Hội thảo CÁC NGHIÊN CỨU TIÊN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh
HNKH-12
ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT CỦA CHU TRÌNH LẠNH MỘT CẤP DỰA TRÊN
PHẦN MỀM MATLAB-SIMULINK
TRẦN VIỆT HÙNG*, PHẠM QUANG PHÚ
Khoa công nghệ Nhiệt Lạnh, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
tranviethung@iuh.edu.vn, phamquangphu@iuh.edu.vn
Tóm tắt. Bài viết trình bày kết quả mô phỏng của chu trình lạnh 1 cấp sử dụng máy nén hơi và hiệu
suất của chu trình khi sử dụng môi chấ
10 trang |
Chia sẻ: Tài Huệ | Ngày: 16/02/2024 | Lượt xem: 146 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Đánh giá hiệu suất của chu trình lạnh một cấp dựa trên phần mềm Matlab-Simulink, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ất lạnh R22, R410A và R32 dựa trờn phần mềm Matlab-Simulink. Hệ
thống được mụ phỏng với năng suất lạnh 9000 BTU/h với cỏc thụng số nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ ngưng
tụ được cho trước. Quỏ trỡnh mụ phỏng xỏc định thụng số trạng thỏi của mụi chất lạnh và ảnh hưởng của
nhiệt độ đến chu trỡnh lạnh. Kết quả mụ phỏng đó đỏnh giỏ được hệ số hiệu quả năng lượng COP của hệ
thống lạnh sử dụng mụi chất lạnh R22 so với R410A và R32 tương đương, tuy nhiờn khi ở cựng nhiệt độ
hoạt động và năng suất lạnh tương đương, thể tớch hỳt của mỏy nộn sử dụng mụi chất R22 lớn hơn 31%,
37%.
Từ khúa. Chu trỡnh lạnh 1 cấp, hệ số hiệu quả năng lượng, COP, hiệu suất, Matlab-Simulink, mụ
phỏng chu trỡnh lạnh.
AN EVALUATION OF SINGLE STAGE VAPOUR COMPRESSION
REFRIGERATION SYSTEM BASED ON MATLAB-SIMULINK
Abstract. The paper presents simulation results of a 1-stage refrigeration cycle and its energy
efficiency using R22, R410A and R32 refrigerants based on Matlab-Simulink software. The system is
simulated with a cooling capacity of 9000 BTU/h and the condensing temperature and evaporating
temperature are given. The simulation process determines the state parameters of the refrigerant and the
effect of temperature on the refrigeration cycle. The simulation results have identified Coefficient of
Performance (COP) of refrigeration system using R22 refrigerant compared to R410A and R32 equivalent,
however at the same operating temperature and equivalent evaporator capacity to compressor displacement
uses R22 refrigerant greater than 31%, 37%.
Keywords. 1-stage refrigeration cycle, energy efficiency, performance, Coefficient of Performance,
Matlab-Simulink, refrigeration cycle simulation.
1 GIỚI THIỆU
Mụi chất lạnh là chất mụi giới được sử dụng trong chu trỡnh nộn hơi. Hệ thống điều hũa khụng khớ
(ĐHKK) hiện nay sử dụng cỏc loại mụi chất phổ biến R22, R410A, R32[1]. Tuy nhiờn, mụi chất R22 vẫn
cú tiềm năng suy giảm tầng ozone (ODP = 0,05) (ODP – Ozone Depletion Potential), tiềm năng làm núng
toàn cầu (GWP = 1700) (GWP – Global Warming Potential) và sẽ bị cấm vào năm 2040, do đú mụi chất
R410A được lựa chọn để thay thế (ODP = 0; GWP = 2088)[2]. Ngoài ra, do mụi chất R410A vẫn cú chỉ số
GWP rất lớn, nờn việc lựa chọn mụi chất cú chỉ số GWP thấp được lựa chọn để thay thế trong đú cú R32
(GWP = 675)[1], [3], [4]. Khi thay thế một mụi chất mới sẽ phải loại bỏ tất cả cỏc thiết bị hiện cú trong hệ
thống để đảm bảo năng suất lạnh và hiệu suất của hệ thống, với một hệ thống lạnh hiện đang sử dụng mụi
chất R22 khi thay thế một mụi chất sẽ ảnh hưởng đến thiết bị và hiệu suất. Trong bài bỏo này, hệ thống
ĐHKK được mụ phỏng trờn Matlab-Simulink nhằm đỏnh giỏ sự ảnh hưởng chu trỡnh lạnh và hiệu suất khi
-111-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
thay thế mụi chất R410A, R32 cho hệ thống sử dụng mụi chất R22[5]. Để thực hiện mụ phỏng hệ thống
được đặt với cỏc giả thiết ban đầu là:
- Chọn chu trỡnh khụ một cấp.
