Tính toán nhiệt và xây dựng phương án lắp đặt máy điều hòa không khí cho ca bin dầu máy D12E

Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây các phơng tiện giao thông vận tải ngày càng phát
triển đã giúp cho con ngời đi lại giữa các vùng miền dễ dàng và thoải mái hơn.
Ngành đờng sắt của ta có những tuyến đờng xuôi Nam ngợc Bắc qua những vùng
khí hậu khác nhau với đặc thù nhiệt độ của nớc ta là nóng ẩm và mùa đông là sự
chênh lệch nhiệt độ giữa hai miền Nam Bắc. Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ
thuật và để phục vụ hành khách đợc tốt hơn, giúp cho hành khách thoải mái khi di
chuyển, nâng cao tính cạnh tranh với các ngành khác.Việc điều hoà không khí trên
đoàn tàu đã đợc chú trọng hơn rất nhiều. Các loại toa xe đợc lắp đặt hệ thống điều
hoà không khí nh A, An, Bn tạo cảm giác thoải mái cho hành khách khi di chuyển.
Trong quá trình vận hành của đoàn tàu, điều cốt yếu nhất là an toàn của đoàn tàu,
đúng thời gian quy định để có thể nâng cao năng lực thông qua trên tuyến. Điều
này trớc hết phụ thuộc rất nhiều vào ban lái máy.Ban lái máy có đợc đảm bảo tốt
về môi trờng lao động, giúp cho họ có đợc sự minh mẫn cần thiết trong khi vận
hành đoàn tàu. Với một số đầu máy mới của nớc ta hiện nay nh D19E , D14E,
D20E đã đợc trang bị điều hoà không khí trên ca bin giúp cho ban lái máy làm việc
hiệu quả hơn và đảm bảo những tiêu chuẩn về môi trờng, an toàn lao động và ban
lái máy đã làm việc hiệu quả hơn hẳn so với các loại đầu máy cha đợc lắp đặt hệ
thống điều hoà không khí.
Nh vậy, để cải thiện điều kiện làm việc của ban lái máy, yêu cầu hiện nay
của ngành đờng sắt là lắp đặt hệ thống điều hoà không khí cho các loại đầu máy
đang sử dụng mà cha đợc lắp đặt điều hoà không khí.
Sau quá trình học tập trong trờng, đợc sự phân công của bộ môn ĐMTX và
sự hớng dẫn của TS Đỗ Việt Dũng, em đã đợc giao đề tài: Tính toán nhiệt và xây
dựng phơng án lắp đặt máy điều hoà không khí cho ca bin đầu máy D12E
Đây là những nghiên cứu tính toán cụ thể cho đầu máy D12E nhng nó cũng
có thể sử dụng cho các loại đầu máy khác của đờng sắt Việt Nam với những điều
chỉnh cụ thể cho phù hợp với thực tế từng loại đầu máy.

SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43

1
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Chơng 1: Nghiên cứu về điều hoà không khí
Cho phơng tiện giao thông vận tải.
1.1. Các loại điều hoà không khí cho phơng tiện giao thông vận tải
1.1.1. Khái niệm về điều hoà không khí
Từ xa con ngời đã có ý thức tạo ra điều kiện tiện nghi cho cuộc sống xung
quanh mình.Mùa đông thì sởi ấm còn mùa hè thì thông gió tự nhiên hay cỡng bức.
Điều hoà không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phơng pháp công
nghệ và thiết bị để duy trì một môi trờng không khí phù hợp với một công nghệ
sản suất, chế biến hoặc tiện nghi đối với con ngời.
Các đại lợng cần duy trì trong điều hoà không khí là:
1. Nhiệt độ
2. Độ ẩm
3. Sự lu thông và tuần hoàn không khí
4. Sự khử bụi và các thành phần lạ của không khí nh vi khuẩn và các
loại khí độc hại.
5. Tiếng ồn và môi trờng tĩnh điện.
Ngày nay mỗi ngành đều có những công trình riêng nghiên cứu về điều hoà
không khí và ứng dụng riêng cho ngành mình. Trong ngành giao thông vận tải,
điều hoà không khí cũng là hết sức quan trọng để phục vụ hành khách trên hành
trình đi lại, di chuyển giữa các vùng mà không bị mệt mỏi và quan trọng nhất là
đảm bảo tiện nghi, điều kiện làm việc cho tài xế điều khiển các phơng tiện giao
thông.
1.1.2. Nguyên lý làm việc của điều hoà không khí
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều loại thiết bị lạnh, máy điều hoà không
khí,chúng đợc dùng vào rất nhiều mục đích khác nhau, trên các phơng tiện, địa
điểm khác nhau nhng chúng có điểm chung nhất đó là đều tuân theo chu trình lạnh
đơn giản nhất đó là chu trình cacno ngợc.
1.1.2.1. Chu trình cacno ngợc.

