Giáo trình thiết bị cơ điện lạnh phần 2

Chương B ộ NGƯNG TỤ VÀ BỘ NHẬN CHÁT LỎNG Bộ ngung tụ thành phần thay đồi trạng thái môi chất lạnh nhiệt độ cao từ máy nén thành dạng lỏng để đưa đến hoá Bộ nhận chất lỏng đơn giản thiết bị lưu trữ, nhận môi chất lạnh lỏng từ ngưng tụ cung cấp cho hố Khi mơi chất lạnh khói máy nén nhiệt nhiệt độ cao trình nén máy nén, lượng nhiệt cần phải truyền cho chất làm nguội ngưng tụ Công dụng ngưng tụ nhận nhiệt từ môi chất lạnh nóng làm cho ngưng tụ thành dạng lỏng Trong trinh làm nguội này, nhiệt nhạy phải giải phóng nhờ chất làm nguội ngưng tụ, đề giảm nhiệt độ môi chất lạnh đến nhiệt độ ngưng tụ tương ứng Nhiệt ẩn trình ngưng tụ giài phóng, chuyển sang trạng thái lỏng (ngưng tụ) Trong thiết bị ngưng tụ đại, có thêm số dãy ống bổ sung cho dàn ống ngưng tụ để môi chất lạnh lỏng đuợc làm nguội nhiệt độ ngưng tụ (lạnh sâu) Sự làm lạnh sâu phần bàn ngưng tụ, làm tăng hiệu suất chung thiết bị, làm giảm lưu lượng qua thiết bị điều khiền lưu lượng v ề mặt lý thuyết, Iirợng nhiệt đirợc giải phóng từ môi chất lạnh ngưng tụ phải lượng nhiệt chất làm nguội thu nhận Để minh chứng điều này, dùng đồ thị nhiệt độ - Bíu (hình 7.1) để minh họa Hồnh độ đồ thị lượng nhiệt mơi chất lạnh tính theo Btu, tung độ đồ thị nhiệt độ tính theo độ F Tồn mơi chất lạnh bên phải đường trạng thái hơi, bên trái đường trạng thái lỏng Vùng đường hỗn hợp lỏng gọi trạng thái bão hồ ẩm Trong ví dụ này, mơi chất lạnh HCFC-22 100°F áp suất tương đối 195,9Psi Môi chất lạnh, xả từ máy nén, vào ngưng tụ điểm A với nhiệt độ 120°F Tại điểm này, môi chất lạnh nhiệt, cao nhiệt độ sôi 20°F Khi môi chất lạnh tiếp xúc với ống ngưng tụ, nhiệt sỗ đuợc truyền cho chất làm nguội Bước chi làm giảm nhiệt độ môi chất lạnh nhiệt, nhiệt độ giảm từ 120°F xuống 100°F, biểu diễn đường AB Hơi mơi chất lanh đạt đến nhiệt độ bão hoà với áp suất tương ứng Khi tiếp tục 92 giải phóng nhiệt, mơi chất dần ngưng tụ thành dạng lỏng Tại điểm c, mơi chất lạnh hồn toàn dạng lỏng Giữa B c nhiệt độ khơng đổi Điều q trình ngưng tụ xảy điều kiện đẳng áp đẳng nhiệt, có nhiệt ẩn giải phóng Từ điểm c, môi chất lạnh trạng thái lỏng, tiếp tục làm nguội, môi chất lạnh trạng thái lạnh sâu Trong ngưng tụ chế độ vận hành, ln có mức độ lạnh sâu xác định Hình 7.1 Đồ thị nhiệt độ - nhiệt Hình 7.2 Cấu tạo ngưng tụ 1- giàn nóng; 2- cửa vào; 3- khí nóng; 4- đầu từ máy nén đến; 5- cửa ra; 6- môi chất giàn nóng ra; 7- khơng khí lạnh; 8- quạt giàn nóng; 9- ống dẫn chữ U; 10- cánh tàn nhiệt 93 7.1 B ộ NGƯNG TỤ LÀM NGUỘI BẢNG KHÔNG KHÍ Các ngưng tụ sử dụng rộng rãi hệ thống điều hồ khơng khí máy lạnh cỡ nhỏ Bộ ngưng tụ có cấu tạo gồm nhơm mịng lên bề mặt hệ thống ống dẫn môi chất lạnh Công dụng nhôm tăng khả truyền nhiệt cho ống (hình 7.3) Sự truyền nhiệt tăng thêm nhờ sử dụng quạt để thổi khơng khí qua bề mặt ống ngưng tụ, thường gọi trình đối lưu tăng cường Các tủ lạnh tú cấp đông cỡ nhỏ không sử dụng quạt làm nguội Khơng khí vào Khơng khí Khơng khí v Thổi q u a ngưng tụ Hình 7.3 Làm nguội ngưng tụ khơng khí Các ngưng tụ kiều tĩnh, kiều đối lưu tự nhiên, làm nguội nhờ chuyển động khơng khí đối lưu bề mặt Sự chuyển động cùa khơng khí xảy tiếp xúc với ống ngưng tụ nóng nhiệt độ cùa khơng khí tăng lên Khi nhiệt độ tăng, khơng khí nóng bốc lên cao, khơng khí nguội vào chiếm chỗ hình thành đối lưu bản, có hai kiểu ngưng tụ làm nguội khơng khí đối lưu tự nhiên kiểu ống với nhôm kiểu Kiểu chế tạo cách ép hai kim loại với nhau, để lại đường dẫn cho môi chất lạnh qua Hai hàn với Các ngưng tụ chi sử