Đề cương nhiệt lạnh

Máy lạnh nén hơi được sử dụng rộng rãi nhất, chiếm trên 90% thị phần nhiệt lạnh. Ưu điểm: + là tổ hợp máy nén – động cơ điện có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng và độ tin cậy cao. Nhiệt độ và công suất lạng ở máy lạnh nén hơi hầu như không gới hạn, đáp ứng mọi yêu cầu về lạnh. Nếu nhiệt độ lạnh tới 20 độ C ngta sử dụng chu trình lạnh nén hơi một cấp . Nếu nhiệt độ lạnh thấp hơn (từ 20 đến 50 độC) thì dùng chu trình 2 cấp nén, còn lại sâu hơn thì dùng chu trình 3 câó nén or máy lạnh ghép tầng. Công suất lạnh ở máy nén hơi có thể từ rất bé như ở tủ lạnh gia dụng, trung bình như các máy lạnh thương nghiệp và lớn or rất lớn như điều hoà không khí trung tâm cho các hội trường , nhà ga,.. Trong máy lạnh nén hơi, máy nén (MN) là 1 bộ phận quan trọng nhất. Nhiệm vụ của MN là: + hoá hơi ở thiết bị bay hơi và áp suất thấp Po và nhiệt độ To + MN vào thiết bị ngưng tụ có áp suất cao Pk và nhiệt độ cao Tk. Tại đây, môi chất được làm mát, thải nhiệt ra môi tường bên ngoài và chuyển trạng thái bay hớiau trạng thái lỏng.

Đề cương nhiệt lạnh

1 Trình bày tổng quan về máy lạnh nén hơi?

- Máy lạnh nén hơi được sử dụng rộng rãi nhất, chiếm trên 90% thị phần nhiệt lạnh

- Ưu điểm:

+ là tổ hợp máy nén – động cơ điện có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng và

độ tin cậy cao

Nhiệt độ và công suất lạng ở máy lạnh nén hơi hầu như không gới hạn, đáp ứng mọi yêu cầu về lạnh

- Nếu nhiệt độ lạnh tới -20 độ C ngta sử dụng chu trình lạnh nén hơi một cấp

- Nếu nhiệt độ lạnh thấp hơn (từ -20 đến -50 độC) thì dùng chu trình 2 cấp nén, còn lại sâu hơn thì dùng chu trình 3 câó nén or máy lạnh ghép tầng

Nguyên lý làm việc của máy lạnh nén hơi 1 cấp

- Công suất lạnh ở máy nén hơi có thể từ rất bé như ở tủ lạnh gia dụng, trung bình như các máy lạnh thương nghiệp và lớn or rất lớn như điều hoà không khí trung tâm cho các hội trường , nhà ga,

- Trong máy lạnh nén hơi, máy nén (MN) là 1 bộ phận quan trọng nhất Nhiệm

vụ của MN là:

+ hoá hơi ở thiết bị bay hơi và áp suất thấp Po và nhiệt độ To

+ MN vào thiết bị ngưng tụ có áp suất cao Pk và nhiệt độ cao Tk Tại đây, môi chất được làm mát, thải nhiệt ra môi tường bên ngoài và chuyển trạng thái bay hớiau trạng thái lỏng

+ đưa lỏng qua tiết lưu vào thiết bị bay hơi thự hiện vòng tuần hoàn kín củam ối chất lạnh trong hệ thống, gắn liền với việc thu nhiệt ở thiết bị bay hơi và thải nhiệt ở thiết bị ngưng tụ

- Cấu tạo: gồm nhiều bphận chuyển động phức tạp nên độ tin cậy năng suất lạnh

và chất lượn của hthống phụ thuộc vào độ tin cậy, chất lượn và ănng suất của máy nén

- Trong kỹ thuật nhiệt lạnh, các máy nén được chế tạo theo nguyên lý nén thể tích và nén động lực

+ Nén thể tích: qtrình nén từ áp suất thấp lên áp suất cao nhờ sự thay đổi của thể tích nén của khoang hơi giữa pittong và xilanh.các máy nén thể tích thường dùng là máy nén pittong,máy nén roto, máy nén trục vít Phần lớn các máy lm việc theo chu kỳ k liên tục.máy nén thể tích có thể tạo ra áp suất lớn với khối lượng hơi nhỏ

+ nén động học: áp suất của dòng hơi được tăng lên là do động năng biến thành thế năng.máy nén động học thường gặp là máy nén tuabin, máy nén ejectơ Đặc

