Công nghệ làm lạnh mới 2706

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ CAO HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO
Họ và tên : NGUYỄN VĂN ĐẠO
Lớp

: KTML&ĐHKK 2

Khóa

: II

Khoa

: Điện – Điện Tử

1


LỜI NÓI ĐẦU
Ngay từ thời cổ đại, con người đã biết đốt lửa sưởi ấm vào mùa đông và
dùng quạt hoặc tìm vào các hoang động mát mẻ vào mùa hè.
Năm 1845.Bác sĩ người Mỹ John gorrie đã chế tạo ra máy nen khí đầu
tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông.Chính sự kiện này
đã làm cho ông nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của nghành kỹ thuật
điều hòa không khí.
Năm 1850, nhà thiên văn học piuzzi Smith người Scotland đầu tiên đưa
ra dự án điều hòa không khí phòng ở bằng máy nén khí. Sự tham gia của
nhà bác học nổi tiếng Rankine đã làm cho đè tái không những trở nên
nghiêm túc mà còn được đông đảo người quan tâm theo dõi. Bắt đầu từ

những năm 1860 ở Pháp, F. carre đã đưa ra những ý tưởng về điều hòa
không khí cho các phồng ở và đặc biệt cho các phòng hát.
Năm 1894, Công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hòa không khí
bằng máy lạnh ammoniac dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa
hè.
Năm 1901, Một công trình khống chế nhiệt độ dưới 28ᵒC với độ ẩm
thích hợp cho phòng hòa nhạc ở Monte carlo được khánh thành.
Do các hệ thống điều hòa không khí thường phuc vụ cho các phòng có
người ở, trong các khu dân cư đông đúc như thành phố, khu công nghiệp
nên vấn đè sử dụng môi chất lạnh là rất quan trọng và được lựa chon cẩn
thận. Amoniac và diooxit sunfua độc hại, cóa mùi khó chịu nên không
được sử dụng.CO2 không độc nhưng áp suất ngưng tụ quá cao. Năm

2


1930, lần đầu tiên hang Du Pont De Nemours vad Co ở mỹ đã sản xuất
ra một loạt các mơi chất làm lạnh mới với tên thượng mại Freon rất phù
hợp với những yêu cầu của điều hòa không khí. Chỉ từ đó, điều hòa
không khí mới có bước nhảy vọt mới và nước mỹ trở thành nước có
nghành công nghiệp điều hòa không khí lớn nhất thế giới.
Ngoài việc điều hòa tiện nghi cho các phòng có người như nhà ở, nhà
hang, rạp chiếu phim, hội trường, phòng họp, khách sạn, trường học, văn
phòng… mà khi đó ở châu âu vẵn coi là xa xỉ và sang trọng thì việc điều
hòa công nghệ cũng đã được công nhận. điều hòa công nghệ bao gồm
nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, trong đó có sợi dệt, thuốc lá, in ấn,
phim ảnh, dược liệu,đồ họa, quang học, điện tử, cơ khí chính xác và một
loạt cóc phòng thí nghiwwm khác nhau…
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế cầu cả nước,
nghành điều hòa không khí cũng dã có những bước phát triển vượt bậc

và ngày càng trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất.

I. MÁY LẠNH HẤP THỤ
1,may lanh hap thu don gian
a,cau tao:

3


( máy lạnh hấp thụ đơn giản)

_cau tao gom co: I, thiết bị ngưng tụ
II, bình hấp thụ
III, bơm dung dịch
IV, bình sinh hơi
V, tiết lưu dung dịch
VI, thiết bị bay hơi
VII, tiết lưu
_Nguyen ly lam viec:
Bình hấp thụ “hút” hơi sinh ra từ bình bay hơi, cho tiếp xúc với dung
dịch loãng hấp thụ hơi môi chất để trở thành dung dịch đến. Do nhiệt độ
thấp dung dịch loãng hấp thụ hơi môi chất để trở thành dung dich đậm
đặc. Nhiệt tỏa ra trong quá trình hấp thụ thải cho nước làm mát. Dung
dịch đậm đặc được bơm dung dịch bơm lên bình sinh hơi. Ở đây nhờ
nhiệt độ cao, hơi môi chất sẽ bị tách ra khỏi dung dịch ở áp suất cao để
4