dụng cho hệ thống lạnh điều hồ khơng khí gia dụng, giới hạn dung lượng làm lạnh Dung lượng ngưng tụ làm nguội khơng khí tăng lên rõ rệt cách cưỡng dòng khơng khí qua bề mặt ống, điều thường thực cách sử dụng quạt thích hợp Có thể dùng quạt ly tâm quạt 94 huớng trục cho ngưng tụ Các ngưng tụ làm nguội khơng khí cưỡng thường chiếm khơng gian nhỏ, vận hành ổn định, chi phí chế tạo không cao Các ngưng tụ tương đối dễ lắp đặt bảo dưỡng, cần lượng không khí lớn Khi cơng suất lớn, quạt làm tăng tiếng ồn tăng thể tích thiết bị Các quạt Có hai phương pháp để làm dịch chuyển khơng khí qua ngưng tụ làm nguội bang khơng khí phương pháp hút phương pháp thổi Phương pháp hút: Quạt hút sử dụng để hút khơng khí qua bề mặt ống Phương pháp tương đối hiệu quả, khơng khí phân phối qua bề mặt cuộn ống Điều có áp suất thấp quạt tạo ra, bao qt tồn bề mặt ống, khơng khí di chuyển với lực cản thấp phân bổ đồng bề mặt Phương pháp thổi: Quạt thổi khơng khí trực tiếp bề mặt ống Lượng khơng khí lớn qua bề mặt ống vị trí khơng khí va đập với thành ống Kiểu thổi có hiệu hom so với kiểu hút, dùng 7.2 B ộ NGƯNG TỤ LÀM NGUỘI BẰNG NƯỚC Khi có đủ nguồn nước cung cấp, ngưng tụ làm nguội nước vận hành hiệu ngưng tụ làm nguội khơng khí, với u cầu áp suất nhiệt độ thấp Nếu nước cung cấp từ giếng khoan, (thường có nhiệt độ thấp nhiệt độ khơng khí mơi trường xung Hơi vào binh ngư ng quanh) Nếu khơng đù lượng nước để làm nguội, sừ dụng phương pháp tháp làm nguội Nưức đưực làm nguội tháp đạt đến nhiệt độ bầu ướt Khi tháp làm nguội họat động, nước tuần hoàn liên tục, nước tiêu thụ mức tối thiểu Để ngưng tụ vận hành hiệu theo thiết kế, phái có đù lượng nước làm nguội tuần hoàn ổn định Các ngưng tụ làm nguội nước (hình 7.4) thường chiếm thề tích nhị so với làm nguội khơng khí, khả truyền nhiệt tốt Có nhiều kiểu ngưng tụ làm nguội bàng nước nay, bao gồm: - kiểu vò ống, - ống ống, - ngung tụ bay Hình 7.4 Bộ ngưng tụ làm nguội nước 1- cửa vào; 2- cửa nước ngưng ra; 3- vỏ bình ngưng; 4- ống truyền nhiệt; 5- cừa nước làm lạnh vào; 6- cửa nước làm lạnh 95 Bộ ngưng tụ kiểu vỏ ống Các ngung tụ có hình thức tương tự bồn chứa chất lỏng, thường có dạng nằm ngang thẳng đứng (hình 7.5) Kiểu nằm ngang tương đối thơng dụng, lắp đặt đế máy nén vị trí xa Kiểu đứng thường đặt đế máy nén Trong vận hành, chức làm nguội, cịn có chức lưu giữ môi chất lạnh khỏi ngưng tụ Hình 7.5 Bộ ngưng lụ kiều vị óng Bộ ngưng tụ kiểu ngang có cấu tạo bồn hình trụ có đầu nối vào cho môi chất lạnh, cuộn ống nước bên trang bị với nối kết cần thiết Bồn làm thép, nắp phía đầu hàn xiết chặt bu lông, tuỳ theo yêu cầu Ống dẫn chất làm lạnh lịng ngồi bố trí đáy bồn Cuộn ống nước có nhơm mỏng đề tăng hiệu suất làm nguội giảm kích thước ống Nước cung cấp cho ngưng tụ qua dàn ống từ đầu nối phía đến đầu bồn Nước chuyển động ngược với chiều chuyển động cúa môi chất lạnh t)ề giàm chl phi vận hành, sau di khói bòn nước se dược dưa lên tháp làm nguội quay trở lại bồn ngưng tụ tuần hoàn Trong vận hành, mơi chất lạnh nóng khỏi máy nén vào ngưng tụ dọc theo thành bồn Tại thời điểm này, môi chất lạnh tiếp xúc với ống dẫn nước có nhiệt độ thấp hom, nhiệt truyền cho dàn ống nước bên Nhiệt nước đưa giải phóng tháp làm nguội Một phần nhiệt truyền qua vỏ thép đếrí mơi trường khơng khí xung quanh Khi nhiệt giải phóng, mơi chất lạnh bát đầu ngưng tụ thành dạng lỏng, xuống đáy ngưng tụ sau chuyển qua thiết bị điều khiển lưu lượng để đến hoá Bộ ngưng tụ kiểu ống ống Bộ ngưng tụ chế tạo theo kiểu ống nhỏ đặt ống lớn (hình 7.6) Qua ghép nối