điểm chính của máy nén động học là lm việc liên tục và k có van Máy nén động học cần một dòng hơi với lưu lượng lớn or rất lớn, tỷ số áp suất qua mỗi tầng cánh quạt phụ thuộc vào tính chất của môi chất

2 Các thiết bị bảo vệ trong máy nén hơi:

Các loại aptomat

-aptomat vạn năng:

+là loại được chế tạo chp mạch điện hạ áp công suất lớn, có nhiều loại bảo vệ và có thể chỉnh định trong phạm vi rộng Loại này thường có kết cấu hở, dập hồ quang trong môi trường không khí tự nhiên bằng buồng dập kiểu giàn thường gọi là loại ACB Loại này có điện áp định mức đến 660V, dây dòng điện định mức 630A, 800 A, 1000 A,

1250 A, 1600 A, 2500 A, 3200 A, 4000 A, 5000 A và 6300 A với 2 kết cấu: 3 cực và 4 cực Khối bảo vệ là các vi mạch nên có khả năng điều chỉnh thông số trong phạm vi rộng Vì vậy loại aptomat này được gọi là máy cắt điện tủ

- aptomat chỉnh định

+còn gọi là MCB là loại máy cắt có vỏ nhựa định hình, thao tác bằng cần gạt hoặc núm vặn, thường có dòng điện định mức từ 6 A đến 1600 A Loại máy cắt này được dùng rất thông dụng và không cần bảo trì Nó thường dùng bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các phụ tải gia dụng, công nghiệp và các loại tải khác Vì kết cấu, nó thường

có loại 1 cực, 2 cực, 3 cực và 4 cực Vì vậy sẽ không có hiện tượng mất pha như ở tổ hợp cầu dao và cầu chì 3 pha khi 1 pha bị sự cố

- Aptomat chống điện giật

+ còn gọi là thiết bị chống dòng điện rò hay aptomat vi sai, là thiết bị đóng tự động cắt mạch điện khi dòng điện rò đạt tới trị sô nguy hiểm cho cơ thể người hoặc có thể gây

ra phóng tia lửa điện, gây ra hỏa hoạn

+trong quá trình làm việc hoặc không làm việc, cách điện của các thiết bị điện sẽ bị già hóa theo thời gian Do tác động của nhiệt độ môi trường nên điện trở cách điện của chúng bị giảm, dòng điện rò tăng Trị số dòng rò không lớn nên thiết bị bảo vệ dòng điện (quá tải, ngắn mạch) không tác động Nếu vỏ thiết bị bằng kim loại k nối đất, khi điện rò, người chạm vào vỏ sẽ rất nguy hiểm Aptomat chống giật sẽ tác động, cắt phụ tải ra khỏi lưới, bảo vệ an toàn cho con người

3 Trình bày về máy nén dùng trong máy lạnh nén hơi

Máy nén pittông:

 Phân loại :

- theo môi chất lạnh: chất anoniac (NH3), freon R22 và freon R12

- theo cách bố trí xilanh: loại xilanh thẳng đứng, loại nằm ngang, loại chữ V, W

- theo số xilạnh của máy nénL 1, 2, 4, 6, 8 xylanh

- theo cấp nén: máy nén 1 cấp or máy nén 2 cấp bố trí nên cùng một máy

- theo hướng chuyển động của dòng môi chất trong quá trình máy nén xylanh: máy nén thuận và máy nén ngược

- theo cách giữ kín khoang trong máy nén: máy nén hở, máy nén nửa kín, máy nén kín:

+ Máy nén hở:

Ưu điểm: dễ điều chỉnh năng suất lạnh nhờ thay đổi tỷ số truyền động, bảo trì

dễ dàng, có thể dùng các loại động cơ nổ kéo thuận tiện cho nơi không có điện Nhược điểm: kích thước cồng kềnh, dễ rò môi chất qua đệm đầu trục

+ Máy nén nửa kín:

Đã khắc phục cụm bịt đầu trục ở máy nén hở động cơ điện đc làm mát bằng môi chất lạnh hút về máy nén

Không có tổn thất truyền động, kích thước nhỏ gọn nhưng khó khăn trong việc điều chỉnh năng suất lạnh bằng thay đổi tốc độ máy nén Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn

+ Máy nén kín :

Loại này có máy nén và động cơ điện được đặt trong vỏ kim loại hàn kín

Máy nén kín có ưu điểm của máy nén nửa kín nhưng nhược điểm của nó là rất khó sửa chữa vì vậy, loại máy nén này chỉ được chế tạo cho công suất nhỏ, thường cho các tbị gia dụng tủ lạnh, điều hoà gia dụng,

