Phòng thí nghiệm Kỹ thuật nhiệt 3 doc

Bảng 1.1 – Vị trí và tên thiết bị2.2 Nguyên lý hoạt động mô hình 2.2.1 Các thành phần Môi chất lạnh sử dụng: R123 Áp suất gas để hoạt động: Chưa xác định 2.2.2 Nguyên lý làm lạnh của mô

Bài 1: MÔ HÌNH LẠNH CƠ BẢN

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình lạnh cơ bản

- Tìm hiểu sơ đồ mạch điện của hệ thống lạnh cơ bản

- Nhận biết được sự cố và cách khắc phục sự cố

2 MÔ TẢ THIẾT BỊ

2.1Mô hình dàn trãi lạnh cơ bản

Hình 1.1 – Sơ đồ cấu tạo

12

1413

1

16156

910

Bảng 1.1 – Vị trí và tên thiết bị

2.2 Nguyên lý hoạt động mô hình

2.2.1 Các thành phần

Môi chất lạnh sử dụng: R123

Áp suất gas để hoạt động: Chưa xác định

2.2.2 Nguyên lý làm lạnh của mô hình

Đầu tiên máy nén bơm môi chất lạnh lên dàn nóng, sau đó qua van đảo chiều và

đi đến dàn ngưng tụ rồi tiếp tục qua van tiết lưu Vì có van tiết lưu làm hạn chế việc lưu thông nên môi chất bị nén lại làm cho áp suất và nhiệt độ của môi chất đột ngột tăng lên, nhờ quạt dàn nóng hoạt động nên nhiệt độ giảm xuống, khí nén trở nên hóa lỏng và đi vào bộ lọc sau đó về bình chứa, rồi tiếp tục qua van tiết lưu đi tới dàn lạnh Do máy nén hút môi chất về máy nên áp suất từ dàn bay hơi hạ xuống, môi chất lỏng được phun ra từ van tiết lưu hóa hơi làm cho nhiệt độ hạ thấp nhờ quạt ở dàn lạnh thổi khí lạnh ra môi trường Môi chất sau khi trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài ở dạng khí và sau cùng được máy nén hút về để thực hiện chu trình mới

2.3Sơ đồ mạch điện triển khai

Bật công tắc F1 tiếp điểm đóng lại, quạt dàn bay hơi quay

Bật công tắc F2 tiếp điểm đóng lại, quạt dàn ngưng tụ quay

Khi bật công tắc đảo chiều thì môi chất sẽ đi ngược lại với chiều ban đầu

Bật công tắc từ FS1 đến FS10 các sự cố lần lượt xảy ra

Hình 1.3 – Sơ đồ mạch của máy nén

và động cơ làm việc bình thường

Hình 1.4 – Sơ đồ mạch công tắc điều khiển

V1B cho môi chất lưu thông từ dàn bay hơi

về máy nén, V5 cho môi chất vào bình chứa, V6 cho môi chất ra bình chứa

Cách 2: Sử dụng van tiết lưu nhiệt

V1B, V3, V5, V6 Mở

V1B cho môi chất lưu thông từ dàn bay hơi về máy nén, V3 cho môi chất qua van tiết lưu nhiệt, V5 cho môi chất vào bình chứa, V6 cho môi chất ra bình chứa

ra bình chứa, HEV không điều chỉnh được lưu lượng môi chất

V1B cho môi chất lưu thông từ dàn bay hơi

về máy nén, V4 cho môi chất đi qua ống mao dẫn

V1A, V2, V5, V6 Mở

V1A cho môi chất về van đảo chiều, V2 cho môi chất đi qua van phao, V5 cho môi chất vào bình chứa, V6 cho môi chất ra bình chứa 3.2Quy trình mở máy

Hệ thống lạnh điều khiển bằng van tiết lưu tay (HEV)

1 Điều chỉnh vị trí van theo cách 1

2 Mở quạt số 1 (quạt dàn bay hơi), quạt số 2 (quạt dàn ngưng tụ) và mở máy nén Mở

từ từ van HEV cùng lúc quan sát lưu lượng kế, giữ lưu lượng khoảng dưới 30 mm

3 Nếu để van ở vị trí này lưu lượng giảm xuống 0 mm thì mở từ từ van HEV thêm nữa để lưu lượng tăng lên vị trí ban đầu, không nên để lưu lượng tăng quá cao (>30mm) làm ngập dàn bay hơi

4 Quan sát và ghi các số liệu vào bảng 1.2

Bảng 1.2 – Kết quả vận hành

nén (kPa)

Áp suất hút (kPa)

