Tài liệu về điện lạnh.doc

Tài liệu về điện lạnh.

A- LÝ THUYẾT

1 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

1.1 Khái niệm về điều hoà không khí

Hệ thống điều hoà không khí là hệ thống duy trì nhiệt độ, độ ẩm trongkhông gian cần thiết ở mức độ theo yêu cầu sử dụng Đảm bảo không khí trongsạch, lưu thông

Trong quá trình sử dụng, tuỳ theo mức độ rộng, hẹp khác nhau mà người taphân thành:

- Điều tiết không khí: thường được dùng để thiết lập các môi trường thích hợpvới việc bảo quản máy móc, thiết bị và đáp ứng những yêu cầu của các côngnghệ sản xuất, chế biến

- Điều hoà không khí: Điều hoà không khí là tạo ra môi trường phù hợp cho cácsinh hoạt con người

- Điều hoà nhiệt độ: Điều hoà nhiệt độ nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thíchhợp

1.2 Các thiết bị của hệ thống điều hoà không khí

Các thiết bị trong hệ thống điều hoà không khí là một tổ hợp gồm:

- Máy lạnh: máy lạnh là một bộ phận cơ bản của hệ thống, nó có vai trò quantrọng nhất trong việc tạo ra trạng thái không khí trong không gian cần điều hoà

- Bộ gia nhiệt và hâm nóng: bộ gia nhiệt và hâm nóng là bộ phận phụ, hỗ trợ vớimáy lạnh trong việc điều chỉnh các thông số của không khí Bộ phận này khôngnhất thiết phải có mặt trong các hệ thống điều hoà không khí Ở vùng khí hậunóng bức không cần đến bộ phận này

- Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh: hệ thống vận chuyển chất tải lạnh là hệthống dùng để vận chuyển chất tải lạnh từ nguồn sinh lạnh đến không gian cần

sử dụng kỹ thuật điều hoà không khí Chất tải lạnh thường dùng là nước hoặckhông khí, hay kết hợp cả nước và không khí

- Hệ thống phun ẩm: hệ thống phun ẩm là hệ thống được dùng cho những nơi cóyêu cầu cần tăng độ ẩm của không khí trong không gian cần điều hoà

- Hệ thống phân phối khí: hệ thống phân phối khí là hệ thống làm thay đổihướng dòng không khí đã điều hoà theo yêu cầu

- Hệ thống giảm ồn, lọc bụi, khử mùi

- Hệ thống thải không khí bên trong không gian cần điều hoà ra ngoài trời hoặcđưa trở lại phòng

- Bộ điều chỉnh, khống chế tự động để theo dõi, duy trì tự động các thông sốchính của hệ thống

Tuỳ theo tính chất và mức độ kỹ thuật của từng máy và sử dụng trongnhững yêu cầu khác nhau mà các hệ thống điều hoà không khí có đủ hoặc sửdụng một số thiết bị phù hợp

2 CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ NHIỆT ĐỘ

2.1 Hệ thống điều hoà độc lập

2.1.1 Máy điều hoà một khối

2.1.1.1 Cấu tạo

1- Máy nén còn gọi là block

2- Giàn trao đổi nhiệt

3- Phin lọc

4- Tiết lưu

5- Quạt gió

6- Động cơ quạt

A, B trong sơ đồ máy điều hòa hai

phần tử - hai chiều là các cặp van

điện từ để đảo chiều.

Chỉ chiều đường đi của môi

Sơ đồ nguyên lý máy điều hòa một phần tử - một chiều

Máy điều hoà một khối gồm rất nhiều các bộ phận đựơc tích hợp trong một

vỏ máy để điều hoà nhiệt độ, bao gồm: Máy nén, giàn ngưng tụ, giàn bay hơi,phin lọc, tiết lưu, quạt gió, điện trở nhiệt

- Vỏ máy: được cấu tạo bằng nhựa hoặc kim loại hình hộp chữ nhật gồm thânmáy và mặt máy

