thiết kế hệ thống làm lạnh cho nhà máy dệt

CHƯƠNG I :
CƠ Sở Kỹ THUậT LạNH
Và ĐIềU HòA KHÔNG KHí phân loại
I- Điều hòa không khí.
1. Khái niệm về điều hòa - điều tiết không khí.
Từ xa xa, con ngời đã có ý thức tạo ra môi trờng sống tốt hơn cho chính bản
thân mình nh làm nhà để che ma, nắng đồng thời điều tiết không khí ở xung quanh
để có đợc hơi ấm về mùa đông nhờ đốt lửa sởi và không gian thoáng đãng mát mẻ
về mùa hè nhờ thông gió tự nhiên hay cỡng bức
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và kinh tế, con ngời ngày càng
ý thức đợc vai trò to lớn của ĐHKK trong đời sống và trong kỹ thuật kỹ thuật.
Ngành ĐHKK hiện đại đã ra đời và phát triển không ngừng ngày càng đợc hoàn
thiện và có đóng góp không nhỏ vào việc tạo nên một vi môi trờng tiện nghi phục
vụ cho các mục đích khác nhau. Từ đó ĐHKK không còn đơn thuần là giảm nhiệt
độ không gian yêu cầu vào mùa hè mà ĐHKK còn phải làm tăng nhiệt độ vào mùa
đông, hay nói cách khác là duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức
yêu cầu mà ĐHKK còn phải giữ đợc độ ẩm trong không gian đó ổn định ở mức quy
định nào đó. Bên cạnh đó còn phải quan tâm đến vấn đề đảm bảo độ trong sạch của
không khí, khống chế độ ồn và sự lu thông hợp lí của dòng không khí.
Vậy, ĐHKK là quá trình xử lí không khí trong phòng về nhiệt độ, độ ẩm,
giảm thiểu lợng khí độc, xử lí độ ồn gây ra từ máy móc và từ các hoạt động của con
ngời.
2. ứng dụng của điều hòa không khí.
a. ứng dụng trong sinh hoạt.
- Mối quan hệ giữa môi trờng và cơ thể con ngời.
Hệ thống điều hòa không khí là phơng tiện tạo ra một môi trờng không khí
phù hợp với các hoạt động của con ngòi. Nhng các môi trờng có các tiêu chuẩn tạo
ra không thể phù hợp với tất cả mọi ngời . Vì đối với từng ngời, từng
tuổi tác, từng tính chất cơ địa của từng cơ thể khác nhau cùng với các vận động
khác nhau mà sự cảm nhận đối với môi trờng xung quanh cũng hoàn toàn khác
nhau.

1
Cơ thể con ngời có thể đợc coi tơng tự nh một máy nhiệt. Nhiệt độ của con
ngời trung bình khoảng 37
0
C. Nó luôn sinh ra một nhiệt lợng nhiều hơn nó cần. Để
duy trì nhiệt độ ổn định bên trong cơ thể, cơ thể luôn luôn thải nhiệt ra môi trờng
xung quanh. Tùy theo mức độ vân động mà cơ thể thải ra lợng nhiệt nhiều hay ít.
Mức độ vận động gồm: loại nhẹ, loại trung bình, loại nặng.
Khi vận động nh vậy, nhiệt thoát ra từ cơ thể con ngời dới ba dạng là: Đối lu,
bức xạ và bay hơi.
Đối lu: Là hiện tợng lớp không khí tiếp xúc với cơ thể nóng dần lên, khi đó
lớp không khí lạnh sẽ tiến đến chiếm chỗ và hình thành nên sự chuyển động tự
nhiên của lớp không khí bao quanh cơ thể con ngời, chính sự chuyển động này đã
lấy đi một phần nhiệt lợng của cơ thể và thải ra môi trờng.
Bức xạ nhiệt là nhiệt lợng từ cơ thể sẽ bức xạ ra bất kỳ bề mặt nào xung
quanh có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ của cơ thể. Hiện tợng truyền nhiệt này độc lập
với cách truyền nhiệt đối lu và không phụ thuộc vào nhiệt độ không khí xung
quanh. Cờng độ trao đổi nhiệt bằng hình thức đối lu phụ thuộc vào nhiệt độ chênh
lệch giữa bề mặt cơ thể và không khí. Hình thức trao đổi nhiệt bức xạ phụ thuộc
vào độ chênh lệch giữa nhiệt độ cơ thể và nhiệt độ các bề mặt bao quanh bên trong
không gian cần điều hòa. Khi chênh lệch này giảm đi thì nhiệt lợng phát ra từ cơ
thể do đối lu và bức xạ cũng giảm đi. Ngời ta gọi lợng nhiệt từ cơ thể thải ra bằng
đối lu hay bức xạ là q
h
, lợng nhiệt đi vào môi trờng không khí xung quanh thông
qua bay hơi hoặc bốc ẩm từ cơ thể là q
a
và chúng có mối quan hệ với nhau trong sự
phụ thuộc vào môi trờng xung quanh.
Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa q

h
và q
a
ứng với trờng hợp cơ thể ở trạng
thái yên tĩnh.
q
h
2
q
a
Từ đồ thị ta thấy khi nhiệt độ không khí thấp hơn 15
0
C thì thành phần q
a
không đáng kể, khi nhiệt độ không khí cao hơn 28
0
C thì q
a
chiếm tỷ lệ cao hơn so
với tổng số nhiệt lợng phát ra. Nh vậy chính điều kiện cụ thể môi trờng xung quanh
đã quyết định cờng độ của từng thành phần trong tổng nhiệt lợng trao đổi.
Nh vậy ba thông số: Nhiệt độ, độ ẩm tơng đối và đặc điểm chuyển động
của không khí có ảnh hởng lớn đến sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể và môi trờng.
- Nhiệt độ: Khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống, cờng độ trao
đổi nhiệt đối lu giữa cơ thể và môi trờng sẽ tăng lên. Cờng độ càng tăng nếu độ
chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng, nếu độ chênh lệch
này càng lớn thì nhiệt lợng từ cơ thể mất đi càng lớn và đến một lúc nào đó sẽ có
cảm giác ớn lạnh. Việc giảm nhiệt độ các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cờng
độ trao đổi nhiệt bằng bức xạ, ngợc lại nếu nhiệt độ các bề mặt xung quanh tiến
gần đến nhiệt độ cơ thể thì thành phần trao đổi bằng bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.

