Giáo trình mô đun Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh và điều hòa không khí (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ trung cấp) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

Nội dung của giáo trình “ Cơ sở kỹ thuật nhiệt _ lạnh và điều hòa không khí được tổ chức thành 6 bài như sau: Bài 1: Tổng quan về kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, Bài 2: Cơ sở nhiệt động kỹ thuật, Bài 3: Cơ sở truyền nhiệt, Bài 4: Cơ sở kỹ thuật lạnh, Bài 5: Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh, Bài 6: Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí.

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT_LẠNH VÀ ĐHKK NGHỀ : KỸ THUẬT MÁY LẠNH & ĐHKK TRÌNH ĐỘ : TRUNG CẤP NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số: 297/QĐ-CĐKTCN ngày 24 tháng 08 năm 2020 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho giảng viên sinh viên nghề Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Chúng thực biên soạn tài liệu Cơ sở kỹ thuật nhiệt - Lạnh Điều hòa khơng khí Tài liệu biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy học tập, lưu hành nội nhà trường nên nguồn thông 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 Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho giảng viên sinh viên nghề Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Chúng thực biên soạn tài liệu Cơ sở kỹ thuật nhiệt _ Lạnh Điều hịa khơng khí Tài liệu biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy học tập, lưu hành nội nhà trường 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 “ Cơ sở kỹ thuật nhiệt _ lạnh điều hịa khơng khí” nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức lý thuyết sở nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Tài liệu gồm Bài 1: Tổng quan kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Bài 2: Cơ sở nhiệt động kỹ thuật Bài 3: Cơ sở truyền nhiệt Bài 4: Cơ sở kỹ thuật lạnh Bài 5: Các thiết bị hệ thống lạnh Bài 6: Cơ sở kỹ thuật điều hịa khơng khí u cầu học viên sau học xong module học viên phải nắm kiến thức lý thuyết sở nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Giáo trình tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên chuyên nghành Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Trong q trình biên soạn chắn chúng tơi cịn có nhiều thiếu sót, mong q độc giả góp ý để tơi hoàn thiện tốt cho lần chỉnh sữa sau Mọi góp ý xin gửi Email: congnt@bctech.edu.vn Tơi xin chân thành cảm ơn! Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 12 tháng năm 2020 Người biên soạn Chủ biên: Nguyễn Trọng Công MỤC LỤC TRANG BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ 10 ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 10 Khái quát chung 10 1.1 Vai trị, vị trí 10 1.2 Yêu cầu 11 Ý nghĩa kỹ thuật lạnh đời sống kỹ thuật 11 2.1 Ứng dụng lạnh bảo quản thực phẩm 11 2.2 Ứng dụng lạnh công nghiệp 12 2.3 Ứng dụng lạnh nông nghiệp 13 2.4 Ứng dụng lạnh điều tiết khơng khí 13 2.5 Ứng dụng lạnh y tế 14 2.6 Ứng dụng lạnh thể dục thể thao 14 2.7 Ứng dụng lạnh đời sống 15 2.8 Một số ứng dụng khác 15 BÀI 2: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT 16 Các môi chất thông số trạng thái môi chất 16 1.1 Khái niệm môi chất (chất môi giới) 16 1.2 Các thông số trạng thái môi chất 16 1.2.1 Nhiệt độ 16 1.2.2 Áp suất 17 1.2.3 Thể tích riêng khối lượng riêng 19 1.2.4 Nội 19 1.2.5 Nhiệt nhiệt dung riêng 19 1.2.6 Công 20 Hơi thông số trạng thái 21 2.1 Các