- Mặt máy: bố trí các khe thổi gió và hút gió có thể điều chỉnh được hướng gió

- Bảng điều khiển: dược bố trí ở bên phải hoặc bên trái mặt máy

- Quạt gió: gồm hai loại là quạt hướng trục và quạt ly tâm đồng trục với nhau

+ Quạt hướng trục làm nhiệm vụ thổi không khí qua giàn ngoài nhà đểtrao đổi nhiệt

+ Quạt ly tâm làm nhiệm vụ thổi không khí đã được điều hoà vào trongphòng

- Tấm cách nhiệt: để ngăn cách máy thành hai phần lạnh và nóng

- Phin lọc gió: thường dược làm bằng sợi ny lông có tác dụng lọc bụi để khôngkhí thổi vào phòng sau khi điều hoà là không khí sạch

- Cửa lấy gió: có nhiệm vụ lấy gió tươi trộn với lượng gió trong phòng để tăngnồng độ ô xy trong phòng

- Động cơ quạt: là đọng cơ không đồng bộ một pha

- Máy nén (block): gồm có máy nén và động cơ điện để nén môi chất lên áp suấtcao và nhiệt độ cao

- Giàn trao đổi nhiệt: là dạng ống xoắn gồm hai loại là giàn bay hơi và giànngưng tụ

+ Giàn bay hơi thực hiện quá trình thu nhiệt từ môi trường xung quanh vàomôi chất để chuyển trạng thái của môi chất từ thể lỏng sang thể hơi (áp suấtthấp)

+ Giàn ngưng tụ thực hiện quá trình toả nhiệt từ môi chất ra môi trườngxung quanh để chuyển trạng thái của môi chất từ thể hơi sang thể lỏng (áp suấtcao)

- Phin lọc: có tác dụng lọc bụi cơ học trong hệ thống đường ống

- Tiết lưu: là ống kim loại có đường kính nhỏ hơn rất nhiều so với đuờng ốngtrong hệ thống có tác dụng tạo ra và duy trì sự chênh lệch áp suất giữa giàn bayngưng tụ và giàn bay hơi

2.1.1.2 Nguyên lý làm việc

2.1.1.2.1 Sơ đồ nguyên lý

2

2.1.1.2.2 Nguyên lý làm việc

a) Máy điều hoà một chiều

Khi cấp nguồn, máy nén sẽ thực hiện quá trình nén môi chất (trạng tháihơi) lên áp suất cao rồi đẩy vào giàn ngưng tụ (đặt ở phía ngoài nhà), lúc đónhiệt độ của môi chất đang cao Trong quá trình di chuyển trong giàn ngưng,môi chất tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh để thực hiện chuyển trạng thái từthể hơi sang thể lỏng ở áp suất cao, nhờ có quạt hướng trục mà quá trình tỏanhiệt của môi chất thực hiện được dễ dàng Khi ra đến cuối giàn ngưng, môichất ở trạng thái lỏng, áp suất cao, nhiệt độ cao và tiếp tục di chuyển đến phinlọc để lọc bụi cơ học Sau khi đi qua phin lọc, môi chất đi qua ống mao để dichuyển đến giàn bay hơi (đặt ở trong nhà) Do ống mao có đường kính rất nhỏ

so với hệ thống ống dẫn môi chất trong hệ thống, còn máy nén trong quá trìnhlàm việc thì luôn nén môi chất vào giàn ngưng tụ và hút môi chất từ giàn bayhơi Điều này làm cho áp suất ở giàn bay hơi luôn thấp Vì vậy, sau khi môi chấtvừa qua khỏi ống mao đi vào giàn bay hơi gặp sự giảm áp suất đột ngột xảy raquá trình sôi mãnh liệt và bắt đầu bay hơi Khi đi trong giàn bay hơi, môi chấtthu nhiệt của môi trường xung quanh để thực hiện quá trình bay hơi làm chonhiệt độ môi trường xung quanh giảm xuống Nhờ có quạt ly tâm mà không khítrong phòng luôn luôn tuần hoàn qua giàn bay hơi để truyền nhiệt vào môi chất

và chính điều đó làm cho nhiệt độ trong phòng giảm xuống (được làm lạnh)

b) Máy điều hoà hai chiều

Đối với máy điều hòa hai chiều có hai chế độ làm việc: làm lạnh và sưởiấm

A B

B

Sơ đồ nguyên lý máy điều hòa

một phần tử - hai chiều

ngoài nhà trở thành giàn bay hơi (thu nhiệt) Điều này sẽ làm cho không khítrong phòng ấm lên

