Xác định COP và đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của máy làm lạnh nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍMINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

XÁC ĐỊNH COP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY LÀM LẠNH NƯỚC
SVTH:

MSSV:

1. BÙI TRỌNG QUỐC

12147028

2. HUỲNH HỮU THỤY

12147256

3. HUỲNH ĐĂNG KHOA

12147016

4. SỬ HOÀI THANH

12147036

5. MAI NHẬT PHƯƠNG

12147025

6. TRẦN QUÁCH GIA HƯNG

13147026

7. ĐÀO MINH TUẤN

12147273

8. QUÁCH THÁI PHÚ

11947024

GVHD: ThS. LẠI HỒI NAM

Tp. Hờ Chí Minh, Tháng 7 năm 2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật nhiệt
Tên đề tài: XÁC ĐỊNH COP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY LÀM LẠNH NƯỚC
SVTH:

MSSV:

1. BÙI TRỌNG QUỐC

12147028

2. HUỲNH HỮU THỤY

12147256

3. HUỲNH ĐĂNG KHOA

12147016

4. SỬ HOÀI THANH

12147036

5. MAI NHẬT PHƯƠNG

12147025

6. TRẦN QUÁCH GIA HƯNG

13147026

7. ĐÀO MINH TUẤN

12147273

8. QUÁCH THÁI PHÚ

11947024

GVHD: ThS. LẠI HỒI NAM

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸTHUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



----***---TP. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 7 năm 2017

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên:
1. BÙI TRỌNG QUỐC

MSSV: 12147028

2. HUỲNH HỮU THỤY

MSSV: 12147256

3. HUỲNH ĐĂNG KHOA

MSSV: 12147016

4. TRẦN QUÁCH GIA HƯNG

MSSV: 13147026

5. MAI NHẬT PHƯƠNG

MSSV: 12147025

6. ĐÀO MINH TUẤN

MSSV: 12147273

7. QUÁCH THÁI PHÚ

MSSV: 11947024

8. SỬ HỒI THANH

MSSV: 12147036

Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật nhiệt

Mã ngành: 52510206

Hệ đào tạo: Đại trà

Mã hệ đào tạo:52510206D

Khóa: 2012-2016

Lớp: 121470A

1.Tên đề tài
XÁC ĐỊNH COP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA
MÁY LÀM LẠNH NƯỚC
2.Nhiệm vụ đề tài
Xây dựng mơ hình thực nghiệm ,bố trí thiết bị mơ hình.
Tính tốn chọn thiết bị, tính tốn các thông số cần thiết, xác định COP thông qua các
số liệu thực tế và lý thuyết.
Lập bảng số liệu, so sánh, đánh giá và nhận xét về hiệu quả sử dụng năng lượng của
máy làm lạnh nước thực nghiệm và tính tốn lý thuyết.
Đưa ra kết luận và những khuyến cáo với người sử dụng về cách sử dụng hiệu quả và
tiết kiệm năng lượng.

i


3.Sản phẩm của đề tài
Xây dựng thành cơng mơ hình thực nghiệm.
Các bảng đánh giá, biểu đồ so sánh về hiệu quả sử dụng năng lượng qua thực nghiệm
với tính toán lý thuyết.
4.Ngàygiao nhiệm vụ đồ án: 10 / 4 / 2017
5.Ngày hồn thành đồ án: 26/7/2017

TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Tên đề tài
XÁC ĐỊNH COP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA
MÁY LÀM LẠNH NƯỚC
Họ và tên:
1. BÙI TRỌNG QUỐC

