Giáo trình Lạnh cơ bản (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng) được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí đáp ứng cho hệ Trung cấp. Giáo trình kết cấu gồm 9 bài và chia thành 2 phần, phần 1 trình bày những nội dung về: tổng quan các loại máy lạnh thông dụng; máy nén lạnh; thiết bị ngưng tụ; thiết bị bay hơi;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TĐH GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: LẠNH CƠ BẢN NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH & ĐHKK TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành theo định số:…/ ngày … tháng năm … Hiệu trưởng Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Cùng với cơng đổi cơng nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc, kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ Việt Nam Tủ lạnh, máy lạnh thƣơng nghiệp, cơng nghiệp, điều hịa nhiệt đzộ trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Các hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí phục vụ đời sống sản xuất nhƣ: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rƣợu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ kinh tế, đời sống lên Giáo trình “Lạnh bản’’ đƣợc biên soạn dùng cho chƣơng trình dạy nghề KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ đáp ứng cho hệ Cao đẳng trung cấp Nội dung giáo trình cung cấp kiến thức sử dụng môi chất lạnh, chất tải lạnh, dầu lạnh, vật liệu cách nhiệt, hút ẩm, cung cấp kiến thức kết nối, lắp ráp, vận hành mơ hình hệ thống lạnh điển hình; Cung cấp kiến thức thử nghiệm thiết bị mơ hình hệ thống lạnh nhƣ máy nén, hệ thống máy lạnh, hệ thống điều hịa khơng khí một, nhiều dàn bay hơi, bơm nhiệt Hình thành rèn luyện kỹ gia công đƣờng ống dùng kỹ thuật máy lạnh điều hòa khơng khí, nhận biết, kiểm tra, đánh giá tình trạng thiết bị, phụ kiện hệ thống lạnh, lắp đặt, kết nối, vận hành thiết bị mô hình hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí có một, nhiều dàn bay hơi, bơm nhiệt Kỹ thử nghiệm máy nén, kết nối, lắp ráp, thử nghiệm mơ hình hệ thống máy lạnh, hệ thống điều hịa khơng khí một, nhiều dàn bay hơi, bơm nhiệt Cấu trúc giáo trình gồm thời gian 120 qui chuẩn Chắc chắn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp để giáo trình đƣợc chỉnh sửa ngày hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn! Ninh Bình, ngày tháng năm Tham gia biên soạn Chủ biên: Kỹ sƣ Phạm Tiến Dũng MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Các mô đun Thời gian (giờ) Kiểm tra BÀI TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY LẠNH THÔNG DỤNG Máy lạnh hấp thụ 1.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 1.2 Nguyên lý làm việc ứng dụng Máy lạnh nén 10 2.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 10 Các loại máy lạnh khác 11 3.1 Máy lạnh nén khí 11 3.2 Máy lạnh Ejecto 12 3.3 Máy lạnh nhiệt điện 13 BÀI 14 MÁY NÉN LẠNH 14 Máy nén piston 14 1.1 Định nghĩa phân loại 14 1.2 Các dạng cấu tạo máy nén Piston 14 1.3.1 Thân máy 19 1.3.2 Xi lanh: 20 1.3.3 Piston – xéc măng: 22 1.3.4 Tay biên: 23 1.3.5 Trục khuỷu: 23 1.3.6 Van hút – van đẩy: 24 1.3.7 Cơ cấu giảm tải khởi động (Van khởi động): 25 1.3.8 Cơ cấu bôi trơn máy nén: 26 1.3.9 Cụm bịt kín cổ trục máy nén: 27 1.3.10 Van an toàn máy nén: 27 Máy nén Roto 28 2.1 Định nghĩa phân loại 28 2.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 29 Máy nén trục vít 31 3.1 Định nghĩa phân loại 31 3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 31 Máy nén xoắn ốc 33 4.1 Định nghĩa phân loại 33 4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 33 BÀI 35 THIẾT BỊ NGƢNG TỤ 35 Vai trò phân loại 35 1.1 Vai trò 35 2.1 Bình ngƣng ống – vỏ: 36 2.2 Thiết bị ngƣng tụ kiểu phần tử kiểu ống lồng: 41 2.3 Thiết bị ngƣng tụ kiểu panen bản: 42 TBNT làm mát nƣớc khơng khí 43 3.1 Thiết bị ngƣng tụ kiểu bay (tháp ngƣng tụ): 43 3.2 Thiết bị ngƣng tụ kiểu tƣới: 45 TBNT làm mát khơng khí 46 4.1 Thiết bị ngƣng tụ làm mát khơng khí đối lƣu tự nhiên 46 4.2 Thiết bị ngƣng tụ làm mát khơng khí đối lƣu cƣỡng 47 BÀI 49 THIẾT BỊ BAY HƠI 49 1.Vai trò phân loại 49 TBBH làm lạnh chất lỏng 50 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 50 TBBH làm lạnh khơng khí 56 3.1 Cấu tao, nguyên lý hoạt động 56 3.2 Ứng dụng 58 BÀI 59 THIẾT BỊ TIẾT LƢU 59 Vai trò phân loại 59 2.Van tiết lƣu nhiệt cân 59 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 59 2.2.