Xem mẫu
- ÁN T T NGHI P
ÁN T T NGHI P
TÀI: “Thi t k máy l nh h p th
i u hòa không khí văn phòng làm vi c”
GVHD: giáo Th.s-Nguy n Thành Văn
SVTH: Ngô Sĩ Dũng
Ngô Sĩ Dũng Trang 1
- ÁN T T NGHI P
M CL C
Trang
L IM U ...................................................................................................... 5
Chương1: T NG QUAN V MÁY L NH H P TH ................................ 7
1.1. Máy l nh h p th ........................................................................................ 7
1.1.1.Chu trình lý thuy t ................................................................................. 7
1.1.2. Ưu, như c i m .................................................................................... 9
1.1.3.Mô hình máy l nh h p th H2O/LiBr m t c p th c tê .......................... 9
1.2. Môi ch t dùng trong máy l nh h p th .................................................. 10
1.2.1.Yêu c u i v i môi ch t dùng trong máy l nh h p th ...................... 10
1.2.2. C p môi ch t H2O/LiBr ...................................................................... 11
1.3.Nhi m v c a tài .................................................................................... 17
1.4.Ch n thông s tính toán và c p i u hòa trong h th ng i u hòa không
khí ...................................................................................................................... 17
1.4.1.C p i u hòa không khí trong h th ng i u hòa không khí ............... 17
1.4.2.Ch n thông s tính toán ....................................................................... 17
Chương 2: TÍNH TOÁN PH T I L NH ................................................... 19
2.1.Cân b ng nhi t trong phòng c n i u hòa không khí ............................ 19
2.2.Tính lư ng nhi t truy n qua k t c u bao che do chênh nhi t ..... 19
2.2.1.Xác nh hi u s nhi t tính toán ..................................................... 19
2.2.2.Xác nh h s truy n nhi t c a k t c u bao che ................................. 20
2.2.3.B m t trao i nhi t c a các k t c u bao che ..................................... 22
2.2.4.Tính lư ng nhi t truy n qua n n nhà ................................................... 23
2.3.Tính toán lư ng nhi t truy n vào phòng do b c x m t tr i ............... 24
2.3.1.Tính tính toán nhi t b c x truy n qua c a kính ................................. 24
2.3.2.Tính toán nhi t b c x truy n qua k t c u bao che ............................. 25
2.4.Tính lư ng nhi t t a................................................................................... 26
2.4.1.Nhi t do ngư i t a ra ........................................................................... 26
2.4.2.Nhi t t a ra do th p sáng ..................................................................... 26
2.4.3.Nhi t do máy móc t a ra ...................................................................... 27
2.5.Tính lư ng m th a ................................................................................... 27
2.6.Thành l p và tính toán sơ i u hòa không khí................................... 27
2.6.1.Xác nh h s góc tia c a quá trình thay i tr ng thái không khí trong
phòng εT ....................................................................................................... 27
2.6.2. Sơ tu n hoàn không khí theo m t c p............................................ 28
Chương3: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH MÁY L NH H P TH H2O/BrLi
M T C P ............................................. 32
Ngô Sĩ Dũng Trang 2
- ÁN T T NGHI P
3.1. Mô hình máy l nh h p th H2O/ LiBr m t c p ..................................... 32
3.1.1. Mô hình máy l nh h p th H2O/ LiBr ư c ch n như sau ................. 33
3.1.2.Nguyên lý làm vi c máy l nh h p th H2O/LiBr m t c p ................... 34
3.2.Tính toán chu trình máy l nh h p th H2O/BrLi m t c p .................... 35
3.2.1.Các i lư ng ã bi t ........................................................................... 35
3.2.2.Xác nh nhi t bay hơi to................................................................. 35
3.2.3.Xác nh nhi t ngưng t .................................................................. 36
3.2.4.Xác nh nhi t dung d ch trong bình sinh hơi ................................ 36
3.2.5.Xác nh các i m nút.......................................................................... 36
3.2.6. Xác nh lưu lư ng dung d ch tu n hoàn............................................ 37
3.2.7.Xác nh nhi t ra kh i thi t b h i nhi t ......................................... 38
3.2.8.Chu trình máy l nh h p th H2O/LiBr m t c p ................................... 39
3.2.9.L p b ng thông s các i m nút .......................................................... 39
3.2.10.Xác nh ph t i c a các thi t b ........................................................ 40
3.3.Xác nh h s làm l nh ............................................................................. 40
Chương 4: TÍNH CÁC THI T B C A MÁY L NH H P TH
H2O/LiBr M T C P......................................... 41
4.1.Thi t b bay hơi và h p th ....................................................................... 41
4.1.1.Tính di n tích trao i nhi t c a thi t b bay hơi ................................. 41
4.1.2.Tính toán thi t k thi t b sinh hơi ................................................................. 45
4.1.3.Tính di n tích trao i nhi t c a thi t b h p th ................................. 45
4.1.4.Tính toán thi t k thi t b h p th ........................................................ 49
4.2.Thi t b ngưng t và sinh hơi .................................................................... 50
