Hệ thống giám sát nhiệt độ các phòng thí nghiệm của khoa điện – điện tử luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Luận văn, khóa luận tốt nghiệp, báo cáo là sản phẩm kiến thức, là công trình khoa học đầu tay của sinh viên, đúc kết những kiến thức của cả quá trình nghiên cứu và học tập một chuyên đề, chuyên ngành cụ thể. Tổng hợp các đồ án, khóa luận, tiểu luận, chuyên đề và luận văn tốt nghiệp đại học về các chuyên ngành: Kinh tế, Tài Chính Ngân Hàng, Công nghệ thông tin, Khoa học kỹ thuật, Khoa học xã hội, Y dược, Nông Lâm Ngữ... dành cho sinh viên tham khảo. Kho đề tài hay và mới lạ giúp sinh viên chuyên ngành định hướng và lựa chọn cho mình một đề tài phù hợp, thực hiện viết báo cáo luận văn và bảo vệ thành công đồ án của mình

Giới thiệu tong quan :

1 Vị trí của hệ thống làm lạnh trong đời sống, kinh tế và kĩ thuật :

Trong nghiên cứu khoa học, trong sản xuất cũng như đời sống hằng ngày, yếu tố nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng

Chắng hạn như khi nghiên cứu khoa học, nhiều tiến trình thí nghiệm bắt buộc phải

thực hiện trong môi trường nhiệt độ thích hợp mới đạt được kết quả khả thi Trong sản xuất cũng vậy, nhiều máy móc, giây chuyền họat động với tần suất cao đo đó phải

dam bao van đề giải nhiệt kịp thời để duy trì cho chúng họat động được liên tục Nếu

chẳng may một trong các khâu ngưng họat động có thê gây đến việc trì trệ của tòan bộ

hệ thống, giây chuyền và việc thiệt hại cho đoanh ngiệp là không thể tránh khỏi Còn trong cuộc sống, yếu tố nhiệt độ đối với con người cũng không kém phan quan trọng Nếu nhiệt độ tăng cao hay giảm thấp gây cho cơ thể chúng ta sự khó chịu, chưa kể kèm theo đó còn nhiều bệnh tật phát sinh do sự biến động không mong muốn của thời tiết nói chung và nhiệt độ nói riêng

Với từng lĩnh vực khác nhau, việc đo và khống chế nhiệt độ một cách chính xác

đóng vai trò then chốt đối với sự thành bại của một quy trình Chính vì lí do đó mà ngày nay nhiều hệ thống làm lạnh hay chính xác hơn là hệ thống điều hòa nhiệt độ

xuất hiện đưới nhiều hình thức, nhiều đạng khác nhau

2 Tổ chức quản lí, kĩ thuật của hệ thống làm lạnh :

Việc triển khai và ứng dụng các hệ thống điều hòa nhiệt độ vào đời sống hằng

ngày đã được nhiều cơ quan, tô chức và thậm chí cả các cá nhân, gia đình thực hiện

một cách rộng rãi Tuy nhiên, trong môi trường cơ quan, doanh nghiệp thì việc sử dụng và quản lí hệ thống điều hòa nhiệt độ vẫn còn gặp phải mot sé van đề như:

- _ Việc sử dụng bừa bãi của các cá nhân trong tô chức dẫn đến lãng phí tiền của cho

cơ quan, doanh nghiệp

- Khong kip thoi gidi quyét duge cac vấn đề về kĩ thuật phát sinh trong quá trình sử dụng hệ thống điều hòa nhiệt độ

- _ Chưa kiểm sóat được các khỏan chi phí phát sinh trong quá trình sử dụng hệ thống

làm lạnh

3 Nhiệm vụ đồ án :

Chính vì những bắt cập trong quá trình khai thác và sử dụng hệ thống làm lạnh cũng như điều hòa nhiệt độ nên việc triển khai song song giữa hai khâu sử dụng và quản lí hệ thống trên là một việc làm quan trọng và cần thiết

Không ngòai yêu cầu đó nên khi thực hiện đồ án tốt nghiệp em đã chọn đề tài cho

mình là thiết kế ““ Hệ thống giám sát nhiệt độ các phòng thí nghiệm của Khoa điện — điện tử “

Hệ thống mà em định thiết kế ở đây phải đảm bảo một số yêu cầu như sau:

Tự động nhận biết thiết bị nào khi thiết bị đó được kết nối với trung tâm

Phải liên tục truyền thông với từng thiết bị được kết nói với trung tâm để đảm bảo

việc thu thập dữ liệu về nhiệt độ một cách nhanh chóng và liên tục cập nhật các biến động về nhiệt độ do lỗi của thiết bị điều khiến, hay do sự tác động không mong

muốn của môi trường bên ngòai

Trực tiếp cho phép Board điều khiển tự động điều khiển thiết bị điều hòa nhiệt độ từ

trung tâm và tránh sự can thiệp không cho phép của người sử dụng máy lạnh

Lưu giữ giá trị nhiệt độ thu nhận được đề tiện cho việc quản lí sử dụng thiết bị điều hòa nhiệt độ và các vấn đề phát sinh sau này như tài chính

Loi cam on:

Với mong muốn vận dụng những điều mình đã học được trong suốt 4 năm ngồi trên ghế nhà trường vào thực tiễn cuộc sống, trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em đã có gắng vận dụng một cách có hiệu quả những lí thuyết mà thầy cô

đã truyền dạy sao cho sản phẩm cuối cùng của mình phải chứa đựng được những thành quả mà em đã đạt được trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại nhà trường

Tuy nhiên, do vẫn còn nhiều giới hạn về trình độ kiến thức lẫn kinh nghiệm thực

tế của em nên tất yếu không thể tránh khỏi những sai sót trong suốt quá trình thực hiện đến khi hòan thành đồ án Em mong được sự góp ý thắng thắn và sự chỉ đạy tận tình của các thầy cô để em có thể hòan thiện mình hơn nữa Em xin ghi tạc những lời

chỉ dạy của thầy cô vì đó là những thứ cần thiết trong hành trang ra trường của mình,

trước khi em gia nhập vào đội ngũ những người làm kĩ thuật mà xã hội đang cần đáp ứng

Nhân dịp này, em xin nói lời cảm ơn chân thành đến thầy Hồ Ngọc Bá, người đã nhiệt tình hướng dẫn và cho em những lời khuyên quý báu để giúp em hòan thành đồ

án kịp tiến độ cũng như tránh được nhiều sai sót Ngòai ra, em cũng xin gửi lời cám

ơn đến các thầy cô trong và ngòai trường đã truyền đạt cho em những kiến thức quý

báu, để em có được những viên gạch tốt xây dựng thành công đồ án này Sau cùng,

em muốn cám ơn cha mẹ, người thân, bạn bè, những người đã ít nhiều đóng góp về mặt vật chất lẫn tỉnh than cho sự thành công đồ án tốt nghiệp này Em xin cám ơn tất

cả mọi người

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18, tháng 10, năm 2007

SVTH Nguyễn Đức Hải

Đề đặc trưng cho giá trị của nhiệt độ người ta dùng các thang đo hay còn gọi là

nhiệt giai gồm có: nhiệt giai bách phân - Celcius(”C), nhiệt giai Kelvin (“K), nhiệt giai

