Giáo trình Kỹ thuật lạnh

ngoài 
1: Vít điều chỉnh độ quá nhiệt 5:Màng đàn hồi 9: Đầu cảm nhiệt 
2: Đường lỏng môi chất vào 6: Thanh truyền 10: Đường cân bằng ngoài 
3: Lò xo 7: Thiết bị bay hơi 
4: Kim van 8: Ống nối 
Trong trường hợp trở lực thiết bị bay hơi lớn tín hiệu độ quá nhiệt không chính xác 
dẫn đến việc điều chỉnh của van không chính xác vì vậy trong trường hợp này người 
ta sử dụng thiết bị tiết lưu cân bằng ngoài. Đặc điểm thiết bị tiết lưu nhiệt cân bằng 
ngoài có bố trí thêm đường cân bằng ngoài do đó màng đàn hồi (5) được cân bằng bởi 
áp suất môi chất (Pmc) trong khoang được hình thành bởi thân van, màng đàn hồi, đầu 
cảm nhiệt, ống nối và tổng áp suất do lò xo (Plx) và áp suất môi chất sau khi ra khỏi 
thiết bị bay hơi (Po’) vì vậy việc điều chỉnh kim van (4) chính xác, từ đó điều chỉnh 
lưu lượng môi chất vào thiết bị bay hơi để đảm bảo duy trì độ quá nhiệt yêu cầu khi 
phụ tải thay đổi. 
Hình 9.6: Một số loại thiết bị tiết lưu nhiệt 
9.5 Thiết bị tiết lưu điện tử (Electronic Expansion Valve) 
Hình 9.7: Thiết bị tiết lưu nhiệt điện tử 
Thiết bị tiết lưu điện tử thường được sử dụng trong hệ thống điều hòa Inverter để điều 
chỉnh tự động dòng môi chất. Do đó, hệ thống điều hòa không khí làm việc tối ưu và 
kiểm soát nhiệt độ chính xác, tiêu thụ năng lượng thấp.., vv van này cũng có thể được 
sử dụng để điều khiển khác. Van này có thể đảo ngược và có thể kiểm soát dòng môi 
chất theo một trong hai điều kiện làm mát hoặc sưởi ấm. 
Dòng thiết bị tiết lưu điện tử cấu tạo chủ yếu gồm thân van và cuộn dây. Các bộ điều 
khiển trong hệ thống điều hòa không khí có thể điều khiển động cơ bước của van để 
chuyển đổi chuyển động quay của bánh răng để thay đổi các khu vực dòng chảy và 
lưu lượng môi chất phù hợp 
 9.6 Thiết bị tiết lưu phao (Float Expansion Valve ) 
 Theo nguyên lý làm việc thiết bị tiết lưu phao chia làm hai loại là thiết bị tiết lưu 
phao mức thấp (Low-Side Float Expansion Valve) và thiết bị tiết lưu phao mức cao 
(High-Side Float Expansion Valve). Thiết bị tiết lưu phap mức thấp điều chỉnh mức 
lỏng liên tục cho bình bay hơi kiểu ngập làm việc theo nguyên lý bình thông nhau 
van phao mở khi mức lỏng hạ và đóng lại khi mức lỏng dâng cao quá mức cho phép. 
Thiết bị tiết lưu phao mức cao cũng làm việc theo nguyên lý bình thông nhưng 
ngược lại mở khi mức lỏng tăng cao và đóng lại khi mức lỏng hạ. 
