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

 mức, thanh bị uốn 
cong sang phải. 
 Một dạng khác của bộ cảm biến dạng này là thanh lưỡng kim được uốn 
cong dạng xoắc trôn ốc, đầu ngoài cố định đầu trong di chuyển. Loại này thường 
được sử dụng để làm đồng hồ đo nhiệt độ có cấu tạo như trên hình 3.25a2. 
 - Bộ cảm biến ống và thanh: 
 Cấu tạo gồm 01 thanh kim loại có hệ số giãn nở nhiệt lớn đặt bên trong 01 
ống trụ kim loại giản nở nhiệt ít hơn. Một đầu thanh kim loại hàn chặt vào đáy 
của ống đầu kia tự do. Khi nhiệt độ tăng hoặc giảm so với nhiệt độ định mức 
đầu tự do chuyển động sang phải hoặc sang trái. 
- Bộ cảm biến kiểu hộp xếp: 
 Cấu tạo gồm một hộp xếp có các nếp nhăn hoặc một màng mỏng có khả 
năng co giãn lớn, bên trong chứa đầy một chất lỏng hoặc chất khí. Khi nhiệt độ 
thay đổi môi chất co giãn làm hộp xếp hoặc màng mỏng căng lên làm di chuyển 
1 thanh gắn trên đó. 
Hình 3.26: Bộ cảm biến kiểu hộp xếp có ống mao và bầu cảm biến 
- Cảm biến điện trở: 
Cảm biến điện trở có các loại sau đây: 
- Cuộn dây điện trở 
- Điện trở bán dẫn 
- Cặp nhiệt 
167 
b) Sơ đồ điều khiển nhiệt độ: 
Hình 3.27: Sơ đồ điều khiển nhiệt độ 
Trên hình 3.27 là sơ đồ điều khiển nhiệt độ của một AHU. AHU có 02 
dàn trao đổi nhiệt: một dàn nóng và một dàn lạnh các dàn hoạt động độc lập và 
không đồng thời. Mùa hè dàn lạnh làm việc, mùa đông dàn nóng làm việc. 
 Đầu ra của không khí có bố trí hệ thống phun nước bổ sung để bổ sung 
ẩm cho không khí. 
 Nước nóng, nước lạnh và nước phun được cấp vào nhờ các van điện từ 
thường đóng (NC-Normal Close) và thường mở (NO- Normal Open). 
4.1.2. Tự động điều chỉnh độ ẩm trong một số hệ thống ĐHKK công nghệ: 
a) Bộ cảm biến độ ẩm: 
 Bộ cảm biến độ cũng hoạt động dựa trên nguyên lý về sự thay đổi các tính 
chất nhiệt vật lý của môi chất khi độ ẩm thay đổi. 
 Có 02 loại cảm biến độ ẩm: 
- Loại dùng chất hữu cơ (organic element) 
- Loại điện trở (Resistance element) 
Hình 3.28: Bộ cảm biến độ ẩm 
168 
 Trên hình 3.28 là bộ cảm biến độ ẩm, nó có chứa một sợi hấp thụ ẩm. Sự 
thay đổi độ ẩm làm thay đổi chiều dài sợi hấp thụ. Sợi hấp thụ có thể là tóc 
người hoặc vật liệu chất dẻo axêtat. 
4.2. Lọc bụi và tiêu âm trong ĐHKK: 
4.2.1. Tác dụng của lọc bụi: 
Bụi là một trong những chất độc hại. Nồng độ bụi trong không khí zb 
(mg/m3) không được vượt quá giới hạn cho phép. Muốn vậy cần tiến hành lọc 
bụi. Việc chọn phương pháp lọc bụi trong thông gió và ĐTKK trước tiên phải 
căn cứ vào nguồn gốc bụi, cỡ hạt và mức độ độc (từ đó mới quyết định nồng độ 
bụi trong không khí). 
Bụi trong không khí có hai nguồn gốc chính: 
 - Bụi hữu cơ có nguồn gớc động thực vật, phát sinh trong quá trình chế 
biến, gai công các sản phẩm bông, gỗ, giấy, da, thực phẩm, nông sản 
 - Bụi vô cơ (bụi khoáng, bụi kim loại) có thể do mang từ ngoài vào theo 
gió, theo bao bì,và cũng cò thể phát sinh do chế biến ( như bụi đá ximăng, bụi 
amiăng, bụi kim loại khi mài, đánh bóng) 
 Cỡ hạt của bụi được phân làm: 
 - Cỡ hạt rất mịn, khi hạt bụi có kích thước từ 0,1  1m (bụi có hạt nhỏ 
hơn 0,001m là tác nhân gây mùi) 
 - Cỡ mịn, khi hạt bụi có kích thước từ 1  10m 
 - Cỡ hạt thô khi kích thước hạt bụi lớn hơn 10m. 
