giao trinh ky thuat dien lanh 30 10 18

Khi đọc qua tài liệu này, nếu phát hiện sai sót hoặc nội dung kém chất lượng
xin hãy thông báo để chúng tôi sửa chữa hoặc thay thế bằng một tài liệu
cùng chủ đề của tác giả khác.
Bạn có thể tham khảo nguồn tài liệu được dịch từ tiếng Anh tại đây:
/>Thông tin liên hệ:
Yahoo mail:
Gmail:


Tài liệu :

Kỹ thuật lạnh cơ sở - Phạm Văn Tùng , Nguyễn Đức Lợi .
Kỹ thuật điện lạnh - Châu Ngọc Thạch.
Khí cụ điện .
Máy điện , Máy điện nhỏ .

Thi :

+ Lý thuyết .
+ Bài tập : chủ yếu phần Máy điện .

Bài mở đầu
-

Kỹ thuật nhiệt lạnh là hạ nhiệt độ của đối tượng để phục vụ đối tượng nào đó .
Ứng dụng : - Thực phẩm .
- Công nghiệp : + Hóa chất .
+ Dệt may.
+ Công nghiệp thuốc lá .
- Y học .
- Sinh học: kỹ thuật công nghệ cayo ( lạnh sâu ) .

- Đời sống hàng ngày .

Chương I : Đại cương về kỹ thuật lạnh .
§ 1.1 : Các phương pháp làm lạnh cơ bản .
1, Bay hơi , khuếch tán → nhiệt độ môi trường bị hạ đi nếu cho chất lỏng bay hơi
trường → phương pháp vừa kinh điển vừa hiện đại (như trong buồng hơi của máy lạnh).
2, Hòa trộn lạnh :
- Nước lạnh + muối → nhiệt độ giảm.
- Ứng dụng : dùng trong đánh cá biển .
3, Phương pháp giãn nở có sinh ngoại công
- Dùng trong công nghiệp
Qm
3 bình nóng
2 Pn
máy nén
Máy
Pdn
dãn
Buồng lạnh
nở
4
1

Q0
Nguyên lý máy lạnh nén khí ( khí không đổi pha – trạng thái )




T( nhiệt độ)

2
1

Tn
T0

3
4

S( entanpy)
Chu trình T-S
- Dùng cho máy lạnh nén khí
4, Dùng tiết lưu ( hiệu ứng Jin-Thompson )
→ Sử dụng thay cho máy dãn
nở trong máy lạnh nén
hơi

Giảm tiết diện
5, Dùng hiệu ứng điện nhiệt :
1

O2

Khi có I thì tạo nên θ = θ1 − θ 2

e1

O1

6, Bay hơi chất lỏng :
- Dùng trong máy lạnh nén hơi
3

ngưng tụ

2

môtơ điện
máy nén

tiết
lưu
4

-

Bay hơi

Gas chuyển trạng thái từ dạng khí sang lỏng .



1


§ 1.2 : Môi chất lạnh .
Môi chất lạnh là chất chuyển động trong chu trình lạnh của thiết bị lạnh và thu nhiệt
của đối tượng cần làm lạnh và tỏa nhiệt ra ở thiết bị ngưng tụ . Sự tuần hoàn của môi
chất thực hiện bằng máy nén .

1, Yêu cầu vật lý :
- Áp suất ngưng tụ không được quá cao → yêu cầu thiết bị phải có độ dày cao .
- Áp suất bay hơi không được quá thấp vì dễ bị rò gỉ .
- Năng suất lạnh riêng càng lớn càng tốt .
- Hệ số dẫn nhiệt càng lớn càng tốt .
- Tính hòa tan dầu và nước đều cao .
2, Yêu cầu hóa học :
- Bền vững trong vùng nhiệt độ làm việc và trong chu trình .
- Không được ăn mòn vật liệu trong hệ thống .
- Khó cháy nổ .
3, Yêu cầu kinh tế :
4, Các môi chất thông dụng :
a, Amoniắc NH3 (R717) :
- Là chất không màu , có mùi , sôi ở nhiệt độ -33,350C , ngưng tụ ở 300C ( làm mát
bằng nước ) , áp suất ngưng tụ là 1,2 Mpa .
- Qv = 2165 (kg/m3) - nhiệt lạnh sâu theo thể tích .
- Q0 = 1101 (kJ/kg) - năng suất lạnh riêng theo kim loại .
- t2 = 1000C ( nhiệt độ nén )
- NH3 không hòa tan dầu nhưng hòa tan nước .
- Không ăn mòn kim loại đen nhưng ăn mòn kim loại màu → dùng thép .
- NH3 dẫn điện → không làm máy nén kín dược .
- NH3 nếu gặp thuỷ ngân thì sẽ gây hỗn hợp nổ nguy hiểm → cấm không dùng Hg
trong thiết bị có NH3 .
- NH3 độc .
- Rẻ tiền , dễ kiếm , dễ vận chuyển , dễ bảo quản .
- Q0 , Qv lớn → kích thước gọn nhẹ .
- Trong máy nén làm lạnh bằng nước → hạ nhiệt độ ngưng dưới 1000C .
→ làm máy lạnh nén hơi hở công suất từ lớn → rất lớn .
→Máy lạnh hấp thụ NH3 , bốc hơi → hấp thụ t0 → làm lạnh ( gia dụng ) .
b, Freon 12 ( R12 ) CCL2 F2