Hình 9.8: Thiết bị tiết lưu phao mức 
thấp 
1:Kim van, 2:Đường lỏng cao áp vào 
3: Đường cân bằng hơi, 4: Phần hơi 
môi chất,5:Phần lỏng môi chất, 
6:Đường cân bằng lỏng 
MNTBNT
BCCA
V-LP
TBBH
OG 
Hình 9.10: Sơ đồ bố trí trong hệ thống lạnh 
MN:Máy nén, TBNT:Thiết bị ngưng tụ 
BCCA:Bình chứa cao áp, V-LP:Thiết bị tiết 
lưu phao mức thấp,OG:Ống góp 
TBBH:Thiết bị bay hơi 
Hình 9.11:Thiết bị tiết lưu phao mức 
cao 
1:Đường lỏng cao áp vào, 2:Phao 
3:Đường môi chất ra, 4:Kim van 
MN
BCCA
V-HP
TBNT
TBBH
Hình 9.12: Sơ đồ bố trí trong hệ thống lạnh 
MN:Máy nén, TBNT:Thiết bị ngưng tụ 
BCCA:Bình chứa cao áp, V-HP:Thiết bị tiết 
lưu phao mức cao, TBBH:Thiết bị bay hơi 
9.7 Chọn thiết bị tiết lưu 
Việc chọn thiết bị tiết lưu tự động căn cứ vào các thông số sau: 
- Môi chất sử dụng 
- Năng suất lạnh 
- Phạm vi nhiệt độ làm việc : Nhiệt độ bay hơi. 
- Độ giảm áp suất qua thiết bị tiết lưu. 
Ví dụ 9.1: Cho một hệ thống lạnh có năng suất lạnh Qo = 50 kW sử dụng môi chất 
R22. Nhiệt độ ngưng tự 450C, nhiệt độ bay hơi -200C. Tổn thất áp suất qua dàn bay 
hơi là P0=10 Bar , qua đường hút là P1= 0,15 Bar và đường cấp dịch là P2= 0,5 
Bar. Tính độ giảm áp suất qua thiết bị tiết lưu. 
Bài giải 
Áp suất ngưng tụ môi chất R22 ứng với tk=45
0C: Pk=17,3 (Bar) 
Áp suất bay hơi môi chất R22 ứng với t0=-20
0C: P0=2,454 (Bar) 
Áp suất đầu vào thiết bị tiết lưu: Pv=Pk- P2=16,8 (Bar) 
Áp suất đầu ra thiết bị tiết lưu: Pr=P0+ P0+ P1=12,604 (Bar) 
Độ giảm áp suất qua thiết bị tiết lưu: P= Pv- Pr=4,196 (Bar)=60,84 (Psi) 
CHƯƠNG 10: CÁC THIẾT BỊ PHỤ, DỤNG CỤ VÀ ĐƯỜNG ỐNG TRONG HỆ 
THỐNG LẠNH 
 10.1 Tháp giải nhiệt (Cooling Tower) 
 a.Chức năng : Làm mát nước giải nhiệt cấp cho bình ngưng. 
Hình 10.1 :Tháp giải nhiệt 
 b.Cấu tạo : 
1:Quạt hút 
2:Tấm chắn 
3:Dàn tưới 
4:Tấm làm tơi nước 
5:Van phao cấp nước bổ sung 
6: Đường nước vào tháp giải nhiệt 
7:Máng nước 
6: Đường nước ra tháp giải nhiệt 
Hình 10.2:Cấu tạo tháp giải nhiệt 
 c.Nguyên lý làm việc 
 Nước sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ có nhiệt độ cao theo đường số (6) đi vào tháp 
giải nhiệt theo dàn tưới (4) phun từ trên xuống, tại đây nước được làm mát bởi không khí 
chuyển động cưỡng bức từ bên dưới lên. Nước làm mát rơi xuống dưới máng nước (7) 
sau đó được bơm nước cấp (8) bơm đến giải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ. Các tấm làm tơi 
nước (4) tăng như khả năng trao đổi nhiệt giửa nước và không khí, tấm chắn (2) giảm 
lượng nước cuốn theo không khí ra ngoài, van phao cấp nước bổ sung (5) cấp nước bổ 
sung do rò rỉ, văng ra ngoài, bay hơi, cuốn theo không khí. 
 10.2 Bình chứa cao áp 
 a.Chức năng 
 -Cấp dịch ổn định cho các thiết bị tiết lưu 
 -Chứa lỏng môi chất giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ. 