 Nguyên lý:

- Pittong chuển động qua 2 xylanh làm thay đổi thể tích giới hạn bởi xilanh và bề mặt pittong tạo nên các qtrình hút nén và đẩy hơi môi chất khi pittong chuyển động từ điểm chết trên (điểm 4) xuống điểm chết dưới (điểm 1) thể tích hút thay đổi từ 0 đến Vmax, van hút mở ra để hơi hút đi vào xilanh Khi pittông đến điểm 1 thì quá trình hút kết thúc Pitong đổi chiều chuyển động và bắt đầu quá trình nén Thể tích giảm dần và áp suất tăng dần đến điểm thứ 2

- Qtrinhd từ điểm 1 đến 2 , cả van hút và đẩy đều đóng Tại điểm 2, áp suất P trong xilanh đạt áp suất đẩy, van đẩy mở ra đẻ pittong tiếp tục đi lên, đẩy hơi vào khoang đẩy với áp suất k đổi P2

- Qtrình hút từ 4-1 và 2-3 k phải là qtrình nhiệt động vì hơi trong xilanh chỉ biến đổi về lượn chứ k biến đổi về trạng thái

- Qtrình nén 1-2 là qtrình nén đoản nhiệt, có công tiêu hao cho qtrình nén nhỏ nhất, vì đây là qtrình nén lý tưởng

 Máy nén trục vít

- Là loại máy nén thể tích pittong quay 2 trục nằm song song với nhau có răng xoắn và nằm gọn trong thân máy, cửa hút và đẩy nămg ở 2 đầu thân Khi trục quay thể tích phía cuối trục giảm dần thực hiện quá trình nén

- Có 2 loại:

+ kiểu khô: dùng trog kỹ thuật nén khí

+ kiểu tràn dầu: dùng trong kỹ thuật kạnh

 Máy nén roto

- Được sử dụng rộng rãi trong các máy lạnh công suất bé như tủ lạnh, điều hào gia dụng

- Có 2 loại: máy nén roto kiểu lăn và máy én roto kiểu tấm trượt

4 Vẽ và trình bày sơ đồ điện của tủ lạnh

-khi cấp điện thì quạt ngăn đá và điện trở roong cửa được cấp điện ngay vào các công tắc CTĐ để bật đèn các ngăn lạnh, đá

-khi không cài đặt thời gian xả tuyết thì dòng điện sẽ đi qua timer xả tuyết đến rơ le khởi động Lúc này nhờ công tắc CTQ thì quạt ngăn lạnh sẽ chạy Đồng thời điện sẽ được cấp cho cuộn dây R của máy nén và cuộn hút bên trong Rơ le khởi động có điện làm đóng tiếp điểm và cấp nguồn cho cuộn S của máy nén thông qua tụ làm việc C3 Đầu ra chung của 2 cuộn dây nối với rơ le nhiệt Khi dòng điện lớn thì thanh kim loại sẽ nóng lên bị cong vênh làm mở tiếp điểm cắt cho máy nén Khi đặt TG xả đá thì sẽ cấp nguồn cấp cho rơ le khởi động và quạt ngăn lạnh mà thay vào đó là cấp nguồn cho

2 điện trở xả đá nóng lên làm tan đá

5 Giàn ngưng tụ và giàn bay hơi, van tiết lưu trong máy lạnh

* Dàn ngưng tụ

- Dùng để làm mát môi chất lạnh có nhiệt độ cao và áp suất cao, sau quá trình nén để biến môi chất thành dạng lỏng

- Dựa vào môi trường làm mát các thiết bị có các nhóm: làm mát bằng nước, làm mát bằng nước với không khí, làm mát bằng không khí Hoặc làm mát bên ngoài, bên trong

bề mặt trao đổi nhiệt, làm mát cưỡng bức và làm mát tự nhiên

* Dàn bay hơi

- Làm lạnh đối tượng nhờ nhiệt độ tháp khi bay hơi môi chất lỏng ở áp suất thấp

- Thiết bị hơi là thiết bị trao đổi nhiệt nên nguyên lý làm việc cũng giống thiết bị ngưng tụ

- Sử dụng thiết bị bay hơi làm lạnh kiểu ống vỏ ngập và làm lạnh không khí kiểu khô trong hệ thống làm lạnh công suất trung bình lớn thường được sử dụng

