Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí - Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí

đồ thị d-t là hỡnh ảnh của đồ thị I-d qua một gương phản chiếu. 
Đồ thị d-t chớnh là đồ thị t-d khi xoay 90o , được Carrrier xõy dựng năm 1919 nờn thường được gọi là đồ thị Carrier. 
Trục tung là độ chứa hơi d (g/kg), bờn cạnh là hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible) 
Trục hoành là nhiệt độ nhiệt kế khụ t (oC) 
Trờn đồ thị cú cỏc đường tham số 
- Đường I=const tạo với trục hoành một gúc 135o. Cỏc giỏ trị entanpi của khụng khớ cho tbờn cạnh đường ϕ=100%, đơn vị kJ/kg khụng khớ khụ 
- Đường ϕ=const là những đường cong lừm, càng đi lờn phớa trờn (d tăng) ϕ càng lớn. Trờn đường ϕ=100% là vựng sương mự. 
- Đường thể tớch riờng v = const là những đường thẳng nghiờng song song với nhau, đơn vị m3/kg khụng khớ khụ. 
- Ngoài ra trờn đồ thị cũn cú đường Ihc là đường hiệu chỉnh entanpi (sự sai lệch giữa entanpi khụng khớ bóo hoà và chưa bóo hoà) 
3. Một số quỏ trỡnh của khụng khớ ẩm khi ĐHKK 
3.1 Quỏ trỡnh thay đổi trạng thỏi của khụng khớ . 
Quỏ trỡnh thay đổi trạng thỏi của khụng khớ ẩm từ trạng thỏi A (tA, ϕA) đến B (tB, ϕB) được biểu thị bằng đoạn thẳng AB, mủi tờn chỉ chiều quỏ trỡnh gọi là tia quỏ trỡnh. Aϕ=100%dCIAIα45°DBBI 
Hỡnh 1.3 : í nghĩa hỡnh học của ε 
Đặt (IA - IB)/(dA-dB) = ΔI/Δd =εAB gọi là hệ số gúc tia của quỏ trỡnh AB 
Ta hóy xột ý nghĩa hỡnh học của hệ số εAB 
Ký hiệu gúc giữa tia AB với đường nằm ngang là α. Ta cú 
ΔI = IB - IA = m.AD 
Δd= dB - dA = n.BC 
Trong đú m, n là tỉ lệ xớch của cỏc trục toạ độ. 
Từ đõy ta cú 
εAB = ΔI/Δd = m.AD/n.BC 
εAB = (tgα + tg45o).m/n = (tgα + 1).m/n 
Như vậy trờn trục toạ độ I-d cú thể xỏc định tia AB thụng qua giỏ trị εAB . Để tiện cho việc sử dụng trờn đồ thị ở ngoài biờn người ta vẽ thờm cỏc đường ε = const . Cỏc đường ε = const cú cỏc tớnh chất sau : 
- Hệ số gúc tia ε phản ỏnh hướng của quỏ trỡnh AB, mỗi quỏ trỡnh ε cú một giỏ trị nhất định. 
- Cỏc đường ε cú trị số như nhau thỡ song song với nhau. 
- Tất cả cỏc đường ε đều đi qua gúc tọa độ (I=0 và d=0). 
3.2 Quỏ trỡnh hũa trộn hai dũng khụng khớ. 
Trong kỹ thuật điều hũa khụng khớ người ta thường gặp cỏc quỏ trỡnh hũa trộn 2 dũng khụng khớ ở cỏc trạng thỏi khỏc nhau để đạt được một trạng thỏi cần thiết. Quỏ trỡnh này gọi là quỏ trỡnh hoà trộn. 
Giả sử hũa trộn một lượng khụng khớ ở trạng thỏi A(IA, dA) cú khối lượng phần khụ là LA với một lượng khụng khớ ở trạng thỏi B(IB, dB) cú khối lượng phần khụ là LB và thu được một lượng khụng khớ ở trạng thỏi C(IC, dC) cú khối lượng phần khụ là LC. Ta xỏc định cỏc thụng số của trạng thỏi hoà trộn C. 