4.2.1.Tính di n tích trao i nhi t c a thi t b ngưng t ............................... 50
4.2.2.Tính toán thi t k thi t b ngưng t ...................................................... 54
4.2.3.Tính di n tích trao i nhi t c a thi t b sinh hơi ................................ 55
4.2.4.Tính toán thi t k thi t b sinh hơi ....................................................... 57
4.3.Thi t b h i nhi t ........................................................................................ 58
4.3.1.C u t o ................................................................................................. 58
4.3.2.Tính diên tích trao i nhi t ................................................................. 59
Chương5: GI I H N VÙNG LÀM VI C C A MÁY L NH H P TH
H2O/LiBr M T C P ..................................... 64
5.1. Gi i h n vùng làm vi c c a máy l nh h p th m t c p ........................ 64
5.2. Gi i h n c a nhi t ngu n gia nhi t trong máy l nh h p th
H2O/ LiBr m t c p ........................................................................................... 65
5.2.1. Ph m vi kh o sát ................................................................................. 66
5.2.2. Xác nh giá tr nhi t c c ti u c a ngu n gia nhi t ....................... 66
5.2.3. Xác nh giá tr nhi t c c i c a dung d ch ................................. 67
Ngô Sĩ Dũng Trang 3
- ÁN T T NGHI P
Chương6: TÍNH S C B N CÁC THI T B TRAO I NHI T
TRONG H TH NG MÁY L NH H P TH
H2O/LiBr M T C P ........................................... 69
6.1.Tính chi u dày các thân bình hình tr ..................................................... 69
6.1.1.Tính chi u dày c a bình ch a thi t b bay hơi và h p th ................... 69
6.1.2.Tính chi u dày c a bình ch a thi t b ngưng t và sinh hơi ................ 70
6.1.3.Tính ki m tra chi u dày ng trao i nhi t trong các thi t b .............. 71
6.2.Tính chi u dày các m t sàng .................................................................... 74
6.2.1.Tính chi u dày c a m t sàng ch a thi t b bay hơi và h p th ............ 74
6.2.2.Tính chi u dày c a m t sàng ch a thi t b ngưng t và sinh hơi ........ 76
Chương7: I U KHI N VÀ T NG HÓA H TH NG L NH
H P TH ........................................................ 79
7.1.M c ích t ng hóa h th ng l nh ........................................................ 79
7.2. c tính ho t ng c a máy l nh h p th ............................................... 79
7.2.1.Aính hư ng c a nhi t vào c a nư c gi i nhi t ............................... 79
7.2.2.Aính hư ng c a nhi t ngu n gia nhi t ............................................ 80
7.3. i u ch nh năng su t máy l nh h p th .................................................. 80
7.3.1. i u ch nh b ng phương pháp i u ti t ngu n gia nhi t ..................... 80
7.3.2. i u ch nh b ng phương pháp i u ti t lư ng tu n hoàn dung d ch m
c ......................................................................................................... 81
7.3.3. i u ch nh b ng c hai phương pháp trên ........................................... 82
7.3.4. i u ch nh b ng cách k t h p máy nén hơi ......................................... 82
7.4.S k t tinh, các nguyên nhân, biên pháp kh c ph c và phòng ........ 82
7.4.1.S k t tinh ............................................................................................ 82
7.4.2.nh ng nguyên nhân gây ra k t tinh ...................................................... 82
7.4.3.Các bi n pháp kh c ph c ..................................................................... 83
7.4.4.Các bi n pháp phòng ....................................................................... 83
7.5.B o v t ng máy l nh h p th ............................................................. 84
7.5.1.Khóa i u khi n ...................................................................................... 84
7.5.2.B o v nhi t nư c t i l nh ra kh i máy l nh ..................................... 84
7.5.3.B o v lưu lư ng nư c t i l nh .............................................................. 84
7.5.4.B o v lưu lư ng nư c gi i nhi t ........................................................... 85
7.5.5.B o v nhi t bay hơi .......................................................................... 85
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................... 86
Ngô Sĩ Dũng Trang 4
- ÁN T T NGHI P
L IM U
Vi t nam là t nư c có khí h u nhi t i nóng và m, vì v y i u hoà không
khí có ý nghĩa vô cùng to l n i v i i s ng con ngư i và s n xu t. Cùng v i
s phát tri n m nh m c a khoa h c k thu t nói chung, k thu t i u hoà không
khí ã có nh ng bư c ti n áng k trong m t vài th p k qua. c bi t là Vi t
Nam, t khi có chính sách m c a, các thi t b i u hoà không khí ã ư c nh p
t nhi u nư c khác nhau, v i nhu c u ngày càng tăng và ngày càng hi n i hơn.
Tuy nhiên, h u h t các trang thi t b l nh u dùng môi ch t frêon, m t ch t mà
Công ư c Qu c t Montréal h n ch s d ng vì làm suy gi m t ng ôzôn và gây
hi u ng l ng kính. Vì v y, vi c tìm m t môi ch t l nh khác thay th là i u
mà c th gi i quan tâm, và t p trung nh t hi n nay là mô hình máy l nh h p th .
dùng ngu n gia nhi t do t nhiên li u, do hơi nư c, do khói th i c a các trung
tâm nhi t i n và dùng năng lư ng m t tr i.
Hi n nay, Vi t nam, trong các h th ng i u hoà không khí l n, ang có
xu hư ng thay th máy nén l nh thông thư ng b ng máy l nh h p th như Công
ty d t Vi t Th ng, nhà máy b t ng t VeDan, nhà máy i n Hi p Phư c, Siêu th
Cora ng Nai, Công ty HonDa Vĩnh Phú ...Tuy nhiên, do giá thành quá t và
d i công su t làm vi c c a máy l nh h p th quá l n, cho nên máy l nh h p th
nư c ta, s d ng chưa nhi u và chưa ph bi n .