*van tiết lưu

-Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh cấp cho thiết bị bay hơi Đầu vào của tiết lưu được uốn vào thiết bị ngưng tụ,gas ở trạng thái lỏng,áp suất và nhiệt độ cao Đầu ra nối với thiết bị bay hơi, gas lạnh bay hơi ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp để thu nhiệt của môi trường

-c ó nhiều loại van tiết lưu khác nhau: tiết lưu điều chỉnh bằng tay, tiết lưu không điều chỉnh, tiết lưu tự động điều chỉnh

+tiết lưu không điều chỉnh được chế tạo dạng ống mao, dùng cho máy lạnh nén hơi công suất nhỏ như tủ lạnh gia dụng, máy hút ẩm,…

+ tiết lưu điều chỉnh bằng tay dùng cho các thiết bị có công suất lớn hơn đến vài kW như máy làm kem, làm nước đá

+tiết lưu điều chỉnh tự động: điểu chỉnh chất lỏng liên tục hoạt động theo tín hiệu quá nhiệt của hơi, dùng cho máy lạnh có công suất lớn Có 2 loại: cân bằng trong và cân bằng ngoài

6 Vẽ và trình bày sơ đồ khối hệ thống điều hoà không khí

- Tất cả các phần tử chấp hành, chỉ thị, rơ le trung gian và điều khiển bằng dây nối sẽ được cấp nguồn để hoạt động

- Khối vi xử lí lấy thông số đo được hoặc tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa hoặc bằng dây để đưa ra các tín hiệu điều khiển đóng cắt các rơ le trung gian đưa nguồn cấp cho các phần tử chấp hành làm thay đổi nhiệt độ

7 Các thiết bị phụ trong máy lạnh

* Bình tách dầu bôi trơn

- Dùng để tách dầu ra khỏi hơi môi chất để dầu không đi vào các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị bay hơi và ngưng tụ Chỉ được sử dụng trong các máy lạnh môi chất không hòa tan hoặc hòa tan hạn chế dầu bôi trơn như NH3, Freon

* Bình chứa dầu

- Dùng để gom dầu từ các bình tách dầu và bầu dầu của toàn bộ hệ thống, giảm nguy hiểm khi xả dầu và giảm tổn thất môi chất khi xả dầu khỏi hệ thống lạnh

* Bình chứa cao áp

- Đặt sau bình ngưng tụ để chứa lỏng, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ, duy trì cấp lỏng liên tục tiết lưu

* Bình tách lỏng

- Dùng trong máy lạnh NH3, tách môi chất lỏng khởi hơi hút về máy nén Tránh trường hợp va đạp thủy lực do lỏng vào máy nén

* Bình trung gian

- dùng trong máy lạnh nén hơi nhiều cấp, nó dùng để làm mát trung gian hơi môi chất sau cấp nén áp suất thấp và để quá lạnh môi chất trước khi vào van tiết lưu bằng cách bay hơi 1 phần môi chất lỏng dưới áp suất trung gian

* Thiết bị quá lạnh lỏng

- Để hạ nhiệt độ môi chất lỏng thấp hơn nhiệt độ ngưng tụ trước khi lỏng vào thiết bị tiết lưu Thường dùng trong môi chất NH3

* Thiết bị hồi nhiệt

- Dùng trong hệ thống bôi trơn Freon, để gia tăng nhiệt độ hơi môi chất sau khi bay hơi và trước khi vào máy nén nhằm tăng năng suất lạnh của máy nén

* Phin lọc

- Loại trừ cặn bẩn cơ học trên đường hơi và đường lỏng Được bố trí trên đường hút trước máy nén bảo vệ cho bề mặt xy lanh và van tự động k bị hư hỏng, xước Chống tắc

* Bơm

- Để tuần hoàn nước làm mát thiết bị ngưng tụ hoặc tuần hoàn nước tải lạnh Thường

là bơm ly tâm

* Quạt

- Để tuần hoàn không khí trong thiết bị bay hơi, làm mát thiết bị ngưng tụ Thường là quạt hướng trục và ly tâm

* Van chặn

- Khóa hệ thống khi bảo dưỡng, sửa chữa

* Van 1 chiều:

- Chỉ cho dòng chảy đi theo một hướng, lắp ở đường giữa máy nén và thiết bị ngưng tụ không cho môi chất đi ngược từ bình ngưng về máy nén khi máy dừng

