ thống trung tâm nước ngoài ra còn phù hợp với các khu nhà xưởng sản xuất lớn như dệt, may mặc, in ấn, …nơi mà độ ẩm cần khống chế tương đối nghiêm ngặt. Nếu công trình cần độ sạch không khí cao thì thường người ta cũng phải sử dụng hệ thống điều hòa trung tâm nước vì đây có thể dễ dàng nố trí các thiết bị lọc khí, lọc tạp chất, hóa chất và khử mùi hiệu quả cao. Vốn đầu tư của công trình cho hệ thống điều hòa không khí cũng là một căn cứ quan trọng để chúng ta chọn lựa hệ thống nào cho phù hợp với số vốn đầu tư đó. Nếu công trình có vốn đầu tư nhiều và các căn cứ phía trước đều thỏa mãn cho hệ VRV thì phương án chọn hệ VRV là hoàn toàn hợp lý. Nhưng nếu số vốn đầu tư của công trình nhỏ hơn, không có khả năng sử dụng hệ VRV (vì hệ VRV thường đắt gấp 1,3 lần hệ trung tâm làm lạnh nước) thì lúc đó phương án chọn hệ trung tâm làm lạnh nước lại là một sự lựa chọn hợp lý. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 40 Kết luận: Công trình chung cư trung tầng cao cấp CR3.1 – A ở Phú Mỹ Hưng là một công trình vừa và lớn trong lĩnh vực điều hòa không khí. Với tổng diện tích điều hòa là gần 17000 m 2 , với hơn 9 kiểu không gian điều hòa không khí khác nhau, yêu cầu độ tiện nghi của không gian điều hòa là không được ồn quá mức cho phép của các căn hộ cao cấp, với tiêu cuẩn nhiệt độ và độ ẩm như ở chương I đã nói. Phú Mỹ Hưng thuộc khu vựa thành phố Hồ Chí Minh nên khí hậu tương đối mát mẻ, ổn định, nhiệt độ quanh năm thường cao hơn 310C nên không cần phải chọn máy có chế độ hai chiều (sưởi ấm vào mùa đông) và độ ẩm cũng thích hợp cho việc ứng dụng phương pháp giải nhiệt bằng nước dùng tháp giải nhiệt. Công trình CR3.1 – A là một mắt xích của dự án khu chưng cư, mua sắm, giải trí, thành phố mới của Crescent nên chủ đầu tư đã tính đến chuyện đầu tư một đội ngũ chuyên viên kỹ thuật tay nghề cao chuyên vận hành, bảo trì, bảo dưỡng hệ thống điện, hệ thống điều hòa hòa không khí cho từng tòa nhà một cách riêng biệt mà chuyên nghiệp. Các chung cư này xây dựng nên chủ yếu phục vụ cho mua sắm, giải trí, và cho thuê phòng ở ngắn hạn và dài hạn. Chủ đầu tư cũng đã đầu tư tiền sắm các thiết bị do lưu lượng nước lạnh cung cấp tới các FCU rồi tự động suy ra Btu/h và hiển thị trên màn hình LCD, từ đó việc tính tiền điện điều hòa không khí hoàn toàn chính xác và dễ dàng. Do đó dựa vào căn cứ trên ta thấy chọn phương án sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm làm lạnh nước giải nhiệt bằng nước (Water Cooled Water Chiller) là có nhiều ưu điểm và hợp lý với các căn cứ mà đã phân tích về đặc điểm của công trình CR3.1 – A ở Phú Mỹ Hưng. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm làm lạnh nước giải nhiệt bằng nước đã được chọn có các bộ phận chính như đã nêu ở phần trên và được tóm tắt lại như sau: Cụm máy làm lạnh nước là các cụm máy với tên gọi là Water Chiller. Các hệ thống đường ống nước, đường ống gió. Các hệ thống van và thiết bị điều khiển để tạo nên hệ thống hoạt động một cách tự động hoàn chỉnh. Các cụm bơm nước lạnh Chiller và bơm nước tháp giải nhiệt . Tháp giải nhiệt. Các FCU (Fan Coil