Fahrenheit (°F) va nhiệt giai Rankin (“R) Mối quan hệ giữa các nhiệt giai được mô tả như sau:

TỨC) = TK) - 273.16

TCF) = TỨR) - 460

TỨC) = [ TỚF) -32 ]*5/9

TCF) = TỨC)*9/5 +32

2 Đo nhiệt đô :

2.1 Khái niệm về cảm biến :

Cảm biến là một bộ phận hết sức quan trọng trong hầu hết các hệ thống đo lường vì

nó quyết định đến độ nhạy cũng như sự chính xác của tòan bộ hệ thống Tuỳ theo từng

đại lượng vật lí muốn đo mà cảm biến cũng có nhiều lọai khác nhau

Cảm biến họat động dựa trên những đặc tính vật lí của vật liệu cấu tạo nên chúng Nhiệm cụ chính và cơ bản nhất của cảm biến là thực hiện việc biến đối các đại lượng vật lí có thể là điện hay không điện thành tín hiệu điện

Khi sử dụng cảm biến thì các đặc tính quan trọng nhất của cảm biến đó là:

Nhiệt độ cần đo có thê rất thấp (một vài độ Kelvin), cũng có thể rất cao (vài ngàn, vài

chục ngàn độ Kelvin) Độ chính xác của nhiệt độ có khi cần tới một vài phần ngàn độ, nhưng có khi vài chục độ cũng có thé chap nhận được Việc đo nhiệt độ được tiến hành nhờ các dụng cụ hỗ trợ chuyên biệt như cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở, diode va transistor,

IC cảm biến nhiệt độ, cảm biến thạch anh Tùy theo khoảng nhiệt độ cần đo và sai số cho phép mà người ta lựa chọn các loại cảm biến và phương pháp đo cho phù hợp:

- Khoảng nhiệt độ đo bằng phương pháp tiếp xúc và dùng cặp nhiệt dién 1a tir 200°C đến 1000°C,độ chính xác có thể đạt tới +/-1% đến 0.1%

- Khoảng nhiệt độ đo bằng phương pháp tiếp xúc và đùng cặp nhiệt điện (cặp nhiệt

ngẫu) là từ -270°C đến 2500°C với độ chính xác có thể đạt tới +/-1% đến 0.1%

- Khoảng nhiệt độ đo bằng phương pháp tiếp xúc và dùng các cảm biến tiếp giáp

P-N (diode, transistor, IC) là từ -200°C đến 200°C,sai số đến +/- 1%

- Các phương pháp đo không tiếp xúc như bức xạ, quang phổ có khoảng đo từ

1000°C đến vài chục ngàn độ C với sai số +/-1% đến 10%

2.3 Các phương pháp đo nhiệt đô :

Trong việc đo nhiệt độ thì tùy theo từng yêu cầu một về độ chính xác, tầm nhiệt độ đo mà

có những phương pháp đo khác nhau Cụ thể ở đây điểm qua một vài phương pháp xác

định nhiệt độ thường gặp:

e Phuong phap co học: dựa trên sự giãn nở cơ học vì nhiệt của các vật chất và trong

điều kiện áp suất không đổi Thường gặp nhất trong thực tế là nhiệt kế thủy ngân,

nhiệt kế lưỡng kim Tầm đo từ -20°C -> 650°C

e_ Phương pháp quang: dựa trên sự phân bố bức xạ nhiệt do dao động thường dùng trong nghành công nghiệp luyện kim dưới dạng hỏa kế bức xạ hay quang hỏa kế

Tầm đo từ vài trăm độ đến vài ngàn độ C

e_ Phương pháp điện: dựa trên sự phụ thuộc điện trở của vật liệu vào nhiệt độ hay

dựa trên sự thay đổi của tần số thạch anh thường gặp dưới dạng cảm biến: nhiệt

điện trở, cặp nhiệt điện Tầm đo tương đối rộng, từ -200°C đến khỏang 2500°C

Do giới hạn của đề tài chỉ xác định nhiệt độ ở tầm dân dụng và bằng phương pháp điện nên có hai phương pháp thông dụng nhất:

a Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điên:

Việc sử dụng cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ có một số ưu điểm hơn hắn khi so sánh với

một số đầu đo khác Các cặp nhiệt điện có dải nhiệt độ sử dụng lớn hơn, thời gian đáp ứng nhanh hơn cùng với giá thành cũng phải chăng hơn Tùy theo từng lọai cặp nhiệt mà đải nhiệt độ sử dụng có thể bao trùm từ -200°C đến 1700°C Ngòai ra, đường đặc trưng

nhiệt của nó có thể xem như là tuyến tính trong từng dải nhiệt độ xác định

Về mặt cấu tạo, cặp nhiệt bao gồm hai dây dẫn khác nhau được hàn chung lại tại một điểm Khi ta chế tạo một tiếp xúc giữa hai kim lọai đề ở cùng một nhiệt độ thì cũng

sẽ xuất hiện ở hai đầu một điện áp nhỏ Độ lớn của điện áp này phụ thuộc vào nhiệt độ và vào kim lọai được dùng làm cặp nhiệt Do đó trong các mạch điện tử do khi lắp ráp đã hàn các linh kiện khác nhau vào mạch nên cũng xuất hiện những cặp nhiệt điện, cho dù ta

hòan tòan không mong muốn Chắng hạn như do tiếp xúc khi hàn giữa thiếc và đồng

cũng xuất hiện một cặp nhiệt điện với sức điện động cỡ 3uV/°C

Với một cặp nhiệt điện ta luôn luôn có thể đo được sự khác nhau về nhiệt độ giữa

điểm hàn và đầu kẹp, và vì thế luôn cần có một nhiệt độ để so sánh Nhiệt độ so sánh —

mà thường chọn là nhiệt độ của đầu kẹp có thể sử dụng luôn giá trị nhiệt độ 0°C Một

cách khác là ta đùng một cặp nhiệt thứ hai và nhúng vào một cốc nước đá đang tan Cả hai cặp nhiệt này được đấu nối tiếp với nhau còn kết quả đo được đọc trực tiếp ra nhiệt độ thực Một khả năng khác nữa là dùng nhiệt độ môi trường và xem như nhiệt độ này là

không đổi Khi sự thăng giáng của nhiệt độ môi trường nhỏ hơn độ phân giải của nhiệt độ

muốn đo thì đây là khả năng đơn giản nhất để đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt Mạch điện tử