Nhiệt độ dàn bay hơi ( 0 C)

Nhiệt độ dàn ngưng

tụ ( 0 C)

Thời gian (s)

FS1 Van đảo không hoạt

động

Hệ thống hoạt động theo ngược lại (cùng chiều ban đầu)

Sử dụng ống mao dẫn

FS2 Quạt dàn bay hơi

không hoạt động Quạt ngừng quay

Sử dụng van tiết lưu tay

FS3 Quạt dàn ngưng tụ

không hoạt động Quạt ngừng quay

Sử dụng van tiết lưu tay

FS4 Rơle áp suất không

hoạt động Máy nén tắt

Sử dụng van tiết lưu tay

FS6 Tụ khởi động mở Máy nén không khởi

động

Bật công tắc lên, rồi

mở máy nén sau.FS7 Không có vị trí van

đảo chiều

Hệ thống hoạt động theo ngược lại (cùng chiều ban đầu)

Sử dụng ống mao dẫn

FS8 Quá tải máy nén Máy nén nóng hơn

bình thường

Sử dụng van tiết lưu tay

6 Từ các giá trị nhiệt độ trên bảng kết quả vận hành và bằng cảm giác trên đường ống hãy mô tả nhiệt độ môi chất lạnh (nóng, lạnh, ấm) ở các vị trí sau:

a Cửa vào máy nén: (lạnh)

b Cửa ra máy nén: (nóng)

c Cửa vào dàn ngưng tụ: (nóng)

d Cửa ra dàn ngưng tụ: (ấm)

e Cửa vào dàn bay hơi: (lạnh)

f Cửa ra dàn bay hơi: (lạnh)

3.3Quy trình tắt máy

1 Bơm môi chất lạnh về bình chứa cao áp:

a Đóng van V6

b Van V1A và V2 ở vị trí đóng, V1B ở vị trí mở

c Mở van V3 và van tiết lưu tay (HEV)

d Đóng van trên đường dẫn dòng môi chất lạnh vào ống mao dẫn (V4)

e Mở van cửa vào bình chứa (V5) để đảm bảo các môi chất lạnh được bơm vào bình chứa

f Khi áp suất đẩy giảm xuống khoảng 8 psi (55 kPa), đóng van V5 và tắt máy nén

g Đóng tất cả các van còn lại

2 Tắt quạt số 1 và số 2

3 Ngắt nguồn điện thiết bị

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy điều hòa

- Sơ đồ mạch điện của hệ thống máy điều hòa

2 MÔ TẢ THIẾT BỊ

2.1 Mô hình dàn trãi máy điều hòa hai cụm

Hình 2.1 – Sơ đồ cấu tạo

Bảng 2.1 – Vị trí và tên thiết bị

2.2 Nguyên lý hoạt động mô hình

6

4

10

Môi chất lạnh sử dụng: R22

Áp suất gas để hoạt động: 500 – 600g

2.2.2 Nguyên lý làm lạnh của mô hình

Chia làm 2 phần: phần nóng và phần lạnh

- Phần nóng (out door) : Máy bơm đẩy môi chất lạnh (R22) vào dàn nóng, vì cuối dàn nóng có van tiết lưu hạn chế lưu thông nên môi chất bị nén lại làm áp suất tăng, dẫn đến nhiệt độ tăng, nhờ một quạt điện thổi không khí ngoài trời qua dàn nóng làm hạ nhiệt và do đó khí nén hóa lỏng đi qua van tiết lưu tiếp tục đi vào dàn lạnh

- Phần lạnh (in door) : Vì đầu hút của máy bơm được nối vào dàn lạnh nên áp suất trong dàn hạ thấp, môi chất lỏng được phun ra từ van tiết lưu sẽ nhanh chóng bay hơi (quá trình thăng hoa), ở đây nhiệt độ hạ xuống thấp và không khí lạnh được trao đổi với không khí trong phòng nhờ một quạt được đặt phía trong dàn bay hơi Môi chất sau khi bay hơi thành dạng khí được máy bơm hút về để tiếp tục một chu trình mới

2.3 Sơ đồ mạch điện triển khai

Hình 2.2 – Sơ đồ mạch điện

Nguyên lý làm việc:

Khi nhấn nút power trên Remote mạch điều khiển xuất tín hiệu điều khiển làm quay quạt dàn ngưng và động cơ đóng mở cửa sổ dàn ngưng (Louver Motor), khi ta setup nhiệt độ bằng remote điều khiển thì bộ phận nhận tín hiệu hồng ngoại và chỉ thị tiếp nhận tín hiệu sau đó truyền về mạch điều khiển Ở đây mạch điều khiển tiến hành xử lý và phân tích Trên mạch điều khiển có 1 rơle (RY01) làm trì hoãn thời gian hoạt động của máy nén cũng như dàn ngưng Một sensor sẽ cảm biến nhiệt độ môi trường được kết nối với mạch điều khiển khi nhiệt độ của môi trường bằng với nhiệt độ đặt thì mạch điều khiển xuất tín hiệu cho rơle cắt máy nén và dàn ngưng ra khỏi hệ thống làm cho máy nén không hoạt động và quạt ngừng quay

Sau một khoảng thời gian nhiệt độ trong phòng tăng lên, sensor sẽ cảm biến nhiệt độ trong phòng đưa về mạch điều khiển và tiến hành so sánh Mạch điều khiển

sẽ ra tín hiệu làm rơle đóng máy nén và dàn ngưng hoạt động bình thường, chu kì

Quan sát

• Dòng điện: 0A

• Điện áp: 220V

• Nhiệt độ môi trường: 260C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 250C

• Áp suất cao: 180 psi

• Áp suất thấp: 180 psi

• Nhiệt độ dàn ngưng tụ: 300C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 33.50C

Nhận xét: Khi bật CB thì Volt kế hiển thị áp, đồng thời bộ hiển thị nhiệt độ cho biết nhiệt độ tại thời điểm hiện tại của môi trường và dàn bay hơi là bao nhiêu Đèn báo tín hiệu bộ nhận hồng ngoại và chỉ thị sẵn sàng Các thiết bị còn lại chưa hoạt động

- Nhấn nút Power trên Remote điều khiển

Quan sát

• Dòng điện: 0A

• Điện áp: 220V

• Nhiệt độ môi trường: 270C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 260C

• Áp suất cao: 180 psi

• Áp suất thấp: 180 psi

• Nhiệt độ dàn ngưng tụ: 350C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 32.50C

Nhận xét: Quạt dàn bay hơi bắt đầu hoạt động đồng thời đèn báo quạt dàn bay hơi sáng lên Dòng điện và điện áp vẫn không thay đổi

- Trên Remote đặt t = 240C.

- Quan sát

• Thời gian dàn nóng bắt đầu khởi động: 120s

• Thời gian đạt được nhiệt độ đặt: 192s

• Dòng điện khi khởi động dàn nóng: 6A

• Dòng điện định mức dàn nóng: 4A

• Điện áp: 220V

• Nhiệt độ môi trường: 270C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 210C

• Áp suất cao: 310 psi

• Áp suất thấp: 85 psi

• Nhiệt độ dàn ngưng tụ: 560C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 100C

Nhận xét: Khi cài đặt nhiệt độ thì sau một khoảng thời gian máy nén bắt đầu

hoạt động, dòng điện tăng đột ngột rồi về giá trị định mức, khi nào nhiệt độ trong phòng bằng với nhiệt độ đặt thì lúc đó máy nén không hoạt động đồng nghĩa lúc đó chỉ có dàn quạt dàn lạnh hoạt động Khi nào nhiệt độ trong phòng tăng thì máy nén hoạt động trở lại để ổn định nhiệt độ đặt Chu trình như thế cứ lặp đi lặp lại

- Tiếp tục hạ nhiệt độ bằng Remote xuống t = 180C

Quan sát

• Dòng điện: 4A

• Điện áp: 220V

• Nhiệt độ môi trường: 270C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 200C

• Áp suất cao: 310 psi

• Áp suất thấp: 85 psi

• Nhiệt độ dàn ngưng tụ: 560C

• Nhiệt độ dàn bay hơi: 100C

Quạt dàn nóng và máy nén có ngừng hoạt động hay không? Tại sao?

Không, mặt dù nhiệt độ dàn lạnh vẫn hạ xuống nhưng do nhiệt độ phòng thí nghiệm chưa bằng với nhiệt độ đặt

3.2 Quy trình tắt máy:

- Bấm nút Power trên Remote

- Bật CB trên mô hình về vị trí OFF

- Ngừng cấp nguồn cho toàn hệ thống

Bài 3: MÔ HÌNH TỦ LẠNH

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình tủ lạnh

- Sơ đồ mạch điện của tủ lạnh

2 MÔ TẢ THIẾT BỊ

2.1 Mô hình dàn trãi tủ lạnh

Hình 3.1 – Sơ đồ cấu tạo

109

12

8

76

2.2.2 Nguyên lý làm lạnh của mô hình

Máy nén, nén gas (R134a) thành hơi quá nhiệt (hơi có áp suất cao nhiệt độ cao) đẩy vào dàn ngưng tụ Tại dàn ngưng, hơi gas có áp suất cao, nhiệt độ cao nhờ môi trường không khí làm mát nên ngưng tụ thành lỏng sau đó đến bộ lọc Gas lạnh được bộ lọc sạch bẩn, hơi ẩm đến ống mao dẫn Qua ống mao dẫn là đoạn đường ống có tiết diện nhỏ và dài, gas lỏng được tăng tốc, áp suất giảm, nhiệt độ giảm đến nhiệt độ bay hơi, sau đó đến dàn bay hơi Tại dàn bay hơi, hơi gas có áp suất thấp

