Hướng dẫn và ví dụ môn học Kỹ thuật điện lạnh

Chương trình đào tạo cao đẳng ngành Công nghệ kỹ thuật Nhiệt (nhiệt điện lạnh) cung cấp cho người học những nền tảng cơ bản để phát triển toàn diện về nhân cách và nghề nghiệp, đáp ứng các yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Có tư cách đạo đức và sức khỏe tốt. Có kiến thức và kỹ năng thực hành thao tác công nghệ để chế tạo, vận hành, bảo trì các thiết bị công nghệ nhiệt; tham gia công tác tổ chức, quản lý kỹ thuật từng công đoạn sản xuất trong chuyên ngành. Có khả năng thích ứng với sự thay đổi nhanh của công nghệ, khả năng tự học trong môi trường làm việc và học tập lâu dài. Tự tin, tư duy năng động, có kỹ năng giao tiếp hiệu quả, khả năng độc lập tác nghiệp, khả năng hòa nhập, hợp tác làm việc theo nhóm, khả năng thích ứng trong môi trường hội nhập quốc tế.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

Hướng dẫn và Ví dụ MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN LẠNH

Trang 3

CHUONG1, 3

Trang 5

I Bài tập:quá trình và chu trình nhiệt động

1) Qúa trình, chu trình nhiệt động

a) Qúa trình nhiệt động: do có tương tác với xung quanh (trao đổi Q, W) nên môi chất- khí hơi có xãy ra quá

trình nhiệt động Các loại QTNĐ đặc biệt: đẵng áp (p= const), đẵng nhiệt (T= const); đẵng tích (v= const), đoạn nhiệt (q=0)

b) Chu trình nhiệt động: là 1 QTNĐ khép kin, điểm đầu trùng với điểm cuối, bao gồm nhiều QTNĐ kế tiếp

nhau Trong đó có tối thiểu 1 QTNĐ nhận nhiệt, 1 QTNĐ nhã nhiệt Trong máy lạnh ML, QTNĐ môi chất nhận nhiệt của vật cần làm lạnh có nhiệt độ thấp t2- Q2 và QTNĐ môi chất nhã nhiệt cho môi trường có nhiệt độ cao t1- Q1

c) Cân bằng NL trong CTML:

Q1 = Q2 +W ( W- công tiêu tốn của ĐCĐ để thực hiện CTNĐ)

Hệ số lạnh: ε = Q2/W (khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng)

Trang 6

I Bài tập quá trình và chu trình nhiệt động

Ví dụ 1.3.1: Một máy lạnh làm đá, sản lượng đá G=1000 kg, nhiệt độ nước ban đầu 30C, nhiệt độ đá ra -4C Cho biết nhiệt dung riêng của nước là Cn = 4,18 KJ/kg.K và của nước đá là Gnd = 2,1 KJ/kg.K, nhiệt đông đặc của nước đá là qnd = 334,5 KJ/kg Tính nhiệt lượng nhã ra trong quá trình trên

Giải:

Nhiệt lượng nhã ra: Q = Q1 + Q2 + Q3 Q1- nhiệt hiện, Q2- nhiệt ẩn, Q3- nhiệt hiện

Q1= G Cn(30-0)= 1000.4,18.(30-0)= 125400 KJ Q2 = G.qnd = 1000.334,5= 334500 KJ

Q3 = G Cnd (0- (-4)) = 1000.2,1(0+4) = 8400 KJQ= 125400 + 334500 + 8400 = 468300 KJ

Trang 7

I Bài tập:quá trình và chu trình nhiệt động

Ví dụ 1.3.2: Một máy lạnh làm đá có thông số hoạt động như ví dụ 1.3.1, hãy tính cân bằng năng lượng của chu trình máy làm đá Cho biết điện năng tiêu tốn W = 20 KWh

Giải:

Cân bằng nl: Q1 = Q2 + WQ2 =Q =468300 KJ- nhiệt lượng máy lạnh thuvào=nhiệt lượng do nước làm đá nhã ra

W- công tiêu hao do động cơ điện kéo máy nén

W = 20 KWh.3600 KJ/KWh = 72000 KJQ1- nhiệt lượng dàn nóng nhã ra môi trườngQ1 = 468300 + 72000 = 540300 KJ

ε =Q2/W = 468300/72000 = 6,5

Trang 8

II Bài tập: tính quá trình truyền nhiệt

Giải

Q = kF (tf1-tf2) = 0,3.27.(35 – 0) = 283,5 W

Trang 9

II Bài tập: tính quá trình truyền nhiệt

Trang 10

III Bài tập: tính chu trình máy lạnh

Trang 11

+ Điểm 2 là điểm hơi khô có t = 10C (hơi khô và lỏng sôi dùng bảng chính xác hơn)