thể (pha) vật chất 21 2.2 Q trình hóa đẳng áp 22 Các trình nhiệt động 23 3.5 Quá trình lưu động tiết lưu 25 3.5.1 Quá trình lưu động 25 3.5.2 Quá trình tiết lưu 26 Chu trình nhiệt động máy lạnh bơm nhiệt 27 4.1 Khái niệm định nghĩa chu trình nhiệt động 27 4.1.1 Định nghĩa chu trình 27 4.1.2 Chu trình thuận chiều 27 4.1.3 Chu trình ngược chiều 27 4.1.4 Chu trình Carno 28 4.1.5 Định luật nhiệt động II 29 Phát biểu Clausius 29 Phát biểu Kenvil Planck 30 4.2 Chu trình nhiệt động máy lạnh bơm nhiệt 30 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý 30 4.2.2 Đồ thị 31 4.2.3 Hệ số làm lạnh bơm nhiệt 31 4.2.4 Chu trình máy lạnh hấp thụ 32 BÀI 3: CƠ SỞ TRUYỀN NHIỆT 34 Dẫn nhiệt 34 1.1 Các khái niệm định nghĩa 34 1.1.1 Trường nhiệt độ 34 1.1.2 Gradient nhiệt độ 35 1.1.3 Mật độ dòng nhiệt 35 1.1.4 Định luật Fourier dẫn nhiệt 35 1.1.5 Hệ số dẫn nhiệt 36 1.2 Dòng nhiệt ổn định dẫn qua vách phẳng vách trụ 36 Trao đổi nhiệt đối lưu 37 2.1 Khái niệm 37 2.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới trao đổi nhiệt đối lưu 37 2.3 Một số hình thức trao đổi nhiệt đối lưu thường gặp 38 2.4 Tỏa nhiệt sôi ngưng 39 2.4.1 Khái niệm chung 39 2.4.2 Tỏa nhiệt sôi 39 2.4.3 Tỏa nhiệt ngưng 40 Trao đổi nhiệt xạ 41 3.1 Các khái niệm định nghĩa 41 3.2 Các dòng nhiệt trao đổi xạ vật 41 3.3 Bức xạ mặt trời (nắng) 42 Truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt 42 4.1 Truyền nhiệt tổng hợp 42 4.2 Truyền nhiệt qua vách 42 4.3 Truyền nhiệt qua vách phẳng vách trụ 43 4.4 Truyền nhiệt qua vách có cánh 43 4.5 Tăng cường truyền nhiệt cách nhiệt 44 4.6 Thiết bị trao đổi nhiệt 44 BÀI 4: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH 46 Khái quát chung 46 1.1 Làm lạnh, cách nhiệt, nhiệt tải 46 Môi chất lạnh chất tải lạnh 47 2.1 Các môi chất lạnh thường dùng kỹ thuật lạnh 47 2.1.1 Khái niệm 47 2.1.2 Yêu cầu môi chất lạnh 48 2.1.3 Ký hiệu môi chất lạnh 49 2.1.4 Các môi chất lạnh thường dùng 50 2.1.5 Dầu nhớt lạnh bôi trơn block máy lạnh 58 2.2 Chất tải lạnh 60 2.2.1 Khái niệm: 60 2.2.2 Ưu, nhược điểm dùng chất tải lạnh 60 2.2.3 Yêu cầu chất tải lạnh 61 2.2.4 Một số chất tải lạnh thường dùng 61 Các phương pháp làm lạnh bảo quản lạnh 62 3.1 Các phương pháp làm lạnh 62 3.1.1 Làm lạnh trình biến đổi pha (bay chất lỏng): 62 3.1.2 Làm lạnh trình giản nở đoạn nhiệt: 62 3.1.3 Làm lạnh hiệu ứng tiết lưu: 62 3.1.4 Làm lạnh hiệu ứng xoáy 63 3.1.5 Làm lạnh hiệu ứng nhiệt điện 63 3.1.6 Làm lạnh hiệu ứng từ 63 3.1.7 Phương pháp hòa trộn lạnh 64 3.2 Các phương pháp bảo quản lạnh 64 3.2.1 Bảo quản lạnh nước đá: 64 3.2.2 Bảo quản lạnh bay chất lỏng 64 3.2.3 Giải pháp giữ mức chất lỏng khơng đổi bình bay hơi: 66 Các hệ thống lạnh thông dụng 67 4.1 Hệ thống lạnh với cấp nén đơn giản 67 4.2 Hệ thống lạnh với hai cấp nén tiết lưu làm mát trung gian khơng hồn 68 4.3 Một số hệ thống lạnh khác 69 4.3.1 Hệ thống lạnh với cấp nén có hồi nhiệt 69 4.3.2 Chu trình cấp, tiết lưu làm mát trung gian khơng hồn tồn 70 4.3.3 Chu trình cấp, tiết lưu, làm mát trung gian hoàn toàn 70 4.3.4 Chu trình cấp, tiết lưu, làm mát trung gian hồn tồn, bình trung gian ống xoắn 72 BÀI 5: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG LẠNH 73 Máy nén 73 1.1 Vai trò vị trí 73 1.2 Các loại máy nén thường dùng hệ thống lạnh 74 1.2.1 Máy nén pittông 74 1.2.2 Máy nén roto (Máy điều hịa khơng khí P=1-3.5hp) 1.2.3 Máy nén Trục vít 1.2.4 Máy nén khí ly tâm 1.2.5 Máy nén scroll (đĩa xoắn) 1.2.6 Một số máy nén khác (HS tự tìm hiểu