- Nhiệt độ ngưng tụ tk = 40C, nhiệt độ bay hơi t0 = 5C, năng suất lạnh Q0 = 9000 BTU/h.
- Phụ tải nhiệt lớn nhất.
- Bỏ qua cỏc tổn thất ỏp suất trờn thiết bị và trờn đường ống.
- Khụng xột đến ảnh hưởng của sự bụi trơn cho mỏy nộn.
- Xột điều kiện cỏch nhiệt là tối ưu.
CƠ SỞ Lí THUYẾT
Cơ sở mụ phỏng hệ thống lạnh
Xột chu trỡnh lạnh 1 cấp được trỡnh bày trờn hỡnh 1. Cỏc cụng thức tớnh toỏn chu trỡnh sử dụng trong
mụ phỏng như sau [6]:
ls =− i21 i kJ/kg
qK =− i23 i kJ/kg
q0=− i 1 i 4 kJ/kg
(1)
QK =− m( i23 i ) kW
Q0=− m( i 1 i 4 ) kW
Ns =− m( i21 i ) kW
Trong đú:
ls: cụng nộn riờng đoạn nhiệt
qK: Năng suất giải nhiệt riệng của thiết bị ngưng tụ
q0: Năng suất lạnh riệng
QK: Năng suất giải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
Q0: Năng suất lạnh
Ns: Cụng nộn đoạn nhiệt
Hỡnh 1: Sơ đồ nguyờn lý và đồ thị nhiệt động của chu trỡnh lạnh 1 cấp
Khối mụ phỏng mụi chất lạnh
Theo bảng thụng số của mụi chất từ[2] ta cú: p = p(T, ρ); i = i(T, ρ); s = s(T, ρ); pss = p(T); ρ’ = ρ’(T);
i’ = i’(T). Trong Matlab Simulink sử dụng Lookup Table để thực hiện hàm z = f(x,y).
T2
s1= s 2 = s 2' + cp ln kJ/(kg.K)
T2' (2)
i2= i 2' + s 2'( T 2 − T 2' ) kJ/kg
Khối mụ phỏng mụi chất lạnh được trỡnh bày trờn hỡnh 2.
Khối mụ phỏng mỏy nộn
Cỏc phương trỡnh sử dụng để mụ phỏng mỏy nộn:
-112-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
- Cụng nộn đoạn nhiệt:
Nss= m. l kW (3)
- Cụng nộn riờng đẳng entropy:
lss=− i21 i kJ/kg (4)
- Trong thực tế quỏ trỡnh làm mỏt khụng đỏng kể nờn cụng nộn đoạn nhiệt:
ls =− i21 i kJ/kg (5)
- Hiệu suất nộn đoạn nhiệt:
ii21s −
s = (6)
ii21−
- Để quỏ trỡnh tớnh toỏn ỏp dụng cho tất cả cỏc giai đoạn, ta xột quỏ trỡnh nộn đa biến:
n−1
n p n
l= p. vd − 1 = ( i − i ) (7)
p 1 1 2 1
np−1 s
Trong đú:
n, k : số mũ đa biến và số mũ đoạn nhiệt
ηs, η : hiệu suất quỏ trỡnh nộn đoạn nhiệt và đa biến
nk−−1 1 1
=
nk
cp, cv : nhiệt dung riờng đẳng ỏp và nhiệt dung riờng đẳng tớch.