các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đa số con ngời sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt
độ khoảng từ 22
0
C đến 27
0
C.
- ảnh hởng của độ ẩm: Độ ẩm tơng đối của không khí xung quanh quyết
định mức độ bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể ra ngoài môi trờng. Nếu độ ẩm tơng đối
giảm xuống, lợng ẩm bốc ra từ cơ thể sẽ càng nhiều hơn. Kinh nghiệm cho thấy cơ
thể ngời thích ứng với độ ẩm tơng đối vào khoảng 40% -70%
- ảnh hởng dòng khí: Tốc độ chuyển động của dòng khí làm cho lợng ẩm
thoát ra từ cơ thể con ngời nhiều hay ít. Khi chuyển động của dòng khí tăng lên thì
lớp không khí bão hòa xung quanh bề mặt cơ thể kéo đi theo để nhờng chỗ cho
không khí khác it bão hòa hơn, do đó mà khả năng bốc ẩm từ cơ thể sẽ nhiều hơn.
Ngoài ra chuyển động của dòng không khí còn ảnh hởng đến cờng độ trao đổi nhiệt
bằng đối lu. Rõ ràng quá trình đối lu càng mạnh khi tốc độ chuyển động của dòng
không khí càng lớn.
Qua các nghiên cứu và thực nghiệm ngời ta chỉ ra rằng: Để tạo cảm giác dễ
chịu tốc độ chuyển động của không khí trong vùng yên tĩnh khoảng 0,25 m/s. Tuy
nhiên khi chọn tốc độ không khí ta cần lu ý đến sự tơng thích với nhiệt độ không
3
khí xung quanh chẳng hạn khi nhiệt dộ tăng thì tốc độ không khí cũng tăng lên một
chút theo bảng sau:
Bảng 1.1
Nhiệt độ (
0
C ) 21 22 23 24
Tốc độ không khí (m/s) 0,15 - 0,20 0,20 - 0,25 0,25 - 0,30 0,30 - 0,35
Mặc dù phần nhiệt độ bên trong cơ thể đợc duy trì ổn định ở mức 37
0

C nhng
nhiệt độ bề mặt của lớp da bao quanh cơ thể không hoàn toàn ổn định. Nó phụ
thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của không khí xung quanhvà mức độ trao đổi nhiệt mà
nhiệt độ của lớp da có thể biến thiên trong khoảng 4,4
0
C - 40
0
C. Ngoài ra còn phải
lu ý đến độ chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên trong không gian cần điều hòa
và dòng khí trực tiếp thổi vào cơ thể. Để đảm
bảo sức khỏe cho con ngòi thì độ chênh lệch nhiệt độ không nên vợt quá từ 3
0
C đến
6
0
C.
- Chỉ số xác định mức cảm nhận của cơ thể.
Chỉ số này còn gọi là chỉ số bực bội, nó nói lên sự cảm nhận của cơ thể ng-
ời ứng với môi trờng xung quanh sao cho tiện dụng nhất.
Các nhà nghiên cứu Mỹ đã đề ra công thức:
DI = 0,72 ( t
0
+ t ) + 40,6.
Các nhà nghiên cứu Nhật đã đề ra công thức:
DI = 0,99. t
0
+ 0,36. t + 41,5.
Trong đó:
DI: Chỉ số bực bội.
t

0
: Nhịêt độ không khí xung quanh đo bằng nhiệt kế khô.
t: Nhiệt độ nhiệt kế ớt.
Đối với cơ thể ngời châu á nói chung và ngời Việt Nam ta có thể tham khảo
số liệu sau:
- Khi DI / 75 : Hơi nóng.
- Khi DI / 80 : Đủ nóng để đổ mồ hôi.
- Khi DI / 85 : Rất nóng.
- Sự ô nhiễm không khí và thông gió.
4
Thông gió trong không gian điều hòa là những vấn đề mà ngời thiết kế phải
chú ý. Bởi vì không gian điều hòa là không gian tơng đối kín, trong không gian đó
có sự hiện diện của con ngời, các loại vật dụng. Bên cạnh đó còn có các ảnh hởng
của bụi bặm và các vật thể nhỏ li ti có sẵn trong không khí của không gian cần điều
hòa, trong đó con ngời và hoạt động của con ngời là chủ yếu.
Sự ô nhiễm không khí gồm một số nguyên nhân cụ thể sau:
- Do hít thở.
- Do hút thuốc lá.
- Do những mùi khác từ cơ thể tỏa ra.
Đây là nguồn gốc chính tăng lợng CO
2
và CO, một vài loại vi khuẩn, các
nấm gây bệnh và một số loại khí độc khác trong không gian cần điều hòa.
Trớc đây khi nói đến sự ô nhiễm không khí ngời ta thờng nghĩ đến nồng độ
CO
2
có trong không khí, giờ đây ngoài CO
2
ngời ta còn nghĩ đến việc thử các loại
mùi phát ra từ cơ thể con ngời và đang nghiên cứu những chỉ số thích hợp để đánh

giá các tác động của yếu tố này đến môi trờng không khí bên trong không gian cần
điều hòa. Mặc dù vậy cho đến nay ngời ta cũng còn sử dụng nồng độ của CO
2
nh
chỉ số biểu diễn mức độ ô nhiễm.

Bảng 1.2. Mức độ ô nhiếm CO
2
Nồng độ CO
2
(% thể tích)
ý nghĩa
Ghi chú
0,07
Đây là mức độ chấp nhận đợc khi có
nhiều ngời trong một phòng
Các giá trị này bản thân
nó cha đợc xem là mức
độ nguy hiểm. Tuy
nhiên với t cách là chỉ
số ô nhiễm không khí
nó là con số lu ý nếu
nh nồng độ CO
2
tiếp tục
tăng.
0,1
Nồng độ cho phép trong các trờng hợp
thông thờng.
0,15

Nồng độ cho phép dùng để tính toán
thông gió
0,20 - 0,50
Nồng độ tơng đối nguy hiểm
0,5 hoặc lớn hơn
Nồng độ nguy hiểm
4 - 5
Hệ thần kinh kích thích gây thở sâu và nhịp thở gia tăng.
Nếu sự hít thở trong môi trờng này kéo dài thì có thể gây nguy hiểm
8
Nếu kéo dài sự hít thở trong môi trờng lâu hơn 10 phút thì mặt sẽ
đỏ bừng gây đau đầu.
5
18 hoặc lớn hơn
Hết sức nguy hiểm có thể dẫn đến tử vong.