Ngoài ra, người ta còn có thể sử dụng nhiệt điện trở để thực hiện sưởi ấm

2.1.2 Máy điều hoà hai khối

2.1.2.1 Cấu tạo

Về cấu tạo, máy điều hoà hai khối cũng gồm các bộ phận như máy điều hoàmột khối nhưng được cấu trúc thành hai khối riêng biệt: khối ngoài nhà và khốitrong nhà

- Khối ngoài nhà gồm: Máy nén, giàn trao đổi nhiệt, phin lọc, tiết lưu, quạthướng tâm, van điện từ (chỉ có ở máy hai chiều)

- Khối trong nhà gồm: Giàn trao đổi nhiệt, quạt ly tâm, bảng điều khiển.2.1.2.2 Nguyên lý làm việc

2.1.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý

1- Máy nén còn gọi là block

2- Giàn trao đổi nhiệt

Chỉ chiều đường đi của môi chất khi làm lạnh

Chỉ chiều đường đi của môi chất khi sưởi ấm

1

2

3 4

…

…

…

… 5

B 6

 Thiết kế hệ thống ống dài: Chiều dài nối ống có thể lên tới hàng trăm métvới chênh lệch độ cao tối đa hàng chục mét Ngoài ra, đường ống cũng cóthể kéo dài hàng chục mét kể từ nhánh rẽ đầu tiên.

 Có một hệ thống điều khiển phức tạp giúp chuyển đổi giữa các chế độsưởi ấm và làm lạnh

 Đối với những kiểu hệ thống phức tạp hơn, các dàn lạnh có thể vận hành

ở chế độ sưởi ấm hoặc làm lạnh một cách độc lập với nhau

 Hệ thống không yêu cầu phải có một không gian định trước trong phòng

để lắp đặt và có rất nhiều loại dàn lạnh khác nhau để lựa chọn

 Ứng dụng của hệ thống có thể từ các văn phòng, đại lý bán hàng đến cáckhách sạn, căn hộ sang trọng hay các tòa nhà công nghiệp,

Về cấu tạo, hệ thống gồm các thành phần chính sau:

2.2.1.2 Thiết bị điều khiển không khí (AHU)

Là thiết bị dùng để làm mát hoặc sưởi ấm không khí trước khi cấp vàokhông gian cần điều hoà, bao gồm các bộ phận: bộ phận trao đổi nhiệt, quạt, bộlọc không khí, cơ cấu điều chỉnh lưu lượng gió

2.2.1.3 Đường ống cấp khí

Thông thường là một đường ống có nhiều nhánh rẽ, điểm xuất phát chungcủa ống này là AHU, điểm cuối cùng của từng đường ống chính là không giancần điều hoà, cũng có thể là các FCU - mộ thành phần giống khối AHU nhưngkích thước nhỏ hơn

2.2.1.4 Các miệng hút và đường hồi

Có tác dụng đưa không khí trong không gian cần điều hoà quay về AHU,đồng thời thải bỏ một phần ra ngoài trời

2.2.1.5 Hệ thống ống dẫn môi chất lạnh

Dùng để dẫn môi chất lạnh từ máy lạnh đến bộ phận trao đổi nhiệt trongAHU

2.2.1.6 Thiết bị cung cấp môi chất nóng

Dùng để tải nhiệt vào bộ phận trao đổi nhiệt trong AHU khi cần sưởi ấm

2.2.2 Nguyên lý làm việc

Có thể được chia ra thành 3 loại

2.2.2.1 Hệ thống dùng không khí là chất tải lạnh vào không gian cần điều hoà

Từ sơ đồ ta thấy, không khí tươi ngoài trời hoà trộn với không khí hồi theomột tỷ lệ nhất định sau đó đi qua bộ lọc, giàn trao đổi nhiệt đi vào ống dẫn giósau khi xử lý (làm lạnh hoặc sưởi ấm) đến không gian cần điều hoà Đường ốngdẫn gió cần bọc lớp bảo ôn để tránh tổn thất nhiệt