Giải: - Xác định điểm 2 trên đt: là hơi bh khô, ts: p2=6,807 bar;

v2= 0,03472 m3/kg; h2 = 408,4 kJ/kg; s2= 1,7378 kJ/kg.K

+ Điểm 3 là điểm lỏng sôi có t = 30C

Giải: - Xác định điểm 3 trên đt: là hơi lỏng sôi, ts: p3= 11,919 bar; v3= 0,8519 dm3/kg; h3 = 236,65 kJ/kg; s3= 1,1263 kJ/kg.K

Trang 12

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 13

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 14

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 15

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 16

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 17

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 18

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 19

Bảng thông số R22

CHUONG1, 3

Trang 20

CHUONG1, 3

Trang 21

CHUONG1, 3

Trang 22

CHUONG1, 3

Trang 23

CHUONG1, 3

Trang 24

CHUONG1, 3

Trang 25

2) Đặc điểm chu trình máy lạnh cho ĐHKK

+Chu trình là loại chu trình hồi nhiệt, môi chất lạnh là Freon, có bộ hồi nhiệt.Trong bộ HN Cho độ quá nhiệt Δt1’-1 và độ quá lạnh Δt3’3

+Các quá trình của chu trình:

Trang 26

2) Đặc điểm chu trình máy lạnh cho ĐHKK

+Nguyên lý hoạt động của máy lạnh hồi nhiệt:

- Qúa trình ngưng tụ 2-3: MCL ở 2- từ thể hơi có pk, tk cao (tk>tmt) nhả nhiệt Qk cho môi trường để hóa lỏng ở 3’.

- Qúa trình trao đổi nhiệt trong bộ HN: lỏng MCL nhã nhiệt cho hơi để quá lạnh ở 3, hơi từ 1’ quá nhiệt thành ở 1 để vào MN

- Qúa trình tiết lưu 3-4: lỏng ở 3 giảm ás từ pk->p0, đoạn nhiệt, đẵng entanpi.

- Qúa trình sôi bốc hơi 4-1’: lỏng MCL có p0 ,t0thấp (t0< tmtl) nhận nhiệt Q0 của môi trường lạnh để sôi, bốc hơi, mt mất nhiệt sẻ lạnh

đi Sau đó hơi vào bộ HN để quá nhiệt rồi vào MN

- Qúa trình nén 1-2: MN nhận công của ĐCĐ Ns để nén hơi MCL tăng a s: p0-pk

- Đối với MN quá trình nén thực luôn có tổn thất, hệ số tổn thất ηe tra đồ thị và cs thực Ne = Ns/ηe

Trang 27

hệ số tổn thất ηe R407C

Trang 28

c) Công suất lý thuyết Ns của

máy nén, công suất Qk của bình

ngưng

CHÚ Ý: t1<= 250C

Trang 29

Bai tapKTDL TOP 100

CHUONG1, 3

Trang 30

Trang 31

2)Tính các đại lượng của chu trình:

-Năng suất lạnh riêng q0= h1’- h4= 401,6 -235 = 166,6 kJ/kg-Năng suất nhiệt riêng ngưng tụ

qk= h2- h3’= 440 – 236,7 = 203,3 kJ/kgCông nén riêng

ls= h2- h1= 440 – 407 = 33 kJ/kg

Tỷ số nén

λ =pk/po=15,35/3,54 = 4,34

Hệ số lạnhε=q0/l=166,6/33 = 5,05

Trang 32

3)Tính công suất máy nén và dàn ngưng

- Tính lưu lượng môi chất

m = Q0/q0=100/166,6 = 0,6 kg/s-Công suất nén lý thuyết

Ns= mls =0,6 x 33 = 19,8 kW -Công suất máy nén thực

Ne= Ns/ηe = 19,8/0,77 = 25,7 kW-Công suất nhiệt dàn ngưng

Qk = mqk = 0,6 x 203,3 = 122 kW4) Cân bằng năng Lượng trong hệ thống máy lạnh

Qk = Q0 + Ns = 100 + 19,8 =120 kW(

Trang 33

IV Bài tập: quá trình ĐHKK trên đồ thị t-d

401081-chapter 3: Air conditioning (Cooling)

3.2.3 The plotting of Air-conditioning

Trang 34

3.2.3 The plotting of Air-conditioning

- Miền cảm ứng của con người:

- φ = 30-70%; tdb = 70-90 F

- Điểm gốc để xác định SHR là điểm B có tdb=80F= 27C, φ=50%

Trang 35

IV.Bài tập: quá trình ĐHKK trên đồ thị t-d 1

Trang 36

IV.Bài tập: quá trình ĐHKK trên đồ thị t-d

2)Quá trình hòa trộn không khí hồi R or T và không khí tươi F or N tạo ra hổn hợp M đưa vào dàn lạnh

Trang 37

3) Tính thông số đầu vào và ra của dàn lạnh:

Ví dụ 3.3: Quá trình hòa trộn không khí hồi R và không khí tươi F tạo ra hổn hợp M đưa vào dàn lạnh như bài 1; thông số ở đầu vào dàn

lạnh điểm M như bài 1;Tính thông số đầu ra dàn lạnh O, cho phụ tải nhiêt gồm QH =16 kW, QA = 4 kW.