R : hằng số chất khớ
cp i 8314
k = ; cp = cvp=− c R R =
cv T p
- Cụng nộn chỉ thị:
Ns
Ni = kW (8)
i
trong đú, hiệu suất chỉ thị được tớnh theo cụng thức Lờvin:
i =+ bt. 0 (9)
- Cụng suất trờn trục của mỏy nộn:
NNNe=+ i ms kW (10)
trong đú: NPVms= ms. tt kW (11)
- Lưu lượng mụi chất thực tế qua mỏy nộn:
VV.
m ==tt lt kg/s (12)
vv11
- Thể tớch nộn lý thuyết của mỏy nộn thể tớch:
d 2
V= . s . z . n m3 /s (13)
lt 4
Trong đú: d- đường kớnh xilanh; s- hành trỡnh piston; z- số xilanh; n- tốc độ quay trờn trục
- Quan hệ giữa vận tốc, thể tớch lý thuyết, năng suất lạnh và lưu lượng:
-113-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
QV mn
01=lt 1 =11 = (14)
Q V m n
02lt 2 2 2
Hỡnh 2: Khối mụ phỏng mụi chất lạnh Hỡnh 3: Khối mụ phỏng mỏy nộn
Khối mụ phỏng thiết bị ngưng tụ
Cỏc phương trỡnh sử dụng để mụ phỏng thiết bị ngưng tụ:
- Năng suất giải nhiệt riờng của thiết bị ngưng tụ:
qK =− i23 i kJ/kg (15)
- Năng suất giải nhiệt của thiết bị ngưng tụ:
QK =− m( i23 i ) kW (16)
Hỡnh 4: Khối mụ phỏng thiết bị ngưng tụ
Khối mụ phỏng thiết bị bay hơi
Cỏc phương trỡnh sử dụng để mụ phỏng thiết bị bay hơi:
- Năng suất lạnh riờng của thiết bị bay hơi:
q0=− i 1 i 4 kJ/kg (17)
- Năng suất lạnh của thiết bị bay hơi:
Q0=− m( i 1 i 4 ) kW (18)
-114-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
- Phương trỡnh cõn bằng nhiệt ở thiết bị bay hơi
m()()() i14− i = mkk i kkv − i kkr = m kk c pkk T kkv − T kkr (19)
Hỡnh 5: Khối mụ phỏng thiết bị bay hơi
Khối mụ phỏng thiết bị tiết lưu
Phương trỡnh sử dụng để mụ phỏng thiết bị tiết lưu:
- Lưu lượng mụi chất qua van tiết lưu
m=− C. A . 2 ( pk p0 ) kg/s (20)
Trong đú: C- hệ số tổn thất của van; A- độ mở van; - khối lượng riờng của mụi chất ở trạng thỏi lỏng
Hỡnh 6: Khối mụ phỏng thiết bị tiết lưu
Khối mụ phỏng tớnh toỏn chu trỡnh lạnh
Sử dụng cỏc cụng thức từ (1) đến (14) để mụ phỏng trờn Matlab-Simulink.
Hỡnh 7: Sơ đồ mụ phỏng mụi chất lạnh
-115-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
Hỡnh 8: Sơ đồ tớnh toỏn chu trỡnh lạnh
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kết quả mụ phỏng
Phần mềm Matlab-Simulink được sử dụng để mụ phỏng cỏc thụng số trạng thỏi của mụi chất lạnh, cỏc
thụng số hoạt động của hệ thống lạnh khi so sỏnh giữa mụi chất R22, R410A và R32. Kết quả mụ phỏng
được trỡnh bày trong bảng 1 và 2.