Vi t nam là m t nư c nhi t i xích o, nên khí h u r t nóng làm cho con
ngư i chóng m t và th c ph m nhanh h ng. Vì v y, nhu c u v l nh i u hoà
không khí trong sinh ho t, s n xu t và b o qu n th c ph m ngày càng tăng và
tiêu th m t lư ng i n năng áng k . Cho nên, máy l nh h p th s d ng các
ngu n năng lư ng khác nhau: năng lư ng nhi t m t tr i, t n d ng nhi t năng
th a, ph th i, th c p, r ti n như khói th i, hơi trích, ngu n nhi t th i có nhi t
th p ...là có ý nghĩa r t quan tr ng trong th c ti n.
Các ngành th c ph m, hoá d u, luy n kim và các ngành mũi nh n khác c a
n n kinh t qu c dân, là các h tiêu th l nh r t l n cho nhu c u công ngh , s
i u hoà không khí trong s n xu t và sinh ho t, ng th i cũng là nơi th i ra
ngu n nhi t th c p ph th i r t l n. i u này, ã t ra v n t n d ng ngu n
nhi t th i này i u hoà không khí cho khu v c s n xu t và sinh ho t c a các
nhà máy trên .
Ngô Sĩ Dũng Trang 5
- ÁN T T NGHI P
án này, t p trung nghiên c u mô hình máy l nh h p th H2O/LiBr m t c p
s d ng ngu n nhi t có nhi t th p dùng i u hòa không khí.
Trong quá trình th c hi n nhi m v c a án t t nghi p này, Em xin chân
thành cám ơn s giúp và ch b o t n tình c a th y giáo Th.s-Nguy n Thành
Văn ,cùng quý th y cô trong khoa và các b n trong l p, ã giúp em hoàn thành
án t t nghi p này.
Vì i u ki n th i gian, tài li u tham kh o và kh năng c a b n thân có h n
nên án không kh i nh ng thi u sót, v y kính mong s góp ý chân thành c a
quý th y cô.
à N ng, ngày 27 tháng 05 năm 2003
Sinh viên th c hi n
Ngô Sĩ Dũng
Chương1:
T NG QUAN V MÁY L NH H P TH
1.1. Máy l nh h p th :
1.1.1. Chu trình lý thuy t :
V cơ b n, máy l nh h p th cũng gi ng như máy l nh nén hơi, ch khác là
thay máy nén hơi dùng i n b ng c m “máy nén nhi t” dùng nhi t c a ngu n gia
nhi t. C m “máy nén nhi t” bao g m : thi t b h p th , bơm dung d ch, bình sinh
hơi và ti t lưu dung d ch ( hình 1.1)
Ngô Sĩ Dũng Trang 6
- ÁN T T NGHI P
QK
3 2
NT SH
PK QH
BDD
TL TLDD
P0
QA
BH HT
4 1
Q0
Hình 1.1. Sơ nguyên lý máy l nh h p th .
SH: Bình sinh hơi, BDD: Bơm dung d ch, HT: Bình h p th ,
TLDD: Ti t lưu dung d ch.
Nguyên lý làm vi c c a máy l nh h p th hay c a máy nén nhi t như sau :
Bình h p th “hút” hơi sinh ra t thi t b bay hơi, cho ti p xúc v i dung d ch
loãng t van ti t lưu dung d ch n. Do nhi t th p, dung d ch loãng h p th
hơi môi ch t tr thành dung d ch m c. Nhi t t a ra trong quá trình h p th
ư c th i ra cho nư c làm mát. Dung d ch m c ư c bơm dung d ch bơm
lên bình sinh hơi áp su t cao Pk. T i ây, dung d ch m c nh n nhi t c a
ngu n gia nhi t s sôi hoá hơi, hơi môi ch t tách ra áp su t cao ư c i vào
thi t b ngưng t . Quá trình di n ra thi t b ngưng t , ti t lưu và bay hơi gi ng
như các máy l nh nén hơi. Sau khi sinh hơi, dung d ch m c tr thành dung
d ch loãng và qua van ti t lưu dung d ch, gi m áp tr v bình h p th , khép kín
vòng tu n hoàn dung d ch.
Phương trình cân b ng nhi t c a máy l nh h p th :
Q’k + Q’A = Q’o + Q’H + Q’B
Trong ó :
Q’k : Nhi t th i ra c a thi t b ngưng t
Ngô Sĩ Dũng Trang 7
- ÁN T T NGHI P
Q’A : Nhi t th i ra c a thi t b h p th
Q’0 : Nhi t trao i c a thi t b bay hơi
Q’H : Nhi t tiêu t n cho quá trình sinh hơi
Q’B : Nhi t quy i tiêu t n cho bơm dung d ch
H s làm l nh c a máy l nh h p th :
Q' 0 Q'
ζ= = 0 (Vì Q’B
- ÁN T T NGHI P
Hình 1.2.
Sơ máy
l nh h p th
H2O/LiBr
m t c p th c
t .
Hình 1.3.Máy l nh h p th H2O/LiBr m t c p c a Trane.