ứng dụng 60 3.Van tiết lƣu nhiệt cân 60 3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 60 3.2 Ứng dụng 62 BÀI 63 THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH 63 Tháp giải nhiệt 63 1.1 Cấu tạo 63 1.2 Nguyên lý làm việc 64 Các thiết bị phụ hệ thống lạnh 65 2.1 Bình tách dầu 65 2.2 Các loại bình chứa 69 3.Dụng cụ hệ thống lạnh 85 3.1.Van chặn: 85 3.2 Van chiều: 86 3.3 Van an toàn: 87 3.4 Van nạp ga: 88 BÀI 91 CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HOÁ HỆ THỐNG LẠNH 91 Rơ le hiệu áp suất dầu 91 1.1 Cấu tạo 91 1.2 Hoạt động 92 Rơ le áp suất thấp 93 2.1 Cấu tạo 93 2.2 Hoạt động 93 Rơ le áp suất cao 94 3.1 Cấu tạo 94 3.2 Hoạt động 95 Rơ le áp suất kép 96 4.1 Cấu tạo 96 4.2 Hoạt động 96 Các biến đổi nhiệt độ 97 Van điện từ 99 BÀI 102 KỸ THUẬT GIA CÔNG ĐƢỜNG ỐNG 102 1.Nong – loe ống 102 Uốn ống 105 Hàn ống 108 BÀI 111 KẾT NỐ MƠ HÌNH HỆ THỐNG MÁY LẠNH 111 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 111 Kết nối mơ hình hệ thống lạnh 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 MÔ ĐUN: LẠNH CƠ BẢN Mã mơ đun: MĐ 22 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun đƣợc bố trí sau học xong môn kỹ thuật sở, kỹ thuật đo lƣờng điện lạnh, mô đun điện mô đun nguội, hàn, gị; - Tính chất: Là mơ đun chun mơn Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức: Trình bày đƣợc vai trò, cấu tạo, nguyên lý hoạt động vị trí lắp đặt thiết bị phụ hệ thống lạnh nén hơi; - Kỹ năng: + Nhận biết, kiểm tra, đánh giá tình trạng thiết bị, phụ kiện hệ thống lạnh; + Bảo dƣỡng, sửa chữa đƣợc thiết bị lạnh + Gia công đƣợc đƣờng ống dùng kỹ thuật lạnh, + Lắp đặt, kết nối, vận hành thiết bị mơ hình hệ thống lạnh điển hình; - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Cẩn thận, xác, an toàn cho ngƣời thiết bị Nội dung mô đun: Số TT Các mô đun Bài Tổng quan loại máy lạnh thông dụng Máy lạnh hấp thụ: 1.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 1.2 Nguyên lý làm việc ứng dụng Máy lạnh nén hơi: 2.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 2.2 Nguyên lý làm việc ứng dụng Các loại máy lạnh khác: 3.1 Máy lạnh nén khí 3.2 Máy lạnh Ejecto 3.3 Máy lạnh nhiệt điện Thời gian (giờ) Thực hành, Tổng Lý thí Kiể số thuy nghiệm m ết , thảo tra luận, tập 1 1 1 Bài Máy nén lạnh Máy nén piston: 1.1 Định nghĩa phân loại 1.2 Các dạng cấu tạo máy nén Piston 1.3 Các chi tiết máy nén piston Máy nén Roto: 2.1 Định nghĩa phân loại 2.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc Máy nén trục vít: 3.1 Định nghĩa phân loại 3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc Máy nén xoắn ốc (Scroll): 4.1 Định nghĩa phân loại 4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc Kiểm tra: Bài Thiết bị ngƣng tụ Vai trò phận loại TBNT làm mát nƣớc 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2.2 Ứng dụng TBNT làm mát nƣớc khơng khí 3.1 Cấu tạo, ngun lý hoạt động 3.2 Ứng dụng TBNT làm mát khơng khí 4.