Trang 38

Trang 39

3)Quá trình làm lạnh kk có tách ẩm khi qua dàn lạnh M-O

- Quá trong dàn lạnh luôn có khử ẩm Lớp kk tiếp xúc với bề mặt dàn thì có φ=100%, lớp kk không tiếp xúc φ = 90-95%->chon

điểm O có φ=90% (dàn bề mặt), φ=95% (dàn phun, AHU)

- Năng suất gió yêu cầu: QH =G(hR-hO) -> G= QH/ (hR-hO)

- Năng suất lạnh yêu cầu: Q0 = G(hM-hO)

Ví dụ 3.4: Thông số như bài 3.3

+ Tính năng suất lạnh của dàn lạnh:

-Lưu lượng gió yêu cầu:

QH =G(hR-hO) -> G= QH/Δh = 16/(69,8 – 65,1) = 3,4 kg/s

-Năng suất lạnh yêu cầu:

Q0 = G(hM-hO) = 3,4(76,6-65,1)= 39,1 kW

Trang 40

V.Bài tập: tính chọn máy ĐHKK

I.Xác định phụ tải lạnh của phòng ĐHKK ở Việt Nam

Bảng IV-1(5.1[6]): năng suất lạnh định hướng ở Việt Nam

W/m2

NĂNG SUẤT LẠNH Btu/h

Trang 41

Bảng IV-2.Thông số tính toán khí hậu ngoài nhà của TP HCM//HN-

tw1 ; tw2: nhiệt độ nước giải nhiệt bình ngưng vào và ra.

Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất :

Dàn ngưng giải nhiệt gió tk= tN + 150C

Dàn ngưng giải nhiệt nước tk= tw2 + 50C

Trang 42

Bảng IV-3:Thông số vi khí hậu trong nhà cho từng loại hoạt động theo TCVN 5687-2010 ( độ ẩm lấy từ 60-70%)

Trang 43

V.Bài tập: tính chọn máy ĐHKK 2.1 – PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KK

2.1 Yêu cầu đối với một hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống phải đảm bảo các thông số trong và ngoài nhà, có tính tự động hóa cao, đáp ứng được các yêu cầu về mặt kỹ thuật mỹ thuật Giá thành của thiết bị, vật tư phải phù hợp với công trình và nhà đầu tư, đảm bảo an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ cao Các loại máy ĐHKK:

1. Máy ĐHKK cục bộ (RAC)

2 Máy ĐHKK 2 cụm kiểu tổ hợp gọn (PAC).

3 Máy làm lạnh nước WC

4 Máy ĐHKK VRV

2 2 Máy điều hoà cục bộ (RAC)

Hệ thống RACgồm máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà tách (hai và nhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ dưới 7kW (24000 BTU/h) Đây là loại máy nhỏ hoạt động tự động,

lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, rất thích hợp đối với các phòng và các căn hộ nhỏ và tiền điện thanh toán

riêng biệt theo từng máy

Trang 44

V.Bài tập: tính chọn máy ĐHKK 3.Máy ĐHKK – lắp phòng RAC

Thường là máy cửa sổ 1 hay hai cụm công suất Q0<= 7kW(5 cở cs:5,6,9,12,18,24 ngàn Btu/h) Tự động hóa cao, bảo dưởng dể, tuổi thọ

tb

Trang 45

3.Máy ĐHKK – lắp phòng RAC

Máy 2 cụm: INDOOR UNIT: DL,quạt gió, bộ điều khiển

UOTDOOR UNIT: lốc máy, DN, quạt 2 cụm nối = ống ga đi ,về

Giảm ồn, dể lắp đặt, DL cần đặt cao hơn,<3m, c dài ống<10m Các loại: treo tường, treo trần

Trang 46

2 – PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KK

2.3 Hệ thống điều hòa hai cụm tổ hợp gọn (PAC)

Là hệ thống mà không khí được làm lạnh bằng gas trong các AHU rồi không khí lạnh được các đường ống dẫn vào phòng Có 3 loại: : không ống gió, có ống gió;

dàn nóng đặt xa

Hệ thống điều hoà tách hai cụm có ống gió chủ yếu gồm:

• Máy lạnh làm lạnh không khí trục tiếp bằng gas ; Hệ thống ống dẫn gas ; Hệ thống nước hoặc không khí giải nhiệt

• Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí ; Hệ thống tiêu âm và giảm âm

• Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí ; Bộ xử lý không khí

• Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo

vệ toàn bộ hệ thống

• Có thể có buồng phun

Trang 47

V Bài tập: tính chọn máy ĐHKK Máy ĐHKK gọn PAC giải nhiệt nước (W/A)

Trang 48

2 – PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KK PAC Loại treo trần, treo tường và dàn nóng

401081

Trang 49

PAC: DL kiểu tủ, DL có ống gió

401081

Trang 50

2 – PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KK

PAC-A/A –các kiểu hệ thống ống gió

Trang 51

Máy ĐHKK gọn PAC giải nhiệt gió A, nước B

Trang 52

2 – PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KK

2.3 Hệ thống điều hòa hai cụm tổ hợp gọn (PAC)

* Các ưu điểm sau:

• Đường ống dẫn gas ngắn nên vòng tuần hoàn gas ít bị tắc nghẽn và rò rỉ gas

• Có thể khống chế nhiệt, ẩm trong không gian điều hoà nhờ buồng phun

• Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi

* C ác nhược điểm sau:

• Tốn diện tích lắp đặt, do đường ống gió cồng kềnh

• Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống

• Vấn đề cách nhiệt đường ống gió phức tạo, đặc biệt do đọng sương rớt lên trần giả vì độ ẩm ở Việt Nam cao

• Khó khống chế nhiệt độ và độ ẩm theo từng phòng riêng rẽ,

Trang 53

2.4.Hệ thống điều hòa trung tâm nước (wc)

1 Hệ thống sử dụng nước lạnh 7oC để làm lạnh không khí gián tiếp qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU Hệ thống gồm:

• Máy làm lạnh nước (water chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 12oC xuống 7oC

• Hệ thống ống dẫn nước lạnh ;

• Hệ thống nước giải nhiệt

• Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh FCU (fan coil unit) hoặc AHU (air handling unit)

• Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

• Hệ thống tiêu âm và giảm âm

• Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí

• Bộ xử lí không khí.

• Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ

toàn bộ hệ thống

Trang 54

2.-Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí ở dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng Trái lại, máy làm lạnh nước

giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng

-Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7oC rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng

trong phòng nóng lên đến 12oC và lại được bơm đẩy về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 7oC khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Đối với hệ thống lạnh kín (không có dàn

phun) cần phải có thêm bình giãn nở để bù nước trong hệ thống giãn nở khi thay đổi nhiệt độ Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnh nước giải nhiệt

nước tốn thêm một diện tích lắp đặt ở tầng dưới cùng Nếu dùng hệ thống với máy làm lạnh nước giải nhiệt gió hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng diện tích đó vào mục đích

khác

Trang 55

V Bài tập: tính chọn máy ĐHKK

20/12/2015

Trang 56

2.4.Hệ thống điều hòa trung tâm nước(wc)

3.Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy chế tạo nên chất

lượng rất cao Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệ thống nước lạnh là máy có thể vận hành được ngay Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng

nước tuần hoàn với bơm tháp và tháp giải nhiệt nước Trong một tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc lắp nhiều máy nén trong một cụm máy để dễ dàng điều chỉnh năng

suất lạnh theo từng bậc Có thể luân phiên bảo trì và khởi động tránh dòng khởi động quá lớn

4.Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt nước ở dàn ngưng làm mát bằng không khí Cồng kềnh, không cần nước và hệ thống nước, nên có thể

lắp trên tầng thượng Công suất đơn vị nhỏ, tiêu tốn điện hơn làm mát bằng nước Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với người thiết kế khi chọn máy

Trang 57

5.Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau:

• Có vòng tuần hoàn an toàn do sử dụng nước

• Có thể khống chế nhiệt độ và độ ẩm theo từng phòng riêng rẽ,

• Thích hợp cho các toà nhà với mọi chiều cao và không phá vỡ cảnh quan

• Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều, tiết kiệm vật liệu và diện tích lắp đặt

• Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao,

• Ít phải bảo dưỡng và sửa chữa

Trang 58

2.5 HỆ THÔNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VRV

VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua điều chỉnh lưu lượng môi chất.

-Tăng CS và số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng lên đến 8 thậm chí đến 16 cụm dàn lạnh,

-Tăng chiều cao và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh (c cao-15m, dài 100m)

- Máy điều hoà VRV chủ yếu sử dụng cho điều hoà tiện nghi

-Tổ MN ngưng tụ có hai máy nén, 1 MN điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on_off ,1MN điều chỉnh bậc theo máy biến tần, số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc,

tiết kiệm năng lượng

Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau nhỏ từ 7kW đến hàng ngàn kW, thích hợp cho các toà nhà cao tầng hàng trăm

mét với hàng ngàn phòng đa chức năng

Định dạng
Số trang	109
Dung lượng	27,1 MB