MSSV: 12147028

2. HUỲNH HỮU THỤY

MSSV: 12147256

3. HUỲNH ĐĂNG KHOA

MSSV: 12147016

4. TRẦN QUÁCH GIA HƯNG

MSSV: 13147026

5. MAI NHẬT PHƯƠNG

MSSV: 12147025

6. ĐÀO MINH TUẤN

MSSV: 12147273

7. QUÁCH THÁI PHÚ

MSSV: 11947024

8. SỬ HỒI THANH

MSSV: 12147036

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật nhiệt
NHẬN XÉT:
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

iii

................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): ...........................................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): .............................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 thág 7 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

iv


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
1.Tên đề tài
XÁC ĐỊNH COP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA
MÁY LÀM LẠNH NƯỚC
Họ và tên:
1. BÙI RỌNG QUỐC

MSSV: 12147028

2. HUỲNH HỮU THỤY

MSSV: 12147256

3. HUỲNH ĐĂNG KHOA

MSSV: 12147016

4. TRẦN QUÁCH GIA HƯNG

MSSV: 13147026

5. MAI NHẬT PHƯƠNG

MSSV: 12147025

6. ĐÀO MINH TUẤN

MSSV: 12147273

7. QUÁCH THÁI PHÚ

MSSV: 11947024

8. SỬ HỒI THANH

MSSV: 12147036

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật nhiệt
NHẬN XÉT:

1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
v


................................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): ...........................................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): .............................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 thág 7 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

vi

LỜI CẢM ƠN


Để hoàn thành được báo cáo tốt nghiệp này,nhóm chúng em xin trân trọng cảm ơn
Thầy ThS. Lại Hoài Nam, Thầy đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ dạy tận tình và giúp đỡ nhiệt
tâm cho nhóm tụi em rất nhiều trong các công việc tiến hành làm đồ án để chúng em có
thể hồn thành đồ án được thành công tốt đẹp và đúng tiến độ theo đúng quy định của
khoa.
Nhóm chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Quý Thầy Cô trong bộ môn
Nhiệt Điện lạnh đã truyền đạt những kiến thức quý báu thật sự rất bổ ích,những kiến thức
chun mơn sâu sắc,những kỹ năng rất cần thiết của một người kỹ sư trong q trình học
tập sẽ giúp ích cho chúng em rất nhiều sau khi ra trường,giúp chúng em có một hành
trang tốt trong quá trình học bốn năm đại học tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
TP.HCM, để sau này ra trường tụi em có thể vững trãi tiến bước trên đường đời và công
việc sau này.
Và cuối cùng,để bài tỏ lòng biết ơn sâu sắc cũng như sự kính trọng chúng em một
lần nữa xin được gửi lời cảm ơn rất chân thành tới Qúy thầy giảng viên hướng dẫn đồ án
của chúng em là thầy ThS.Lại Hoài Nam và cũng như Quý Thầy Cô bộ môn.Chúng em
xin kính chúc Thầy và Q Thầy Cơ bộ mơn thật nhiềusức khỏe,thành công hơn nữa
trong sự nghiệp trồng người của mình và đặc biệt xin kính chúc Qúy Thầy, Qúy Cô sẽ
ngày càng thăng tiến hơn nữa.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

vii


TĨM TẮT
Trong suốt q trình phát triển của ngành lạnh, con người đã tạo nên những đột phá
trong kỹ thuật để mang lại những hệ thống có thể phục vụ trong mọi nhu cầu của con

người góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống.
Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích mà các hệ thống lạnh mang lại thì nó vẫn có một
số ảnh hưởng đến các vấn đề về tiêu thụ điện năng khi sử dụng máy điều hòa, máy lạnh.
Chúng em nhận thấy rằng với mơi trường khí hậu Việt Nam là điều kiện thuận lợi cho
chúng em thực hiện đồ án máy làm lạnh nước và xác định COP của hệ thống lạnh.
Mục đích của đồ án mà chúng em thực hiện nhằm giúp cho người sử dụng có thêm
phần nào hiểu biết về cách thức sử dụng điều hịa tại gia và bên cạnh đó giúp cho các
doanh nghiệp có thêm cơ sở để cải tiến sản phẩm của mình.
Như vậy hệ thống làm lạnh nước được ra đời. Dựa trên những tính tốn và thử
nghiệm thực tế, với đầy đủ số liệu chúng em đã thiết kế và chế tạo hệ thống làm lạnh
nước.