Bảng 1.3. Số liệu, các thông số Q, K,
b
đối với cờng độ vận động.
Cờng độ vận động K,m
3
/ h ngời Q,m
3
/h ngời
- Nghỉ ngơi 0,013 18,6 10,8
- Rất nhẹ 0,022 31,0 18,3
- Nhẹ 0,030 43,0 25,0
- Trung bình 0,046 65,7 38,3
- Nặng 0,074 106,0 61,7

Trong đó:
K: Lợng không khí CO
2
do con ngời thải ra thông qua hệ thống hít thở.
b: Nồng độ CO
2
có thể chấp nhận đợc trong không gian cần điều hòa % theo thể
tích.
a: Nồng độ CO
2
trong không khí thông thờng là 0,03% thể tích.
Từ bảng 1.3 ta thấy lợng không khí tơi cần thiết cho một con ngời trong một giờ
phụ thuộc vào cờng độ vận động của ngời đó khi ở trong không gian cần điều hòa
và nồng độ CO
2
ở mức quy định.
Trong trờng hợp những ngời hiện diện ở trong không gian có hút thuốc, lợng
không khí tơi cần phải bổ sung thêm vào laọi trừ ảnh hởng của khói thuốc đợc trình
bày ở bảng 1.4. ở đây có ảnh hởng của mức độ hút thuốc, để thể hiện điều đó ngời
ta đa ra thông số phỏng chừng tính theo điếu thuốc /h ngời.
Bảng 1.4. ảnh hởng khói thuốc
Mức độ hút thuốc
(số điếu thuốc/h/ngời)
Lu lợng không khí tối thiểu đợc đề nghị để khử
ảnh hởng của khói thuốc/m
2
/h/ngời.
0,8 - 1,0 13 - 17
1,2 - 1,6 20 - 26
2,5 - 3 42 - 51

3 - 5,1 51 - 85
Ngoài những điều đã nói ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh ở một môi tr-
ờng nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau có thể tham khảo số liệu bảng
1.5. đới đây.
Bảng 1.5. mức độ vệ sinh môi trờng
6
- Các hạt lơ lửng Nhỏ hơn 0,15mg/m
3
không khí.
-Nồng độ CO Nhỏ hơn 0,001% theo thể tích
- Nồng độ CO
2
Nhỏ hơn 0,1% theo thể tích
- Nhiệt độ Từ 17
0
C đến 28
0
C tùy theo từng trờng hợp
- Độ ẩm tơng đối Từ 40% đến 70%
- Tốc độ chuyển động của không Nhỏ hơn 0,5m/s
b) ứng dụng trong công nghiệp:
* Tiêu chuẩn của môi trờng trong điều tiết không khí:
Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong các hoạt động sản xuất, gia công và
chế biến nhằm mục đích nâng cao chất lợng sản phẩm, phục vụ các điều kiện công
nghệ, cải thiện điều kiện lao động, con ngời đang ứng dụng ngày càng nhiều kỹ
thuật điều hòa không khí để tạo môi trờng có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp.


Bảng 1.6. Độ ẩm và nhiệt độ thích hợp trong một số ngành, công nghệ:
Trờng hợp Công nghệ sản

xuất chế biến
Nhiệt độ (
0
C) Độ ẩm (%)
- Đóng và gói sách 21 - 24 45
- Phòng in ấn 24 - 27 45 - 50
- Nơi lu trữ giấy 20 - 23 50 - 60
- Phòng làm bản
kẽm
21 - 23 40 - 50
Công nghệ
- Lắp ráp chính xác 20 - 24 40 - 50
Chính xác
- Gia công khác 24 45 - 55
7
Ngoài nhiệt độ, độ ẩm trong một số ngành: Quang học, điện tử, cơ khí chính
xác, tin học. Ngời ta còn chú ý đến độ sạch của không khí.
Khái niệm về độ sạch là mức độ nhiễm bẩn do bụi và các hạt lơ lửng khác ví
dụ trong phòng đặt máy tính số lợng các hạt không đợc vợt quá 2.10
5
hạt/m
3
. Chỉ
tính các hạt có kích thớc 3mm trở lên.
* Tiếng ồn:
Trong tất cả các hệ thống điều hòa không khí đều có các bộ phận có thể gây
ồn ở một mức độ nhất định, nguyên nhân là do:
- Máy nén, bơm, quạt.
- Các ống dẫn không khí.
- Các miệng thổi không khí.

Tùy từng trờng hợp cụ thể mà mức độ ồn cho phép sẽ khác nhau,
ngời thiết kế đầu xem việc giảm tiếng ồn là nhiệm vụ cơ bản. Bảng sau đây trình
bày các tiêu chuẩn về độ ổn cực đại cho phép trong một số trờng hợp cụ thể.Nếu độ
ổn lớn hơn 90dB thì có thể gây nguy hại cho thính giác.
Bảng 1.7. Độ ồn cho phép
Trờng hợp
Độ ồn cực đại cho phép (dB)
Cho phép Nên chọn
- Các phòng của các bệnh
nhân và các bệnh viện hoặc
viện điều dỡng
35
30
30
30
- Giảng đờng, lớp học
40 35
- Phòng đặt máy tính
40 35
- Văn phòng làm việc
50 45
- Phân xởng sản xuất
80 80
- Phòng hội thảo, phòng họp
55 56
- Phòng ở
40 35
- Khách sạn
45 40
8

- Phòng ăn lớn
50 45
áp dụng kỹ thuật ĐHKK trong ngành dệt may cần phải đáp ứng đợc các
yêu cầu sau:
+ Tạo ra môi trờng có nhiệt độ 22
0
C 25
0
C.
+ Giữ độ ẩm tơng đối trong giới hạn 65% - 80%.
+ Làm sạch không khí, lọc bụi tích cực cho không khí trong không gian
điều hòa.
3. Các thiết bị chính trong hệ thống ĐHKK.
Để đáp ứng đợc các yêu cầu về xử lý các thông số nh trên, một hệ thống
ĐHKK cần phải có các thiết bị sau:
+ Máy lạnh: Là bộ phận quan ttrọng của hệ thống ĐHKK, có chức năng
chính là làm giảm nhiệt độ, đồng thời làm tăng độ chứa hơi của không khí.
+ Bộ gia nhiệt và hâm nóng: Là bộ phận phụ hỗ trợ cho máy lạnh trong việc
điều chỉnh các thông số của không khí. Bộ phận náy không nhất thiết phải có mặt
trong hệ thống điều hòa không khí. ở vùng khí hậu nóng ẩm không cần đến bộ
phận này.
+ Bộ phun ẩm: Là hệ thống đợc dùng cho những nơi có yêu cầu cần tăng độ
ẩm của không khí trong không gian cần điều hòa.
+ Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh: Là hệ thống dùng để vận chuyển chất
tải lạnh từ nguồn sinh lạnh đến không gian cần sử dụng kĩ thuật điều hòa không
khí. Chất tải lạnh thờng là nớc hoặc không khí, hoặc kết hợp cả nớc và không khí,
với những hệ thống nhỏ, chất tải lạnh chính là tác nhân lạnh.
+ Hệ thống phân phối khí: Là hệ thống làm thay đổi hớng dòng không khí
đã điều hòa theo yêu cầu.
+ Quạt, bơm: Vận chuyển không khí hay nớc.