Khi làm lạnh thì máy lạnh sẽ làm việc để đưa môi chất lạnh qua dàn traođổi nhiệt trong khối AHU thực hiện thu nhiệt của không khí đi qua

Khi sưởi ấm thì máy lạnh ngừng làm việc, thiết bị cấp môi chất nóng sẽ làmviệc để đưa môi chất nóng vào dàn trao đổi nhiệt trong khối AHU thực hiện toảnhiệt ra không khí khi đi qua

2.2.2.2 Hệ thống dùng môi chất là chất tải lạnh vào không gian cần điều hoà

1

2

3

4 5

6

7 8

2 AHU (khối điều khiển không khí)

3 Ống cấp không khí (sau khi xử lý)

4 Miệng thổi gió (sau khi xử lý)

5 Miệng hồi gió

6 Quạt

7 Ống dẫn môi chất lạnh

8 Thiết bị cấp môi chất nóng9 Điều chỉnh lượng gió thải

10 Đường hồi gió

11 Điều chỉnh lượng gió hồi

12 Miệng hút gió tươi

13 Tháp giải nhiệt

14 Không gian cần điều hoà

15 Dàn trao đổi nhiệt

16 Đường hồi môi chấtSơ đồ hệ thống dùng không khí để tải lạnh

15

16

1 4

6 3

7 Không gian cần điều hoà

8 Đường hồi môi chất

Sơ đồ hệ thống dùng môi chất để tải lạnh

8

Hệ thống này làm lạnh không gian trong phòng trực tiếp bằng môi chấtlạnh Hệ thống tiết kiệm được không gian, giảm chi phí đầu tư và lắp đặt Hệthống này thích hợp cho các toà nhà cao tầng, có nhiều không gian riêng biệt vàcấu trúc phức tạp.

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống này cũng bao gồm các thiết bị như đã mô tả ởhình vẽ trên Ở đây, thiết bị AHU được đặt ngay tại phòng cần điều hoà Nhưvậy, mỗi không gian cần điều hoà có một AHU Do đó, kích thước AHU sẽ nhỏhơn nhiều so với AHU của hệ thống điều hoà có chất tải lạnh là không khí, còngọi là FCU

Về mùa hè, khi máy lạnh làm việc, môi chất trong bình bay hơi làm lạnhchất tải lạnh sau đó bơm chất tải lạnh đến các AHU trong mỗi không gian cầnđiều hoà để làm lạnh không khí ở đó Về mùa đông, thiết bị cung cấp môi chấtnóng sẽ hoạt đông để đưa môi chất đến các AHU thực hiện sưởi ấm

2.2.2.3 Hệ thống dùng môi chất là chất tải lạnh vào không gian cần điều hoà

Hệ thống điều hoà này làm việc theo nguyên tắc kết hợp hai hệ thống trên.Khối AHU dùng để làm mát lượng không khí cấp vào không gian cần điềuhoà Đầu vào AHU có một số trường hợp dùng gió tươi hoặc dùng không khítươi hoặc không khí hồi Bên trong mỗi không gian cần điều hoà là một thiết bị

1

2

3 4

5

6

7 8

2 AHU (khối điều khiển không khí)

3 Ống cấp không khí (sau khi xử lý)

4 Miệng thổi gió (sau khi xử lý)

5 Miệng hồi gió

6 Quạt

7 Ống dẫn môi chất lạnh

8 Thiết bị cấp môi chất nóng

9 Điều chỉnh lượng gió thải10 Đường hồi gió

11 Điều chỉnh lượng gió hồi

12 Miệng hút gió tươi

13 Tháp giải nhiệt

14 Không gian cần điều hoà

15 Dàn trao đổi nhiệt

16 Đường hồi môi chất

17 FCUSơ đồ hệ thống kết hợp không khí và môi chất để tải lạnh

15

16

17

làm mát riêng, có cấu tạo và nguyên lý giống khối AHU nhưng kích thước nhỏhơn, đó là thiết bị FCU

