Bài giảng máy và thiết bị lạnh

1Nguyễn Văn Minh
MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH
2Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Môi chất lạnh/tác nhân lạnh/ga lạnh là chất môi giới sử
dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu
nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải
nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao (nước, không khí).
 Môi chất lạnh: Gas Freon và gas NH
3
.
3Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Yêu cầu của môi chất lạnh (MCL)
 Tính chất hóa học: Bền hóa học, không bị phân hủy, không
bị polymer hóa ở nhiệt độ và áp suất làm việc. Môi chất
phải trơ, không ăn mòn vật liệu, không phản ứng với dầu
bôi trơn,…
 Tính chất vật lý:
 Áp suất ngưng không quá cao
 Áp suất bay hơi không quá nhỏ
 Nhiệt độ đông đặc thấp hơn nhiều so với nhiệt độ bay
hơi
4Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Tính chất vật lý:
 Nhiệt ẩn hóa hơi lớn
 Độ nhớt nhỏ
 Hệ số dẫn nhiệt () và hệ số tỏa nhiệt () lớn
 Hòa tan tốt trong nước để tránh bị tắc ẩm cho bộ phận
tiết lưu

 Không dẫn điện (máy nén kín và bán kín)
5Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Tính chất sinh lý:
 Không độc đối với con người
 Không phản ứng với cơ quan hô hấp
 Có mùi đặc biệt để dễ nhận biết khi rò rỉ (có thể bổ sung
chất mùi)
 Không tác dụng xấu đến sản phẩm khi tiếp xúc trực tiếp
 Tính kinh tế:
 Giá thành thấp
 Dễ kiếm, dễ vận chuyển và bảo quản

6Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Ký hiệu MCL Freon
 Bắt đầu bằng chữ cái R (Refrigerant) sau đó là 3 chữ số
Ví dụ: R 1 1 3
Chữ cái đầu của Refrigerant
Số lượng nguyên tử Carbon - 1
Số lượng nguyên tử Hydro + 1
Số lượng nguyên tử Flo
7Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Ký hiệu MCL Freon
 Số nguyên tử Chlo được xác định bằng cách tính hóa trị
 Nếu trong phân từ có 1 nguyên tử carbon thì số hạng đầu
tiên trong công thức là 1 – 1 = 0, ta không cần viết. Đây là
các dẫn xuất của mêtan (R11, R12, R13, R14)
 Các đồng phân của MCL có thêm ký hiệu a, b để phân biệt

Ví dụ: Công thức hóa học của MCL là: CCl
2
F
2
Số thứ nhất: 1 – 1 = 0
Số thứ 2: 0 + 1 = 1
Số thứ 3: 2 = 2
R12
8Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Ký hiệu MCL là chất vô cơ
 Bắt đầu là chữ R
 Tiếp theo là số 7 chỉ môi chất vơ cơ
 Sau số 7 là phân tử lượng của chất vô cơ
Ví dụ: R717 là NH
3
; R718 là H
2
O; R729 là không khí
9Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Chất tải lạnh là môi chất trung gian, nhận nhiệt của đối
tượng cần làm lạnh và chuyển đến thiết bị bay hơi.
 Hệ thống lạnh sử dụng chất tải lạnh là hệ thống làm lạnh
gián tiếp.
 Chất tải lạnh được sử dụng khi:
 Khó sử dụng trực tiếp dàn lạnh (dàn bay hơi) để làm lạnh
thực phẩm.
 Môi chất lạnh độc, có ảnh hưởng không tốt đến môi trường
và sản phẩm.

 Vị trí làm lạnh ở xa nơi cung cấp lạnh.
10Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Một số yêu cầu của chất tải lạnh (CTL):
 Điểm đông đặc phải nhỏ hơn nhiệt độ bay hơi của môi chất
(ít nhất 5 C)
 Nhiệt độ sôi cao
 Không ăn mòn thiết bị
 Không cháy nổ
 Rẻ tiền, dễ kiếm
 Hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng lớn
 Độ nhớt nhỏ
11Nguyễn Văn Minh
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
 Một số chất tải lạnh thường dùng:
 Không khí
 Nước
 Dung dịch nước muối NaCl, CaCl
2
 Mathanol
 Ethanol
 Glycol hoặc Ethylenglycol (trong các nhà máy bia)
12Nguyễn Văn Minh
DẦU BÔI TRƠN
 Nhiệm vụ:
 Bôi trơn các chi tiết chuyển động trong máy nén, làm giảm
ma sát
 Làm mát (giải nhiệt) cho các chi tiết
 Chống rò rỉ môi chất (làm kín)
 Làm sạch bề mặt ma sát trong máy