H dIAIAIBICBdddACBCϕ=100% 
- Cõn bằng khối lượng 
LC = 
(1-11) 
(1-12) t 
(1-13) (c) và trừ theo vế t
(IA - IC).LA = (IC - IB).L
(dA - dC).LA = (dC - dB).L
Từ biể BCBCCACAdddd− =−ddII− −I I I I − − AB BC C A BC C A LL d d I I = − = − 
này cú cựng hệ số gúc tia và chung điểm C nờn ba điểm A, B, C thẳng hàng. Điểm C nằm trờn đoạn AB. - Theo ương trỡnh đường thỡnh 1.4 : Quỏ trỡnh hoà trộn trờn đồ thị I-d Ta cú cỏc phương trỡnh: LA + LB - Cõn bằng ẩm dC.LC = dA .LA + dB .LB - Cõn bằng nhiệ IC.LC = IA .LA + IB .LB Thế (a) vào (b), a cú : B B hay : u thức này ta rỳt ra: - Phương trỡnh (1-14) là cỏc ph ẳng AC và BC, cỏc đường thẳng phương trỡnh (1-15) suy ra điểm C nằm trờn AB và chia đoạn AB theo tỷ lệ LB/LA (1-14) (1-15) 
Thỏi C được xỏc định như sau : CCLL BBAACLdLdd..+= B B A A C L I L I I . . + = C C L L (1-16) (1-17) rạng t 
4. Bài tập về sử dụng đồ thị.
CÂU HỎI BÀI TẬP:
Cõu 1: Hóy nờu Cỏc thụng số trạng thỏi của khụng khớ ẩm?
Cõu 2: Hóy vẽ Đồ thị I-d và d-t của khụng khớ ẩm?
YấU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 8
Nội dung:
+ Về kiến thức: Hiểu được về khụng khớ ẩm
+ Về kỹ năng: Áp dụng phự hợp với từng loại động cơ, phự hợp với đặc tớnh, trạng thỏi làm việc của hệ thống sản xuất.
+ Về thỏi độ: Rốn luyện tớnh tỷ mỉ, chớnh xỏc, an toàn và vệ sinh cụng nghiệp
Phương phỏp:
+ Về kiến thức: Được đỏnh giỏ bằng hỡnh thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
Bài 9
KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HềA KHễNG KHÍ
Mục tiờu: 
-Trình bày được các khái niợ̀m về kỹ thuật điều hoà khụng khớ và cỏc quỏ trỡnh, nguyờn lý làm việc của hệ thống điều hoà khụng khớ. 
	-Tớnh toỏn được phụ tải lạnh đơn giản..
Nội dung chớnh:
1. Khỏi niệm về thụng giú và ĐHKK	
1.1. Thụng giú là gỡ
Là quỏ trỡnh "thay đổi" hoặc thay thế khụng khớ trong bất kỳ khụng gian nào để cung cấp khụng khớ chất lượng cao bờn trong (tức là để kiểm soỏt nhiệt độ, bổ sung oxy, hoặc loại bỏ hơi ẩm, mựi hụi, khúi, hơi núng, bụi, vi khuẩn trong khụng khớ, và carbon dioxide). 
1.2. Khỏi niệm về ĐHKK
Điều hũa khụng khớ hay điều hũa nhiệt độ là duy trỡ khụng khớ trong phũng ổn định về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, và thay đổi thành phần khụng khớ và ỏp suất khụng khớ.
Điều hũa khụng khớ cưỡng bức thụng qua thiết bị làm lạnh hoặc làm núng, quạt giú, phun ẩm, hỳt ẩm làm khụ, tạo khớ ụxi, ion õm,...