Bảng 1 Bảng thụng số điểm nỳt của chu trỡnh sử dụng mụi chất R22
Nhiệt độ Áp suất Entanpi
Điểm
t [0C] p [kPa] i [kJ/kg]
R22 R410A R32 R22 R410A R32 R22 R410A R32
1 5 5 5 584,3 933,4 951,8 406,9 422,7 516,1
2 54,5 52,5 60,6 1534 2426 2478 430,7 448,3 553,8
3 40 40 40 1534 2426 2478 249,7 266,3 275,6
4 5 5 5 584,3 933,4 951,8 249,7 266,3 275,6
Bảng 2 Kết quả mụ phỏng trờn Matlab-Simulink
Diễn giải Ký hiệu Đơn vị R22 R410A R32
Nhiệt độ bay hơi t0 C 5 5 5
Áp suất bay hơi p0 kPa 584,3 933,4 951,8
Nhiệt độ ngưng tụ tk C 40 40 40
Áp suất ngưng tụ pk kPa 1534 2426 2478
Tỉ số nộn π 2,625 2,599 2,604
Năng suất lạnh Q0 kW 2,638 2,638 2,638
Lưu lượng mụi chất m kg/s 0,01678 0,01687 0,01097
Nhiệt độ cuối tầm nộn t2 C 54,5 52,5 60,6
-116-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
Phụ tải nhiệt ngưng tụ Qk kW 3,038 3,069 3,052
Cụng nộn đoạn nhiệt Ns kW 0,4001 0,4313 0,4139
Cụng nộn chỉ thị Ni kW 0,4443 0,4789 0,4595
Cụng suất hữu ớch trờn trục của mỏy nộn Ne kW 0,4726 0,5094 0,4889
Cụng suất động cơ Ndc kW 0,6595 0,7109 0,6821
3
Thể tớch riờng tại điểm 1 v1 m /kg 0,0404 0,0279 0,0386
3
Thể tớch hỳt của mỏy nộn Vtt m /h 2,438 1,694 1,526
Hệ số làm lạnh ε 6,592 6,115 6,737
Hệ số hiệu quả năng lượng COP kW/kW 5,581 5,177 5,396
Nhận xột: Dựa theo kết quả số liệu mụ phỏng với cựng điều kiện nhiệt độ làm việc tại bảng 2, so sỏnh chu
trỡnh với cỏc loại mụi chất khỏc nhau ta cú:
- Thể tớch hỳt của mỏy nộn giảm 31% (R410A-R22), giảm 37% (R32-R22) và giảm 10% (R32-
R410A).
- Cụng suất của mỏy nộn tăng 8% (R410A-R22), tăng 3% (R32-R22) và giảm 4% (R32-R410A).
- Nhiệt độ cuối tầm nộn giảm 4% (R410A-R22), tăng 11% (R32-R22) và tăng 15% (R32-R410A).
- Áp suất ngưng tụ và bay hơi tăng 60% (R410A-R22), tăng 62% (R32-R22) và giảm 2% (R32-
R410A).
Đỏnh giỏ tiết kiệm năng lượng
COP và ý nghĩa của COP trong tiết kiệm năng lượng
COP là hệ số hiệu quả năng lượng (Coefficient Of Performance) tương đương với hệ số lạnh và được
tớnh theo cụng thức sau:
Q0
COPcooling = (21)
Ne
Trong đú:
Q0: Năng suất lạnh hữu ớch thu được ở thiết bị bay hơi, kW
Ne : Cụng nộn hữu ớch, kW
IPLV và ý nghĩa của IPLV trong tiết kiệm năng lượng
IPLV (Integrated Part Load Value) là giỏ trị vận hành non tải tớch hợp. Theo thống kờ của AHRI (Air
Conditioning, Heating and Refrigeration Institute) thỡ cỏc hệ thống ĐHKK thực tế chỉ vận hành 1% thời
gian trong năm ở 100% tải, cũn 99% là vận hành ở chế độ non tải, cụ thể 42% thời gian chạy ở 75% tải,
45% thời gian chạy ở 50% tải và 12% thời gian chạy ở 25% tải. Chớnh vỡ vậy tiờu chuẩn AHRI 550/590
quy định lấy IPLV làm tiờu chuẩn đỏnh giỏ hiệu quả năng lượng của hệ thống lạnh và ĐHKK thay cho
COP[7].
