Luận văn: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM THAY THẾ MÔI CHẤT R22 BẰNG MÔI CHẤT R404A, MÔI CHẤT PROPANE VÀ MÔI CHẤT ISO-BUTANE THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG CHO HỆ THỐNG LẠNH THƯƠNG NGHIỆP
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
—————-
ĐÀO HUY TUẤN
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM THAY THẾ MÔI CHẤT R22 BẰNG MÔI CHẤT R404A, MÔI CHẤT PROPANE VÀ MÔI CHẤT
ISO-BUTANE THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG CHO HỆ THỐNG LẠNH THƯƠNG NGHIỆP
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT
Mã số: 11060423
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Công nghệ lạnh được sử dụng rất nhiều trong thời đại hiện nay. Những ứng dụng quan trọng của nó chúng ta không thể nào chối cãi được. Thế nhưng, song song với những lợi ích của nó đem lại là những rắc rối nảy sinh làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái mà con người đang sinh sống, chẳng hạn như: tầng Ozon bị phá hủy, nhiệt độ trái đất tăng lên gây biết bao thảm họa cho con người. Để góp phần làm giảm những vấn đề về môi trường liên quan đến môi chất lạnh nói trên thì trong luận văn của em sẽ tiến hành nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm việc thay thế môi chất R22 (CClHFl2), một loại môi chất làm phá hủy tầng Ozon và nhiệt độ trái đất tăng lên sẽ được loại bỏ vào năm 2020, bằng những loại môi chất thân thiện với môi trường là: R404a, Propan (R290), Iso-Butan (R600a). Việc tiến hành nghiên cứu với mục đích so sánh tính chất nhiệt động để tìm ra hướng khả thi trong việc ứng dụng trong thực tế hiện tại phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Trong số đó, môi chất mà nước ta hoàn toàn có thể tự sản xuất được là R290 là môi chất có tính chất nhiệt động gần với R22 và cho ta một kết quả rất khả quan cho việc thay thế R22.
Refrigerant system is broadly applied in several areas currently. Their importances we can’t deny. However, beside it’s convenience, there are a lot of problems appearing impact on our living environment such as: Ozon depletion, global warming that create a lot of disaster for our life. To contribute for solving those problems, I researched theories, also to conduct experiments for R22 replacement by using friendly environment refrigerant as: R404a, R290, R600a. My research purpose comparing different refrigerants to find out the one that has compatible thermodynamic property to apply in Vietnam’s condition. Among those, the refrigerant that we can produce ourselves is R290 having same thermodynamic property with R22, and also achieve a good result for R22 replacement.
MỤC LỤC
Lời nói đầu ………………………………………………………………………………………………………………. 01
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔI CHẤT LẠN VÀ VẤN ĐỀ ẢN HƯỞNG MÔI TRƯỜNG
1.1 Tổng quan ………………………………………………………………………………………………………….. 02
1.2 Môi chất lạnh và vấn đề suy giảm tầng ozone …………………………………………………………. 02
1.3 Hiệu ứng nhà kính và hiện tượng gia tăng nhiệt độ của bầu khí quyển ……………………….. 05
1.4 Các thỏa thuận quốc tế ………………………………………………………………………………………… 06
1.5 Các loại môi chất lạnh ………………………………………………………………………………………….. 07
1.5.1 Môi chất lạnh loại CFC …………………………………………………………………………………… 07
1.5.2 Môi chất lạnh loại HCFC ………………………………………………………………………………… 08
1.5.3 Môi chất lạnh loại HFC…………………………………………………………………………………… 09
1.5.4 Môi chất lạnh loại hòa trộn ……………………………………………………………………………… 10
1.5.5 Môi chất lạnh loại thiên nhiên ………………………………………………………………………….. 10
1.5.6 Đặc điểm, tính chất một số môi chất lạnh tiêu biểu …………………………………………….. 11
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO VỀ CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU MÔI CHẤT LẠN HỖN HỢP HYDROCACBON
2.1 Tình hình nghiên cứu …………………………………………………………………………………………… 14