đi vào thiết bị ngưng tụ. Quá trình diễn ra ở các thiết bị ngưng tụ, tiết lưu
và bay hơi giống như ở máy lạnh nén hơi. Bình sinh hơi được gia nhiệt

bằng hơi nước hoặc khí nóng. Toàn bộ các thiết bị phía trên của TL,
TLdd và bơm có áp suất pk các thiết bị phía dưới có áp suất pk. Sau khi
sinh hơi, dung dịch đậm đặc trở thành dung dịch loãng và qua van tiết
lưu dung dịch TLdd trở về bình hấp thụ, khép kín vòng tuần hoàn dung
dịch.
2,Máy lạnh hấp thụ một cấp có thiết bị hoàn nhiệt và tháp chưng luyện.
a,cau tao

5


b,Nguyen ly hoat dong
Sơ đồ trên là sơ đồ nguyên lý cấu tạo của máy lạnh hấp
thụ 1 cấp có thiết bị hoàn nhiệt giữa dung dịch loãng nóng với
dung dịch đặc nguội và có tháp chung luyện nhằm nâng caao
nồng độ của tác nhân trong buồng hơi đi tới thiết bị ngưng tụ.
Dung dịch đặc nguội được bơm (B) hút rồi đẩy qua thiết bị
hoàn nhiệt (HN) để nhận nhiệt từ dung dịch loãng nóng ở đáy
nồi hơi (NH) trở về thiết bị hấp thụ (HT). Ra khỏi thiết bị hoàn
nhiệt (HN), dung dịch đặc đã nóng len gần tới nhiệt độ sôi và
theo đường ống chảy vào đoạn gần đỉnh tháp (T), rồi chảy theo
các tầng đĩa lưới xuống dưới nồi hơi (NH). Trong quá trình
chảy như vậy, tác nhân sẽ bay hơi và có nồng độ cao ở đỉnh
tháp. Hơi từ đỉnh tháp theo đường ống đến thiết bị hồi lưu
(HL) để được tách bớt chất hấp thụ. Từ thiết bị hồi lưu hơi có
nồng độ tác nhân cao theo ống đi đến thiết bị ngưng tụ, còn
chất hấp thụ theo đường ống hồi lưu về đỉnh tháp thao gia vào
quá trình chưng luyện trong tháp (T). Để tác nhân không hồi
lưu về tháp quá nhiều thì phải lấy nhiệt độ hồi lưu cao hơn
nhiệt độ ngưng tụ khoảng 5 0 C. Đến thiết bị ngưng tụ do truyền

nhiệt cho nước nên hơi có nồng độ tác nhân cao đã trở thành
thể lỏng ở áp suất P N . Từ thiết bị ngưng tụ (NT) dung dịc có
nồng độ tác nhân cao đi qua van tiết lưu TL 1 để giảm áp suất
rồi đi đén thiết bị bay hơi (BH). Đến thiết bị bay hơi do được
6


cấp nhiệt từ dung dịch muối (chất tải lại) mà dung dịch có
nồng độ tác nhân cao bay hơi đẳng áp (P 0 ) nhưng nhiệt độ tăng
lên. Từ thiết bị bay hơi, dung dịch muối đã được làm lạnh theo
ống dẫn đi làm lạnh vật khác, còn hơi có nồng độ tác nhân cao
đi về thiết bị hấp thụ (HT). Ở thiết bị hấp thụ xãy ra quá trình
chất hấp thụ ở dung dịch loãng từ nồi hơi qua thiết bị hoàn
nhiệt, qua van tiết lưu TL 2 về hấp thụ hơi tác nhân từ thiết bị
bay hơi tới. Quá trình hấp thụ có thải nhiệt nên người ta phải
làm nguội bằng nước mát. Sau quá trình hấp thụ sẽ thu được
dung dịch đặc nguội và bơm (B) lại hút. Đến đây quá trình lặp
lại.
c,Ung dung trong doi song
Máy lạnh hấp thụ có công suất lớn thường được đặt ở
nơi có nguồn nhiệt thải lớn như cạnh nhà máy nhiệt điện, khu
công nghiệp hóa chất v.v… Máy lạnh hấp thụ có công suất nhỏ
như tủ lạnh gia đình thì năng lượng cung cấp cho nó là điện
năng, khí đốt hoặc năng lượng mặt trời. Trong máy lạnh hấp
thụ nhỏ không có bộ phận nào chuyển động cơ học, van tiết
lưu thay bằng ống mao dẫn và hoàn toàn không có van chặn.
do vậy mà máy lạnh hấp thụ loại nhỏ không gây ồn.
3,may lanh hap thu co tac nhan lanh la nuoc