Cụm máy lạnh cấp môi chất lạnh cho hai khối AHU và FCU

Về mùa đông, thiết bị cung cấp môi chất nóng sẽ hoạt động để đưa môi chấtnóng đến các AHU và FCU để sưởi ấm cho không gian cần điều hoà

10

B- THỰC HÀNH

Bài 1: TÍNH TOÁN CễNG SUẤT LẠNH

I Mục đích - Yêu cầu

- Thước đo chiều dài, mỏy tớnh, bảng tra

III Nội dung hớng dẫn

Trờn thực tế, người ta cú thể tớnh toỏn cụng suất lạnh theo phương phỏpchớnh xỏc hoặc gần đỳng

1 Phương phỏp tớnh chớnh xỏc

Trong trường hợp biết được cỏc tham số của phũng một cỏch chi tiết, ta cúthể tớnh toỏn cụng suất lạnh cần thiết của phũng đú một cỏch chớnh xỏc Theophương phỏp này, ta phải tớnh được lượng nhiệt thừa trong phũng Nhiệt thừa làtổng cỏc dũng nhiệt hấp thụ qua sàn, qua cửa, dũng nhiệt sinh ra của con người,của mỏy múc, thiết bị (như: mỏy tớnh, quạt, ), đốn Vậy nhiệt thừa được tớnhtheo cụng thức:

Qth = (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5)BTU/h

Trong đú:

Qth: lượng nhiệt thừa cần xử lý

Q1: lượng nhiệt hấp thụ qua sàn phũng

Q2: lượng nhiệt hấp thụ qua cửa

Q3: lượng nhiệt sinh ra từ con người (nếu cú)

Q4: lượng nhiệt sinh ra từ mỏy múc, thiết bị (nếu cú)

Q5: lượng nhiệt sinh ra từ đốn chiếu sỏng (nếu cú)

- Lượng nhiệt hấp thụ qua sàn phũng, [Q1] = BTU/h

Q1 = Dài (m)x Rộng(m) x 337

- Lượng nhiệt hấp thụ qua cửa, [Q2] = BTU/h

+ Cửa hướng Tõy, cú rốm:

Q5 = Tổng cụng suất (W) x 4.25

Sau khi tớnh được lượng nhiệt Qth ta chọn cụng suất của mỏy lạnh (Q0) theo cụng thức: Q0 = (1,5 hoặc 2)Qth

Khi chọn Q0 xong, ta sẽ chọn loại mỏy theo yờu cầu sử dụng

Muốn tớnh toỏn điện năng tiờu thụ, ta thực hiện như sau:

- Quy đổi giữa các đơn vị công suất làm lạnh:

Mỏy cú hiệu suất thấp: 2,63763 = 1,09 KW

2,4 Mỏy cú hiệu suất vừa: 2,63763 = 0,9769 KW

2,7 Mỏy cú hiệu suất cao: 2,63763 = 0,87921 KW

Bài 2: LẮP ĐẶT MÁY ĐIỀU HOÀ NHIỆT ĐỘ

I Mục đích - Yêu cầu

Cụng việc lắp đặt điều hoà thường phải được cỏc thợ lành nghề đảm nhiệm,bởi lắp đặt điều hoà đũi hỏi cú những dụng cụ chuyờn dụng đặc biệt và kiến thứctổng hợp Nhưng người sử dụng cần chỳ ý mấy điểm sau: Khụng được lắp đặtđiều hoà gần cỏc thiết bị điện khỏc (như: Tủ lạnh, tivi, lũ vi súng ) Khi lắp đặtmỏy, khụng để luồng khụng khớ rọi thẳng về hướng người Nờn đặt giàn núng

và giàn lạnh ở vị trớ phự hợp Giú ở trong phũng phải đảo đều, khụng nờn đặtmỏy gần cửa nhà hàng xúm, vỡ mỏy sẽ gõy tiếng ồn dễ làm mất đoàn kết