1.3. Khỏi niệm về nhiệt thừa và tải lạnh cần thiết của cụng trỡnh
2. Bài tập về tớnh toỏn tải lạnh đơn giản.
3. Cỏc hệ thống ĐHKK
3.1. Cỏc khõu của hệ thống ĐHKK
Để thực hiện ĐHKK cần cú nhiều thiết bị, cỏc thiết bị cú cựng chức năng hợp thành một khõu. Hệ thống ĐHKK cú nhiều khõu:
- Khõu xử lớ khụng khớ làm cỏc nhiệm vụ như đó núi ở trờn, gồm cỏc thiết bị như giàn lạnh (để làm lạnh và làm khụ khụng khớ), caloriphe (để sưởi ấm), giàn phun (để tăng ẩm), lọc bụi và tiờu õm (để làm sạch khụng khớ);
- Khõu vận chuyển và phõn phối khụng khớ làm nhiệm vụ đưa khụng khớ đó xử lớ tới cỏc vị trớ yờu cầu, thường gồm quạt giú lạnh, cỏc miệng thổi, miệng hỳt và đường ống giú (nhiều hệ thống khụng cú ống giú);
- Khõu năng lượng gồm cỏc thiết bị cấp lạnh, cấp nhiệt, cấp nước, điển hỡnh là cỏc mỏy lạnh (gồm mỏy nộn, thiết bị ngưng tụ, thiết bị tiết lưu, thiết bị bay hơi..., quạt giú núng cũng thuộc về bộ phận của mỏy lạnh). Cú nhiều hệ thống ĐHKK lớn bố trớ riờng biệt cỏc trạm lạnh, trạm cấp nước, lũ hơi... thành cỏc tổ hợp phức tạp chứ khụng đơn giản như ở cỏc mỏy điều hoà cụng suất bộ vẫn bỏn tại cỏc cửa hàng. Trong điều kiện khớ hậu Việt Nam, làm lạnh là một yờu cầu khụng thể thiếu của ĐHKK (nhiều hệ thống chỉ duy nhất cú cấp lạnh). Đa số mỏy ĐHKK đều cú mỏy lạnh đi kốm nờn người ta hay hiểu sai, đồng nhất mỏy điều hoà khụng khớ với mỏy lạnh;
- Khõu đo lường và điều khiển tự động làm nhiệm vụ hiển thị cỏc thụng số trạng thỏi của khụng khớ (thường là nhiệt độ, độ ẩm) và điều khiển một cỏch tự động việc duy trỡ cỏc thụng số đú. Với hệ thống ĐHKK tiện nghi thường chỉ tự động điều chỉnh nhiệt độ, cũn độ ẩm của khụng khớ khụng được quan tõm (khụng hiển thị và cũng khụng điều chỉnh tự động). Nhiều hệ thống ĐHKK cụng nghệ cú hệ thống đo lường và điều khiển tự động khỏ phức tạp. Cỏc thiết bị tự động hoỏ hệ thống lạnh (bao gồm cả thiết bị tự động bảo vệ hệ thống lạnh) nằm trong khõu năng lượng.
3.2. Phõn loại hệ thống ĐHKK
Phổ biến nhất : 
- Theo mức độ quan trọng : 
+ Hệ thống điều hũa khụng khớ cấp I : Hệ thống điều hoà cú khả năng duy trỡ cỏc thụng số tớnh toỏn trong nhà với mọi phạm vi thụng số ngoài trời. 
+ Hệ thống điều hũa khụng khớ cấp II : Hệ thống điều hoà cú khả năng duy trỡ cỏc thụng số tớnh toỏn trong nhà với sai số khụng qỳa 200 giờ trong 1 năm. 
+ Hệ thống điều hũa khụng khớ cấp III : Hệ thống điều hoà cú khả năng duy trỡ cỏc thụng số tớnh toỏn trong nhà với sai số khụng qỳa 400 giờ trong 1 năm. 