Chu trình cacno rất đơn giản không phải về mặt thiết bị mà nó đơn giản vì chỉ
bao gồm hai quá trình: đoạn nhiệt và đẳng nhiệt xen kẽ nhau. Theo chu trình cacno
ngời ta thấy rằng: Khi mọi điều kiện khác của vật chất không biến đổi nếu ta lấy
bớt nhiệt độ đi thì nhiệt độ của sẽ giảm xuống.
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
2
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Đồ thị của chu trình cacno ngợc
Hình 1-1: Chu trình cacno ngợc
Từ đồ thị ta thấy rằng:
Quá trình giãn nở đẳng nhiệt (4-1) : Chất làm lạnh thu hút nhiệt trong buồng
làm lạnh nhng nhiệt độ của nó không đổi
Quá trình là quá trình nén đoạn nhiệt (1-2): xảy ra trong điều kiện chất làm
lạnh không có trao đổi nhiệt với môi trờng bên ngoài. Trong quá trình này nội
năng chất làm lạnh biến đổi nên nhiệt độ của nó tăng từ T
0
=> T
k

Quá trình nén đẳng nhiệt (2-3) : nhiệt độ của nó không thay đổi. Nhiệt độ của
chất làm lạnh đa truyền cho buồng chịu nhiệt. Nhiệt độ của nó giữ nguyên T
k

Quá trình giãn nở đoạn nhiệt (3-4) : Chất làm lạnh qua xilanh giãn nở. Nhiệt độ
chất làm lạnh giảm xuống từ T
k
=> T
0

Kết quả của chu trình cacno ngợc là nhiệt từ vật có nhiệt độ thấp T

0
đa truyền
cho chất làm lạnh, do đó vật có nhiệt độ thấp đợc làm lạnh hay đợc giữ ở nhiệt độ
thấp. Trong quá trình (2-3) nhiệt từ chất làm lạnh đa truyền cho vật có độ nóng cao
T
k
muốn thực hiện đợc nh vậy thì chất làm lạnh đợc biến đổi từ nhiệt độ thấp lên
nhiệt độ cao. Muốn vậy phải tốn một công A
Ln
. Trong quá trình giãn nở chất làm
lạnh lại sinh một công A
LD
. Nh vậy công của chu trình cacno ngợc là A
L
=

A
Ln
-
A
LD
Gọi
q
0
là lợng nhiệt từ vật đợc làm lạnh nhả ra
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
3
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Biểu thị bằng diện tích (a14b)
q

k
là lợng nhiệt mà vật có độ nóng cao thu vào.
Biểu thị bằng diện tích (a23b)
A
L
là lợng nhiệt tơng đơng mà hệ thống làm lạnh.
Biểu thị bằng diện tích (1234)
Khi đó ta có biểu thức:
q
k
= q
0
+ A
L

Hiệu suất của chu trình làm lạnh:

0 0
0L k
a T
A T T

= =

1.1.2.2. Sơ đồ máy lạnh ứng với chu trình cacno ngợc.

Hình 1-2: Sơ đồ máy lạnh ứng với chu trình cacno ngợc
- Quá trình 1-2 hơi đợc hút về máy nén ở trạng thái 1 trong vùng hơi ẩm. Hơi ẩm
đợc xử lý rồi đi vào máy nén ở trạng thái khô. Có đợc điều này là do trên máy điều
hoà nhiệt độ đợc lắp thêm một bình tách rời thể lỏng. Trong đó sử dụng nguyên lý:

vận tốc chất làm lạnh giảm nhỏ đột ngột, chiều chuyển động của nó thay đổi nên
những giọt thể lỏng còn sót lại trong hơi chất làm lạnh rơi xuống và quay về dàn
bay hơi. Hơi ra khỏi máy nén có trạng thái bão hoà khô 2.
- Quá trình 2-3 là quá trình ngng tụ đẳng nhiệt. Khi môi chất thải nhiệt ra môi
trờng. Hơi chất làm lạnh đợc không khí làm lạnh nhờ quạt gió và các cánh tản
nhiệt lắp trên đờng ống của dàn nóng. Nhờ đó chất làm lạnh chuyển sang thể lỏng.
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
4
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
- Quá trình 3-4 là quá trình giãn nở đoạn nhiệt có sinh công của môi chất trong
van tiết lu.
- Quá trình 4-1 là quá trình bay hơi đẳng nhiệt trong thiết bị bay hơi để sinh
lạnh. Nhiệt từ vật cần làm lạnh truyền vào chất làm lạnh. Chất làm lạnh nhận nhiệt
và trở về trạng thái ban đầu. Tiếp tục chu trình mới.
1.1.3. Máy điều hoà không khí dùng cho không gian tĩnh tại.
Hiện nay, điều hoà không khí đã đợc sử dụng rộng rãi trong cuộc sống của mọi
gia đình. Ngày càng có nhiều hãng điều hoà không khí mới ra đời với những sản
phẩm ngày càng hiện đại, tiết kiệm điện năng và có nhiều mẫu mã mới.
Điều hoà không khí cho không gian tĩnh tại nh văn phòng hay gia đình nói
chung đợc chia làm hai loại dựa theo kết cấu của chúng là: Một khối và hai khối.
Máy điều hoà một khối: Là loại máy có phần máy nén, dàn ngng tụ, dàn bay
hơi, quạt làm mát đợc bố trí trong cùng một khối.
Hình 1-3: Sơ đồ máy điều hoà không khí một khối
Máy điều hoà một khối có các u điểm nh : Kết cấu nhỏ gọn, các đờng ống
nối giữa máy nén với dàn ngng tụ và dàn bay hơi đợc hàn kín lại với nhau nên hiện
tợng mất môi chất làm lạnh gần nh không xảy ra. Động cơ máy nén đợc làm mát
bằng chính hơi của môi chất lạnh đi vào đầu hút của máy nén.
Tuy nhiên do máy nén đặt gần dàn bay hơi nên tổn thất nhiệt lớn và gây ồn
trong quá trình sử dụng.
Máy điều hoà hai khối: Là loại máy đợc tách riêng phần dàn ngng tụ, máy nén,