đặc biệt đầu ống, môi chất lạnh lưu thông khoảng 96 ống nhỏ ống lớn Nhiệt truyền qua thành ống ừong đến nước làm nguội Một phần nhiệt truyền qua thành ống ngồi giải phóng mơi trường khơng khí xung quanh có tác dụng làm tăng hiệu suất ngưng tụ Các ống xếp để mơi chất lạnh nóng từ đỉnh xuống nước từ duới lên Hơi môi chất lạnh nước ngược chiều để tăng hiệu suất làm nguội Hình 7.6 Tiết diện ngung tụ kiểu ống Ngồi ra, cịn có thiết kế theo kiểu ngược, đảm bảo tính truyền nhiệt cao tính ồn định học ngưng tụ Các ống thiết kế để nước môi chất lạnh chuyển động xoắn (chảy rối) bên ống tương ứng chúng (hình 7.7) Điều tăng tiếp xúc môi chất lạnh nước với bề mặt ống, làm tăng hiệu suất làm nguội ngưng tụ Tác dụng xoắn ống nước làm ống, bụi cặn bị đẩy ngồi, làm giảm yêu càu bâo trì bâo dương Hình 7.7 Chuyển động xoăn cùa nước môi chắt 7.3 B ộ NGƯNG TỤ KIÊU HỐ HƠI Bộ ngưng tụ kiểu hố sử dụng cho hệ thống lạnh có nhiệt độ ngưng tụ áp suất ngưng tụ thấp hom so với ngưng tụ làm nguội 97 khơng khí nơi cần phài tiết kiệm nước (hình 7.8) Ngồi ra, s s s dụng nơi có nhiệt độ mơi trường thấp, đặc biệt nhiệt độ đóng băránảng nước Motor cô n g s u ấ t lớn, lộ thiỗnl Giá đỡ motor, chống gì; ’C ả n h q u t; ,6 C a s ổ kiểm tra; Đầu phun; Ổng đ ầu phun; Tấm giải nhiệt; Vỏ bồn, băng chất.liệu n h ự a pha sợ i thủy tinh, chơng ăn rm ịnịnịn Giả dỗ tám giải nhiệt; 10 Lưới c a n ạp khỉ; 11 Ổng c a n ạp khí băng nhựaa te PV 12 Phao van; 13 n g tràn n ớc; 14 Bồn c h ứ a n c băn g n h ự a I ì ì pha sợ i thủy tinh 15 ỏ n g c ấ p n c tự động; 16 ố n g c ấ p n c nhanh; 17 Ống tràn n c thừa; 18 C a xả khí; 19 C a n ạp khí; 20 Ồng xà n c Hình 7.8 Bộ ngưng tụ kiểu hoả (tháp giải nhiệt) Dàn ống ngưng tụ kiều bay vận hành tương tự ngưng tụ làm nguội khơng khí ngưng tụ làm nguội bàng nước Quạt láp đặt phía tháp đề đẩy khơng khí qua ống, nước phuc làm nguội môi chất lạnh làm nguội nước tuần hồn tháp Dịng khơnị khí hướng tới phía đáy tháp, qua dàn phun vào ống ngưng tụ, xá đinh tháp Thông qua trình bay ngưng tụ, nhiệt độ nước tuần hoàn hạ đến nhiệt độ bầu ướt cùa khơng khí xung quanh Bằng cách giải ph óng nhiệt ẩn, nhiệt nhạy, nhiệt độ nước lại tháp bị giám Trên thực tế, môi chất lạnh dẫn từ cửa cùa máy nén đến ngưng tụ Ổng ngưng tụ bố trí buồng phun, mơi chất lạnh làm nguội ngưng tụ Các kim loại lắp ống cách khoảng đù để tránh hình thành lớp ri sét bề mặt Nước thu gom phía ngưng tụ bay Bơm đưa nước qua ống lên buồng phun, nước phun thành hạt nhò Dòng nước phun lên ống, hấp thụ nhiệt hoá làm nguội ống Nước nguội trinh bay xuống ngưng tụ để tái sừ dụng Hệ thống tiêu thụ nước, có hiệu suất làm nguội cao 98 7.4 S ự LƯU ĐỘNG NGƯỢC CH IÈU CỦA NƯỚC LÀM NGUỘI Các ngưng tụ làm nguội nước thiết kế để làm nguội môi chất lạnh đến nhiệt độ gần với nhiệt độ nước làm nguội Điều đạt cách sử dụng nguyên lý lưu động ngược chiều Theo nguyên lý này, nước nguội dẫn vào ngưng tụ đầu cịn mơi chất lạnh vào dầu đối diện Do mơi chất lạnh nóng tiếp xúc với nước nhiệt độ cao trước với nước nguội sau, mơi chất lạnh lịng khỏi ngưng tụ làm nguội đến nhiệt độ cùa nước Quá trình cho phép truyền nhiệt tương đối đồng nước môi chất lạnh, làm tăng hiệu trình làm nguội 7.5 DUNG LƯ ỢNG CỦA B ộ NGƯNG TỤ Các yếu tố xác định khả truyền nhiệt ngưng tụ bao gồm: Diện tích bề mặt ngưng tụ Sự tiếp xúc môi chất lạnh bề mặt ống ngưng tụ Chênh lệch nhiệt độ môi trường làm nguội chất làm lạnh Tốc độ mơi chất lạnh qua ống Nhìn chung, tốc độ lưu thông cao, khả làm nguội lớn Tốc độ lưu động chất làm nguội ngưng tụ Lượng nhiệt