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 4.2 Ứng dụng Bài Thiết bị bay Vai trò phân loại TBBH làm lạnh chất lỏng 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2.2 Ứng dụng TBBH làm lạnh khơng khí 3.1 Cấu tạo, ngun lý hoạt động 3.2 Ứng dụng Bài Thiết bị tiết lƣu Vai trò phân loại Van tiết lƣu nhiệt cân 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2.2 Ứng dụng Van tiết lƣu nhiệt cân 3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 3.2 Ứng dụng 28 18 16 12 0.5 3.5 2 1 1 12 3 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 2.5 0.5 1.5 1 0.5 2.5 0.5 1.5 1 1 1 1 Bài Thiết bị phụ hệ thống lạnh Tháp giải nhiệt 1.1 Cấu tạo 1.2 Nguyên lý làm việc Các thiết bị phụ hệ thống lạnh 2.1 Bình tách dầu 2.2 Các loại bình chứa 2.3 Bình tách lỏng 2.4 Bình trung gian 2.5 Bình tách khí không ngƣng 2.6 Thiết bị lạnh 2.7 Thiết bị hồi nhiệt 2.8 Phin lọc phin sấy 2.9 Bơm – quạt – đƣờng ống Dụng cụ hệ thống lạnh Kiểm tra: Bài Các thiết bị tự động hóa hệ thống lạnh Rơ le hiệu áp suất dầu 1.1 Cấu tạo 1.2 Hoạt động Rơ le áp suất thấp 2.1 Cấu tạo 2.2 Hoạt động Rơ le áp suất cao 3.1 Cấu tạo 3.2 Hoạt động Rơ le áp suất kép 4.1 Cấu tạo 4.2 Hoạt động Các biến đổi nhiệt độ 5.1 Cấu tạo 5.2 Hoạt động Van điện từ 6.1 Cấu tạo 6.2 Hoạt động Kiểm tra: 16 10 2 1 1.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 2 1 Bài Kỹ thuật gia công đƣờng ống 28 23 Nong - loe ống 8.5 0.5 1.1 Kỹ thuật 1.2 Thực hành Uốn ống 4.5 0.5 2.1 Kỹ thuật 2.2 Thực hành Hàn ống 12 11 3.1 Kỹ thuật 3.2 Thực hành 11 Kiểm tra: 3 Bài Kết nối mơ hình hệ thống máy 24 17 lạnh Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 2 1.1 Sơ đồ nguyên lý 1.2 Hoạt động Kết nối mơ hình hệ thống lạnh 10 2.1 Kết nối hệ thống lạnh 2.2 Kiểm tra hệ thống Hút chân không, nạp gas – chạy thử 10 Kiểm tra 2 Cộng 120 40 69 11 BÀI TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY LẠNH THÔNG DỤNG Mã bài: MĐ 22.01 Giới thiệu: Ở giới thiệu khái quát cho loại máy lạnh đƣợc sử dụng thực tiễn sản xuất nhƣ đời sống để có đƣợc tranh chung loại máy lạnh nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí; đồng thời xác định đƣợc ứng dụng thực tiễn máy lạnh nén máy lạnh chủ yếu nghiên cứu tính đa dạng tiện ích Mục tiêu: Trình bày đƣợc kiến thức loại máy lạnh thơng dụng có ý nghĩa thực tế đƣợc ứng dụng rộng rãi sản xuất đời sống Nhận dạng đƣợc loại máy lạnh, thiết bị máy lạnh nén hệ thống lạnh thực tế; Rèn luyện kỹ quan sát, ham học, ham hiểu biết, tƣ logic, kỷ luật học tập Nội dung chính: Máy lạnh hấp thụ 1.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 1.1.1 Định nghĩa: Máy lạnh hấp thụ máy lạnh sử dụng lƣợng dạng nhiệt để làm việc Nó có phận ngƣng tụ, tiết lƣu, bay nhƣ máy lạnh nén Riêng máy Hình 3.8 Thiết bị ngưng tụ kiểu bay (Tháp ngưng tụ) 1: Ống TĐN 8: Ống cân 2: Dàn phun nước 9: đồng hồ áp suất 3: Lồng quạt 10: Ống lỏng 4: Motor quạt 11: Bơm nước 5: Bộ chắn nước 12: Máng hứng nước 6: Ống gas vào 13:Xả đáy bể nước 7: Ống góp 14: xả tràn Dàn ngƣng gồm cụm ống trao đổi nhiệt ống thép áp lực C20 Kích cỡ ống thƣờng đƣợc sử dụng Φ38 x 3,5; Φ49 x 3,5 Φ57 x 3,5 Toàn cụm ống đƣợc đặt khung thép U vững chắc, phía dƣới bể nƣớc tuần hồn để giải nhiệt, phía dàn phun nƣớc, chắn nƣớc quạt hút gió Để chống ăn mịn, ống trao đổi nhiệt đƣợc nhúng kẽm nóng bề mặt bên ngồi *Ngun lý làm việc: Hơi mơi chất vào ống góp phía vào dàn ống trao đổi nhiệt ngƣng tụ chảy bình chứa cao áp phía dƣới Thiết bị làm mát nhờ hệ thống phun nƣớc từ vòi phun đƣợc phân bố phía cụm ống trao đổi nhiệt Nƣớc sau trao đổi nhiệt với môi chất lạnh, nóng lên đƣợc giải nhiệt nhờ khơng khí chuyển động ngƣợc lại từ dƣới lên, nhiệt độ nƣớc hầu nhƣ không đổi Năng suất nhiệt riêng dàn ngƣng kiểu tƣới không cao lắm, khoảng 1900 – 2300 W/m2, hệ số truyền nhiệt k = 450 – 600W/m2K Trong trình sử dụng cần lƣu ý, mũi phun có kích thƣớc nhỏ nên dễ bị tắc bẩn Khi số mũi bị tắc số vùng cụm ống trao đổi nhiệt không đƣợc làm mát tốt, hiệu trao đổi nhiệt giảm rỏ rệt, áp suất ngƣng tụ lớn bất thƣờng Vì phải luôn kiểm tra, vệ sinh thay vịi phun bị hỏng Cũng nhƣ bình ngƣng, mặt cụm ống trao đổi nhiệt sau thời gian làm việc có tƣợng bám bẩn, ăn mòn nên phải định kỳ vệ sinh sửa chữa thay * Ƣu điểm nhƣợc điểm: - Ƣu điểm: 44 + Cơng suất thiết kế đạt lớn mà không bị hạn chế, Cơng suất đạt 600 – 1000kW; Hiện nhiều xí nghiệp chế biến thuỷ sản sử dụng; + Ít tiêu tốn nƣớc + Các dàn ống kích cỡ nhỏ nên làm việc an toàn + Dễ dàng chế tạo, vận hành sửa chữa - Nhƣợc điểm: + Tiêu hao vật liệu chế tạo lớn suất lạnh