Giáo trình Tính toán thiết kế hệ thống Máy lạnh (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNG GIÁO TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LẠNH Nghề: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ Trình độ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐN ngày tháng Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đà Nẵng) Đà Nẵng, năm 2017 năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun 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 Giáo trình Tính tốn thiết kế hệ thống Máy lạnh giáo trình biên soạn dạng tổng quát cho học sinh, sinh viên nghề Kỹ thuật Máy lạnh Điều hịa khơng khí từ kiến thức kiến thức chuyên sâu Giáo trình giúp học sinh, sinh viên có kiến thức chung hữu ích cần phải nghiên cứu chuyên ngành sâu Mặc khác giáo trình đưa vào nội dung mang tính thực tế giúp học sinh, sinh viên gần gũi, dễ nắm bắt vấn đề va chạm thực tế Trong trình biên soạn giáo trình, tác giả tham khảo nhiều tài liệu tác giả khác nước Tác giả xin chân thành gởi lời cảm ơn đến lãnh đạo nhà trường Trường Cao đẳng nghề Đà Nẵng tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành giáo trình Đặc biệt giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình tập thể giáo viên môn Điện lạnh, khoa Điện – Điện tử trường bạn đồng nghiệp nhiệt tình đóng góp ý kiến q trình biên soạn Đà Nẵng, tháng 9/2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: ThS Nguyễn Văn Văn MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN BÀI 1: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI LẠNH XÁC ĐỊNH KẾT CẤU HỘ DÙNG LẠNH 1.1 Xác định diện tích xây dựng, kích thước, số lượng loại phịng/hoặc kích thước kho bảo quản/Bể nước đá 1.2 Nhiệt độ lạnh xác định theo nhiệm vụ theo sản phẩm cần làm lạnh 17 TÍNH TỐN PHỤ TẢI LẠNH 20 2.1 Tính dịng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 21 2.2 Tính dịng nhiệt sản phẩm bao bì/khn/khay tỏa 26 2.3 Tính dịng nhiệt thơng gió, rị lọt 29 2.4 Tính dịng nhiệt vận hành 30 2.5 Tính dịng nhiệt từ sản phẩm 33 TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM, KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG, ĐỌNG ẨM CỦA VÁCH 34 3.1 Tính chiều dày lớp cách nhiệt 34 3.2 Kiểm tra đọng sương vách 37 3.3 Kiểm tra đọng ẩm vách 38 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI MÁY NÉN VÀ PHỤ TẢI THIẾT BỊ, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ 38 4.1 Tính phụ tải máy nén 38 4.2 Tính phụ tải dàn lạnh 39 4.3 Xây dựng tính tốn chu trình lạnh 40 4.4 Chọn máy nén thiết bị 44 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN 55 5.1 Quy trình tiêu chuẩn thực công việc: 55 5.2 Hướng dẫn cách thức thực công việc: 55 BÀI 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG MÁY LẠNH 57 BỐ TRÍ, SẮP XẾP THIẾT BỊ, XÂY DỰNG VÀ VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CÁC CỤM MÁY THIẾT BỊ VÀ TOÀN HỆ THỐNG 57 1.1 Bố trí, xếp thiết bị, xây dựng 57 1.2 Sơ đồ nguyên lý 62 CHỌN VẬT LIỆU, ĐƯỜNG KÍNH ỐNG, VAN CÁC LOẠI VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ KHÁC CHO HỆ THỐNG 63 2.1 Môi chất, đường ống 63 2.2 Thiết bị trung gian 64 2.3 Bình tách dầu 67 2.4 Bình tách lỏng 71 2.5 Các thiết bị khác 74 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN 74 3.1 Quy trình tiêu chuẩn thực công việc: 74 3.2 Hướng dẫn cách thức thực công việc: 75 BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH 76 LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH DỰA THEO SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG MÁY LẠNH 76 1.1 Lắp đặt thiết bị 76 1.2 Lắp đặt đường ống 81 1.3 Lắp đặt thiết bị phụ, đo lường, điều khiển bảo vệ 85 1.4 Thử nghiệm hệ thống lạnh 86 1.5 Nạp môi chất cho hệ thống lạnh 89 1.6 Vận hành hệ thống lạnh 91 VẬN HÀNH TRÊN CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 93 2.1 Giới thiệu phần mềm 93 