NGHIÊN CỨU KHOA HỌC BỘ MÔN NHIỆT LẠNH

Nhóm chúng em thực hiện nghiên cứu tham khảo tài liệu nước ngoài về máy nén và các thiết bị lạnh cũng như các vấn đề liên quan. Sau khi chúng em trang bị đủ kiến thức cần thiết chúng em xin phép được soạn bài giảng về bộ môn máy nén và thiết bị lạnh để phục vụ cho việc giảng dạy tại trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI : SOẠN BÀI GIẢNG CHO MÔN HỌC MÁY NÉN VÀ THIÊT BỊ LẠNH Giảng viên hướng dẫn : PGS TS Hoàng An Quốc Sinh viên thực : Cao Hoàng Phúc Trịnh Phú Hiển MSSV 16147072 MSSV 16147027 Ngành: Công nghệ kỹ thuật nhiệt – MÃ NGÀNH: D510206C Tp Hồ Chí Minh, tháng / 2020 PHIẾU NHẬN XÉT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Tên đề tài: “SOẠN BÀI GIẢNG CHO MÔN HỌC MAY NEN VÀ THIẾT BỊ LẠNH” Họ tên sinh viên: Cao Hoàng Phúc Trịnh Vũ Tuấn Hùng Trịnh Phú Hiển Chuyên ngành: Công MSSV: 16147072 MSSV: 16147039 MSSV: 16147027 nghệ Kỹ thuật Nhiệt Họ tên GV hướng dẫn: PGS TS Hoàng An Quốc Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực NCKH 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày NCKH: 2.2 Nội dung nghiên cứu khoa học: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng nghiên cứu khoa học,, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: TT Mục đánh giá Điểm Điểm đạt tối đa Hình thức kết cấu NCKH 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hì nh thứ c và nội dung củ a cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung NCKH Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 50 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng 15 buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHÓA 2016-2020 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể NCKH 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Hoàn thành nghiên cứu khoa học  Khơng hồn thành nghiên cứu khoa học TP.HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2020 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHÓA 2016-2020  MUC LUC Contents NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHĨA 2016-2020  DANH MỤC CÁ C HÌNH Hình 1.1: Máy nén Piston Hình 1.2: Máy nén rotary Hình 1.3: Máy nén trục vít Hình 1.4: Máy nén xoắn ốc Hình 1.5: Máy nén li tâm Hình 2.1: Thiết bị ngưng tụ Hình 2.2: Cấu tạo dàn lạnh kiểu bảng Hình 3.1: Cấu tạo van tiết lưu tay Hình 4.1: Sơ đồ tách dầu Hình 4.2: Sơ đồ đường dầu Hình 4.3: Sơ đồ bình làm mát dầu nước Hình 4.4: Sơ đồ bình làm mát dầu phun Hình 4.5: Bình chứa cao áp/ hạ áp Hình 4.6: Bộ trao đổi nhiệt dạng NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHÓA 2016-2020 LỜI NĨI ĐẦU Cùng vói cơng đổi mói cơng nghiệp hóa, đại hóa đát nước, kỹ thuật lạnh phá t triển mạnh mẽ ỏ Việt Nam Tủ lạnh, mảy kem, máy đá, m áy đièu hòa nhiệt độ trỏ nên quen thuộc đời sống hàng ngày Các m áy thiết bị lạnh công nghiệp phục vụ ngành chế biến thực phẩm , bia, rượu, sợi dệt, in án, thuốc lả, diện tử, vi điện tử, thông tin, viễn thông, bưu chính, y tế, thề dục thể thao, du lịch củng phát huy tác dụng thúc dẩy m ạnh mẽ nên kinh tế di Vì việc học tập nghiên cứu máy nén thiết bị lạnh điều cần thiết Nhận thức cần thiết ấy, em thực nghiên cứu khoa học với mong muốn củng cố thêm kiến thức tiếp thu thời gian học tập ghế nhà trường, tiếp xúc nhiều với công việc thực tế, thu lượm kinh nghiệm quý báu cho q trình cơng tác sau Trong q trình làm nghiên cứu khoa học, hạn chế chuyên môn kiến thức thân chúng em nên khơng thể tránh khỏi có thiếu sót cịn mắc phải Em mong nhận bảo góp ý quý thầy cô bạn Nhân đây, em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, khoa CLC thầy cô tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực nghiên cứu khoa học Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành tới giảng viên, PSG TS Hoàng An Quốc quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình thầy suốt thời gian em thực nghiên cứu khoa học Chúng em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ CÁC LOẠI MÁY NÉN 1.1 Lịch sử hình thành - Con người biết làm lạnh sử dụng lạnh cách lâu: - Các tranh vẽ tường kim tự tháp Ai Cập cách khoảng 2500 năm mơ tả cảnh nơ lệ quạt bình gốm xốp cho nước bay để làm mát khơng khí - Cách khoảng 2000 năm người Ấn Độ Trung Quốc biết trộn muối vào nước tuyết để tạo nhiệt độ thấp - Nhưng kỹ thuật lanh đại bắt đầu phải kể từ giáo sư Black tìm ẩn nhiệt hóa ẩn nhiệt nóng chảy vào năm 1761 – 1764 - Ở cuối kỷ XVIII từ phát điều kiện chân không nước bay nhiệt độ thấp Vào năm 1834 bác sĩ Perkins (Anh) xây dựng máy lạnh với tác nhân lạnh ete etylen làm việc áp suất thấp áp suất khí - Cuối kỷ XIX có hàng loạt phát minh máy lạnh với tác nhân có áp suất chu trình kín cao áp suất khí quyển:  Năm 1871 Tellier xây dựng máy lạnh với tác nhân ete metylen  Năm 1872 Boil phát minh nguyên lý máy lạnh NH3  Năm 1874 kỹ sư Linde (Đức) thiết kế máy lạnh NH3, lúc việc chế tạo máy lạnh nén thực phát triển rộng rãi hầu hết ngành kinh tế - Mốc quan trọng kỹ thuật lạnh việc sản xuất ứng dụng freon Mỹ vào năm 1930 - Ngày kỹ thuật đại vào đỉnh cao khoa học kỹ thuật đại.Phạm vi nhiệt độ kỹ thuật lạnh ngày mở rộng nhiều kỹ thuật tiến dần đến nhiệt độ không tuyệt đối - Riêng kỹ thuật lạnh nhu cầu thiết yếu để phát triển công nghiệp thực phẩm: “Lạnh cần cho công nghiệp thực phẩm điện nước cần cho công nghiệp nặng Điện nước đẩy công nghiệp nặng tiến tới, lạnh làm cho cơng nghiệp thực phẩm phát triển vượt bậc (Micoiang - 1935) 1) 2) 3) 4) 5) - 1.2 Giới thiệu số máy nén Trong kỹ thuật lạnh, người ta sử dụng tất nguyên lý kiểu loại máy nén khác máy nén thông dụng : Máy nén Piston Máy nén rotary Máy nén trục vít Máy nén xoắn ốc Máy nén ly tâm 1.2.1 Máy nén piston Là loại máy nén xoay chiều có piston xilanh để tạo lực nén, chuyển