để đấu nối cũng đơn giản Cặp nhiệt được đấu trực tiếp vào một vi mạch khuyếch đại thuật tóan có độ trôi theo nhiệt độ và độ lệch điểm không (offset) nho, con hệ số khuyếch đại mon muốn được đặt bằng một điện trở thích hợp

Bảng thống kê sức điện động nhiệt điện và dải nhiệt độ sử dụng của những cặp

nhiệt điện thường gặp nhất:

b Do nhiét d6 bang dau do vi mach tich hop:

IC do nhiệt độ là một mạch tích hợp nhận tín hiệu nhiệt độ chuyền thành tín hiệu điện dưới dạng dòng hoặc áp Nguyên lý hoạt động của IC đo nhiệt độ dựa vào đặc tính nhạy nhiệt của bán dẫn với nhiệt độ Sự tác động của nhiệt độ tạo ra điện tích tự do và các lỗ

trống trong chất bán dẫn, bằng sự phá vỡ các phần tử, bứt các electron thành đạng tự do

di chuyển qua vùng cấu trúc mạng tinh thé tạo sự xuất hiện các lỗ trống, làm cho tỉ lệ

điện tử tự do và lỗ trống tăng lên theo quy luật hàm mũ với nhiệt độ

Sự thay đổi nay sinh ra điện áp hay đòng điện tỉ lệ thuận với nhiệt độ Do tín hiệu điện ta

biết được giá trị của nhiệt độ cần đo

Đặc tính của một số IC đo nhiệt độ thông dụng:

3 Nguyên lý máy nhiệt, máy lạnh:

3.3.1 Khái niêm về chu trình:

Quá trình mà cuối cùng hệ lại trở về trạng thái ban đầu thì được gọi là quá trình kín hay chu trình Hệ thực hiện trình được gọi là các tác nhân

Dé tinh công thực hiện, ta xét chu trình có đạng như hình:

Quá trình đãn nở biểu thị bằng đường ABC, Công L, cấp cho bên ngòai được biểu diễn bằng diện tích EABCF, công này > 0 Quá trình nén được biểu diễn bằng đườnd CDA, công l, nhận từ bên ngòai biểu diễn bằng diện tích EADCF, công này < 0 Vậy khi

tác nhân thực hiện cuh trình, tác nhân sẽ cung cấp hoặc nhận công L =L, +L, được

biểu điễn bởi điện tích ABCDA Trong hình trên, công L > 0 vì công giãn nở lớn hơn công nén

Một cách tổng quát công thực hiện trong chu trình được viết:

L= fal = [p&

Trong đó: f - tich phân lấy theo đường cong kín biểu diễn chu trình

Giá trị của công L bằng diện tích của hình giới hạn bởi đường cong khép kín biểu diễn chu trình trên đồ thị (p-v)

Từ các khảo sát trên ta thấy, nếu chu trình được tiến hành theo chiều kim đồng hồ (đường dãn nở nằm cao hơn đường nén) thì công của chu trình > 0 nghĩa là tác nhân đã sinh ra công cho ngọai vật

Vv

Nếu tiến hành chu trình ngược chiều kim đồng hồ, thì công của chu trình < 0, nghĩa là tác nhân nhận công từ ngọai vật

P

3.3.2 Nguyên lý thứ hai của nhiệt đông học:

Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học chính là định luật bảo tòan và chuyền hóa năng lượng Đề sinh công trong chu trình, tác nhân phải nhận nhiệt, tuy nhiên, nguyên lý

thứ nhất không trả lời được là liệu tác nhân có thể biến thành công tòan bộ nhiệt lượng

mà nó nhận được hay không ? Một thời gian dài, người ta tìm cách chế tạo động cơ vĩnh

cửu làm việc chỉ với một nguồn nhiệt đều không thành công

Các động cơ chế tạo trên thực tế chỉ dùng một phần nhiệt lượng Q, nhận được để

biến thành công L và phần nhiệt lượng còn lại (Q,= Q,- L) phải truyền cho nguồn nhiệt

thứ hai (nguồn lạnh) Từ thực nghiệm, nguyên lý thứ hai của nhiệt động học ra đời, có nội

dung định tính như sau: không thể thực hiện được chu trình sao cho kết quả đuy nhất của

nó là tác nhân sinh công do nhiệt lấy từ một nguồn nhiệt

3.3.3 Hiệu suất chu trình:

Ứng dụng nguyên lý thứ hai của nhiệt động học, động cơ nhiệt phải làm việc giữa hai nguồn nhiệt: tác nhân nhận từ nguồn nóng (nhiệt độ T,) nhiệt lượng Q,; một phần Q,

biến thanh céng L, phan con lai Q, = Q,- L phải truyền cho nguồn lạnh (nhiệt độ T, )

Vậy vấn đề đặt ra là chế tạo, cải tiến động cơ nhihét sao cho công L càng gần Q, cang tốt Để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng, người ta đưa ra khái niệm hiệu suất

_ L_ Q,-2,

Chu trình Carnot đóng vai trò rất quan trọng đối với lý thuyết về máy nhiệt: đó là chu

trình gồm hai quá trình đọan nhiệt và đắng nhiệt nối tiếp nhau (hình 3.3.3.1) Trong

trường hợp này, người ta chứng minh được rị chỉ tùy thuộc nhiệt độ nguồn nóng T, và

nhiệt độ nguồn lạnh T 3

_ Q,-Q, _ T, -T,

1 0T

3.3.4 Hệ số làm lạnh theo chu trình Carnot:

Khi tiến hành chu trình Carnot ngược chiều kim đồng hồ, chu trình máy lạnh cũng

giống như chu trình động cơ nhiệt nhưng quá trình xảy ra ngược lại

Tác nhân nhận công L từ bên ngòai (động cơ kéo) và nhận nhiệt lượng Q, từ nguồn lạnh (làm lạnh sản phẩm), sau đó truyền cho nguồn nóng nhiệt lượng

biến đổi sang dạng nội năng làm tăng nội năng của tác nhân Dé trở lại trạng thái đầu

(tức thực hiện một chu trình), tác nhân phải truyền phần nội năng này cho nguồn nóng dưới hình thức nhiệt _Q,=Q,+L

Tóm lại đối với máy lạnh làm việc tốt hay xấu, ta cần chú ý đến tỉ số:

4.1 Khái niệm chung:

Nhiệt độ có thể truyền từ vật này sang vật khác bởi ba phương pháp: dẫn nhiệt, đối lưu

hoặc bức xạ Thiết bị truyền nhiệt có thể sử dụng cả ba phương pháp trên

Sự truyền nhiệt rất quan trọng đối với kĩ thuật lạnh

- Trong các thiết bị trao đổi nhiệt, sự trao đổi nhiệt giữa môi chất nóng và môi chất

lạnh càng hòan hảo càng tốt Để thực hiện điều đó, hệ số truyền nhiệt bởi dẫn nhiệt

và đối lưu của vách phân cách hai môi chất phải lớn

- Để bảo vệ phòng lạnh chống nhiệt lượng từ bên ngòai xâm nhập vào, sự trao đổi

nhiệt qua vách phòng phải càng nhỏ càng tốt Muốn vậy, ta phải dùng vật liệu có hệ

số dẫn nhiệt nhỏ (vật liệu cách nhiệt)