Khỏi niệm về mức độ quan trọng mang tớnh tương đối và khụng rừ ràng. Chọn mức độ quan trọng là theo yờu cầu của khỏch hàng và thực tế cụ thể của cụng trỡnh. Tuy nhiờn hầu hết cỏc hệ thống điều hoà trờn thực tế được chọn là hệ thống điều hoà cấp III. 
- Theo chức năng : 
+ Hệ thống điều hoà cục bộ : Là hệ thống nhỏ chỉ điều hũa khụng khớ trong một khụng gian hẹp, thường là một phũng. Kiểu điều hoà cục bộ trờn thực tế chủ yếu sử dụng cỏc mỏy điều hoà dạng cửa sổ , mỏy điều hoà kiểu rời (2 mónh) và mỏy điều hoà ghộp. 
+ Hệ thống điều hoà phõn tỏn : Hệ thống điều hũa khụng khớ mà khõu xử lý nhiệt ẩm phõn tỏn nhiều nơi. Cú thể vớ dụ hệ thống điều hoà khụng khớ kiểu khuyếch tỏn trờn thực tế như hệ thống điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume), kiểu làm lạnh bằng nước (Water chiller) hoặc kết hợp nhiều kiểu mỏy khỏc nhau trong 1 cụng trỡnh. 
+ Hệ thống điều hoà trung tõm : Hệ thống điều hoà trung tõm là hệ thống mà khõu xử lý khụng khớ thực hiện tại một trung tõm sau đú được dẫn theo hệ thống kờnh dẫn giú đến cỏc hộ tiờu thụ. Hệ thống điều hoà trung tõm trờn thực tế là mỏy điều hoà dạng tủ, ở đú khụng khớ được xử lý nhiệt ẩm tại tủ mỏy điều hoà rồi được dẫn theo hệ thống kờnh dẫn đến cỏc phũng. 
4. Cỏc phương phỏp và thiết bị xử lý khụng khớ
4.1. Làm lạnh khụng khớ
4.2. Sưởi ấm
4.3. Khử ẩm
4.4. Tăng ẩm
4.5. Lọc bụi và tiờu õm
CÂU HỎI BÀI TẬP:
Cõu 1: Hóy nờu khỏi niệm về thụng giú và ĐHKK? Cỏc hệ thống ĐHKK?
YấU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 9
Nội dung:
+ Về kiến thức: Hiểu được cỏc quỏ trỡnh, nguyờn lý làm việc của hệ thống điều hoà khụng khớ.
+ Về kỹ năng: Áp dụng phự hợp với từng loại động cơ, phự hợp với đặc tớnh, trạng thỏi làm việc của hệ thống sản xuất.
+ Về thỏi độ: Rốn luyện tớnh tỷ mỉ, chớnh xỏc, an toàn và vệ sinh cụng nghiệp
Phương phỏp:
+ Về kiến thức: Được đỏnh giỏ bằng hỡnh thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
BÀI 10
HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHễNG KHÍ
Mục tiờu: 
-Phõn tớch được hiện tượng trao đổi khớ trong phũng.
-Trỡnh bày được chức năng của hệ thống vận chuyển khớ.
Nội dung chớnh:
1. Trao đổi khụng khớ trong phũng	
1.1. Cỏc dũng khụng khớ tham gia trao đổi khụng khớ trong phũng
1.2. Cỏc hỡnh thức cấp giú và thải giú
1.3. Cỏc kiểu miệng cấp và miệng hồi
Miệng thổi và miệng hỳt cú rất nhiều dạng khỏc nhau.
a) Theo hỡnh dạng
- Miệng thổi trũn.
- Miệng thổi chữ nhật, vuụng
- Miệng thổi dẹt
b) Theo cỏch phõn phối giú
- Miệng thổi khuyếch tỏn
- Miệng thổi cú cỏnh điều chỉnh đơn và đụi
- Miệng thổi kiểu lỏ sỏch
- Miệng thổi kiểu chắn mưa
- Miệng thổi cú cỏnh cố định.