động piston dựa vào lực nén môi chất lạnh bên xylanh Hình 1.1: Máy nén piston • Ưu điểm: - Tỉ số nén cao, dùng cho máy nén nhiều cấp độ bay sâu - Loại suất nhỏ dùng cho hầu hết là: tủ lạnh, máy điều hịa cục v.v • Nhược điểm: - Hiệu suất thấp, ồn không hiệu quẩ với dãy công suất lớn 1.2.2 Máy nén rotary Máy nén rotary loại máy nén lạnh có bánh răng, mơi chất lạnh nén chúng Hoạt động nén hút diễn đồng thời - Tiết kiệm không gian (có thể đặt tầng thượng mà khơng cần khắc phục khó khăn bơm nước lên cao dùng bình ngưng) • Nhược điểm: - Chịu ảnh hưởng khí hậu - Chịu xạ nhiệt trực tiếp mặt trời, nhiệt tỏa từ sàn mái kết cấu xây dựng xung quanh - Phụ tải nhiệt thấp (khoảng 140 230 ), hệ số truyền nhiệt cỡ 23 35 - Quạt gió thường gây ồn • 2.2.5 Tính tốn chọn thiết bị ngưng tụ • F= ) • K – hệ số truyền nhiệt thiết bị ngưng tụ, W/m2K • Với bình ngưng ống chùm vỏ bọc amoniac nằm ngang K = 700 ÷ 1000 W/m2K, ta chọn K = 700 W/m2K • Qk – phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ, kW • Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình : (K) • Lưu ý: Cơng suất Q phải cộng cơng suất lạnh với cơng suất máy nén • • 2.3 Thiết bị bay • 2.3.1 TBBH làm lạnh chất lỏng • • 1- Nắp bình; 2-Thân bình; 3-Tách lỏng; 4- Ống NH3 ra; 5- Tấm chắn lỏng; 6- Ống TĐN; 7- Ống lỏng ra; 8- Ống lỏng vào; 9- Chân bình; 10- Rốn bình; 11- Ống nối van phao Ưu điểm bình bay chất tải lạnh tuần hồn hệ thống kín khơng lọt khơng khí vào bên nên giảm ăn mịn • Chất lỏng thường làm lạnh nước, glycol, muối Nacl CaCl2 Khi làm lạnh muối NaCl CaCl2 thiết bị chịu ăn mịn đặc biệt để lọt khí vào bên nên thực tế sử dụng Trường hợp nên sử dụng dàn lạnh kiểu hở bị hư hỏng dễ sửa chữa thay • • • Dàn lạnh Panel 1- Bình giữ mức-tách lỏng; 2- Hơi máy nén; 3- Ống góp hơi; 4- Góp lỏng vào; 5- Lỏng vào; 6- Xả tràn nước muối; 7- Xả nước muối ; 8- Xả cạn; 9- Nền cách nhiệt; 10- Xả dầu; 11- Van an tồn • • Dàn lạnh xương cá • • 1- Ống góp ngang; 2- Ống trao đổi nhiệt; 3- Ống góp dọc; 4- Kẹp ống; 5- Thanh đỡ • Dàn lạnh kiểu • • Hình 2.2: Cấu tạo dàn lạnh kiểu bảng Hạ nhanh dịch đường glycol công nghiệp bia, sản xuất nước lạnh chế biến nhà máy chế biến thực phẩm • Nhược điểm chế tạo phức tạp nên có hãng tiếng có khả chế tạo Do hư hỏng, khơng có vật tư thay thế, sửa chữa khó khăn • • 2.3.2 Tính tốn thiết bị bay • Có hai tốn tính tốn thiết bị bay hơi: Tính kiểm tra tính thiết kế • CHƯƠNG 3: VAN TIẾT LƯU 3.1 Khái niệm • • Là van kiểm sốt dịng mơi chất lạnh từ phía thiết bị ngưng tụ áp suất cao hệ thống vào thiết bị bay có áp suất thấp 3.2 Phân loại • • Van tiết lưu tay: có cấu tạo gần giống van đóng mở nước thông thường, van gồm ngõ vào ra, có phận phận đứng yên (thân van) phận di chuyển (chốt chắn, vít) gắn với nhau, đầu vít gắn với tay quay để dễ diều chỉnh • • Hình 3.1: Cấu tạo van tiết lưu tay • Điều chỉnh tay • Có nón van