thêm) Thiết bị ngưng tụ 2.1 Vai trị vị trí 2.2 Các kiểu thiết bị ngưng tụ thường gặp 2.2.1 Thiết bị ngưng tụ làm mát nước 2.2.2 Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí 11 2.2.3 Thiết bị ngưng tụ làm mát nước khơng khí 12 2.2.4 Tháp giải nhiệt 13 Thiết bị bay 14 3.1 Vai trị vị trí 14 3.2 Các kiểu thiết bị bay thường gặp 14 3.2.1 Thiết bị bay làm lạnh chất lỏng 14 3.2.2 Thiết bị bay làm lạnh không khí 18 Thiết bị tiết lưu 19 4.1 Vai trị vị trí 19 4.2 Các kiểu thiết bị tiết lưu thường gặp 19 4.2.1 Ống mao 19 4.2.2 Van tiết lưu 20 Một số thiết bị phụ hệ thống lạnh 23 5.1 Phin sấy, lọc 23 5.2 Bình tách dầu, chứa dầu 24 5.3 Bình tách lỏng 24 5.4 Van chặn 25 5.5 Van điện từ 25 5.6 Van chiều 25 5.7 Kính xem ga 26 5.8 Bình chứa cao áp 26 5.9 Bình chứa hạ áp 28 5.10 Bình trung gian 28 5.11 Thiết bị hồi nhiệt 28 5.12 Một số thiết bị khác: Học sinh tìm hiểu thêm 29 5.13 Đường ống hệ thống lạnh 29 BÀI 6: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 31 Khơng khí ẩm 31 1.1 Các thông số trạng thái không khí ẩm 31 1.2 Một số q trình khơng khí ẩm điều hịa khồng khí 33 Hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí 37 2.1 Một số khái niêm thơng gió điều hịa khơng khí 37 2.1.1 Khái niệm thơng gió 37 2.1.2 Khái niệm điều hịa khơng khí 37 2.1.3 Khái niệm nhiệt thừa tải lạnh cần thiết cơng trình 37 2.2 Các hình thức phân loại điều hịa khơng khí 38 2.2.1 Các hình thức điều hịa khơng khí 38 2.2.2 Phân loại hệ thống điều hịa khơng khí 39 1.2 Theo phương pháp xử lý nhiệt ẩm 39 1.3 Theo đặc điểm khâu xử lý nhiệt 39 2.2.3 Phân loại hệ thống thơng gió 42 2.3 Các khâu hệ thống điều hịa khồng khí 42 2.4 Các phương pháp thiết bị xử lý khơng khí 43 2.4.1 Làm lạnh khơng khí 43 2.4.2 Sưởi ấm 44 2.4.3 Khử ẩm 45 2.4.4 Tăng ẩm 46 2.4.5 Lọc bụi tiêu âm 46 Hệ thống vận chuyển phân phối khơng khí 48 3.1 Trao đổi khơng khí phòng 48 3.1.1 Mục đích: 48 3.1.2 Các dịng khơng khí tham gia trao đổi khơng khí phịng 49 3.2 Đường ống gió 53 3.2.1 Phân loại: 53 3.2.2 Cấu trúc hệ thống 54 3.3 Quạt gió 55 Các phần tử khác hệ thống điều hịa khơng khí 55 4.1 Khâu tự động điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm phòng 55 4.1.1 Tự động điều chỉnh nhiệt độ 55 4.1.2 Tự động điều chỉnh độ ẩm 56 4.2 Lọc bụi tiêu âm 56 4.2.1 Lọc bụi 56 4.2.2 Tiêu âm 56 4.3 Cung cấp nước cho điều hịa khồng khí 57 TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO 59 khí chuyển động đối lưu tự nhiên hay cưỡng bên dàn ống Trong máy lạnh chiều mùa Đơng chạy chế độ sưởi dàn lạnh trở thành dàn nóng sấy nóng khơng khí phịng Đối với thiết bị mơi chất lạnh chuyển động bên dàn ống khơng khí chuyển động ngang qua chùm ống - Bằng điện trở Người ta thực việc sấy khơng khí điện trở thay cho thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt Thường dây điện trở bố trí dàn lạnh máy điều hịa Về mùa Đơng máy dừng chạy lạnh, có quạt dây điện trở làm việc Khơng khí sau chuyển động qua dây điện trở sưởi ấm theo trình tăng nhiệt đẳng dung ẩm Việc sử dụng dây điện trở có ưu điểm gọn nhẹ nhiên xét góc độ an tồn kinh tế hiệu thấp 2.4.3 Khử ẩm - Bằng dàn lạnh Ta thực việc giảm ẩm cho khơng khí cách cho khơng khí chuyển động qua thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt Khi nhiệt độ bề mặt thấp nhiệt độ điểm sương khơng khí lượng ẩm ngưng tụ lại bề mặt TĐN dung ẩm giảm Thường nhu cầu giảm ẩm có nhu cầu thực tế, q trình thường diễn kèm theo trình làm lạnh - Bằng thiết bị buồng phun Trong cơng nghiệp ta thực việc