Giáo Trình Cơ Sở Kỹ Thuật Nhiệt-Lạnh và Điều Hòa Không Khí

Giáo trình kỹ thuật về cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hoà không khí nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hoà không khí trung, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa

• Trường học: Trường Cao Đẳng Cơ Giới
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Máy Lạnh Và Điều Hòa Không Khí
• Đề tài: Giáo Trình Cơ Sở Kỹ Thuật Nhiệt-Lạnh Và Điều Hòa Không Khí
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Địa điểm: Quảng Ngãi

Mục lục chi tiết

• TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
• LỜI GIỚI THIỆU
• BÀI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT
• 1.1. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT
• 1.2. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới
• 1.3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi
• 1.4. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt
• 1.5. Chu trình nhiệt động
• 1.6. Trường nhiệt độ
• 1.7. Mật độ dòng nhiệt
• 1.8. Định luật Fourier về dẫn nhiệt
• 1.9. Hệ số dẫn nhiệt
• 1.10. Phương trình vi phân dẫn nhiệt
• 1.11. Các điều kiện đơn trị
• 1.12. Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH
• 2.1. KHÁI NIỆM CHUNG
• 2.2. Ý nghĩa của kỹ thuật lạnh trong đời sống và kỹ thuật
• 2.3. Các phương pháp làm lạnh nhân tạo
• 2.4. MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH
• 2.5. Các môi chất lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh
• 2.6. Chất tải lạnh
• 2.7. Các chất tải lạnh thường dùng
• 2.8. CÁC HỆ THỐNG LẠNH THÔNG DỤNG
• 2.9. Hệ thống lạnh với một cấp nén
• 2.10. Sơ đồ 2 cấp nén có làm mát trung gian
• 2.11. Giới thiệu một số chủng loại máy nén khác
• 2.12. CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH
• 2.13. Các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu
• 2.14. Thiết bị tiết lưu (giảm áp)
• 2.15. Thiết bị phụ, dụng cụ và đường ống của hệ thống lạnh
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
• 3.1. KHÔNG KHÍ ẨM
• 3.2. Các thông số trạng thái của không khí ẩm
• 3.3. KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
• 3.4. Khái niệm về thông gió và ĐHKK
• 3.5. Các hệ thống ĐHKK
• 3.6. Các phương pháp và thiết bị xử lý không khí
• 3.7. HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ
• 3.8. Trao đổi không khí trong phòng
• 3.9. Đường ống gió
• 3.10. CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐHKK
• 3.11. Khâu tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phòng
• 3.12. Cung cấp nước cho ĐHKK
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Cơ Sở Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh và Điều Hòa Không Khí

Giáo trình 'Cơ sở kỹ thuật nhiệt-lạnh và điều hòa không khí' được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản cho sinh viên ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí. Tài liệu này không chỉ phục vụ cho việc giảng dạy mà còn là nguồn tham khảo quý giá cho các sinh viên ngành khác. Với thời lượng đào tạo 120 giờ, giáo trình giúp sinh viên nắm vững các khái niệm cơ bản về kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình tập trung vào việc trình bày các khái niệm cơ bản về nhiệt động lực học, truyền nhiệt, và các hệ thống lạnh. Mục tiêu chính là giúp sinh viên có thể áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình này chủ yếu dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, nhưng cũng có thể được sử dụng bởi các sinh viên ngành kỹ thuật khác để nâng cao kiến thức về hệ thống lạnh.

II. Những thách thức trong lĩnh vực Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh và Điều Hòa Không Khí

Ngành kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm việc phát triển công nghệ mới và bảo vệ môi trường. Các vấn đề như hiệu suất năng lượng và giảm thiểu khí thải là những yếu tố quan trọng cần được giải quyết.

2.1. Vấn đề về hiệu suất năng lượng

Hiệu suất năng lượng của các hệ thống lạnh và điều hòa không khí cần được cải thiện để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành. Việc áp dụng công nghệ mới có thể giúp giải quyết vấn đề này.