Bụi càng mịn càng nguy hiểm vì càng dễ đi sâu vào đường thở và rất khó 
lọc sach bằng các thiết bị thông dụng. Chúng thường tồn tại rất lâu trong không 
khí mà không lắng đọng. Bụi cỡ mịn tuy có rơi trong không khí nhưng tốc độ 
không đổi nên lắng động chậm. Các hạt bụi thô rơi tự do trong không khí nên 
lắng động nhanh hơn cả. 
Nồng độ bụi cho phép trong không khí thường cho theo mức độ độc hại 
và hàm lượng silic oxyt. Bảng 3.6 cho biết nồng độ bụi trong không khí có điều 
hòa (bụi trung tính). 
Bảng 3.6: Nồng độ bụi trung tính trong không khí có điều hòa: 
Hàm lượng SO2 trong bụi 
% 
Không khí vùng làm 
việc 
Không khí tuần 
hoàn 
>10 
2 – 10 
< 2 
Bụi amiăng 
Zb < 2 mg/m
3 
2 – 4 
4 – 6 
< 2 
Zb < 0.6 mg/m
3 
<1.2 
4< 1.8 
 Ghi chú: Trường hợp không khí có bụi được lọc sơ bộ để thải ra ngoài trời 
thì nồng độ bụi cho phép có thể lớn hơn nhiều, nhưng trong mọi trường hợp đều 
169 
không cho phép vượt quá 150 mg/m3 để tránh gây ô nhiễm khí quyển (lọc bụi 
công nghiệp và thải bụi vào khí quyển không thuộc phạm vi cuốn sách này). 
 Khi lựa chọn thiết bị lọc bụi, ngoài việc căn cứ vào nồng độ bụi cho phép, 
cỡ hạt bụi, độc tính cần nắm được đặc tính của thiết bị lọc bụi. Mỗi thiết bị 
lọc bụi thường được đặc trưng bởi các yếu tố sau: 
 - Hiệu quả lọc bụi b (hoặc còn gọi là năng lực làm sạch bụi) là tỉ số phần 
trăm giữa lượng bụi còn giữ lại ở thiết bị với tổng lượng bụi đi vào: 
 %100.
'
"'
%100.
'
"'
b
bb
b
bb
b
z
zz
G
GG 
  [3-40] 
 Trong đó: G’b, G”b- lượng bụi vào và ra khỏi thiết bị trong một đơn vị 
thời gian. 
 z’b, z”b- nồng độ bụi trong không khí khi vào và ra khỏi thiết bị lọc bụi. 
 - Phụ tải không khí (m3/h.m2) là năng lực cho lưu thông không khí trong 
một đơn vị thời gian qua mỗi m2 bề mặt lọc. 
 - Trở kháng thuỷ lực p (Pa) = . .2/2 là tổn thất áp suất của không khí 
khi qua thiết bị ( là hệ số trở kháng của lọc bụi;  là tốc độ không khí qua bộ 
lọc; là mật độ không khí, = 1.2 kg/m3 ) 
4.2.2. Tiếng ồn khi có ĐHKK - nguyên nhân và tác hại: 
Tiếng ồn là một trong những chỉ tiêu chất lượng của hệ thống ĐHKK vì 
nó cũng là một trong những nhân tố đánh giá tiện nghi vì khí hậu. Vì vậy không 
thể coi thường tiếng ồn khi lắp đặt hệ thống ĐHKK, đặc biệt là trong các công 
trình văn hoá. 
 Độ ồn được đo bằng dB và thường được đánh giá bằng mức cường độ âm 
thanh L hoặc mức áp suất âm thanh Lp: 
 L = 10 lg(/0) [3-41] 
trong đó:  - áp suất của nguồn âm, W; 
 0 = 10
-12 W công suất của nguồn âm theo mức chuẩn quốc tế; 
 Lp = 20 lg(p/p0), [3-42] 
trong đó: p - áp suất âm thanh, Pa; 
 p0 – áp suất âm thanh theo mức chuẩn (theo ngưỡng nghe thấy của tai 
người), 2.10-15Pa = 20Pa. 