giảm ẩm thiết bị buồng phun Khi phun nước lạnh có nhiệt độ nhỏ nhiệt độ điểm sương khơng khí phần ẩm khơng khí ngưng tụ lại bề mặt giọt nước Do dung ẩm nước giảm - Bằng máy hút ẩm Người ta thực việc giảm ẩm khơng gian máy hút ẩm Máy hút ẩm thực chất máy lạnh thiết bị bố trí khác Trong thiết bị khơng khí thỏi qua dàn lạnh, phần nước 45 ngưng tụ dàn lạnh Sau khơng khí đưa qua dàn nóng sấy nóng đến nhiệt độ định Như qua thiết bị hút ẩm nhiệt độ khơng khí khơng đổi độ ẩm dung ẩm giảm - Bằng hóa chất Trong số trường hợp định người ta sử dụng hóa chất như: Silicagen, vơi sống, Zeolit để giảm ẩm cho khơng khí Nhưng phương pháp hạn chế chất nhanh chóng bão hịa thường tỏa nhiệt ảnh hưởng định đến khơng gian điều hịa 2.4.4 Tăng ẩm - Bằng thiết bị buồng phun Trong công nghiệp nhiều trường hợp địi hỏi phải tăng ẩm cho khơng khí để đáng ứng u cầu cơng nghệ q trình sản xuất Để tăng ẩm công nghiệp thường người ta sử dụng buồng phun lưu lượng địi hỏi lớn Khi phun khơng nước vào khơng khí, nhiệt độ khơng khí đủ lớn lượng ẩm bay vào khơng khí khơng khí thay đổi trạng thái theo q trình A4 A5 Đặc điểm trình là: - Lượng ẩm bay vào không khí so với lượng nước phun - Sự thay đổi trạng thái khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ nước phun - Bằng thiết bị phun ẩm bổ sung Khi u cầu lưu lượng khơng khí xử lý không lớn: Trong sinh hoạt sở cơng suất bé người ta sử dụng thiết bị sau: + Hộp hơi: Hộp dùng điện trở để đun nước cho bay khuyếch tán vào khơng khí + Dùng vịi phun đĩa quay: Nguyên tắc chung làm tơi nước thành hạt mịn khuyếch tán vào khơng khí Phun ẩm thiết bị khí nén: Dùng khí nén hút nước xé tơi thành hạt nhỏ cho khuyếch tán vào khơng khí 2.4.5 Lọc bụi tiêu âm  Lọc bụi Trong kỹ thuật điều hịa khơng khí, ngồi việc đảm bảo trì thơng số ổn 46 định cho khơng khí bên khơng gian cần điều hịa phải ý đến độ khơng khí, đặc trưng nồng độ chất độc hại Các chất độc hại có khơng khí thường gặp chia làm loại sau: - Bụi hạt vật chất có kích thước nhỏ xâm nhập vào đường hơ hấp - Khí CO2 nước khơng có độc tính nồng độ lớn làm giảm lượng O2 không khí Chúng phát sinh hơ hấp động thực vật hay đốt cháy chất hữu phản ứng hóa học khác - Các hóa chất độc dạng khí, (hoặc số dạng bụi) phát sinh trình sản xuất phản ứng hóa học Mức độ độc hại phụ thuộc vào cấu tạo hóa học nồng độ chất: có loại gây cảm giác khó chịu, có loại gây bệnh nghề nghiệp, có loại gây chết người nồng độ đủ lớn Để lọc bụi hệ thống điều hịa khơng khí người ta sử dụng số thiết bị lọc bụi như:  Bộ lọc thấm dầu  Bộ lọc vải  Bộ lọc bụi kiểu lưới kim loại  Bộ lọc bụi kiểu tĩnh điện  Bộ lọc bụi kiểu xiclon  Tiêu âm Tiếng ồn yếu tố ảnh hưởng đến cảm giác dễ chịu người Tiếng ồn phòng có điều hồ khơng khí nhiều nguồn khác gây truyền vào phòng theo nhiều đường khác quạt gió, máy lạnh, bơm, khí động dịng khí hay từ ngồi truyền vào… Chủ yếu tiếng ồn truyền vào bên khơng gian cần điều hịa thơng qua đường ống gió Do hệ thống điều hịa khơng khí người ta thường gắn thêm thiết bị tiêu âm đường ống cấp gió đường gió hồi, gần với quạt gió Thường có dạng sau: - Hầm tiêu âm: gồm hút âm bố trí theo đường ziczac để tăng khả 47 tiêu âm Hầm tiêu âm thường đặt sát cửa gió hồi, (do có kích thước lớn) Mỗi hút âm thường gồm khung kim loại có vỏ tơn hay gỗ dán đục lỗ, bên ngồi bọc lớp vải thủy tinh chống cháy (đường kính lỗ thường mm, khoảng cách lỗ 12 mm) Độ dày tiêu âm khoảng cách định mức độ giảm âm thiết bị; - Ống tiêu âm: thường gồm hai lớp vật liệu hút âm – lớp đặt sát vách ống, lớp bố trí trục ống – nhồi lớp vỏ đục lỗ tương tự hút âm nói Để giảm trở lực lớp khơng khí vào khỏi thiết bị, người ta làm vát cong hai đầu hút ẩm Có số thiết bị tiêu âm đơn giản gồm lớp hút âm bố trí sát với vách ống dẫn, khơng có lớp (thậm chí số trường hợp đơn giản nữa: gắn lớp vật liệu hút âm bên vách ống) Khả tiêu âm thiết bị phụ thuộc vào chất hút âm, độ dài bề dày lớp vật liệu hút âm khoảng cách giũa chúng Hệ thống vận chuyển phân phối khơng khí 3.1 Trao đổi khơng khí phịng 3.1.1 Mục đích: thay đổi khơng khí bị nhiễm nhiệt, ẩm, bụi…ở phịng gió Sự trao đổi khơng khí thực nhờ khơng khí chuyển động Khơng khí khơng gian phịng tham gia chuyển động sau: - Chuyển động đối lưu tự nhiên: Do có chênh lệch nhiệt độ độ ẩm nên mật độ thay đổi Dịng nóng khơ bốc lên cao lạnh, ẩm chìm xuống Tuy nhiên chuyển động chủ yếu nhiệt độ, nhiệt độ chênh lệch cao chuyển động mạnh - Chuyển động đối lưu cưỡng bức: Do quạt tạo nên đóng vai trị định việc trao đổi khơng khí - Chuyển động khuyếch tán: Chuyển động khuếch tán chuyển động khơng khí đứng n vào dịng khơng khí chuyển động Chuyển động khuếch tán có ý nghĩa lớn việc giảm tốc độ dịng khơng khí sau khỏi miệng thổi, làm đồng tốc độ khơng khí phòng gây 48 xáo trộn cần thiết tồn phịng 3.1.2 Các dịng khơng khí tham gia trao đổi khơng khí phịng Luồng khơng khí dịng khơng khí chuyển động chốn tồn khơng gian Việc nghiên cứu luồng khơng khí vào miệng thổi có ý nghĩa quan trọng chổ sở xác định tốc độ khơng khí điểm luồng để bố trí miệng thổi miệng hút khơng gian phịng hợp lý nhằm đảm bảo tốc độ vùng làm việc nằm giới hạn cho phép  Các hình thức cấp gió thải gió Tổ chức trao đổi khơng khí bố trí hệ thống miệng thổi, hút khơng khí nhà Sự thổi khơng khí từ miệng thổi vào phịng gọi cấp gió Có nhiều cách tổ chức trao đổi khơng khí khác Thường gặp cách sau - Cấp gió phía kết hợp hút Hệ thống miệng thổi gió bố trí cao, cịn miệng hút bố trí sàn (nối vào kênh gió hồi đặt ngầm sàn) Khơng khí từ miệng thổi có tốc độ lớn tạo thành dòng đối lưu cưỡng bức, kết hợp dòng đối lưu tự nhiên nhiệt phát sinh từ nguồn nhiệt phòng (và với dịng đối lưu luồng khơng đẳng nhiệt cấp khí lạnh), gây xáo trộn mãnh liệt khơng khí phịng Mặt khác dịng đối lưu khuếch tán góp phần đáng kể vào trao đổi khơng khí phịng Kết ẩm thừa nhiệt thừa thải miệng hút Hình 6.7: Cấp gió phía kết hợp hút - Cấp gió từ kết hợp hút trên: Ống dẫn gió đặt cao dẫn xuống vùng làm việc Khơng 49 khí cấp từ miệng thổi gió đặt áp tường tràn ngập vùng làm việc gian máy nhận nhiệt, ẩm từ nguồn thải Như dòng đối lưu cưỡng từ miệng thổi gần miệng hút chiều với dòng đối lưu tự nhiên nhiệt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thải nhiệt thừa, đặc biệt trường hợp thơng gió thải nhiệt Trong trường hợp cấp gió nóng để sưởi ấm vào mùa đơng xảy tượng tương tự Tuy cấp gió lạnh vào mùa hè dịng đối lưu tự nhiên luồng khơng đẳng nhiệt có xu hướng xuống cản trở dòng lên làm hiệu trao đổi khơng khí Hình 6.8: Cấp gió từ kết hợp hút Tóm lại phương thức đạt hiệu cao cấp gió nóng sưởi ấm thơng gió thải nhiệt Trong nhiều trường hợp tổ chức thơng gió, người ta chí thay việc cấp gió giới cấp gió tự nhiên từ cửa mở thay thải gió cưỡng thải gió tự nhiên qua cửa mái đạt hiệu thải nhiệt tốt - Cấp gió từ cao kết hợp hút Khi tổ chức trao đổi khơng khí hệ thống điều tiết khơng khí người ta quan tâm đến việc bố trí miệng hút cao hay thấp, dịng đối lưu gần miệng hút yếu khơng đóng vai trị trao đổi khơng khí (mục đích bố trí miệng hút để tạo tuần hồn khơng khí hệ thống mà thơi) Vì nhiều trường hợp người ta bố trí miệng hút cao gần với miệng thổi 50 Hình 6.9: Cấp gió từ cao kết hợp hút Đơi người ta sử dụng phương thức cho thơng gió cơng nghiệp lượng khơng khí cần cấp vào nhiều tốc độ gió vùng làm việc yêu cầu lớn - Cấp gió cao kết hợp hút cục bộ: Trong trường hợp gian máy có phát sinh chất độc nguồn độc hại có tích tụ lớn phải tiến hành thơng gió cục Khi cần phải thơng gió vào phịng để đảm bảo áp suất phịng khơng bị âm Phương thức cấp gió phổ biến từ cao Hình 6.10: Cấp gió cao kết hợp hút cục Chất độc hại hút từ thiết bị hút cục đặt phía thiết bị phát sinh độc hại 1; khơng khí cấp từ ống dẫn cấp vào phòng qua miệng thổi gió 3, sau nhanh chóng hịa lẫn với khơng khí phía vùng làm việc, cuối thải ngồi qua hệ thống hút khơng khí cục Do khơng khí nhiễm hầu hết vào miệng hút cục bộ, mặt khác dòng đối lưu gần miệng hút cục mạnh nên trình trao đổi khơng khí chủ yếu diễn vùng quanh miệng hút vùng làm việc - Cấp gió tập trung Trong trường hợp cần thải nhiệt ẩm tích tụ vùng khỏi phịng, sử dụng phương thức cấp gió tập trung: luồng khơng khí thổi từ miệng thổi với tốc độ lớn tạo thành luồng tn biến chậm Trên đường đi, luồng gió tạo xáo trộn khơng khí phịng mạnh nhờ phát sinh dòng đối lưu khuếch tán Tại đoạn đầu luồng tốc độ dòng cưỡng lớn nên khuếch tán mạnh cuối luồng Ngược lại phần cuối dịng khí lại có bán kính luồng lớn nên tạo trao đổi khơng khí suốt chiều dài phịng 51 Hình 6.11: Cấp gió tập trung Phương thức đơn giản, rẻ tiền có nhiều nhược điểm: khơng khí cấp phân phối khơng đồng đều, lại gây tích tụ chất độc hại phần cuối gần phía miệng hút Vì phương thức khơng thích hợp gian máy có phát sinh bụi chất độc (dù loại có độc tính thấp) Ngay thơng gió thải nhiệt hiệu khơng phương thức trình bày  Các kiểu miệng cấp miệng hồi - Miệng cấp Cấu tạo miệng cấp (miệng thổi) có ý nghĩa lớn việc luân chuyển khơng khí phịng, khả mở rộng, tầm với luồng… * Phân loại: - Theo hình dạng: Miệng thổi trịn, vng, chữ nhật, dẹt - Theo vị trí lắp đặt: Miệng thổi gắn trần, gắn tường - Theo kiểu phân phối gió: Khuếch tán, đục lổ, cánh hướng * Miệng thổi kiểu khuyếch tán: Là loại miệng thổi sử dụng phổ biến đơn giản bề mặt đẹp Thường gắn trần, dịng khơng khí qua miệng thổi khuyếch tán rộng theo hướng nên tốc độ khơng khí vùng làm việc nhanh chóng giảm nhỏ đồng Nhờ miệng thổi kiểu thường sử dụng nhiều công sở mà độ cao trần phòng làm việc thấp Cấu tạo: Gồm phần vỏ phần cánh Các cánh nghiêng góc từ 30 - 60o, loại nghiêng 60o nhìn từ phía đẹp Bộ phận cánh tháo rời để vệ sinh thuận tiện lắp miệng thổi Miệng thổi có dạng hình vng phổ biến nhất, cá biệt có miệng 52 thổi dạng hình chữ nhật Với hình dạng dễ lắp đặt Có thể phối kết hợp với đèn hình thù khác tạo nên mặt đẹp * Miệng thổi kiểu chắn mưa: Miệng thổi kiểu chắn mưa sử dụng để gắn lắp tường Cấu tạo gồm: phần vỏ phần cánh Cánh thường đường nghiêng theo chiều (xuống dưới) chiều (dưới bên) Độ nghiêng cánh tùy thuộc vào độ cao tường nơi lắp đặp mà chọn 30o, 45o 60o * Miệng thổi kiểu lưới: Miệng thổi kiểu lưới loại miệng thổi có hệ thống cánh hướng vng góc với Nhờ điều chỉnh cánh hướng mà điều chỉnh hướng gió Miệng thổi kiểu lưới lắp cho trân tường - Miệng hồi (miệng hút) Miệng hút không ảnh hưởng tới xáo trộn khơng khí phịng nên kết cấu khơng ảnh hưởng tới tuần hồn khơng khí Chọn kết cấu u cầu cụ thể cơng trình thẩm mỹ định Thường chọn tương tự miệng thổi để có hài