2.2. Tác động môi trường của hệ thống lạnh

Các hệ thống lạnh có thể gây ra tác động tiêu cực đến môi trường nếu không được thiết kế và vận hành đúng cách. Cần có các giải pháp bền vững để giảm thiểu tác động này.

III. Phương pháp và giải pháp trong Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh

Để giải quyết các thách thức trong lĩnh vực kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí, nhiều phương pháp và giải pháp đã được đề xuất. Các công nghệ mới và cải tiến quy trình là những yếu tố quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tác động môi trường.

3.1. Công nghệ mới trong hệ thống lạnh

Việc áp dụng công nghệ mới như môi chất lạnh thân thiện với môi trường và các thiết bị tiết kiệm năng lượng có thể giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống lạnh.

3.2. Cải tiến quy trình thiết kế hệ thống

Cải tiến quy trình thiết kế và lắp đặt hệ thống lạnh có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu chi phí. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng cũng là một giải pháp hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh và Điều Hòa Không Khí

Các ứng dụng của kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí rất đa dạng, từ việc bảo quản thực phẩm đến điều hòa không khí trong các tòa nhà. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao chất lượng cuộc sống mà còn đóng góp vào sự phát triển bền vững.

4.1. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Hệ thống lạnh được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm để bảo quản và vận chuyển hàng hóa. Việc áp dụng công nghệ lạnh hiện đại giúp nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong xây dựng

Hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường sống và làm việc thoải mái. Các giải pháp điều hòa không khí hiệu quả giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí.

V. Kết luận và tương lai của Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh và Điều Hòa Không Khí

Tương lai của kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí hứa hẹn sẽ có nhiều tiến bộ với sự phát triển của công nghệ và các giải pháp bền vững. Việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp ngành này phát triển mạnh mẽ hơn.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ

Công nghệ mới như Internet of Things (IoT) và trí tuệ nhân tạo sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hệ thống lạnh và điều hòa không khí.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về hiệu suất và bền vững. Các chương trình đào tạo và nghiên cứu sẽ giúp nâng cao chất lượng nguồn nhân lực.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh & ĐHKK (Mã mô đun: MH09) là tài liệu giảng dạy và học tập bắt buộc thuộc khối kiến thức cơ sở chuyên nguyên ngành (Nhóm II.1) trong chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí trình độ Trung cấp, ban hành theo quyết định của Trường Cao đẳng Cơ giới (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn). Môn học được tổ chức với thời lượng chuẩn hóa 75 giờ (tương đương 4 tín chỉ), bao gồm 56 giờ giảng dạy lý thuyết, 16 giờ bài tập/thực hành và 3 giờ kiểm tra đánh giá.

Về mục tiêu học tập, giáo trình hướng đến việc trang bị cho người học hai chuẩn đầu ra kiến thức cốt lõi:

• Chuẩn A1: Trình bày được hệ thống kiến thức cơ bản về kỹ thuật nhiệt, kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí.
• Chuẩn A2: Trình bày được tính chất nhiệt động của chất môi giới; cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy lạnh và hệ thống điều hòa không khí; thực hiện thành thạo việc tra cứu bảng thông số trạng thái của môi chất, sử dụng đồ thị nhiệt động ($\lg p-h$, $T-s$, $p-v$), chuyển đổi chính xác các đơn vị đo kỹ thuật và giải quyết các bài toán tính toán nhiệt cơ bản.
• Đồng thời hình thành năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1, C2) thông qua tư duy logic kỹ thuật và khả năng ứng dụng lý thuyết vào tiếp thu các mô đun chuyên sâu.