và nhiệt độ thấp sẽ hấp thu nhiệt và bắt đầu làm lạnh Sau cùng hơi gas lạnh sẽ được máy nén hút về để thực hiện chu trình kế tiếp Chu trình này được tuần hoàn kép kín

Hình 3.3 – Sơ đồ mạch tổng quát

Nguyên lý hoạt động

Khi cấp nguồn bộ định giờ bắt đầu hoạt động và máy nén được cấp nguồn quạt dàn lạnh bắt đầu quay Tuy nhiên điện trở xả tuyết và điện trở giải đông sẽ không hoạt động do dòng chạy qua rất nhỏ, máy nén sẽ hoạt động do dòng chạy qua máy nén lớn Sau một khoảng thời gian (khoảng 8 đến 12 giờ) bộ định giờ ngắt máy nén

và cấp nguồn cho điện trở xả tuyết hoạt động Hoạt động của điện trở xã tuyết còn tùy thuộc vào nhiệt độ buồng đông Bình thường tiếp điểm của cảm biến nhiệt mở, nếu nhiệt độ chưa đạt thì cảm biến nhiệt không đóng lại do đó điện trở xã tuyết vẫn chưa hoạt động ngược lại khi nhiệt độ đã đạt thì tiếp điểm đóng lại và bắt đầu xả tuyết Cầu chì nhiệt có nhiệm vụ bảo vệ cho 2 điện trở xả tuyết và điện trở giải đông, khi điện trở quá nóng hoặc không xả tuyết được thì nhiệt độ tăng cao cầu chì đứt Điốt trong mạch có nhiệm vụ kéo dài thời gian xả tuyết Sau thời gian xả tuyết

bộ định giờ cắt điện trở xả tuyết và cấp nguồn cho máy nén và quạt dàn lạnh hoạt động trở lại

Khi mở tủ công tắc đóng lại đèn tủ lạnh sáng lên

Rơle nhiệt độ làm nhiệm vụ bảo vệ động cơ quá tải về nhiệt Trong trường hợp động cơ khởi động quá lâu mà cũng không khởi động được hoặc lốc máy nhiệt độ cao quá 1000C, rơle nhiệt mở tiếp điểm, cắt động cơ ra khỏi lưới điện

Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ được cấp điện, dòng điện chỉ chạy vào cuộn dây chính, động cơ chưa được khởi động, lúc này dòng điện tăng (5 đến 7 lần dòng điện định mức), lực điện từ của rơle lớn và hút tiếp điểm đóng lại để cấp điện cho cuộn dây phụ qua tụ khởi động CS Dòng điện qua cả hai cuộn dây làm động cơ khởi động

Khi động cơ đạt 2/3 tốc độ định mức, dòng điện qua cuộn dây của rơle đã giảm nhiều, lực hút điện từ không còn đủ để giữ tiếp điểm do đó tiếp điểm tự mở ra, cuộn dây khởi động Cs bị ngắt động cơ tiếp tục làm việc với cuộn dây chính

Hình 3.5 – Sơ đồ mạch bảo vệ

Nguyên lý hoạt động

Trong mạch điện một pha rơle bảo vệ được mắc nối tiếp với máy nén Rơle bảo

vệ bao gồm thanh hoặc đĩa lưỡng kim nối tiếp với điện trở nung

Ở điều kiện làm việc bình thường, nhiệt độ của thanh lưỡng kim không cao do

đó tiếp điểm của rơle đóng lại máy nén làm việc bình thường

Khi động cơ (máy nén) quá tải, nhiệt lượng tỏa ra lớn Do đó thanh lưỡng kim nóng lên, cong về phía trên để ngắt tiếp điểm

Tiếp điểm này ở dạng tự đóng lại: khi ngắt không còn dòng điện qua điện trở nên sau một khoảng thời gian (trên 2 phút), tiếp điểm tự đóng lại do thanh lưỡng kim nguội máy nén hoạt động lại bình thường