viii


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

TRANG

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp…………………………………………………………... i
Trang phiếu nhận xét của giáo viên hướng dẫn……………………………………..iii
Trang phiếu nhận xét của giáo viên phản biện……………………………………… v
Lời cảm ơn ................................................................................................................ vii
Tóm tắt ……………………………………………………………………………viii
Mục lục …………………………………………………………………………….ix
Danh mục các chữ viết tắt ......................................................................................... xii
Danh mục các bảng biểu .......................................................................................... xiii
Danh mục các hình ảnh, biểu đồ .............................................................................. xiv

Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 1
1.1. Lý do chọn đề tài. ............................................................................................. 1
1.2. Mục đích của đề tài. ......................................................................................... 1
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ................................................................. 1
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 1
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu. ................................................................................. 1
1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực. ..................................... 1
Chương 2. ĐẠI CƯƠNG VỀ NGÀNH KỸ THUẬT LẠNH ................................. 2
2.1. Lịch sử và quá trình phát triển của ngành kỹ thuật lạnh. ........................... 2
2.2. Sự ảnh hưởng của ngành kỹ thuật lạnh đến sự phát triển của khoa học và đời
sống. .......................................................................................................................... 3
2.2.1. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong bảo quản thực phẩm ............................ 3
2.2.2. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong công nghiệp. .......................................... 4
2.2.3. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong điều hòa khơng khí. ............................. 5
2.2.4. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong y tế. ........................................................ 6
ix


2.2.5. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong thể dục thể thao. ................................... 6
2.2.6. Một số ứng dụng khác.............................................................................. 6
Chương 3. TÍNH CHẤT CỦA CÁC LOẠI GAS LẠNH PHỔ BIẾN HIỆN NAY
..................................................................................................................................... 7
3.1. Các tính chất của Clorodifloromethane (CHF2Cl - R22)............................. 7
3.2. Các tính chất của Tetrafluoroethane (CH2F-CF3 – R134a). ........................ 8
3.3. Các tính chất của Carbon dioxide. ................................................................. 9
3.4. Các tính chất của R32.................................................................................... 10
3.5. Các tính chất của R404.................................................................................. 11
Chương 4. TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY LÀM LẠNH NƯỚC. 13
4.1. Yêu cầu thiết kế. ............................................................................................. 13
4.2. Tính tốn chu trình hệ thống làm lạnh nước. ............................................. 13

4.2.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống. ............................................................... 13
4.2.2. Tính tốn chu trình. ............................................................................... 13
4.3. Tính chọn thiết bị. .......................................................................................... 16
4.3.1. Tính chọn dàn ngưng. ............................................................................ 16
4.3.2. Tính chọn dàn lạnh. ............................................................................... 23
4.4. Bố trí thiết bị trên mơ hình. .......................................................................... 26
4.4.1. Liệt kê thiết bị trên mơ hình. ................................................................ 26
4.4.2. Bố trí thiết bị thực tế. ............................................................................. 26
Chương 5. VẬN HÀNH, THU THẬP DỮ LIỆU ................................................. 33
5.1. Quy trình vận hành ....................................................................................... 33
5.2. Thu thập dữ liệu............................................................................................. 34
Chương 6. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU. ................................................ 36

x


6.1.COP của hệ thống khi giảm nhiệt độ bồn nước từ 32 oc đến nhiệt độ set với
tải nhiệt tỏa có cơng suất 1kW. ............................................................................ 37
6.2.COP của hệ thống khi giảm nhiệt độ bồn nước từ 32 oc đến nhiệt độ set với
tải nhiệt tỏa có cơng suất 2kW. ............................................................................ 39
Chương 7. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ................................................................... 44
7.1. Kết luận........................................................................................................... 44
7.2. Kiến nghị......................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 45
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 46

xi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐHKK: Điều hịa khơng khí.