- Chất khí không màu có mùi thơm nhẹ , nặng hơn không khí khoảng 4 lần , nặng hơn
nước khoáng 1,3 lần .
-Ngưng tụ ở 300C nếu làm mát bằng nước , áp suất ngưng tụ 0,74 MPa , sôi ở -300C , q0
=117 kJ/kg , qv = 1779 kJ/m3 khả năng trao đổi nhiệt αT = 20 % αTH2O .
- Q0 , QV bé → kỹ thuật thiết bị lớn .
- Không hòa tan nước nhưng hòa tan dược dầu .
- Không dẫn điện .
- Chỉ dùng cho hệ thống các máy nén lạnh rất nhỏ và nhỏ .
- Dùng được cho hệ thống máy nén kín .
- Không độc hại .
c, Freon 22 (R22) CHClF2




- là chất không khí , màu mùi thơm nhẹ .
- t0 ngưng tụ 300C , Pngưng tụ =1,2 MPa , sôi ở -410C .
- Năng suất lạnh riêng Q0 lớn hơn R12 khoảng 1,5 lần → kỹ thuật nhỏ hơn R12 .
- Khả năng hòa tan gấp 5 lần R12 → không sợ bị tắc dường ống do đóng băng .
- Không hòa tan dầu → bôi trơn phức tạp .
- Không dẫn điện ở thể khí nhưng ở thể lỏng lại dẫn điện → trong máy nén kín không
cho phần ga lỏng trong máy nén tồn tại .
→ Dùng máy làm lạnh nén hơi loại công suất trung bình , công suất lớn , điều tiết
không khí .
5, Đồ thị nhiệt động :
- Đồ thị lpP-H (1) P – áp suất [ kJ/kg ]
H- Entanpi [ kJ/kg.K]
- Đồ thị T-S (2)
(1) : tính toán các quá trình nhiệt động .
(2) : dùng so sánh .

lgP

T
K- điểm tới
hạn
vùng
sôi
lỏng Vùng hơi
Vùng hơi
ẩm
quá nhiệt
rắn

đường bão hòa
lỏng ( X=0 )

Vùng
lỏng

K

Vùng hơi
ngưng
quá ẩm
Vùng
hơi ẩm x=1
h

S

đường bão hòa

§ 1.3 : Chất tải lạnh .
-

-

Là chất trung gian dùng thu nhiệt độ của môi trường cần làm lạnh truyền tới thiết bị
bay hơi .
Các yêu cầu :
+ Điểm đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi .
+ Không dược ăn mòn thiết bị .
+ Không độc hại .
+ không cháy nổ .
Nước :dùng để tái lạnh những đối tượng lạnh trên 00C .
H20 + muối ( làm đá cây )
Không khí : hằng số t0 kém → ít dùng .
Các hợp chất khí hữu cơ ≠ có thể để lạnh tới âm vài chục độ ( men tanol , etanol )
lạnh tới -600C .

§ 1.4 : Các đơn vị đo lường
-

Chiều dài :
1 inch = 0,0254 m

1 feet =0,3048 m

-

Khối lượng :
1 lb (pound) = 0,4536 kg

1 ton (uskg)= 2240 lb = 1010 kg .
1ton (us short ) = 2000 lb = 907 kg

.
-

-

-

Áp suất :
1kg/cm2 = 1 at = 0,981 bar
1bar = 100.000 N/m2
1mmH2O = 1 kg/m2 = 9,81 N/m2 =0,098 mbar
1mmHg = 1,332 mbar
1Pa = 1N/m2 = 0,01 mbar
Công nhiệt lượng :
1KWh= 3600 kJ
1kGn = 9,81 J
1kcal = 4,187 kJ
1BTU= 1,055 kJ

Công suất dòng nhiệt :
1kGm/s = 9,81 N= 9.81 J/s

1HP= 745,5 N
1kcal/h = 1,163 N
1BTU/h = 0,293 W
1USRT ( tấn lạnh Mỹ ) = 12000
BTU/h = 3516 W

Nhiệt độ :
T0C = ( T0F - 32)*5/9
T0K = 273,15 + T0C

Chương II : Các bộ phận chính của máy lạnh nén hơi .
§ 2.1 :Đại cương về máy lạnh hơi .
Qk
3

2

máy nén 1 cấp nén

tiết
lưu

Buồng lạnh
4

1

Q0
1 cấp nén → -200C bay hơi → thông dụng .
2 cấp nén → -350C÷400C → cấp đông .

nhiều cấp → (-500C÷600C ) ↑
- Máy nén hơi từ thiết bị bay hơi , nén ga lên áp suất cao , t0 cũng tăng lên .
- ( 1-2 ) ga chưa chuyển trạng thái , đến ngưng tụ nóng , chuyển thành dạng lỏng qua
tiết liệu lạnh dần ,áp suất giảm → bay hơi trong thiết bị bay hơi → thu nhiệt của
môi trường .
- Ở ngưng tụ ó thể dùng hệ thống quạt gió hay làm mát bằng bơm nước do Đ kéo .

