Giáo trình kỹ thuật điện lạnh
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
Pdn
máy nén
dãn
Buồng
nở
4
lạnh
1
Q0
Nguyên lý máy lạnh nén khí ( khí không đổi pha – trạng thái )
T( nhiệt
độ)
Chu trình T-S
- Dùng cho máy lạnh nén khí
4, Dùng tiết lưu ( hiệu ứng Jin-Thompson )
2
1
→ Sử dụ3 thay cho máy
ng
Tn
dãn
T0 nở trong máy lạnh nén
hơi 4
S( entanpy
Giảm tiết diện
5, Dùng hiệu ứng điện nhiệt :
O2
1
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
1
-
Gas chuyển trạng thái từ dạng khí sang lỏng .
§ 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
sôi tới
hạn
Vùng hơi
Vùng hơi
ẩm
quá nhiệt
vùng
lỏng
rắ n
đường bão hòa
lỏng ( X=0 )
S
Vùng
lỏng
K
ngưn
Vùng hơi
g
quá ẩm
Vùng
hơi ẩm x=1
h
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
1 lb (pound) = 0,4536 kg
1 ton (uskg)= 2240 lb = 1010 kg
.
1ton (us short ) = 2000 lb = 907
-
Khối lượng :
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 :
- Công suất dòng nhiệt :
1KWh= 3600 kJ
1kGm/s = 9,81 N= 9.81 J/s
1kGn = 9,81 J
1HP= 745,5 N
1kcal = 4,187 kJ
1kcal/h = 1,163 N
1BTU= 1,055 kJ
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
4
Buồng
lạnh
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
Pittông trượt
Trục vít
Tua bin
-
máy
Đặc điểm
nén
Năng suất lưu lượng ( 0,5 ÷ 5000 )m3/h
rất bé, bé, trung
bình
Tỉ số nén cho 1 cấp
8 ÷ 12
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
( 200÷ 10000 )m3/h
,trung bình , lớn
≥ 10000 m3/h , trung
bình đến rất lớn
20
Xung động
Ít phụ thuộc
Tương đối ổn định
Không phụ thuộc
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
Hơi
vào
Van đóng
Xi lanh
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 * λ r * λ k
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 .
- λ r là tổn thất dorò rỉ môi chất từ khoang dẫn , hút do xecmăng , pittông
và các van .
- λ k là tổn thất khác .
K1
Vlt
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 )
Ns
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
ηi =
truyền động
điện
+ Công suất động cơ - điện :
Nđc = Kdt *Nll
;
Kdt=1,2 ÷ 1,0
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
Ngưng tụ
nhiệt tqn
tn=
Lạnh thường
NH3
-15
-10
+30
( 1 cấp nén )
Freon
-15
+15
+30
Điều tiết không
Freon
+3
+15
+35
khí
Lạnh đông
NH3
-10
-30
+35
( 2 cấp nén )
Freon
-35
-20
+30
Quá lạnh
nóng
Lạnh
Quá nóng ( nhiệt)
Quá
nhiệt tql
+ 25
+25
+30
+30
+25
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 .
(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
* S * Z * n * q0 ;
Q0 = λ *
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
H2O
+ Dễ bảo dưỡng , sửa chữa .
b, làm mát bằng nước và không khí :
- Đỡ tốn nước
→ tháp làm mát
- Hiệu quả cao
( tháp quá nhiệt )
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
( máy dẫn nở )
→ Pga
→ 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 1 ằng ngoài .
b
Dàn bay hơi
p1
p
0
Từ giàn
ngưng
Plx
Van tiết lưu tự động
căn bằng trong
p0
pk
2
3
4
4- lò xo
5- vật liệu chính
5
6
Vào máy nén
p0
1- màng mỏng
2- cửa van
3- phím lọc
6- căn bằng nhiệt
-
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
Máy nén
nở
Bay hơi
T ( nhiệt độ)
4
Tk
Đường bão
hòa
hơi
K
Đường bão hòa khô
2
4
5
1
Q0 ,T0
1
6
K [ kJ/kgK]
Entropy
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
T
Tk
Q0
4
2’
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
Bầ u
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
Bình chứa
CA
300C
hỗ trợ t0
cho
Máy nén
Bình
lọc
Tiết
lưu
Bình chứa hạ áp
ga lỏng
Quạt
lạnh
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
Nước nóng
ga
Giàn lạnh
Van an toàn
QL
Ngưng tụ
nước
Rơle áp lực thấp
H2O
Bầu lọc
Tháp giải nhiệt
Van chặn
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 I : Các động cơ điện trong hệ thống lạnh .
§ 1.1 : 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 .
§ 1.2 : Động cơ lồng sóc 1 pha .
1, Động cơ vành chập :
M
0
nth
0.8
nđm
n
- Xem thêm -