1.2. Môi ch t dùng trong máy l nh h p th :
1.2.1. Yêu c u i v i môi ch t dùng trong máy l nh h p th :
Ngoài môi ch t l nh, máy l nh h p th còn s d ng thêm m t môi ch t h p
th n a, g i chung là c p môi ch t l nh. Yêu c u i v i c p môi ch t l nh trong
Ngô Sĩ Dũng Trang 9
- ÁN T T NGHI P
máy l nh h p th cũng gi ng như i v i các môi ch t l nh khác là có tính ch t
nhi t ng t t, không c h i, khó cháy, khó n , không ăn mòn i v i v t li u
ch t o máy, ph i r ti n, d ki m... Ngoài ra c p môi ch t l nh c n ph i :
- Hòa tan hoàn toàn vào nhau nhưng nhi t sôi cùng i u ki n áp su t
càng xa nhau càng t t, hơi môi ch t l nh sinh ra bình sinh hơi không l n
ch t h p thu û.
- Nhi t dung riêng c a dung d ch ph i bé, c bi t i v i máy l nh h p th
chu kỳ t n th t nhi t kh i ng máy nh .
Hi n nay, máy l nh h p th s d ng ph bi n hai lo i c p môi ch t l nh là
NH3/ H2O và H2O/ LiBr. Hi n nay, có m t s công trình ã công b dùng các
ch t h p th r n trong máy l nh h p th chu kỳ như CaCl2, zeôlit, cacbon ho t
tính ...nhưng v n chưa ư c s d ng ph bi n vì tuy chúng có ưu i m là không
c n thi t b tinh c t, nhưng do có các như c i m là : làm gi m h s d n nhi t,
s giãn n th tích quá m c (g p 10 l n) và t a ra nhi t lư ng r t l n trong quá
trình h p th d n n làm gi m áng k h s h u ích c a thi t b .
Máy l nh h p th H2O/ LiBr có các ưu i m chính sau :
- Nư c là môi ch t l nh nên m b o v sinh môi trư ng .
- T s áp su t ngưng t và áp su t bay hơi nh (kho ng 4) .
- Không c n thi t b tinh c t hơi môi ch t vì t dung d ch H2O/ LiBr ch có hơi
c a môi ch t l nh là nư c thoát ra .
- Nhi t ngu n nhi t c p cho thi t b sinh hơi cho phép th p n 800C .
Tuy nhiên, máy l nh h p th H2O/ LiBr có các như c i m sau :
- Tính ăn mòn c a dung d ch r t cao, gây han r thi t b nên yêu c u ph i dùng
kim lo i quý, t ti n .
- Ph i duy trì chân không r t sâu trong thi t b .
- Có kh năng x y ra s k t tinh gây t t ngh n thi t b .
- Nhi t bay hơi không th p hơn (3 ÷ 7)0C vì môi ch t l nh là nư c óng băng
00C .
Chính vì hai như c i m u mà giá thành c a máy l nh h p th H2O/ LiBr
r t t.
Còn máy l nh h p th NH3/ H2O, tuy không hi u qu b ng máy l nh h p th
H2O/ LiBr và còn gây mùi khai, c h i n u xì h . Ngoài ra, do lư ng nư c
cu n theo hơi NH3 r t l n nên c n ph i có thi t b tinh luy n hơi NH3 trư c khi
vào bình ngưng.
1.2.2. C p môi ch t H2O/LiBr :
1.2.2.1. c tính c a dung d ch H2O/LiBr :
1.2.2.1.1. Tính ch t :
Ngô Sĩ Dũng Trang
10
- ÁN T T NGHI P
LiBr là lo i mu i k t tinh có tính ch t hóa h c tương t như mu i ăn, n nh,
không bi n ch t, không phân gi i trong không khí. i m nóng ch y c a LiBr
(không có nư c) là 5490C, i m sôi là 1.2650C. LiBr có tính hút nư c m nh, d
dàng k t h p v i nư c t o thành dung d ch H2O/LiBr .
Có th t o dung d ch LiBr b ng cách cho axit HBr tác d ng v i bazơ LiOH
theo ph n ng hóa h c : HBr + LiOH LiBr + H2O.
c i m ch y u c a dung d ch H2O/ LiBr là :
• Dung d ch H2O/ LiBr có tính h p th nư c r t m nh. N ng dung d ch
càng m c (ít nư c), ho c nhi t dung d ch càng gi m thì kh năng
h p th càng cao
• Không c, có v m n, không nguy hi m v i con ngư i. Tuy nhiên, nên
chú ý r ng : do tính hút nư c m nh, dung d ch rơi vào da s gây nóng và
ng a, vào m t ph i r a s ch ngay phòng hư m t .
• nhi t th p ho c n ng quá c, thì dung d ch H2O/ LiBr r t d k t
tinh (n ng LiBr trong dung d ch kh ng ch không trên 70 %) .
• Dung d ch H2O/ LiBr có tính ăn mòn kim lo i. c bi t, khi nhi t ≥
0
150 C và v i s có m t c a không khí thì nó ăn mòn m nh m thép, ng
và các h p kim c a ng. Vì v y, ph i s d ng thêm nh ng ch t ph gia
kìm hãm s ăn mòn .