+ Hệ thống đờng ống vận chuyển tác nhân lạnh, chất tải lạnh và nớc làm mát
và không khí .
+ Hệ thống lọc bụi, giảm ồn và khử mùi cho không gian cần điều hòa.
+ Hệ thống thải không khí bên trong không gian cần điều hòa ra ngoài ttrời
hoặc đa trỏ lại phòng điều hòa.
+ Hệ thống điều chỉnh, khống chế tự động để theo dõi, duy trì tự động các
thông số chính của hệ thống.
9


II-CáC Hệ THốNG ĐIềU HOà KHÔNG KHí
1.Phân loại
Định nghĩa :Hệ thống điều hoà không khí là tập hợp các máy móc, thiết bị,
dụng cụ để tiến hành các quá trình xử lý không khí nh sởi ấm, làm lạnh, khử ẩm,
gia ẩm.Điều chỉnh và khống chế các thông số vi khí hậu trong nhà nh nhiệt độ, độ
ẩm, độ sạch, khí tơi và sự tuần hoàn không khí trong phòng đáp ứng nhu cầu tiện
nghi hoặc công nghệ.
Việc phân loại các hệ thống điều hoà không khí là rất phức tạp.Tuỳ theo
tính chất ứng dụng,theo tính tập trung, theo cách làm lạnh, theo năng suất
lạnh mà gnời ta phân ra thành các loại điều hoà khác nhau. Ta có thể tóm tắt theo
sơ đồ sau :
10

2.Hệ thống điều hoà cục bộ
Máy
điều
hoà
cửa
sổ
máy

điều
hoà
tách
(2 hoặc
nhiều
cụm)
Máy
điều hoà
nguyên
cụm lắp
mái
Máy
điều
hoà
VRV
Máy
điều hoà
nguyên
cụm giải
nhiệt
nớc
Máy
làm
lạnh
nớc
giải
nhiệt
nớc
Hệ
thống

2 ống
nớc
Hệ
thống
hồi
ngợc
Hệ thống
2 ống gió
Hệ thống lu
lợng thay đổi
Hệ thống lu
lợng không đổi
Hệ thống
không ống gió
Hệ thống
1 ống gió
Hệ thống điều hoà không khí có máy nén
Kiểu cục bộ Kiểu (tổ hợp) gọn Kiểu trung tâm nớc
Q
0
đến 2 tấn lạnh
Mỹ
Q
0
từ 3 đến khoảng 100
tấn lạnh Mỹ
Dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp
Điều hoà tiện nghi điều hoà tiện nghi thơng
nghiệp và công nghệ
Giải nhiệt gió Gải nhiệt

gió
Giải nhiệt
nớc
Q
0
thờng lớn hơn 100
tấn lạnh
Dàn FCU và AHU làm
lạnh không khí gián tiếp
qua nớc lạnh
điều hoà tiện nghi và cn
Gải nhiệt
gió
Giải nhiệt
nớc
Hệ
thống
3 ống
nớc
Hệ
thống
4 ống
nớc
Máy
làm
lạnh
nớc
giải
nhiệt
gió

11
Hệ thống điều hoà không khí cục bộ là các loại máy điều hoà năng suất lạnh
đến 24.000 Btu/h có dàn bay hơi và dàn ngng tụ kiểu nguyên cụm nh máy điều hoà
cửa sổ hoặc tách (2 hoặc nhiều cụm), một chiều hoặc 2 chiều nóng lạnh, dàn bay
hơi không có ống gió.
2.1 Máy điều hoà cửa sổ
Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất, năng suất lạnh
thờng là 6000 ; 9000; 12000 ; 18000 và 24000Btu/h với một số đặc điểm sau:
- Kết cấu rất gọn nhẹ gồm máy nén, dàn ngng ,dàn bay hơi, ống mao, quạt dàn
ngng và dàn bay hơi có chung một động cơ , công suất lạnh thờng không vợt quá
6,5 kw (24000 Btu/h ).
- Máy nén là loại kín pittông , rôto hoặc xoắn , điện áp 220V , một pha, môi
chất lạnh R22.
- Máy điều hoà cửa sổ có thể là một chiều ( chỉ làm lạnh vào mùa hè) hai chiều
( làm lạnh và sởi ấm) hoặc ba chiều ( thêm choc năng hút ẩm ).Bộ phận sởi có thể
bằng dây điện trở hoặc bơm nhiệt.Một số máy hai chiều kiểu bơm nhiệt có khả
năng hút ẩm ( khử ẩm trong phòng nhng nhiệt độ không đổi).
- Máy điều hoà cửa sổ có u điểm đặc biệt so với máy tách là có cửa lấy gió tơi
nên đảm bảo đợc gió tơi trong phòng.
Nói chung điều hoà cửa sổ có năng suất lạnh nhỏ nên phù hợp cho những phòng
ở, căn hộ hay cửa hàng nhỏ .
2.2 Máy điều hoà tách 2 hoặc nhiều cụm
Máy điều hoà 2 cụm có rất nhiều u điểm nên đợc sử dụng rất rộng rãi :
- Giảm đợc tiếng ồn rất nhiều vì máy nén và quạt dàn ngng lắp ngoài
phòng.Quạt dàn bay hơi kiểu trục cán có độ ồn rất thấp.
- Dễ lắp đặt, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt trong nhà vì
có thể treo trên tờng, lắp trên trần hoặc kê sát tờng , đạt them mỹ cao nên đợc
coi là máy điều hoà tiện nghi cao cấp.
Nhng nhợc điểm chủ yếu là đờng ống dẫn môi chất dài hơn , dây điện nhiều hơn và
giá thành cũng đắt hơn.Thờng dàn bay hơi đặt trên cao, máy nén dàn ngng đặt dới

thấp nhng chiều cao không nên quá 3m và chiều dài đờng ống không nên quá
10m. Tuy nhiên ngày nay ngời ta lắp với độ dài đờng ống tới 50m nhng phải chịu
tổn thất năng suất lạnh.Nhợc điểm nữalà ồn ngoài phòng do quạt và máy nén gây
ra.
3.Hệ thống điều hoà tổ hợp gọn
12
Là các loại máy hoặc hệ thống điều hoà không khí kiểu nguyên cụm hoặc kiểu
tách theo các tổ hợp gọn có năng suất lạnh từ 3 đến 220 tấn lạnh Mỹ , dàn bay hơi
làm lạnh không khí trực tiếp , thiết bị ngng tụ giải nhiệt gió hoặc nớc, một chiều
hoặc 2 chiều , dùng cho điều hoà tiện nghi hoặc công nghệ ,kiểu một cụm ( máy
điều hoà trên mái , máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc ) hoặc kiểu tách 2
hoặc nhiều cụm ( kiểu treo tờng, hộp hành lang, tủ tờng, treo trần, giấu trần )
hoặc kiểu VRV, có hoặc không có ống gió.
Tuy nhiên ta có thể chia làm 4 nhóm chính là :
- Máy điều hoà VRV, dàn ngng giải nhiệt gió của hãng DAIKIN.
- Các loại điều hoà thơng nghiệp giải nhiệt gió kiểu tách hoặc kiểu dàn ngng đặt
xa.
- Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt gió(đặt trên mái).
- Máyđiều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc (dùng trong công nghiệp) ác loại máy
này có chung một đặc điểm giống máy cục bộ là có dàn bay hơi làm lạnh
không khí trực tiếp và thờng có ống gió để phân phối gió cho các phòng khác
nhau, phân phối đều trong phân xởng hoặc phòng rộng.
3.1 Máy điều hoà thơng nghiệp kiểu tách giải nhiệt gió
Máy điều hoà thơng nghiệp có thể chia làm 3 loại chính :
a. Máy điều hoà thơng nghiệp 2 cụm có ống gió cột áp thấp năng suất lạnh từ
12.000 đến 48.000 Btu/h. Do quạt có cột áp thấp nên ống gió chỉ có chiều dài hạn
chế, dàn lạnh lắp dấu trần hoặc đặt ngoài hành lang thổi trực tiếp vào phòng.
Đại đa số các loại máy điều hoà phòng kiểu tách là loại 2 cụm, dàn lạnh treo
tờng nhng để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của ngời tiêu dùng các loại máy
nhiều cụm và các loại dàn lạnh khác nhau cũng ngày càng phát triển.