2.2 Sử dụng phần mềm HAP4.3 Carrier 94 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN KẾT THÚC MÔ ĐUN 97 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN 97 1.1 Quy trình tiêu chuẩn thực cơng việc: 97 1.2 Hướng dẫn cách thức thực công việc: 97 1.3 Những lỗi thường gặp cách khắc phục: 98 YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ 98 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên Mơ đun: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LẠNH Mã Mô đun: KTML 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí: + Học sau học xong môn học, mô đun kỹ thuật sở, mô đun chuyên môn nghề như: lạnh bản, hệ thống máy lạnh dân dụng thương nghiệp, hệ thống máy lạnh cơng nghiệp - Tính chất: + Là mô đun tự chọn; + Ứng dụng kiến thức học để tập giải nhiệm vụ cụ thể giao Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày nguyên lý cấu tạo, hoạt động hệ thống máy lạnh cơng nghiệp + Trình bày phương pháp tính tốn tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh cần có, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống - Về kỹ năng: + Tính sơ công suất, số lượng, chủng loại máy thiết bị, thiết kế thể sơ đồ lắp nối hệ thống vẽ; + Lắp đặt hệ thống máy lạnh vừa thiết kế mơ hình mơ - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Biết làm việc theo nhóm + Cẩn thận, kiên trì; Nội dung mơ đun: Thời gian Thực hành, Kiểm thí nghiệm, tra thảo luận, tập Số TT Tên chương/mục Tính tốn xác định phụ tải lạnh 15 Thiết kế sơ hệ thống máy lạnh 15 Lắp đặt hệ thống máy lạnh 15 10 Cộng 45 14 28 Tổng Lý số thuyết BÀI 1: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI LẠNH Mục tiêu: - Trình bày nguyên lý cấu tạo, hoạt động hệ thống máy lạnh cơng nghiệp - Trình bày phương pháp tính tốn tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh cần có, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống; - Tính sơ công suất, số lượng, chủng loại máy thiết bị Nội dung chính: Xác định kết cấu hộ dùng lạnh Tính tốn phụ tải lạnh Tính cách nhiệt,cách ẩm, kiểm tra đọng sương, đọng ẩm vách Xác định phụ tải máy nén phụ tải thiết bị, chọn máy nén thiết bị XÁC ĐỊNH KẾT CẤU HỘ DÙNG LẠNH Kho lạnh bảo quản kho sử dụng để bảo quản loại thực phẩm, nông sản, rau quả, sản phẩm cơng nghiệp hố chất, cơng nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ vv… Hiện kho lạnh sử dụng công nghiệp chế biến thực phẩm rộng rãi chiếm tỷ lệ lớn Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm: - Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp - Bảo quản nông sản thực phẩm, rau - Bảo quản sản phẩm y tế, dược liệu - Kho bảo quản sữa - Kho bảo quản lên men bia - Bảo quản sản phẩm khác Phân loại Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa phân loại khác nhau: Theo công dụng người ta phân loại kho lạnh sau: - Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ hay bảo quản tạm thời thực phẩm nhà máy chế biến trước chuyển sang khâu chế biến khác - Kho chế biến: Được sử dụng nhà máy chế biến bảo quản thực phẩm (nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máy xuất thịt vv ) Các kho lạnh loại thường có dung tích lớn cần phải trang bị hệ thống có cơng suất lạnh lớn Phụ tải kho lạnh thay đổi phải xuất nhập hàng thường xuyên - Kho phân phối, kho trung chuyển: Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho khu vực dân cư, thành phố dự trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ nhiều mặt hàng có ý nghĩa lớn đến đời sống sinh hoạt cộng đồng - Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản mặt hàng thực phẩm hệ thống thương nghiệp Kho dùng bảo quản tạm thời mặt hàng doanh nghiệp bán thị trường - Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tầu hoả, xe ôtô ): đặc điểm kho dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi sang nơi khác - Kho sinh hoạt: loại kho nhỏ dùng hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùng bảo quản lượng hàng nhỏ Theo nhiệt độ người ta chia ra: - Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản thường nằm khoảng -2oC đến 5oC Đối với số rau nhiệt đới cần bảo quản nhiệt độ cao (chuối > 10oC, chanh > 4oC) Nói chung mặt hàng chủ yếu rau mặt hàng nông sản - Kho bảo quản đông: Kho sử dụng để bảo quản mặt hàng qua cấp đơng Đó hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu phải đạt -18oC vi sinh vật phát triển làm hư hại thực phẩm trình bảo quản - Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản -12oC - Kho gia lạnh: Nhiệt độ 0oC, dùng gia lạnh sản phẩm trước chuyển sang khâu chế biến khác - Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ kho tối thiểu -4oC Theo dung tích chứa Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng Do đặc điểm khả chất tải cho loại thực phẩm có khác nên thường qui dung tích thịt (MT-Meet Tons) Ví dụ kho 50MT, Kho 100MT, Kho 150 MT vv kho có khả chứa 50, 100, 150 vv thịt Theo đặc điểm cách nhiệt người ta chia ra: - Kho xây: Là kho mà kết cấu kiến trúc xây dựng bên người ta tiến hành bọc lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương đối cao, khơng đẹp, khó tháo dỡ di chuyển Mặt khác mặt thẩm mỹ vệ sinh kho xây không đảm bảo tốt Vì nước ta người ta sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm - Kho panel: Được lắp ghép từ panel tiền chế polyurethan lắp ghép với móc khố camlocking Kho panel có hình thức đẹp, gọn giá thành tương đối rẻ, tiện lợi lắp đặt, tháo dỡ bảo quản mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu vv Hiện nhiều doanh nghiệp nước ta sản xuất panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vì hầu hết xí nghiệp cơng nghiệp thực phẩm sử dụng kho panel để bảo quản hàng hố 1.1 Xác định diện tích xây dựng, kích thước, số lượng loại phịng/hoặc kích thước kho bảo quản/Bể nước đá 1.1.1 Thể tích kho lạnh Thể tích kho xác định theo cơng thức sau: 𝑉= ; m3 Trong đó: E - Năng suất kho lạnh, Tấn sản phẩm gv - Định mức chất tải loại kho lạnh, Tấn sản phẩm/m3 Định mức chất tải xác định theo bảng 2-5 Bảng 1: Tiêu chuẩn chất tải loại sản phẩm TT Sản phẩm bảo quản Tiêu chuẩn chất tải gv; t/m3 Thịt bị đơng lạnh: + 1/4 + 1/2 + 1/4 1/2 0,40 0,30 0,35 Thịt cừu đông lạnh 0,28 Thịt lợn đông lạnh 0,45 Gia cầm đơng lạnh hịm gỗ 0,38 Cá đơng lạnh hịm gỗ cactơng 0,45 Thịt thân, cá đơng lạnh hịm, cactơng 0,70 Mỡ hộp cactông 0,80 Trứng hộp cactơng 0,27 Đồ hộp hịm gỗ cactông 10 Cam, quýt ngăn gỗ mỏng 0,60 ÷ 0,65 0,45 KHI SẮP XẾP TRÊN GIÁ 11 Mỡ hộp cactông 0,70 12 Trứng ngăn cactông 0,26 13 Thịt ngăn gỗ 0,38 14 Giò ngăn gỗ 0,30 15 Thịt gia cầm đông lạnh: + Trong ngăn gỗ + ngăn cactông 0,44 0,48 16 Nho cà chua khay 0,30 17 Táo lê ngăn gỗ 0,31 có bẩy dầu Mặt khác đường ống hút phải nghiêng dần máy nén để dầu tự chảy Bảng 32: Tốc độ môi chất đường ống, m/s 1.2.2 Lắp đặt đường ống nước Đường ống nước hệ thống lạnh sử dụng để: Giải nhiệt máy nén, thiết bị ngưng tụ, xả băng, nước chế biến xả nước ngưng loại - Đường ống nước giải nhiệt xả băng sử dụng ống thép tráng kẽm, bên sơn màu xanh nước biển - Đối với nước ngưng từ dàn lạnh thiết bị khác sử dụng ống PVC, bọc khơng bọc cách nhiệt, tuỳ vị trí lắp đặt - Đường nước chế biến nên sử dụng ống inox bọc cách nhiệt * Đường ống giải nhiệt máy nén Trong hệ thống lạnh NH3 R22 nhiệt độ đầu đẩy lớn nên nắp máy nén dầu có nhiệt độ cao Đường ống nước lạnh đủ lớn để giải nhiệt cho máy nén giải nhiệt dầu Bảng 33 lưu lượng nước giải nhiệt yêu cầu cho máy nén lạnh MYCOM tương ứng với nhiệt độ nước giải nhiệt Bảng 33: Lưu lượng nước giải nhiệt máy nén MYCOM, L/phút Trường hợp giải nhiệt máy bố trí song song cần phải lắp đầu vào máy van chặn để điều chỉnh lượng nước thích hợp cho máy Trong trường hợp vận hành tự động, lắp van điện từ tự động cấp nước giải nhiệt cho máy nén