1.2.2.1.2. Phương pháp ph gia phòng ăn mòn :
Do dung d ch H2O/ LiBr có tính ăn mòn m nh kim lo i, c bi t khi nhi t
cao ≥ 1500C và v i s có m t c a không khí thì s ăn mòn càng m nh m
hơn. Quá trình ăn mòn không nh ng làm gi m tu i th c a thi t b mà còn sinh
ra nh ng khí không ngưng làm gi m chân không trong thi t b và làm gi m
năng l c làm l nh c a máy. gi m b t s ăn mòn, máy l nh h p th H2O/
LiBr th i trư c u dùng ng truy n nhi t b ng thép không g ho c h p kim
ng - niken và v bao ngoài u dùng thép không g ho c h p kim c a thép cho
nên giá thành r t t .
Hi n nay, máy l nh h p th H2O/ LiBr có th ch s d ng ng truy n nhi t là
ng ng và v bao ngoài b ng thép carbon nh s d ng m t s bi n pháp phòng
ăn mòn thích h p.
Qua quá trình nghiên c u và th c ti n v n hành, ch ng minh ư c r ng v i
i u ki n nhi t dung d ch không quá 120 0C, thêm vào dung d ch LiBr m t
lư ng (0,1 ÷ 0,3) % Li2CrO4 làm ch t xúc tác và 0,02 % LiOH dung d ch có
tính ki m y u ( pH 9,5 ÷ 10,5) thì có th kìm hãm m t cách có hi u qu s ăn
mòn kim lo i c a dung d ch LiBr. C n lưu ý r ng, Li2CrO4 s b phân gi i trong
dung d ch có nhi t cao trên 1300C, khi ó tác d ng kìm hãm ăn mòn s b m t
Ngô Sĩ Dũng Trang
11
- ÁN T T NGHI P
i. Vì v y, khi s d ng ch t ph gia này c n ph i nghiêm túc kh ng ch nhi t
dung d ch trong bình sinh hơi không vư t quá 120 0C. Hơn n a, i v i dung
d ch LiBr có ch a Li2CrO4 ph i kh ng ch pH dư i 11, n u không dung d ch
s có tr ng thái k t dính t o thành nh ng huy n phù làm c n tr s chuy n ng
và truy n nhi t c a dung d ch. Khi nhi t dung d ch LiBr cao hơn 120 0C, có
th s d ng các ch t ph gia khác. Ch ng h n, cho dung d ch (0,01 ÷ 0,1) % PbO
ho c 0,2 % Sb2O3 v i 0,1 % KNbO3.
1.2.2.1.3. Phương pháp ph gia tăng cư ng năng l c làm l nh :
Các nhà nghiên c u qua th c nghi m, ch ng minh ư c : trong dung d ch
LiBr cho thêm vào (0,2 ÷ 0,3) % ch t ph gia [CH3(CH2)3 CHC2H5CH2OH] s
làm tăng năng l c làm l nh c a máy l nh h p th lên (10 ÷ 15) %.
Ch t ph gia này là m t ch t bi u th ho t tính, nó không nh ng làm tăng kh
năng h p th hơi nư c c a dung d ch LiBr mà còn h th p áp su t c a dung d ch
H2O/ LiBr và nâng cao hi u qu ngưng t .
Tuy nhiên, lưu ý r ng ch t ph gia này không hòa tan trong dung d ch LiBr.
Vì v y, trong quá trình v n hành liên t c c a máy l nh, ch t ph gia này s tích
t trên b m t c a dung d ch trong bình h p th và bình sinh hơi và d n d n m t
i tác d ng nâng cao năng l c làm l nh. Cho nên, nh kỳ c n ph i có bi n pháp
khu y tr n dung d ch trong bình h p th và bình sinh hơi dung d ch LiBr và
ch t ph gia này hòa l i v i nhau. Ch ng h n, i ngu n nhi t vào bình sinh hơi
sang bình h p th và cho ngu n nư c l nh t bình h p th sang bình sinh hơi...
1.2.2.2.H phương trình tính các tính ch t nhi t v t lý c a dung d ch
H2O/LiBr :
Qua ch nh lý các s li u th c nghi m và các s li u tra b ng i v i dung d ch
H2O/LiBr, các nhà nghiên c u ã l p ư c các phương trình tính các thông s
nhi t ng l c h c và nhi t v t lý h c c a dung d ch H2O/LiBr như sau :
V i ph m vi áp d ng : 0 0C ≤ t ≤ 130 0C
0,30 ≤ ξ ≤ 0,70
Trong ó : t : nhi t c a dung d ch
ξ : n ng kh i lư ng bromualiti trong dung d ch
1.2.2.2.1. Nhi t sôi c a dung d ch H2O/LiBr :
ts = A(x) + B(x).tP (1.1)
Trong ó :
tP : nhi t sôi c a nư c áp su t P
4 4
A(x), B(x) : các h s : A(x) = ∑ (a x
i =0
i
i/2
) ; B(x) = ∑ (b x
i =0
i
i/2
)
Ngô Sĩ Dũng Trang
12
- ÁN T T NGHI P
18.ξ
V i:x= . .