4.2 Dan nhiét (Conduction):

Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt từ phần này sang phần kia của vật bởi sự chuyển động

của các phân tử hoặc truyền nhiệt từ vật này sang vật kia khi có sự tiếp xúc trực tiếp

Theo định luật Wiedmann — Frank thì vật liệu dẫn điện tốt thì cũng dẫn nhiệt tốt

At— độ chênh lệch nhiệt độ (°C)

Công thức trên có thê được viết:

Q=qF

Với q = k.At - mật độ dòng nhiệt (W/m”)

4.2.2 Dẫn nhiệt qua vách phắng nhiều lớp:

Trường hợp vách phẳng nhiều lớp, hệ số truyền nhiệt k được tính:

Với k— hệ số truyền nhiệt của vách trụ nhiều lớp của 1 m dai (W/m?°K)

đ, - đường kính lớp thứ ¡ (m)

+, - hệ số dẫn nhiệt lớp thứ ¡ (W/m.°K)

4.3 Đối lưu (Convection):

Nhiệt lượng trao đổi từ nơi này đến nơi khác đo sự chuyển động của hóa chất Lưu chất

có thể tự chuyên động do sự sai biệt khối lượng riêng (đối lưu tự nhiên) hoặc cưỡng bức

(đối lưu cưỡng bức như trường hợp đùng quạt) Tính tóan nhiệt lượng trao đổi do đối lưu,

ta sử dụng công thức Newton:

Q=oF(t, -t,)

Với Q — nhiệt lượng trao đi trong 1 đơn vị thời gian (W)

œ— hệ số tỏa nhiệt (W/m”°K)

t„- nhiệt độ trung bình bề mặt của một chất rắn (°C)

t„ - nhiệt độ trung bình của môi trường (lỏng hoặc khí) (°C)

Hệ số tỏa nhiệt œ được xác định trong các số tay kỹ thuật hoặc tính từ các phương trình

tiêu chuẩn Các phương trình này được xác định từ thực nghiệm:

4.4 Buc xa (Radiation):

Tia nhiệt rời khỏi mặt vật thể nóng bị hấp thụ bởi vật thể lạnh Những mặt phẳng bong,

sang thì phát sinh nhiều tia nhiệt hơn mặt phẳng tối, gồ ghề Ngược lại, mặt phẳng hấp

thụ nhiệt bức xạ càng lớn khi màu càng tối và gồ ghề

Nhiệt lượng truyền bởi bức xạ của vật thể được tính theo định luật Stephan-Boltzmamn

Với các thiết bị trao đổi nhiệt thông thường, người ta thường không tính nhiệt lượng do

bức xạ Tuy nhiên nhiệt lượng bức xạ mà các công trình kiến trúc nhận từ mặt trời đóng

vai trò quan trọng trong tính tóan cân bằng nhiệt cho điều hòa không khí

5 Các phương pháp làm lạnh:

Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh như trữ băng tuyết trong các hang động

để bảo quản thực phẩm vào mùa hè Người Ai Cập cũng biết điều hòa không khí bằng cách quạt các bình gốm xốp để cho nước bay hơi và thậm chí cách nay 2000 năm, người

Ấn Độ và người Trung Quốc đã biết trộn muối vào băng tuyết dé tao nhiệt độ thấp

Đến khi con người biết vận dụng khoa học kĩ thuật vào công tác phục vụ đời sống thì việc làm lạnh nhân tạo mới thực sự được ứng dụng rộng rãi

Làm lạnh nhân tạo bắt đầu vào cuối thế kỷ 18 và phát triển mạnh mẽ ở thế kỉ 19

Năm 1824, Micheal Faraday khám phá ra nguyên lý làm lạnh hấp thụ

Năm 1834, Jacob Perkin, kĩ sư người Mỹ, đăng ký phát minh đầu tiên về làm lạnh dùng máy nén hơi

Nam 1910, tu lanh gia dung hoat dong bang tay xuat hién Tu lanh gia dụng tự

động xuất hiện đầu tiên năm 1918 (hãng Kelvinator)

Một sự kiện có ý nghĩa lịch sử cho sự phát triển nghành công nghiệp làm lạnh là

năm 1930, hãng Dupont sản xuất các môi chất “ ho Freon “ có các tính chất quý báu như không cháy, không gây nổ, không độc hại và phù hợp với chu trình nhiệt động của máy

lạnh

Có rất nhiều phương pháp làm lạnh nhân tạo, tuy nhiên ở đây chỉ điểm qua một vài phương pháp làm lạnh thông dụng:

5.1 Phương pháp hòa trôn:

Đây là phương pháp làm lạnh đơn giản, có thể tạo môi trường nhiệt độ thấp từ những vật chất nhiệt độ còn cao

Ví dụ: khi tron mudi an (NaCl) vào nước đá xay nhuyễn (0°C) với tỉ lệ thích hợp, ta sé

có dung dịch nước muối ở -21°C

Do tính chất đơn giản nên phương pháp này cũng được sử dụng nhiều trong thực

tế: bảo quản kem ở xe nhỏ bán kem lưu động, bảo quản cá

Các dung dịch với nồng độ khác nhau sẽ cho nhiệt độ khác nhau Dung dịch

thudng gap 14 mudi 4n NaCl, CaCl,, MgCl,

mặt trời, nhiệt thải công nghiệp

Một ưu điểm khác của máy lạnh hấp thụ là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Phần lớn thiết bị trong máy lạnh hấp thụ là thiết bị trao đổi nhiệt và trao đôi chất Bộ phận chuyên động

duy nhất là các bơm dung dịch, giải nhiệt.

Khuyết điểm lớn nhất của hệ thống lạnh hấp thụ là hệ só làm lạnh nhỏ nên tốn hao năng

lượng lớn Ngày nay, máy làm lạnh nước (water chiller) hiệu ứng kép (double effect) đã

làm tăng đáng kế hệ số làm lạnh Nếu tính từ năng lượng sơ cấp, các hệ thống này có thé

so sánh được với máy lạnh kiểu nén hơi về chỉ tiêu năng lượng

Một khuyết điểm khác là máy lạnh hấp thụ chiếm diện tích lớn khi lắp đặt và tiêu thụ nước giải nhiệt nhiều hơn

Nguyên lý họat động của máy lạnh hấp thụ liên tục dùng cặp chất NH,/H,O như Sau:

Dung địch nước — ammoniac ở bình sinh hơi được nung nóng nên cùng bốc hơi Hơi nước và NH, chạy qua bộ phân tích Ở bộ phân tích, nước biến thành lỏng và theo