7

II, MÁY LẠNH PILXIE
• Cấu tạo:
-Đây là loại máy lạnh không có tác nhân lạnh mà nó dựa trên
nguyên lý pin nhiệt điện và hiệu ứng nhiệt Pilxie.
-Nguyên lý cấu tạo của pin nhiệt được thể hiện qua hình sau:

• Nguyên lý:

Khi pin nhiệt điện làm việc thì dòng điện chạy trong pin sẽ làm
nguội đầu nóng và đốt nóng đầu lạnh. Khi dùng dong điện ngoài
cho chạy qua pin nhưng theo chiều ngược lai, thì nhiệt sẽ truyền từ
đầu lạnh đến đầu nóng (hiệu ừng nhiệt Pilxie xảy ra). Làm lạnh
trực tiếp bằng dòng điện, không thông qua tác nhân lạnh.
Như vậy người ta chỉ việc thiết kế pin nhiệt điện, cho dòng
điện chạy qua và để đầu nong ra ngoài, còn đầu lạnh trong phòng
bọc cách nhiệt thì sẽ co máy lạnh.

• Hoạt động:

Nhiệt lượng Qo từ không khí của phòng lạnh truyền cho cụm cánh
7 rồi dẩn vào mối lạnh 6, sau đó truyền qua mối nóng 3,qua cánh 1 và
trả ra ngoài. Do các dòng điện chạy trong các cặp pin nhiệt điện nên
8


nhiệt lượng sinh ra theo định luật Jun – Lenx là Q trong đó ½ Q được
truyền vào cho cánh 7 và không khí trong phòng lạnh, còn ½ Q truyền
cho cánh 1 rồi truyền cho không khí bên ngoài. Ngoài ra, do chênh

lệch nhiệt độ giữa đầu nóng la T và đầu lạnh T mà một lượng nhiệt (Q
) truyền cho không khí trong phòng lạnh
Như vậy muốn duy trì nhiệt độ T trong phòng lạnh thì máy lạnh
Pilxie phải truyền ra cho không khí ngoài phòng một lượng nhiệt là

• Ưng dụng:
Loại máy lạnh này có công suất nhỏ, đơn giản, gọn nhẹ, sạch
sẽ, ít hư hỏng và chỉ nên sử dụng trong tủ lạnh gia đình
PIN NHIỆT ĐIỆN

• Cấu tạo:

• Pin nhiệt điện: Ghép nhiều cặp nhiệt điện được một nguồn điện gọi
là pin nhiệt điện
Hiệu suất của pin nhiệt điện khoảng 0,1%
• Pin nhiệt điện có cấu tạo như hình sau:

9


• Hoạt động:
Cho hai dây dẫn kim loại khác nhau tiếp xuác với nhau ở hai đầu
thành một mạch kín (hàn chúng với nhau). Nếu ta giữ cho hai chỗ tiếp
xúc (mối hàn) ở hai nhiệt độ khác nhau (một mối hàn nhúng vào nước đá
đang tan và một mối hàn đưa vào ngọn lửa đèn cồn chẳng hạn,thì thí
nghiệm chứng tỏ rằng trong mạch xuất hiện một dòng điện. Dòng điện
này gọi là dòng nhiệt điện. Sự xuất hiện dòng điện trong mạch đó chứng
tỏ trong mạch có một suất điện động. Suất điện động gây nên dòng nhiệt
điện gọi là suất nhiệt điện động. Dụng cụ có cấu tạo như vừa nói trên
được gọi là cặp nhiệt điện hay pin nhiệt điện

Độ lớn của suất nhiệt điện động phụ thuộc vào bản chất của hai
kim loại tạo nên cặp nhiệt điện và sự chênh lệch nhiệt độ ở hai môi hàn.
Thí nghiệm chứng tỏ rằng độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn càng
cao thì dòng điện càng lớn. Như vậy suất nhiệt điện động của cặp nhiệt
điện tăng theo hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn. Khi hiệu nhiệt độ giữa hai
mối hàn không quá lớn, thực nghiệm cho thấy có thể coi như suất nhiệt
điện động tỉ lệ với hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn.
Khi hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn là 100oC suất nhiệt điện động
của cặp nhiệt điện bixmut-stibi là 11mV, của cặp nhiệt điện đồng –
côngxtantan là 4mV.
10


