Giáo trình Kỹ thuật lạnh (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) cung cấp các kiến thức cơ bản nhất về sử dụng môi chất lạnh, chất tải lạnh, dầu lạnh, vật liệu cách nhiệt, hút ẩm,... Giáo trình kết cấu gồm 10 bài và chia thành 2 phần, phần 1 trình bày những nội dung về: cơ sở nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt; tổng quan về các loại máy lạnh thông dụng; máy nén lạnh; thiết bị ngưng tụ;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TĐH GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KỸ THUẬT LẠNH NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành theo định số: 1045/QĐ – TrCĐ – ĐT ngày 12 tháng 09 năm 2017 Hiệu trưởng Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin 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 công đổi cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ Việt Nam Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, công nghiệp, điều hòa nhiệt độ trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Các hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí phục vụ đời sống sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, 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 Cùng với phát triển kỹ thuật lạnh, việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề Đảng, Nhà nước, Nhà trường cơng dân quan tâm sâu sắc để làm chủ máy móc, trang thiết bị nghề Giáo trình “Kỹ thuật lạnh’’ biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Điện cơng nghiệp 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 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 đường ống dùng kỹ thuật máy lạnh điều hịa 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 mơ 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 10 thời gian 90 qui chuẩn Chắc chắn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình chỉnh sửa ngày hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn! Tham gia biên soạn Chủ biên: Kỹ sư Phạm Tiến Dũng MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Các mô đun Thời gian (giờ) Kiểm tra BÀI 10 1.3.1 Q trình đẳng tích 14 1.3.2 Quá trình đẳng áp 16 a Định nghĩa 16 b Quan hệ thông số 16 2.3 Quá trình đẳng nhiệt 17 BÀI 21 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY LẠNH THÔNG DỤNG 21 Máy lạnh hấp thụ 21 1.1.Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 21 1.2 Nguyên lý làm việc ứng dụng 22 Máy lạnh nén 22 2.1.Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 22 Các loại máy lạnh khác 23 3.1 Máy lạnh nén khí 23 3.2 Máy lạnh Ejecto 24 3.3 Máy lạnh nhiệt điện 25 BÀI 27 MÁY NÉN LẠNH 27 Máy nén piston 27 1.1.Định nghĩa phân loại 27 1.2 Các dạng cấu tạo máy nén Piston 27 1.3.1 Thân máy 32 1.3.2 Xy lanh 33 1.3.3 Piston – xéc măng 34 1.3.4.Tay biên 35 1.3.5 Trục khuỷu 36 1.3.6 Van hút – van đẩy 37 1.3.7 Cơ cấu giảm tải khởi động (Van khởi động): 38 1.3.8 Cơ cấu bôi trơn máy nén 39 1.3.9 Cụm bịt kín cổ trục 40 1.3.10 Van an toàn 40 Máy nén Roto 41 2.1.Định nghĩa phân loại 41 2.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc 42 Máy nén trục vít 44 3.1.Định nghĩa phân loại 44 3.2.Cấu tạo, nguyên lý làm việc 45 Máy nén xoắn ốc 46 4.1.