§ 2.2 : Máy nén pittông .




-

Máy nén dùng để hút môi chất ở buồng lạnh , ( áp suất thấp , nhiệt độ thấp ) nén lên
áp suất cao , nhiệt độ cao → tuần hoàn môi chất .
- Các loại máy nén : pittông trượt , pittông quay, nén trục vít , tuốc bin → gọi chung
là máy nén thể tích cho 3 loại đầu ,loại 4 là máy nén động học.
- So sánh các loại máy nén :
Loại máy
Pittông trượt
Trục vít
Tua bin
Đặc điểm
nén
Năng suất lưu lượng
Tỉ số nén cho 1 cấp
Dạng nén
Lưu lượng thể tích khi
áp suất nén thay đổi

Khả năng đo năng suất
nén
lỏng
hút
Chi tiết mòn
Diện tích đặt của máy

( 0,5 ÷ 5000 )m3/h
( 200÷ 10000 )m3/h
rất bé, bé, trung bình
,trung bình , lớn
8 ÷ 12
20
Xung động
Ít phụ thuộc

Tương đối ổn định
Không phụ thuộc

≥ 10000 m3/h , trung
bình đến rất lớn
Phụ thuộc môi chất
và kết cấu
Ổn định
Rất phụ thuộc

Hạn chế theo nấc

Vô cấp

Vô cấp

Va đập thủy lực
Nhiều
Nhiều
hở ,nửa kín , kín

Không trở ngại
Ít
Trung bình
hở , nửa kín

Ít trở ngaị
Rất ít
Ít
hở , nửa kín

* Máy nén pittôngtrượt là loại kinh điển , có nhiều loại xilanh đặt thẳng dứng hoặc hình
chữ ‘V’ , số xilanh từ 1 đến nhiều , có một cấp hoặc 2 cấp nén trong cùng một máy
+ Môi chất có máy nén thuận dòng hoặc ngược dòng .
+ Kết cấu có kín ,hở , nửa hở .
* Nguyên lý làm việc :
PP

2

3

nén đoạn nhiệt
1

4

V
Hơi ra

Van đóng
Xi lanh

Hơi vào Van hút
-

pittông

Hệ số cấp và tổn hao thể tích của máy nén :




+ Hệ số cấp :
V
λ = tt ( thực tế / lý thuyết )
Vlt
Cho posprort máy
λ = λC * λtl * λ N * λr * λk
Trong đó : - λC là hệ số tính đến thể tích chết gây lên .
- λtl là tổn thất do tiết lưu ở van hút và đẩy gây ra .
- λ w là tổn thất năng lượng do hơi hút vào xilanh bị đốt nóng .
- λr là tổn thất dorò rỉ môi chất từ khoang dẫn , hút do xecmăng , pittông
và các van .

- λk là tổn thất khác .

λC
λtl
λw
λr
λk

-

Vlt

Tổn thất năng lượng và công suất động cơ :
+ Công nén đoạn nhiệt : là công nén lý thuyết để né hơi môi chất từ P0 → Pk
NS = ( H2- H7 )
m- năng suất khối lượng [ kg/s ], H [ kJ/kg ] – entanpi
+ Công nén chỉ thị :
Ni = Fi *n*F
Fi = S*Pi ; Fi – diện tích đồ thị nén , S- hành trình pittông ,Pi- áp suất nén .
→ Ni = Pi * Vlt ( áp suất * thể tích nén lý thuyết )
N
η i = s Hiệu suất chỉ thị
Ni
+ Công suất hữu ích
Nl – công suất cơ trên trục khuỷu
+ Công suất điện tiêu thụ
Nl
Nll → N cl =
η td *η ll

truyền động

điện




+ Công suất động cơ - điện :
Kdt=1,2 ÷ 1,0
Nđc = Kdt *Nll ;
Khi Mkdd ≈ Mmax → không cần hệ số dự trữ
Q0 = m*q0 ( kW ) m- khối lượng [ kg ]
q0- năng suất lạnh riêng của môi chất [ kJ/kg ]
λ * Vlt
;
Q0 =
λ - hệ số cấp ;
V1 q 0
Vlt – thể tích nén lý thuyết ;
V1 – thể tích riêng hơi hút vào máy nén;
πd 2
Q0 = λ *Vlt*qv ;
Vlt =
* S * Z * n [ m3/s ]
4
d – đường kính xi lanh .
n- tốc độ vòng quay của trục khuỷu .
Z - số xi lanh .
S - hành trình pittông .
- Ba chế độ lạnh chuẩn :