l: Công nén riêng kJ/kg

qk: Năng suất nhiệt thải, kJ/kg

η: Hiệu suất

ε: Hệ số làm lạnh

ξ: Chỉ số hoàn thiện, W/kPa

G: Lưu lượng, kg/s

ΔT: Nhiệt độ chênh lệch, K

Cpn: Nhiệt dung riêng của nước, kJ/kg.K

Δp: Tổn thất áp suất, Pa

d: Đường kính ống, mm

qv: Năng suất lạnh riêng thể tích, kJ/m3

t0: Nhiệt độ bay hơi, 0C
tk: Nhiệt độ ngưng tụ, 0C
tqn: Nhiệt độ quá nhiệt, 0C
tql: Nhiệt độ quá lạnh, 0C
tw: Nhiệt độ nhiệt kế ướt, 0C
Ne: Công suất điện, kW

q0: Năng suất lạnh riêng, kJ/kg
Q0: Năng suất lạnh, kW
p: Áp suất, Pa
t: Nhiệt độ, 0C
s: Entropy, kJ/kg.K
h: Entanpy, kJ/kg
v: Khối lượng thể tích, m3/kg
T: Nhiệt độ, K
μ: Độ nhớt động lực học, Ns/m2
ρ: Khối lượng riêng, kg/m3
λ: Hệ số dẫn nhiệt, W/mK
ω: Vận tốc, m/s
xii


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 4.1: Các thông số của chu trình lạnh một cấp
Bảng 4.2: Số liệu máy điều hịa chu trình một cấp.
Bảng 5.1: Bảng thơng số vận hành của hệ thống tại nhiệt tỏa ra trong bồn là 1kW.
Bảng 5.1: Bảng thông số vận hành của hệ thống tại nhiệt tỏa ra trong bồn là 2kW.

xiii


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 2.1: Mơ hình làm mát của người Ai Cập cổ được vẽ trên tường
Hình 2.2: Xe vận tải lạnh và kho bảo quản lạnh
Hình 2.3: Tủ lạnh gia đình
Hình 2.5: Quy trình sản xuất bia
Hình 2.7: Sân trượt băng nhân tạo.

Hình 3.2: Cấu tạo phân tử R22
Hình 3.3: Cấu tạo phân tử R134a.
Hình 3.4: Cấu tạo phân tử CO2
Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh
Hình 4.2: Chu trình lạnh một cấp.
Hình 4.4: Mơ hình thực tế.

xiv


1


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài.
Nhằm giúp sinh viên có thể xác định và so sánh hệ số COP giữa lý thuyết và thực tế
của hệ thống lạnh. Đồng thời đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của máy lạnh nhằm
đưa ra những khuyến cáo hữu ích cho người sử dụng không những giúp giảm chi phí điện
năng cho chính người dùng mà cịn góp phần giảm tải đỉnh của hệ thống điện.
Do những khó khăn khách quan nên nhóm thực hiện đề tài tiến hành đánh giá trên
thiết bị máy làm lạnh nước có chế độ hoạt động gần giống với máy lạnh. Từ đó đưa ra
những khuyến cáo cho người sử dụng máy lạnh.
1.2. Mục đích của đề tài.
Xác định COP và xác định hiệu quả sử dụng năng lượng của máy làm lạnh nước.
Đưa ra các khuyến cáo cho người sử dụng thiết bị lạnh nói chung và máy lạnh nói riêng
nhằm giảm chi phí năng lượng.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu.
Thiết bị làm lạnh nước
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu.

Thiết bị làm lạnh nước sử dụng môi chất R32
1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực.
Hiện nay những khuyến cáo về sử dụng máy lạnh chỉ nhằm đảm bảo tính an tồn và
độ bền cho máy. Chưa có những khuyến cáo và những đánh giá cụ thể bằng các thông số
hoạt động thực tế của máy, từ đó giúp người dùng có thể lựa chọn và đưa ra quyết định
sử dụng nhằm giảm chi phí năng lượng. Đề tài xác định COP và đánh giá hiệu quả sử
dụng năng lượng của máy làm lạnh nước sẽ giải quyết được vấn đề trên.