Định nghĩa phân loại 46 4.2.Cấu tạo, nguyên lý làm việc 46 BÀI 48 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 48 Vai trò phân loại 48 1.1.Vai trò 48 2.1 Bình ngưng ống – vỏ: 49 2.2 Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử kiểu ống lồng: 54 2.3 Thiết bị ngưng tụ kiểu panen bản: 55 TBNT làm mát nước khơng khí 56 3.1 Thiết bị ngưng tụ kiểu bay (tháp ngưng tụ): 56 3.2 Thiết bị ngưng tụ kiểu tưới: 58 TBNT làm mát khơng khí 59 4.1 Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí đối lưu tự nhiên 59 4.2 Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí đối lưu cưỡng 60 BÀI 62 THIẾT BỊ BAY HƠI 62 1.Vai trò phân loại 62 TBBH làm lạnh chất lỏng 63 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 63 TBBH làm lạnh khơng khí 70 3.1 Cấu tao, nguyên lý hoạt động 70 3.2 Ứng dụng 71 BÀI 72 THIẾT BỊ TIẾT LƯU 72 Vai trò phân loại 72 2.Van tiết lưu nhiệt cân 72 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 72 2.2.Ứng dụng 73 3.Van tiết lưu nhiệt cân 73 3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 73 3.2 Ứng dụng 75 BÀI 76 THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH 76 Tháp giải nhiệt 76 1.1.Cấu tạo 76 1.2.Nguyên lý làm việc 77 Các thiết bị phụ hệ thống lạnh 78 2.1 Bình tách dầu 78 2.2 Các loại bình chứa 82 3.Dụng cụ hệ thống lạnh 99 3.1.Van chặn: 99 3.2 Van chiều: 99 3.3 Van an toàn: 100 3.4 Van nạp ga: 101 BÀI 104 CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HOÁ HỆ THỐNG LẠNH 104 Rơ le hiệu áp suất dầu 104 1.1 Cấu tạo 104 1.2 Hoạt động 105 Rơ le áp suất thấp 106 2.1.Cấu tạo 106 2.2.Hoạt động 107 Rơ le áp suất cao 108 3.1.Cấu tạo 108 3.2 Hoạt động 108 Rơ le áp suất kép 109 4.1 Cấu tạo 109 4.2 Hoạt động 110 Các biến đổi nhiệt độ 110 Van điện từ 113 BÀI 116 KỸ THUẬT GIA CÔNG ĐƯỜNG ỐNG 116 1.Nong – loe ống 116 Uốn ống 119 Hàn ống 122 BÀI 10 125 KẾT NỐ MƠ HÌNH HỆ THỐNG MÁY LẠNH 125 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 125 Kết nối mô hình hệ thống lạnh 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 MƠ ĐUN: KỸ THUẬT LẠNH Mã mơ đun: MĐ 23 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: mơ đun sau học xong môn kỹ thuật sở, kỹ thuật đo lường, mô đun điện; - Tính chất: mơ đun chun mơn nghề Mục tiêu mơ đun: - Về kiến thức: Trình bày vai trị, cấu tạo, ngun lý hoạt động, vị trí lắp đặt thiết bị phụ hệ thống lạnh nén hơi; - Về kỹ năng: Gia công đường ống dùng kỹ thuật lạnh, nhận biết, kiểm tra, đánh giá tình trạng thiết bị, phụ kiện hệ thống lạnh, lắp đặt, kết nối, vận hành thiết bị mơ hình hệ thống lạnh điển hình; - Về lực tự chủ trách nhiệm: Cẩn thận, xác, an tồn cho người thiết bị Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực Tổng Lý hành, Kiể Số số thuy thí m Các mơ đun TT ết nghiệm tra , thảo luận, tập Bài Cơ sở nhiệt động kỹ thuật 4 truyền nhiệt Cơ sở nhiệt động kỹ thuật 3 1.1 Các khái niệm nhiệt động 0,5 0,5 1.2 Chất môi giới thông số trạng 1 thái chất mơi giới 1.3 Các q trình nhiệt động 1,5 1,5 khí lý tưởng Truyền nhiệt 1 2.1 Các khái niệm mở đầu 0,5 0,5 2.2 Các phương thức truyền nhiệt 0,5 0,5 Bài Tổng quan loại máy lạnh thông dụng Máy lạnh hấp thụ 1 1.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 1.2 Nguyên lý làm việc ứng dụng Máy lạnh nén 1 2.1 Định nghĩa, sơ đồ nguyên lý 2.2 Nguyên lý làm việc ứng dụng Các loại máy lạnh khác 1 Thời gian (giờ) Thực Tổng Lý hành, số thuy thí ết nghiệm , thảo luận, tập Số Các mô đun TT 3.1 Máy lạnh nén khí 3.2 Máy lạnh Ejecto 3.3 Máy lạnh nhiệt điện 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 ngưng tụ Vai trò phận loại TBNT làm mát nước 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2.2 Ứng dụng TBNT làm mát nước khơng khí 3.1 Cấu tạo, ngun lý hoạt động 3.2 Ứng dụng TBNT làm mát khơng khí 4.1 Cấu tạo, ngun 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 18 11 13 10 1 1.5 0.5 1.5 0.5 0,5 0,5 1 0,5 0,5 0,5 2,5 0,5 1,5 1 Kiể m tra 2 1 1 Thời gian (giờ) Thực Tổng Lý hành, số thuy thí ết nghiệm , thảo luận, tập Số Các mô đun TT 