Unit). Các PAU (Primary Air Unit) – bộ làm lạnh không khí sơ bộ. Các loại miệng gió, ống gió tôn, lưới lọc, phin lọc bụi,… Và các thiết bị khác,… 3.1.2 Lựa chọn tác nhân lạnh. Theo tài liệu [11] thì tác nhân lạnh (còn gọi là môi chất lạnh) là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thụ nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 41 Ở máy nén hơi, quá trình hấp thụ nhiệt ở môi trường lạnh được thực hiện nhờ quá trình bay hơi của môi chất ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp và quá trình thải nhiệt ở môi trường có nhiệt độ cao nhờ quá trình ngưng tụ của môi chất ở nhiệt độ cao, áp suất cao. a. Yêu cầu đối với môi chất lạnh. Do những đặc điểm của chu trình lạnh, hệ thống thiết bị và điều kiện vận hành, môi chất lạnh cần có những đặc điểm sau đây: Hóa học: o Phải bền vững trong phậm vi áp suất và nhiệt độ làm việc, không được phân hủy, không được polyme hóa. o Phải trơ, không ăn mòn các vật liệu chế tạo máy, không phản ứng với dầu bôi trơn, oxy trong không khí, hơi ẩm và tạp chất có trong máy lạnh. Tính an toàn cháy nổ. o Phải an toàn, không dễ cháy và dễ nỗ. Tính chất vật lý. o Áp suất ngưng tụ không được quá cao (<15 ÷ 20bar) o Nhiệt độ cuối tầm nén phải thấp, o Áp suất bay hơi không quá thấp (>1bar) o Nhiệt độ đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi nhiều, o Năng suất lạnh riêng thể tích càng lớn, máy càng gọn nhẹ. o Độ nhớt càng nhỏ, tổn thất áp suât trên đường ống càng nhỏ. o Hệ số dẫn nhiệt càng lớn càng tốt. o Dầu bôi trơn càng hòa tan nhiều môi chất lạnh thì càng dễ bôi trơn. o Càng hòa tan nước nhiều thì càng đỡ tắc van tiết lưu. o Không dẫn điện để có thể sử dụng cho máy nén kín và nữa kín. Tính chất nhiệt động. o Phải có hiệu suất năng lượng cao trong chu trình lạnh. Tính kinh tế. o Cần rẽ tiền dễ kiếm. o Sản xuất, vận chuyển, bảo quản dễ dàng. Tính chất sinh lý. o Không được độc hại đối với con người và cơ thể sống. o Không được ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm bảo quản. o Cần có mùi đặc biệt để dễ phát hiện rò rỉ. Nếu không có mùi có thể pha thêm chất có mùi nếu chất đó không ảnh hưởng đến chu trình lạnh. Môi trƣờng. o Không được phá hủy môi trường sinh thái, tầng ozone… Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 42 b. Một số loại môi chất lạnh thƣờng sử dụng. Freon 134a. o Là tác nhân lạnh thuộc nhóm HFC, công thức hòa học là CF3CH2F. o Không tham gia vào việc phá hủy tầng ozone nhưng có tác động làm gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển ở mức thấp. o Ở áp suất p= 4,15bar thì nhiệt độ sôi ts = 110 o C, ở p = 1,01bar thì ts = -26,07 o C, o Không gây cháy nổ. o Không ăn mòn vật liệu chế tạo máy, không độc hại. o Có tính chất nhiệt động tốt. o Hòa tan tốt trong dầu bôi trơn. o Không gây ảnh hưởng tới môi trường. o Giá thành tương đối đắt. o Áp suất làm việc của R134a tương đối cao nên cần chú ý tới việc đảm bảo độ kín cho hệ thống để tránh rò rỉ. o Tính chất nhiệt động của R134a rất giống với tính chất nhiệt động của R22, nhất là trong vùng có nhiệt độ trung bình, do đó việc thay thể