87.(1 − ξ )
ai , bi : các h s b t bi n :
I 0 1 2 3 4
ai 340,897 - 2638,978 7262,473 - 8119,078 3302,087
bi - 0,01050 6,70042 - 15,42477 16, 42477 6,34249
1.2.2.2.2. Entanpi c a dung d ch H2O/LiBr :
4 3 2
2
h= ∑ a nξ n + T ∑ bn ξ n + T ∑c ξ n
n
+ T3d (1.2)
n =0 n=0 n=0
Trong ó :
an , bn , cn và d : các h s b t bi n :
a0 = - 954, 8 b0 = - 0, 3293
a1 = 47, 7739 b1 = 0, 04076
a2 = -1, 59235 b2 = -1, 36. 10-5
a3 = 0, 29422 b3 = -7, 1366 . 10-6
a4 = -7, 689. 10-5
c0 = 7, 4285 . 10-3 d = -2, 269 . 10- 6
c1 = -1, 5144 . 10-4
c2 = 1, 3555 . 10- 6
1.2.2.2.3. Nhi t dung riêng c a dung d ch H2O/LiBr :
CP = 3,6371 - 0,029. ξ + 1,4285714.10-5 .( 65.t + 30.ξ - ξ.t ) (1.3)
1.2.2.2.4. Entrôpi c a dung d ch H2O/LiBr :
S = C1+ C2T + C3T2 + C4T3 + C5ξ + C6Tξ + C7T2ξ + C8ξ2 + C9Tξ2 +
(1.4)
C10ξ3
Trong ó :
Ci : các h s b c bi n :
i Ci i Ci
1 - 2,14232.10-1 6 - 6,980378.10-3
2 3,538766.10-3 7 4,689827.10- 6
3 2,631565.10- 6 8 1,275532
4 - 6,670551.10-9 9 1,823893.10-3
5 1,130756 10 6,440219.10-1
1.2.2.2.5. Kh i lư ng riêng c a dung d ch H2O/LiBr :
Ngô Sĩ Dũng Trang
13
- ÁN T T NGHI P
5,7.10 8
ρ = 1.049 + 53,54. m - 0, 718. m2 - t.. ( 0,584 - 0,0146. m ) - (1.5)
(t + 273,15) 3
ξ
Trong ó : m = 11, 514.
100 − ξ
1.2.2.2.6. H s d n nhi t c a dung d ch H2O/LiBr :
Khi nhi t c a dung d ch t ≤ 80 0C : (1.6)
λ = -3,5552933 +3,407759.10- 2.T -9,381419.10- 5.T2 +8,834924.10- 8.T3 +A(ξ)
Trong ó :
A (ξ) : h s k n m i liên quan tăng nhi t c a dung d ch và nư c :
A (ξ) = 0,4923607.ξ - 0,422476.10-2.T.ξ + 5,658527.10-6.T2.ξ
- 0,1522615.ξ2 - 1,730562.10-4.T.ξ2 + 1,895136.ξ3
Khi nhi t c a dung d ch t > 80 0C : (1.7)
λ = -8,8574733 +6,973969.10- 6.T -1,694229.10- 4.T2 + 13,689024.10- 8.T3 +A(ξ)
1.2.2.2.7. nh t ng l c h c c a dung d ch H2O/LiBr :
Khi nhi t c a dung d ch t ≤ 70 0C : (1.8)
− 169,263 + 6,989.ξ
µ = [ 1,8793 - 0,025765. ξ - 0,035. t + 0,0004. ξ.t + ]. 10- 3
t + 223,95 − 363.ξ
Khi nhi t c a dung d ch t > 70 0C : (1.9)
− 169,263 + 6,989.ξ
µ = [ - 0,5707 + 0,009235. ξ + ]. 10- 3
t + 223,95 − 363.ξ
1.2.2.2.8. S c căng b m t c a dung d ch H2O/LiBr : (1.10)
σ = D1 + D 2T + D3T2 + D4T3 + D5 ξ + D6Tξ + D7T2ξ + D8 ξ2 + D9Tξ2 + D10 ξ3
Trong ó :
Di : các h s b c bi n :
i Di i Di
-2
1 21,54266.10 6 2,52345.10-5
2 - 9,799993.10-4 7 4,199336.10-7
3 2,314404.10-6 8 5,968984.10-2
4 - 2,17009.10-9 9 - 3,000691.10-4
5 - 2,020992.10-2 10 7,308868.10-2
* Riêng khi dung d ch ch còn là nư c, các công th c ư c tính như sau
1.2.2.2.9. Aïp su t b o hoà : (1.11)
lgPn = 0,0914903 - 0,0314708.[T-1 - (7,9151 - 2,6726. lgT).10-3 - 8,625.10-7.T]
1.2.2.2.10. Nhi t dung riêng c a nư c :
Ngô Sĩ Dũng Trang
14
- ÁN T T NGHI P
CPn = 5,590560 - 8,8346.10-3.T + 1,379016.10-5.T2 (1.12)
1.2.2.2.11. H s d n nhi t c a nư c :
λn =- 0,143633 + 0,00253817.T + 0,299583.10-5.T2 - 0,20682 .10-7.T3 (1.13)
1.2.2.2.11. nh t ng l c h c c a nư c :
lnµn = - 6,87757. 10-3 - 2,1916. T-1 + 6,38605. 102. T-2 (1.14)
1.3.Nhi m v c a tài:
Trong khuôn kh c a tài này, em t p trung nghiên c u mô hình máy l nh
h p th H2O/LiBr m t c p s d ng ngu n năng lư ng khác nhau: năng lư ng
nhi t m t tr i, t n d ng nhi t năng th a, ph th i, th c p, r ti n như khói th i,
hơi trích ...dùng i u hòa không khí văn phòng làm vi c v i di n tích 35 m2,
chi u dài L = 7 m, chi u r ng D = 5 m ư c chia làm hai phòng. Phòng I có
di n tích 12,5 m2 v i chi u r ng L1= 2,5 m và chi u dài D =5 m. Phòng II có
di n tích 22,5 m2 v i chi u r ng L1= 4,5 m và chi u dài D =5 m. Trên cơ s ã
bi t năng su t l nh c n thi t cho phòng i u hòa ta tính toán thi t k thi t b trao
i nhi t c a máy l nh h p th .