- Miệng thổi đục lổ
- Miệng thổi kiểu lưới
c) Theo vị trớ lắp đặt
- Miệng thổi gắn trần.
- Miệng thổi gắn tường.
- Miệng thổi đặt nền, sàn.
d) Theo vật liệu
- Miệng thổi bằng thộp
- Miệng thổi nhụm đỳc.
- Miệng thổi nhựa.
2. Đường ống giú	
2.1. Cấu trỳc của hệ thống
2.2. Cỏc loại trở khỏng thủy lực của đường ống
3. Quạt giú	
3.1. Phõn loại quạt giú
Quạt ly tõm 
Quạt ly tõm được chia ra làm cỏc loại sau 
- Quạt ly tõm cỏnh cong về phớa trước (forward Curve - FC)
 - Quạt ly tõm cỏnh nghiờng về phớa sau (Backward Inclined - BI) 
- Quạt ly tõm cỏnh hướng kớnh (Radial Blade - RB)
 - Quạt ly tõm dạng ống (Tubular Centrifugal - TC) 
Quạt hướng trục : Cú 3 loại chủ yếu : 
- Quạt dọc trục kiểu chong chúng 
- Dạng ống 
- Cú cỏnh hướng 
3.2. Đường đặc tớnh của quạt và điểm làm việc trong mạng đường ống
* Đồ thị đặc tớnh: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa cột ỏp H và lưu lượng V ứng với số vũng quay n của guồng cỏnh của quạt gọi là đồ thị đặc tớnh của quạt. Trờn đồ thị đặc tớnh người ta cũn biểu thị cỏc đường tham số khỏc như đường hiệu suất quạt ηq, đường cụng suất quạt Nq.
 * Đặc tớnh mạng đường ống: Mỗi một quạt ở một tốc độ quay nào đú đều cú thể tạo ra cỏc cột ỏp Hq và lưu lượng V khỏc nhau ứng với tổng trở lực Δp dũng khớ đi qua Quan hệ Δp - V gọi là đặc tớnh mạng đường ống.
 Trờn đồ thị đặc tớnh điểm A được xỏc định bởi tốc độ làm việc của quạt và tổng trở lực mạng đường ống gọi là điểm làm việc của quạt.
 Như vậy ở một tốc độ quay quạt cú thể cú nhiều chế độ làm việc khỏc nhau tựy thuộc đặc tớnh mạng đường ồng. Do đú hiệu suất của quạt sẽ khỏc nhau và cụng suất kộo đũi hỏi khỏc nhau. Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống đường ống là phải làm sao với một lưu lượng V cho trước phải thiết kế đường ống sao cho đạt hiệu suất cao nhất hoặc chớ ớt càng gần ηmax càng tốt. 
4. Bài tập về quạt giú và trở khỏng đường ống
CÂU HỎI BÀI TẬP:
Cõu 1: Hóy nờu cỏch phõn loại miệng giú, miệng thổi?
Cõu 2: Hóy nờu cỏch phõn loại quạt giú?
YấU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 10
Nội dung:
+ Về kiến thức: Hiểu hiện tượng trao đổi khớ trong phũng, chức năng của hệ thống vận chuyển khớ
+ Về kỹ năng: Áp dụng phự hợp với từng loại động cơ, phự hợp với đặc tớnh, trạng thỏi làm việc của hệ thống sản xuất.
+ Về thỏi độ: Rốn luyện tớnh tỷ mỉ, chớnh xỏc, an toàn và vệ sinh cụng nghiệp
Phương phỏp:
+ Về kiến thức: Được đỏnh giỏ bằng hỡnh thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
BÀI 11
CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HềA KHễNG KHÍ
Mục tiờu: 
-Nhận dạng được cỏc thiết bị trong hệ thống điều hoà khụng khớ.
-Trỡnh bày được chức năng của cỏc thiết bị trong hệ thống điều hoà khụng khớ.