quạt dàn ngng tụ làm một phần đợc đặt phía ngoài không gian tĩnh và phần dàn
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
5
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
bay hơi, quạt dàn bay hơi, phần điều khiển của máy đợc đặt trong không gian tĩnh
tại. Hai phần của máy đợc nối với nhau bằng đờng ống dẫn ga. Tuỳ thuộc vào công
suất làm lạnh của máy mà lựa chọn kích thớc ống dẫn ga cho phù hợp.
Một số thông số của máy điều hoà không khí hai khối:
Công suất
lạnh/sởi
(BTU/h)
Điện áp
(U/pha/f)
Dòng điện
lạnh/sởi (A)
Công suất
điện lạnh/sởi
(W)
Lu lợng gió
(m
3
/h)
Diện tích
không gian
lắp đặt (m
2
)
10000/10300 220V/1/50Hz 3.84/4.6 900/940 520 < 15
13000/13500 220V/1/50Hz 5.2/6.0 1150/1250 520 15 - 30
18000/18500 220V/1/50Hz 8,7/9,9 1800/1950 750 30 - 40

21800/22400 220V/1/50Hz 8,7/9,5 1800/1950 920 40 - 50
28000/28500 220V/1/50Hz 13,2/14,1 2750/2800 1050 50-70
48000/48500 380Hz/3/50Hz 11/11 4500 1400 >70
Ngoài ra phần diện tích lắp đặt còn dựa trên nhiều thông số khác của không gian
lắp đặt nh : Lợng ngời trong phòng, các nguồn nhiệt phát ra trong phòng, kết cấu
của phòng nh kính, bê tông hay hớng ánh sáng chiếu vào phòng
Sơ đồ tổng thể máy điều hoà hai khối:

Hình 1-4: Dàn ngng tụ máy điều hoà nhiệt độ hai khối
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
6
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình 1-5: Dàn bay hơi máy điều hoà không khí hai khối
Máy điều hoà hai khối có u điểm là không gây ồn trong quá trình sử dụng, tổn
thất nhiệt ít. Nhng lại có nhợc điểm là các đầu nối ống dẫn môi chất lạnh hay bị hở
dẫn đến mất môi chất. Nên phải thờng xuyên bảo dỡng kiểm tra.
1.1.4. Máy điều hoà không khí cho các phơng tiện vận tải.
Hiện nay trên các phơng tiện vận tải điều hoà không khí cũng đã đợc sử dụng
nh một công cụ tất yếu để phục vụ hành khách và cải thiện điều kiện làm việc cho
ngời điều khiển phơng tiện. Điển hình cho các phơng tiện vận tải đang sử dụng
điều hoà không khí là các loại ôtô, đầu máy, toa xe.
Điều hoà không khí trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng loại máy nén kiểu nửa
kín. Công suất truyền cho máy nén đợc trích ra từ động cơ. Thông qua bộ dây đai
dẫn động và li hợp từ nối với trục của máy nén. Các cửa gió trên ôtô đợc bố trí theo
từng chỗ ngồi trên xe và có thể điều chỉnh đợc lợng gió cần thiết cho nhu cầu của
từng ngời.