R22 bằng R134a là điều rất dễ triển khai và có thể thực hiện hầu hết các ứng dụng kỹ thuật lạnh có nhiệt độ trung bình và trong điều hòa không khí. Freon R125. o Là tác nhân lạnh thuộc nhóm HFC, công thức hóa học là CF3CHF2. o Ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nhiệt độ sôi của R125 là ts = -48,5 o C. o Không phá hủy tầng ozone. o Mức độ gây hiệu ứng nhà kính thấp. o Không gây cháy nổ. o R125 được sử dụng hiểu quả trong những trường hợp nhiệt độ bốc hơi yêu cầu tương đối thấp bởi vì nhiệt độ bốc hơi thấp, áp suất tương ứng của R125 không quá nhỏ như những tác nhân lạnh khác nên hiệu quả thể tích sẽ tăng cao. o R125 đặc biệt hiệu quả cho quá trình quá lạnh, mức độ gia tăng năng suất lạnh đáng kể hơn các tác nhân lạnh khác. o R125 có một số nhược điểm như thời gian tác động vào bầu khí quyền khá lâu (28 năm), nhiệt độ tới hạn thấp (66oC) và tỉ số áp suất làm việc tương đối cao. o Do tỉ số áp suất làm việc tương đối cao nên R125 không thể sử dụng cho các máy lạnh có thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió, bởi vì khi giải nhiệt gió, nhiệt độ tác nhân lạnh trong quá trình nhưng tụ sẽ gia tăng, điều này sẽ làm giảm hệ số COP của máy lạnh. Freon R404a. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 43 o Là chất hòa trộn không đồng sôi được tạo nên từ các thành phần như R143a (52%), R125 (44%), R134a (4%). o Không phá hủy tầng ozone. o Mức độ gây hiệu ứng nhà kính thấp. o Không gây cháy nổ. o R404a thích hợp trong những ứng dụng cần nhiệt độ sôi thấp và có thể dùng dầu bôi trơn loại polyolester cùng với R404a. Freon R410a. o R410A là hỗn hợp gas cận azeotropic được tạo thành bởi HFC32 và HFC125. o Ít độc hại o Không cháy nỗ, o Hóa tính ổn định. o Tuy nhiên, vì mật độ bay hơi của R410a cao hơn mật độ không khí, cho nên nếu gas bị rò rỉ ra ngoài trong phòng kín thì nó sẽ nằm ở tầng thấp và gây nên thiếu ô xy. o Nếu R410a tiếp cận trực tiếp với ngọn lửa thì nó sẽ tạo thành khí độc. o Phải dùng R410a trong môi trường được thông gió tốt và hạn chế R410a đọng lại trong phòng. o Có thể nạp R410a bổ sung nếu R410a bị rò rỉ. o Áp suất làm việc của gas R410A cao gấp 1,6 lần so với R22 nên rất dể bị rò rỉ. Do đó phải chú ý tới việc gia tăng chiều dày đường ống gas, các mối hàn hay mối loe phải đảm bảo được sự chống rò rỉ gas và độ tin cậy phải tương đối cao. o R410a trong tương lai sẽ được thay thế R22 hầu như tất cả các máy điều hòa nhiệt độ. Lựa chọn tác nhân lạnh: o Nói chung, trong thực tế không có môi chất lạnh lý tưởng nào đáp ứng đầy đủ hết các yêu cầu trên. o Khi chọn môi chất lạnh thì chúng ta cần chọn môi chất nào mà nó phát huy tối đa được các ưu điểm và hạn chế tối thiểu được các nhược điểm trong từng ứng dụng cu thể là được. o Vậy ta chọn môi chất lạnh R134a để sử dụng cho hệ thống là hoàn toàn hợp lý. 3.1.3 Lựa chọn chất tải lạnh. Theo tài liệu [11] thì chất tải lạnh là chất trung gian nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh chuyền tới thiết bị bay hơi cấp cho môi chất lạnh sôi. Hệ thống lạnh dùng chất tải lạnh hay còn gọi là hệ thống lạnh gián