truyền tàng lên tốc độ lưu động chất làm nguội tăng Khả truyền nhiệt cùa ngưng tụ làm nguội bàng khơng khí tăng lên tý trọng khơng khí tăng Vật liệu làm ống dan ngimg tụ Đ ộ s c h c ù a c c b ề m ặ t tr a o đ ổ i n h iệ t: B ụ i, rỉ só t, c ó th ẻ m g iả m k h ả trao đổi nhiệt cùa ngung tụ Tốc độ chất làm lạnh ngưng tụ khỏi ngưng tụ hai môi chất lạnh vào ngưng tụ Khi xem xét yếu tố này, biến số mức chênh nhiệt độ môi chất lạnh chất làm nguội Các biến khác bao gồm độ bề mặt trao đồi nhiệt, lượng chất làm nguội vào ngưng tụ Đây yếu tố quan trọng, cần xác định chuẩn đoán, bảo dưỡng sửa chữa ngưng tụ 7.6 N H IỆ T Đ ộ NGƯNG TỤ Là nhiệt độ môi chất lạnh chuyển sang trạng thái lỏng ngưng tụ Nhiệt độ khác với nhiệt độ chất làm nguội Nhiệt độ ngưng tụ phải cao nhiệt độ chất làm nguội để ữuyền nhiệt từ mơi chất lạnh ngồi 99 Để môi chất lạnh ngưng tụ, nhiệt phải giải phóng từ ngưng tụ với tốc độ tốc độ giải phóng nhiệt mơi chất lạnh Cách để tăng khả ngưng tụ điều kiện cho trước tăng mức chênh nhiệt độ môi chất lạnh môi trường làm nguội Bộ ngưng tụ lớn, chênh lệch nhiệt độ nhỏ Nếu lượng chất làm nguội ngưng tụ chênh lệch nhiệt độ mơi chất lạnh chất làm nguội lớn Sự cân bị phá vỡ, áp suất hệ thống tăng, xảy cố cho hệ thống Nhiệt độ ngưng tụ áp suất ngưng tụ tương ứng xác định theo nhiều yếu tố, như: dung lượng ngưng tụ, nhiệt độ môi trường làm nguội, lượng nhiệt môi chất lạnh khỏi máy nén Lượng nhiệt phụ thuộc vào thể tích, tỳ trọng, nhiệt độ mơi chất lạnh 7.7 CÁC CHÁT KHÍ KHƠNG NGƯNG TỤ Trong thiết bị điều hồ khơng khí máy lạnh, ln có hai ngun tố oxy nitơ khơng khí lọt vào Các chất khí chi hoá lỏng áp suất cao nhiệt độ thấp, chúng coi chất khí khơng ngưng tụ hệ thống lạnh Theo định luật Dalton, chất khí hồn tồn độc lập với hỗn hợp, áp suất toàn phần bên tổng áp suất cùa chất khí Cũng theo định luật Charles, chất khí khơng gian kín chiếm tồn khơng gian đó, áp suất tỷ lệ thuận vái nhiệt độ Từ cho thấy, có khơng khí bên hệ thống lạnh, oxy nitơ gây áp suất hệ thống với áp suất môi chất lạnh, áp suất tăng nhiệt độ tăng Khơng khí với thành phần chủ yếu chất khí khơng ngưng tụ điều kiện bình thường, trạng thái khí tập trung phía ngưng tụ bồn chứa Khi hệ thống vận hành, áp suất xả tổng áp suất cùa mơi chất lạnh chất khí oxy nitơ Lượng tăng áp suất xác định theo lượng khơng khí lọt vào bên hệ thống Áp suất ảnh hường đến vận hành hiệu suất hệ thống Do cần phải loại bỏ hết chất khí khơng ngưng tụ khỏi hệ thống đề đảm bảo vận hành có hiệu 7.8 CÁC VAN ĐIÈU KHIÊN LƯU LƯỢNG NƯỚC Van điều khiển lưu lượng nước dùng cho ngưng tụ làm nguội nước để điều chinh lượng nước giúp điều khiển áp suất xả máy nén Các van điều khiển lưu lượng nước điều khiển tự động thông qua cảm biến áp suất xả máy nén Ở số hệ thống lớn, áp suất xả điều khiển quạt tháp nước Van có cảm biến áp suất xả, từ điều khiển lưu lượng nước tương ứng Khi áp suất xả tăng, van mở rộng để tăng lượng nuớc vào ngưng tụ làm 100 giám áp suất xả Khi áp suất xà giảm, van đóng bớt lại để giảm lượng nước cung cấp làm tăng áp suất xả Trong vận hành, van khơng đóng hồn tồn, ln mở vị trí định để trì áp suất xà mong muốn 7.9 B ộ NHẶN CH Ấ T LỎNG Bộ nhận chất lỏng bồn lắp đặt cửa cùa ngưng tụ Một số hệ thống có đủ chỗ ngưng tụ để chứa chất làm lạnh lịng, số khác khơng có Trong hầu hết trường hợp, hệ thống vận hành bình thường cần lượng môi chất lạnh tối thiều lớn 81b, cần phải sừ dụng nhận mơi chất lạnh lịng Bộ phải có kích thước đù cho tồn mơi chất lạnh vận hành hệ thống Công dụng nhận chứa môi chất lạnh cấp