Sơ đồ tổng thể của máy điều hoà nhiệt độ trên ôtô:
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
7

Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình 1-6: bố trí tổng thể máy điều hoà không khí trên ôtô
Máy nén nửa kín làm việc với công suất trích ra từ động cơ nên hệ thống máy
phát và ắc quy của ôtô sẽ không phải làm việc nhiều nên sẽ tăng đợc tuổi thọ của
chúng và giảm bớt phức tạp cho ôtô.
Tuy nhiên với loại máy nén chạy bằng cơ lấy công suất trực tiếp từ động cơ ôtô
nên nếu ôtô chạy ở tốc độ thấp máy nén sẽ không đủ tốc độ quay cần thiết, nh vậy
sẽ làm máy nén không đủ công suất, dẫn đến hệ thống lạnh làm việc không hiệu
quả. Khi đó nhiên liệu cấp cho động cơ phải tăng thêm để đủ tốc độ quay cần
thiết cho máy nén. Nh vậy sẽ tốn nhiên liệu hơn.
1.2. Điều hoà không khí trên đầu máy,toa xe đang sử dụng.
1.2.1. Các hệ thống điều hoà không khí trên toa xe tại Việt Nam
1.2.1.1. Cấu tạo
Hệ thống máy điều hoà không khí trên toa xe về cơ bản cũng nh điều hoà không
khí trong không gian tĩnh tại cũng đợc cấu thành từ nhiều bộ phận: máy nén, dàn
bay hơi, dàn ngng tụ, van tiết lu, van điện từ, bộ lọc, bình chứa lỏng, hệ thống đờng
ống nối các bộ phận, hệ thống điện, hệ thống đo lờng, hệ thống bảo vệ, bảng điều
khiển, dàn sởi các quạt gió, môi chất làm lạnh (ga), khung máy.
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
8
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
- Máy nén: hút hơi môi chất làm lạnh có nhiệt độ và áp suất thấp ở dàn bay hơi
và nén môi chất lên áp suất cao, nhiệt độ cao để đẩy vào dàn ngng tụ, đảm bảo sự
tuần hoàn trong hệ thống .
- Dàn ngng tụ: chuyển hơi môi chất làm lạnh có nhiệt độ và áp suất cao sang
trạng thái lỏng có nhiệt độ và áp suất cao.
- Dàn bay hơi: giúp cho môi lạnh lỏng thu nhiệt từ môi trờng đợc làm lạnh, bão
hoà và bay hơi.
- Van tiết lu: điều chỉnh lu lợng và giảm áp suất, nhiệt độ của môi chất lạnh
lỏng vào dàn bay hơi.

- Van điện từ: đợc bố trí trớc van tiết lu, khoá môi chất lạnh lỏng ở tại các bộ
phận có áp suất cao của hệ thống nhằm giúp máy thực hiện hút kiệt môi chất lạnh
trong các bộ phận có áp suất thấp giúp cho máy nén khi khởi động không bị nặng
tải va đập thuỷ lực trong máy nén.
- Bình chứa lỏng: đợc bố trí ngay sau dàn ngng, dùng để chứa môi chất làm lạnh
lỏng đã ngng tụ từ dàn ngng tụ ra, nhằm giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho dàn
ngng tụ, duy trì sự cấp lỏng cho van tiết lu một cách liên tục.
- Bình tách lỏng: đợc bố trí sau dàn bay hơi, có chức năng tách hoàn toàn môi
chất làm lạnh lỏng còn sót trong quá trình hoá hơi tại dàn bay hơi, rồi tiết lu dần về
máy nén nhằm tránh sự cố va đập thuỷ lực đột ngột cho máy nén.
- Bộ lọc: loại trừ các cặn bẩn cơ học ( mạt kim loại...) và tạp chất hóa học (hơi
ẩm, a xít) ra khỏi vòng tuần hoàn của môi chất lạnh, giúp bảo vệ máy nén, van tiết
lu.
- Hệ đo lờng và bảo vệ: đo và hiển thị các thông số kỹ thuật, bảo vệ máy khi
gặp sự cố.
- Các quạt gió: dùng để giải nhiệt cỡng bức các giàn bay hơi, dàn ngng tụ.
Tham gia gián tiếp trong quá trình chuyển trạng thái của môi chất làm lạnh. Đối
với quạt gió, dàn bay hơi còn có chức năng trộn đều khí tơi với khí hồi và tuần
hoàn không khí trong môi trờng đợc làm lạnh.
Hiện nay trong ngành đờng sắt nớc ta đang sử dụng một số loại điều hoà không
khí cho toa xe nh:
-Máy ĐHKK Thermo King LRV8T/10T/12T
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
9
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
-Máy ĐHKK King KTC 2055 A
-Máy ĐHKK Toshiba RPU 6004 V
-Máy ĐHKK TK486.
Trong số các loại máy này thì loại ĐHKK King KTC 2055 A đang đợc sử dụng rất
nhiều trên các toa xe đang vận dụng.