hệ thống làm việc 1.3 Lắp đặt thiết bị phụ, đo lường, điều khiển bảo vệ 1.3.1 Lắp đặt van chặn Các van chặn hệ thống lạnh cần lắp đặt vị trí dễ thao tác, vận hành, nằm đường nằm ngang thẳng đứng Khi nằm đoạn ống nằm ngang phải lắp tay van lên phía 85 cần Khoảng hở phía van đủ để thao tác sửa chữa, tháo lắp van Phương pháp nối van chủ yếu hàn nối bích Đối với van nối bích cần lưu ý sử dụng đệm kín thích hợp Đối với van nối phương pháp hàn, hàn tránh không để van q nóng làm hỏng roăn bên van Vì hàn tháo phận van quấn giẻ nhúng nước để giảm nhiệt độ phần thân van Trên thân van có mủi tên chiều chuyển động môi chất, cần ý lắp đặt chiều Trường hợp bình có nhiều van, van cần lắp thẳng hàng phía bình Khơng nên lắp van vị trí q cao khó thao tác vận hành 1.3.2 Lắp đặt van điện từ Lỏi sắt van điện từ chuyển động lên xuống nhờ sức hút cuộn dây trọng lực, nên van điện từ bắt buộc phải lắp đặt đoạn ống nằm ngang Cuộn dây van điện từ nằm lên phía Do van điện từ thiết bị hay bị cháy hỏng thường xuyên cần phải thay thế, nên trước sau van điện từ phải bố trí van chặn, nhằm cô lập van điện từ cần thiết để thay sửa chữa 1.3.3 Lắp đặt van tiết lưu tự động Van tiết lưu tự động lắp đặt đường cấp dịch vào dàn lạnh Việc chọn van tiết lưu phải phù hợp với công suất chế độ nhiệt hệ thống Trong trường hợp chọn cơng suất van lớn vận hành thường hay bị ngập lỏng ngược lại cơng suất van nhỏ lượng mơi chất cung cấp không đủ cho dàn lạnh ảnh hưởng nhiều đến suất lạnh hệ thống - Khi lắp đặt van tiết lưu tự động cần ý lắp đặt bầu cảm biến vị trí quy định, cụ thể sau : + Đặt ống sau dàn lạnh đảm bảo tiếp xúc tốt kẹp đồng hay nhôm, để tránh ảnh hưởng nhiệt độ bên cần bọc cách nhiệt bầu cảm biến ống hút có bầu cảm biến + Khi ống hút nhỏ đặt bầu ống hút, khí ống lớn 18mm đặt vị trí + Khơng quấn làm dập ống mao dẫn tới bầu cảm biến 1.4 Thử nghiệm hệ thống lạnh 1.4.1 Áp suất thử Theo qui định, áp suất thử thiết bị áp lực sau: áp suất thử kín áp suất làm việc, áp suất thử bền 1,5 lần áp suất làm việc Trên sở tiến hành thử áp suất thiết bị theo số liệu nêu bảng * Tại nơi chế tạo : 86 Bảng 34: Áp suất thử kín thử bền * Tại nơi lắp đặt Bảng 35: Áp suất thử kín thử bền N2 Để thử hệ thống lạnh thường người ta sử dụng : Khí nén, khí CO - Đối với hệ thống NH3 không sử dụng CO2 gây phản ứng hố học - Đối Frêơn khơng dùng khơng khí nước khơng khí gây tắc ẩm - Khi dùng khơng khí để thử hệ thống NH3 phải sử dụng 01 máy nén riêng, không sử dụng máy nén lạnh để nén tạo áp suất nhiệt độ đầu đẩy lớn làm cháy dầu máy lạnh Điểm tự bốc cháy ndầu máy lạnh khoảng 180200oC, nén khơng khí từ 16oC lên 10 kG/cm2 nhiệt độ đạt 260oC vượt nhiệt độ tự bốc cháy dầu - Khi nối với bình N2 không nối trực tiếp mà phải qua 01 van giảm áp - Khi thử phải đóng van nối với rơ le áp suất HP, LP OP khơng làm hỏng thiết bị - Khi nén khí để thử nhiệt độ khí nén tăng cao phải dừng cho khí nén nguội nén tiếp, không nhiệt độ tăng cao - Đối với mạch có van điện từ, van tiết lưu tự động phải mở thơng mạch tay (Manual circuit), mạch tự động muốn thông mạch phải mở van điện từ tay - Sau thử mở van xả để thải bụi Nếu hệ thống frêơn dùng bơm chân khơng đồng thời xả nước 87 - Sau hút chân không đạt 700mmHg cần thử chân không cách ngâm 24 Nếu áp suất lên 5mmHg coi đạt yêu cầu Cần lưu ý trường hợp sử dụng R22, nhiệt độ lên 135140oC thành phần nước 100 ppm có thuỷ phân (hydrolize) tạo nên axit clohydric axit florhydric làm giảm chất lượng dầu, ăn mòn đường ống, ăn mịn chi tiết máy lạnh gây nên hỏng hóc 1.4.2 Qui trình thử nghiệm 1.4.2.1 Thử bền Thử bền hệ thống tiến hành sau : - Chuẩn bị thử : Cô lập máy nén, ngắt áp kế đầu hút, mở van (trừ van xả), nối bình khí (hoặc N2) qua van giảm áp - Nâng áp suất hệ thống từ từ lên áp suất thử bền cho phía cao áp hạ áp - Duy trì áp suất thử vòng phút giảm dần tới áp suất thử kín Tuy nhiên