3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 3.2 Ứng dụng Bài Thiết bị tiết lưu Vai trò phân loại Van tiết lưu nhiệt cân 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2.2 Ứng dụng Van tiết lưu nhiệt cân 3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 3.2 Ứng dụng Kiểm tra Bài 7: 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 khơng ngưng 2.6 Thiết bị lạnh 2.7 Thiết bị hồi nhiệt 2.8 Phin lọc phin sấy 2.9 Bơm – quạt – đường ống Dụng cụ hệ thống lạnh Bài Các thiết bị điện hệ thống lạnh Rơ le khởi động kiểu dòng điện 1.1 Cấu tạo 1.2 Hoạt động Rơ le khởi động kiểu điện áp 2.1 Cấu tạo 2.2 Hoạt động Rơ le nhiệt độ (thermostat) 3.1 Cấu tạo 0,5 2,5 0,5 1,5 1 Kiể m tra 2 1 1 1,5 0,5 1,5 0,5 1,5 0,5 Thời gian (giờ) Thực Tổng Lý hành, số thuy thí ết nghiệm , thảo luận, tập Số Các mô đun TT 10 3.2 Hoạt động Rơ le thời gian 4.1 Cấu tạo 4.2 Hoạt động Rơ le bảo vệ 5.1 Cấu tạo 5.2 Hoạt động Tụ điện 6.1 Cấu tạo 6.2 Hoạt động Bài Kỹ thuật gia công đường ống Nong - loe ống 1.1 Kỹ thuật 1.2 Ứng dụng Uốn ống 2.1 Kỹ thuật 2.2 Ứng dụng Hàn ống 3.1 Kỹ thuật 3.2 Ứng dụng Kiểm tra Bài 10 Kết nối mơ hình hệ thống máy lạnh Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 1.1 Sơ đồ nguyên lý 1.2 Hoạt động Kết nối mơ hình hệ thống lạnh 2.1 Kết nối hệ thống lạnh 2.2 Kiểm tra hệ thống Hút chân không, nạp gas – chạy thử Kiểm tra 0,5 0.5 0,5 0.5 1,5 0,5 24 8,5 0,5 20 8,5 0,5 13 1 6,5 0,5 2,5 0,5 2 90 Cộng 30 52 Kiể m tra 2 2 BÀI CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT VÀ TRUYỀN NHIỆT Mã bài: MĐ 23_01 Giới thiệu: Bài cung cấp cho sinh viên học sinh kiến thức ban đầu sở nhiệt động truyền nhiệt: khái niệm nhiệt động bản, thông số hơi, chu trình nhiệt động quy luật hình thức truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt Mục tiêu: - Trình bày kiến thức chung kỹ thuật Nhiệt - Lạnh - Phân tích khái niệm nhiệt động lực học - Trình bày kiến thức thơng số trạng thái - Trình bày trình nhiệt động - Trình bày chu trình nhiệt động - Trình bày trình dẫn nhiệt truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt - Phân tích q trình, nguyên lý làm việc máy lạnh quy luật truyền nhiệt nói chung; - Rèn luyện tính tập trung, tỉ mỉ, tư logic, ứng dụng thực tiễn sản xuất áp dụng vào môn học cho HSSV Nội dung chính: Cơ sở nhiệt động kỹ thuật 1.1 Các khái niệm nhiệt động - Thiết bị nhiệt: Là loại thiết bị có chức chuyển đổi nhiệt Thiết bị nhiệt chia thành nhóm: động nhiệt máy lạnh + Động nhiệt: Có chức chuyển đổi nhiệt thành động nước, turbine khí, động xăng, động phản lực, v.v + Máy lạnh: Có chức chuyển nhiệt từ nguồn lạnh đến nguồn nóng - Hệ nhiệt động (HNĐ): Là hệ gồm nhiều vật tách riêng khỏi vật khác để nghiên cứu tính chất nhiệt động chúng Tất vật HNĐ gọi mơi trường xung quanh 10 a) Q trình hút: vòng xoắn quay vòng 3600, hai túi hình thành khép kín; b) Q trình nén: hai túi khép nhỏ dần thực trình nén; c) Quá trình đẩy: hai túi khép nhỏ thực trình đẩy; a b c 47 BÀI THIẾT BỊ NGƯNG TỤ Mã bài: MĐ 23_04 Giới thiệu: Ở giới thiệu khái quát cho loại thiết bị ngưng tụ hệ thống lạnh thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt Trong mơi chất lạnh có áp suất nhiệt độ cao sau máy nén làm mát khơng khí, nước hay chất lỏng nhiệt độ thấp khác để ngưng tụ thành mơi chất lạnh trạng thái lỏng Q trình làm việc thiết bị ngưng tụ có ảnh hưởng định đến áp suất nhiệt độ ngưng tụ ảnh hưởng đến hiệu độ an tồn làm việc toàn hệ thống lạnh Khi thiết bị ngưng tụ làm việc hiệu quả, thông số hệ thống thay đổi theo chiều hướng không tốt, cụ thể là: - Năng suất lạnh hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng - Nhiệt độ cuối q trình nén tăng - Cơng nén tăng, mơ tơ q tải - Độ an tồn giảm áp suất phía cao áp tăng, rơ le áp suất cao HP tác động ngừng máy nén, van an tồn hoạt động - Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến dầu bôi trơn Mục tiêu: Phân tích vị trí, vai trị thiết bị ngưng tụ hệ thống lạnh Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc ứng dụng loại thiết bị ngưng tụ Phân biệt thiết bị ngưng tụ dùng cho môi chất khác Nhận dạng đầu vào, đầu môi chất; nước làm mát thiết bị ngưng tụ Vệ sinh số thiết bị ngưng tụ Rèn luyện kỹ quan sát, thực hành, ham học, ham hiểu biết, tư logic, kỷ luật học tập Nội dung chính: Vai trò phân loại 1.1 Vai trò Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ ngưng tụ gas nhiệt sau máy nén thành môi chất lạnh trạng thái lỏng Quá trình làm việc thiết bị ngưng tụ có ảnh hưởng định đến áp suất nhiệt độ ngưng tụ ảnh hưởng đến hiệu độ an toàn làm việc toàn hệ thống lạnh Khi thiết bị ngưng tụ làm việc hiệu quả, thông số hệ thống thay đổi theo chiều hướng không tốt, cụ thể là: - Năng suất lạnh hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng - Nhiệt độ cuối trình nén tăng - Cơng nén tăng, mơ tơ q tải - Độ an tồn giảm áp suất phía cao áp tăng, rơ le HP tác động ngừng máy nén, van an tồn hoạt động - Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến dầu bôi trơn cháy dầu 48 1.2 Phân loại Thiết bị ngưng tụ có nhiều loại nguyên lý làm việc khác Người ta phân loại thiết bị ngưng tự vào nhiều đặc tính khác - Theo môi trường làm mát + Thiết bị ngưng tụ làm mát nước Để làm mát nước cấu tạo thiết bị thường có dạng bình dạng dàn nhúng bể + Thiết bị ngưng tụ làm mát nước khơng khí Một số thiết bị ngưng tụ kết hợp nước khơng khí để giải nhiệt thiết bị kiểu vai trị nước khơng khí có khác nhau: nước sử dụng để giải nhiệt cho môi chất lạnh khơng khí giải nhiệt cho nước Ví dụ dàn ngưng tụ bay hơi, dàn ngưng kiểu tưới vv… + Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí Khơng khí đối lưu cưỡng tự nhiên qua thiết bị trao đổi nhiệt với môi chất + Thiết bị ngưng tụ làm mát chất khác Có thể thấy thiết bị kiểu hệ thống máy lạnh ghép tầng, dàn ngưng chu trình làm lạnh môi chất lạnh bay chu trình - Theo đặc điểm cấu tạo: + Bình ngưng tụ giải nhiệt nước + Dàn ngưng tụ bay + Dàn ngưng kiểu tưới + Dàn ngưng tụ làm mát khơng khí + Dàn ngưng kiểu ống lồng ống + Thiết bị ngưng tụ kiểu - Theo đặc điểm đối lưu khơng khí: + Thiết bị ngưng tụ làm mát nhờ đối lưu tự nhiên + Thiết bị ngưng tụ làm mát nhờ đối lưu cưỡng Ngồi có nhiều cách phân chia theo đặc điểm khác như: theo chiều chuyển động môi chất lạnh mơi trường giải nhiệt Về cấu tạo có nhiệt kiểu khác kiểu ngưng tụ bên bề mặt ống trao đổi nhiệt, bên ống trao đổi nhiệt bề mặt phẳng TBNT làm mát nước 2.1 Bình ngưng ống – vỏ: 2.1.1 Bình ngưng ống – vỏ nằm ngang: * Cấu tạo: Bình ngưng ống vỏ nằm ngang gồm hình trụ nằm ngang chứa bên nhiều ống trao đổi nhiệt đường kính nhỏ - gọi bình ngưng ống chùm nằm ngang 49 Hình 4.1.Bình ngưng ống chùm nằm ngang 1: Nắp bình 7: Ống lắp áp kế 2: Ống xả khí khơng ngưng 8: Ống xả air nước 3: Ống cân 9: Ống nước 4: Ống trao đổi nhiệt 10: Ống nước vào 5: Ống gas vào 11: Ống xả cặn 6: Ống lắp van an tồn 12: Ống lỏng bình chứa Nguyên lý cấu tạo bình ngưng ống chùm nằm ngang sử dụng cho hệ thống lạnh dùng môi chất NH3 Bình ngưng có thân hình trụ nằm ngang chế tạo vật liệu thép CT3 Bên ống có đường kính nhỏ làm thép chịu áp lực C20 Các ống trao đổi nhiệt hàn kín núc lên hai mặt sàng hai đầu Độ dày ống lớn 20 – 30mm Hai đầu nắp bình, nắp bình tạo thành