đường ống về bộ hấp thụ, trong khi NH, tiếp tục chạy qua bộ ngưng tụ Ở bộ ngưng tụ, hơi NH, được giải nhiệt (bằng nước hoặc không khí) nên ngưng tụ và tiếp tục băng qua

van tiết lưu để giảm áp suất Ở bộ bốc hơi, NH, bốc hơi để làm lạnh Hơi NH, được

nước trong bộ hấp thụ hấp thụ để trở thành dung dịch no và được bơm trở lại bình sinh

hơi để tiếp tục chu trình mới

Trong hầu hết các máy lạnh hấp thụ, các cặp chất (lỏng và rắn) có liên kết “hóa học” với nhau như H, O/ CaCl,, NH;/H,O

Nếu cặp môi chất có liên kết “cơ học” như H, O/zeolite, methanol/than hoat tính thì máy lạnh sử dung các các cặp chất này được gọi 14 may lanh hap thu

5.3 Cảm biến nhiệt và hiệu ứng nhiệt điện:

Cảm biến nhiệt được dùng để đo hay kiểm sóat nhiệt độ Nguyên lý làm việc dựa

vào hiệu ứng do Seebeck tim ra nam 1820

Khi ta nối xoắn hai đây kim lọai khác nhau (vi dụ sắt và đồng) Nếu ta đun nóng

thì điện áp hai đâu dây thay đổi theo nhiệt độ Điện áp này được khuyếch đại để chỉ thị nhiệt độ hoặc sử dụng như tín hiệu đề điều chỉnh nhiệt độ (bộ điều chỉnh nhiệt độ).

Nam 1834, Peltier khám phá ra hiệu ứng ngược với hiệu ứng trên, nếu ta cho dòng

điện một chiều chạy qua mối nối trên thì nhiệt độ mối nói thay đổi (nóng hoặc lạnh tùy

theo dong điện)

Ứng dụng hiệu ứng Peltier, ngày nay người ta chế tạo ra các “máy lạnh bán dẫn”

Ưu điểm của hệ thống này là không có phần tử chuyền động, không có môi chất mà biến

trực tiếp từ “điện sang lạnh”

Khuyết điểm lớn nhất còn tồn tại là hệ thống làm lạnh khá thấp

Ngày nay, hệ thống làm lạnh lọai này được dùng trong tủ lạnh xách tay để đi

picnic, tủ lạnh gia đình, làm lạnh nước, làm lạnh các thiết bị kĩ thuật trong nghành hàng

không và không gian

Dé ting hệ số làm lạnh, ngày nay người ta dùng chất bán dẫn Khi dòng điện đi từ ban dan N sang P thi mdi nối P-N sẽ thu nhiệt

Nếu ta đối chiều dong dién, thì mối nối P-N sẽ tỏa nhiệt Như vậy, với cùng một

tủ, chúng ta có thể làm lạnh hay làm nóng thực phẩm bằng công tắc đảo chiều nguồn

điện Trong thực tế nguồn điện sử dụng cho tủ có thể lấy từ Ácqui hoặc điện nguồn

(thông qua biến áp và chỉnh lưu)

Để tăng công suất, hãng chế tạo có thê nối song song, nối tiếp nhiều cụm (module) với nhau

I Một số thiết bị trong hệ thống lạnh:

1 Máy nén lạnh:

Trong hệ thống lạnh dùng máy nén hơi, máy nén hơi là bộ phận quan trọng nhất và được

ví như con tim của hệ thống lạnh

Máy nén hơi nằm giữa bộ bốc hơi và bộ ngưng tụ nhằm mục đích nén môi chất từ áp suất thấp (nhiệt độ thấp) lên áp suất cao (nhiệt độ cao) duy trì sự tuần hòan của môi chất để lấy nhiệt của sản phẩm (bộ bốc hơi) và thải nhiệt ra môi trường làm mát (bộ ngưng tụ)

Máy nén gồm nhiều bộ phận di chuyền, độ tin cậy và chất lượng của hệ thống lạnh phụ

thuộc rât nhiêu vào máy nén

Trong kĩ thuật lạnh, người ta sử dụng hầu hết các kiểu, lọai máy nén Sau đây là một số

lọai máy nén trong thực tế

Phân lọai máy nén theo hình dáng gồm có:

- May nén ho

- May nén nita kin

- May nén kin

Phân lọai theo nguyên lý làm việc gồm có:

- May nén pitténg thang (reciprocating compressor)

- May nén réto (roto compressor)

- May nén truc vit (screw compressor)

2 Thiết bị trao đồi nhiệt:

Dựa theo chức năng, thiết bị trao đổi nhiệt được chia ra làm hai lọai:

- _ Thiết bị chính là thiết bị bắt buộc phải có trong hệ thống lạnh Đó là thiết bị ngưng

tụ (dàn nóng) và thiết bị bốc hơi (dàn lạnh)

- Thiét bị phụ là các thiết bị trao đổi nhiệt còn lại trong hệ thống lạnh Mặc đù giúp

tăng them độ tin cậy, giảm tiêu hao năng lượng nhưng các thiết bị này không phải là

bắt buộc cho nên gọi là thiết bị phụ (bình hồi nhiệt, quá lạnh )

Các thiết bị truyền nhiệt giữ vai trò quyết định đối với chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của hệ

thống lạnh Riêng thiết bị ngưng tụ và thiết bị bốc hơi thường chiếm đến 2/3 trọng lượng

và 1/2 giá thành của cụm máy

Sự làm việc của các thiết bị ngưng tụ và bốc hơi ảnh hưởng rất lớn đến năng lượng tiêu hao Các nghiên cứu cho thấy nếu nhiệt độ bốc hơi giảm 1°C thì năng lượng tốn hao tăng them 3 + 4% và năng suất lạnh giảm 4 + 5% Vì vậy, tăng cường khả năng trao đối nhiệt

và giữ sạch bề mặt trao đổi có ý nghĩa quan trọng khi vận hành hệ thống lạnh

2.1 Thiết bị ngưng tụ (condenser):

Thiết bị ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt đùng để biến hơi môi chất lạnh có áp suất cao,

nhiệt độ cao sau quá trình nén thành môi chất lỏng do quá trình ngưng tụ Đôi khi môi

chất còn được quá lạnh một phần trong thiết bị ngưng tụ Các phương pháp giải nhiệt

thường gặp nhất trong thiết bị ngưng tụ là:

-_ Giải nhiệt bằng nước

-_ Giải nhiệt bằng nước kết hợp với không khí

-_ Giải nhiệt bằng không khí

-_ Giải nhiệt bằng môi chất bốc hơi (chu trình Cascade)

2.2 Thiết bị bốc hơi (Evaporator):

Đây là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để nhận nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh bằng quá trình

bốc hơi của môi chất Quá trình sôi xảy ra ở áp suất và nhiệt đô tương ứng, nhiệt lượng lấy ra từ sản phẩm là do sự bốc hơi của môi chat

Thiết bị bốc hơi có thể phân làm nhiều lọai:

- Theo môi trường cần làm lạnh: làm lạnh không khí (tự nhiên và cưỡng bức), làm

lạnh chất tải lạnh lỏng (nước, dung dịch muối, dung dịch Glycol ), làm lạnh trực

tiếp (tiếp xúc)

- Theo độ chóan chỗ của môi chất lỏng trong thiết bị bốc hơi: kiểu ngập (môi chất

lỏng bao phủ bề mặt trao đồi nhiệt) và kiểu không ngập (phần cuối của bề mặt trao

đổi nhiệt dùng làm quá nhiệt môi chất)

Phần lớn các thiết bị bốc hơi có kết cấu gần giống với thiết bị ngưng tụ

3 Thiết bị tiết lưu:

Áp suất bộ bốc hơi thấp ứng với nhiệt độ bốc hơi mong muốn Áp suất môi chất lỏng ở

bộ ngưng tụ lại cao ứng với nhiệt độ ngưng tụ Muốn tạo được hai vùng áp suất trên, ta

phải kiếm sóat, hạn chế lượng môi chất phun vào bộ bốc hơi Tiết lưu là tiết chế sự di

chuyển của môi chất đề tạo hai vùng áp suất chênh lệch ứng với chế độ làm việc của hệ

thống lạnh

Có sáu lọai chính dé điều chỉnh, kiểm sóat dòng môi chat:

- Van điều áp bộ bốc hoi (AEV)

- Van tiét luu nhiét (TEV)

- Van tiét luu dién tir (EXV)

- Van phao áp suất thấp (LSP)

- Van phao áp suất cao (HSP)

- Ong mao dan (Cap tube)

Các thiết bị tiết lưu trên họat động dựa vào các phương pháp sau:

- Kiém sóat dựa trên sự thay đổi áp suất

Kiểm sóat dựa trên sự thay đổi nhiệt độ

Kiểm sóat dựa trên sự thay đổi thê tích hay khối lượng môi chất

Kết hợp giữa các phương pháp trên

4 Các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh:

Trong hệ thống lạnh nén hơi, bao giờ cũng phải có máy nén, bộ ngưng tụ, tiết lưu và

bộ bốc hơi Bốn thiết bị này là thiết bị chính

Ngoài bốn thiết bị trên, tùy theo môi chất, theo ứng dụng, độ tin cậy, độ an tòan, sự

thuận tiện trong vận hành và sửa chữa hệ thống lạnh còn có nhiều thiết bị khác như

máy nén, bình tách dầu, bộ ngưng tụ, phin lọc Những thiết bị này gọi là thiết bị phụ vì

chúng có thể có hoặc không

Sơ đồ khối hệ thống lạnh (hình 4): mô tả một số thiết bị phụ thường dùng, và vị trí

II Một số thiết bị điện thường dùng trong hệ thống lạnh:

Kỹ thuật điều khiển không thể thiếu trong các hệ thống lạnh Thực tế cho thấy, hệ thống lạnh càng có nhiều thông số điều khiển thì làm việc càng tin cậy, chính xác Lịch sử điều khiển học phát triển những bước rất dài từ tự động kiểu cơ khí chuyển sang cơ - điện và ngày nay, cơ — điện tử đã tạo nên những bước nhảy vọt trong lĩnh vực điều khiển

Tự động hóa kiểu cơ - điện có ưu thế là đơn giản, đễ sửa chữa và làm việc tin cậy Vì

vậy, tự động kiểu cơ điện vẫn được sử dụng khá phố biến trong các máy lạnh Thiết bị cơ

bản của phương pháp điều khiển này là các rơle (relay), rơle nhận tín hiệu trực tiếp từ

thiết bị lạnh để điều khiển các cơ cấu chấp hành

Sau đây là một số các thiết bị thường dùng trong hệ thống lạnh:

1 Aptômát (Circuit breaker):

Áptômát là thiết bị điện dùng để tự động đóng ngắt điện khi xảy ra sự cố như quá tải,

ngắn mach, cham dat, sụt ấp, công suất ngược

Các thông số cần lưu ý của Áptômát là:

- _ Chế độ làm việc của Áptômát phải là chế độ dai hạ, mặt khác tiếp điểm của áptômát

phải chịu được đòng điện lớn (dòng ngắn mạch)

- _ Áptômát phải ngắt được dòng ngắn mạch quy định, thông số biểu thị là khả năng cắt (breaking capacity) thường tính bằng kA (kiloamperes)

- _ Điện áp định mức: là điện áp tối đa cho phép sử dụng của tiếp điểm chính Vậy điện

áp sử dụng nhỏ hơn hoặc bằng điện áp định mức của áptômát

Cũng cần lưu ý, núm gạt của Áptômát thường có ba vị trí, ngòai vị trí đóng - cắt (ON-OFF), còn có vị trí bảo vệ (TRIP) để báo áptômát đang tác động bảo vệ Từ vị trí

này, nếu muốn đóng (ON) thì phải Reset bằng cách kéo núm gạt về vị trí (OFF) dé cai lai

móc bảo vệ trong Áptômát

1.1 Áptômát cỡ nhỏ (miniature circuit breaker, MCB):

Đây là áptômát dùng bảo vệ ngắn mạch hoặc ngắn mạch và quá tải, thường có dòng điện

định mức nhỏ hơn 100A, có khả năng cắt bé ( < 9kA) nên dùng để bảo vệ mạch cuối,

mạng điện gia đình ,

1.2 Áptômát vỏ đúc (moulded case circuit breaker, MCCB):

Về kết cấu, áptômát vỏ đúc cũng giỗng MCB nhưng khả năng cắt lớn MCCB được chế

tạo với dòng điện định mức có thể lên đến 3000A ngòai móc bảo vệ ngắn mạch và quá tải, áptômát vỏ đúc còn có thể thêm các móc bảo vệ khác như bảo vệ sụt áp, các tiếp điểm

phụ

MCCB thường được sử dụng để bảo vệ đầu nguồn vì khả năng cắt lớn

Ưu điểm về sử dụng Áptômát là làm việc tin cậy và không cần phải bảo trì thường xuyên

1.3 Aptomat bao vé dong dién rd (earth leakage circuit breaker, ELCB):

ELCB được sử dụng để bảo vệ người sử dụng và thiết bị trong trường hợp thiết bị bị rò ri

điện (cách điện với vỏ máy không tốt) Chúng ta cũng gặp cụm phát hiện dòng điện rò

(residual current đevice, RCD) đi kèm với MCB, MCCB để thêm chức năng bảo vệ dòng

ro

Khi sử dụng ELCB cần phân biệt đòng rò tự nhiên và đòng rò sự cố: không nên sử dụng

một ELCB cho nhiều phụ tải cùng lúc

Ngưỡng bảo vệ dòng rò thường gặp 20, 30, 50, 100, 300, 500mA

Trong hệ thống lạnh, nên sử dụng ELCB cho các thiết bị trong các môi trường âm ướt, dé

rò điện như bơm nước, điện trở sưởi cửa phòng trữ đông

2 Côngtắctơ và khởi đông từ:

2.1 Côngtắctơ (contactor):

Là thiết bị điện dùng để đóng cắt tự động hoặc bằng nút nhấn các mạch điện động lực