Giáo trình được xây dựng theo phương thức tích hợp giữa lý thuyết nhiệt động - truyền nhiệt kinh điển và ứng dụng kỹ thuật cơ sở của ngành lạnh. Cấu trúc nội dung gồm 1 Bài mở đầu và 3 Chương chuyên đề chính, thiết lập mạch phát triển từ việc xác lập các quy luật biến đổi năng lượng, phân tích các phương thức trao đổi nhiệt cho đến mô tả cấu trúc, thiết bị và nguyên lý vận hành của chu trình lạnh và hệ thống xử lý không khí. Điểm đặc sắc của tài liệu là định hướng gắn liền lý thuyết tính toán với kỹ năng tra bảng thông số và đồ thị nhiệt động, phục vụ trực tiếp cho việc học tập các mô đun thực hành nghề tiếp theo.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ chi tiết qua các chương mục sau:

• Bài mở đầu (1 giờ lý thuyết): Giới thiệu vai trò, tầm quan trọng của ngành Kỹ thuật máy lạnh và ĐHKK trong các lĩnh vực đời sống, công nghiệp chế biến (thủy hải sản, sữa, bia, dược phẩm, đường, công nghệ sấy). Xác định tầm quan trọng của kỹ năng tra bảng và biểu đồ thông số nhiệt động.
• Chương I: Cơ sở kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt (14 giờ: 9 lý thuyết, 4 bài tập, 1 kiểm tra):
  • Phần Nhiệt động kỹ thuật: Trình bày định nghĩa chất môi giới, các thông số trạng thái cơ bản gồm nhiệt độ ($T$), áp suất ($p$), thể tích riêng ($v$), nội năng ($u = u(T, v)$), enthalpy ($i = h = u + pv$), entropy ($s$). Phân loại và chuyển đổi các đơn vị đo ($^{\circ}\text{C}, ^{\circ}\text{F}, \text{K}, ^{\circ}\text{R}$; $\text{Pa}, \text{bar}, \text{at}, \text{atm}, \text{mmHg}, \text{psi}$). Thiết lập công thức nhiệt dung riêng ($c_v, c_p$), chỉ số đoạn nhiệt ($k = c_p/c_v$). Khảo sát các pha của chất thuần khiết, quá trình hóa hơi đẳng áp, xác định trạng thái nước chưa sôi, nước sôi ($x=0$), hơi bão hòa ẩm ($0<x<1$), hơi bão hòa khô ($x=1$), hơi quá nhiệt và điểm tới hạn ($K$) trên đồ thị $p-v$, $T-s$ và $\lg p-h$. Phân tích quá trình lưu động và quá trình tiết lưu đoạn nhiệt đẳng enthalpy ($h_0 = h_1$). Khảo sát chu trình động cơ nhiệt thuận chiều (hiệu suất $\eta_{ct}$), chu trình ngược chiều máy lạnh (hệ số làm lạnh $\varepsilon = q_2/l$) và bơm nhiệt ($\varphi = 1 + \varepsilon$), định luật II nhiệt động học (phát biểu Clausius, Kelvin-Planck), chu trình Carnot thuận/nghịch và nguyên lý chu trình máy lạnh nén hơi, máy lạnh hấp thụ (cặp môi chất $\text{NH}_3/\text{H}_2\text{O}$ và $\text{H}_2\text{O}/\text{LiBr}$).
  • Phần Truyền nhiệt: Nghiên cứu trường nhiệt độ (ổn định, không ổn định, 1-2-3 chiều), mặt đẳng nhiệt, gradient nhiệt độ ($\text{grad},t$), mật độ dòng nhiệt ($q$). Thiết lập định luật Fourier ($q = -\lambda,\text{grad},t$), hệ số dẫn nhiệt ($\lambda$), phương trình vi phân dẫn nhiệt $\frac{\partial t}{\partial \tau} = a \nabla^2 t + \frac{q_v}{c\rho}$ và 4 loại điều kiện đơn trị. Khảo sát trao đổi nhiệt đối lưu (công thức Newton $q = \alpha(t_w - t_f)$), lý thuyết đồng dạng và các tiêu chuẩn $\text{Nu}, \text{Re}, \text{Gr}, \text{Pr}$, công thức thực nghiệm Mikheev cho dòng chảy trong ống và chùm ống. Nghiên cứu bức xạ nhiệt (các định luật Planck, Wien, Stefan-Boltzmann, Kirchhoff, bức xạ mặt trời). Tính toán truyền nhiệt qua vách phẳng, vách trụ, vách có cánh và phương pháp tính nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt dựa trên phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt với độ chênh nhiệt độ trung bình logarit ($\Delta t_{\ln}$).
• Chương II: Cơ sở kỹ thuật lạnh (30 giờ: 24 lý thuyết, 5 bài tập, 1 kiểm tra): Khái quát các phương pháp làm lạnh nhân tạo; tính chất vật lý, hóa học, nhiệt động của môi chất lạnh ($\text{NH}_3$, Freon) và chất tải lạnh (nước, nước muối, glycol); cấu tạo, nguyên lý chu trình máy lạnh 1 cấp nén, chu trình 2 cấp nén có làm mát trung gian; phân loại máy nén lạnh; cấu tạo thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, cơ cấu tiết lưu (van tiết lưu, ống mao) và các thiết bị phụ trợ trên đường ống.
• Chương III: Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí (30 giờ: 22 lý thuyết, 7 bài tập, 1 kiểm tra): Khảo sát các thông số trạng thái của không khí ẩm (độ ẩm tương đối $\varphi$, độ chứa hơi $d$, enthalpy $I$); phân loại hệ thống ĐHKK (cục bộ, trung tâm); các phương pháp và thiết bị xử lý nhiệt ẩm không khí; tính toán hệ thống phân phối và vận chuyển không khí (tổ chức trao đổi khí trong phòng, mạng đường ống gió); nguyên lý tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và hệ thống cấp nước cho ĐHKK.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống cơ sở khoa học dựa trên các trụ cột:

• Lý thuyết nhiệt động lực học kỹ thuật: Định luật I và Định luật II nhiệt động lực học, lý thuyết về chất môi giới, khí lý tưởng, khí thực và phương trình trạng thái pha.
• Lý thuyết truyền nhiệt vi phân và đồng dạng: Phương trình truyền dẫn nhiệt Fourier, phương trình vi phân biến thiên trường nhiệt độ, hệ thống chuẩn số đồng dạng thủy - nhiệt ($\text{Nu}, \text{Re}, \text{Gr}, \text{Pr}$) và định luật bức xạ năng lượng điện từ.
• Nguyên lý chu trình công nghệ: Mô hình hóa toán học các chu trình nhiệt động chuẩn, xác định công nén riêng ($l = h_2 - h_1$), năng suất lạnh riêng ($q_o = h_1 - h_4$), nhiệt lượng ngưng tụ ($q_k = h_2 - h_3$) và hiệu suất chu trình trên đồ thị logarit áp suất - enthalpy ($\lg p-h$).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Kỹ năng tra cứu bảng thông số nhiệt động của nước, hơi nước bão hòa và các môi chất lạnh công nghiệp; kỹ năng xác định điểm trạng thái và vẽ chu trình nhiệt động trên đồ thị $\lg p-h$, đồ thị $T-s$ và đồ thị không khí ẩm $I-d$; kỹ năng tính chuyển đổi giữa các hệ đơn vị đo lường (SI, kỹ thuật, đo lường Anh - Mỹ).
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích các quá trình nhiệt động cơ bản (đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt, đoạn nhiệt, tiết lưu); phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt đối lưu tự nhiên, đối lưu cưỡng bức và trao đổi nhiệt bức xạ; tính toán cân bằng năng lượng và hiệu quả biến đổi chu trình.
• Năng lực ứng dụng thực hành (Practical competencies): Tính toán tổn thất nhiệt qua vách phẳng, vách trụ nhiều lớp có bọc vật liệu cách nhiệt; tính chọn diện tích bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt; phân tích sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh và điều hòa không khí để làm cơ sở tiếp thu các mô đun lắp đặt, vận hành và sửa chữa chuyên ngành.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Phương pháp tiếp cận sư phạm

Chương trình áp dụng phương pháp dạy học tích cực, kết hợp đồng bộ giữa giảng dạy lý thuyết, giải bài tập kỹ thuật và phân tích trên mô hình học cụ:

• Đối với giảng viên: Sử dụng phương pháp diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề, hướng dẫn sinh viên khai thác tài liệu, áp dụng các thiết bị trình chiếu (Projector), tranh vẽ kỹ thuật và mô hình học cụ mô phỏng để trực quan hóa các quá trình nhiệt động và cấu trúc thiết bị. Thực hiện thao tác mẫu, hướng dẫn giải bài tập và sửa sai trực tiếp cho người học.
• Đối với người học: Thực hiện học tập kết hợp giữa nghiên cứu cá nhân và làm việc nhóm (mỗi nhóm gồm 2-3 người). Sinh viên được phân công chủ đề thảo luận trước giờ học, tiến hành thu thập thông tin, chuẩn bị bài, thảo luận nhóm, ghi chép và viết báo cáo chuyên đề.