IPLV được tớnh như sau:
IPLV = 0,01A + 0,42B + 0,45C + 0,12D (22)
trong đú A, B, C, D là COP ở 100%, 75%, 50% và 25% tải.
Kết quả tớnh toỏn theo chỉ số hiệu quả năng lượng
Đỏnh giỏ khi nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ bay hơi khụng đổi và điều chỉnh năng suất lạnh theo %
phụ tải, từ đú điều chỉnh tốc độ vũng quay mỏy nộn tương ứng.
Bảng 3 Kết quả đỏnh giỏ khi nhiệt độ t0=5C, tk=40C tương ứng với R32
Q m N motor
% tải n (rpm) Q (kW) k COP IPLV
0 (kW) (kg/s) 1 (kW)
100 2800 2,638 3,052 0,01097 5,396 0,054 0,6821
75 2100 1,978 2,289 0,00823 5,396 2,266 0,5116
50 1400 1,319 1,526 0,00548 5,396 2,428 0,3411
-117-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
25 700 0,659 0,763 0,00274 5,396 0,647 0,1705
Đỏnh giỏ khi nhiệt độ ngưng tụ, nhiệt độ bay hơi và tốc độ vũng quay mỏy nộn khụng đổi và năng
suất lạnh thay đổi theo % phụ tải.
Bảng 4 Kết quả đỏnh giỏ khi nhiệt độ t0=5C, tk=40C, n=2800 rpm tương ứng với R32
m
% tải n (rpm) Q (kW) COP IPLV N motor (kW)
0 (kg/s) 2
100 2800 2,638 0,01097 5,396 0,054 0,6821
75 2800 1,978 0,01258 4,047 1,700 0,6821
50 2800 1,319 0,00839 2,698 1,214 0,6821
25 2800 0,659 0,00412 1,349 0,162 0,6821
Nhận xột: Giỏ trị vận hành non tải thớch hợp của hệ thống lạnh cú điều chỉnh tốc độ tương ứng với
năng suất lạnh IPLV1 = 5,396 cao hơn so với khi khụng điều chỉnh tốc độ tương ứng với năng suất lạnh
IPLV2 = 3,130. Do đú khi điều chỉnh tốc độ vũng quay của mỏy nộn theo sự thay đổi % phụ tải sẽ giữ được
COP khụng đổi tại mọi thời điểm vận hành.
3.3 Đỏnh giỏ khi thay thế mụi chất
Hệ thống ĐHKK đang sử dụng mụi chất R22 được thay thế bằng mụi chất R410A và R32[8],
[9],[10] và dầu bụi trơn được thay đổi phự hợp với mụi chất. Kết quả mụ phỏng tớnh toỏn hệ thống sử dụng
thiết bị phự hợp với mụi chất và thay thế mụi chất R410A, R32 cho hệ thống sử dụng mụi chất R22 với cỏc
thiết bị cú sẵn.
Bảng 5 Kết quả đỏnh giỏ khi nhiệt độ t0=5C, tk=40C
R22 R410A R32
Ký Đơn
Diễn giải Tớnh toỏn Tớnh Thay Tớnh Thay
hiệu vị
toỏn thế toỏn thế
Nhiệt độ bay hơi t0 C 5 5 5 5 5
Nhiệt độ ngưng tụ tk C 40 40 40 40 40
Năng suất lạnh Q0 kW 2,638 2,638 3,796 2,638 4,214
Lưu lượng mụi chất m kg/s 0,01678 0,01687 0,02428 0,01097 0,01752
Phụ tải nhiệt ngưng tụ Qk kW 3,038 3,069 4,417 3,052 4,876
Cụng nộn đoạn nhiệt Ns kW 0,4001 0,4313 0,6208 0,4139 0,6613
Cụng nộn chỉ thị Ni kW 0,4443 0,4789 0,6893 0,4595 0,7243
Cụng suất hữu ớch trờn trục
N kW 0,4726 0,5094 0,7332 0,4889 0,7811
của mỏy nộn e
Cụng suất động cơ Ndc kW 0,6595 0,7109 1,023 0,6821 1,090
3
Thể tớch hỳt của mỏy nộn Vtt m /h 2,438 1,694 2,438 1,526 2,438
Nhận xột: Kết quả tớnh toỏn mụ phỏng cho thấy sự thay đổi khi thay thế mụi chất R410A và R32 cho một
hệ thống cú sẵn sử dụng mụi chất R22:
+ Thể tớch hỳt của mỏy nộn đạt được 69%, 63% so với sử dụng mụi chất R410A/R32 tớnh toỏn
trờn chu trỡnh.