có kết cấu đặc biệt để điều tiết lưu lượng cách xác • Để tang độ xác ren ti van loại mịn • Ưu điểm: Chi phí đầu tư rẻ - Vận hành dễ dàng - Lắp đặt dễ • Nhược điểm: Tiết lưu không ổn định - Công nghệ gia cơng ren phức tạp • Van tiết lưu cân trong: Cho thiết bị bay có độ chênh áp đầu vào khỏi dàn, thiết bị bay nhỏ • Van tiết lưu cân ngồi: Đối với dàn BH có tổn thất áp suất đầu vào đầu lớn: Áp suất phía giãn nở áp suất bay mà áp suất hút • • • • • • • • • • • • • • 3.3 Cách xác định superheat B1: Xác định áp suất đầu thiết bị bay hơi, lấy áp suất đầu hút máy nén B2: Sử dụng bảng bão hòa ứng với loại gas để tra nhiệt độ theo áp suất xác định B3: Đo nhiệt độ đầu thiết bị bay vị trí trước bầu cảm biến B4: Lấy nhiệt độ B3- trừ nhiệt độ bước 3.4 Cách chọn Van Castel Để chọn van tiết lưu cho hệ thống lạnh xác, thiết kế sau thơng số phải có sẵn: • Loại chất làm lạnh • Công suất bay hơi, Q e • Nhiệt độ / áp suất bay hơi, T e / p e • Nhiệt độ / áp suất ngưng tụ tối thiểu, T c / p c • Nhiệt độ mơi chất lạnh đầu vào van, T l • Tổng tổn thấp áp suất, Δp • B1: Xác định độ giảm áp qua van • • Trong • P c = áp suất ngưng tụ • P e = áp suất bay • ∆p = tổng tổn thất áp suất • • B2: Xác định cơng suất van theo u cầu • Sử dụng cơng suất bay Q e để chọn kích thước van theo yêu cầu nhiệt độ bay Nếu cần thiết, xác cơng suất thiết bị bay dựa vào subcooling Subcooling tính theo cơng thức: • • Sau đo dựa vào bảng 6A Xác định Fsub Cồng suất van cần thiết xác định sau: • • B3: Xác định loại van theo yêu cầu • CHƯƠNG 4: CÁC THIẾT BỊ PHỤ • 4.1 Bình tách dầu • • • • Hình 4.1: Sơ đồ bình tách dầu • • Hình 4.2: Sơ đồ đường dầu • • 4.2 Bình làm mát dầu • • • • Hình 4.3: Sơ đồ bình làm mát dầu nước • • Hình 4.4: Sơ đồ bình làm mát dầu phun 4.3 Bình chứa cao áp/ hạ áp • • • Hình 4.5: Bình chứa cao áp/ hạ áp • 4.4 Bình tách lỏng • • • 4.5 Economizer • • Hình 4.6: Bộ trao đổi nhiệt dạng • • CHƯƠNG 5: MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG TRONG CUỘC SỐNG 5.1 Tầm quan trọng máy nén với sống ngày - Trong quán sửa xe, xuất bơm tay vô chúng dần thay máy nén kết hợp với đầu bơm Khí nén sẵn vào máy sử dụng cần thiết nguồn khí cho loại máy tháo lốp xe , cầu nâng - Với ứng dụng công việc người sửa xe trở nên tiện lợi nhiều, đồng thời tiết kiệm thời gian cho khách hàng - - - Khơng phục vụ cho việc bơm hơi, máy cịn sử dụng trình rửa xe Do áp lực khí lớn nên đánh bật vết bẩn bám xe đồng thời việc sử dụng khí để sấy khơ sau rửa tránh cho chi biết bị han gỉ so với việc sử dụng giẻ lau Một dịch vụ phát triển áp dụng hệ thống khí nén thông tắc cống nghẹt Nếu trước việc thông tắc cống nhiều thời gian công sức người cơng nhân có tình phải đục chí đào để xử lý, với việc sử dụng áp lực mạnh khí nén việc thông tắc trở nên đơn giản gọn nhẹ hết 5.2 Tầm quan trọng máy nén với cơng nghiệp Khí nén nguồn lượng sử