cần lưu ý, máy nén thiết bị thử bền nơi chế tạo nên khơng cần thử bền lại lần nữa, mà thử hệ thống đường ống, mối hàn 1.4.2.2 Thử kín - Nâng áp suất lên áp suất thử kín - Duy trì áp lực thử vòng 24 Trong đầu áp suất thử giảm khơng q 10% sau khơng giảm - Tiến hành thử nước xà phòng Khả rị rỉ đường ống ngun xảy nên kiểm tra mối hàn, mặt bích, nối van trước Nếu thử hết mà khơng phát vết xì hở mà áp suất giảm kiểm tra đường ống Khi khơng phát chổ rò rỉ cần khoanh vùng để kiểm tra Một điều cần lưu ý áp suất hệ thống phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường, tức phụ thuộc vào ngày, cần kiểm tra theo thời điểm định ngày Khi phát rò rỉ cần loại bỏ áp lực hệ thống xử lý Tuyệt đối khơng xử lý áp lực cịn Chỉ sau thử xong hồn chỉnh khơng phát rò rỉ tiến hành bọc cách nhiệt đường ống thiết bị 1.4.2.3 Hút chân không Việc hút chân không tiến hành nhiều lần đảm bảo hút kiệt khơng khí ẩm có hệ thống đường ống thiết bị Duy trí áp lực 50  75mmHg (tức độ chân không khoảng –700mmHg) 24 giờ, đầu áp lực cho phép tăng 50% sau khơng tăng 88 1.5 Nạp môi chất cho hệ thống lạnh 1.5.1 Xác định số lượng môi chất cần nạp Để nạp môi chất trước hết cần xác định lượng môi chất cần thiết nạp vào hệ thống Việc nạp môi chất nhiều hay ảnh hưởng đến suất hiệu hệ thống - Nếu nạp môi chất : Mơi chất khơng đủ cho hoạt động bình thường hệ thống dẫn đến dàn lạnh không đủ môi chất, suất lạnh hệ thống giảm, chế độ làm lạnh không đạt (thời gian kéo dài, nhiệt độ không đạt ) Mặt khác, thiếu môi chất lưu lượng tiết lưu giảm độ nhiệt tăng làm cho nhiệt độ đầu đẩy tăng lên - Nếu nạp mơi chất q nhiều: bình chứa khơng chứa hết dẫn đến lượng lỏng nằm thiết bị ngưng tụ, làm giảm diện tích trao đổi nhiệt, áp suất ngưng tụ tăng, máy bị tải Có nhiều phương pháp xác định lượng mơi chất cần nạp Tuy nhiên thực tế cách xác định hợp lý xác xác định lượng mơi chất thiết bị hệ thống hoạt động Ở thiết bị môi chất thường tồn trạng thái : Phía hơi, lỏng, rỏ ràng khối lượng môi chất trạng thái lỏng đáng kể khối lượng môi chất trạng thái không lớn, nên cần xác định lượng lỏng thiết bị hệ thống hoạt động chế độ nhiệt bình thường Sau nhân thêm 1015% tính đến môi chất trạng thái Theo kinh nghiệm số lượng phần trăm chứa môi chất lỏng thiết bị cụ thể sau : - Bình chứa cao áp : 20% - Bình trung gian nằm ngang : 90% - Bình trung gian kiểu đứng : 60% - Bình tách dầu : 0% - Bình tách lỏng : 20% - Dàn lạnh làm việc theo chế độ ngập lỏng : 80  100% - Dàn lạnh cấp dịch theo kiểu tiết lưu trực tiếp : 30% - Thiết bị ngưng tụ : 10% - Bình chứa hạ áp : 60% - Đường cấp dịch : 100% - Bình giữ mức lỏng : 60% Khối lượng môi chất trạng thái lỏng toàn hệ thống : G1 = Σai.Vi.pi (11-3) - Số lượng phần trăm không gian chứa lỏng thiết bị, % Vi - Dung tích thiết bị thứ i, m3 pi - Khối lượng riêng môi chất lỏng trạng thái thiết bị thứ i, kg/m3 89 Khối lượng môi chất hệ thống nhiều lượng môi chất G1 cịn lượng mơi chất trạng thái thiết bị, lượng chiếm 10  15% lượng lỏng Vì lượng mơi chất cần nạp : G = G1 k (11-4) k - Hệ số dự phịng tính tới lượng mơi chất trạng thái thiết bị 1.5.2 Nạp môi chất cho hệ thống lạnh Có 02 phương pháp nạp mơi chất : Nạp theo đường hút nạp theo đường cấp dịch 1.5.2.1 Nạp môi chất theo đường hút Nạp môi chất theo đường hút thường áp dụng cho hệ thống máy lạnh nhỏ Phương pháp có đặc điểm : - Nạp trạng thái hơi, số lượng nạp ít, thời gian nạp lâu - Chỉ áp dụng cho máy công suất nhỏ - Việc nạp môi chất thực hệ thống hoạt động Các thao tác : - Nối bình mơi chất vào đầu hút máy nén qua đồng hồ áp suất - Dùng môi chất đuổi hết khơng khí ống nối - Mở từ từ van nối để môi chất theo đường ống hút hệ thống Hình 33 : Sơ đồ nạp mơi chất dạng theo đường hút Theo dỏi lượng băng bám thân máy, kiểm tra dòng điện máy nén áp suất đầu hút không kG/cm2 Nếu áp suất hút lớn q dịng Khi nạp môi chất ý không