 Yêu cầu của dầu bôi trơn:
 Nhiệt độ đông đặc thấp
 Nhiệt độ cháy cao
 Không dẫn điện và có độ nhớt cao
13Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình khô: Dùng cho gas NH
3
 Chu trình có thiết bị hồi nhiệt: Dùng cho gas Freon
 Chu trình có quá lạnh/quá nhiệt môi chất: Dùng cho gas
Freon
 Các TB chính trong hệ thống lạnh
 Máy nén (Compressor)
 Dàn ngưng – TBNT (Condenser)
 Dàn lạnh – TBBH (Evaporator)
 Van tiết lưu (Expansion valve)
14Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình khô: Dùng cho gas NH
3
15Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình khô dùng cho gas NH
3
16Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt dùng cho gas
Freon
 Quá lạnh là làm giảm nhiệt độ của môi chất lỏng trước khi
vào van tiết lưu nhỏ hơn nhiệt độ ngưng tụ (t

k
)
 Quá nhiệt khi nhiệt độ hơi hút về máy nén lớn hơn nhiệt độ
bay hơi của của môi chất (t
o
)
 Nguyên nhân quá lạnh:
 Bố trí thêm TBQL môi chất lỏng sau khi ngưng
 TBNT là TBTĐN ngược chiều nên môi chất lỏng được quá
lạnh
 Do lỏng tỏa nhiệt ra môi trường trên đường ống
17Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Nguyên nhân quá nhiệt:
 Sử dụng van tiết lưu nhiệt (làm quá nhiệt hơi môi chất)
 Do tải nhiệt (Qo) quá lớn và thiếu lỏng cấp cho TBBH
 Do tổn thất lạnh trên đường ống từ TBBH đến máy nén
18Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt dùng cho gas
Freon
1'
2
3
T
S
Tk
To
2'
1

3'
4
qo
tql
tqn
19Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt dùng cho gas
Freon
LgP
i
2
3'
4
Pk, Tk
Po, To
2'
X=1
X=0
K
3
1'
1
qo
tql
tqn
20Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình có thiết bị hồi nhiệt dùng cho gas Freon
1'

2
3
T
S
Tk
To
2'
1
3'
4
qo
21Nguyễn Văn Minh
HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG
 Chu trình có thiết bị hồi nhiệt dùng cho gas Freon
22Nguyễn Văn Minh
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH MỘT CẤP
 Xác định thông số làm việc:
 Xác định các thông số môi trường (nhiệt độ, độ ẩm,…)
 Năng suất lạnh Q
o
 Chọn chu trình máy lạnh và môi chất lạnh sử dụng
 Nhiệt độ sôi của môi chất trong TBBH
 Làm lạnh trực tiếp bằng không khí: t
o
= t
kk
– (8-10
o
C)
 Làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh: t

o
= t
tl
– (5-7
o
C)
 Nhiệt độ ngưng tụ: t
k
= t
nước ngưng
+ (8-10
o
C)
 Nhiệt độ quá lạnh: t
ql
= t
nước làm mát
+ (3-4
o
C)
23Nguyễn Văn Minh
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH MỘT CẤP

Xây dựng chu trình lý thuyết trên đồ thị nhiệt động LgP-i (P-i).
Xác định các giá trị hàm nhiệt tại các điểm nút của chu trình
LgP
i
1
2
3

4
Pk, Tk
Po, To
2'3'
4'
24Nguyễn Văn Minh
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH MỘT CẤP

Năng suất lạnh riêng khi có quá lạnh: q
o
= i
1
– i
4’
 Trong trường hợp không quá lạnh: q
o
= i
1
– i
4
 Công ép nén lý thuyết: l = i
2
– i
1
 Nhiệt nhả ra từ TBNT: q
k
= i
2
– i
3

Hay q
k
= q
o
+ l
 Hệ số chu trình lạnh:  = q
o
/l
25Nguyễn Văn Minh
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT LẠNH

Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ t
k