cho hệ thống, giữ toàn môi chất lạnh cần sửa chữa bảo dưỡng hệ thống lạnh Đường ngưng tụ nối với đường vào cùa nhận chất lịng Neu mơi chất lạnh lỏng giám xuống đáy ống này, môi chất lạnh vào đường dẫn chất lỏng ảnh hường đến vận hành cùa hệ thống Nếu hệ thống chứa q nhiều mơi chất lạnh, chất lịng không đủ chỗ cho chất làm lạnh phía trên, máy nén có áp suất cao bình thường, ảnh hưởng đến vận hành hệ thống 101 Loại máy cỡ nhỏ treo tường sử dụng rộng rãi có suất lạnh từ 5.000 đến 18.000 Btu Bộ ngưng tụ đặt quay ngồi tồ nhà, khơng khí bên ngồi đuợc đẩy qua bề mặt đàn ống quạt, phần bên có quạt hút khơng khí qua lọc qua bề mật đàn ống lạnh (bộ hoá hơi), quạt truyền động động điện riêng Máy lạnh cỡ nhỏ thường bao gồm làm mát khơng khí, lọc làm khơng khí, nạp khơng khí từ bên ngồi, điều khiển, ngồi có chế độ sưởi ấm vào mùa đông nhờ đảo chiều lưu thông môi chất Các điều khiển hệ thống điều hịa khơng kh í Giá trị chủ yếu cùa điều hồ khơng khí hồn hảo vận hành tự động xác, điều địi hói điều khiển sau: Bộ điều khiển sưởi ấm Bộ điều khiển làm mát Bộ điều khiển độ ẩm Bộ điều khiển khử ẩm Bộ điều khiển lưu lượng khơng khí Điều khiển nhiệt độ Các điều khiển nhiệt độ dùng hệ thống điều hoà khơng khí khác với loại dùng hệ thống lạnh chung Các điều nhiệt thường vận hành với chênh lệch nhiệt độ khoảng 1-2°F Phần tử nhạy nhiệt lưỡng kim, nam châm nhỏ dùng để đóng tiếp điểm Sụ điều chinh khoảng nhiệt tác dụng biến dạng lưỡng kim điều chinh khoảng nhiệt độ sử dụng chuyển dịch nam châm nhỏ đến gần xa lưỡng kim Một số điều khiển nhiệt vận hành theo kiểu tủ lạnh Một số điều chinh nhiệt độ có cấu đồng hồ thời gian chuẩn cho phép thay đổi xác lập thời gian chuẩn hoàn toàn tự động theo khoảng thời gian định trước Điều khiển độ ẩm Điều khiển độ ẩm có vai trị quan trọng, tri độ ẩm tương đối phịng điều hồ khơng khí mức tối ưu Các điều khiển độ ẩm vận hành mùa đông (xứ lạnh) cần bổ sung ẩm cho khơng khí, trì độ ẩm xác định Các điều khiền độ ẩm dùng mùa hè (xứ nóng) cần loại bớt hoi ẩm khơng khí Đẻ loại bớt ẩm, điều khiển độ ẩm thường vận hành có van rẽ nhánh để đưa thêm khơng khí qua bề mặt dàn lạnh Các điều khiển thường vận hành thông qua van solenoid để điều chỉnh 146 Điều khiển mơi chất lạnh Các dàn lạnh (hố hơi) điều hồ khơng khí thường sù dụng van giãn nờ tĩnh nhiệt đề điều khiển môi chất lạnh Các máy lạnh cỡ nhò thirờng dùng ống mao dẫn để điều khiển mơi chất lạnh Ngồi ra, sứ dụng van solenoid lắp đường dẫn lỏng để điều khiển môi chất lạnh Các thiết bị lạnh thường trang bị điều khiển áp suất Các điều khiển áp suất cao thấp bổ sung để báo vệ mạch điện xảy áp suất bất thường Đồng hồ thời gian Có nhiều thiết bị điều hồ khơng khí có thề định thời gian cách tự động để vận hành Các máy lạnh lắp văn phịng thường khơng hoạt động vào nghi, ngày nghi, lễ, tết v.v Nhiều người dùng muốn máy lạnh hoạt động ngày, xác định tuần, tháng, năm Sự điều khiến thời gian tự động vận hành thường sử dụng điều khiển logic khả trình LOGO, PLC với điều khiển trung tâm có thề lập trình theo u cầu Điều hồ khơng k h i x e Giàn sư i Hình 12.4 Vị trí điều hồ khơng xe Hệ thống điều hồ khơng khí sử dụng rộrig rãi phương tiện giao thông vận tải như: xe du lịch, xe buýt, xe chở khách v.v Hệ thống đơn giản gồm máy nén lắp phía động xe truyền động bàng đai (hình 12.5) Bộ ngưng tụ lắp phía trước giải nhiệt xe Mơi chất lạnh lỏng lưu động từ ngưng tụ đến nhận chất lòng qua lọc đến dàn ống lạnh (hố hơi) Hơi mơi chất lạnh quay lại máy nén qua đường hút Bộ quạt thổi đẩy khơng khí từ phía xe