b. Máy điều hòa thơng nghiệp 2 cụm có ống gió cột áp cao có năng suất
lạnh từ 12.000 đến 240.000 Btu/h. Do quạt có cột cao áp nên có
thể bố trí mạng ống gió lớn phân phối gió cho nhiều phòng và các phòng ở xa
dàn bay hơi.
Nhợc điểm chủ yếu của các loại máy này là không có khả năng lấy gió tơi nên
phải có quạt thông gió đảm bảo gió tơi cho ngời trong phòng . Khi bố trí quạt xả
khí sát trần, gió tơi sẽ tự động lọt vào phòng qua các khe hở cửa. Thông gió kiểu
này dễ gây đọng sơng vì gió tơi có độ ẩm lớn. Hãng DAIKIN có giải pháp hộp
thông gió hồi nhiệt phát triển cho hệ điều hoà VRV. Hộp thông gió hồi nhiệt này
có nhiều lu lợng gió khác nhau và có thể ứng dụng tốt cho các văn phòng sử dụng
điều hoà cục bộ kiểu 2 cụm và nhiều cụm. Gió tơi cấp vào phòng trao đổi nhiệt ẩm
trực tiếp với gió thải , không những hạ đợc nhiệtmà còn hạ đợc cả độ ẩm , do trao
đổi nhiệt và ẩm qua các màng ngăn bằng giấy giữa hai dòng gió cấp và thải.
Bảng 1.8 : Giới thiệu một số loại máy điều hoà 2 cụm 2 chiều nóng lạnh
13
( bơm nhiệt ) của DAIKIN, điện 220V ( 380V) , 50Hz. Năng suất lạnh tính theo
nhiệt độ trong nhà t
k
= 27
0
C, t= 19
0
C và nhiệt độ ngoài trời 35
0
C.Hifan, năng suất
nhiệt theo nhiệt độ trong nhà 20
0
C và ngoài trời 7
0
C.

Bảng 1.8 : Một số điều hoà 2 cụm 2 chiều
.
c. Máy điều hoà thơng nghiệp có dàn ngng đặt xa
Giống nh loại máy điều hoà 2 cụm nhng máy nén không bố trí với cụm ngoài
nhà mà bố trí với cụm trong nhà.
ở loại máy này máy nén nằm trong cụm trong nhà nên có nhợc điểm là gây
ồn phía trong nhà.Chính vì vậy chỉ nên sử dụng loại máy này ở những phân xởng ,
nhà hàng ồn ào hoặc những nơi chấp nhận đợc sự ồn ào của nó.Những nơi cần yên
tĩnh nh khách sạn , hội trờng , trờng học. không nên sử dụng loại máy này .Nếu
muốn sử dụng phải đặt dàn lạnh vào buồng cách âm và các ống gió cấp , hồi cần
phải có bộ tiêu âm .
3.2 Máy điều hoà thơng nghiệp nguyên cụm giải nhiệt gió (kiểu lắp mái)
Các loại máy này của hãng CARRIER có năng suất từ lạnh từ 17,6 đến 87,9 kw
(60.000 300.000 Btu/h hay 5- 25 tấn lạnh). Máy của DAIKIN có năng suất từ 4-
27 tấn lạnh cả 1 và 2 chiều kiểu bơm nhiệt. Quạt giàn bay hơi làloại ly tâm cột áp
cao nên có thể lắp ống gió hồi và ống phân phối không khí đều cho toàn bộ không
không gian phòng. Máy không những có thể lắp nguyên cụm kiểu lắp trên máI nhà
mà còn có thể lắp ở ban công hoặc mái hiên với cách bố trí ống gió phù hợp. Máy
có thể đợc tiếp cận với tất cả mọi chi tiết mà chỉ cần tháo lắp bên, rất tiện lợi cho
4,05
13800
5,5
18800
7,1
24200
7,9
27000
11,2
38100

14,2
48400
14
Kiểu
Cụm
dàn lạnh
(trong
nhà)
FHYC35F
FHY35F
FHYB35F
FHYK35F
FHYC45F
FHY45F
FHYB45F
FHYK45F
FHYC60F
FHY60F
FHYB60F
FHYK60F
FHYC71F
FHY71F
FHYB71F
FHYK71F
FHYC100F
FHY100F
FHYB100F
FHYK100F
FHYC125F
FHY125F

FHYB125F
Cụm dàn
nóng
RY35 RY45E RY60E RY71E RY100E RY125E
Năng suất
lạnh
Kw
Btu/h
6,15
21000
4,85
16600
3,5
11900
8,7
26200
10,4
35300
12,8
43600
Năng suất
nhiệt
Kw
Btu/h
việc bảo dỡng, sửa chữa. Máy thích hopự cho cửa hàng thơng nghiệp , các phòng x-
ởng rộng đến 650 m
2
.
3.3 Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc
Máy diều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc là loịa máy điều hoà có toàn bộ

thiết bị nh máy nén, bình ngng làm mát bằng nớc, dàn bay hơi làm lạnh không khí
trực tiếp, tiết lu, quạt gió bố trí trong cùng một vỏ duy nhất.
Do bình bay hơi làm mát bằng nớc rất gọn nhẹ nên năng suất lạnh của một
máy có thể đạt rất cao. Loịa máy lớn nhất của DAIKIN có năng suất lạnh tới 369
kW, điện 50 Hz.Cũng do bình ngng làm mát bằng nớc nên máy điều
hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc thờng đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nớc giải
nhiệt để tuần hoàn và làm mát nớc thải ra ở bình ngng.
Bảng 1.9 Năng suất lạnh của một số máy điều hoà nhiệt độ nguyên cụm
giải nhiệt nớc ( của DAIKIN tính theo nhiệt độ trong nhà t
k
= 27
0
C, t= 19
0
C
và nhiệt độ nớc làm mát vào 19,5
0
C và ra khỏi bình ngng là 35
0
C, 50Hz).

Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc có u điểm là :
- Đợc sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy
cao, tuổi thọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối
với hệ thống nớc làm mát và hệ thống ống gió nếu cần sẵn sàng hoạt động.
- Vận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi.
Kiểu máy năng suất lạnh Kiểu máy năng suất lạnh
KW Btu/h KW Btu/h
Btu/h
UCPJ100N

UCPJ170N
UCPJ250N
UCPJ335N
UCPJ500N
UCPJ670N
UCPJ850N
9,2
17,1
24,1
33,8
49,2
65,3
82,9
31.400
58.400
82.300
115.400
167.900
223.000
283.000
UCJ1000N
UCJ1320N
UCJ1500N
UCJ2000N
UCJ2500N
UCJ3150N
UCJ4000N
99,0
130,7
147,3

189,6
234,5
291,6
369,0
338.000
446.000
503.000
647.000
800.000
995.000
1.260.000
15
- Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành bảo dỡng,
vận hành dễ dàng.
- Có cửa lấy gió tơi.
- Bố trí dễ dàng cho các phân xởng sản xuất (sợi, dệt ) và các nhà hàng siêu thị
chấp nhạn đợc độ ồn cao.Nếu dùng cho điều hoà tiện nghi phải
-
có buồng máy cách âm và bố trí tiêu âm cho cả ống gió cấp và gió hồi.
- 3.4 máy điều hoà VRV
Do các hệ thống ống gió sử dụng ống gió để điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng
là quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm
đờng ống nên hãng DAIKIN của Nhật đa giải pháp VRV điều chỉnh năng suất lạnh
thông qua việc điều chỉnh lu lợng môi chất lạnh.
Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hoà tiện nghi và có đặc điểm sau:
- Tổ ngng tụ có 2 máy nén trong đó 1 máy nén điều chỉnh năng suất lạnh
theo kiểu on-off còn một máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều
chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc,đảm bảo năng lợng tiết kiệm rất hiệu quả.
- Các thông số vi khí hậu đợc khống chế phù hợp với từng vùng kết nối trong
mạng điều khiển trung tâm.

- Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các
mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 7 KW đến hàng choc ngàn
KW cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng.
- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có
thể đặt cao hơn dàn lạnh tới 50m và các dàn lạnh có thể đặt ở độ cao khác nhau tới
15m, đờng ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng tới cụm dàn lạnh xa nhất tới
100m tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng trong các nhà cao tầng văn phòng
khách sạn mà trớc đây chỉ có hệ thống trung tâm nớc đảm nhiệm.
- Độ tin cậy cao, khả năng bảo dỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng
nhờ các thiết bị từ chuẩn đoán chuyên dùng cũng nh sự kết nối để chuẩn đoán tại
trung tâm qua internet.

16
- So với hệ trung tâm nớc , hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng
thợng hoặc bên sờn toà nhà còn đờng ống dẫn môi chất lạnh có kích thớc nhỏ hơn
nhiều so với đờng ống dẫn nớc lạnh và đờng ống gió
- Có thể kết hợp làm lạnh và sởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu
bơm nhiệy hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao.
- Hệ VRV có 9 kiểu dàn lạnh khác nhau (đặt trên sàn, tủ tờng, treo tờng, giấu
tờng, treo trần, giấu trần cassette, giấu trần kiểu góc, giấu trần cassette nhiều cửa
thổi) rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với kiểu cấu trúc khác
nhau,đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khách hàng.

4. Hệ thống điều hoà trung tâm nớc
Hệ thống điều hoà trung tâm nớc là hệ thống sử dụng nớc lạnh khoảng 7
0
C để
làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ điều hoà trung
tâm nớc chủ yếu gồm :
- Máy làm lạnh nớc ( water Chille) hay máy sản xuất nớc lạnh. Nhiệt độ nớc th-

ờng đợc làm lạnh từ 12
0
C xuống 7
0
C.
- Hệ thống ống dẫn nớc lạnh, hệ thống nớc giải nhiệt.
- Nguồn nhiệt để sởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sởi ấm mùa đông
thờng do nồi hơi nớc nóng hoặc thanh điện trở cung cấp.
- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sởi ấm không khí bằng nớc nóng FCU
hoặc AHU.
- Hệ thống gió tơi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí.
- Hệ thống tiêu âm và giảm âm, hệ thống lọc bụi, thanh trùng và triệt khuẩn cho
không khí; bộ rửa khí.
Máy làm lạnh nớc giải nhiệt nớc cùng hệ thống bơm thờng đợc bố trí phía dới
tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thợng. Trái lại máy làm lạnh
nớc giải nhiệt gió thờng đặt trên tầng thợng.

Nớc lạnh đợc làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7
0
C rồi đợc bơm nớc lạnh đa
đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. ở đây nớc thu nhiệt của không khí
nóng trong phòng lên đến 12
0
C và lại đựoc bơm đẩy trở về bình bay hơi để tái làm
17
lạnh xuống 7
0
C, khép kín vòng tuần hoàn nớc lạnh. Đối với hệ thống nớc lạnh kín (
không có giàn phun) cần thiết phải có thêm bình dãn nở để bù nớc trong hệ thống
dãn nở khi thay đổi nhiệt độ.

4.1 Máy làm lạnh nớc ( Water Chiller )
a. máy làm lạnh nớc giải nhiệt nớc
Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà trung tâm nớc là máy làm lạnh
nớc. Căn cứ vào vào chu trình lạnh có thể phân ra máy làm lạnh nớc dùng máy nén
cơ, dùng máy nén ejectơ hoặc máy lạnh hấp thụ. Máy lạnh nén cơ cũng có thể phân
ra nhiều loại khác nhau theo kiểu máy nén nh
máy nén piton roto, trục vít và turbin, kiểu kín, nửa kín hoặc hở. Theo môi chất
phân ra máy nén R22, R134a, R404a, R123. Theo cách giải nhiệt phân ra giải nhiệt
nớc và giải nhiệt gió.
Máy gồm 2 bình ngng lắp phía dới, bốn máy nén lắp ở giữa và một bình bay
hơi lắp phía trên trong một hệ khung đỡ. Máy là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên
cụm. Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas đợc tiến hành tại nhà
máy chế tạo nên chất lợng cao.
b. Máy làm lạnh nớc giải nhiệt gió ( Air Cooled Water Chiller )
Máy làm lạnh nớc giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nớc giải nhiệt nớc ở
dàn ngng làm mát bằng không khí. Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngng giải
nhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh nên năng suất lạnh của một tổ
máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nớc.
Kiểu giải nhiệt gió có u điểm là không cần nớc làm mát nên giảm đợc toàn
bộ hệ thống nớc làm mát nh bơm, đờng ống và tháp giải nhiệt. Máy đặt trên mái
cũng đỡ tốn diện tích sử dụng, nhng vì trao đổi nhiệt ở dàn ngng kém nên nhiệt độ
ngng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện
năng tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nớc.
4.2 Hệ thống nớc lạnh và FCU, AHU
a. Hệ thống đờng ống nớc lạnh
Tuỳ theo cách bố trí ống nớc mà phân ra hệ thống hai ống, hồi ngợc, hệ 3 ống
và 4 ống.Hệ thống 2 ống là hệ thống đơn giản nhất, gồm 2 ống góp mắc song song
18
còn các FCU mắc nối tiếp giữa 2 ống. Vào mùa hè chỉ có hệ thống lạnh hoạt động,
nớc lạnh đợc bơm qua các FCU để làm lạnh phòng. Vào mùa đông chỉ có hệ thống