vách để phân nước bên bình ngưng nhằm tăng thời gian tiếp xúc nước môi chất, tăng tốc độ chuyển động nước ống trao đổi nhiệt nâng cao hệ số tỏa nhiệt α Cứ lần nước chuyển động từ đầu đến đầu gọi pass Ví dụ bình ngưng pass bình có nước chuyển động qua lần Các thiết bị kèm bao gồm: van an toàn, đồng hồ áp suất với khoảng làm việc từ – 30 kg/cm2 hợp lý nhất, đường ống gas vào, đường cân bằng, đường xả khí khơng ngưng, đường lỏng bình chứa cao áp, đường ống nước vào ra, van xả khí cặn đường nước Để gas phân bố trình làm việc đường ống gas phân thành hai nhánh bố trí đầu bình đường lỏng bình chứa tâm bình * Nguyên lý làm việc: Gas từ máy nén đưa vào bình từ nhánh đầu bao phủ lên không gian ống trao đổi nhiệt thân bình Bên bình gas nhiệt trao đổi nhiệt với nước lạnh chuyển động bên ống trao đổi nhiệt ngưng tụ lại thành lỏng Lỏng ngưng tụ chảy bình chứa đặt bên bình ngưng Một số hệ thống khơng có bình chứa cao áp người ta sử dụng phần bình ngưng làm bình chứa Trong trường hợp khơng bố trí ống trao đổi nhiệt Bố trí đường nước tuần hồn: 50 Hình 4.2 Bố trí đường nước tuần hồn Tùy theo kích cỡ công suất mà ống trao đổi nhiệt to nhỏ Các ống Φ27 x 3; Φ28 x 3; Φ49 x 3,5; Φ57 x 3,5 Từ bình ngưng người ta trích đường ống để xả khí khơng ngưng Nếu có khí khơng ngưng làm cho nhiệt độ ngưng tụ tăng cao, kim đồng hồ bị rung Các nắp bình gắn vào thân bu lơng, làm kín phía nước gioăng cao su Trong trính sử dụng cần lưu ý: - Định kỳ vệ sinh bình để nâng cao hiệu làm việc Do trình bay nước tháp giải nhiệt mạnh nên tạp chất tích tụ ngày nhiều, hệ thống hoạt động tạp chất theo nước vào bình bám lên bề mặt trao đổi nhiệt làm giảm hiệu trao đổi nhiệt Vệ sinh bình thực nhiều cách: ngâm Na2CO3 NaOH để tẩy rửa, sau cho nước tuần hồn nhiều lần để vệ sinh Tuy nhiên cách hiệu không cao, đặc biệt loại cáu cặn bám chặt lên bề mặt ống Có thể vệ sinh khí buộc giẻ lau vào dây hai người đứng hai phía bình kéo qua lại nhiều lần Khi lau phải cẩn thận, tránh làm xây xước bề mặt bên bình, cặn bẫn lần sau dễ dàng bám - Xả không ngưng: Khí khơng ngưng lọt vào hệ thống làm tăng áp suất ngưng tụ cần thường xuyên kiểm tra tiến hành xả khí khơng ngưng bình * Bình ngưng mơi chất Freon: Bình ngưng có ống trao đổi nhiệt thép sử dụng cho hệ thống lạnh freon, cần lưu ý chất freon có tính tẩy rửa mạnh nên phải vệ sinh ống hệ thống phải trang bị lọc khí Đối với hệ thống freon an tồn hiệu sử dụng bình ngưng ống đồng, vừa loại trừ vấn đề tắc bẩn, vừa có khả trao đổi nhiệt tốt nên kích thước nhỏ 51 a Bình ngưng ống chùm freon 1: Nắp bình 4: Lỏng 2, 6: Mặt sàng; 3: ống TĐN 5: Khơng gian ống b Bình ngưng freon c Bình ngưng ống chùm freon a Kiểu mặt bích: - vỏ; - mặt sàng; - nắp; - bầu gom lỏng; - van lấy lỏng; - nút an toàn; b Kiểu hàn: 1- ống trao đổi nhiệt có cách; - cánh tản nhiệt; – vỏ; - vỏ hàn vào ống xoắn; - lỏng Freon ra; - Hơi Freon vào * Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng: + Đây loại thiết bị ngưng tụ gọn chắn nhất, chiếm khơng gian nắp đặt, tốn vật liệu chế tạo máy + Nhiệt độ nước làm mát qua bình ngưng tăng từ – 10K tức 1kg nước nhận từ – 33kJ nhiệt từ môi chất + Hệ số truyền nhiệt tương đối lớn: k = 800 – 1000W/m2K, độ chênh nhiệt nhiệt độ trung bình ngưng nước làm mát ∆ttb = – 6K mật độ dòng nhiệt 52 3000 – 6000W/m2 + Bình ngưng dễ chế tạo lắp đặt rửa ống học hay hóa chất Tuy nhiên bình ngưng ống chùm có số nhược điểm sau: + Yêu cầu khơng gian lớn phục vụ cho q trình sửa chữa tháo nắp ống + Yêu cầu khối lượng nước làm mát lớn nhanh tạo cáu bẩn Để tiết kiệm nước thường phải bố trí thêm tháp giải nhiệt tăng chi