riêng thể tích lớn; + Nhiệt độ ngƣng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trƣờng bên ngồi; + Chỉ thích hợp lắp đặt ngồi trời vị trí tách biệt hẳn với cơng trình 3.2 Thiết bị ngƣng tụ kiểu tƣới: * Cấu tạo: Hình 3.9 Dàn ngưng kiểu tưới – Máng phân phối nước; – Xả tràn; – Đầu hút bơm; – Nước tuần hoàn;5 – Đường xả dầu; – Đường cân hơi; – Đường xả khí khơng ngưng; – Thùng phân phối nước; – Nước bổ xung Dàn gồm cụm ống trao đổi nhiệt ống thép nhúng kẽm nóng để trần, khơng có vỏ bao che, có nhiều ống góp hai đầu Phía dàn máng phân phối nƣớc dàn ống phun, phun nƣớc xuống Dàn ống thƣờng đƣợc đặt phía bể chứa nƣớc Nƣớc đƣợc bơm từ bể lên máng phân phối nƣớc Máng phân phối nƣớc đƣợc làm thép có đục nhiều lổ có dạng cƣa Nƣớc chảy tự theo lổ xối lên dàn ống trao đổi nhiệt Nƣớc sau trao đổi nhiệt đƣợc khơng khí đối lƣu tự nhiên giải nhiệt trực tiếp dàn Để tăng cƣờng giải nhiệt cho nƣớc nắp bể ngƣời ta đặt lƣới tre đan 45 * Nguyên lý làm việc: Trong thiết bị kiểu nƣớc làm mát đƣợc xối tƣới lên bề mặt ngồi ống dẫn mơi chất chảy thành màng bên ống nhận nhiệt truyền từ ống Nƣớc từ thiết bị cấp nƣớc chảy xuống thành màng bao quanh ống, nhận nhiệt nóng lên bay phần vào khơng khí Nƣớc nóng rơi xuống máng hứng đƣợc tháo bớt để bổ sung nƣớc vào, hạ nhiệt độ nƣớc trƣớc đƣợc bơm trở lại để tiếp tục thực trình làm mát * Ƣu nhƣợc điểm phạm vi ứng dụng: - Hiện tƣợng bám bẩn ăn mòn bề mặt - Cặn bẩn đọng lại bể hứng nƣớc cần phải xả bỏ vệ sinh bể thƣờng xuyên - Các lổ phun bị tắc bẩn cần phải kiểm tra vệ sinh - Nhiệt độ nƣớc bể tăng cao, ảnh hƣởng đến trình trao đổi nhiệt, nên ln ln xả bỏ phần bổ sung nƣớc lạnh + Ƣu điểm loại thiết bị đơn giản chắn, dễ chế tạo, có khả sử dụng nƣớc bẩn bề mặt ngồi ống tƣơng đối dễ làm sạch, thích hợp cho nhƣng nơi có nguồn nƣớc chất lƣợng kém, điều kiện gia cơng khí hạn chế, + Lƣợng nƣớc bổ sung không nhiều 30% lƣợng nƣớc tuần hoàn + Thiết bị đặt trời nên tiết kiệm đƣợc diện tích nhà xƣởng + Tuy nhiên nhƣợc điểm có hình dáng bên ngồi cồng kềnh, độ ăn mịn thiết bị cao TBNT làm mát khơng khí 4.1 Thiết bị ngƣng tụ làm mát khơng khí đối lƣu tự nhiên Thiết bị ngƣng tụ làm mát khơng khí hay cịn gọi dàn ngƣng tụ: mơi chất ống xoắn tỏa nhiệt cho khơng khí bên ngồi ống để ngƣng tụ thành lỏng Sự chuyển động khơng khí tự (đối lƣu tự nhiên); Thiết bị ngƣng tụ kiểu thƣờng đƣợc sử dụng cho loại máy lạnh gia đình hệ thống lạnh thƣơng nghiệp cỡ nhỏ; Có cấu tạo đa dạng bao gồm: dạng ống xoắn có cánh sợi thép hàn vng góc với ống xoắn Mơi chất chuyển động bên ống trao đổi nhiệt với khơng khí bên ngồi Kiểu có hiệu khơng cao sử dụng cho tủ lạnh gia đình + Dạng tấm: gồm kim loại sử dụng làm cánh tản nhiệt, có hàn đính ống xoắn đồng + Dạng panel: Nó gồm 02 nhơm dày khoảng 1,5mm, đƣợc tạo rãnh cho mơi chất tuần hồn Khi chế tạo, ngƣời ta cán nóng hai với nhau, , ngƣời ta bôi môi chất đặc biệt để 02 khơng dính vào nhau, sau thổi nƣớc khơng khí áp lực cao (khoảng 40÷100 bar) khuôn đặc biệt, hai phồng lên thành rãnh cho mơi chất tuần hồn Hệ số truyền nhiệt dàn ngƣng khơng khí đối lƣu tự nhiên k = - 7W/m2K 46 Hình 3.10 Dàn ngưng tụ làm mát khơng khí đối lưu tự nhiên * Ƣu nhƣợc điểm: - Hệ thống sử dụng dàn ngƣng khơng khí có trang thiết bị đơn giản dễ sử dụng - So với thiết bị ngƣng tụ giải nhiệt nƣớc, dàn ngƣng không khí hƣ hỏng bị ăn mịn - Mật độ dòng nhiệt thấp, nên kết cấu cồng kềnh thích hợp cho hệ thống cơng suất nhỏ trung bình - Hiệu giải nhiệt phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu Những ngày nhiệt độ cao áp suất ngƣng tụ lên cao; 4.2 Thiết bị ngƣng tụ làm mát khơng khí đối lƣu cƣỡng Sử dụng rộng rãi cho hệ thống lạnh đời sống nhƣ công nghiệp Cấu tạo gồm dàn ống trao đổi nhiệt ống thép ống đồng có cánh nhơm cánh sắt bên ngoài, bƣớc cánh nằm khoảng 10mm Khơng khí đƣợc quạt thổi, chuyển động bên ngồi ngang qua chùm ống với tốc độ lớn Quạt dàn ngƣng quạt hƣớng trục Mật độ dòng nhiệt dàn ngƣng khơng khí đạt khoảng 180 - 340 