1.4. Ch n thông s tính toán và c p i u hòa trong h th ng i u hòa không
khí:
1.4.1.C p i u hòa không khí trong h th ng i u hòa không khí:
C p i u hào không khí th hi n chính xác tr ng thái không khí c n i u
hòa (nhi t , m... ) c a công trình. Có ba c p i u hào không khí.
C p I có chính xác cao nh t, duy trì nhi t trong phòng i u hòa v i m i
ph m vi nhi t ngoài tr i, h th ng có tin c y cao, ch s d ng trong
trư ng òi h i ch nhi t m nghiêm ng t
C p II có chính xác trung bình, duy trì nhi t m trong phòng i u hòa
m t ph m vi cho phép, sai l ch không quá 200 h trong m t năm
C p III có chính xác v a ph i, duy trì các thông s trong phòng i u hòa
trong m t ph m vi cho phép v i sai l ch t i 400h trong m t năm, h th ng có
tin c y không cao nhưng r ti n vì v y ư c dùng ph bi n trong các công trình
dân d ng và nơi công c ng.
N u ch n công trình có chính xác cao nh t (c p I) , s kéo theo năng su t
l nh yêu c u l n nh t và d n n giá thành c a công trình cũng s cao nh t.
Trong tính toán này do thi t k cho phòng làm vi c nên em ch n h th ng i u
hòa c p III vì ây công trình ch c n chính xác v a ph i.
Ngô Sĩ Dũng Trang
15
- ÁN T T NGHI P
1.4.2.Ch n thông s tính toán:
1.4.2.1.Nhi t và m c a không khí trong phòng:
Nhi t và m tương i c a không khí trong phòng ký hi u tT,ϕT ng v i
tr ng thái c a không khí trong phòng ư c bi u th b ng i m T trên thi I- d.
Trong thi t k này h th ng i u hòa dùng làm l nh không khí trong mùa
nóng, nên các thông s ư c ch n cho mùa nóng.
+ m tương i c a không khí trong phòng: theo [TL6-tr162]
ϕT = 35 ÷ 70 %, ch n ϕT = 60 %.
+ Nhi t c a không khí trong phòng: theo [TL6-tr158]
tT = 22 ÷ 27 oC, ch n tT = 25 oC.
1.4.2.2.Nhi t và m c a không khí ngoài tr i:
Nhi t và m không khí ngoài tr i ư c ký hi u tN, ϕN. Tr ng thái không
khí ngoài tr i ư c bi u th b ng i m N trên th I- d.Thông s tính toán
ngoài tr i ư c ch n theo h th ng i u hòa c p III và cho mùa nóng.
+ Nhi t c a không khí ngoài tr i: tN = t max
t max: nhi t trung bình c a tháng nóng nh t à N ng, ch n theo b ng
[TL6-tr166] ta có: tháng 6 là tháng nóng nh t trong năm, t max= 34,5 oC
+ m tương i c a không khí ngoài tr i:ϕN = ϕ( t max)
ϕ( t max): m tương i trung bình c a tháng nóng nh t (là tháng 6) ch n
theo b ng [TL6-tr172] ta có: v i tháng nóng nh t là tháng 6 thì m tương i
trung bình trong năm là: ϕ( t max) = 80,5%.
Chương 2:
TÍNH TOÁN PH T I L NH
Ngô Sĩ Dũng Trang
16
- ÁN T T NGHI P
M c ích tính toán c a chương này nh m xác nh t ng các ph t i nhi t c a
phòng làm vi c làm cơ s tính năng su t l nh c a h th ng i u hòa không
khí.
2.1.Cân b ng nhi t trong phòng c n i u hòa không khí:
tính toán ph t i h th ng i u hòa không khí c n tính cân b ng nhi t trong
phòng i u hòa, c th là tính các lư ng nhi t t a ra, các lư ng nhi t truy n qua
k t c u bao che, trên cơ s ó tính năng su t l nh c a h th ng i u hòa không
khí. :
V y ph t i h th ng là: Qth a= Qt a + Q∆t + Qbx
+ Qt a: Thành ph n nhi t do các ngu n nhi t có trong không gian i u hòa t a
ra
+ Q∆t.: lư ng nhi t truy n qua k t c u bao che vào phòng do chênh nhi t
+ Q∆t.: lư ng nhi t truy n qua k t c u bao che vào phòng do b c x m t tr i
2.2.Tính lư ng nhi t truy n qua k t c u bao che do chênh nhi t Q∆t:
Q∆t = k.F.∆t , [W]
Trong ó:
+ k: h s truy n nhi t c a k t c u bao che [W/m2. ]
+ F: di n tích c a k t c u bao che [m2].