qua dàn ống lạnh tuần hoàn xe qua cửa lưới đầu xe, cuối xe trần xe Trong chu kỳ vận hành điều hồ 147 khơng khí, môi chất lạnh vào máy nén qua van bảo dưỡng hút (phía thấp), sau đưa vào xi lanh để nén đến áp suất cao qua van xả đến ngưng tụ Nhiệt nén nhiệt ẩn hoá thu nhận từ khơng khí qua ngưng tụ Bộ nhận chất lỏng lưu giữ môi chất lạnh lỏng áp suất cao Bộ có cầu chì an tồn để tránh hoả hoạn Mơi chất lạnh lỏng qua lọc ống thuỷ tinh để dễ dàng xác định lượng mơi chất hệ thống Trong chu kỳ hoạt động, van giãn nờ tĩnh nhiệt diều khiển lượng môi chất lạnh hoá Bộ cân bàng dùng hệ thống suất lạnh lớn (xe khách, xe buýt ), bảo đảm cho vận hành với công suất cực đại thời điểm Dàn ống lạnh (bộ hoá hơi) nhận môi chất lạnh lỏng áp suất thấp, chất lạnh lịng hố hấp thu nhiệt từ khơng khí qua bề mặt ống Hình 12.5 Điểu hồ khơng khí xe hcrì 148 Các quạt hỗ trợ tuần hồn khơng khí qua bề mặt dàn ống lạnh bên xe Chu kỳ lặp lại nhiều lần, nhiệt độ xe giảm mức cho trước, có thề làm xuất băng tuyết bề mặt dàn ống lạnh Đẻ tránh điều này, hệ thống lạnh lắp bồ sung rẽ nhánh tự động, bao gồm van solenoid, tuyến rẽ điều khiển nhiệt độ van kiểm tra Khi đạt đến nhiệt độ (0°C) 32°F, van solenoid ngắt mạch, mạch rẽ nhánh mở Hơi môi chất lạnh áp suất cao từ ngưng tụ qua van solenoid, tuyến rẽ mạch trở cửa hút máy nén Dàn ống hố nóng lên làm tan băng Khi đạt đến nhiệt độ 37°F, van solenoid đóng chu kỳ làm lạnh vận hành trờ lại Vấn đề lớn điều hồ khơng khí xe xuất phát từ tốc độ động xe tốc dộ máy nén vận hành xe Máy nén phải có đù cơng suất để đạt làm mát hợp lý Điều đưa đến vấn đề phức tạp điều khiền nhiệt độ điều khiển môi chất lạnh Nếu máy nén vận hành tốc độ cao chi yêu cầu suất lạnh thấp áp suất phía cao tăng nhanh áp suất phía thấp giảm mạnh Sự giám áp suất phía thấp giảm nhiệt độ dàn ống lạnh (hố hơi) nhiệt độ dàn ống khơng phép xuống thấp 32°F hệ thống hoạt động không hiệu Nếu vận hành hệ thống với áp suất phía thấp q thấp gây hư hại van máy nén chí máy nén 12.3 HỆ THỐNG LẠNH TRONG THƯƠNG MẠI Một lĩnh vực sừ dụng hệ thống lạnh rộng rãi thương mại Lĩnh vực bao gồm hệ thống lạnh tự động, ngoại trừ hệ thống lạnh cơng nghiệp, khơng có phân biệt rõ rệt hai hệ thống này, nhung hiểu hệ thống lạnh thương mại hệ thống sử dụng siêu thị, vận chuyển thương mại, việc bào quàn loại sàn phẩm đẻ cung ứng cho thị trường Hệ thống lạnh thương mại dùng để bảo quản ngắn hạn (hình 12.6), dài hạn, trung bày loại sản phẩm Hệ thống dùng để làm lạnh nước uống, nước giải khát, rượu bia hệ thống điều hồ khơng khí cho khơng gian lớn Hệ thống lạnh thương mại ứng dụng siêu thị, cửa hàng, khách sạn, hiệu thuốc, trang trại nông nghiệp Thiết bị lạnh thương mại thiết bị lạnh gia dụng có ba khác biệt bàn Nhiều buồng lạnh, hệ thống ngưng tụ vái hai nhiều dàn ống lạnh Thường sử dụng ngưng tụ làm nguội nước Thiết bị lạnh thương mại ln có cơng suất lớn thiết bị lạnh gia dụng, có thề đạt tới 25 149 Hình 12.6 Hệ thong lạnh bào quàn thựcphám siêu thị Các phận thiết bị lạnh thương mại bao gồm: a Máy nén b Bộ ngưng tụ c Bộ phận chất lỏng d Dàn ống lạnh e Điều khiển môi chất lạnh f Các van bảo dững g Bộ điều khiển động h Các van chuyên dùng i Động j Các van nước Hình 12.6 minh họa thiết bị lạnh thương mại, gồm máy nén làm nguội nước, truyền động động công suất lHp, dàn làm lạnh tủ bán hàng, hiển thị, tủ trung bày Hệ thổng có ba dàn làm lạnh với thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ nối với hệ thống làm nguội nước Đường ống hút lắp đặt theo tiêu chuẩn Các van ngắt lắp với đường ống