• Ứng dụng:
- Pin nhiệt điện để lạnh:
Khi ta nhúng 1 đầu vào nước lạnh 1 đầu vào nước nóng sự chênh
lệch nhiệt độ sinh ra điện và ngược lại, sự dịch chuyển của các điện tử
cũng tạo ra sự thay đổi nhiệt độ. khi nối một mẩu dây đồng với một
dây bismuth với một nguồn điện, tạo thành mạch kín. thấy một mặt
trở nên nóng, còn mặt kia lạnh đi. Nếu bạn đặt mặt lạnh vào một hộp
kín, bạn sẽ có một chiếc tủ lạnh. Ưu điểm của hiệu ứng này là thiết bị
lạnh hoạt động ổn định, tin cậy vì không cần sử dụng máy nén gas,
van tiết lưu… Nhược điểm là công suất làm lạnh không cao.

-Cặt nhiệt điện thường được dùng làm nguồn điện và dùng để đo
nhiệt độ.
Vì suất nhiệt điện động của một cặp nhiệt điện kim loại thường rất
nhỏ nên để có suất điện động đủ lớn người ta thường ghép nối tiếp
nhiều cặp nhiệt điệnthành bộ. Hiện nay người ta dùng cặp nhiệt điện
bán dẫn có suất nhiệt điện động lớn hơn của kim loại nhiều lần.

Vì hiệu điện thế tiếp xúc ở mối hàn của cặp nhiệt điện phụ thuộc vào
nhiệt độ của mối hàn đó nên nếu đo hiệu điện thế đó ta có thể xác
định được nhiệt độ của mối hàn. Trên hình 37.4 là một cặp nhiệt điện
dùng để đo nhiệt đò lò (nung hoặc luyện kim) một mối hàn được đặt
tronglò, hiệu điện thế tiếp xúc được đo bằng một milivôn kế. Thường

11


trên bảng chia độ của milivôn kế đã ghi sẵn giá trị của nhiêktj độ
tương ứng. Cặp nhiệt điện cho phép đo nhiệt độ trong những khoảng
rất rộng, với độ chính xác cao.
III, MÁY LẠNH HẤP THỤ CHẠY BẰNG NƯỚC NÓNG
A,cau tao:

B,nguyen ly hoat dong
tác nhân lạnh là H2O từ đáy thiết bị bay hơi 11 được bơm 12 hút và
tưới đều lên dàn ống dẫn nước lạnh (chất tải lạnh). Tác nhân lạnh bay
hơi ở áp suất po thấp hơn áp suất khí quyển tương ứng nhiệt độ to

12


(0ođi làm mát vật khác (không khí trong các phòng của tòa nhà). Hơi tác
nhân lạnh (hơi nước lạnh) từ thiết bị bay hơi 11 chui qua các cánh chớp
sang thiết bị hấp thụ 9 và bi dung dịch đậm đặc chất LiBr hấp thụ. Nhiệt
lượng tỏa ra trong quá trình hấp thụ được truyền cho nước có nhiệt độ
thường đi trong ống theo cửa vào số 8. dung dịch loãng LiBr được bơm
10 hút và đẩy qua thiết bị trao đổi nhiệt 16 vào nồi hơi 2. khi đi qua thiết

bi trao đổi nhiệt 16, thì dung dịch loãng tăng nhiệt độ do dung dung dịch
đậm đặc LiBr và nóng từ nồi hơi 2 qua bơm 6 hút và đẩy về thiết bị hấp
thụ 9. Nhờ thiết bị truyền nhiệt (hoàn nhiệt) 16 mà tiết kiệm năng lượng
cho máy. Nồi hơi 2 được đun sôi nhờ nước nóng đi vào cửa 5, ra cửa 4,
van 3 có tác dụng tự động điều chỉnh nguồn nước nóng, cần phải có
nguồn nhiệt nào đó. Hơi nước (hơi tác nhân lạnh) từ nồi hơi 2 được đưa
qua thiết bị ngưng tụ cao hơn áp suất bay hơi. Nhiệt ngưng tụ được
truyền cho nước thường đi trong ống chảy qua cửa 15. Dung dịch đậm
đặc LiBr ở đáy nồi được bơm 6 hút đẩy qua thiết bị hoàn nhiệt 16 vào
thiết bị hấp thụ 9. bình 7 có tác dụng bình ổn áp suất trong thiết bị hấp
thụ 9 và bay hơi 11 khi công suất thay đổi (do chất tải lạnh gây nên). Khi
công suất lạnh thay đổi thì van 3 cũng tự động điều chỉnh nguồn nước
nóng cho phù hợp.