lỏng bị hút máy nén gây tượng ngập lỏng nguy hiểm Vì đầu hút nối vào phía 90 bình, tức hút máy nén, không dốc ngược nghiêng bình nạp tốt bình môi chất nên đặt thấp máy nén Trong trình nạp theo dỏi lượng mơi chất nạp cách đặt bình mơi chất cân đĩa 1.5.2.2 Nạp môi chất theo đường cấp dịch Việc nạp môi chất theo đường cấp dịch thực cho hệ thống lớn Phương pháp có đặc điểm sau : - Nạp dạng lỏng, số lượng nạp nhiều, thời gian nạp nhanh - Sử dụng cho hệ thống lớn Trên hình 11-9 sơ đồ nạp mơi chất theo đường cấp dịch, sử dụng phổ biến thực tế a)- Bình mơi chất; b- Bộ đồng hồ nạp mơi chất; c- Bình chứa; d- Bộ lọc ẩm Hình 34 : Sơ đồ nạp mơi chất dạng lỏng theo đường cấp dịch - Bình thường van (1), (2) (3) mở, van (4) (5) đóng, mơi chất cấp đến dàn bay từ bình chứa cao áp - Khi cần nạp mơi chất, đóng van (1) (4), mơi chất từ bình môi chất theo van (5), (2) vào lọc, van (3) đến thiết bị bay - Khi thay thế, sửa chữa bảo dưỡng lọc, hệ thống hoạt động được, đóng van (2), (3) (5) mơi chất từ bình chứa qua van (1) van (4) đến dàn bay Trong trường hợp nạp thêm mơi chất cách đóng van (1), (2) (3), mở van (4) (5) Mơi chất từ bình nạp qua van (5) (4) vào hệ thống 1.6 Vận hành hệ thống lạnh 1.6.1 Chuẩn bị vận hành - Kiểm tra điện áp nguồn không sai lệch định mức 5% : 360V < U < 400V - Kiểm tra bên máy nén thiết bị chuyển động xem có vật gây trở ngại làm việc bình thường thiết bị khơng 91 - Kiểm tra số lượng chất lượng dầu máy nén Mức dầu thường phải chiếm 2/3 mắt kính quan sát Mức dầu lớn bé không tốt - Kiểm tra mức nước bể chứa nước, tháp giải nhiệt, bể dàn ngưng đồng thời kiểm tra chất lượng nước xem có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khơng Nếu khơng đảm bảo phải bỏ để bố sung nước mới, - Kiểm tra thiết bị đo lường, điều khiển bảo vệ hệ thống - Kiểm tra hệ thống điện tủ điện, đảm bảo tình trạng hoạt động tốt - Kiểm tra tình trạng đóng mở van : + Các van thường đóng : van xả đáy bình, van nạp mơi chất, van bypass, van xả khí không ngưng, van thu hồi dầu xả bỏ dầu, van đấu hoà hệ thống, van xả air Riêng van chặn đường hút dừng máy thường phải đóng khởi động mở từ từ + Tất van lại trạng thái mở Đặc biệt lưu ý van đầu đẩy máy nén, van chặn thiết bị đo lường bảo vệ phải luôn mở + Các van điều chỉnh : Van tiết lưu tự động, rơ le nhiệt, rơ le áp suất vv Chỉ có người có trách nhiệm mở điều chỉnh 1.6.2 Vận hành Tuỳ thuộc vào hệ thống cụ thể mà qui trình vận hành có khác Tuy nhiên hầu hết hệ thống lạnh thiết kế thường có 02 chế độ vận hành : Chế độ vận hành tự động (AUTO) chế độ vận hành tay (MANUAL) - Chế độ tự động: Hệ thống hoạt động hoàn tồn tự động, trình tự khởi động người thiết kế định sẵn Chế độ có ưu điểm hạn chế sai sót người vận hành Tuy nhiên chế độ tự động thiết bị ảnh hưởng, khống chế qua lại với nên tuỳ tiện thay đổi - Chế độ tay: Người vận hành cho chạy độc lập thiết bị Khi chạy chế độ này, đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm Chế độ chạy tay nên sử dụng cần kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị cần chạy thiết bị riêng lẻ mà thơi 92 VẬN HÀNH TRÊN CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 2.1 Giới thiệu phần mềm Phần mềm tính tốn tải HAP Carrier phầm mềm tính tốn hay nhóm phần mềm tính tải lạnh Cũng phần mềm Trace hãng Trane, phần mềm HAP chia làm chức : Thiết kế hệ thống HVAC: Tính tốn tải lạnh cơng trình thơng số cần thiết cho việc lựa chọn thiết bị : Tính tốn tải lạnh cho phòng, khu vực dàn lạnh hệ thống HVAC Xác định lưu lượng gió cho phịng, khu vực,khu vực hệ thống Tính tốn dàn coil lạnh Xác định quạt thơng gió cho cơng trình Tính tốn chọn Chiller Boiler Tính tốn phân tích lượng cho cơng trình : HAP tính tốn lượng sử dụng hàng năm cho hệ thống HVAC mơ phịng cơng trình hoạt động Kết phân tích lượng sử dụng để so sánh lượng sử dụng chi phí lượng phương án hệ thống HVAC để