Bài tập, thực hành và tự học

Giáo trình bố trí hệ thống 20 bài tập tự luận và tính toán kỹ thuật điển hình sau mỗi chương lý thuyết, tập trung vào:

• Xác định thông số trạng thái của hơi bão hòa ẩm (tính thể tích riêng $v_x$, enthalpy $i_x$, entropy $s_x$ theo độ khô $x$).
• Tính toán nhiệt lượng cấp trong quá trình hóa hơi đẳng áp.
• Thiết lập phương trình và tính mật độ dòng nhiệt $q$ dẫn qua vách phẳng 1 lớp, vách phẳng nhiều lớp, vách trụ bọc cách nhiệt.
• Tính toán tổn thất nhiệt trên đường ống dẫn môi chất lạnh kim loại có lớp bọc cách nhiệt, xác định chiều dày lớp cách nhiệt cần tăng thêm để triệt tiêu hiện tượng đọng sương ngoài bề mặt ống.
• Tính toán diện tích bề mặt trao đổi nhiệt $F$ và độ chênh nhiệt độ trung bình $\Delta t_{\ln}$ cho thiết bị trao đổi nhiệt kiểu song song cùng chiều và ngược chiều.

Yêu cầu người học phải tham dự tối thiểu 70% thời lượng môn học (vắng quá 30% tổng số giờ tích hợp bắt buộc phải học lại mô đun), chủ động tự học và khai thác tài liệu từ thư viện cũng như các nguồn học liệu được cung cấp.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo trình độ Trung cấp hệ chính quy (Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội) với cơ cấu điểm số cụ thể:

Thành phần đánh giá	Hình thức tổ chức	Thời điểm	Nội dung / Chuẩn đầu ra	Trọng số
Kiểm tra thường xuyên	Viết / Tự luận / Trắc nghiệm / Vấn đáp	Sau 20 giờ	Kiến thức cơ bản, tính chuyên cần (A1, C1, C2)	Hệ số 1 (thuộc 40%)
Kiểm tra định kỳ	Viết và thực hành tính toán trên mô hình	Sau 40 giờ	Tra bảng, giải bài toán truyền nhiệt (A2, B1, C1, C2)	Hệ số 2 (thuộc 40%)
Thi kết thúc môn học	Vấn đáp và thực hành trên mô hình	Sau 75 giờ	Đánh giá tổng hợp toàn bộ chuẩn đầu ra (A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2)	60%

Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), tính tổng điểm môn học theo trọng số, sau đó quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy định đào tạo tín chỉ.