W/m2, hệ số truyền nhiệt k = 30 -35 W/m2K, hiệu nhiệt độ ∆t = - 80C Trong trình sử dụng cần lƣu ý: dàn ngƣng khơng khí thƣờng bụi bám bẩn, giảm hiệu trao đổi nhiệt nên thƣờng xuyên vệ sinh nƣớc chổi Khi khí không ngƣng lọt vào hệ thống làm cho nhiệt độ ngƣng tụ tăng cao, cần che chắn cho dàn ngƣng, tránh đặt vị trí chịu nhiều lƣợng xạ mặt trời ảnh hƣởng đến trình trao đổi nhiệt * Ưu điểm: - Không sử dụng nƣớc phí vận hành giảm Điều phù hợp nơi thiếu nƣớc nhƣ khu vực thành phố khu dân cƣ đông đúc - Không sử dụng hệ thống bơm, tháp giải nhiệt, vừa tốn lại gây ẩm ƣớt khu vực nhà xƣởng Dàn ngƣng khơng khí gây ảnh hƣởng đến xung quanh lắp đặt nhiều vị trí cơng trình nhƣ treo tƣờng, đặt nhà vv * Nhược điểm: - Mật độ dòng nhiệt thấp, nên kết cấu cồng kềnh thích hợp cho hệ thống cơng suất nhỏ trung bình 47 - Hiệu giải nhiệt phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu Những ngày nhiệt độ cao áp suất ngƣng tụ lên cao; Ví dụ, hệ thống sử dụng R22, miền Trung, ngày hè nhiệt độ khơng khí ngồi trời đạt 400C, tƣơng ứng nhiệt độ ngƣng tụ đạt 480C, áp suất ngƣng tụ tƣơng ứng 18,5 bar, giá trị đặt rơ le áp suất cao Nếu ngày khơng có biện pháp đặc biệt hệ thống khơng thể hoạt động đƣợc rơ le HP tác động Đối với dàn ngƣng trao đổi nhiệt đối lƣu tự nhiên hiệu thấp 48 BÀI THIẾT BỊ BAY HƠI Mã bài: MĐ 22.04 Giới thiệu: Ở giới thiệu khái quát cho thiết bị bay có nhiệm vụ hố gas bão hồ ẩm sau tiết lƣu đồng thời làm lạnh môi trƣờng cần làm lạnh Nhƣ với thiết bị ngƣng tụ, máy nén thiết bị tiết lƣu, thiết bị bay thiết bị quan trọng thiếu đƣợc hệ thống lạnh Quá trình làm việc thiết bị bay ảnh hƣởng đến thời gian hiệu làm lạnh Đó mục đích hệ thống lạnh Vì vậy, dù tồn trang thiết bị hệ thống tốt đến đâu nhƣng thiết bị bay làm việc hiệu tất trở nên vơ ích Khi q trình trao đổi nhiệt thiết bị bay thời gian làm lạnh tăng, nhiệt độ phịng lạnh khơng đảm bảo u cầu, số trƣờng hợp không bay hết lỏng dàn lạnh dẫn tới máy nén hút ẩm gây ngập lỏng Ngƣợc lại, thiết kế lớn so với yêu cầu, chi phí đầu tƣ cao đồng thời cịn làm cho độ nhiệt thiết bị lớn Khi độ q nhiệt lớn thiết bị bay có diện tích q lớn nhiệt độ cuối q trình nén cao, tăng công suất nén Lựa chọn thiết bị bay dựa nhiều yếu tố nhƣ hiệu làm việc, đặc điểm tính chất sản phẩm cần làm lạnh Mục tiêu: Phân tích đƣợc vị trí, vai trị thiết bị bay hệ thống lạnh; Trình bày đƣợc cấu tạo, nguyên lý làm việc loại thiết bị bay ứng dụng chúng; Phân biệt đƣợc thiết bị bay dùng cho môi chất khác nhau, nhận dạng đƣợc đầu vào, đầu môi chất, chất tải lạnh thiết bị bay hơi; Vệ sinh đƣợc số thiết bị bay Rèn luyện kỹ quan sát, thực hành, ham học, ham hiểu biết, tƣ logic, kỷ luật học tập Nội dung chính: 1.Vai trị phân loại *Vai trị: Thiết bị bay có nhiệm vụ hố gas bão hoà ẩm sau tiết lƣu đồng thời làm lạnh môi trƣờng cần làm lạnh Nhƣ với thiết bị ngƣng tụ, máy nén thiết bị tiết lƣu, thiết bị bay thiết bị quan trọng thiếu đƣợc hệ thống lạnh Quá trình làm việc thiết bị bay ảnh hƣởng đến thời gian hiệu làm lạnh Đó mục đích hệ thống lạnh Vì vậy, dù tồn trang thiết bị hệ thống tốt đến đâu nhƣng thiết bị bay làm việc hiệu tất trở nên vơ ích Khi q trình trao đổi nhiệt thiết bị bay thời gian làm lạnh tăng, nhiệt độ phịng khơng đảm bảo u cầu, số trƣờng hợp không bay hết 49 lỏng dàn lạnh dẫn tới máy nén hút ẩm gây ngập lỏng Ngƣợc lại, thiết bị bay có diện tích q lớn so với u cầu, chi phí đầu tƣ cao đồng thời làm cho độ nhiệt thiết bị lớn Khi độ nhiệt lớn nhiệt độ cuối q trình nén cao, tăng cơng suất nén Lựa chọn thiết bị bay dựa nhiều yếu tố nhƣ hiệu làm việc, đặc điểm tính chất sản phẩm cần làm lạnh *Phân loại: Thiết bị bay sử dụng hệ thống lạnh đa dạng Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng khác mà nên chọn loại dàn cho thích hợp Có nhiều cách phân loại thiết bị bay - Theo môi trƣờng cần làm lạnh: + Bình bay hơi, đƣợc sử dụng để làm lạnh chất lỏng nhƣ nƣớc, nƣớc muối, glycol vv + Dàn lạnh khơng khí, đƣợc sử dụng để làm lạnh khơng