Các thông số cần lưu ý của côngtắctơ:

- Dién 4p dinh mite: 1a điện áp tối đa cho phép sử dụng đối với hệ thống tiếp điểm

chính Như vậy điện áp sử dụng nhỏ hơn hoặc bằng điện áp định mức của côngtắctơ

-_ Tần số thao tác: là số lần đóng cắt tối đa của côngtắctơ trong một giờ

- _ Dòng điện định mức: thay đổi tùy theo phụ tải sử dụng Khi chọn côngtắctơ cần phải lưu ý đến đặc tính của phụ tải Công tắctơ xoay chiều thường được ký hiệu là AC ¡

đến AC „ và côngtắctơ một chiều được kí hiệu từ DC ¡ đến DC s

2.2 Khởi đông từ:

Để bảo vệ quá tải cho phụ tải (nhất là động cơ), người ta lắp kèm với côngtắctơ bộ rơle

nhiệt Tổ hợp côngtắctơ và rơle nhiệt được gọi là khởi động từ

Đối với khởi động từ xoay chiều ba pha, rơle nhiệt có thê lắp trên hai hoặc ba pha

3 Các thiết bị điện đặc biệt cho hệ thống lạnh:

Để phục vụ cho các yêu cầu điều khiến và bảo vệ hệ thống lạnh, ngòai các thiết bị thường gặp như áptômát, côngtắctơ, rơle trung gian Hệ thống lạnh còn sử dụng nhiều rơle

”chuyên dùng”

3.1 Role bao vé 4p suat cao (high pressure switch, HPS):

Rơle này sẽ cắt máy nén tự động khi áp suất đầu đây máy nén tăng cao Áp suất đây cao

có thể do: thiếu nước giải nhiệt, bộ ngưng tụ dơ, khí không ngưng

3.2 Role ap suat thấp (low pressure switch, LPS):

Role nay ding dé điều khiển hoặc bảo vệ khi áp suất hút của máy nén thấp

Thông thường Rơle áp suất thấp không có nút Reset và được đùng vào các mục đích:

- _ Bảo vệ máy nén: khi hệ thống rò ri môi chất, nghẹt bộ lọc, tuyết bám đầy ở đàn bốc

hơi làm áp suất hút xuống thấp

-_ Giảm tải máy nén: áp suất hút xuống thấp báo hiệu nhiệt độ cần làm lạnh đã xuống

thấp Lúc này, rơle cấp tín hiệu để giảm tải máy nén

3.3 Role nhiét:

Rơle nhiệt được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lạnh Rơle này gồm hai lọai chính:

- Role nhiét bao vé qua tai

- Bao vé quá nhiệt các bộ phận

Trong hệ thống lạnh, các bộ phận được bảo vệ quá nhiệt độ bao gồm:

- _ Quá nhiệt độ đầu nén: rơle nhiệt kẹp sát ống đây dé cam nhận nhiệt độ cuối tầm nén

- _ Quá nhiệt độ cuộn dây động cơ quạt, máy nén .Đối với động cơ công suất nhỏ, rơle

nhiệt đặt trong cuộn dây có thể thay thế rơle nhiệt bảo vệ quá tải

- _ Quá nhiệt độ dầu trong cácte

- _ Quá nhiệt độ bốc hơi (trong chu trình xả đá)

Nguyên lý làm việc của bảo vệ quá nhiệt độ như sau:

Trong ống thép hoặc thủy tinh kín có chứa tiếp điểm tác động bởi thanh lưỡng kim Khi nhiệt độ tăng, thanh lưỡng kim cong để mở tiếp điểm và khi nhiệt độ thấp, tiếp điểm tự

đóng lại Đối với cuộn dây động cơ máy nén, tiếp điểm mở khi nhiệt độ tăng đến 93°C

(200°F) va tu dong lai 6 66°C (150°F)

Cần lưu ý, đối với máy nén kín, cuộn dây động cơ vẫn có thể quá nhiệt độ đù không phải

quá tải, do đó lọai rơle này đặt trong cuộn dây bảo vệ động cơ máy nén rất tốt

3.4 Công tắc phao (float switch)

3.5 Role thoi gian xa tuyết( defrost timer):

Đối với hệ thống lạnh dùng bộ bốc hơi để làm lạnh không khí, khi nhiệt độ bốc hơi đưới

0°C thì tuyết bám trên bề mặt truyền nhiệt làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và cản trở không khí Do đó, những hệ thống lạnh này thường được trang bị hệ thống xả tuyết tự động, làm việc định kỳ theo thời gian định trước

Về kết cấu, đây là rơle chuyên đùng bao gồm hai chức năng chính:

- Xác định thời điểm xả tuyết: thường dùng rơle thời gian “kiểu động cơ đồng bộ” hoặc

rơle thời gian liễu điện từ

Thời điểm có thê điều chỉnh từ 1 + 24 gid/lan

- Xác định thời gian xả tuyết: điều chỉnh thời gian từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc chu trình xả tuyết cho phù hợp Thường thời gian này có thể điều chỉnh từ 0 + 60 phút.

3.6 BO diéu chỉnh nhiệt dé (thermostat):

Các nhiệt kế có trang bị tiếp điểm hoặc cơ cấu lấy tín hiệu điện thì chúng ta có thể sử

dụng tiếp điểm đó để điều khiển nhiệt độ của đối tượng như mong muốn Lúc bấy giờ

nhiệt kế trở thành bộ điều chỉnh nhiệt độ Hiện nay, bộ điều chỉnh nhiệt độ có thể được

chế tạo với nhiều cấp điều khiển khác nhau như giảm tải, tắt máy

3.7 Rơle bảo vệ ngược pha (reverse phase relay):

Một số máy nén chỉ cho phép quay theo một chiều nhất định (máy nén xoắn ốc, xoay tròn, trục vít, ly tâm ) Trường hợp này, nếu lắp không đúng thứ tự pha thì sẽ gây hư hỏng khi máy chạy Vì vậy, nhà sản xuất lắp sẵn rơle bảo vệ ngược pha trong mạch điều

khiển máy nén (phù hợp với dây đấu vào động cơ)

Nếu lắp nguồn sai thứ tự quy định thì mạch điều khiển không làm việc Phải đặc biệt cần

thận khi mở các đầu dây vào động cơ, vào rơle này (đánh dấu) đề lắp vào cho đúng

3.8 Role dong nước (flow swi(ch):

Được dùng để kiểm tra lưu lượng nước hoặc chất tải lạnh lỏng Trong nhiều trường hợp,

dù động cơ bơm vẫn làm việc nhưng lưu chất không di chuyền (Ví dụ: van đóng, nghẹt