+ ∆t: hi u s nhi t tính toán [oC].
2.2.1.Xác nh hi u s nhi t tính toán ∆t:
∆t = ϕ (tN - tT )
trong ó:
+ tN: nhi t c a không khí bên ngoài phòng i u hòa, tN = 34,5oC
+ tT: nhi t c a không khí bên trong phòng i u hòa, tT= 25oC
+ ϕ: h s k n v trí c a k t c u bao che i v i không khí ngoài
tr i, theo [TL6-tr274] i v i tư ng ho c mái ti p xúc v i không khí bên ngoài
ϕ = 1, i v i tư ng ngăn cách v i phòng không ti p xúc v i không khí bên
ngoài ϕ = 0,4
2.2.2.Xác nh h s truy n nhi t c a k t c u bao che:
H s truy n nhi t k c a k t c u bao che ư c xác nh theo công th c sau:
1
k= , [W/m2. ].
1 δ 1
+∑ i +
αT λi α N
trong ó:
Ngô Sĩ Dũng Trang
17
- ÁN T T NGHI P
+ αT: h s trao i nhi t trên b m t bên trong c a k t c u bao che,
2
[W/m ]. Do b m t bên trong c a tư ng, tr n là nh n nên theo [TL6-tr276] ta
có αT = 11,63 W/m2.
+ αN: h s trao i nhi t trên b m t bên ngoài c a k t c u bao che,
[W/m2 ]. Do b m t bên ngoài ti p xúc v i không khí nên theo [TL6-tr276] ta
có αN = 23,26 W/m2. , b m t hư ng sang phòng l nh khác theo[TL6-tr276]
ta có αN = 11,63 W/m2.
+ δi: b dày c a l p v t li u c a k t c u bao che, [m]
+ λi: h s d n nhi t c a v t li u, [W/m. ].
a. K t c u tư ng và kính c a phòng làm vi c:
2
3 4
1
α N
α T
α
N αT
B ng 2.1: H s d n
nhi t và Tæ ng phoì g laì viãû
åì n m c Kê cæ
nh a í chi u dày
c al pv t li u xây
tư ng và kính c a (h s d n nhi t ư c tra theo b ng 4-22 ,[TL6-tr278])
STT V t li u λi,[W/m. ] δI, [m]
1 V a trát ximăng 0,93 0,01
2 G ch nhi u l 0,52 0,1
3 V a trát ximăng 0,93 0,01
4 Kính c a 0,755 0,005
b.K t c u tr n phòng làm vi c:
2
1
Ngô Sĩ Dũng Trang
18
3
Tráö phoì g laì viãû
n n m c
- ÁN T T NGHI P
B ng 2.2: H s d n nhi t và chi u dày c a l p v t li u xây tr n
(h s d n nhi t ư c tra theo b ng 4-22 ,[TL6-tr278])
STT V t li u λi,[W/m. ] δI, [m]
1 V a trát ximăng 0,93 0,01
2 Bê tông tr n 1,55 0,15
3 V a trát ximăng 0,93 0,01
V y suy ra h s truy n nhi t k là:
B ng 2.3: H s truy n nhi t k
Tên g i Ký hi u Giá tr 93
[W/m2. ]
Tư ng bao xung quanh ti p xúc v i không khí bên ngoài kxqkk 2,93
Tư ng bao xung quanh ngăn gi a hai phòng kxqpl 2,59
Tr n kt 3,44
Kính c a ti p xúc v i không khí bên ngoài kckk 7,37
Kính c a ngăn gi a hai phòng kcpl 5,60
2.2.3.B m t trao i nhi t c a các k t c u bao che:
Khi tính toán t n th t nhi t, i u quan tr ng là ph i bi t kích thư c trao i
nhi t c a k t c u bao che: tư ng, n n, tr n, c a s , c a l n.
Kích thư c c a tư ng, c a s , c a chính, sàn, tr n trên m t b ng (hình 2.1)
Ngô Sĩ Dũng Trang
19
- ÁN T T NGHI P
B
T Â
N
Hình
2.1
a.L
ư ng nhi t truy n qua tư ng xung quanh là c a phòng I:
B ng 2.3
K tc u S Kích F,[m2] K ∆t,[o Qi,[W]
lư ng thư c,[m] [W/m2. ] C]
C as 2c a 1,2 × 1,2 2,88 7,37 9,5 201,6
C a chính1 1c a 1,4 × 1,9 2,66 7,37 9,5 186,2
C a chính2 1c a 1,4 × 1,9 2,66 5,60 3,8 56,6
Tư ng ti p xúc - 3,5×(2× 29,46 2,93 9,5 820
không khí bên ×2,5+5)
ngoài tr c a
Tư ng ngăn gi a - 5 × 3,5 14,84 2,59 3,8 146,1
hai phòng l nh
tr c a
Tr n - 5 × 2,5 12,5 3,44 3,8 163,4
T ng 1573,9
b.Lư ng nhi t truy n qua tư ng xung quanh là c a phòng II:
B ng 2.4
K tc u S Kích F,[m2] K ∆t,[o Qi,[W]
lư ng thư c,[m] [W/m2. ] C]
Ngô Sĩ Dũng Trang
20
nguon tai.lieu . vn