 -Chứa lỏng môi chất các thiết bị khác trong hệ thống khi sửa chữa. 
 b.Cấu tạo 
1:Đường gắn áp kế 
2:Đường lắp van an toàn 
3:Lỏng cao áp vào 
4:Đường cân bằng 
5:Đường xã khí không ngưng 
6:Ống thủy sang 
7:Rốn dầu 
8:Đường xả dầu 
9:Đường ra lỏng cao áp 
Thiết bị 7,8 chỉ có đối với 
môi chất không hòa tan dầu 
Hình 10.3: Bình chứa cao áp 
10.3 Bình chứa hạ áp 
a.Chức năng 
 Nhiều hệ thống lạnh đòi hỏi phải sử dụng bình chứa hạ áp, đặc biệt trong các hệ 
thống lạnh 2 cấp có bơm cấp dịch. 
Bình chứa hạ áp có các nhiệm vụ chính sau: 
- Chứa dịch môi chất nhiệt độ thấp để bơm cấp dịch, ổn định cho hệ thống lạnh. 
- Tách lỏng ra khỏi dòng hơi khi hút về máy nén. 
b.Cấu tạo 
Hình 10.4: Bình chứa hạ áp 
1:Ống thủy tối van phao 6:Đường hơi môi chất vào 
2:Đường môi chất tiết lưu vào 7:Rốn dầu 
3:Đường lắp áp kế 8:Đường xả dầu 
4:Bộ phận tách lỏng 9:Đường cấp môi chất 
5:Đường hơi môi chất hút máy nén 
 Thiết bị 7,8 chỉ có đối với môi chất không hòa tan dầu 
10.4 Bình tách dầu (Oil Separator) 
a.Chức năng 
-Tách dầu ra khỏi dòng hơi sau khi ra khỏi máy nén. Nhằm mục đích đưa dầu về lại 
máy nén và giảm lượng dầu đến các thiết bị trao đổi nhiệt để đảm bảo quá trình trao 
đổi nhiệt 
b.Cấu tạo 
Bình tách dầu có 2 loại là bình tách dầu kiểu ướt và bình tách dầu kiểu khô 
Bình tách dầu kiểu ướt dùng chung cho các máy nén trong hệ thống lạnh. Dầu tách ra 
được lưu giử lại trong bình và xả định kỳ ra ngoài trực tiếp hoặc qua bình gom dầu. 
Bình tách dầu kiểu khô, bình sử dụng riêng cho mỗi máy nén, dầu tách ra được đưa về 
ngay máy nén. 
(a) 
(b) 
1:Đường hỗn hợp môi chất và 
dầuvào 
2:Đường lắp van an toàn 
3:Đường hơi môi chất ra 
4:Nón chắn dầu 
5:Tấm chắn dầu 
6:Van phao 
7:Đường xả dầu 
Hình 10.5:(a) Bình tách dầu kiểu khô;(b) bình tách dầu kiểu ướt 
c.Nguyên lý tách dầu 
-Do giảm vận tốc đột ngột khi từ ống nhỏ ra bình lớn nên lực quán tính giảm các hạt 
dầu có kích thước lớn dưới tác dụng trọng lực sẽ rơi xuống. 
-Do lực ly tâm khi qua các vị trí ngoặc dòng các hạt dầu va đập vào thành bình và rơi 
xuống. 
-Do mất vận tốc đột ngột khi va đập vào các tấm chắn, các hạt dầu giử lại dưới tác 
dụng trọng lực rơi xuống. 