Nội dung chớnh:
1. Khõu tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phũng	
1.1. Tự động điều chỉnh nhiệt độ 
- Khõu đo lường và điều khiển tự động làm nhiệm vụ hiển thị cỏc thụng số trạng thỏi của khụng khớ (thường là nhiệt độ, độ ẩm) và điều khiển một cỏch tự động việc duy trỡ cỏc thụng số đú. Với hệ thống ĐHKK tiện nghi thường chỉ tự động điều chỉnh nhiệt độ, cũn độ ẩm của khụng khớ khụng được quan tõm (khụng hiển thị và cũng khụng điều chỉnh tự động). Nhiều hệ thống ĐHKK cụng nghệ cú hệ thống đo lường và điều khiển tự động khỏ phức tạp. Cỏc thiết bị tự động hoỏ hệ thống lạnh (bao gồm cả thiết bị tự động bảo vệ hệ thống lạnh) nằm trong khõu năng lượng.
1.2. Tự động điều chỉnh độ ẩm trong một số hệ thống ĐHKK cụng nghệ
2. Lọc bụi và tiờu õm trong ĐHKK	
2.1. Tỏc dụng của lọc bụi
Bụi là một trong cỏc chất độc hại . Tỏc hại của bụi phụ thuộc vào cỏc yếu tố : Kớch cỡ bụi, nồng độ bụi và nguồn gốc bụi.
- Nguồn gốc:
+ Hữu cơ : Do cỏc sản phẩm nụng nghiệp và thực phẩm như thuốc lỏ, bụng gỗ, cỏc sản phẩm nụng sản, da, lụng sỳc vật
+ Bụi vụ cơ : Đất, đỏ, xi măng, amiăng, bụi kim loại
- Kớch cỡ hạt: Bụi cú kớch cỡ càng bộ tỏc hại càng lớn do khả năng xõm nhập sõu, tồn tại trong khụng khớ lõu và khú xử lý.
2.2. Tiếng ồn khi cú ĐHKK- nguyờn nhõn và tỏc hại 
Nguồn ồn gõy ra cho khụng gian điều hũa cú cỏc nguồn gốc sau: 
- Nguồn ồn do cỏc động cơ quạt, động cơ, mỏy lạnh đặt trong phũng gõy ra 
- Nguồn ồn do khớ động của dũng khụng khớ . 
- Nguồn ồn từ bờn ngoài truyền vào phũng 
+ Theo kết cấu xõy dựng 
+ Theo đường ống dẫn khụng khớ 
+ Theo dũng khụng khớ 
+ Theo khe hở vào phũng 
- Nguồn ồn do khụng khớ ra miệng thổi 
3 Cung cấp nước cho ĐHKK	
3.1. Cỏc sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller
Hỡnh 11.1 - Cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller
3.2. Cung cấp nước cho cỏc buồng phun
Hỡnh 11.2 - Cung cấp nước cho cỏc buồng phun
CÂU HỎI BÀI TẬP:
Cõu 1: Hóy nờu cỏc phần tử khỏc trong hệ thống ĐHKK?
YấU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 11
Nội dung:
+ Về kiến thức: Hiểu được chức năng của cỏc thiết bị trong hệ thống điều hoà khụng khớ.
+ Về kỹ năng: Áp dụng phự hợp với từng loại động cơ, phự hợp với đặc tớnh, trạng thỏi làm việc của hệ thống sản xuất.
+ Về thỏi độ: Rốn luyện tớnh tỷ mỉ, chớnh xỏc, an toàn và vệ sinh cụng nghiệp
Phương phỏp:
+ Về kiến thức: Được đỏnh giỏ bằng hỡnh thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Vừ Chớ Chớnh - Hệ thống mỏy và thiết bị lạnh - NXB Giỏo Dục
[2] Vừ Chớ Chớnh - Giỏo trỡnh Điều hũa khụng khớ và thụng giú - NXB Giỏo Dục