hệ thống lạnh Hệ thống làm nguội đối lưu tự nhiên, sử dụng van giãn nờ tĩnh nhiệt 150 c ẩ u tạo buồng lạnh Do hệ thống lạnh thương mại có nhiều ứng dụng, buồng lạnh phải thiết kế phù hợp với ứng dụng, gồm: buồng chứa sản phẩm, tủ trung bày, tủ bảo quản Ngồi ra, cịn có loại xe chun chở lạnh với kết cấu đặc biệt, chuyên dùng đa Các loại buồng lạnh có kết cấu nhiệt độ phù hợp với chức Buồng lạnh tạp hố Các buồng thường có cửa để dễ tiếp cận với kệ giá kê bên Một số cửa có cửa sổ số lượng cửa từ đến tuỳ theo kích cỡ buồng Không gian chứa dàn lạnh thường làm kín Dàn ống lạnh có cánh nhơm tản nhiệt Buồng lạnh có lớp cách nhiệt dày khoảng in (50mm) Kích thước cùa buồng thường khoảng 10-15 ít3 Nhiệt độ buồng lạnh tương đương với tủ lạnh gia dụng, tối thiểu 35°F tối đa 45°F Kiều buồng lạnh thông dụng cho nhiều loại thực phẩm Tủ cấp đông Các siêu thị thường sử dụng tủ cấp đông cỡ lớn để bảo quản sản phẩm Các tủ có cửa lớn cửa sổ nhỏ, kích thước thay đổi, với hai tiêu chuẩn chiều cao 9ft lOin 7ft in Lớp cách nhiệt dày khoảng - 4in bố trí bề mặt ngồi Các cửa phải có đệm kín để tránh khơng khí lọt vào bên Đệm kín loại cao su tổng hợp có khả nàng chịu nhiệt độ thấp Ngồi cứa chính, tủ cịn có cửa phụ với hai ba lớp kính xếp với đệm kín khí Giữa lớp kính có khơng khí để tăng khả cách nhiệt chứa hoá chất hút ẩm Dàn lạnh thường lắp đỉnh, với để tàng sụ tuần hồn khơng khí Nhiệt độ bên tuỳ theo yêu cầu sử dụng sản phẩm tươi sống, khoáng nhiệt độ 35-40°F, độ ẩm khoảng 80%, cần có tuần hồn khơng khí để chống vi sinh Ngồi ra, cịn có đèn tử ngoại để diệt khuẩn, bảo vệ an tồn vệ sinh thực phẩm Đơi sử dụng lọc với than hoạt tính để làm khơng khí chổng vi sinh Để bảo quản chất lỏng sữa, nước giải k h t c ó thể sử dụng nhiệt độ 30°F Tủ lạnh bảo quản hoa Loại tủ khác với buồng lạnh tạp hoá buồng cấp đông, thứ nhiệt độ bên tủ khoảng 55-58°F, thứ hai có lớp cách nhiệt mỏng hơn, khoảng l-2in, 151 thứ ba dàn cừa kính có diện tích lớn cho phép trưng bày rõ bó hoa tủ Độ ẩm tủ quan trọng, phải tri giá trị cao để làm chậm bốc từ bề mặt hoa Một số tủ cịn có thiết bị khử mùi, để bảo vệ mùi hoa tự nhiên Bộ lọc than hoạt tính dùng để giảm phát triển vi khuẩn trung hòa ethylene, hút chất khí mùi hoa thải Tù lạnh trưng bày Để trưng bày sản phẩm, siêu thị nhà hàng thường sử dụng tù trưng bày có làm lạnh (hình 12.7) Các tủ trang bị với kính phía trước, cho phép khách hàng xem xét sản phẩm, đồng thời sản phẩm giữ lạnh cách an toàn Sự làm lạnh cần thiết để tránh hòng sản phẩm thời gian trưng bày tủ Các đèn chiếu sáng tù trưng bày thường bố tri phía ngồi kính, tránh làm tàng tải nhiệt cho hệ thống lạnh Hình 12.7 Tù thực phẩm trưng bày siêu thị Có nhiều kiểu tủ trưng bày tuỳ theo loại sản phẩm Ba kiểu bao gồm: Kính chi bao quanh tủ trung bày; Kính bao quanh tủ trưng bày buồng lạnh; Các tủ trưng bày kiểu hở: dùng cho sản phẩm tươi sống dùng cho sản phẩm đông lạnh Các tú trưng bày đơi phân loại theo vị trí dàn ống làm lạnh: Dàn ống phía sau; 152 Dàn ống phía trên; Dàn ống phía Tủ làm kem Loại tù kem thường chế tạo bàng khung thép với thép phía ngồi, có lớp cách nhiệt đù dày có thùng nước muối dàn ống khô bao quanh hệ thống làm kem Kích thước cùa hệ thống làm kem tiêu chuẩn hố, kết cấu tù kem tương tự Lớp cách nhiệt dày khoảng in, mặt dày khoảng in Một số tù làm kem có hệ thống lạnh lắp bên ừong, số khác sử dụng hệ thống lạnh bên ngồi Nhiệt độ q trình làm kem từ -10 đến 0°F Nếu nhiệt độ thấp kem bị cứng có xu hướng bị kết tinh 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Máy