Về kỹ thuật lắp đặt, bài này chỉ nờu ra yờu cầu kỹ thuật, cũn về thực hànhlắp đặt cụ thể cho từng mỏy, hoặc gia cụng đục tường, khoan tường, gia cố bệ

máy, cân chỉnh, … sẽ tùy theo từng nơi, từng máy cụ thể để có quy trình thaotác phù hợp Quy trình lắp đặt máy phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau:

- Giá máy phải đảm bảo tính vững chắc, cân bằng

- Nếu phải dẫn nước ngưng đi xa để thải thì phải đảm bảo nước thoát dễ dàng,không bị tắc nghẽn trong máy

- Cung cấp điện: khi máy lắp vào những phòng đã có sẵn hệ thống điện thiết kế

từ trước thì phải kiểm tra các nguồn điện cấp cho máy: điện áp, công suất

2 Lắp đặt

a) Máy điều hoà một khối

- Chọn vị trí lắp đặt: đây là việc hết sức quan trọng vì nếu vị trí thích hợp sẽ pháthuy được hết năng suất máy và sử dụng có hiệu quả, chi phí hạ Do đó, vị trí lắpđặt phải đạt các yêu cầu sau:

+ Về mĩ quan: máy không được làm mất mĩ quan, cảnh quan kiến trúc bênngoài và trang trí nội thất bên trong

+ Tâm của mặt máy trên tường cách mặt sàn từ 0,8 đến 1,3m tuỳ theo côngdụng, đặc tính sử dụng cụ thể của từng phòng, phía trước không có vật chắn.Nói chung, không nên đặt máy sát trần hoặc sát mặt sàn

+ Vị trí lắp đặt phải thông thoáng, mặt sau phải hướng ra ngoài khoảngkhông thông thoáng

+ Vị trí thoát nước phải thuận tiện, không được dốc vào phía trong nhàhoặc dốc về phía thường xuyên có người qua lại

+ Hướng đặt: đối với mặt phía ngoài nhà không nên quay về hướng Tây,nếu trường hợp không thể chọn vị trí khác được mà bắt buộc phải quay vềhướng Tây thì phải che chắn cho tốt

- Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ phải phù hợp và đảm bảo an toàn

b) Máy điều hoà hai khối

Với máy điều hòa hai phần tử, gồm có hai phần, phần lắp trong nhà vàphần lắp ngoài nhà Hai phần đó được nối với nhau bằng hệ thống ống dẫn gas

và dây dẫn điện

- Chọn vị trí lắp đặt:

+ Phần lắp trong nhà (giàn trong nhà): cần đặt ở vị trí thoáng để gió từmáy thổi ra dễ lan tỏa khắp phòng, không bị che chắn bởi các vật dụng trong nhànhư: tủ, máy móc, thiết bị, … Về mặt kỹ thuật, ta không nên đặt giàn cao sát quátrần (khoảng cách tối thiểu l à 5cm ), không quá gần mặt sàn, sườn máy cáchtường ít nhất là 5cm, không đặt gần cửa ra vào Ngoài ra, vị trí lắp đặt cần phảiđảm bảo tính mỹ quan, không phá vỡ ý đồ kiến trúc và nội thất

+ Phần lắp ngoài nhà (giàn ngoài nhà): cần đặt ở nơi thông thoáng để tạođiều kiện trao đổi nhiệt giữa môi chất với môi trường được tốt nhằm đảm bảonăng suất lạnh của máy Phía sườn máy cách tường ít nh ất là 10cm, mặt hút gióphải cách t ường ít nhất là 10cm, mặt thổi gió cách tường ít nhất là70 cm Đặcbiệt, vị trí lắp đặt phải tránh được nắng, mưa, phải thuận tiện cho việc lắp đặt,bảo dưỡng và sửa chữa

14