khí + Dàn lạnh kiểu tấm, sử dụng làm lạnh khơng khí, chất lỏng sản phẩm dạng đặc Ví dụ nhƣ lắc tủ đông tiếp xúc, trống làm đá tủ đá vảy vv… + Dàn làm lạnh chất lỏng: dàn lạnh xƣơng cá, panen hệ thống lạnh máy đá - Theo mức độ chứa dịch dàn lạnh: Dàn lạnh kiểu ngập lỏng không ngập lỏng Ngồi ngƣời ta cịn phân loại theo tính chất kín hở mơi trƣờng làm lạnh TBBH làm lạnh chất lỏng 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2.1.1 Bình bay ống - vỏ kiểu ngập: a Cấu tạo: Bình bay làm lạnh chất lỏng có cấu tạo tƣơng tự bình ngƣng tụ ống chùm nằm ngang Có thể phân bình bay làm lạnh chất lỏng thành 02 loại: + Bình bay hệ thống NH3: Đặc điểm bình bay kiểu mơi chất lạnh bay bên ngồi ống trao đổi nhiệt, tức khoảng không gian ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động bên ống trao đổi nhiệt + Bình bay frêơn: Bình bay frêơn ngƣợc lại mơi chất lạnh sơi bên ngồi ống trao đổi nhiệt, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động dích dắc bên bên ống trao đổi nhiệt * Bình bay NH3: Trên hình 5.1 trình bày bình bay NH3 Bình sử dụng ống trao đổi nhiệt thép áp lực trơn C20 đƣờng kính Φ38x3, Φ51x3,5 Φ57x3,5 50 Hình 4.1 Bình bay NH3 1: Nắp bình; 2: Thân bình 7: Ống lỏng ra, 8: Ống lỏng vào 3: Tách lỏng, 4: Ống NH3 9: Chân bình, 10: Rốn bình 5: Tấm chắn lỏng, 6: Ống TĐN 11: Ống nối van phao Các chùm ống đƣợc bố trí so le, cách nằm đỉnh tam giác đều, mật độ tƣơng đối dày để giảm kích thƣớc bình, đồng thời giảm dung tích chứa NH3 Thân nắp bình thép CT3 Để bình có hình dáng đẹp, hợp lý tỷ số chiều dài đƣờng kính cần trì khoảng L/D = 5/8 Các mặt sàng thƣờng đƣợc làm thép cácbon thép hợp kim có độ dày lớn 20- 30mm Ống đƣợc núc chặt vào mặt sàng hàn Khoảng hở cần thiết nhỏ ống mặt thân bình 15 - 20mm Phía dƣới bình có rốn để thu hồi dầu, từ dầu đƣợc đƣa bình thu hồi dầu b Nguyên lý hoạt động: Môi chất đƣợc tiết lƣu vào bình từ phía dƣới, sau trao đổi nhiệt đƣợc hút máy từ bình tách lỏng gắn phía bình bay Đối với bình cơng suất lớn, lỏng đƣợc đƣa vào ống góp đƣa vào số ống nhánh dẫn vào bình, phân bố theo chiều dài Hơi bình đƣợc dẫn từ nhiều ống phân bố không gian Bình bay có trang bị van phao khống chế mức lỏng tránh hút ẩm máy nén Van phao tác động đóng van điện từ cấp dịch mức dịch vƣợt mức cho phép Trƣờng hợp muốn khống chế mức dịch dƣới dùng thêm van phao thứ tác động mở van điện từ cấp dịch lƣƣọng dịch thấp Các nắp bình có vách phân dịng để chất tải lạnh chuyển động nhiều lần bình, tăng thời gian làm lạnh tốc độ chuyển động nhằm nâng cao hiệu trao đổi nhiệt Cƣờng độ trao đổi nhiệt thiết bị phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ chế độ nhiệt, tốc độ chuyển động, nhiệt độ chất vật lý chất lỏng ống; Chất lỏng thƣờng đƣợc làm lạnh nƣớc, glycol, muối NaCl CaCl2 Khi làm lạnh muối NaCl CaCl2 thiết bị chịu ăn mịn đặc biệt để lọt khí vào bên nên thực tế sử dụng Trƣờng hợp nên sử dụng dàn lạnh kiểu hở bị hƣ hỏng dễ sửa chữa thay Để làm lạnh nƣớc glycol 51 ngƣời ta thƣờng sử dụng bình bay frêơn; Ƣu điểm bình bay chất tải lạnh tuần hồn hệ thống kín khơng lọt khơng khí vào bên nên giảm ăn mịn * Bình bay frêơn: Trên hình 4.2 giới thiệu 02 loại bình bay khác loại mơi chất sơi ngồi ống bên ống trao đổi nhiệt Bình bay frêơn mơi chất sôi ống thƣờng đƣợc sử dụng để làm lạnh mơi chất có nhiệt độ đóng băng cao nhƣ nƣớc hệ thống điều hoà water chiller Hình 4.2 Bình bay mơi chất freon a) Mơi chất sơi ngồi ống: - Ống phân phối lỏng; 2, - Chất tải lạnh vào, ra;4 - Van an toàn; - Hơi ra; - Áp kế; - Ống thủy; b) Môi chất sôi ống (dạng chữ U) c) Tiết diện ống có cánh gồm hai lớp: lớp đồng Niken, nhôm 2.1.2 Thiết bị bay ống – vỏ kiểu mơi chất sơi ống kênh: Ngồi TBBH kiểu ống chùm chữ U, thiết bị bay loại kiểu bình bay ống chùm đứng TBBH kiểu Hiện TBBH ống – vỏ loại đƣợc sử dụng rộng rãi hệ thống làm lạnh chất lỏng vịng tuần hồn kín chất lỏng chuyển động phía ngồi ống nên loại trừ đƣợc cố nƣớc đóng băng ống truyền nhiệt gây nổ ống Khi phải