thiết bị lạnh Nhà xuất Giáo dục Việt Nam 2009 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Đinh Văn Thuận K ỹ thuật lạnh ứng dụng Nhà xuất Giáo dục Hà Nội 1995 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Kỹ thuật lạnh sở Nhà xuất Giáo dục Ha Nội 1996 Trần Thế San, Nguyễn Đức Phấn Thực hành kỹ thuật điện lạnh Nhà xuất Đà Năng 2001 Vũ Văn Tẩm Giáo trình Điện dân dụng Cơng nghiệp Nhà xuất bàn Giáo dục, 2007 154 Châu Ngọc Thạch Kỹ thuật điện lạnh Nhà xuất Trẻ 1999 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu C hương Cơ sở kỹ t huật lạnh 1.1 M đầu 1.2 Trạng thái rắn, lỏng, khí thay đổi trạng thái vật’chất C h n g C sở k ỹ th u ậ t n h iệ t 2.1 Chuyển động nhiệt 2.2 Dòng nhiệt 2.3 Nhiệt dung riêng 10 2.4 Nhiệt nhạy 11 2.5 Nhiệt ẩn 12 2.6 Quan hệ nhiệt nhiệt độ 12 2.7 Nhiệt trình nén 13 2.8 Sự nhiệt 14 2.9 Đương lượng học nhiệt 16 2.10 Làm lạnh 16 2.11 Làm lạnh sâu 17 2.12 Khử ẩm chất ngưng tụ 17 2.13 Năng lượng, công công suất 19 C h n g N h iệ t đ ộ v p suất 3.1 Các đơn vị đo nhiệt độ 20 3.2 Nhiệt độ tới hạn 20 3.3 Nhiệt độ bão hoà 20 3.4 Áp suất đo áp suất 21 3.5 Các định luật áp suất 23 C h n g C c hệ th ố n g m lạ n h k iể u nén k h í 4.1 Làm lạnh bàng phương pháp hoá 27 155 4.2 Các nguyên lý hệ thống lạnh 28 4.3 Chu kỳ làm lạnh 29 4.4 Các kiểu hệ thống điều khiển lưu lượng 32 Chương Môi chất lạnh chất tải lạnh 5.1 Môi chất lạnh 36 5.2 Chất tải lạnh 60 Chương Máy nén lạnh 6.1 Các kiểu máy nén 65 6.2 6 Máy nén tịnh tiến 6.3 Các chi tiết máy nén pit tông trượt 74 6.4 Các máy nén rô to 81 6.5 Bôi trơn máy nén 87 6 Tỷ số nén 6.7 Làm nguội máy nén Các yếu tố ảnh hường đến công suất máy nén 8 89 90 Chương Bộ ngưng tụ nhận chất lỏng 7.1 Bộ ngưng tụ làm nguội bàng khơng khí 94 7.2 Bộ ngưng tụ làm nguội bàng nước 95 7.3 Bộ ngưng tụ kiểu hoá 97 7.4 Sự lưu động ngược chiều cúa nước làm nguội 99 7.5 Dung lượng ngưng tụ 99 7.6 Nhiệt độ ngưng tụ 99 7.7 Các chất khí khơng ngưng tụ 100 7.8 Các van điều khiển lưu lượng nước 100 7.9 Bộ nhận chất lỏng 101 Chương Bộ hoá hoi 8.1 Các kiểu hoá 102 8.2 Sự truyền nhiệt hố 104 8.3 Tính toán truyền nhiệt 106 8.4 Các yếu tố thiết kế hoá 106 156 8.5 Chênh lệch nhiệt độ khử ẩm Sự đỏng tuyết hoá 107 107 Chương Thiết bị điều khiển lưu iượng 9.1 Các thiết bị điều khiển lưu lượng 109 9.2 Van giãn nở tự động 112 9.3 Van giãn nở tĩnh nhiệt 115 9.4 Ống mao dẫn 119 Chương 10 Các phận phụ 10.1 Bộ tích luỹ 120 10.2 Các lọc sấy Ị 20 10.3 Bộ chi báo ẩm - lỏng 123 10.4 Bộ tách dầu 123 10.5 Bộ khử rung khử âm 124 Chương 11 Mạch điện, động cor điều khiển 11.1 Động pha 125 11.2 Động pha khởi động bầng tụ điện (CSR) 126 11.3 Động pha có tụ làm việc đồng thời (PSC) 126 11.4 Động pha có tụ hoạt động - tụ khởi động (CSCR) 127 11.5 Động pha có vịng ngắn mạch cực từ 127 11.6 Động hai tốc độ 128 11.7 Các thiết bị bảo vệ động pha 129 11.8 Các rơle khởi động, khởi động công tắc tơ 130 11.9 Các nguyên tắc điều khiển động máy lạnh 134 11.10 Điều khiển áp suất 135 11.11 Mạch điện thiết bị điện lạnh 138 Chương 12 Một số hệ thống lạnh 12.1 Tủ lạnh gia dụng 141 12.2 Điều hồ khơng khí 143 12.3 Hệ thống lạnh thương mại 149 157 T H I Ế T B Ị C - Đ IỆ N L Ạ N H Chịu trách nhiệm xuất bán: TRỊNH XUÂN SƠN Biên tập: ĐINH THỊ PHUỢNG C h ế TRẦN KIM ANH Sửa in: ĐINH THỊ PHUỢNG Vé bia: NUUYỄN NtiỌC DŨNG In 300 khổ 19 X 27cm Xưởng in Nhà xuất Xây dựng Giấy chấp nhận đăng ký kế hoạch xuất số 26-2015/CXBIPH/l37l-179/XD ngày 5/01/2015 Quyết định xuất số 39-2015/QĐ-XBXD ngày 02/02/2015 In xong nộp lưu chiểu tháng năm 2015