1


Chương 2. ĐẠI CƯƠNG VỀ NGÀNH KỸ THUẬT LẠNH
2.1. Lịch sử và quá trình phát triển của ngành kỹ thuật lạnh.
Từ xưa loài người đã biết sử dụng lạnh trong đời sống, để làm nguội 1 vật nóng
người ta đưa nó tiếp xúc với vật lạnh. Ở những nơi mùa đơng có băng tuyết, người ta sử
dụng băng tuyết để bảo quản lương thực, thực phẩm.
Các tranh vẽ trên tường trong các kim tự tháp Ai Cập cách đây khoảng 2500 năm đã
mơ tả cảnh nơ lệ quạt các bình gốm xốp cho nước bay hơi làm mát khơng khí.

hình
2.1: Mơ hình làm mát của người Ai Cập cổ được vẽ trên tường
Hay cách đây 2000 năm người Trung Quốc và Ấn Độ đã biết trộn muối vào nước để
tạo ra dung dich có nhiệt độ thấp.
Vào năm 1761 – 1764, giáo sư Black đã phát hiện ra nhiện ẩn hóa hơi và nhiệt ẩn
nóng chảy của vật chất khi biến đổi pha. Từ đó mà con người đã biết làm lạnh bằng cách
cho bay hơi chất lỏng ở áp suất thấp.
Năm 1834, J.Perkins (Anh) đăng ký bằng phát minh đầu tiên về máy lạnh nén hơi
với đầy đủ bốn thiết bị chính.

2

Năm 1874, với hàng loạt cải tiến của Linde. Đặc biệt việc sử dụng môi chất NH3cho
máy lạnh nén hơi, làm cho máy lạnh nén hơi được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và
công nghiệp.
Năm 1904, Molier xây dựng đồ thị i-s và lgp – h. Làm cơ sở cho việc nghiên cứu,
tính tốn thiết kế hệ thống lạnh.
Năm 1930, một sự kiện quan trọng nữa là việc sản xuất và ứng dụng các Freon ở
Mĩ. Đây là những mơi chất lạnh có nhiều tính chất như: khơngcháy, khơng nổ, khơng độc
hại, góp phần thúc đẩy kỹ thuật lạnh phát triển, nhất là kỹ thuật điều tiết khơng khí.
Ngày nay, kỹ thuật lạnh hiện đại đã tiến những bước rất xa, hiệu suất máy tăng lên
đáng kể, chi phí đầu tư và năng lượng cho một đơn vị lạnh giảm xuống rõ rệt. Mức độ tự
động hóa của các hệ thống lạnh, tuổi thọ và độ tin cậy tăng lên.

2.2. Sự ảnh hưởng của ngành kỹ thuật lạnh đến sự phát triển của khoa học và đời
sống.
Ngày nay việc ứng dụng các công nghệ kỹthuật lạnh vào cuộc sống của con người
đã trở thành phổ biến. Và hầu như đó là nhu cầu thiết yếu để giúp con người có thể tác
động đến mơi trường tạo ra những mơi trường có nhiệt độ và độ ẩm cần thiết cho nhu cầu
của mình. Vậy ngành kỹ thuật lạnh được ứng dụng vào các lĩnh vực sản xuất như thế
nào?
2.2.1. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong bảo quản thực phẩm
Ngày nay việc ứng dụng các công nghệ kỹthuật lạnh vào cuộc sống của con
người đã trở thành phổ biến. Và hầu như đó là nhu cầu thiết yếu để giúp con người
có thể tác động đến mơi trường tạo ra những mơi trường có nhiệt độ và độ ẩm cần
thiết cho nhu cầu của mình. Vậy ngành kỹ thuật lạnh được ứng dụng vào các lĩnh
vực sản xuất như thế nào?