Giới thiệu máy điều hoà không khí king ktc 2055a
a- Khái quát:
Máy điều hoà không khí King KTC 2055A là loại máy có hệ thống lạnh và sởi
ấm hai chiều đợc lắp trên nóc toa xe .
Nguồn điện sử dụng chính 3pha AC 380V 50Hz
Nguồn điện điều khiển DC 24V
Kích thớc bên ngoài (DxRxC) 1900mm x1750mm x 450mm
Công suất làm lạnh 16000KCAL/h
Nhiệt độ bên ngoài 37
0
C , 55%RH
Lợng gió hồi trong toa xe 25
0
C ,55%RH
Điều hoà hỗn hợp 28
0
C, 12,6
0
C WB
Lợng gió tuần hoàn 2100m
3
/h
Lợng chống ẩm 9,8L/h
Tiêu hao điện 8KW
Dòng điện vận hành 15A
Dòng điện khởi động 50A
Chất làm lạnh ( môi chất) R- 407C
Trọng lợng 470 kg
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
10

Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình 1-6: Cấu tạo tổng thể điều hoà không khí KING
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
11
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình 1-7: Sơ đồ hệ thống máy lạnh KING
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
12
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
b - Các thông số kỹ thuật
Tên thiết bị Các thông số kỹ thuật
Loại môi chất làm lạnh R 407C
Trọng lợng môi chất lạnh cho máy 3,1 kg
Loại dầu bôi trơn cho máy nén Polyon ester Based
Khối lợng dầu bôi trơn nạp cho máy nén 3 lit
áP suất làm việc của đầu đẩy
208-330 Psig
áP suất làm việc của đầu hút
60 -80 Psig
Công tắc bảo vệ ngăn áp suất cao :
+ Trị số áp suất cắt mạch bảo vệ
+ Trị số áp suất đóng mạch phục hồi
390 Psig ( 2,746 bar )
330 Psig ( 23,42 bar )
Công tắc bảo vệ ngăn áp suất thấp:
+ Trị số áp suất cắt mạch bảo vệ
+ Trị số áp suất đóng mạch phục hồi
40 Psig ( 2,82 bar )
60 Psig ( 4,23 bar )
Công suất thiết kế hệ thống lạnh 16000 kcal/h ( 62000 BTU/h )

Công suất điện tiêu thụ 8KW ( max )/380V/50Hz
Dòng điện định mức 15A
Dòng điện khởi động 50A (max )
Điện áp mạch điều khiển DC 24V
Khối lợng tổng thành toàn bộ máy 470kg
Động cơ máy nén:
+ Loại động cơ không động bộ 3 pha
+ số lợng máy nén trong một tổ máy
+ công suất điện KW ( 50Hz )
+ Dòng điện định mức:
+ Dòng điện ngắn mạch Roto :
+ Tốc độ vòng quay động cơ
+ Giá trị đặt dòng bảo vệ quá tải
380V ; 50Hz
2
2,6 KW/1 máy
5,5A
28A
2850V/phút
6,3A
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
13
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Động cơ quạt dàn ngng
+ Loại động cơ không động bộ 3 pha
+ Số lợng động cơ cho một tổ máy
+ Công suất điện KW ( 50Hz )
+ Dòng điện định mức:
+ Dòng điện ngắn mạch Roto :
+ Tốc độ vòng quay động cơ

+ Giá trị đặt dòng bảo vệ quá tải
+ Lu lợng quạt gió
380V ; 50Hz
2
0,56 KW
1,6A
11,8A
1450V/phút
3,6A
2400m
3
/h
Động cơ quạt dàn bay hơi
+ Loại động cơ không động bộ 3 pha
+ Số lợng động cơ trong một tổ máy
+ Công suất điện KW/HP (HZ)
+ Dòng điện định mức:
+ Dòng điện ngắn mạch Roto :
+ Giá trị đặt dòng bảo vệ quá tải
+ Lu lợng quạt gió
380V ; 50Hz
01
0,48 KW
1,5A
9,5A
1,6A
2100m
3
/h
Bộ dàn sởi

+ Công suất điện tiêu thụ
+ Dòng làm việc
+ Nhiệt độ tác động của rơle bảo vệ
380V, 50Hz
4KW
6A
Ngắt mạch ở 60
0
C
Đóng mạch ở 48
0
C
Lu lợng khí trao đổi / máy
+ Khí tơi
+ Khí hồi
+ Khí cấp
540 m
3
/h
1560 m
3
/h
2100 m
3
/h
c- Các chế độ làm việc của máy.
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
14
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Các chế độ làm việc của máy ĐHKK King KTC 2055A phụ thuộc vào nhiệt

độ khí hồi trong toa xe và cách đặt nhiệt độ của các Thermosta:
Đợc thực hiện theo công điện 1710/ĐS - ĐMTX quy định về điều chỉnh nhiệt độ
trong toa xe:
Thermosta TH1 = 25
0
C TH2 = 27
0
C TH3 = 23
0
C
Tuỳ theo nhiẹt độ thực tế trong toa xe , máy ĐHKK có các chế độ làm việc sau :
- Khi nhiệt độ trong toa xe trên 27
0
C máy làm việc ở chế độ toàn tải, bao gồm: 1
quạt gió dàn bay hơi, 2 quạt dàn ngng, 2 máy nén làm việc, dòng tổng của máy là
14 - 15A.
- Khi nhiệt độ trong toa xe trong khoảng 25
0
C - 27
0
C máy điều hoà không khí
King làm việc nửa tải bao gồm: 1 quạt dàn bay hơi, 2 quạt gió dàn ngng, 1 máy
nén làm việc, tổng dòng của máy là 9 -10A .
- Khi nhiệt độ trong toa xe trong khoảng 23 - 25
0
C máy ĐHKK King làm việc ở
chế độ thông gió chỉ có một quạt dàn lạnh làm việc, tổng dòng của máy là 1,3A.
- Khi nhiệt độ trong toa xe nằm trong khoảng dới 23
0
C máy ĐHKK King làm