ống, hư cánh bơm ) sẽ gây nguy hiểm cho hệ thống lạnh

Để tránh tình trạng trên, người ta dùng rơle đòng nước như là điều kiện cần đề khởi động máy nén

Nguyên lý làm việc của rơle này là khi lưu chất đi chuyển làm nâng miếng kim lọai chắn dòng, miếng kim loai này sẽ điều khiển tiếp điểm

Trong trường hợp nhiều máy lạnh dùng chung một tháp nhiệt thì rơle dòng nước được dùng làm “rơle điều kiện” để chạy cụm máy tương ứng

Đối với hệ thống nhỏ, role dòng nuớc có thể được thay bằng role áp suất

IV Nguyên tắc đảm bảo nhiệt độ:

Để đảm bảo nhiệt độ trong hệ thống làm lạnh thông qua bộ điều chỉnh nhiệt độ

(thermostat) có các dạng điều khiển thường gặp:

- Đóng cắt máy nén: cắt máy nén khi nhiệt độ đạt giá trị định trước và tự động khởi

động lại khi nhiệt độ tăng Phương pháp này dùng cho máy lạnh cỡ nhỏ như tủ lạnh,

máy điều hòa không khí cửa số (window type), điều hòa không khí hai phần tử

- _ Đóng cắt tuần tự số máy nén: nếu cụm máy lạnh được trang bị nhiều máy nén thì 6n định nhiệt độ bằng cách cắt, đóng tuần tự số máy nén bằng thermostat nhiều cần tiếp

V Một số dạng máy lạnh dùng trong việc điều hòa không khí:

Việt Nam là xứ nhiệt đới, ngoài nhiệm vụ phục vụ cho các quy trình công nghệ, điều tiết

không khí còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường thỏai mái cho con ngudi

Nhiều người lầm tưởng rằng điều hòa không khí là tạo ra nhiệt độ thích hợp mà không

chú ý đến các thông số khác Thật ra, điều hòa không khí là tạo ra và duy trì môi trường không khí phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất, chế biến hoặc sự thỏai mái của con người Như vậy, chúng ta có thể phân biệt điều hòa không khí công nghệ và điều hòa không khí tiện nghi

Các đại lượng cần lưu ý trong điều hòa không khí:

- Nhiét do

-_ Độ ẩm

-_ Tuần hòan của không khí và không khí tươi (fresh air)

-_ Lọc bụi, vi khuẩn và các chất độc hại có trong không khí

- Độn

- Truong tinh dién

Tùy theo mục đích của điều hòa không khí, tính chất của từng thông số trên được chú ý

với các mức độ khác nhau

1 Máy điều hòa không khí kiểu cửa số (window type):

Thường được gọi là máy lạnh một cục, được sử dụng cho các không gian nhỏ, yêu cầu kĩ thuật không cao

Về cấu tạo, máy có dạng khối chữ nhật với đầy đủ các bộ phận Do đó, khi lắp đặt chỉ cần

tạo lỗ chữ nhật trên tường và lắp vào

Nói chung lọai máy này có ưu điểm là rẻ tiền, dé lắp đặt có cửa lấy gió tươi Tuy nhiên máy còn nhiều nhược điểm

- _ Vì dàn ngưng tụ và bốc hơi nằm gần nhau nên việc chọn chỗ phải thích hợp cả bên trong lẫn bên ngòai phòng (khó chọn chỗ thích hợp)

-_ Máy nén sẽ tăng độ ồn trong phòng sau một thời gian sử dụng

- _ Tính mỹ quan kém, nhất là khi phải lắp nhiều máy cho khỏang không gian lớn

2 Máy điều hòa không khí hai mảng (slit type):

Do nhược điểm của lọai cửa số là khó chọn chỗ lắp đặt, độ ồn lớn nên người ta chế tạo ra

lọai máy điều hòa không khí hai mang

Máy được cấu tạo thành hai mảng riêng biệt:

- Cum lắp bên trong phòng (fan coil unit, indoor unit) gồm đàn bốc hơi và quạt

- Cụm lắp bên ngòai phòng (outdoor unit) bao gồm máy nén, dàn ngưng và cả tiết

lưu

Vì máy được chế tạo hai mảng riêng biệt nên có những ưu điểm sau:

- Chon vi tri lap đặt máy hai mảng dễ dàng hơn, có thể sử dụng ở địa hình phức tap Tuy nhiên cần lưu ý không nên lắp hai mảng với khỏang cách xa và chênh lệch độ cao quá quy định của nhà chế tạo

- D6 6n trong khéng gian diéu hoa gidm thap vi may nén và máy tiết lưu nằm bên ngòai Cũng cần lưu ý là nên cách nhiệt riêng biệt hai ống nối từ cụm bên ngòai vào cụm bên trong

- _ Tính thâm mỹ khá tốt do có thể chọn vi tri dé dàng hơn máy cửa số

Với những ưu điểm như trên, máy điều hòa không khí hai mảng thường được sử dụng cho các công trình nhỏ Tuy nhiên, máy cũng có các nhược điểm sau:

-_ Giá thành đắt (khỏang 1,5 lần so với máy cửa số cùng công suất)

- Cần thợ chuên môn đề lắp đặt Lưu ý: khi lắp đặt máy hai mảng là đã chạm đến đường ống dẫn môi chất Do đó, nếu không cân thận sẽ dễ dé “khí không ngưng” vào hệ thống hoặc xì môi chất Lúc này máy làm việc kém hiệu quả và giảm tuôi

thọ

- _ Máy hai mảng không có bộ phận lấy gió tươi (fresh air) Do đó, đối với không gian

có mật độ người nhiều thì cần phải tạo các khe hở thích hợp hoặc lắp thêm quạt gío

để đưa không khí từ bên ngòai vào không gian điều hòa (thông gió)

Ngày nay, người ta đã chế tạo nhiều cụm indoor kết hợp với một cụm outdoor (multi

system) dé vé my quan bén ngòai được tốt hơn

Để đảm bảo vẻ mỹ quan bên trong phòng, cụm indoor được chế tạo dưới nhiéu dang: lắp

trên nền (floor mounted), lắp trên tường (wall mounted), treo trén tran (ceiling

suspended), dau trong trần (ceiling mounted casstte)

3 Máy điều hòa không khí kiểu cum (packaged unit):

Trong trường hợp không gian điều hòa lớn, ta có thể sử dụng máy điều hòa không khí kiểu cụm đề không khí trong không gian được đều hơn Về nguyên lý làm việc, máy này cũng giống máy cửa số hoặc máy hai mảng

Máy cụm giải nhiệt bằng nước được chế tạo nguyên cụm, tòan bộ thiết bị lạnh nằm trong

“cụm” Như vậy, việc lắp đặt máy rất đễ dàng Khi lắp đặt chúng ta cần lắp đặt hệ thống

giải nhiệt (Ống nước nối với bơm và tháp giải nhiệt).