C,ung dung:

13


Công nghệ lạnh hấp thụ sử dụng nguồn nước nóng có thể được úng dụng
hiệu quả khi giá thành sản xuất hơi là thấp ví dụ như ở những cơ sở có
đồng phát hoặc tận dụng nhiệt thải. Các tổ máy đốt trực tiếp khí tự nhiên
được sử dụng cho việc sản xuất kết hợp điện-nhiệt hoặc nơi có chi phí
điện cao. Các máy lạnh (chiller, sanyo,…)hấp thụ không sử dụng môi
chất có chất CFC hoặc HCFC nên được nhiều người ưa chuộng sử dụng
bởi vì chúng than thiện về mặt môi trường

IV, Hệ thống lạnh hấp thụ chạy bằng hơi nước nóng
a,cau tao:

Cau tao gom co:

14


b,nguyen ly hoat dong:
Hoạt động của hệ thống lạnh hấp thụ: tác nhân lạnh là H2O từ đáy thiết bị bay hơi
15 được bơm 16 hút và tưới đều lên dàn ống dẫn nước lạnh(chất tải lạnh). Tác
nhân lạnh bay hơi ở áp suất p0 thấp hơn áp suất khí quyển tương ứng nhiệt độ t0
(00mát vật khác (không khí trong các phòng của tòa nhà). Hơi tác nhân lạnh (hơi nước
lạnh) từ thiết bị bay hơi 15 chui qua các cánh chớp sang thiết bị hấp thụ12 và bị
dung dịch đậm đặc chất LiBr hấp thụ. Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp thụ
được truyền cho nước có nhiệt độ thường đi trong ống theo cửa vào 13. Dung dịch
loãng LiBr được bơm 14 hút và đẩy qua thiết bị trao đổi nhiệt 9 và 6 như vậy dung
dịch loãng được gia nhiệt 2 lần, thì dung dịch loãng tăng nhiệt độ do dung dịch
đậm đặc LiBr và nóng từ nồi hơi 3 tới nồi hơi 2 qua bơm 10 hút và đẩy về thiết bị
hấp thụ 12. Nhờ thiết bị truyền nhiệt(hoàn nhiệt) 11 mà tiết kiệm được năng lượng
cho máy. Nồi hơi 3 được đun sôi nhờ hơi nước nóng đi vào cửa 4 ra cửa 8. Van 5
có tác dụng tự động cấp hơi nước nóng cho phù hợp. Đương nhiên muốn có hơi
nước nóng phải có nguồn nhiệt nào đó. Hơi nước (hơi tác nhân lạnh) từ nồi hơi 2
được đưa qua thiết bị ngưng tụ 1 rồi theo ống chữ U chảy xuống thiết bị bay hơi.
Có ống chữ U vì áp suất ngưng tụ cao hơn áp suất bay hơi. Nhiệt ngưng tụ được
truyền cho nước thường đi trong ống chảy ra cửa 20. Dung dịch đậm đặc LiBr ở
đay nồi hơi được bơm 10 hút và đẩy qua thiết bị hoàn nhiệt 11 vào thiết bị hấp thụ
12. Bình 17 có tác dụng bình ổn áp suất trong thiết bị hấp thụ 12 và bay hơi 15 khi
công suất lạnh thay đổi (do chất tải lạnh gây nên). Khi công suất lạnh thay đổi thì
van 5 cũng tự động điều chỉnh nguồn hơi nước nóng cho phù hợp.
c,ung dung:
do các máy lạnh hấp thụ sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau, tận dụng nhiệt

năng thừa, phế thải, thứ cấp, rẻ tiền ở dạng nước nóng, hơi nước nóng, hơi trích từ
các cửa tuabin ở nhà máy nhiệt điện, từ lò hơi của các nhà máy thực phẩm, công
15


nghiệp nhẹ hoặc từ các sản phẩm cháy và khí thải công nghiệp mà do đặc điểm
môi chất sử dụng không thể làm lạnh sâu được ( lớn hơn 00C) nên chủ yếu được
ứng dụng trong lĩnh vực điều hòa không khí trong các tòa nhà, khách sạn cao cấp,
tòa nhà công sở, bệnh viện, trường học, nhà máy, rạp hát, bảo tàng, thư viện…

16