2
B NÔNG NGHIP V PHT TRIN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI V THỦY LỢI
GIÁO TRÌNH
KỸ THUẬT LẠNH
TRÌNH Đ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo quyết định số 546 ngày 11 tháng 8 năm 2020)
NĂM 2020
3
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
4
LỜI GIỚI THIỆU
Kỹ thuật lạnh là một trong những mô đun chuyên môn mang tính đặc trưng cao
thuộc nghề điện công nghiệp. Mô đun này có ý nghĩa quyết định đến kỹ năng cũng như
kiến thức của người học. Sau khi học tập mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học
tập tiếp các mô đun nâng cao tiếp theo.
Mô đun này được học sau khi học viên đã học xong các mô đun Điện kỹ thuật, Vẽ
điện, Đo lường điện và mô đun Máy điện. Mô đun này bao gồm 3 bài học sau:
Bài 1: Cơ sở nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt
Bài 2: Cơ sở kỹ thuật lạnh.
Bài 3: Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí.
5
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ NHIT ĐNG KỸ THUẬT V TRUYỀN NHIT ...................... 5
1.1
NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT .......................................................................................... 5
1.1.1
Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới .................................... 5
b) Các thông số trạng thái của chất môi giới .................................................................... 6
1.1.2
Hơi và các thông số trạng thái của hơi .................................................................. 13
1.1.3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi .............................................................. 17
1.1.4 Chu trình nhiệt động của máy ạnh và bơm nhiệt ................................................. 20
Phát biểu Clausius ................................................................................................. 23
Phát biểu Kenvil Planck ........................................................................................ 24
1.2
TRUYỀN NHIỆT ......................................................................................................... 27
1.2.1
Dẫn nhiệt ............................................................................................................... 27
a)
Trường nhiệt độ .......................................................................................................... 27
b)
Gradient nhiệt độ ........................................................................................................ 28
c)
Mật độ dòng nhiệt ...................................................................................................... 28
d)
Định uật Fourier về dẫn nhiệt ................................................................................... 28
e)
Hệ số dẫn nhiệt ........................................................................................................... 29
f)
Phương trình vi phân dẫn nhiệt .................................................................................. 29
g)
Các điều kiện đơn trị .................................................................................................. 30
Vách phẳng một lớp ............................................................................................... 31
Vách phẳng nhiều lớp ............................................................................................ 32
Vách trụ một lớp .................................................................................................... 34
Vách trụ nhiều lớp ................................................................................................. 35
1.2.2
Trao đổi nhiệt đối lưu ........................................................................................... 36
1.2.3
Trao đổi nhiệt bức xạ ............................................................................................. 46
1.2.4
Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt ................................................................... 53
b) Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt .................................................................................. 57
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH ......................................................................... 59
2.1
KHÁI NIỆM CHUNG ................................................................................................. 59
2.1.1
LÝ nghĩa của kỹ thuật ạnh trong đời sống và kỹ thuật ........................................ 59
2.1.2
Các phương pháp làm ạnh nhân tạo .................................................................... 60
2.2
MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH ................................................................ 63
2.2.1
Các môi chất ạnh thường dùng trong kỹ thuật ạnh ............................................. 63
2.2.2
Chất tải ạnh ........................................................................................................... 68
2.2.3
Bài tập về môi chất ạnh và chất tải ạnh ............................................................... 68
2.3
CÁC HỆ THỐNG LẠNH THÔNG DỤNG ................................................................. 69
2.3.1
Hệ thống ạnh với một cấp nén .............................................................................. 69
2.3.2
Sơ đồ 2 cấp nén có làm mát trung gian ................................................................. 72
2.3.3
Các sơ đồ khác ....................................................................................................... 79
2.3.4
Bài tập .................................................................................................................... 81
2.4
MÁY NÉN LẠNH ....................................................................................................... 81
2.4.1
Khái niệm .............................................................................................................. 81
2.4.2
Máy nén pittông ..................................................................................................... 85
2.4.3
Giới thiệu một số chủng loại máy nén khác ......................................................... 91
2.5
CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH ..................................................... 95
2.5.1
Các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu ......................................................................... 95
6
2.5.2
Thiết bị tiết lưu (giảm áp) ................................................................................... 106
2.5.3
Thiết bị phụ, dụng cụ và đường ống của hệ thống ạnh ...................................... 109
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ..................................... 117
3.1
KHÔNG KHÍ ẨM ...................................................................................................... 117
3.1.1
Các thông số trạng thái của không khí ẩm .......................................................... 117
3.1.2
Đồ thị I - d và d - t của không khí ẩm ................................................................. 120
Trên đồ thị trục t và d hợp với nhau thành 1 góc vuông. ............................................... 122
3.1.3
Một số quá trình của không khí ẩm khi ĐHKK .................................................. 122
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn quá trình làm lạnh .................................................................. 123
3.1.4
Bài tập về sử dụng đồ thị ..................................................................................... 126
3.2
KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ............................................................ 127
3.2.1
Khái niệm về thông gió và ĐHKK ...................................................................... 127
3.2.2
Bài tập về tính toán tải ạnh đơn giản .................................................................. 129
3.2.3
Các hệ thống ĐHKK ........................................................................................... 130
3.2.4
Các phương pháp và thiết bị xử lý không khí .................................................... 131
3.3
HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ ................................ 137
3.3.1
Trao đổi không khí trong phòng .......................................................................... 137
3.3.2
Đường ống gió ..................................................................................................... 146
3.3.3
Quạt gió ............................................................................................................... 149
3.4
CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐHKK.................................................. 152
3.4.1
Khâu tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phòng ................................... 152
3.4.2
Lọc bụi và tiêu âm trong ĐHKK ......................................................................... 154
3.4.3
Cung cấp nước cho ĐHKK ................................................................................. 157
TI LIU THAM KHẢO ................................................................................................. 162
HỤ LỤC ........................................................................................................................ 163