hịa phịng Miệng hút thường có gắn phin lọc để lọc bụi 3.2 Đường ống gió 3.2.1 Phân loại: Đường ống gió chia làm nhiều loại tùy theo cách phân loại khác nhau: * Theo chức năng: - Kênh cấp gió - Kênh hồi gió - Kênh cấp gió tươi - Kênh thơng gió * Theo tốc độ gió: - Hệ thống điều hịa dân dụng: Cấp gió < 12,7 m/s, Hồi gió < 10,2 m/s - Hệ thống điều hịa cơng nghiệp: Cấp gió < 12,7 m/s, Hồi gió < 17,7 m/s * Theo áp suất 53 - Áp suất thấp : 95 mmH2O - Áp suất trung bình : 95 - 172 mmH2O - Áp suất cao : 172 - 310 mmH2O * Theo kết cấu vị trí lắp đặt: - Kênh gió treo - Kênh gió ngầm 3.2.2 Cấu trúc hệ thống - Hệ thống kiểu kênh ngầm + Kênh thường xây dựng gạch bê tơng Kênh gió đặt sàn thường cho đường nước, điện, địện thoại kèm nên gọn gàng tiết kiệm chi phí nói chung + Kênh gió ngầm thường sử dụng làm kênh gió hồi, sử dụng làm kênh gió cấp sợ ảnh hưởng chất lượng gió sau xử lý, ẩm mốc kênh, đặc biệt kênh gió cũ hoạt động lâu ngày Khi phải bắt buộc phải xử lý chống thấm thật tốt + Kênh thường có tiết diện chữ nhật xây dựng sẵn xây dựng cơng trình + Hệ thống kênh gió ngầm thường sử dụng nhà máy dệt, rạp chiếu bóng Các kênh gió ngầm có khả hút tốt sợi bay nên khử bụi xưởng tốt - Hệ thống ống kiểu treo Hệ thống kênh treo hệ thống kênh treo giá đỡ cao Do yêu cầu: Nhẹ, Bền chắn, Khơng cháy Thơng thường kênh gió kiểu treo làm tơn tráng kẽm có bề dày khoảng từ 0,5 – 1,2mm theo tiêu chuẩn qui định phụ thuộc vào kích thước đường ống Trong số trường hợp mơi trường có độ ăn mịn cao sử dụng chất dẻo hay inox Hiện người ta có sử dụng foam để làm đường ống: ưu điểm nhẹ dễ cháy phải có lớp giấy bạc chống cháy 54 3.3 Quạt gió Quạt thiết bị dùng để vận chuyển phân phối khơng khí thiết bị thiếu hệ thống điều hịa khơng khí đời sống Hai thơng số quạt gió là: - Lưu lượng khơng khí quạt: V, m3/s, m3/hr - Cột áp Hq (áp suất thừa mà quạt tạo ra): Pa mmH2O  Phân loại quạt gió - Theo đặc tính khí động + Hướng trục: Khơng khí vào dọc theo trục Gọn nhẹ có tể cho lưu lượng lớn với áp suất bé Thường dùng hệ thống ơng gió ống ngắn + Ly tâm: Đi vào theo hướng trục quay vng góc trục quay, cột áp tạo ly tâm Vì cần có ống dẫn gió tạo áp suất lớn Nó tạo nên luồng gió có áp suất lớn - Theo cột áp: + Quạt hạ áp: Hq < 1000 Pa + Quạt trung áp: 1000 pa < Hq < 300 Pa + Quạt cao áp Hq > 3000 Pa - Theo cơng dụng: Quạt gió, Quạt khói, Quạt bụi, Quạt thông Các phần tử khác hệ thống điều hịa khơng khí 4.1 Khâu tự động điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm phòng Nhằm trì giữ ổn định thơng số vận hành hệ thống điều hịa khơng khí khơng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu bên ngồi phụ tải bên Các thông số cần trì là: Nhiệt độ, Độ ẩm, Áp suất, Lưu lượng Trong thông số nhiệt độ thông số quan trọng 4.1.1 Tự động điều chỉnh nhiệt độ  Bộ cảm biến nhiệt độ Tất cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa nguyên tắc tính chất nhiệt vật lý chất thay đổi theo nhiệt độ Cụ thể giãn nhiệt, thay đổi điện trở theo nhiệt độ 55 4.1.2 Tự động điều chỉnh độ ẩm Trong số hệ thống điều hịa khồng khí cơng nghệ cao có thêm điều chỉnh độ ẩm Bộ cảm biến độ hoạt động dựa nguyên lý thay đổi tính chất nhiệt vật lý môi chất độ ẩm thay đổi 4.2 Lọc bụi tiêu âm 4.2.1 Lọc bụi  Tác hại lọc bụi Bụi chất độc hại Nồng độ bụi khơng khí khơng vượt giới hạn cho phép Muốn cần tiến hành lọc bụi Việc chọn phương pháp lọc bụi thơng gió điều hịa khơng khí trước tiên phải vào nguồn gốc bụi, cỡ hạt mức độ độc (từ định nồng độ bụi khơng