chọn phương án tối ưu Mô hoạt động hệ thống HVAC Mô hoạt động thiết bị HVAC Dựa kết mơ phịng xác định tồng lượng hàng năm chi phí lựơng 93 2.2 Sử dụng phần mềm HAP4.3 Carrier Trong q trình thiết kế tính tải lạnh phần quan trọng, tùy theo công ty mà bạn dụng dụng phần mềm tính tải lạnh khác Phần mềm tính tốn tải HAP Carrier phầm mềm tính tốn hay nhóm phần mềm tính tải lạnh Cũng phần mềm Trace hãng Trane, phần mềm HAP chia làm chức : Thiết kế hệ thống HVAC: Tính tốn tải lạnh cơng trình thơng số cần thiết cho việc lựa chọn thiết bị : Tính tốn tải lạnh cho phịng, khu vực dàn lạnh hệ thống HVAC Xác định lưu lượng gió cho phịng, khu vực,khu vực hệ thống Tính tốn dàn coil lạnh Xác định quạt thơng gió cho cơng trình Tính tốn chọn Chiller Boiler Tính tốn phân tích lượng cho cơng trình : HAP tính toán lượng sử dụng hàng năm cho hệ thống HVAC mơ phịng cơng trình hoạt động Kết phân tích lượng sử dụng để so sánh lượng sử dụng chi phí lượng phương án hệ thống HVAC để chọn phương án tối ưu Mô hoạt động hệ thống HVAC Mô hoạt động thiết bị HVAC Dựa kết mơ phịng xác định tồng lượng hàng năm chi phí lựơng Cài đặt phần mềm HAP Đầu tiên bạn chạy file ecat-ecp206 Sau cài xong chạy file e20-hap430 Phần mền HAP4.3 thích hợp với hệ điều hành WinXP Cách mở dư án : Trong phần mềm HAP dự án chưa có thư viện bạn phải Add vào Trên hộp thoại Open Project chọn Tab Find Sau phần Change : chọn ổ lưu file HAP có sẵn chọn Tab Search Sau kích vào nút Add Phần hiệu chỉnh đơn vị sử dụng phần mềm theo đơn vị SI Metric: Tùy theo đơn vị bạn sử dụng mà chọn cho hợp lý Nên chọn hệ SI Metric Phần chọn thời tiết cho cơng trình Nhập dự liệu cho phần tính tốn tải lạnh Bao gồm phần Weather : Chọn thời tiết khu vực cần tính tốn cho cơng trình Space : Nhập thơng số khơng gian điều hịa cần tính toán bao gồm tường, vách ngăn, cửa sổ, mái, sàn, tải đèn, gió tươi, gió xì hay rị lọt, nguồn 94 nhiệt phát sinh thêm….Các thông số liên kết với zones phần air system System : Nhập thông tin yêu cầu cho hệ thống khơng khí bao gồm loại thiết bị sử dụng, loại hệ thống gió, nhiệt độ, độ ẩm… Plant : Lựa chọn hệ thống cho cơng trình hệ thống Chiller,lị hơi,…Phần liên quan nhiều tới tính tốn phân tích kinh tế cho cơng trình Buildings : Nhập thông tin giả định kinh tế cho thiết bị hệ thống để phân tích chi phí tồn cơng trình Project Libraries : Các thơng tin thư viện tường, mái, vách ngăn,…Một điểm khác biệt Trace HAP phần mềm HAP khơng có phần Template Trace nên phần nhập thơng số cho phịng khó khăn Nhưng bù lại phần mềm HAP tách riêng phần tải lạnh cho phịng tải lạnh gió tươi mang vào, thuận tiện cho việc tính tốn cho phịng phần xuất file kết tính tốn có định dạng đẹp so với phần mềm Trace Phần Tab General : Nhập thông tin phòng hay khu vực điều hòa bao gồm >>Name : Tên phịng hay khu vực cần tính tải lạnh >>Floor Area: Nhập giá trị diện tích cho phịng Dựa diện tích sàn xác định tải nhiệt phát sinh bên tải đèn người Ngồi diện tích sàn với chiều cao từ sàn tới trần để tính tốn rị rỉ theo số lần trao đổi gió/giờ 95 >>Average Ceiling Height: Chiều cao trung bình phịng.Được tính từ sàn tới trần Được sử dụng để tính thể tích phịng tính rị rỉ không gian thông qua số lần trao đổi gió phịng >>Building Weight : Kết cấu cơng trình bao gồm toàn kết cấu tường, sàn, trần phần khác tòa nhà Giá trị ảnh hưởng tới hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che khơng gian Nói chung kết cấu nặng hấp thụ lưu giữ nhiệt lâu so với kết cấu nhẹ, kết nhiệt truyền nhiều vào khơng gian điều hịa Giá trị nhập trực tiếp hay kéo trượt tab, nên dùng Medium >> Outdoor Air Ventilation Requirements: u cầu gió tươi khơng gian u cầu gió tươi nhập theo cách phần Space Usage (Theo không gian sử dụng) Lựa chọn loại khơng gian có giá trí mặc định theo tiêu chuẩn ASHRAE 62-2001 hay ASHRAE62.1-2004 Giá trị không thay đổi Khi muốn