10.5 Bình tách lỏng (Liquid Separator) 
a.Chức năng 
 Tách lỏng ra khỏi dòng hơi tước khi hút về máy nén nhằm tránh hiện tượng máy 
nén hút phải ẩm, lỏng gây va đập thủy lực (thủy kích) làm hư hỏng máy nén. 
b.Cấu tạo 
(a) (b) 
1:Đường vào hơi hạ áp 
2:Đường gắn áp kế 
3:Đường ra hơi hạ áp 
4:Tấm chắn 
5:Nón chắn 
6:Ống thủy tối van phao 
7:Đường ra lỏng hạ áp 
Hình 10.6: (a) Bình tách lỏng kiểu khô; (b) bình tách lỏng kiểu ướt 
TBBH
TBL
MN
TL 
TBBH
TBL
MN
Hình 10.7: Sơ đồ bố trí bình tách lỏng so với thiết bị bay hơi 
c.Nguyên lý tách lỏng 
-Do giảm vận tốc đột ngột khi từ ống nhỏ ra bình lớn nên lực quán tính giảm các hạt 
lỏng có kích thước lớn dưới tác dụng trọng lực sẽ rơi xuống. 
-Do lực ly tâm khi qua các vị trí ngoặc dòng các hạt lỏng va đập vào thành bình và rơi 
xuống. 
-Do mất vận tốc đột ngột khi va đập vào các tấm chắn, các hạt lỏng giử lại dưới tác 
dụng trọng lực rơi xuống. 
10.6 Bình tách khí không ngưng( Noncondensable Gas Separator) 
a.Chức năng 
Tác hại khí không ngưng khi lọt vào hệ thống 
- Áp suất và nhiệt độ ngưng tụ tăng. 
- Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng, dễ xảy ra nguy cơ cháy dầu bôi trơn 
- Năng suất lạnh giảm. 
Vì vậy nhiệm vụ của bình là tách các khí không ngưng trong hệ thống lạnh xả bỏ ra 
bên ngoài để nâng cao hiệu quả làm việc, độ an toàn của hệ thống. 
b.Cấu tạo 
1:Đường nối áp kế, van an toàn 
2:Đường xả khí không ngưng 
3:Hơi hạ áp ra 
4:Hỗn hợp hơi và khí không ngưng vào 
5:Lỏng tiết lưu vào 
6:Đường hồi lỏng môi chất 
7:Ống xoắn trao đổi nhiệt 
Hình 10.8: Cấu tạo bình tách khí không ngưng 
 c.Nguyên lý làm việc 
 Hỗn hợp hơi môi chất và khí không ngưng từ thiết bị ngưng tụ và bình chứa cao áp 
theo đường số (4) đi vào không gian giữa ống xoắn và bình tại đây hỗn hợp này trao 
đổi nhiệt với lỏng từ bình chứa cao áp tiết lưu vào ống xoắn theo đường số (5). Kết quả 
môi chất được làm lạnh ngưng tụ thành lỏng chảy xuống dưới theo đường số (6) hồi 
vào số (5) còn khí không ngưng theo đường số (2) đi ra ngoài. Đối với môi chất là NH3 
thì đường ra khí không ngưng thường được sục vào nước bởi tính độc hại của nó. 
10.7 Bình trung gian ống xoắn 
a.Chức năng 
- Làm mát trung gian giữa các cấp nén trong hệ thống lạnh máy nén nhiều cấp. 
- Quá lạnh lỏng trước tiết lưu làm giảm tổn thất lạnh khi tiết lưu 
- Tách lỏng, dầu ra khỏi dòng hơi trước khi hút về máy nén cao áp 
b.Cấu tạo 
1:Hơi hút về máy nén cao áp 
2:Hơi từ đầu đẩy máy nén hạ áp đến 
3:Tiết lưu vào 
4:Cách nhiệt 
5:Nón chắn 
6 :Lỏng ra 
7:Ống xoắn 
8:Lỏng vào 
9:Hồi lỏng 
10:Xả đáy, hồi dầu 
11:Chân bình 
12:Tấm bạc 
13:Thanh đở 
14:Ống thủy tối 
15: Đường lắp van an toàn, áp kế. 
Hình 10.9: Bình trung gian ống xoắn 
10.8 Thiết bị hồi nhiệt (Heat Exchanger) 
a. Chức năng 
-Quá nhiệt hơi hút về máy nén tránh hiện tượng máy nén hút phải ẩm gây va đạp thủy 
lực. 
