TIN TỨC
Tính toán chu trình lạnh hai cấp bình trung gian có ống xoắn – Ứng dụng trong vận hành kho lạnh
Chu trình lạnh hai cấp sử dụng bình trung gian có ống xoắn là một trong những giải pháp làm lạnh hiệu quả cho các hệ thống kho lạnh âm sâu, giúp tăng hiệu suất năng lượng và tối ưu hiệu quả nén. Bài viết dưới đây trình bày cách tính toán các thông số trạng thái của chu trình, từ đó xác định các chỉ tiêu quan trọng như năng suất lạnh riêng, công nén riêng và hệ số lạnh.
1. Giả thiết và điều kiện ban đầu
-
Môi chất làm lạnh: NH₃ (Amoniac)
-
Chu trình gồm 2 cấp nén, sử dụng bình trung gian có ống xoắn.
-
Nhiệt độ bay hơi thấp: t₀ = –28°C
-
Điều kiện đặc biệt: chọn nhiệt độ t₆ = t₉ + 5°C
2. Bảng thông số trạng thái tại các điểm nút trong chu trình
| Điểm nút | T (°C) | P (MPa) | i (kJ/kg) | v (m³/kg) | Trạng thái |
|---|---|---|---|---|---|
| 1’ | –28 | 0.13 | 1420 | — | Hơi bão hòa khô |
| 1 | –20 | 0.13 | 1435 | 0.92 | Hơi quá nhiệt |
| 2 | 60 | 0.43 | 1585 | 0.35 | Hơi quá nhiệt |
| 3 = 8 | 2 | 0.43 | 1455 | 0.28 | Hơi bão hòa khô |
| 4 | 92 | 1.47 | 1640 | 0.12 | Hơi quá nhiệt |
| 5’ | 38 | 1.47 | 370 | — | Lỏng |
| 5 | 33 | 1.47 | 350 | 0.005 | Lỏng |
| 6 | 5 | 1.47 | 230 | — | Lỏng |
| 7 | 0 | 0.43 | 350 | — | Bão hòa ẩm |
| 9 | 0 | 0.43 | 200 | — | Lỏng |
| 10 | –28 | 0.13 | 230 | — | Bão hòa ẩm |
3. Tính toán năng suất và hiệu quả chu trình
Năng suất lạnh riêng q₀:
Công thức:
q₀ = i₁’ – i₁₀ = 1420 – 230 = 1190 kJ/kg
Năng suất lạnh riêng theo thể tích qᵥ:
Công thức:
qᵥ = q₀ / v₁ = 1190 / 0.92 = 1293.4 kJ/m³
4. Công nén riêng (l)
Công nén riêng được tính theo hai cấp:
-
Cấp thấp (hạ áp):
l₁ = i₂ – i₁ = 1585 – 1435 = 150 kJ/kg -
Cấp cao (cao áp):
l₂ = i₄ – i₃ = 1640 – 1455 = 185 kJ/kg
5. Lưu lượng và hệ số lạnh
Lưu lượng khối lượng môi chất:
-
m₁: Lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp
-
m₃: Lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp (sẽ phụ thuộc cấu hình cụ thể và phương pháp tách lỏng ở bình trung gian)
Hệ số lạnh ε:
Công thức chung:
ε = q₀ / (l₁ + l₂)
=> ε = 1190 / (150 + 185) = 1190 / 335 ≈ 3.55
Việc tính toán chi tiết các thông số trạng thái trong chu trình lạnh hai cấp có bình trung gian dạng ống xoắn giúp kỹ sư hiểu rõ hơn về hiệu suất và cân bằng năng lượng của hệ thống. Đây là nền tảng quan trọng để vận hành hệ thống kho lạnh ổn định, tiết kiệm năng lượng và nâng cao tuổi thọ thiết bị.
Công Ty TNHH Thiết Bị Lạnh Far East chuyên thiết kế, thi công và bảo trì các hệ thống lạnh hai cấp ứng dụng trong kho lạnh thủy sản, thực phẩm, logistic… đạt chuẩn HACCP – sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp trong mọi giải pháp kỹ thuật làm lạnh.