Chế độ chuẩn
Môi chất
Sôi ts
Quá nhiệt Ngưng tụ
tqn
tn=
Lạnh thường
NH3
-15
-10
+30
( 1 cấp nén )
Freon
-15
+15
+30
Điều tiết không khí
Freon
+3
+15
+35
Lạnh đông
NH3
-10
-30
+35
( 2 cấp nén )
Freon
-35
-20

+30
Quá lạnh

nóng

Lạnh
Quá nóng ( nhiệt)
-

Các dạng may nén pittông trượt :
+ Máy nén thuận dòng ( 1 )
+ Máy nén ngược dòng ( 2 )
SGK
+ Máy nén có con trượt ( 3 )
+ Máy nén kín ( 4 )
+ Máy nén nửa kín ( 5 )
+ Máy nén hở ( 6 )
Đặc điểm :
(1) Hay dùng NH3 , lớn . Bên ngoài xi lanh có vỏ nước do nhiệt độ cao .



Quá nhiệt
tql
+ 25
+25
+30
+30
+25

(2) Nếu cải tiến → gọn nên dùng Freon . Bên ngoài xi lanh có cánh tản nhiệt .
(3) Giống xi lanh tàu hỏa hoặc tàu hơi nước , dùng với công suất rất lớn .
(4) Máy nén +Động cơ chung một vỏ → hàn kín ( dùng cho Freon → vì không dẫn
điện , không ăn mòn , kim loại màu ) , dùng cho công suất bé và rất bé .
Nhược điểm : khó sửa chữa .
(5) Giồng kín nhưng chỉ khác nắp và thân tách rời nhau liên hệ qua gicăng và bulông
, vì có gicăng liên kết giữa nắp và thân để thuận tiện cho sửa chữa → chỉ dùng
cho công suất trung bình và lớn ( chục kW trở lên ) .
(6) Máy nén là hộp kín + khớp nối + động cơ điện → mục đích là biến thiên tốc độ ,
dễ sửa chữa , bảo dưỡng .
Nhược diểm : ga dễ bị rò rỉ qua trục máy nén đưa ra ngoài . → chủ yếu dùng cho
NH3 .
- Điều chỉnh năng suất lạnh của máy nén pittông trượt :
Năng suất lạnh
πd 2
Q0 = λ *
* S * Z * n * q0 ;
4v1
-d , S ,v1 không biến thiên dược .
-Z biến thiên được bằng cách mở van khoảng hút và đẩy .
-n – thay đổi được :
+ Máy nén hở : dùng puli + dây cozoa thay đổi tỉ số truyền .
+ Máy nén kín hoặc nửa kín có thể dùng Đ2 tốc độ + biến tần . Khi f biến
thiên thì U/f = const → U tăng → I tăng → tổn hao thép → sinh nhiệt → đốt
nóng cuộn dây .
- Q0 biến thiên R12 ↔ R’22
- Cho thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại hoặc dùng nhiều tổ máy .

§ 2.3 : Thiết bị trao đổi nhiệt .

Giữ vai trò quan trọng :
+ Thiết bị ngưng tụ (1)
+ Thiết bị bay hơi (2)
(1) môi chất ở Pk , Tk chuyển trạng thái hơi → lỏng , cần làm mát môi chất ( nóng ) .
(2) môi chất lỏng → hơi P0 , T 0 ( P, T thấp ) , thu nhiệt cho đối tượng ( lạnh ).
1, Thiết bị ngưng tụ :
+ Phương pháp làm mát nước
hỗn hợp nước + không khí
không khí
+ Kết cấu :
đứng
ống lồng
panen
- Hệ số truyền nhiệt ( dẫn , đối lưu ) lớn .
- Không bị đóng cặn nước do nước cứng .
- Dễ bảo dưỡng .
a, Làm mát bằn nước :
- Hệ số truyền nhiệt lớn nên kích thước thiết bị bé lại → tốn nước
- ST diện tích tỏa nhiệt , môi chất nằm trong thùng bao ống dẫn nước nằm trong . Dùng
cho hệ thống lạnh vừa và lớn .
-




- KT = 1400 W/m2K .
* Ống lồng :
+ Công suất trung bình ( vài trăm kW )
ga

H 2O

+ Dễ bảo dưỡng , sửa chữa .
b, làm mát bằng nước và không khí :
- Đỡ tốn nước
→ tháp làm mát
( tháp quá nhiệt )
- Hiệu quả cao
quạt
vỏ thép
tấm chặn
giàn phun
ga

nước bổ xung

giàn ngưng tụ
MB
gió trước

ga
bình góp
- Dễ xử lý .
c, Làm mát bằng không khí ;
- Ứng dụng trong thiết bị lạnh gia dụng ( công suất bé , rất bé )
- Đối lưu tự nhiên ( tự lạnh ) : hàn các thanh kim loại ( đồng nhôm ) để tăng ST .
- Đối lưu cưỡng bức : → điều hòa gia dụng , công suất khoảng vài kW ( vài chục nghìn
BTU )
- Cưỡng bức bằng quạt gió nóng → áp lực gió , lưu lượng gió đủ lớn , áp lực gió đủ
lớn và ổn định .