làm lạnh chất lỏng không gian lớn kiểu thùng bể, ngƣời ta hay sử dụng loại dàn bay kiểu ống xoắn kiểu xƣơng cá kiểu panen * Thiết bị bay kiểu panen: a Cấu tạo: 52 Để làm lạnh chất lỏng chu trình hở ngƣời ta sử dụng dàn lạnh panen Cấu tạo dàn gồm 02 ống góp lớn nằm phía phía dƣới, nối hai ống góp ống trao đổi nhiệt dạng ống trơn thẳng đứng Môi chất chuyển động sôi ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động ngang qua ống Các dàn lạnh panen đƣợc cấp dịch theo kiểu ngập lỏng nhờ bình giữ mức - tách lỏng Hình 4.3 Thiết bị bay kiểu panen 1: Bình giữ mức tách lỏng 2: Hơi máy nén 3: Ống góp 4: Góp lỏng vào; 5: Lỏng vào 6: Xả tràn nước muối 7: Xả nước muối 8: Xả cạn 9: Nền cách nhiệt 10: Xả dầu 11: Van an toàn b Nguyên lý làm việc: Môi chất lạnh vào ống góp dƣới ống góp Tốc độ luân chuyển nƣớc muối bể khoảng 0,5- 0,8 m/s, hệ số truyền nhiệt k = 460 - 580 w/m2K Khi hiệu nhiệt độ môi chất nƣớc muối khoảng - 6K, mật độ dòng nhiệt dàn bay panen cao khoảng 2900- 3500 W/m2; Dàn lạnh panen kiểu ống thẳng có nhƣợc điểm qng đƣờng dịng mơi chất ống trao đổi nhiệt ngắn kích thƣớc tƣơng đối cồng kềnh Để khắc phục điều ngƣời ta làm dàn lạnh theo kiểu xƣơng cá * Dàn lạnh xƣơng cá: Dàn lạnh xƣơng cá đƣợc sử dụng phổ biến hệ thống làm lạnh nƣớc nƣớc muối, ví dụ nhƣ hệ thống máy đá Về cấu tạo, tƣơng tụ dàn 53 lạnh panen nhƣng ống trao đổi nhiệt đƣợc uốn cong, chiều dài ống tăng lên đáng kể Các ống trao đổi nhiệt gắn vào ống góp trơng giống nhƣ xƣơng cá khổng lồ Đó ống thép áp lực dạng trơn, không cánh Dàn lạnh xƣơng cá có cấu tạo gồm nhiều cụm (mơđun), cụm có 01 ống góp 01 ống góp dƣới hệ thống - dãy ống trao đổi nhiệt nối ống góp Mật độ dòng nhiệt dàn bay xƣơng cá tƣơng đƣơng dàn lạnh kiểu panen tức khoảng 2900 - 3500 W/m2 Hình 4.4 Dàn lạnh xương cá 1: Ống góp ngang 3: Ống góp dọc 2: Ống trao đổi nhiệt 4: Kẹp ống; 5: Thanh đỡ 2.1.3 Thiết bị bay kiểu bản: Ngoài dàn lạnh thƣờng đƣợc sử dụng trên, cơng nghiệp ngƣời ta cịn sử dụng dàn bay kiểu để làm lạnh nhanh chất lỏng Ví dụ hạ nhanh dịch đƣờng glycol công nghiệp bia, sản xuất nƣớc lạnh chế biến nhà máy chế biến thực phẩm vv… Cấu tạo dàn lạnh kiểu hoàn toàn giống dàn ngƣng bản, gồm trao đổi nhiệt dạng phẳng có dập sóng đƣợc ghép với đệm kín Hai đầu khung dày, chắn đƣợc giữ nhờ giằng bu lông Đƣờng chuyển động môi chất chất tải lạnh ngƣợc chiều xen kẻ Tổng diện tích trao đổi nhiệt lớn Quá trình trao đổi nhiệt hai môi chất thực qua vách tƣơng đối mỏng nên hiệu trao đổi nhiệt cao Các lớp chất tải lạnh mỏng nên trình trao đổi nhiệt diễn nhanh chóng Dàn lạnh NH3 đạt k =2500 - 4500 W/m2.K làm lạnh nƣớc Đối với R22 làm lạnh nƣớc hệ số truyền nhiệt đạt k =1500 - 3000 W/m2.K Đặc điểm dàn lạnh kiểu thời gian làm lạnh nhanh, khối lƣợng môi chất lạnh cần thiết nhỏ *Nhược điểm: 54 Chế tạo phức tạp nên có hãng tiếng có khả chế tạo Do hƣ hỏng, khơng có vật tƣ thay thế, sửa chữa khó khăn Hình 4.5 Thiết bị bay 2.1.4 Dàn làm lạnh khơng khí nƣớc nƣớc muối: Để làm lạnh khơng khí ngƣời ta dùng chất tải lạnh nhƣ nƣớc hay nƣớc muối Các chất tải lạnh lƣu động ống dạng ống xoắn hay ống thẳng có ống góp hai đầu Để tăng cƣờng truyền nhiệt ống thƣờng có cánh ngồi Hình 4.6 Thiết bị làm lạnh hàng ống có cánh treo tường Vì nƣớc muối gây ăn mịn, dễ bám bẩn nhƣng truyền nhiệt nhiệt độ thấp nên đƣợc dùng phòng lạnh nhiệt độ thấp Các dàn lạnh nƣớc muối thƣờng có cánh thƣa để giảm tuyết bám bề mặt ống giảm khả truyền nhiệt Các lạnh khơng khí treo trƣờng treo trần 55 Dàn lạnh khơng khí dùng nƣớc lạnh thƣờng đƣợc dùng hệ thống điều hịa khơng khí có máy làm lạnh nƣớc (Water chiller) đƣợc dùng phổ biến có nhiều ƣu điểm Đó dàn lạnh FCU, AHU a Dàn lạnh FCU (Fan Coil Unit): Là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhơm (các cánh tản nhiệt có bƣớc cánh nhỏ nhiều so với ống nƣớc muối) quạt gió Nƣớc chuyển động ống, khơng khí chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt, khơng khí đƣợc trao đổi nhiệt ẩm, sau thổi trực