+ Cụng suất của mỏy nộn đạt 69%, 63% so với tớnh toỏn sử dụng mụi chất R410A/R32 tớnh
toỏn trờn chu trỡnh và 64%, 61% so với tớnh toỏn sử dụng mụi chất R22.
+ Năng suất lạnh, năng suất giải nhiệt đạt được 69% và 63% so với tớnh toỏn sử dụng mụi chất
R410A/R32 trờn chu trỡnh và tớnh toỏn sử dụng mụi chất R22.
Dựa trờn bảng kết quả (bảng 5) tiến hành giảm thể tớch hỳt của mỏy nộn lần lượt là 31% (R410A) và
37% (R32) cho phự hợp với chu trỡnh, kết quả đạt được thể hiện ở bảng 6.
Bảng 6 Kết quả thay đổi thể tớch hỳt của mỏy nộn tại nhiệt độ t0=5C, tk=40C
-118-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
Ký R22 R410A R32
Diễn giải Đơn vị
hiệu Tớnh toỏn Thay thế Thay thế
Nhiệt độ bay hơi t0 C 5 5 5
Nhiệt độ ngưng tụ tk C 40 40 40
Năng suất lạnh Q0 kW 2,638 2,619 2,655
Lưu lượng mụi chất m kg/s 0,01678 0,01675 0,01104
Phụ tải nhiệt ngưng tụ Qk kW 3,038 3,048 4,876
Cụng suất hữu ớch trờn trục
N kW 0,4726 0,5059 0,4921
của mỏy nộn e
Cụng suất động cơ Ndc kW 0,6595 0.7060 0,6866
3
Thể tớch hỳt của mỏy nộn Vtt m /h 2,438 1,694 1,526
COP kW/kW 5,581 5,177 5,396
KẾT LUẬN
Qua cỏc kết quả tớnh toỏn mụ phỏng chu trỡnh lạnh một cấp dựa trờn phần mềm Matlab-Simulink với
cỏc mụi chất R22/R410A/R32, ở cựng điều kiện nhiệt độ ngưng tụ tk = 40C, nhiệt độ bay hơi t0 = 5C và
năng suất lạnh Q0 = 9000 BTU/h (2,638 kW) thể tớch hỳt của mỏy nộn giảm 31% (R410A-R22), giảm 37%
(R32-R22) và giảm 10% (R32-R410A); nhiệt độ cuối tầm nộn giảm 4% (R410A-R22), tăng 11% (R32-
R22) và tăng 15% (R32-R410A) và ỏp suất ngưng tụ và bay hơi tăng 60% (R410A-R22), tăng 62% (R32-
R22) và giảm 2% (R32-R410A). Do đú cỏc hệ thống lạnh sử dụng mụi chất R410A và R32 cú nhiệt độ cuối
tầm nộn và ỏp suất hoạt động cao hơn so với hệ thống lạnh sử dụng mụi chất R22.