phí đầu tư * Những hư hỏng cách khắc phục: - Bình dễ bị bám bẩn làm tắc ngẽn đường nước làm mát, giảm khả truyền nhiệt nên nhiệt độ ngưng tụ tăng cao, giảm suất lạnh trường hợp khơng thay bình ngưng phải tẩy rửa học(dùng bàn chải lơng sắt) kết hợp hóa chất Na2CO3 (xơ đa) sau thổi khí nén - Khi áp suất ngưng tụ tăng cao, kim áp kế rung mạnh, khơng ổn định phải xả khí khơng ngưng qua bình tách khí bình chứa cao áp hay bình ngưng - Nếu để nước làm mát bình ngưng bơm nước hỏng hay đường ống dẫn bị rị gây nguy hiểm cho tồn hệ thống phải đảm bảo an tồn q trình cấp nước làm mát 2.1.2 Bình ngưng ống vỏ thẳng đứng: * Cấu tạo nguyên lý làm việc: Để tiết kiệm diện tích sử dụng người ta sử dụng bình ngưng ống vỏ đặt đứng Cấu tạo tương tự bình ngưng ống chùm nằm ngang: vỏ bình hình trụ chế tạo thép CT3, bên ống trao đổi nhiệt thép áp lực C20, kích cỡ Φ57 x 3,5; bố trí Hình 4.4 Bình ngưng ống vỏ thẳng đứng 53 1: Ống cân 6: Áp kế 2: Xả khí khơng ngưng 7: Ống thủy 3: Bộ phân phối nước 8: Bể nước 4: Van an tồn; 5: Ống TĐN 9: Bình chứa cao áp Nước bơm lên máng phân phối nước chảy vào bên ống trao đổi nhiệt, để nước chảy theo thành ống trao đổi nhiệt, phía thành ống có ống hình Phía có máng hứng nước Nước sau giải nhiệt xong xả bỏ, nhiệt sau máy nén vào bình từ phía trên, lỏng ngưng tụ xuống phần bình ống trao đổi nhiệt chảy bình chứa cao áp Bình ngưng có trang bị van an tồn, đồng hồ áp suất, van xả khí, kính quan sát mức lỏng Cũng bình ngưng ống chùm nằm ngang bình ngưng ống vỏ thẳng đứng dễ bị bám cặn bẩn khí khơng ngưng * Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng: - Ưu điểm: + Hiệu trao đổi nhiệt lớn, phụ tải nhiệt bình đạt 4500W/m2 độ chênh lệch - K, tương ứng hệ số truyền nhiệt k = 800 – 1000W/m2K; + Thích hợp cho hệ thống trung bình lớn; + Khả bám bẩn so với loại khác bình đặt đứng nên yêu cầu nguồn nước giải nhiệt không cao lắm; + Do kết cấu thẳng đứng nên lỏng môi chất dầu chảy thuận tiện, việc thu hồi dầu dễ dàng, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt - Nhược điểm: + Vận chuyển, lắp đặt, chế tạo, vận hành tương đối phức tạp; + Lượng nước tiêu thụ lớn nên thích hợp nơi có nguồn nước dồi giá thành rẻ; + Đối với hệ thống lớn sử dụng bình kiểu khơng thích hợp, kích thước cồng kềnh, đường kính q lớn khơng đảm bảo an tồn 2.2 Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử kiểu ống lồng: * Cấu tạo nguyên lý làm việc: Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống dạng thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước, sử dụng rộng rãi máy lạnh nhỏ, đặc biệt máy điều hịa khơng khí trung bình Thiết bị gồm 02 ống lồng vào thường cuộn lại cho gọn Ống ngồi có đường kính 57 x 3,5mm bên trong38 x 4mm Nước làm mát chuyển động bên ống, môi chất chuyển động ngược lại phần không gian ống Ống thường sử dụng ống đồng sử dụng ống thép * Ưu nhược điểm: - Có hiệu trao đổi nhiệt lớn gọn, nhiên chế tạo tương đối khó khăn, ống lồng vào cho gọn, khơng có biện pháp đặc biệt, ống bị bóp méo ống bên ngồi ảnh hưởng đến lưu động môi chất; 54 - Do môi chất chuyển động vào ống nên lưu lượng nhỏ, thiết bị ngưng tụ thích hợp với hệ thống nhỏ trung bình Hình 4.5 Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng 2.3 Thiết bị ngưng tụ kiểu panen bản: * Cấu tạo nguyên lý làm việc: Thiết bị ngưng tụ kiểu ghép từ nhiều kim loại ép chặt vào nhờ hai nắp kim loại có độ bền cao Các dập gợn sóng Mơi chất lạnh nước giải nhiệt bố trí xen kẽ nhau;Các gợn sóng có tác dụng làm dối dịng chuyển động môi chất làm tăng hệ số truyền nhiệt Các có chiều dày mỏng nên nhiệt trở dẫn nhiệt