tiếp. Chất tải lạnh đôi khi còn được gọi là môi chất lạnh thứ cấp. Chất tải lạnh có thể là nước hoặc không khí,… Do công trình thiết kế lớn, nhiều phòng, không gian khác nhau. Việc bố trí đường ống cho hệ thống chất tải lạnh đem lạnh tới các FCU, AHU là một việc làm hết sức khó khăn và phải tính toán kỹ lưỡng. Do đó ta chọn môi chất tải lạnh là nước, vì Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 44 khi đó đường ống cần bố trí cho chất tải lạnh rất là nhỏ gọn, đỡ tốn kém, ít tổn thất và ít tiếng ồn hơn so với chất tải lạnh là không khí. Nếu sử dụng chất tải lạnh là không khí đối với công trình điều hòa không khí trung tâm nhiều không gian nảy thì hệ thống đườn ống dẫn môi chất là không khí sẽ rất cồng kềnh, chiếm quá nhiều diện tích trên trần giả, rất dể bị rò rỉ, gây tổn thất không khí lớn, trở lực gây tổn thấp cột áp trong đường ống cũng lớn , ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ cũng như tính kinh tế của công trình và đôi khí rất phức tạp cho việc bố trí đường ống. Với chất tải lạnh là nước, việc bố trí và phân phối chuyển tải nước lạnh đến từng cụm xử lý không khí (FCU, AHU) là hoàn toàn đơn giản. Vì thế khả năng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm ở từng phòng dễ thực hiện hơn, đảm bảo được yêu cầu của từng phòng. Ngoài những vấn đề nêu trên, môi chất tải lạnh là nước còn có khả năng đáp ứng những yêu cầu vê kỹ thuật và tính kinh tế như: Không ăn mòn thiết bị. Giá thành rẻ, dễ tìm. Không gây cháy nỗ vào không gây độc hại cho người,.. Khả năn dẫn nhiệt tốt. Nhiệt độ sôi lớn. Nhiệt ẩn hóa hơi lớn nên không cần lưu lượng cao nếu cùng một nhu cầu phụ tải giống như môi chất tải lạnh là không khí. 3.2 Tính toán chu trình nhiệt. 3.2.1 Lựa chọn chu trình nhiệt. Đây là hệ thống điều hòa không khí nên yêu cầu về độ lạnh không sâu, nhiệt độ bay hơi của tác nhân lạnh không quá thấp. Do đó ta chọn chu trình nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí là chu trình nhiệt một cấp dùng máy nén hơi. Trong chu trình sử dụng môi chất lạnh là Freon R134a như ta đã lựa chọn ở trên, với nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh R134a thuộc trong khoảng (-260C ÷ 100C). Hình 3.6 trình bày sơ đồ nguyên lý của máy lạnh dùng hơi có van tiết lưu. Hình 3.6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 45 Hình 3.7 biểu diễn chu trình nhiệt trên đồ thị T-S và lgP-I. Hình 3.7a. Hình 3.7b Hơi Freon sau khi ra khỏi bình bay hơi (thường là hơi bảo hòa khô hoặc hơi quá nhiệt) ở điểm 1 (quy ước trên đồ thị) được dẫn vào máy nén ở áp suất po , sau đó được nén đoạn nhiệt đến điểm 2 ở áp suất pk (quá trình 1 - 2), tại đây giá trị entanpy S1 =S2. Ra khỏi máy nén, hơi quá nhiệt đó được tiếp tục đi vào bình ngưng để nhưng tụ, ở đây hơi ngưng tụ ở áp suất pk = const, thải nhiệt ra môi trường xung quanh và biến thành lõng sôi ở điểm 3 (quá trình 2 – 3), tại đây giá trị p2 = p3 = pk. Sau khi ra khỏi bình ngưng, tác nhân lạnh (dạng lỏng) đi qua van tiết lưu, áp suất từ pk bị giảm xuống po , nhiệt độ cũng giảm xuống to. Môi chất lạnh dạng lỏng sau khi đi qua van tiết lưu trở thành hơi bảo hòa ẩm ở điểm 4 ( quá trình 3 – 4). Trong quá trình tiết lưu (3 – 4), giá rị entanpi của hơi không đổi: i4 = i3. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 46 Hơi bảo hòa ẩm ở điềm 4 đi vào bình bay hơi, nhận nhiệt tại nguồn lạnh (nhiệt do nước hoặc không khí cung cấp) ở áp suất po = const và bay hơi biến thành hơi bảo hòa khô (điểm 1), ( hoặc hơi quá nhiệt) tại đây p4 = p1 = po, và được tiếp tục được hút vào máy nén. Và quá trình cứ tiếp tục theo vào tuần hoàn như vậy. Chu trình nhiệt được biểu diễn trên đồ thị T – S, lg p – I như hình 3.8a, b sau: Hình 3.8a Hình 3.8b Để đảm bảo máy nén không bị hút lẩn lỏng, hơi sau khi ra khỏi bình bay hơi được quá nhiệt lên đến điểm 1’( nhận nhiệt từ tác nhân lỏng sau khi ra khỏi bình nhưng). Để thực hiện quá trình này (1 – 1’) có nhiều phương pháp khác nhau, nhưng thường sử dụng nhất là dùng phương pháp hồi nhiệt hoặc là dùng phương pháp quá nhiệt ngasy trong bình ngưng, ở gần phía cuối bình ngưng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 47 Trong bình hồi nhiệt có sự trao đôi nhiệt giữa lỏng và hơi. Tác nhân lạnh ở trạng thái hơi bảo hòa khô sau khi ra khỏi bình bay hơi ở điểm 1, bay qua bình hồi nhiệt gặp tác nhân lỏng vừa ra khỏi bình nhưng và bay hơi tiếp tạo thành hơi quá nhiệt ở tại điểm 1’. Và tại bình ngưng lúc tác nhân lỏng ra khỏi bình ngưng rồi đi qua bình hồi nhiệt làm giảm nhiệt độ và áp suất của điểm 3 và biến điểm 3 thành điểm 3’. Hiện tượng này gọi là hiện tượng quá lạnh sau bình ngưng. 3.2.2 Chọn nhiệt độ thiết kế và tác nhân lạnh ở các trạng thái. a. Nhiệt độ sôi (t0). Đồ thị trên hình 3.9 biểu diển sự phụ thuộc của năng suất lạnh vào nhiệt độ sôi t0. Hình 3.9 Nhiệt độ sôi t0 ảnh hưởng rất lớn đến năng suất lạnh q0. Khi t0 giảm thì năng suất lạnh giảm đi một lượng ∆q0, công tiêu hao tăng lên và áp suất p0 cũng giảm theo. Do tỷ số nén 𝑝0 𝑝𝑘 tăng lên, làm tăng tổn thất thể tích trong máy nén, tổn thất trong van tiết lưu tăng lên, làm giảm hiệu suất máy nén, giảm năng suất lạnh, làm nhiệt độ cuối quá trình nén cao dẫn đến làm khả năn bôi trơn máy nén giảm và có thể làm dầu bôi trơn tự bốc cháy, gây hư hỏng máy nén. Theo [3, trang 222] thì khi nhiệt độ bay hơi giảm xuống 10C thì năng suất lạnh giảm 3,3%. Nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh trong ứng dụng cho điều hòa không khí mà cụ thể là trong máy àm lạnh nước (Water Chiller) thì chọn lớn hơn 00C nước được làm lạnh có nhiệt độ lớn hơn 00C nhằm tránh hiện tượng nước đóng băng gây vỡ ống, tắc ống. Vậy (theo [3, bảng 5.1, trang 214] ) ta chọn nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh R134a là t0 = 2 0 C. b. Nhiệt độ nƣớc lạnh ra khỏi bình bay hơi (t’’n) Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 48 Theo [3, trang 250] thì để đảm bảo tốt cho quá trình trao đổi nhiệt giữa nước và bề mặt ngoài của Coil lạnh, nên chọn độ chênh lệch giữa nhiệt độ nước ra khỏi bình bay hơi và nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh như sau: ∆tn = t ’’ n – t0 ≥ 3 0 C. Vậy ta chọn ∆tn = 5 0 C. => t’’n = t0 + 5 = 2 + 5 = 