Sau 20 phút quan sát và ghi lại các số liệu vào bảng 3.3

Bài 4: MÔ HÌNH LẠNH THƯƠNG MẠI

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình lạnh thương nghiêp

- Cách vận hành hệ thống và nhận dạng các hư hỏng có thể xảy ra trong hệ thống

2 MÔ TẢ THIẾT BỊ

2.1 Mô hình dàn trãi lạnh thương nghiệp

11

14138

Bảng 4.1 – Vị trí và tên thiết bị

1 Bình tách lỏng 11 Điều chỉnh áp suất dàn bay hơi

2 Bình chứa chất lỏng 12 Dàn bay hơi 2

7 Van tiết lưu tự động 17 Bình tách dầu

9 Điều khiển nhiệt độ 19 Rơle áp suất

2.2 Nguyên lý hoạt động mô hình

2.2.1 Các thành phần

Môi chất lạnh sử dụng: R134a

Áp suất gas để hoạt động: Chưa xác định được

2.2.2 Nguyên lý làm lạnh của mô hình

Hơi nước áp suất cao được máy nén đẩy đi đến bộ tách dầu Hơi nước áp suất cao ra khỏi bộ tách dầu và đi vào dàn ngưng tụ Quạt dàn ngưng tụ hoạt động làm nhiệt độ giảm xuống nên khí nén hóa lỏng và chất lỏng áp suất cao đi đến bộ phận nhận chất lỏng Môi chất duy chuyển đến bộ trao đổi nhiệt sau khi đã qua bộ lọc có thể quan sát được bằng kính quan sát Ra khỏi bộ trao đổi nhiệt chất lỏng áp suất cao sẽ đi theo hai đường qua hai van điện từ rồi đến hai tốc kế tiếp đến qua van tiết lưu nhiệt 1 và 2 Sau khi ra khỏi hai van tiết lưu nhiệt môi chất từ lỏng áp suất cao chuyển sang lỏng áp suất thấp và đi vào hai dàn bay hơi 1 và 2 Môi chất lỏng ở dạng hơi nước áp suất thấp sau khi ra khỏi hai dàn bay hơi 1 và 2 gộp lại thành một dòng qua van trao đổi nhiệt và về bộ trao đổi nhiệt Cuối cùng là môi chất qua bình tách lỏng và trở về máy nén Chu trình cứ lặp đi lặp lại theo chu kì như thế

o Bộ lọc: lọc sạch các cặn bẩn cơ học và hóa học đặc biệt là nước và acid

o Bình tách lỏng: tách các hạt lỏng chưa bóc hơi hết không cho về máy nén để tránh

va đập thủy lực

o Kính quan sát: cho phép quan sát dòng chảy của môi chất

o Van điện từ: thiết bị tự động dùng để đóng mở, chuyển đổi các đường ống dẫn môi chất bằng tín hiệu điện.

2.3 Sơ đồ mạch điện triển khai

Hình 4.2 – Sơ đồ mạch tổng quát

Nguyên lý hoạt động

Khi cấp nguồn:

• Bật công tắc FAN-C trên bảng điều khiển quạt dàn ngưng tụ bắt đầu quay và có thể

điều chỉnh tốc độ quạt khi cần thiết

• Bật công tắc FAN-E1 trên bảng điều khiển quạt dàn bay hơi số 1 bắt đầu quay và có

thể điều chỉnh tốc độ quạt khi cần thiết

• Bật công tắc FAN-E2 trên bảng điều khiển quạt dàn bay hơi số 2 bắt đầu quay và có

• Van điện từ 1 và 2 bắt đầu hoạt động thông qua bộ điều khiển nhiệt độ 1 và 2 Khi nhiệt độ vừa đạt đến giá trị cài đặt, bộ điều khiển nhiệt độ sẽ mở tiếp điểm để ngắt van điện từ Khi áp suất tăng quá cao hoặc quá thấp vượt quá giá trị đặt của 2 rơle

áp suất thì tiếp điểm của rơle áp suất mở ra để cắt máy nén

Hình 4.3 – Sơ đồ mạch khởi động máy nén

Nguyên lý hoạt động

Rơle khởi động điện áp gồm cuộn dây điện áp lắp song song với cuộn dây phụ của động cơ, tiếp điểm của rơle là loại thường đóng

Khi cấp điện cho động cơ, dòng điện chạy vào cho cả hai cuộn dây, do đó động

cơ khởi động Khi động cơ đạt 2/3 vận tốc định mức, điện áp VCS đủ lớn để cuộn dây của rơle mở tiếp điểm Động cơ tiếp tục làm việc với tiếp điểm của rơle mở