nhỏ, diện tích trao đổi nhiệt lớn trình sử dụng lưu ý độ bám bẩn nên cần định kỳ kiểm tra vệ sinh máy sử dụng nguồn nước có chất lượng cao 55 Hình 4.6 Thiết bị ngưng tụ kiểu panen * Ưu điểm: - Do ghép từ nên diện tích trao đổi nhiệt lớn, cấu tạo gọn nhẹ; - Dễ dàng tháo nắp để vệ sinh thay thế; - Hiệu trao đổi nhiệt cao, tương đương bình ngưng ống vỏ amoniac * Nhược điểm: - Chế tạo khó khăn, có hãng nước ngồi có khả chế tạo dàn ngưng kiểu Do thiếu phụ tùng có sẵn để thay sửa chữa; - Khả rị rỉ lớn đệm kín nhiều TBNT làm mát nước khơng khí 3.1 Thiết bị ngưng tụ kiểu bay (tháp ngưng tụ): * Cấu tạo: 56 Hình 4.7 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 ngưng gồm cụm ống trao đổi nhiệt ống thép áp lực C20 Kích cỡ ống thường sử dụng Φ38 x 3,5; Φ49 x 3,5 Φ57 x 3,5 Toàn cụm ống đặt khung thép U vững chắc, phía bể nước tuần hồn để giải nhiệt, phía dàn phun nước, chắn nước quạt hút gió Để chống ăn mịn, ống trao đổi nhiệt nhúng kẽm nóng bề mặt bên ngồi *Nguyên lý làm việc: Hơi môi chất vào ống góp phía vào dàn ống trao đổi nhiệt ngưng tụ chảy bình chứa cao áp phía Thiết bị làm mát nhờ hệ thống phun nước từ vòi phun phân bố phía cụm ống trao đổi nhiệt Nước sau trao đổi nhiệt với mơi chất lạnh, nóng lên giải nhiệt nhờ khơng khí chuyển động ngược lại từ lên, nhiệt độ nước không đổi Năng suất nhiệt riêng dàn ngưng kiểu tưới không cao lắm, khoảng 1900 – 2300 W/m2, hệ số truyền nhiệt k = 450 – 600W/m2.K Trong trình sử dụng cần lưu ý, mũi phun có kích thước nhỏ nên dễ bị tắc bẩn Khi số mũi bị tắc số vùng cụm ống trao đổi nhiệt không làm mát tốt, hiệu trao đổi nhiệt giảm rỏ rệt, áp suất ngưng tụ lớn bất thường Vì phải ln ln kiểm tra, vệ sinh thay vịi phun bị hỏng Cũng bình ngưng, mặt ngồi cụm ống trao đổi nhiệt sau thời gian làm việc có tượng bám bẩn, ăn mịn nên phải định kỳ vệ sinh sửa chữa thay * Ưu điểm nhược điểm: - Ưu điểm: 57 + Cơng suất thiết kế đạt lớn mà không bị hạn chế, Công suất đạt 600 – 1000kW; Hiện nhiều xí nghiệp chế biến thuỷ sản sử dụng; + Ít tiêu tốn nước + Các dàn ống kích cỡ nhỏ nên làm việc an toàn + Dễ dàng chế tạo, vận hành sửa chữa - Nhược điểm: + Tiêu hao vật liệu chế tạo lớn suất lạnh riêng thể tích lớn; + Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường bên ngồi; + Chỉ thích hợp lắp đặt ngồi trời vị trí tách biệt hẳn với cơng trình 3.2 Thiết bị ngưng tụ kiểu tưới: * Cấu tạo: Hình 4.8 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 nước dàn ống phun, phun nước xuống Dàn ống thường đặt phía bể chứa nước Nước bơm từ bể lên máng phân phối nước Máng phân phối nước làm thép có đục nhiều lổ có dạng cưa Nước chảy tự theo lổ xối lên dàn ống trao đổi nhiệt Nước sau trao đổi nhiệt khơng khí đối lưu tự nhiên giải nhiệt trực tiếp dàn Để tăng cường giải nhiệt cho nước nắp bể 58 người ta đặt lưới tre đan * Nguyên lý làm việc: Trong thiết bị kiểu nước làm mát xối tưới lên bề mặt ống dẫn môi chất chảy thành màng bên ống nhận nhiệt truyền từ ống Nước từ thiết bị cấp nước chảy xuống thành màng bao quanh ống, nhận nhiệt nóng lên bay phần vào khơng khí Nước nóng rơi xuống máng hứng tháo bớt để bổ sung nước vào, hạ nhiệt độ nước trước bơm trở lại để tiếp tục thực trình làm mát * Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng: - Hiện tượng bám bẩn ăn mòn bề mặt - Cặn bẩn đọng lại bể hứng nước cần phải xả bỏ vệ sinh bể thường xuyên - Các lổ phun bị tắc bẩn cần phải kiểm tra vệ sinh - Nhiệt độ nước bể tăng cao, ảnh hưởng đến trình trao đổi nhiệt, nên luôn xả bỏ phần bổ sung nước lạnh + Ưu điểm loại thiết bị đơn giản chắn, dễ chế tạo, có khả sử dụng nước bẩn bề mặt ngồi