Khi thay thế mụi chất R410A/R32 vào một hệ thống lạnh sử dụng mụi chất R22, khụng thay đổi cỏc
thiết bị trong hệ thống (thay đổi dầu bụi trơn phự hợp với mụi chất) và ở cựng điều kiện nhiệt độ ngưng tụ
3
tk = 40C, nhiệt độ bay hơi t0 = 5C và thể tớch hỳt của mỏy nộn Vtt = 2,438 m /h. Kết quả mụ phỏng cho
thấy thể tớch hỳt của mỏy nộn đạt được 69%, 63% so với sử dụng mụi chất R410A/R32 tớnh toỏn trờn chu
trỡnh, cụng suất của mỏy nộn đạt 69%, 63% so với tớnh toỏn sử dụng mụi chất R410A/R32 tớnh toỏn trờn
chu trỡnh và 64%, 61% so với tớnh toỏn sử dụng mụi chất R22 và năng suất lạnh, năng suất giải nhiệt đạt
được 69% và 63% so với tớnh toỏn sử dụng mụi chất R410A/R32 trờn chu trỡnh và tớnh toỏn sử dụng mụi
chất R22. Vỡ vậy, khi thay thế mụi chất R410A/R32 cho mụi chất R22 phải điều chỉnh giảm thể tớch hỳt
của mỏy nộn tương ứng là 31% (R410A) và 37% (R32) kết quả đạt được năng suất lạnh, năng suất giải
nhiệt, cụng suất của mỏy nộn và COP là tương đương với nhau.
Đỏnh giỏ hiệu quả năng lượng của hệ thống lạnh sử dụng mụi chất R32 được vận hành ở giỏ trị non tải
thớch hợp kết quả đạt được IPLV1 = 5,396 (thay đổi tốc độ động cơ) và IPLV2 = 3,130 (khụng thay đổi tốc
độ động cơ). Do đú khi điều chỉnh tốc độ vũng quay của mỏy nộn theo sự thay đổi % phụ tải sẽ giữ được
COP khụng đổi tại mọi thời điểm vận hành.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] A. G. Devecioʇlu and V. Oruỗ, “Characteristics of Some New Generation Refrigerants with Low
GWP,” Energy Procedia, vol. 75, pp. 1452–1457, 2015.
[2] ASHRAE Fundamentals, ASHRAE Handbook 2017 Fundamentals SI. 2017.
[3] N. Đ. Lợi, “Cỏc thế hệ mụi chất lạnh và cuộc chiến bảo vệ mụi trường sống,” Hội khoa học kỹ thuật
lạnh và điều hũa khụng khớ Việt Nam, 2015.
[4] N. Abas, A. R. Kalair, N. Khan, A. Haider, Z. Saleem, and M. S. Saleem, “Natural and synthetic
refrigerants, global warming: A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 90, no. August 2016, pp.
557–569, 2018.
[5] L. Jia, W. Jin, and Y. Zhang, “Analysis of Indoor Environment Safety with R32 Leaking from a
Running Air Conditioner,” Procedia Eng., vol. 121, pp. 1605–1612, 2015.
[6] M. J. Moran and H. N. Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics, 5th Edition, vol.
181, no. 4615. 2006.
[7] Air Conditioning Heating and Refrigeration Institute, “AHRI 550/590 Standard,” vol. 590, 2015.
-119-
Hội thảo CÁC NGHIấN CỨU TIấN TIẾN TRONG KHOA HỌC NHIỆT VÀ LƯU CHẤT
Khoa Cụng nghệ Nhiệt Lạnh
[8] N. T. Bảo, Đ. H. Tuấn, and N. D. Tuệ, “Nghiờn cứu thực nghiệm việc thay thế mụi chất lạnh R22
và R12 bằng mụ chất lạnh R404A, R290, R600A thõn thiện với mụi trường,” vol. 16, no. 4, pp. 60–
67, 2013.
[9] J. L. C. Fannou, C. Rousseau, L. Lamarche, and S. Kajl, “A comparative performance study of a
direct expansion geothermal evaporator using R410A and R407C as refrigerant alternatives to R22,”
Appl. Therm. Eng., vol. 82, pp. 306–317, 2015.
[10] A. Lúpez-Belchớ and F. Illỏn-Gúmez, “Evaluation of a condenser based on mini-channels
technology working with R410A and R32. Experimental data and performance estimate,” Appl.
Energy, vol. 202, pp. 112–124, 2017.
-120-
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- danh_gia_hieu_suat_cua_chu_trinh_lanh_mot_cap_dua_tren_phan.pdf