nhập trực tiếp lưu lượng gió tươi u cầu bạn chọn mục Space Usage Thì phải nhập giá trị vào OA Requirement & >> OA Requirement lưu lượng gió tươi cấp cho người OA Requirement lưu lượng gió tươi cấp theo diện tích sàn.Khi tính tốn tải lạnh phần mềm tính tổng giá trị này.Tham khảo thêm ASHRAE 62.1-2007 Nên chọn theo giá trị mặc định phần mềm 96 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN KẾT THÚC MƠ ĐUN TRÌNH TỰ THỰC HIỆN 1.1 Quy trình tiêu chuẩn thực công việc: TT Tên công việc Thiết bị - dụng cụ Tiêu chuẩn thực 01 Báo cáo trình diễn Đồ án môn học, máy - Thể kết tổng thể kết tính, vẽ tính tốn đúng, lựa chọn tính tốn thiết phương án phù hợp kế để G/V đánh - Các vê đủ, yêu giá cho điểm kết cầu thúc mơ đun 02 Kiểm tra tính hợp Đồ án mơn học, máy - Phương pháp thiết kế phù lý phương tính, vẽ hợp, hợp lý pháp phương - Phương án tính tốn thiết án tính tốn thiết kế hợp lý,đảm bảo kế 03 Kiểm tra kết Các bảng biểu, catalog tính tốn, lựa máy, đồ thị, vẽ chọn thiết bị nội dung, hình thức thể vẽ 04 Kết thúc - Máy, thiết bị lựa chọn phù hợp với tính tốn - Sơ đồ hệ thống, mạch điện thể rõ ràng vẽ, phù hợp với đồ án Đồ án mơn học, máy Thuyết minh, trình bầy tính, vẽ, Giấy bút đồ án môn học, trả lời câu hỏi G/v 1.2 Hướng dẫn cách thức thực công việc: Tên công việc Hướng dẫn Báo cáo trình diễn - Yêu cầu kỹ thuật tổng thể kết tính Thể kết tính toán đúng, toán thiết kế để Lựa chọn phương án phù hợp G/V đánh giá cho - Trang thiết bị điểm kết thúc mô đun (Đủ vẽ hệ thống máy lạnh, thước mét cuộn) Kiểm tra tính hợp lý - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp Phương pháp thiết kế phù hợp, hợp lý phương án tính tốn Phương án tính tốn thiết kế hợp lý, đảm bảo thiết kế - Trang thiết bị: Bảng biểu tra, giấy bút Kiểm tra kết tính - Yêu cầu kỹ thuật toán, lựa chọn thiết bị 97 nội dung, hình thức thể vẽ Máy, thiết bị lựa chọn phù hợp với tính toán Sơ đồ hệ thống, mạch điện thể rõ ràng vẽ, phù hợp với đồ án - Trang thiết bị: Bảng biểu, cơng thức tính giấy bút Kết thúc - Yêu cầu kỹ thuật Thuyết minh, trình bầy đồ án mơn học, trả lời câu hỏi G/v - Trang thiết bị: Đồ án mơn học, máy tính, vẽ, Giấy bút 1.3 Những lỗi thường gặp cách khắc phục: TT Hiện tượng Ngun nhân Cách phịng ngừa Khơng báo cáo Do tính tốn sai Kiểm tra, tính tốn lại trình diễn tổng thể Do chọn phương án Kiểm tra, chọn lại kết tính tốn khơng phù hợp phương án thiết kế Máy thiết bị Do tính tốn cơng suất, Kiểm tra, tính tốn, chọn hệ thơng lựa chọn tra bảng biểu, catalog lại không phù hợp sai Bản vẽ sơ đồ hệ Do chọn thiết bị Kiểm tra lại sơ đồ hệ thống sơ đồ chọn sơ đồ hệ thống, sơ thống, mạch điện lựa điện đồ điện khơng phù hợp chọn cho xác YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ - Bảo vệ đồ án mơn học - Sau trình bầy, trả lời thêm câu hỏi giáo viên 98 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Máy thiết bị lạnh NXB Giáo dục [2] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Kỹ thuật lạnh sở NXB Giáo dục [3] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Tủ lạnh, máy kem, máy đá: Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2005 [5] Giáo trình, sổ tay thiết kế, tiêu chuẩn nhà nước liên quan 99 ... THIỆU Giáo trình Tính tốn thiết kế hệ thống Máy lạnh giáo trình biên soạn dạng tổng quát cho học sinh, sinh viên nghề Kỹ thuật Máy lạnh Điều hòa khơng khí từ kiến thức kiến thức chun sâu Giáo trình. .. + Trình bày nguyên lý cấu tạo, hoạt động hệ thống máy lạnh công nghiệp + Trình bày phương pháp tính tốn tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh cần có, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống. .. cấu tạo, hoạt động hệ thống máy lạnh cơng nghiệp - Trình bày phương pháp tính tốn tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh cần có, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống; - Tính sơ cơng suất,