3

Hình 2.2: Xe vận tải lạnh và kho bảo quản lạnh
Phương pháp bảo quản lạnh phù hợp với hầu hết các sản phẩm, khi bảo quản
lạnh các thuộc tính tự nhiên của thực phẩm như hương vị, màu sắc, các vi lượng và
dinh dưỡng trong thực phẩm được đảm bảo tối đa.
Hiện nay, ứng dụng lạnh trong bảo quản thực phẩm khơng cịn xa lạ trong đời
sống con người, các kho lạnh bảo quản, kho lạnh chế biến phân phối, các máy lạnh
thương nghiệp đến tủ lạnh gia đình, các nhà máy sản xuất nước đá, máy lạnh lắp
trên phương tiện vận tải… thực sự cần thiết, không thể thiếu trong đời sống và sản
xuất của con người.

Hình 2.3: Tủ lạnh gia đình
2.2.2. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong cơng nghiệp.
Ngày nay, ứng dụng kỹ thuật lạnh ngày càng rộng rãi trong nhiều ngành công
nghiệp khác nhau như công nghiệp sản xuất bia, nước ngọt, cơng nghiệp sản xuất
hóa chất, công nghiệp chế tạo …
4


Trong cơng nghiệp hóa chất người ta ứng dụng lạnh để tách các chất trong hỗn
hợp khí hoặc lỏng để sản xuất các sản phẩm cơng nghiệp, ví dụ như hóa lỏng khơng
khí để sản xuất các sản phẩm như oxi, nitơ.
Ứng dụng lạnh để điều khiển tốc độ phản ứng một số quy trình sản xuất phù
hợp với yêu cầu cơng nghệ ví dụ như làm lạnh và duy trì nhiệt độ dung dịch kiềm
100C cho quá trình sản xuất xà phòng … Kỹ thuật lạnh còn được ứng dụng để tạo
điều kiện thuận lợi trong quá trình vận chuyển bảo quản hóa chất.

Hình 2.5: Quy trình sản xuất bia
Trong công nghiệp sản xuất bia, nước ngọt người ta ứng dụng lạnh trong một
số khâu của công nghệ sản xuất ví dụ trong cơng nghiệp sản xuất bia người ta ứng

dụng lạnh để làm lạnh nhanh dịch đường ( 60C – 80C ) sau khi nấu. Duy trì nhiệt độ
trong quá trình lên men bia, (00C – 20C ) trong giai đoạn ủ bia, hóa lỏng CO2 để lưu
trữ phục vụ cho khâu chiết rót và đóng chai thành phẩm, bảo quản men giống.
2.2.3. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong điều hịa khơng khí.
Ngày nay kỹ thuật điều hịa được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống và trong
cơng nghiệp. Điều hịa khơng khí được sử dụng với hai mục đích là phục vụ cuộc
sống tiện nghi của con người và phục vụ các quá trình sản xuất.
Hiện nay các hệ thống điều hòa được sử dụng rất rộng rãi trong các hộ gia
đình, trong các cơng sở, cơ quan, xí nghiệp, khách sạn… nhằm phục vụ cuộc sống
5


tiện nghi của con người. Trong nhiều ngành công nghiệp như kỹ thuật điện tử, kỹ
thuật phim ảnh, quang học… với nhữngucầu nghiêm ngặt về thơng số của khơng
khí do đó, việc điều hịa khơng khí là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt
nhất.
2.2.4. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong y tế.
Trong y tế người ta ứng dụng lạnh rất đa dạng như để bảo quản máu, các bộ
phận cấy ghép, các loại thuốc, vacxin.
Trong phẩu thuật người ta ứng dụng lạnh để làm lạnh cục bộ tại nơi phẩu thuật
để gây tê, giảm đau… Nói chung, ứng dụng lạnh trong y tế ngày càng nhiều và đem
lại những hiệu quả hết sức to lớn trong sự phát triển của ngày y tế.
2.2.5. Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong thể dục thể thao.
Nhờ có kỹ thuật lạnh mà người ta có thể tạo ra sân băng, đường đua trượt băng
và trượt tuyết nhân tạo cho các vận động viên luyện tập hoặc cho các đai hội thể
thao ngay cả khi nhiệt độ khơng khí cao.