- Thiết bị công suất lớn → không khí , kích thước ST lớn , dùng quạt li tâm .




2, Thiết bị bay bơi :
- Môi chất chuyển trạng thái lỏng sang hơi , áp suất , nhiệt độ giảm , thu nhiệt đói
tượng ; ngung tụ → tiết lưu → bay hơi
→ Pga
( máy dẫn nở )
→ Yêu cầu : ST , KT lớn .
Phân loại :
+ Bay hơi trực tiếp : điều hòa , tủ lạnh , gia dụng → không khíddoois lưu tự nhiên
và cưỡng bức .
+ Bay hơi gián tiếp : nhờ vào chất tải lạnh ( ví dụ máy đá cây dùng nước muối ;
điều hòa khách sạn dùng nước )

-

§ 2.4 : Tiết lưu .
Là thiết bị đặt giàn bay hơi , sau giàn ngưng → để hạ áp suất môi chất .
Các dạng tiết lưu :
+ Thiết bị lạnh công suất rất bé ( tủ lạnh gia dụng , tủ kem ,…) tiết lưu nhờ hệ thống
mao dẫn ( ống xoắn với tiết diện bé so với ống dẫn lỏng ) → Hiệu ứng tiết lưu
không điều chỉnh dược .
+ Van tiết lưu tay : tiết lưu có thể điều chỉnh bằng tay ( giống van chặn ) . Khi đóng
hết cỡ ( theo chiều khóa ) thì van không kín hoàn toàn được ( ống vãn hở ) .
Điều chỉnh min → bé , ren vặn rất bé .
→ Dùng cho hệ thống lạnh công suất bé ( chục kW ) .
+ Van tiết lưu tự động nhiệt :

Tự động cân bằng trong
Tự động cân bằng ngoài .
1

p1
Từ giàn
ngưng

Plx

p0

Dàn bay hơi

p0

Van tiết lưu tự động
căn bằng trong
1- màng mỏng
2- cửa van
3- phím lọc

pk
2
3

4

4- lò xo
5- vật liệu chính

6- căn bằng nhiệt

5
6

Vào máy nén
-

p0

Cửa van tự động mở nhờ P1 ,lấy tín hiệu nhiệt độ đầu ra của dàn bay hơi qua cân
bằng nhiệt 6 .
P0 = const → độ mở van không đổi → việc cấp lỏng cho dàn hơi là hằng .




Vít 5 điều chỉnh ban đầu .

§ 2.5 : Các thiết bị phần tử phụ trong hệ thống lạnh .
1, Các loại bình chứa :
- Bình chứa ga lỏng : dùng cho hệ thống lạnh lớn đặt sau vị trí :
+ Trước tiết lưu
→ dùng cho CA
+ Sau ngưng tụ
→ Bình chứa lỏng HA : dặt trước máy nén , sau bay hơi thu những ga bay hơi
chưa hết .
2, Thiết bị quá lạnh và quá nhiệt :
- Quá lạnh ; hạ nhiệt độ của chất lỏng sau ngưng tụ xuống vài 0C , hay kết hợp với CA
tỏa nhiệt ( quá lạnh) .

- Quá nhiệt : đặt sau bay hơi , trước máy nén dùng nâng cao nhiệt độ lên vài độ .
3 , Đường ống :
- Liên kết các phần tử lại với nhau .
- Tùy theo hướng nọi chất có đường kính thích hợp .
4, Các loại van :
- Van chặn : tay , điều khiển điện từ ( Solenoid ) .
-Van một chiều : van đẩy , hút .
- Van tiết lưu .
5, Rơle áp suất , đồng hồ áp lực:
- Đồng hồ áp lực dùng để chỉ thị
- Rơle dùng để bảo vệ hệ thống khi áp lực trong hệ thống nằm ngoài phạm vi qui định .
+ Rơle áp lực thấp [ c ÷ d ] (1)
→ dưa tín hiệu cắt động cơ máy nén .
+ Rơle áp lực cao [ a ÷ b ] (2)
(2) đặt ở đầu ra của máy nén
(1) đặt ở đầu vào (hút) của máy nén .
- Van an toàn theo áp lực .
6, Phin lọc và phin sấy :
- Phin lọc: lọc bụi bẩn đặt trước tiết lưu .
- Phin sấy : hút H2O ở dạng hơi làm bằng các hạt chống ẩm .
7, Mắt ga :
- Linh kiện trong suất ( nhựa , thủy tinh ) để quan sát dòng chảy của ga lỏng vào thiết bị
bay hơi → đặt sau tiết lưu , trước bay hơi → nhận biết việc cấp lỏng cho BH đã thích hợp
, tối ưu chưa .
Dòng chảy có bọt trắng thì chưa thích hợp .
8, Cảm biến nhiệt độ (Thermostart ) :
- Đo nhiệt độ của đối tượng và điều khiển máy nén theo nhiệt độ đã đặt .
- Cảm biến nhiệt kiểu áp kế → ga bão hòa bơm vào xemzow ( tương tự như van tiết lưu
tự động theo nhiệt ) → màng áp suất → tác động vào công tắc hành trình , tủ lạnh .
- Dùng sensor điện trở , mạch cầu → qua bộ khuếch đại tuyến tính .Gió đi là gió lạnh →

thu nhiệt → gió hơi → T
- Công tắc thủy ngân + bimetal ( lưỡng kim ).
Chương III : Các chu trình nhiệt của máy lạnh nén hơi .