việc ở chế độ sởi ấm, tổng dòng của máy gần 10A .
1.2.2. Các hệ thống điều hoà không khí trên đầu máy ở Việt Nam:
Trên đầu máy hiện nay đang vận hành của đờng sắt Việt Nam chỉ có một số loại
đầu máy đợc trang bị hệ thống điều hoà không khí trên ca bin nh: D14E, D19E,
D20E. Trong số này đầu máy D19E và D14E có hệ thống điều hoà không khí cùng
loại đang đợc sử dụng và khai thác nhiều nhất trên tuyến đờng sắt nớc ta hiện nay.
Giới thiệu hệ thống điều hoà không khí trên đầu máy D19E,D14E
Điều hoà không khí trên đầu máy D19E,D14E đợc bố trí trên nóc cabin của đầu
máy có kết cấu tơng tự nh loại máy điều hoà không khí một khối đợc sử dụng cho
không gian tĩnh tại. Là loại máy điều hoà một chiều (chỉ có khả năng làm mát
không khí)

Các thông số
TT Tên thiết bị Các thông số kỹ thuật
1 Nguồn điện sử dụng 380V / 50Hz (đợc biến đổi từ dòng điện
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
15
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
một chiều sang dòng xoay chiều 3pha nhờ
bộ biến tần)
2 Nguồn điện điều khiển 24V
3 Kích thớc bên ngoài (DxRxC) 10200x850x400
4 Công suất làm lạnh 18000 BTU
5 Môi chất làm lạnh R-407C
6 Loại dầu bôi trơn máy nén Polyon ester based
7 Trọng lợng 100 kg
8 Quạt dàn ngng tụ
Đờng kính quạt 400 mm
Lu lợng 3600 m
3

/h
Điện áp 380 V
Dòng điện 1,13 A
Tiêu hao điện 0,37 KW
Số vòng quay 1380 v/ph
9 Quạt dàn bay hơi
Đờng kính quạt 150 mm
Tốc độ gió 2,8 mm/s
a) Bố trí điều hoà không khí trên đầu máy D19E
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
16
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình 1-8:Bố trí điều hoà không khí trên đầu máy D19E
b) Sơ đồ hệ thống
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
17
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình1-9: Sơ đồ tổng thể điều hoà không khí đầu máy D19E
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
18
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Hình 1-10: Sơ đồ mạch điện điều hoà không khí đầu máy D19E

- Nguồn điện 110V từ acquy và máy phát điện phụ qua bộ biến đổi điện
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
19
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
DC-AC (đầu L1+ và L1- ) => dòng 3pha (W
1
, V

1
, U
1
)
- Nguồn điện 110V nhờ bộ biến đổi DC-DC (110-24) thành dòng DC24V để cấp
dòng nuôi bộ biến đổi điện.
- Nguồn điện hỗ trợ: Khi đầu máy kéo tàu khách do đoàn tàu khách thờng có
toa xe công vụ phát điện tập trung 220V/380V nên có thể lấy nguồn điện từ toa xe
nhằm tiết kiệm cho máy phát điện phụ nạp cho acquy. Khi đó nhờ bộ khởi động từ
KM2 có tiếp điểm phụ sẽ ngắt điện của bộ biến đổi. Khi đó bộ biến đổi sẽ không
làm việc.
- Trên đầu máy có hai ca bin 1 và 2, khi hệ thống điều hoà không khí đợc nối
điện ở ca bin nào thì ca bin còn lại sẽ đợc ngắt điện không hoạt động. Nguồn 3pha
cấp cho động cơ không đồng bộ để dẫn động máy nén (M3), quạt dàn bay hơi
(M2), quạt dàn ngng tụ (M1).
Nhận xét:
Do đầu máy D19E là loại đầu máy mới sản xuất với các ứng dụng tiên tiến và đã
có chủ trơng lắp ráp điều hoà không khí ngay từ khi chế tạo nên bố trí của hệ thống
điều hoà không khí trên ca bin đầu máy rất gọn và tiện lợi. Hệ thống điều hoà
không khí với kết cấu nh điều hoà không khí một khối trong không gian tĩnh tại,
thuận tiện cho việc di chuyển tháo lắp bảo dỡng sửa chữa, các đờng ống dẫn môi
chất làm mát đợc làm dày hơn, đảm bảo kín khít cho các đờng dẫn môi chất làm
mát không bị rò rỉ trong quá trình sử dụng. Với điều kiện rung, lắc các kết cấu của
máy điều hoà không khí đã đợc thiết kế chắc chắn, hệ thống máy nén đợc đặt trên
hệ thống 3 lò xo cao su có tác dụng giảm va đập, rung động của máy nén.
Tuy nhiên, với hệ thống điều hoà không khí này trong quá trình sử dụng do máy
nén đặt phía trên nóc ca bin nên gây ồn trong ca bin. Việc lắp đặt hệ thống này cho
các đầu máy khác gặp khó khăn do máy nén chạy bằng điện xoay chiều 3 pha phải
sử dụng bộ biến đổi điện DC-AC.
1.3. Tiêu chuẩn về điều kiện làm việc của tài xế trên ca bin đầu máy.