70C c. Nhiệt độ nƣớc lạnh vào FCU (t’FCU ). Khi nước đi từ bình bay hơi tới các FCU sẽ có sự tổn thất nhất định. Nhưng ta xem phần bù cho tổn thất này là hệ số động thời ở các thời điểm cực đại của mỗi FCU. Tức là tại một thời điểm nào đó, sẽ không có đồng thời xảy ra phụ tải cực đại tại các FCU ( do các hệ số đồng thời của bức xạ mặt trời, hệ số sử dụng phòng, hệ số bức xạ tức thời của nhiệt truyền qua tường, nhiệt chiếu sáng,..) nên sẽ có một phần công suất của Chiller sản xuất không dùng cho các FCU và có thể xem nó như là dùng một phần đó để bù vào các tổn thất trên đường ống. Do đó ta xem như không có tổn thất trên đường ống nước. Vậy: t ’ FCU = t ’’ n = 7 0 C. d. Nhiệt độ nƣớc lạnh ra khỏi FCU (t’’FCU). Cũng như phần trên, khi ta xem như không có tổn thất trên đường ống nước nên nhiệt độ nước ra khỏi FCU cũng chính là nhiệt độ nước trước khi đi vào bình bay hơi. Theo [3, trang 250] thì thông thường độ chênh lệch nhiệt độ qua bình bay hơi của Chiller là 50C. Như vậy thì nhiệt độ nước ra khỏi FCU và đi vào bình bay hơi là: t ’’ FCU = 7 + 5 = 12 0 C. e. Nhiệt độ nƣớc lạnh vào bình bay hơi (t’n) Chính là nhiệt độ nước lạnh vừa ra khỏi FCU. t ’ n = t ’’ FCU = 12 0 C. f. Nhiệt độ nƣớc ra khỏi tháp giải nhiệt (t’’T) Ta cũng xem như tổn thất nhiệt trên đường ống phía tháp giải nhiệt và bình ngưng là bằng không. Từ đó ta có nhiệt độ nước ra khỏi tháp giải nhiệt chính bằng nhiệt độ nước bắt đầu đi vào bình ngưng. Ta có công thức tính t’’T như sau: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 49 t ’’ T = tư + (3 ÷ 5 ) 0 C Trong đó tư là nhiệt độ nhiệt kế ướt. Tra đồ thị I – D của không khí ẩm khi biết trạng thái không khí ngoài trời là tN =34,6 0 C và 𝜑 = 74%, ta tra được tư = 29 0 C suy ra: t ’’ T = tư + (3 ÷ 5 ) 0 C = 29 + 4 = 33 0 C. g. Nhiệt độ nƣớc vào tháp giải nhiệt (t’T) Theo một số tài liệu thì độ chênh lệch nhiệt độ nước vào và ra khỏi tháp giải nhiệt là : ∆tT = t ’ T – t ’’ T = (2 ÷ 6) 0 C. Và theo [3, trang 250] ta chọn ∆tT = 5 0 C, vậy : t ’ T = 33 + 5 = 38 0 C. h. Nhiệt độ nƣớc vào bình ngƣng. Do bỏ qua tổn thất nhiệt độ trên đường ống nên nhiệt độ nước trước khi vào bình ngưng chính bằng nhiệt độ nước sau khi ra khỏi tháp giải nhiệt. t ’ BN = 33 0 C. i. Nhiệt độ nƣớc ra khỏi bình ngƣng. Do cũng bỏ qua tổn thất nhiệt độ trên đường ống nên nhiệt độ nước sau khi ra khỏi bình ngưng chính bằng nhiệt độ nước trước khi vào tháp giải nhiệt. t ’’ BN = 38 0 C. j. Nhiệt độ ngƣng tụ. Với đồ thị trên hình 3.10 biểu diễn sự phụ thuộc của năng suất lạnh vào nhiệt độ tk . Nhiệt độ ngưng tụ pk cũng ảnh hưởng rất nhiều tới năng suất lạnh cũng như tuổi thọ của dầu bôi trơn hay của máy nén. Khi nhiệt độ tk tăng thì làm giảm năng suất lạnh đi một lượng ∆q0, làm tăng tỷ số nén 𝑝𝑘 𝑝𝑜 . Nhưng mức độ ảnh hưởng của sự tăng nhiệt độ ngưng tụ ít hơn nhiều so với sự giảm nhiệt độ bay hơi. Như nói ở phần trước thì nếu cứ giảm 10C nhiệt độ bay hơi thì năng suất lạnh giảm khoảng 3,3% và nếu cứ tăng 10C nhiệt độ ngưng tụ thì năng suất lạnh sẽ giảm khoảng 1%. Theo một số tài liệu thì độ chênh lệch giữa nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ nước giải nhiệt ra khỏi bình ngưng là: ∆tk = tk – t ’’ BN ≥ 3 0 C. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 50 Ta chọn nhiệt độ chênh là ∆tN = 3 0 C, suy ra: tk = t ’’ BN + 3 = 38 + 3 = 41 0 C. Hình 3.10 3.2.3 Tính toán chu trình nhiệt. Như phần trên đã trình bày, với hệ thống điều hòa không khí sử dụng môi chất lạnh R134a và máy nén loại trục vít, chu trình nhiệt được chọn là chu trình máy lạnh một cấp. Hình 3.11 trình bày đồ thị T – S và các điểm trạng thái. Hình 3.11 Theo một số tài liệu tham khảo như [1]; [2]; [3],…ta chọn: Chọn nhiệt độ quá lạnh: ∆tql = 3 0 C. Chọn nhiệt độ quá nhiệt: ∆tqn = 6 0 C. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 51 Ta có thông số các điểm trạng thái như sau: Trạng thái điểm 1: Hơi bảo hòa khô. t1 = t0 = 2 0 C; Tra [4, bảng 13, trang 357]. => i1 = 399,84kJ/kg. p1 = 3,145bar = p0 s1 = 1,7263kJ/kg.K v ’’ 1 = 0,0647m 3 /kg. Trạng thái điểm 1’: Hơi quá nhiệt. Do ta chọn độ quá nhiệt là ∆tqn = 6 0 C nên: t1’ = t1 + ∆tqn = 2 + 6 = 8 0 C; p1’ = p0 = 3,145bar. Tra [4, bảng 13, trang 360]. => i1’ = 404,4kJ/kg. p1’ = 3,145bar s1’ = 1,7404kJ/kg.K v ’’ 1’ = 0,0665m 3 /kg. Trạng thái điểm 2: Hơi quá nhiệt. Ta có từ 1 -> 2 là nén đoạn nhiệt nên: s1’ = s2 = 1,7404kJ/kg.K p2 = pk , mà tk = 41 0 C Tra [4, bảng 13, trang 360] suy ra: pk = 10,443bar => p2 = 10,443bar = 1044,3Pa và s1’ = 1,7404kJ/kg.K Tra [4, bảng 13, trang 360]. => i2 = 431,1kJ/kg. t2 = 51 0 C v ’’ 2 = 0,0205m 3 /kg. Trạng thái điểm 2’: Hơi bảo hòa khô Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 52 Ta có: p2’ = pk = 10,443bar t2’ = 41 0 C, Tra [4, bảng 13, trang 357] => i2’ = 420kJ/kg. s2’ = 1,7111kJ/kg.K v ’’ 2’ = 0,01944m 3 /kg. Trạng thái điểm 3: Lỏng chưa sôi Ta có: P3 =pk = 10,443bar t3 = tk = 41 0 C Tra [4, bảng 13, trang 357] => i3 = 257,85kJ/kg. s3 = 1,195kJ/kg.K Trạng thái điểm 3’: Lỏng chưa sôi Do ta chọn độ quá lạnh có ∆tql = 3 0 C nên: t3’ = t3 - ∆tql = 41 - 3 = 38 0 C p3’ = pk = 10,443bar. Tra [4, bảng 13, trang 357] => i3’ = 253,37kJ/kg. s3’ = 1,1809kJ/kg.K Trạng thái điểm 4: Hơi bảo hòa ẩm. Ta có: p4 = p0 = 3,145bar. t4 = t0 = 2 0 C Quá trình 3’ -> 4 là quá trình tiết lưu đẳng entanpi nên: i4 =i3’ = 253,37kJ/kg. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 53 => x = (i4 – i4lỏng)/(i1 – i4lỏng) = (253,37-202,68)/(399,84 – 202,68) = 0,26 => S4 = 1,1809kJ/kg.K Kết quả tính toán các thông số của chu trình: Bảng 3.1 tổng hợp kết quả tính toán thông số các điểm trạng thái của chu trình. Bảng 3.1 Điểm t (0C) p (bar) i (kJ/kg)) s (kJ/kg.K) v (m3/kg) 1 2 3,145 399,84 1,7263 0,0647 1’ 8 3,145 404,4 1,7428 0,0665 2 51 10,443 431,1 1,7428 0,0205 2’ 41 10,443 420 1,7111 0,0194 3 41 10,443 257,75 1,195 3’ 38 10,443 253,37 1,1809 4 2 3,145 253,37 1,1939 Ta có: Năng suất lạnh riêng: q0 = i1 – i4 = 399,84 – 253,37 = 146,47kJ/kg. Công nén đoạn nhiệt của chu trình: l = i2 – i1’ = 431,1 – 404,4 = 26,7kJ/kg Năng lƣợng mất đi trong bình ngƣng: qk = i2 – i3 = 431,1 – 257,75 = 173,35kJ/kg Hệ số làm lạnh của chu trình: 𝜀 = 𝑞0 𝑙 = 146,47 26,7 = 5,485