 Tiếng ồn trong phòng có điều hoà không khí có thể do nhiều nguồn khác 
nhau gây ra và được truyền vào phòng theo nhiều con đường khác nhau. Ở đây 
ta chỉ xét đến nguồn âm do bản thân hệ thống gây ra hoặc được truyền vào 
phòng theo ống gió. Có thể tham khảo độ ồn cho phép của Liên Xô (cũ) trong 
bảng 3.7 dưới đây. 
170 
 Hình 3.29: Các con đường tiếng ồn vào phòng 
Bảng 3.7: 
Đối tượng Độ ồn cho phép, 
Db 
Phòng ngủ, phòng đọc sách của thư viện, rạp 
hát 
Văn phòng, nhà trẻ, hội trường, phòng thí 
nghiệm 
Rạp chiếu bóng 
Phòng đánh máy chữ, cửa hàng, khách sạn 
35 
40 
45 
50 
Những nơi sau đây không quy định mức ồn cho phép: 
 - Nhà bếp, phòng ăn, phòng vệ sinh, tầng trệt đặt máy của các chung cư 
 - Các gian máy công nghiệp. 
(ở những nơi này tạp âm nền có khi đã lớn hơn các trị số cho ở bảng trên và khó 
có khả năng khống chế được). 
* Nguồn gây ồn và các con đường truyền vào phòng: 
 Như trên đã nói, trong phòng có điều hoà không khí có thể có nhiều 
nguồn tiếng ồn khác nhau gây ra: 
- Tiếng ồn do quạt gió, máy lạnh, bơm (các cơ cấu chuyển động nói 
chung); 
- Tiếng ồn khí động của dòng khí (còn gọi là tiếng ồn thứ phát); 
- Tiếng ồn của các 
nguồn ngoài (thường không 
xét tới vì không thể khống 
chế được). 
Tiếng ồn truyền vào phòng có 
thể theo các đường sau (hình 
3.29): 
- Theo đường ống gió 
(D), từ quạt gió (và cả máy 
lạnh nếu có) theo đường ống 
gió cấp và ống gió hồi, qua 
tiêu âm và các chi thiết khác 
của đường ống (tê, cút, 
van,) truyền trực tiếp vào 
phòng (qua miệng thổi) 
hoặc qua trần giả truyền vào phòng. 
 - Theo đường phát xạ (R): từ vách ống dẫn hoặc từ các thiết bị cuối của 
đường ống qua trần giả vào phòng 
 -Theo không khí tiếp xúc với buồng máy vào phòng (A) 
171 
 -Theo kết cấu xây dựng truyền vào phòng (S) con đường này thường kết 
hợp với sự truyền rung động của máy nên khi thiết kế cần phối hợp xử lí chống 
rung kết hợp với chống ồn 
4.3. Cung cấp nước cho ĐHKK: 
4.3.1. Các sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller: 
 Sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller thông thường có 3 
kiểu bố trí như sau: 
 - Hệ hai đường ống 
 - Hệ ba đường ống 
 - Hệ bốn đường ống 
 Hình 3.30 trình bày sơ đồ nguyên lý của các kiểu hệ thống đường nước đã 
nêu trên. Ở trên hình 3.30a ta thấy chỉ có một đường ống đi và một đường ống 
về, nước lạnh và nước nóng sẽ được hòa trộn ở phía trước của bơm, điều này 
dẫn đến kết quả là ta chỉ điều chỉnh được lưu lượng nước trước khi đi vào các 
thiết bị làm mát không khí như AHU, FCU tương ứng với nhiệt độ nước đã xác 
định. Ở hình 3.30b ta thấy ở mỗi thiết bị làm mát không khí có 2 đường nước đi 
vào, một đường nước nóng và một đường nước lạnh. Như vậy việc điều chỉnh sẽ 
linh hoạt hơn, trong trường hợp này ở mỗi thiết bị làm mát không khí ta không 
những điều chỉnh được lưu lượng mà còn điều chỉnh được nhiệt độ của nước. 
Hình 3.30c tương ứng với trường hợp có hai đường ống đi và hai đường ống về. 
Trong trường hợp này, mức độ linh hoạt trong quá trình điều chỉnh sẽ còn tăng 
cao hơn nữa do ta có thể tác động đến đường nước ở đầu ra của thiết bị làm mát 
không khí. 