1.3.1. Yêu cầu không khí của vùng làm việc vi khí hậu:
Các chỉ tiêu vi đặc trng cho điều kiện vi khí hậu trong các môi trờng làm việc bao
gồm: - Nhiệt độ không khí
- Độ ẩm không khí
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
20
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
- Tốc độ chuyển động không khí
- Cờng độ bức xạ nhiệt
Các giá trị khí hậu cho phép của môi trờng làm việc:
Thời
gian
(mùa)
Loại
lao
động
Nhiệt độ không
khí (
0
C)
Độ ẩm
không
khí (%)
Tốc độ
chuyển
động
Cờng độ
chuyển bức xạ
nhiệt (W/m
2

)
Tối đa Tối
thiểu
Mùa
lạnh
Nhẹ 20 Dới
hoặc
bằng 80
0,2
0,4
35 khi tiếp xúc trên 50%
diện tích cơ thể con ngời
Trung
bình
18
Nặng 16 0,5 70 khi tiếp xúc trên 25%
diện tích cơ thể con ngời
Mùa
nóng
Nhẹ 34 Dới
hoặc
bằng 80
1,5
Trung
bình
32 100 Khi tiếp xúc
dới 25% diện tích
cơ thể con ngời
Nặng 30
Ngoài ra trong ca bin, các trạm điều hành, các cơ sở mà công việc thực hiện gây

căng thẳng thần kinh tâm lý cần đảm bảo giá trị nhiệt độ là 24-26
0
C độ ẩm không
khí dới 80% và tốc độ chuyển động không khí 0,5 m/s.

1.3.2. Khảo sát môi trờng lao động trong ca bin đầu máy.
Vi khí hậu:
TT Loại đầu máy
Kết quả khảo sát
Số mẫu khảo sát Số mẫu vợt
TCVSCP
Tỷ lệ % số mẫu
vợt TCVSCP
1 TY Nga 37 19 51,3
2 D12E Tiệp 16 1 6,2
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
21
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
3 D11H-Rumani 6 0 0
4
D5H-úc
8 8 100
5 D9E-Mỹ 2 0 0
6 D19E -Trung Quốc 8 1 12.5
Cộng 77 29 27.7
Hơi khí độc: Khí CO và CO
2
TT Loại hơi
khí độc
Tiêu chuẩn

VSCP
Lần lấy
mẫu
Loại đầu máy
D13E D18E D12E D9E D19E
1 Khí CO
(mg/m
3
)
20 1
2
3
27
26
27
40
2 Khí CO
2
(mg/m
3
)
900 1
2
3
1300
1100
1000
1000
900
800

900
800
500
900
800
400
200
Nhìn chung các loại đầu máy đều phát sinh khí CO và CO
2
nhng vẫn trong tiêu
chuẩn cho phép.
Tiếng ồn
TT Điểm đo D12E
(dBA)
D9E
(dBA)
D19E
(dBA)
D11H
(dBA)
1 Tàu nổ tại chỗ 80-82 80-82 68-70 79-85
2 V<30 km/h 83-85 84-86 76-78 84-90
3 V>50 km/h 84-92 86-90 92-100 86-91
4 Qua cầu 88-94 85-91 97-100 84-91
5 Qua hầm 86-92 88-91 86-90 85-98
6 Lên dốc 84-88 86-88 94-95 87-91
7 Xuống dốc 84-86 82-84 77-79 79-85
8 Khi kéo còi 96-102 94-100 104-106 96-100
Cờng độ tiếng ồn khi tàu chạy với vận tốc >50 km/h, qua cầu, qua hầm, khi lên
dốc và kéo còi đều vợt TCVSCP từ 7-12 dBA .(Tiêu chuẩn Việt Nam cho phép là