ống tương đối dễ làm sạch, thích hợp cho nơi có nguồn nước chất lượng kém, điều kiện gia cơng khí hạn chế, + Lượng nước bổ sung khơng nhiều 30% lượng nước tuần hồn + Thiết bị đặt trời nên tiết kiệm diện tích nhà xưởng + Tuy nhiên nhược điểm có hình dáng bên ngồi cồng kềnh, độ ăn mòn thiết bị cao TBNT làm mát khơng khí 4.1 Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí đối lưu tự nhiên Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí hay cịn gọi dàn ngưng tụ: môi chất ống xoắn tỏa nhiệt cho khơng khí bên ngồi ống để ngưng tụ thành lỏng Sự chuyển động khơng khí tự (đối lưu tự nhiên); Thiết bị ngưng tụ kiểu thường sử dụng cho loại máy lạnh gia đình hệ thống lạnh thương 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, tạo rãnh cho mơi chất tuần hồn Khi chế tạo, người ta cán nóng hai với nhau, , người ta bôi môi chất đặc biệt để 02 khơng dính vào nhau, sau thổi nước khơng khí áp lực cao (khoảng 40÷100 bar) khn đặc biệt, hai phồng lên thành rãnh cho mơi chất tuần hồn Hệ số truyền nhiệt dàn ngưng khơng khí đối lưu tự nhiên k = - 7W/m2K 59 Hình 4.9 Dàn ngưng tụ làm mát khơng khí đối lưu tự nhiên * Ưu nhược điểm: - Hệ thống sử dụng dàn ngưng không khí có trang thiết bị đơn giản dễ sử dụng - So với thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước, dàn ngưng khơng khí hư hỏng bị ăn mịn - Mật độ dịng 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 ngưng tụ lên cao; 4.2 Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí đối lưu cưỡng Sử dụng rộng rãi cho hệ thống lạnh đời sống công nghiệp Cấu tạo gồm dàn ống trao đổi nhiệt ống thép ống đồng có cánh nhơm cánh sắt bên ngồi, bước cánh nằm khoảng 10mm Khơng khí quạt thổi, chuyển động bên ngang qua chùm ống với tốc độ lớn Quạt dàn ngưng quạt hướng trục Mật độ dịng nhiệt dàn ngưng 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 lưu ý : dàn ngưng khơng khí thường bụi bám bẩn, giảm hiệu trao đổi nhiệt nên thường xuyên vệ sinh nước chổi Khi khí khơng ngưng lọt vào hệ thống làm cho nhiệt độ ngưng tụ tăng cao, cần che chắn cho dàn ngưng, tránh đặt vị trí chịu nhiều lượng xạ mặt trời ảnh hưởng đến trình trao đổi nhiệt * Ưu điểm: - Không sử dụng nước phí vận hành giảm Điều phù hợp nơi thiếu nước khu vực thành phố khu dân cư đông đúc - Không sử dụng hệ thống bơm, tháp giải nhiệt, vừa tốn lại gây ẩm ướt khu vực nhà xưởng Dàn ngưng khơng khí gây ảnh hưởng đến xung quanh lắp đặt nhiều vị trí cơng trình treo tường, đặt nhà vv * Nhược điểm: - Mật độ dòng nhiệt thấp, nên kết cấu cồng kềnh thích hợp cho hệ 60 thống cơng suất nhỏ trung bình - Hiệu giải nhiệt phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu Những ngày nhiệt độ cao áp suất ngưng tụ lên cao; Ví dụ, hệ thống sử dụng R22, miền Trung, ngày hè nhiệt độ không khí ngồi trời đạt 400C, tương ứng nhiệt độ ngưng tụ đạt 480C, áp suất ngưng tụ tương ứng 18,5 bar, giá trị đặt rơ le áp suất cao Nếu ngày khơng có biện pháp đặc biệt hệ thống hoạt động rơ le HP tác động Đối với dàn ngưng trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên hiệu thấp 61 ... p1 v1 ln p v ln v1 v1 v1 Hay: l RT ln p1 p p p1 v1 ln p v ln p2 p2 p2 Công kỹ thuật trình l kt RT ln P1 V RT ln P2 V1 Trong trình đẳng nhiệt cơng thay đổi thể tích cơng kỹ thuật. .. 10 9 4 .1 Cấu tạo 10 9 4.2 Hoạt động 11 0 Các biến đổi nhiệt độ 11 0 Van điện từ 11 3 BÀI 11 6 KỸ THUẬT GIA CÔNG ĐƯỜNG ỐNG 11 6... trạng thái Q trình đẳng tích biểu thị đoạn thẳng đứng 1- 2 đồ thị p-v 15 đường cong lôgarit đồ thị T-s Diện tích 12 p2p1 đồ thị p-v biểu diễn cơng kỹ thuật, cịn diện tích 12 s2s1 đồ thị T-s biểu diễn