tiếp qua hệ thống kênh gió vào phịng Quạt FCU quạt lồng sóc dẫn động trực tiếp b Dàn lạnh AHU (Air Handling Unit): Tƣơng tự nhƣ FCU nhƣng công suất lớn nhiều AHU đƣợc lắp ghép từ buồng hòa trộn, lọc bụi, dàn trao đổi nhiệt hộp quạt Trên buồng hịa trộn có hai cửa có gắn van điều chỉnh, cửa lấy gió tƣơi, cửa nối với đƣờng ống hồi gió Bộ lọc bụi AHU thƣờng xử dụng lọc kiểu hộp xếp gồm hai bộ: lọc tinh lọc thô Khi hệ thống làm việc, nƣớc lạnh chuyển động bên cụm ống trao đổi nhiệt, khơng khí chuyển động ngang qua bên ngoài, làm lạnh đƣợc quạt thổi theo hệ thống kênh gió tới phịng Quạt AHU quạt ly tâm dẫn động đai AHU có hai loại: Đặt nằm ngang đặt thẳng đứng Khi đặt chọn loại đặt, gá lắp trần, chọn loại nằm ngang Hình 4.7 Dàn làm lạnh khơng khí dùng nước lạnh - Khơng khí lạnh; – Van điện từ; – Rơ le nhiệt độ; – Hộp số quạt tốc độ; – Không khí hồi; – Phin lọc; - Quạt gió; – Dàn ống xoắn có cánh làm lạnh khơng khí 2.3 Ứng dụng TBBH làm lạnh khơng khí 3.1 Cấu tao, nguyên lý hoạt động 3.1.1 Thiết bị bay làm lạnh khơng khí kiểu khơ: a Dàn lạnh đối lƣu tự nhiên: Dàn lạnh đối lƣu tự nhiên không dùng quạt đƣợc sử dụng để làm lạnh khơng 56 khí buồng lạnh Dàn đƣợc lắp đặt áp trần áp tƣờng, ống trao đổi nhiệt ống thép trơn ống có cánh bên ngồi Hình 4.8 Dàn bay đối lưu tự nhiên 1: Ống trao đổi nhiệt 3: Ống góp 2: Cánh tản nhiệt 4: Thanh đỡ Cánh tản nhiệt sử dụng cánh thẳng cánh xoắn Đối với dàn ống trơn thƣờng dùng ống thép Φ57x3,5, bƣớc ống từ 180 - 300mm Dàn ống có hệ số truyền nhiệt khoảng k = - 10 W/m2.K b Dàn lạnh đối lƣu cƣỡng bức: Dàn lạnh đối lƣu không khí cƣỡng đƣợc sử dụng rộng rãi hệ thống lạnh để làm lạnh khơng khí nhƣ kho lạnh, thiết bị cấp đông, điều hồ khơng khí vv… Dàn lạnh đối lƣu cƣỡng có 02 loại: Loại ống đồng ống sắt Thƣờng dàn lạnh đƣợc làm cánh nhôm cánh sắt Dàn lạnh có vỏ bao bọc, lồng quạt, ống khuếch tán gió, khay hứng nƣớc ngƣng Việc xả nƣớc ngƣng sử dụng nhiều phƣơng pháp, nhƣng phổ biến dùng điện trở xả băng Dàn lạnh ống trơn NH3 có k = 35 - 43 W/m2.K Đối với dàn lạnh frêôn k = 12 W/m2.K; Mỗi dàn có từ - quạt, dàn lạnh đặt phía trƣớc dàn, hút khơng khí chuyển động qua dàn Dàn lạnh có bƣớc cánh từ - mm, tuỳ thuộc mức độ thoát ẩm sản phẩm kho Vỏ bao che dàn lạnh tơn mạ kẽm, phía dƣới có máng hứng nƣớc ngƣng Máng hứng nƣớc nghiêng phía sau để nƣớc ngƣng chảy kiệt, tránh đọng nƣớc máng, nƣớc đọng đóng băng làm tắc đƣờng nƣớc Dàn gồm nhiều cụm ống độc lập song song dọc theo chiều cao dàn, thƣờng có búp phân phối ga để phân bố dịch lỏng cho cụm Khơng khí đƣợc đƣa ngang qua theo hƣớng vng góc với chùm ống, cịn lỏng R22 đƣợc đƣa qua thiết bị phân phối vào xecxi đặt nằm ngang theo chiều cao thiết bị Hơi tạo thành từ dƣới lên xecxi vào ống góp đặt thẳng đứng Kết cấu thiết bị nhƣ đảm bảo hồi đƣợc dầu máy nén 3.1.2 Thiết bị bay làm lạnh khơng khí kiểu ƣớt: – Máng chắn nước; – Buồng phun; – Quạt gió; – Động cơ; – Cửa gió lạnh; – Van phao đường nước bổ sung; 7- Đáy nước; 57 - Ống xả đáy; - Ống dẫn nước lạnh; 10 - Ống xả tràn; 11 – Vịi phun nước lạnh Hình 4.9 Thiết bị làm lạnh khơng khí kiểu ướt Nƣớc nƣớc muối lạnh đƣợc phun qua vòi phun tƣới vào dịng khơng khí Thiết bị u cầu làm lạnh điều chỉnh độ ẩm khơng khí Sự trao đổi nhiệt độ chênh nhiệt độ nhỏ khơng khí chất lỏng tƣới nên tăng hiệu làm lạnh 3.2 Ứng dụng Chủ yếu sử dụng cho hệ thống điều hồ khơng khí cục bộ, kho lạnh thƣơng nghiệp dân dụng 58 ... 10 Các loại máy lạnh khác 11 3 .1 Máy lạnh nén khí 11 3.2 Máy lạnh Ejecto 12 3.3 Máy lạnh nhiệt điện 13 BÀI 14 MÁY NÉN LẠNH ... 11 1 KẾT NỐ MƠ HÌNH HỆ THỐNG MÁY LẠNH 11 1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 11 1 Kết nối mơ hình hệ thống lạnh 11 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 3 MÔ ĐUN: LẠNH CƠ BẢN Mã... động Van điện từ 6 .1 Cấu tạo 6.2 Hoạt động Kiểm tra: 16 10 2 1 1.5 0.5 1. 5 0.5 0.5 0.5 1. 5 0.5 1. 5 0.5 0.5 0.5 2 1 Bài Kỹ thuật gia công đƣờng ống 28 23 Nong - loe ống 8.5 0.5 1. 1 Kỹ thuật 1. 2 Thực