Phân Tích Nhiệt Động Của Một Số Loại Môi Chất Lạnh Dùng Trong Tủ Lạnh Và Kho Lạnh Công Nghiệp

Tóm tắt

Phân tích exergy là công cụ mạnh mẽ trong thiết kế, tối ưu hóa và đánh giá hiệu suất của hệ thống năng lượng. Trong bài báo này, tác giả phân tích nhiệt động của các hệ thống lạnh một cấp nén môi chất R22, R717, R404A, R507A, R1234yf, R134a, R600a bằng các thông số: Nhiệt độ đầu đẩy máy nén T₂ [K], năng suất lạnh riêng thể tích q_v [kJ/m³] , hệ số làm lạnh COP, hiệu suất exergy COP_ex, độ hoàn thiện chu trình η[%], tổn thất exergy Ex_d,total [kW] tại nhiệt độ ngưng tụ T_k = 315[K], nhiệt độ bay hơi T₀ = 268[K], 265[K], 258[K], 253[K], 248[K], 243[K], 238[K]. Qua đó, tác giả nhận thấy rằng trong các hệ thống lạnh nhiệt độ âm có công suất nhỏ như tủ lạnh, tủ kem thì môi chất R600a vì cho kết quả hệ số làm lạnh COP, hiệu suất exergy, năng suất lạnh thể tích riêng, độ hoàn thiện chu trình lớn hơn R134a và cao nhất trong các loại môi chất lạnh được sự dụng hiện nay. Trong các hệ thống kho lạnh công nghiệp thì môi chất R22 có nhiệt độ cuối tầm nén thấp hơn NH₃ dẫn đến có thể không bắt buộc có thêm hệ thống làm mát đầu đẩy máy nén, hệ số làm lạnh COP gần giống nhau, tổn thất exergy NH₃ quá lớn dù hiệu suất exergy gần giống nhau. Nếu xét về mặt ảnh hưởng tới môi trường thì môi chất lạnh NH₃ vẫn là ưu tiên lựa chọn so với R22.