Máy lạnh nén hơi thông dụng nhất → môi chất chuyển trạng thái :
Ở phần hạ áp → hơi
Ở phần cao áp → kỏng
- Phương trình 1 cấp nén ( đến -200C ) → thông dụng nhất gồm các loại :
* : -60C
** : -120C
*** : -180C
- 2 cấp nén đến -450C .
- Nhiều cấp nén .

§ 3.1 : Chu trình nén hơi 1 cấp .
1, Chu trình cacno ngược :

Qk ,Tk
2

3

Ngưng tụ
Máy dãn
nở

Máy nén

Bay hơi
4

1

Q0 ,T0

T ( nhiệt độ)

Tk

Đường bão hòa
hơi

K

Đường bão hòa khô

2

4

1

K [ kJ/kgK]
Entropy
5
6
Đồ thị T-S

→ chu trình kín liên tục :
1-2 nén đoạn nhiệt
2-3 ngưng tụ đẳng nhiệt
Chu trình lý tưởng , hiệu suất cao
3-4 giãn nở doạn nhiệt
4-1 bay hơi đẳng nhiệt




- Nhược điểm : Điểm 1 nằm trong vùng hơi ẩm → máy nén dễ hỏng do va đập thủy lực .
2, Chu trình khô :
Qk ,Tk
3

2

Ngưng tụ
Máy nén

Máy nén
Bay hơi

4

1

Q0 ,T0

T ( nhiệt độ)

K Điểm tới hạn

Đường
bão hòa
ẩm
3

2
2”

2’

4’

5

1

4

Đường bão hòa khô
S
[ kJ/kgK]

6

Entropy

1-2 : nén hơi đoạn nhiệt trong vùng hơi khô .
2-2’ : làm mát hơi quá nhiệt ở cuối tầm nén đến Tk .

2’-3 : ngưng tụ môi chất ở áp suất cao , nhiệt độ cao .
3-4 : tiết lưu chất lỏng khi nhiệt dộ cao , áp suất cao vuống nhiệt độ thấp , áp suất thấp .
4-1 : bay hơi chất lỏng đẳng nhiệt .
Đặc điểm : - 1 nằm trên đường bão hòa khô → môi chất chạy vào máy nén không có
chất lỏng → không bị va chạm thủy lực .
- Công của chu trình bão hòa khô lớn hơn chu trình Cacnô ngược .
3, Chu trình quá lạnh và quá nhiệt :
- Quá lạnh : giảm nhiệt độ ga lỏng trước khi vào tiết lưu vài độ ( từ 350C → 300C ) .
- Quá nhiệt : tăng nhiệt độ của môi chất sau khi bay hơi , trước khi vào máy nén cho bay
hơi hết các phần tử lỏng không cho vào máy nén .
4, Chu trình thực : khô + quá lạnh + quá nhiệt
5, Sự phụ thuộc năng suất lạnh vào Tk ,T0 ( nhiệt độ ngưng tụ và bay hơi )
Tk tăng → áp suất ngưng tụ cao → hiệu suất thấp ( do làm mát không đủ )




Tk giảm → áp suất thấp → Cấp lỏng thấp → Năng suất giảm .
→ Giữ Tk chuẩn .
T0 thấp → giàn lạnh quá lạnh → hiệu suất thấp .
T0 cao , tải của dàn bay hơi quá cao .
→ giữ T0 chuẩn .

§ 3.2 : Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp .

Từ (-35÷45)0C
- Khi hạ T0 xuống quá thấp cho 1 cấp nén thì hiệu suất lạnh rất bé .
1, Chu trình 2 cấp làm mát trung không hoàn toàn , 1 tiết lưu :
4
Ngưng tụ

5

Nén cao áp

Tiết lưu
3

QTG ( mát trung gian)
2

Nén hạ áp
6

1

Q0
T

2’
4

Tk

2

5
3
TG

T0

6

1
S

→ là chu trình đơn giản nhất về thết bị của 2 cấp nén .
- So với cấp nén 1 cấp công nén ít hơn .
2, Chu trình nén 2 cấp :
- Hai tiết lưu làm mát trung gian không hoàn toàn .
- Hai tiết lưu làm mát trung gian hoàn toàn .