172 
Hình 3.30: a) Hệ hai đường ống; b) Hệ ba đường ống; c) Hệ bốn đường ống 
4.3.2. Cung cấp nước cho các buồng phun: 
a) Buồng phun kiểu nằm ngang: 
Hình 3.31: Buồng phun kiểu nằm ngang 
1- Cửa điều chỉnh gió vào 2,6- Buồng hòa trộn 
3- Lọc bụi 4,7- Calorifer 
5- Ống dẫn nước và vòi phun 8- Ống gió ra 
9- Đường gió hồi cấp 1 10- Đường gió hồi cấp 2 
11-Đường gió cấp 12- Bơm nước xử lý 
13- Máng hứng nước 
* Nguyên lý hoạt động: 
Không khí bên ngoài được đưa qua van điều chỉnh vào buồng hòa trộn 2 
để hòa trộn với gió hồi. Sau đó được đưa vào buồng phun để làm xử lý nhiệt ẩm. 
Nếu cần sưởi nóng thì sử dụng calorifer. Trong buồng phun có bố trí hệ thống 
ống dẫn nước phun và các vòi phun 5. Nước được phun thành các hạt nhỏ để dễ 
dàng trao đổi với không khí. Để tránh nước cuốn đi theo luồng gió và bắn vào 
các thiết bị khác phía trước và sau buồng phun có các tấm chắn nước dích dắc. 
173 
Không khí sau khi xử lý xong được đưa vào buồng hòa trộn 6 để tiếp tục hòa 
trộn với gió hồi cấp 2. Calorifer 7 dùng để sưởi không khí nhằm đảm bảo yêu 
cầu vệ sinh khi cần. Nước đã được xử lý lạnh được bơm 12 bơm lên các vòi 
phun với áp suất phun khá cao. Nước ngưng đọng sẽ được hứng nhờ máng 13 và 
dẫn về lại để tiếp tục làm lạnh. 
Hình 3.32: Cấu tạo buồng phun kiểu nằm ngang 
Các tấm chắn nước có dạnh dích dắc và chi tiết vòi phun có ảnh hưởng nhiều tới 
hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm. 
Hình 3.33: Các chi tiết của buồng phun 
1,5 - Vách chắn nước; 2- Trần buồng phun; 3- Ống góp phun; 4- Vòi 
phun; 6- Bơm nước phun; 7- Máng hứng nước; 8,9,11- Đường nước; 10- 
Van 3 ngả 
Hình 3.34: Chi tiết tấm chắn 
* Các đặc điểm của buồng phun kiểu thẳng: 
174 
 - Hiệu quả trao đổi cao do tốc độ tương đối giữa gió và nước cao và thời 
gian trao đổi cũng khá lâu. 
 - Thích hợp cho hệ thống lớn trong công nghiệp. 
 - Cồng kềnh chiếm nhiều diện tích lắp đặt. 
Hình 3.35: Chi tiết vòi phun 
1- Thân vòi phun; 2- Lỗ nước vào; 3- Buồng xoáy; 
4- Mũi phun; 5- Nắp vòi phun 
b) Buồng tưới: 
Hình 3.36: Buồng tưới 
1- Quạt ly tâm vận chuyển gió 2- Chắn nước 
3- Lớp vật liệu đệm: Gỗ, kim loại, sành sứ4- Cửa lấy gió 
5- Bơm nước 6- Ống nước vào ra 
7- Dàn làm lạnh nước 
* Nguyên lý hoạt động: 
175 
 Không khí bên ngoài được hút vào cửa lấy gió 6 vào buồng tưới nhờ quạt 
ly tâm 5. Ở buồng tưới nó trao đổi nhiệt ẩm với nước được phun từ trên xuống. 
Để tăng cương làm tơi nước vag tăng thời gian tiếp xúc giữa nước và không khí 
người ta thêm lớp vật liệu đệm đặt ở giữa buồng. Vật liệu đệm có thể bằng các 
ống sắt, gốm, sành sứ, kim loại, gỗ có tác dụng làm tơi nước và cản trở nước 
chuyển động quá nhanh về phía dưới đồng thời tạo nên màng nước. 
 Nước được làm lạnh trực tiếp ở ngay máng hứng nhờ dàn lạnh 7. 
* Các đặc điểm của buồng tưới: 
 - Hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm không cao lắm do quảng đường đi ngắn. 