Hình 2.7: Sân trượt băng nhân tạo.
2.2.6. Một số ứng dụng khác.
Ứng dụng lạnh hóa lỏng oxy và hydro làm nhiên liệu cho tàu vũ trụ, làm mát

các động cơ, ứng dụng trong sấy lạnh, sấy thăng hoa, kết đơng nền móng trong xây
dựng, ứng dụng trong công nghệ siêu dẫn để tạo ra các nam châm cực lớn trong các
máy gia tốc của nhà máy điện nguyên tử, nhiệt hạch,…
6


Chương 3. TÍNH CHẤT CỦA CÁC LOẠI GAS LẠNH PHỔ BIẾN HIỆN NAY
3.1. Các tính chất của Clorodifloromethane (CHF2Cl - R22).

Hình 3.2: Cấu tạo phân tử R22
- Các tính chất về nhiệt động:
 Nhiệt độ sơi ở áp suất khí quyển thấp: p = 1 kgf/cm2 ; t = -40,8o C.
 Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ vừa phải: t = 40o C; p = 15 at.
 Nhiệt độ tới hạn tương đối cao: tth = 96o C; pth = 50,33 at.
 Nhiệt độ đông đặc điểm 3 pha thấp: tđđ = -160o C.
 Nhiệt ẩn hóa hơi tương đối lớn.
 Nhiệt dung riêng đẳng áp vừa phải.
 Độ nhớt rất nhỏ, nhỏ hơn khơng khí nên R22 có thể rị rỉ qua các khe hở mà khơng
khí khơng đi qua được, độ nhớt R22 lớn hơn nitơ một chút nên thử kín phải dùng nitơ
khơ.
- Các tính chất về sinh hóa:
 Khơng gây cháy.
 Khơng gây nổ tuy nhiên ở nhiệt độ t > 450oC R22 phân hủy thành các chất cực kỳ
độc hại như HCl, HF.
 Dầu bôi trơn chuyên dụng khối lượng riêng  của dầu nhỏ hơn khối lượng riêng
của lỏng R22.
 Không ăn mịn kim loại R22 là mơi chất bền vững về mặt hóa học.
7

 Khơng hịa tan được nước, lượng nước hịa tan tối đa là 0,0006% khối lượng, cho
phép làm việc là 0,0004% do đó có thể tách nước ra khỏi R22 bằng các chất hút ẩm thơng
dụng.
 Khi rị rỉ khó phát hiện vì R22 khơng màu, khơng mùi, khơng vị.
3.2. Các tính chất của Tetrafluoroethane (CH2F-CF3 – R134a).

Hình 3.3: Cấu tạo phân tử R134a.
- Các tính chất về nhiệt động:
 Nhiệt độ sơi ở áp suất khí quyển thấp: p = 1,013 bar; t = -26,2oC.
 Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ vừa phải: t = 40oC; p = 10,1761bar.
 Nhiệt độ tới hạn tương đối cao: tth = 101,15oC; pth = 40,46 bar.
 Nhiệt độ đông đặc điểm 3 pha thấp.
 Nhiệt ẩn hóa hơi tương đối lớn.
 Nhiệt dung riêng đẳng áp vừa phải.
 Độ nhớt rất nhỏ, nhỏ hơn khơng khí nên R134a có thể rị rỉ qua các khe hở mà
khơng khí khơng đi qua được, độ nhớt R134a lớn hơn nitơ một chút nên thử kín phải
dùng nitơ khơ.
-

Các tính chất về sinh hóa:

 Khơng gây cháy.
8