2.2 Yêu cầu thực tiễn của đề tài ………………………………………………………………………………….. 16
2.3 Nội dung nghiên cứu …………………………………………………………………………………………… 16
2.4 Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………………………………………………… 16
2.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ………………………………………………………………… 17
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LẠNH THƯƠNG NGHIỆP CỠ NHỎ SỬ DỤNG MÔI CHẤT LẠNH R22
3.1 Tính toán nhiệt HTL thương nghiệp ………………………………………………………………………. 18
3.2 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén ……………………………………………………………………… 22
3.3 Các thông số môi chất ………………………………………………………………………………………….. 22
3.4 Tính toán chu trình lạnh ……………………………………………………………………………………….. 23
3.5 So sánh lý thuyết của môi chất lạnh ……………………………………………………………………….. 28
3.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh thương nghiệp ………………………………………………………… 32
3.7 Chọn máy nén và van tiết lưu ……………………………………………………………………………….. 32
3.8 Tính toán thiết bị bay hơi ……………………………………………………………………………………… 33
3.9 Tính toán thiết bị ngưng tụ …………………………………………………………………………………… 40
3.10 Chọn thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ ……………………………………………………………. `45
3.11Thiết kế hệ thống điện cho hệ thống lạnh thương nghiệp …………………………………………. 46
3.12 Lập trình Matlab kiểm tra thiết bị trao đổi nhiệt …………………………………………………….. 49
CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LẠNH THƯƠNG NGHIỆP CỠ NHỎ SỬ DỤNG MÔI CHẤT LẠNH R22
4.1 Chuẩn bị vật tư …………………………………………………………………………………………………… 53
4.1.1 Vật tư dùng cho thi công phần khung đỡ ………………………………………………………….. 53
4.1.2 Vật tư dùng cho thi công phần buồng lạnh thương nghiệp ………………………………….. 53
4.1.3 Vật tư dùng cho thi công phần đường ống vận chuyển môi chất lạnh …………………… 53
4.1.4 Vật tư dùng cho thi công phần hệ thống lạnh ……………………………………………………. 54
4.1.5 Vật tư dùng cho tủ điện ………………………………………………………………………………….. 58
4.2 Chuẩn bị dụng cụ thi công ……………………………………………………………………………………. 59
4.3 Tiến hành thi công ……………………………………………………………………………………………….. 60
4.4 Thử kín ………………………………………………………………………………………………………………. 63
4.5 Hút chân không và nạp môi chất lạnh …………………………………………………………………….. 64
CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG LẠNH VỚI CÁC MÔI CHẤT LẠNH R22, R404A, PROPANE VÀ ISO-BUTANE
5.1 Mô hình thử nghiệm …………………………………………………………………………………………….. 65
5.2 Dụng cụ và môi chất thử nghiệm …………………………………………………………………………… 66
5.2.1 Dụng cụ thử nghiệm ………………………………………………………………………………………. 66
5.2.2 Môi chất thử nghiệm ………………………………………………………………………………………. 66
5.3 Tiến hành thí nghiệm ……………………………………………………………………………………………. 66
5.4 Đánh giá hệ thống khi thay đổi các môi chất …………………………………………………………… 68
5.5 Những vấn đề an toàn khi sử dụng môi chất lạnh Propane và Iso-Butane …………………… 74
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1 Kết luận ……………………………………………………………………………………………………………….. 9
6.2 Kiến nghị ……………………………………………………………………………………………………………. 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………………………. 81
Phụ lục 1: Catalogue một số máy nén pittong kín hãng Tecumseh ………………………………….. 84
Phụ lục 2: Năng suất lạnh một số van tiết lưu nhiệt R22 hãng Danfoss …………………………… 92
Phụ lục 3: Dàn ngưng quạt thổi ngang kiểu FNA hãng KEWELY ………………………………… 94
Phụ lục 4: Dàn lạnh kiểu DE hãng KEWELY……………………………………………………………… 95
Phụ lục 5: Bảng các số liệu vận hành với môi chất R22 ………………………………………………… 96
Phụ lục 6: Bảng các số liệu vận hành với môi chất R290 ………………………………………………. 97
Phụ lục 7: Bảng các số liệu vận hành với môi chất R404A ……………………………………………. 98
Phụ lục 8: Bảng các số liệu vận hành với môi chất R600A ……………………………………………. 99
Phụ lục 9: Lập trình Matlab cho thiết bị trao đổi nhiệt ………………………………………………… 100
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG …………………………………………………………………………………… 117