 - Thích hợp cho hệ thống nhỏ và vừa trong công nghiệp. 
 - Chiếm ít diện tích lắp đặt. 
* Câu hỏi và bài tập: 
Câu 1: Trình bày các thông số nhiệt động của không khí ẩm. 
Câu 2: Trình bày đồ thị không khí ẩm I-d, t-d. Xác định các thông số trạng thái 
trên đồ thị. 
Câu 3: Trình bày khái niệm về thông gió và điều hòa không khí. 
Câu 4: Trình bày các quá trình xử lý nhiệt ẩm trên đồ thị I-d. Làm lạnh không 
khí. 
Câu 5: Trình bày phương pháp tăng ẩm cho không khí 
Câu 6: Trình bày phương pháp giảm ẩm cho không khí 
Câu 7: Trình bày lọc bụi trong hệ thống điều tiết không khí. 
Câu 8: Trình bày khái niệm về tiêu âm và các giải pháp tiêu âm 
Câu 9: Trình bày các hình thức cấp gió và thải gió. 
Câu 10: Phân loại quạt gió, đường đặc tính của quạt và điểm làm việc trong 
mạng đường ống. 
Câu 11: Trình bày các sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller 
Câu 12: Lưu lượng không khí đi vào co tròn 900 là 1590 m3/h, đường kính của 
co là D = 250 mm và bán kính cong tâm ống là 375 mm. Xác định áp suất cục 
bộ tại co? 
Câu 13: Xác định công suất động cơ quạt biết quạt sử dụng là quạt li tâm có 
thông số Vtt = 13200 m
3/h và Htt = 77 mmH20. Biết quạt làm việc ở điều kiện áp 
suất khí quyển, hiệu suất quạt 70% và không khí ở đầu vào của quạt có nhiệt độ 
300C. 
* Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập: 
 Mục tiêu Nội dung Điểm 
Kiến thức 
- Trả lời đầy đủ các câu hỏi ở phần câu hỏi và bài tập; 
- Kiểm tra chi tiết phần trả lời câu hỏi của một câu hỏi 
bất kỳ nào đó trong 11 câu 
4 
Kỹ năng 
- Làm đầy đủ các bài tập được giao; 
- Kiểm tra chi tiết 1 bài tập trong các bài này; 
5 
176 
Thái độ 
- Nộp bài tập đúng hạn (1 tuần về nhà), vở bài tập 
nghiêm túc, sạch sẽ 
1 
Tổng 10 
* Hướng dẫn trả lời các câu hỏi và gợi ý giải các bài tập: 
Câu 12: R/D = 1,5 => ξ = 0,15 
Tốc độ không khí đi trong ống:  = 9 m/s 
Tổn thất cục bộ của đoạn ống dẫn: pcb = 
2
..
2
  = 7,29 mmH2O. 
Câu 13: Vq = Vtt = 13200 m
3/h 
 Hq = 79,63 mmH2O. 
Công suất yêu cầu trên trục: Nq = (Vq.Hq.10
-3)/q = 4,09 kW 
Công suất đặt của động cơ: Nđc = Nq.Kdt/ tđ = 4,5 kW 
177 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Hoàng Đình Tín – Lê Chí Hiệp – Nhiệt động lực học kỹ thuật – NXB Đại 
học quốc gia TPHCM, 2003. 
[2] Hoàng Đình Tín – Bùi Hải – Bài tập Nhiệt động lực học kỹ thuật và 
truyền nhiệt – NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2003. 
[3] Hoàng Đình Tín – Truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt – NXB 
Đại học quốc gia TPHCM, 2003. 
[4] Nguyễn Bốn – Hoàng Ngọc Đồng - Nhiệt kỹ thuật – NXB Giáo Dục 
[5] Nguyễn Đức Lợi – Kỹ thuật lạnh Cơ sở – NXB Giáo Dục, 2006 
[6] Trần Thanh Kỳ – Máy lạnh – NXB Giáo Dục, 2006 
[7] Võ Chí Chính – Máy và thiết bị lạnh – NXB khoa học và kỹ thuật 
[8] Võ Chí Chính – Thông gió và Điều hòa không khí – NXB khoa học và kỹ 
thuật. 
[10] TS Hà Đăng Trung – ThS Nguyễn Quân – Cơ sở kỹ thuật điều tiết không 
khí – NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 1997 
[11] Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí – 
NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2007