-Quá lạnh lỏng trước tiết lưu làm giảm tổn thất lạnh do tiết lưu. 
b. Cấu tạo 
1
3
2
4 
1: Đường hơi môi chất vào 
2: Đường hơi môi chất ra 
3: Đường lỏng môi chất ra 
4: Đường hơi môi chất vào 
Hình 10.10: Thiết bị hồi nhiệt 
10.9 Các thiết bị phụ khác (Ancillary Equipment) 
a.Van chặn (Stop Valve) 
Van chặn có rất nhiều loại tuỳ thuộc vị trí 
lắp đặt, chức năng, công dụng, kích cỡ, 
môi chất, phương pháp làm kín, vật liệu 
chế tạo vv 
Theo chức năng van chặn có thể chia ra 
làm: Van chặn hút, chặn đẩy, van lắp trên 
bình chứa, van góc, van lắp trên máy nén 
Theo vật liệu : Có van đồng, thép hợp kim 
hoặc gang. 
Hình 10.11 Các loại van chặn 
b.Van 1 chiều (Check Valve) 
 Trong hệ thống lạnh để bảo vệ các máy nén, 
bơm vv.. người ta thường lắp phía đầu đẩy các 
van một chiều. Van một chiều có công dụng: 
-Tránh ngập lỏng: Khi hệ thống lạnh ngừng hoạt 
động hơi môi chất còn lại trên đường ống đẩy có 
thể ngưng tụ lại và chảy về đầu đẩy máy nén và 
khi máy nén hoạt động có thể gây ngập lỏng. 
-Tránh tác động qua lại giữa các máy làm việc 
song song. 
-Tránh tác động của áp lực cao thường xuyên 
lên Clappê máy nén. 
Hình 10.11: Van một chiều 
c.Van điện từ (Solenoid Valve) 
 Van điện từ trong hệ thống lạnh có chức năng 
đóng, mở dòng môi chất lạnh theo yêu cầu thông 
qua các mạch điện điều khiển. 
Hình 10.12: Van điện từ 
 d.Mắt xem ga (Sight Glasses) 
 Chức năng báo hiệu lưu lượng và chất lượng 
môi chất lạnh trong hệ thống. Báo hiệu lượng ga 
đi qua đường ống có đủ không. Trong trường 
hợp lỏng chảy điền đầy đường ống, hầu như 
không nhận thấy sự chuyển động của lỏng, 
ngược lại nếu thiếu lỏng, trên mắt kính sẽ thấy 
sủi bọt. Khi thiếu ga trầm trọng trên mắt kính sẽ 
Hình 10.13: Mắt xem ga 
sẽ có các vệt dầu chảy qua. Báo hiệu độ ẩm của môi chất. Khi trong lỏng có lẫn ẩm 
thì màu sắc của nó sẽ bị biến đổi. Màu xanh: khô; Màu vàng: có lọt ẩm cần thận 
trọng; Màu nâu : Lọt ẩm nhiều cần xử lý. Ngoài ra khi trong lỏng có lẫn các tạp chất 
cũng có thể nhận biết quá mắt kính. 
e.Phin lọc (Filter) 
 Ẩm hoặc hơi nước và các tạp chất gây ra nhiều 
vấn đề ở bất cứ hệ thống lạnh nào. Hơi ẩm có 
thể đông đá và làm tắc lổ thiết bị tiết lưu, gây ăn 
mòn các chi tiết kim loại làm cháy môtơ và thủy 
phân dầu. Các tạp chất có thể làm bẩn dầu máy 
nén và làm cho thao tác các van khó khăn. Có 
nhiều dạng thiết bị được sử dụng để khử hơi 
nước và tạp chất. Dạng thường gặp là phin lọc 
 Hình 10.14: Phin lọc 
ẩm kết hợp lọc cơ khí (filter – drier), Nó chứa một lỏi xốp đúc. Lõi có chứa chất hấp 
thụ nước cao, chứa tác nhân trung hoà axit, bazơ đồng thời có khả năng lọc cặn 
bẩn và loại bỏ các tạp chất. 