- Giữ chân không trong buồng bơm

* Van an toàn

- Chỉ mở khi hiệu suất đầu vào và ra được trị số nhất định thường đặt nơi có áp suất cao và chứa chất lỏng, … khi vượt trị số sẽ tự động mở

8 Vã và trình bày sơ đồ điện điều hoad nhiệt độ 2 khối, 2 chiều

-TR: biến áp nguồn

-FM1: động cơ quạt gió dàn trong

-TM động cơ quay hướng cánh gió

-R1,2,3: các rơ le trung gian

-FU: cầu chì bảo vệ

-RN: rơ le nhiệt

-V: van đổi chiều điện từ

-CM động cơ máy nén

-FM2: động cơ quạt gió dàn ngoài

- khối ngoài được cấp điện áp 220VAC còn khối điều khiển được cấp nguồn bởi biến

áp TR

-Các rơ le trung gian và động cơ quạt gió trong FM1, động cơ quay hướng cánh gió

TM thực hiện đóng cắt dựa vào các tín hiệu điều khiển từ xa hay các cảm biến đo lường

-khi rơ le R1 tác động thì tiếp điểm R1 đóng cấp nguồn cho máy nén CH ở khối ngoài Nếu không bị quá tải thì máy nén sẽ hoạt động

-Khi rơ le R2 tác động: cuộn hút của van đảo chiều có điện sẽ làm thay đổi chế độ lạnh sang sưởi

-Khi rơ le R3 tác động: quạt gió dàn ngoài sẽ hoạt động

9 Trình bày chu trình canot ngược trong máy lạnh

Quá trình 1-2: quá trình nén đoạn nhiệt thuận nghịch vì s1=s2 Hơi được hút từ điểm 1 trong vùng hơi ẩm có nhiệt độ To ra khởi máy nén có trạng thái bão hòa khô 2 và nhiệt

độ Tk

- Quá trình 2-3: là quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt T2=T3=Tk khi môi chất thải nhiệt ra môi trường xung quanh nhờ giải nhiệt bằng nước hoặc không khí Điểm 3 nằm trên đường bão hòa lỏng

- Quá trình 3-4: Là quá trình giãn nở đoạn nhiệt có sinh ngoại công của môi chất trong máy giãn nở s1=s4 nhiệt độ môi chất giảm xuống To

- Quá trình 4-1: là quá trình bay hơi đẳng nhiệt T4=T1=To thu nhiệt của môi trường lạnh hoặc chất tải lạnh

- Năng suất lạnh riêng q0 của chu trình Canot ngược biểu diễn trong đồ thị T-s là diện tích hình chữ nhật 6-1-4-5 còn công tiêu tốn trong chu trình Ic là diện tích hình chữ nhật 1-2-3-4 Nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ qk là tổng diện tích 6-2-3-5

- Hệ số lạnh của chu trình

T 0−Tk

10 Tổng quan hệ thống điều hoà không khí trung tâm nước

Là hệ thống sử dụng nước lạnh (7 độ C) để làm chất tải lạnh, làm mát không khí qua các giàn trao đổi nhiệt kiểu FCU or AHU dạng kho hoặc ướt, có thiết bị ngưng tụ giải nhiệt bằng gió hoặc nước các bp chính gồm:

- Máy làm lạnh nước: đấy là hthống máy lạnh nén hơi, có chất tải lạnh là nước

- Htống các giàn trao đổi nhiệt để lmf lạnh hoặc sưởi âks không khí bằng nước lạnh hoặc nước nóng FCU và AHU

- Nguồn nhiệt để sưởi ấm thường do nồi hơi nước nóng or phần tử cấp nhiệt bằng điện trở

- Ngoài ra còn: ống dẫn nước, vận chuyển và phân phối không khí lạnh, lọc bụi, thanh trùng, rửa khí,…

Máy lạnh nước giải nhiệt cùng hthống bơm thường đặt ở tầng hầm, còn thấp giải nhiệt đặt trên tầng thượng để tránh tiếng ồn nước lạnh được làm lạnh ở bình bay hơi xuống

7 độ C rồi bơm nước lạnh đưa đến các giàn trao đổi nhiệt FCU or AHU đặt ở trên các phòng ở đây, nước thu nhiệt của KK nóng trong phòng, nóng lên 12 độ C và lại được đẩy về bình bay hơi để tái làm mát, khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Đối với hthống lạnh kín, phải bố trí thêm bình giãn nở để tránh áp cao do nước dãn nở khi nhiệt độ thay đổi

11 Tổng quan hệ thống điều hoà không khí trung tâm VRV