nớc nóng hoạt động, nớc nóng đợc bơm từ nồi hơi đến cấp nhiệt cho các dàn FCU
để sởi phòng. Hệ thống này có u điểm là đơn giản, chi phí vật liệu ít, rẻ tiền nhng
có nhợc điểm lớn là khó cân bằng áp suất bơm giữa các dàn vì nớc có xu hớng chỉ
đI qua các dàn đặt gần. ở đây cần đặt các van điều chỉnh để cân bằng áp suất.
Chính do việc khó cân bằng áp suất nên ngời ta cải tiến hệ 2 ống thành hệ hồi ng-
ợc. Tuy nhiên nhợc điểm của hệ thống này là tốn thêm đờng ống, giá thành cao
hơn.
Hệ 3 đờng ống và hệ 4 đờng ống nhằm mục đích sử dụng lạnh và sởi đồng
thời ở các thời điểm giao mùa cho các khách sạn sang trọng 4,5 sao hoặc các coong
trình quan trọng trong cùng một thời gian phòng này cần làm lạnh nhng phòng
phòng kia lại cần sởi ấm. Hệ 3 đờng ống tiết kiệm hơn nhng chỉ có 1 đờng hồi nên
tổn thất năng lợng vận hành lớn. Nớc hồi do hoà trộn của cả nguồn nóng và nguồn
lạnh sẽ làm cho cả máy lạnh cũng nh nồi hơI đều phảI làm việc với công suất lớn
hơn. Hệ 4 đờng ống tiêu tốn nhiều vật liệu hơn nhng lại loại trừ đợc nhợc điểm vận
hành của hệ 3 ống vì có 2 đờng ống hồi riêng rẽ.
b. FCU
Các FCU là các dàn trao đổi nhiệt ống xoắn có quạt. Nớc lạnh chảy phía trong
ống xoắn, không khí đi phía ngoài.Để tăng cờng độ trao đổi nhiệt phía không khí ,
ngời ta bố trí cánh tản nhiệt với bớc cánh 0,8mm bằng
nhôm. FCU gồm có dàn ống nớc lạnh và quạt để thổi cỡng bức không khí trong
phòng từ phía sau qua dàn ống trao đổi nhiệt. Phía dới dàn bố trí máng hứng nớc
ngng. Để đảm bảo áp suất gió cao cho việc phân phối gió và miệng thổi, các FCU
thòng đợc trang bị quạt ly tâm. FCU có u điểm gọn nhẹ dễ bố trí nhng cũng có nh-
ợc điểm là không có cửa lấy gió tơI nếu cần phải bố trí hệ thống gió tơi riêng.
c.Các buồng xử lý không khí AHU ( Air Handling Unit )
Giống nh FCU cũng là các dàn trao đổi nhiệt nhng có năng suất lạnh lớn hơn
để sử dụng cho phòng ăn, sảnh, hội trờng, phòng khách ,có cửa lấy gió t ơi, có các
bộ phận lọc khí, rửa khí, gia nhiệt để có thể điều chỉnh và khống chế chính xác
nhiệt cũng nh độ âm tơng đối của phòng. AHU có quạt ly tâm cột áp cao để có thể
19

lắp với hệ thống ống gió lớn.Một khác biệt cơ bản nữa là AHU có loại khô nh
FCU nhng cũng có cả loại ớt, loại có dàn phun nớc lạnh trực tiếp vào không khí để
làm lạnh và rửa khí.
Với đề tài tốt nghiệp của em là thiết kế trạm điều hoà không khí trung tâm
cho xởng dệt may rộng 2000 m
2
, qua phân tích ở trên em chọn loại máy điều hoà
nguyên cụm giải nhiệt nớc gồm các thiết bị nh máy nén, bình ngng làm mát bằng
nớc, dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, tiết lu, quạt gió bố trí trong cùng
một vỏ duy nhất.
Ch ơng ii
CHu trình máy lạnh nén hơI một cấp.
I. Nguyên lý và các chu trình máy lạnh nén
hơi một cấp.
A. Nguyên lý máy lạnh nén hơi một cấp:
1. Định nghĩa:
Máy lạnh nén hơi là loại máy lạnh có nén cơ để hút hơi môi chất có áp suất
thấp và nhiệt độ thấp sinh ra ở dàn bay hơi để nén lên áp suất cao và nhiệt độ cao
đẩy vào thiết bị ngng tụ. Môi chất lạnh trong máy nén hơi có biến đổi pha (bay hơi
ở thiết bị bay hơi và ngng tụ ở thiết bị ngng tụ) trong chu trình máy lạnh.
2. Cấu tạo:
Máy lạnh nén hơi một cấp bao gồm 4 bộ phận chính:
20
- Máy nén hơi một cấp. - Thiết bị bay hơi.
- Thiết bị ngng tụ - Van tiết lu.
Chúng đợc nối với nhau bởi đờng ống dẫn hơi. Môi chất lạnh tuần hoàn và
biến đổi pha trong hệ thống lạnh.
3. Sơ đồ nguyên lý máy lạnh nén hơi:
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý máy lạnh nén hơi một cấp
4. Nguyên lý hoạt động:

Trạng thái của môi chất lạnh đợc thể hiện trên đồ thị T-S và P-i.
Hình 1.4a: Đồ thị T-S Hình 1.4b: Đồ thị P-i
Căn cứ vào đồ thị và sơ đồ, nguyên lý hoạt động của hệ thống lạnh nh sau:
1-2: Quá trình nén đoạn nhiệt hơi sinh ra ở thiết bị bay hơi máy nén hút hơi
đã bay hơi của môi chất ở dàn bay hơi có nhiệt độ t
0

thấp, áp suất P
0
, nén đoạn
nhiệt lên nhiệt độ cao t
2
và áp suất cao P
k
để đẩy vào bình ngng tụ.
2-3: Quá trình ngng tụ hơi áp suất cao và nhiệt độ cao. Quá trình này môi
chất có áp suất R
N
và nhiệt độ T
N
( hơi quá nhiệt ). Hơi này đợc máy nén đẩy vào
21
BH
MN
4
3
P
N
phía cao áp
P

o
phía hạ áp
Q
o
Q
N
NT
VTL
1
2
MN: Máy nén lạnh
NT: Thiết bị ngng tụ
BH: Thiết bị bay hơi
VTL: Van tiết lu
T
N
,P
N
2
T
0,
P
0
T
3
4
2
1
S
O