dụng thay cho điện năng, để thiết bị, máy móc cơng nghiệp sử dụng khí khác hoạt động được, từ giúp đáp ứng nhu cầu sử dụng máy móc đại sản xuất cơng nhiệp Và máy nén khí thiết bị sử dụng phổ biến để cung cấp nguồn lượng khí nén - Đặc biệt, theo thống kê thực tế cho thấy, có khoảng 80% nhà máy sản xuất hoạt động cần đến nguồn lượng từ khí nén máy nén khí cơng nghiệp Do đó, với phát triển kinh tế đất nước, doanh nghiệp muốn mở rộng sản xuất địi hỏi nhu cầu sử dụng khí nén ngày cao Điều cho thấy, máy nén khí có tầm quan trọng ngành công nghiệp, thiết bị sở hữu ưu điểm bật như: - Cung cấp nguồn khí nén có cơng suất lớn: thơng thường dịng máy nén khí piston cho cơng suất từ 1/2-15HP, máy nén khí trục vít tạo cơng suất từ 15-300HP chí lớn Hiệu suất làm việc ổn định, bền bỉ: loại máy bơm khí nén sản xuất dây chuyền công nghệ đại, sử dụng vật liệu cao cấp nhằm cho hiệu suất làm việc cao, ổn định bền bỉ nên thiết bị có tính đầu tư dài lâu với doanh nghiệp Đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng: phân thành nhiều loại khác máy bơm khí nén mini, máy nén khí piston, trục vít, máy nén khí khơng dầu có dầu…; giúp đáp ứng nhu cầu sử dụng từ ngành sản xuất dệt may, khai khoáng, y tế đến thực phẩm, dược phẩm, ngành thơng cống,… An tồn với sức khỏe người: model máy nén khí khơng dầu: Palada, Kobelco, Pegasus, Fusheng, với chất lượng khí nén đầu 100%, hồn tồn tinh khiết, khơng lẫn mùi, an toàn tuyệt sức khỏe người sử dụng thân thiện với mơi trường • • • KẾT LUẬN Mơn học điều hịa khơng khí môn học quan trọng ngành Công nghệ kĩ thuật Nhiệt Môn học trang bị nhiều kiến thức hay cho bạn sinh viên hệ thống điều hịa khơng khí Việc PGS.TS Hồng An Quốc lựa chọ chúng em soạn giảng để phục vụ cho việc giảng dạy vinh dự cho nhóm Việc soạn giảng giúp chúng em lần xem lại vấn đề học qua, bổ sung lại kiến thức mà chúng em hỏng Điều phần khiến chúng em tự tin gặp lại hệ thống điều hịa khơng khí ngồi thức tế.Hy vọng với giảng thầy truyền lại kiến thức hay cho bạn khóa sau Xin lần cảm ơn thầy Hoàng An Quốc Xin cảm ơn thầy Trưởng ngành TS Đặng Hùng Sơn tạo điều kiện cho chúng em thực Nghiên cứu khoa học.Do kiến thức chuyên mơn cịn hạn hẹp thời gian có hạn nên việc tính tốn kiểm tra cịn nhiều hạn chế, thiếu sót • ... cứu khoa học  Khơng hồn thành nghiên cứu khoa học TP.HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2020 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHÓA 2016-2020  MUC LUC Contents NGHIÊN CỨU KHOA. .. 2.2 Nội dung nghiên cứu khoa học: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng nghiên cứu khoa học, , hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) ... tế di Vì việc học tập nghiên cứu máy nén thiết bị lạnh điều cần thiết Nhận thức cần thiết ấy, em thực nghiên cứu khoa học với mong muốn củng cố thêm kiến thức tiếp thu thời gian học tập ghế nhà