 Phụ lục 1: Đồ thị lgp-h một số môi chất lạnh 
Phụ lục 2: Bảng thông số bão hòa một số môi chất lạnh 
Phụ lục 3: Thông số bảo quản một số sản phẩm 
 Phụ lục 3: Thông số bảo quản một số sản phẩm (tiếp theo) 
 Phụ lục 3: Thông số bảo quản một số sản phẩm (tiếp theo) 
Phụ lục 4: Bảng tính chuyển đổi một số đơn vị sang hệ SI. 
1. Chiều dài 
1in = 0,0254m 
1ft = 0,3048m 
1yard = 0,914m 
1mile = 1609,35m 
9. Thể tích, lưu 
lượng thể tích 
1cu.in = 16,39.10-6m3 
1cu.ft = 0,02832.106m3 
1imp.gallon = 4,546.10-3m3 
1USA gallon (chất lỏng)= 
 = 3,785.10-3m3 
1USA gallon (chất khô) = 
 = 4,405.10-3m3 
1bushel (chất khô) = 0,0352m3 
1cu.ft/lb = 0,06243m3/kg 
1cfm(cu.ft/min) = 4,72.10-4m3/s 
2.Tốc độ 
1mph (miles per hour) = 
0,447m/s 
1ft/min (fpm) = 
0,0051m/s 
1km/h = 0,278m/s 
3. Diện tích 
1s.in = 0,465.10-3m2 
1sq.ft = 0,929m2 
4.Khối lượng 
1lb (pound) = 0,4536kg 
1Zentner = 50kg 
1grain = 64,8.10-6kg 
1ton (long) = 1016kg 
1ton (short) = 907kg 
10. Công Nhiệt 
lượng 
1kWh = 3600kJ 
1kGm = 9,81J 
1kcal = 4187J 
1Btu = 1055J 
1Btu/lb = 2326J/kg 
5. Lực 
1dyn = 10-5N 
1kG = 9,81N 
11. Công suất 
dòng nhiệt 
1kGm/s = 9,81W 
 = 9,81J/s 
6. Áp suất 
1kG/cm2 = 1at 
= 0,981bar 
1bar = 105N/m2 
1mbar = 100N/m2 
1atm = 1,013bar 
10mH2O = 1at = 
0,981bar 
760mmHg = 1atm = 
1,013bar 
750mmHg = 1bar 
735,5mmHg = 1at = 
0,981bar 
1mmHg = 1Torr = 
133,2N/m2 
1Pa = 1N/m2 
1psi (lb/in2) = 
0,06895bar 
1in Hg = 3387N/m2 
1inWS =3387Pa 
1 mã lực PS = 735,5W 
1 mã lực HP = 745,5W 
1kcal/h = 1,163W 
1Btu/h = 0,293W 
1USRT (tấn lạnh Mỹ) = 
 = 12.000Btu/h 
 = 3024 kcal/h 
 = 3561W 
1IRT (tấn lạnh Anh) = 4186W 
1IKT (tấn lạnh Nhật) = 3860W 
7. Nhiệt dung 
riêng 
1kcal/kg độ = 
4187J/kgK 
1Btu/lbFdeg 
= 4187J/kgK 
12. Hệ số dẫn 
nhiệt 
1kcal/mhđộ = 1,163W/mK 
1Btu in/ft2.hFdeg = 0,144W/mK 
1Btu in/ft.hFdeg = 1,731W/mK 
8. Nhiệt độ 
toC = 9/5(toF - 32) 
toF = 9/5toC + 32 
tK = toC + 273,15 
13. Độ nhớt 
động 
1cSt(centistokes) = 10-6m2/s 
1ft2/h = 25,8.10-6m2/s 
1ft2/s = 0,0929 m2/s