85dBA với thời gian làm việc 8h/ngày)
Rung chuyển:
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
22
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Đo và đánh giá theo TCVN vận tốc rung cm/s theo phơng thẳng đứng và phơng
ngang ngay dới ghế ngồi của tài xế.
Kết quả cho thấy: Tàu chạy với vận tốc >30km/h và lúc lên dốc rung chuyển
càng tăng. Đầu máy D12E và đầu máy D9E khi chạy với vận tốc >60km/h đều vợt
TCVS ở tần số 16-32 Hz.
1.3.3. Nghiên cứu điều kiện lao động của ban lái máy:
Tên nghề Công nhân lái đầu máy xe lửa
Đặc điểm vị trí của nghề -Vận hành đầu máy trên các tuyến đờng
-Mức gánh chịu thần kinh tâm lý nặng
-Chịu sức ồn liên tục kéo dài
Số đơn vị khảo sát Xí nghiệp đầu máy Hà Nội, Yên Bái, Đà Nẵng, Vinh,
Sài Gòn, Nha Trang
Thời gian khảo sát 1982 => 1995
Cơ quan điều tra Bộ lao động
Viện Y học lao động trung ơng
Trung tâm y tế dự phòng đờng sắt
Phơng pháp khảo sát -Khảo sát môi trờng tại vị trí làm việc
-Xác định mức độ nặng nhọc của các yếu tố độc hại có
ảnh hởng đến ngời lao động
Kết quả khảo sát các yếu tố điều kiện lao động
Tên yếu tố điều kiện lao động Trị số - đặc tính
Vi khí hậu Nhiệt độ không khí trong ca bin đầu
máy diesel : Mùa hè 31-37
0
C

Mùa đông 15-17
0
C
Tiếng ồn 98-121 dBa
Tiêu hao năng lợng E=4,244 Kcal/phút
Căng thẳng thị giác Thời gian thị giác vận động so với trớc
khi làm việc tăng
Độ căng thẳng chú ý và mệt mỏi thần Thời gian tập trung quan sát 95%ca
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
23
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
kinh
Độ đơn điệu của công việc Bấm còi, mở công tắc, quay vô lăng, đạp
công tắc chống ngủ gật
0,3-1 s/1 động tác
Mức gánh tải thần kinh xúc cảm khi làm
việc
Trách nhiệm lớn về tài sản và tính mạng
con ngời có ít thời gian để thực hiện
nhiệm vụ
Chế độ làm việc 12/24
Nhận xét của trung tâm y tế dự phòng đờng sắt:
- Môi trờng làm việc rất xấu: nhiệt độ cao, tiếng ồn quá lớn 93-121 dBA vợt quá
tiêu chuẩn cho phép 8-31 dBA. Dễ dẫn đến nguy cơ điếc nghề nghiệp.
- Thời gian tập trung quan sát chiếm tới 95% thời gian ca.
- Tính chất công việc của ngời lái tàu có đặc điểm rất biến động vì liên quan trực
tiếp đến an toàn chạy tàu cho nên trớc hết là căng thẳng thần kinh tâm lý dễ dẫn
đến cao huyết áp, ăn uống mất ngon do tác động của tiếng ồn và rung sóc gây nên.
Kiến nghị:
- Có chế độ nghỉ phép dài ngày ( 20 ngày/năm )

- Có chế độ ăn uống nghỉ ngơi đầy đủ.
- Nâng cao điều kiện môi trờng lao động cho tài xế nh : lắp ghế chống rung, lắp hệ
thống điều hoà không khí để cách nhiệt, cách âm trên ca bin.
Kết luận:
Nghề tài xế xe lửa có nguy cơ cao xảy ra tai nạn đâm, đổ tàu dẫn đến hậu quả
nghiêm trọng, gây tử vong nhiều ngời và bản thân tài xế nên xếp vào nghề đặc biệt
nặng nhọc, độc hại, nguy hiểm. Quy định 1453/LĐTBXH ngày 13-10-1995 phân
loại lao động cho tài xế lái tàu là loại VI.

SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
24
Dồ án tốt nghiệp GVHD : TS Đỗ Việt dũng
Chơng 2: Xây dựng phơng án lắp đặt
điều hoà không khí cho cabin D12E
2.1. Giới thiệu chung về đầu máy D12E
Đầu máy D12E là loại đầu máy sản xuất năm 1985 tại Cộng Hoà Séc và đợc sử
dụng ở nớc ta từ năm 1986. Đây là loại đầu máy truyền động điện một chiều-một
chiều.
Hiện nay: Xí nghiệp đầu máy Hà Nội đang quản lý và khai thác 22 chiếc.
Xí nghiệp đầu máy Hà Lào đang vận dụng 5 chiếc.
Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng đang vận dụng 13 chiếc.
Tổng cộng hiện nay ngành đờng sắt đang quản lý 40 chiếc đầu máy D12E dùng
để kéo cả tàu hàng và tàu khách.
2.1.1. Tổng thể đầu máy D12E
TT
1 Động cơ Diesel. K6S 230 DR
Số xi lanh và cách bố trí 6 xi lanh, chữ I
Công suất định mức 1200 ML
SVTH: Nguyễn Ngọc Tuấn Cờng lớp : ĐMTX K43
25