§ 3.3 : Các loại máy lạnh khác .
1, Máy lạnh hấp thụ :
- Tận dụng các năng lượng thừa .
2, Máy lạnh tjectơ :
§ 3.4 :Nguyên lý cấu tạo của thiết bị lạnh thông dụng .
1, Tủ lạnh gia dụng :
Bay hơi
( giàn lạnh)

Ngưng tụ
( giàn nóng )
ống mao

Bầu lọc

đuôi chuột

Máy nén

- Ống mao thay cho tiết lưu .
- Bầu lọc → lọc bụi , bẩn , hơi nước .
- R12 – môi chất năng suất riêng bé .
- Máy nén kiểu kín ( mô tơ điện + máy nén ).
- Mô tơ điện 1 pha có cuộn khởi động ( + tụ khởi động )
- Tủ lạnh làm việc tốt nhất khi ga bay hơi trong giàn lạnh .
- Đuôi chuột để sửa chữa , nạp ga.
2, Máy lạnh có van tiết lưu :
- Công suất 250W ÷ 1kW
- Tiết lưu tự động ( có phản hồi ) → tạo nên chu trình với hiệu suất cao .
- MN
QN
→ Động cơ diện là động cơ 1 pha lồng sóc với những phương pháp
QL
hoạt động khác nhau .
- Hai quạt gió có tụ làm việc QN ,QL có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách biến đổi số
vòng dây . Máy nén không thay đổi dược tốc độ .
- QL chạy đầu tiên → QN → MN .




Dàn lỏng
ga lỏng , 350C
Quạt nóng

hỗ trợ t0
cho

Bình chứa
CA
300C

Máy nén

Bình
lọc
Quạt lạnh

Tiết lưu
Bình chứa hạ áp
ga lỏng

Dàn lạnh
bay hơi

Bầu cân
bằng nhiệt
3 , Trạm điều hòa không khí trung tâm ( trực tiếp ):
- Ngưng tụ - làm lạnh bằng nước , làm mát bằng tháp giải nhiệt .
- Trước và sau thiết bị có van chặn , dễ bị rò ga .
Nước nóng được làm mát bằng gió ,
, ngưng tụ bơm tuần hoàn lên .
Phần điện máy nén , QN ,QL : công suất lớn nhất là máy nén → QL → bơm nước →
QN ( 3 pha ) .
Máy nén điều khiển bởi Therniostat

Bơm nước bảo vệ bằng Rơle áp lực nước .
Thứ tự chạy QL → QN → Bơm nước → Máy nén , QL có thể chạy độc lập .
→ Các động cơ 3 pha không dược quay ngược chiều .




Thermostat

Quạt nóng

Rơle áp lực cao

có

Giàn lạnh
Nước nóng
ga

Van an toàn

QL
Ngưng tụ
nước
Rơle áp lực thấp
H 2O
Bầu lọc

Van chặn

Tháp giải nhiệt



Mắt ga


-

-

§ 3.5 : Các vấn đề về tự động hóa hệ thống lạnh .
Tự động hóa → vận hành với mục đích :
Hiệu quả lớn nhất
Tổn hao min
liên quan đén điều khiển dòng điện .
Khi cần Q0 lớn thì các động cơ đầy tải .
Khi cần Q0 bé thì các động cơ non tải .
Vậy tín hiệu nào để biết Q0 và phương pháp điều khiển các động cơ điện
Máy biến áp I0 = ? Iđm
Động cơ
Các phương pháp điều khiển Q0 → QN, QL , Bơm nước .
§ 3.6 : Các vấn đề tính toán hệ thống lạnh .
Cho Q0 – năng suất lạnh , và đối tượng làm lạnh là ( điều hòa không khí ) [ kW ,
Ton , BTU/h ] → Tính toán chọn máy nén , giàn bay hơi , gian ngưng tụ ( lựa chọn
phương pháp làm mát ) , thiết bị phụ .
Tính toán cung cấp điện , thiết kế phần điều khiển và bảo vệ các động cơ điện .

Bài tập dài :
-

Tình bày các phương pháp thay đổi Q0 , với từng phương pháp trình bày các thiết bị
cần gì .

Phần 2 : Phần điện trong hệ thống lạnh .
Chương IV : Các động cơ điện trong hệ thống lạnh .
§ 4.1 : Dại cương về loại động cơ điện .
1, Động cơ điệ một chiều :
- Đặc điểm :
- Phạm vi sử dụng .
- Công suất động cơ
- Phân biệt vành trượt – cổ góp → đổi chiều .
2, Động cơ đồng bộ :
- n = const khi f= const
- η DĐĐ > η KDDB nhưng cấu tạo
động cơ đồng bộ phức tạp .
3, Động cơ không đồng bộ :
- Cảm ứng .
- Động cơ không đồng bộ dùngcho máy
mômen cản tính lớn ( Mkdd max )
- Động cơ lồng sóc độ tin cậy tốt .

M

0

§ 4.2 : Động cơ lồng sóc 1 pha .
1, Động cơ vành chập :

nth
0.8

nđm

n


2p = 2
n0 = 3000v/p

Vành chập tạo từ trường quay .
Thay đổi chiều quay ?
Đặc điểm :
+ Đơn giản , hiệu suất thấp .
+ Imin bé → quá tải tốt .
+ Thường dùng cho cá hộ công suất bé ( P< 1kW )
→ Phạm vi sử dụng quạt gió công suất bé .
2, Động cơ có dây quấn khởi động :
-

U~

K

K- Công tắc tự động đóng cắt trong
quá trình khởi động .