khí) Bụi khơng khí có hai nguồn gốc chính: - Bụi hữu có nguồn gớc động thực vật, phát sinh trình chế biến, gai công sản phẩm bông, gỗ, giấy, da, thực phẩm, nơng sản… - Bụi vơ (bụi khống, bụi kim loại…) mang từ ngồi vào theo gió, theo bao bì,….và cị thể phát sinh chế biến (như bụi đá ximăng, bụi amiăng, bụi kim loại mài, đánh bóng…)  Phân loại cỡ hạt bụi: - Cỡ hạt mịn, hạt bụi có kích thước từ 0,1  1m (bụi có hạt nhỏ 0,001m tác nhân gây mùi) - Cỡ mịn, hạt bụi có kích thước từ  10m - Cỡ hạt thơ kích thước hạt bụi lớn 10m Bụi mịn nguy hiểm dễ sâu vào đường thở khó lọc sach thiết bị thông dụng Chúng thường tồn lâu khơng khí mà khơng lắng đọng 4.2.2 Tiêu âm  Tiếng ồn: Tiếng ồn tiêu chất lượng hệ thống điều hịa khồng 56 khí Vì khơng thể coi thường tiếng ồn lắp đặt hệ thống điều hòa khồng khí, đặc biệt cơng trình văn hố Tiếng ồn phịng có điều hồ khơng khí nhiều nguồn khác gây truyền vào phòng theo nhiều đường khác  Nguồn gây ồn đường truyền vào phòng: - Tiếng ồn quạt gió, máy lạnh, bơm (các cấu chuyển động nói chung) - Tiếng ồn khí động dịng khí (cịn gọi tiếng ồn thứ phát) - Tiếng ồn nguồn ngồi (thường khơng xét tới khơng thể khống chế được)  Tiếng ồn truyền vào phịng theo đường sau - Theo đường ống gió (D): từ quạt gió (và máy lạnh có) theo đường ống gió cấp ống gió hồi, qua tiêu âm chi thiết khác đường ống truyền trực tiếp vào phòng (qua miệng thổi) qua trần giả truyền vào phòng - Theo đường phát xạ (R): từ vách ống dẫn từ thiết bị cuối đường ống qua trần giả vào phịng -Theo khơng khí tiếp xúc với buồng máy vào phòng (A) -Theo kết cấu xây dựng truyền vào phịng(S) Hình 6.12: Các đường tiếng ồn vào phòng 4.3 Cung cấp nước cho điều hòa khồng khí Một số hệ thống điều hịa cần cung cấp nước làm mát hệ thống Water Chiller 57 Hình 6.13: Hệ thống cấp nước Water Chiller hai đường ống Ở hình ta thấy thiết bị làm mát khơng khí có đường nước vào, đường nước nóng đường nước lạnh Như việc điều chỉnh linh hoạt hơn, trường hợp thiết bị làm mát khơng khí ta khơng điều chỉnh lưu lượng mà cịn điều chỉnh nhiệt độ nước Câu hỏi tập: 6.1: Trình bày khái niệm phân loại điều hịa khơng khí? 6.2 Nêu khái niệm phân loại thơng gió? 6.3 Nêu cấu trúc hệ thống vận chuyển phân phối khơng khí? 6.4 Nêu khâu hệ thống điều hịa khơng khí? 6.5 Nhiệm vụ xử lý khơng khí điều hịa khơng khí gì? 58 TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO [1] Bùi Hải Trần Thế Sơn - Kỹ thuật nhiệt: NXB Giáo dục 2005 [2] Hồng Đình Tín - Nhiệt động lực học kỹ thuật – NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2003 [3] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ- Kỹ thuật lạnh sở: Nhà xuất giáo dục - 2003 [4] Nguyễn Đức Lợi - Kỹ thuật lạnh Cơ sở – NXB Giáo Dục – 2006 [5] Võ Chí Chính - Máy thiết bị lạnh – NXB KHKT [6] Võ Chí Chính - Thơng gió Điều hịa khơng khí – NXB KHKT 59 ... thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Bài 2: Cơ sở nhiệt động kỹ thuật Bài 3: Cơ sở truyền nhiệt Bài 4: Cơ sở kỹ thuật lạnh Bài 5: Các thiết bị hệ thống lạnh Bài 6: Cơ sở kỹ thuật điều hịa khơng khí. .. nghề kỹ thuật lạnh? 1.2 Các ứng dụng kỹ thuật lạnh đời sống kỹ thuật? 15 BÀI 2: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Giới thiệu: Bài sở nhiệt động kỹ thuật trình bày khái niệm thơng số trạng thái q trình nhiệt. .. diễn trình đoạn nhiệt - Nội năng: Δu = u2 – u1 = (i2 – p2.v2) – (i1 – p1.v1) - Nhiệt lượng tham gia q trình: q = - Cơng trình: l = q – Δu = - Δu - Cơng kỹ thuật q trình : lkt = - Δi = i1 – i2