T
N
,P
N
T
0,
P
0
O
1
4
3
2 2
P
i
thiết bị ngng tụ và thải ra một lợng nhiệt Q
N
. Tại điểm 3 môi chất lạnh hoàn toàn ở
dạng lỏng.
2-4: Quá trình tiết lu đẳng entanpy, môi chất lạnh sau khi qua điểm 3 của
quá trình ngng tụ ở dạng lỏng tiếp tục đợc đẩy qua tiết lu đến điểm 4.
4 -1: Quá trình bay hơi ở áp suất và nhiệt độ thấp tạo ra hiệu ứng lạnh.
Tại điểm 4 (có P
0
và T
0
) môi chất vừa ở thể lỏng vừa ở thể khí và nhiệt độ
giảm. Môi chất này đợc tiếp vào dòng bay hơi. Những phần lỏng cha bay hơi hết,
khi vào dàn bay hơi thì bay hơi hết để thu nhiệt lợng Q
0

. Khi đi qua điểm 1 môi
chất hoá hơi (bão hoà khô) để tiếp tục chu trình mới.
B. Các chu trình máy lạnh nén hơi một cấp:
1. Chu trình Carnot ngợc chiều:
Chu trình cacnot là một chu trình gồm 2 quá trình đoạn nhiệt và 2 quá trình
đẳng nhiệt xen kẽ nhau. Trên đồ thị T-S nó đơn giản là một hình chữ nhật nhng
đứng về mặt thiết bị nó lại phức tạp hơn các chu trình khác do có thêm máy giãn
nở.
Trục máy giãn nở nối trực tiếp lên máy nén để tận dụng công có ích sinh ra
ở máy giãn nở.
1-2: Là quá trình nén đoạn nhiệt, hơi hút về máy nén. ở trạng thái 1 trong
vùng hơi ẩm. Hơi ra khỏi máy có trạng thái bão hoà khô 2. Quá trình nén đợc coi là
đoạn nhiệt thuận nghịch S
1
= S
2
hoặc S = 0.
22
BH
MN
DN
Q
0
Q
k
1
2
3
4
H 1.5a: Sơ đồ thiết bị

l
q
0
S
3
S
2
O
T
0
T
k
S
3
Nhiệt độ
23
4
1
S
entropy
H1.5b: Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S
2-3: Quá trình ngng tụ đẳng nhiệt T
2
= T
3
= T
K
và đẳng áp P
2
= P

3
= P
K
. Điểm
3 nằm trên đờng bão hòa lỏng.
3- 4: Quá trình dãn nở đoạn nhiệt có sinh ngoại công của môi chất trong máy
dãn nở. Đặc điểm của quá trình là S
4
= S
3
.
4- 1: Quá trình bay hơi đẳng nhiệt T
4
= T
3
Để sinh lạnh ở nhiệt độ thấpvà áp
suất thấp. Quá trình này cũng là quá trình đẳng áp.
Chu trình Carnot đợc coi là chu trình lý tởng
2. Chu trình khô:
Chu trình khô là chu trình có hơi hút về máy nén là hơi bão hoà khô để tránh
và va đập thuỷ lực. Máy giãn nở đợc thay bằng van tiết lu.

H 1.6a: Sơ đồ thiết bị H1.6b: Chu trình biểu diễn
trên đồ thị LgP- h
3. Chu trình quá lạnh - quá nhiệt:
Là chu trình có nhiệt độ lỏng vào van tiết lu nhỏ hơn nhiệt độ ngng tụ (nằm
trong vùng lỏng quá lạnh ) và hơi hút vào máy nén có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ bay
hơi ( nằm trong vùng quá nhiệt ).
Chu trình quá lạnh - quá nhiệt có sơ đồ thiết bị giống nh chu trình khô nhng
có thêm bộ quá lạnh lỏng trớc khi vào van tiết lu nên nhiệt độ lỏng trớc van tiết lu

thấp hơn nhiệt độ ngng tụ. Hơi hút trớc khi vào máy nén có nhiệt độ cao hơn nhiệt
độ bay hơi.
* Nguyên nhân quá lạnh có thể do:
- Đợc bố trí thêm thiết bị quá lỏng sau thiết bị ngng tụ.
- Đợc quá lạnh lỏng ngay trong thiết bị ngng tụ vì thiết bị ngng thuộc kiểu
trao đổi nhiệt ngợc dòng.
23
Q
k
BH
MN
4
3
Q
o
NT
VTL
1
2
T
k
,P
k
S
1
=const
O
1
4
3

2 2
L
g
p
entanpy
h
p suất
- Do toả nhiệt ra môi trờng trên đờng từ bình ngng đến van tiết lu.
* Nguyên nhân quá nhiệt có thể do:
- Sử dụng van tiết lu nhiệt để điều chỉnh sự quá nhiệt hơi hút.
- Do tải nhiệt lớn và thiếu lỏng cấp cho dòng bay hơi.
- Do tổn thất lạnh trên đờng từ bình ngng về máy nén.
4. Chu trình hồi nhiệt:
Chu trình hồi nhiệt là chu trình có thiết bị trao đổi nhiệt giữa môi chất lỏng
nóng (trớc khi vào van tiết lu) và hơi lạnh trớc khi về máy nén.
H 1.7a: Sơ đồ thiết bị H 1.7b: đồ thị LgP- h
Với các thiết bị hồi nhiệt thờng đợc thiết kế với t
min
= 5K nghĩa là nhiệt độ
của hơi ra t
1
thấp hơn nhiệt độ lòng vào t
3
là 5
0
C.
Chu trình hồi nhiệt sử dụng môi chất frêon nh: R12, R22, R502, R134a,
không sử dụng cho môi chất amôniăc (NH
3
).

24
O
L
g
p
entanpy
h
p suất
1
4
3
2
2
3
4
q
n

q
11

1
BH
MN
4
3
NT
QL
1
2

TL
1
HN
t
3
t
1
5. Sự phụ thuộc của năng suất lạnh vào nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ ng-
ng tụ:
a) ảnh hởng của nhiệt độ ngng tụ t
k
:
Đồ thị sau biểu diễn sự phụ thuộc năng suất lạnh Q
0
vào t
k
:
H 1.8: Đồ thị biểu diễn ảnh hởng của t
k
đến Q
0
Ta thấy rõ ràng khi t
k
tăng từ t
3
lên t
3
thì Q
0
giảm một khoảng q

0
và công
nén cũng tăng lên một khoảng là l. Do t
k
tăng nên p
k
tăng kéo theo tăng và
giảm.
ở đây, v
lt
= const và v
1
= const nên khi và q
0
giảm thì Q
0
sẽ giảm. Ngợc
lại, nếu t
k
giảm thì Q
0
lớn sẽ tăng.
b) ảnh hởng của nhiệt độ bay hơi
H 1.9: Đồ thị biểu diễn ảnh hởng của t
0
đến Q
0
25
O
L

g
p
h
1
4
3
2
2
3
4
q
0

l
q
0

l
O
L
g
p
h
1
4
2
2
3
4
q

0

l
1

q
0

l
2

1
T
o
- T