S

l

Wkd
C
R

Mkd tương đối lớn .
K – đóng cắt theo I-RI ,W → công
tắc li tâm dùng nút ấn .

d

Wlv

Mlv không lớn :
- Dùng cho động cơ đủ lạnh gia dụng P <200W
- Rlv < Rkd .
- Đảo chiều quay : đảo thứ tự đầu cuối của một trong hai cuộnj dây .
3, Động cơ có tụ làm việc :
U~

l
Clv

Wkd ( phụ)
C

R

Wlv

S

S’

R’




-

Mlv lớn ( do Wlv ,Wph ) → hiệu suất động cơ cao hơn 2.
Mkd bé hơn so với 2 .
→ Dùng cho quạt 1 pha trong thiết bị lạnh
MC = f(n)
N = 0 → MC rất thấp
→ thay đổi tốc độ : bằng cách biến đổi U
Uply

Ung

Dùng :

•

•

•

U ng = U ph + U Q

L

UQ

Q

Cuộn kháng ( nhảy cấp )
Điều chỉnh góc pha ( vô cấp )
Thay đổi số vòng dây giữa cuộn khởi động và làm việc ( dùng cho quạt
bàn)
Wlv
Wphụ
C
3

2

1

0

4, Động cơ có tụ khởi động :
- Mkd lớn , Ckd – tụ hóa có trị số lớn ( 100µF ) .
- Mlv không lớn → dùng cho các máy nén của tụ lạnh gia dụng P <
bằng rơle dòng CĐ .
5, Động cơ có tụ làm việc và tụ khởi động :
K

Ckđ
Wphụ
Clv
Wlv

~



1
HP , khởi động
4


Mkđ lớn vì có Ckđ
Dùng cho công suất
Mlv lớn vì có Clv
P = 200W → vài nghàn W
→ Máy nén điều hòa công suất trung bình , rơle dòng điện cực đại không dùng cho
đóng cắt Ckđ vì I lớn dễ hàn dính → dùng rơle điện áp .

§ 4.3 : Động cơ lồng sóc 3 pha .
-

Độ tin cậy cao , M khởi động lớn .
M kd
=2
KMkđ =
M đm
M

KmớiMkđ = kđ = 2,2
M max
I
KI = kđ ( 4 ÷7,5 )
I đm
- Ba pha → việc đảo chiều quay dễ dàng .
Ở máy nén → bơm dầu không được phép quay ngược .
Ở bơm nước → đa phần dùng bơm li tâm → không dùng .
Ở quạt gió
→ Không cho phép quay ngược → cần có thiết bị bảo vệ chống đảo pha .
- Vấn đề khởi động các động cơ công suất lớn :phức tạp
+ Không được khởi động đồng thời .
+ Giảm công suất khởi động bằng khởi động Y/ , biến áp tự ngẫu , cuộn kháng góc
pha .
* Bảo vệ mất pha :
+ Lưới ( cầu chì )
Nguyên nhân
+ Tx của KĐT
→ Động cơ không khởi động được → I lớn : dùng bảo vệ nhiệt ( có trễ ) → chập
mạch → Inm cực lớn → bảo vệ từ ( tức thời ) .

V

Khi mất pha số chỉ Vôn met ≠ 0
-

Đang quay → vẫn quay nhưng
+ Bị quá tải nếu mang đầy tải .
+ Nếu non tải thì không sao .
- Có thể dùng rơle dòng chuyển đổi

Khi khởi động không dùng RI ; tuy nhuên bây giờ không dùng → dùng R điện áp .




RI

RI

* Động cơ 2 tốc độ : thay đổi số đôi cực
1 pha và 3 pha
→ thay đổi chiều dòng điện trong nửa bối dây
X2

τ

τ

τ

X1

A1

2p = 4

τ

A2

τ

X1

A1

τ

A2

τ

X2 A1

τ

X1

A2

X2

X

A

2p = 2 ( nối tiếp )
A

X2

B

A
X
2p =2 ( song song )

C
M = const

n




A

B

A

A

C

B

C

B

C

M

n
P = const

→ Xác định xem động cơ có một hay 2 tốc độ .
* Động cơ 1 pha :
R1

S1

S2

Cuộn Wlv có hai nửa tốc độ chậm
→ nối tiếp nhiệt độ nhanh →song

Wlv
R2

- Có 2 cuộn khởi động Wkđ1 – cho
Wkđ1

Wkđ2

tốc độ chậm , số vòng lớn ; Wkđ2 –

Wlv

cho tốc độ nhanh , số vòng bé .
C
Tụ làm việc và khởi động chung cho cả hai tốc độ .
→ vẽ sơ đồ khởi động của động cơ 1 pha 2 tốc độ cho phép dùng các thiết bị bảo vệ .

Chương V : Các thiết bị bảo vệ và điều khiển trong hệ thống lạnh .
§ 5.1 : Bảo vệ theo dòng điện .