---

Điểm nổi bật và tính thực tiễn của giáo trình

• Tính cấu trúc theo định hướng mô đun nghề: Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho mã mô đun MH09, đóng vai trò bản lề tích hợp giữa khoa học cơ bản (vật lý nhiệt động) và các ứng dụng kỹ thuật thực tế của nghề máy lạnh và ĐHKK, khắc phục sự phân tán giữa hai phân môn Nhiệt động lực học và Truyền nhiệt.
• Gắn kết chặt chẽ với ứng dụng công nghiệp: Giáo trình phân tích ứng dụng thực tế của kỹ thuật nhiệt - lạnh trong các dây chuyền sản xuất: quá trình làm lạnh, cấp đông và trữ đông thủy hải sản; quá trình hạ nhiệt và gia nhiệt trong nhà máy chế biến sữa, bia, nước giải khát, nhà máy đường, nhà máy sản xuất dược phẩm; công nghệ sấy trong sản xuất giấy, cao su, chế biến gỗ.
• Tích hợp các giải pháp chu trình nhiệt lạnh mở rộng: Bên cạnh chu trình máy lạnh nén hơi sử dụng điện năng truyền thống, tài liệu phân tích sâu nguyên lý máy lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt năng (hơi nước nóng, khí thải, than củi) với các cặp môi chất $\text{NH}_3/\text{H}_2\text{O}$ và $\text{H}_2\text{O}/\text{LiBr}$, đồng thời cung cấp kiến thức nền tảng về bức xạ năng lượng mặt trời và khả năng ứng dụng trong kỹ thuật nhiệt hiện đại.
• Hệ thống hóa trên nền tảng học thuật chuẩn mực: Nội dung giáo trình được tổng hợp, kế thừa từ các công trình nghiên cứu chuyên ngành của các tác giả uy tín trong nước như:
  • Nhiệt động lực học kỹ thuật, Bài tập Nhiệt động lực học kỹ thuật và truyền nhiệt, Truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt – PGS.TS. Hoàng Đình Tín, PGS.TS. Lê Chí Hiệp, PGS.TS. Bùi Hải (NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2003).
  • Nhiệt kỹ thuật – PGS.TS. Nguyễn Bốn, PGS.TS. Hoàng Ngọc Đồng (NXB Giáo Dục).
  • Kỹ thuật lạnh cơ sở, Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí – GS.TS. Nguyễn Đức Lợi (NXB Giáo Dục, 2006; NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007).
  • Máy và thiết bị lạnh, Thông gió và Điều hòa không khí – PGS.TS. Võ Chí Chính (NXB Khoa học và Kỹ thuật).
  • Máy lạnh – GS.TS. Trần Thanh Kỳ (NXB Giáo Dục, 2006).
  • Cơ sở kỹ thuật điều tiết không khí – TS. Hà Đăng Trung, ThS. Nguyễn Quân (NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 1997).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên và học viên đào tạo nghề: Giáo trình phục vụ trực tiếp cho học viên, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng ngành Kỹ thuật máy lạnh và Điều hòa không khí. Đồng thời, tài liệu là nguồn tham khảo kiến thức kỹ thuật nhiệt cơ sở cho sinh viên các ngành kỹ thuật liên quan như Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Điện công nghiệp và Vận hành nhà máy chế biến.
• Kiến thức điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu hiệu quả mô đun MH09, người học cần hoàn thành các môn học đại cương và cơ sở nghề trong chương trình đào tạo gồm:
  • Vẽ kỹ thuật (MH07): Kỹ năng đọc bản vẽ, sơ đồ nguyên lý không gian.
  • Cơ sở kỹ thuật điện (MH08): Khái niệm về dòng điện, công suất, năng lượng.
  • Toán học và Vật lý kỹ thuật cơ sở: Kiến thức về đạo hàm, tích phân, phương trình vi phân và các định luật vật lý về áp suất, nhiệt độ, chất khí.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng giáo trình làm khung bài giảng chuẩn để thiết kế đề cương chi tiết, tổ chức giảng dạy 56 giờ lý thuyết, biên soạn đề bài cho 16 giờ bài tập kỹ thuật và xây dựng ngân hàng câu hỏi kiểm tra định kỳ, đề thi kết thúc môn học.
• Tự học và tra cứu kỹ thuật: Tài liệu cung cấp hệ thống định nghĩa, công thức toán học tường minh, phương pháp tra cứu đồ thị $\lg p-h$ và hệ thống bài tập có lời giải phục vụ cho kỹ sư, kỹ thuật viên tự ôn tập kiến thức nền tảng trong thực tế sản xuất.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được biên soạn cho đối tượng nào?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho người học trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí của Trường Cao đẳng Cơ giới và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp có chương trình tương đương. Ngoài ra, học viên các ngành Cơ điện tử, Điện công nghiệp, Chế biến thực phẩm cũng có thể sử dụng làm tài liệu cơ sở nhiệt - lạnh.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần hoàn thành khối kiến thức chung và các mô đun cơ sở nghề: Vẽ kỹ thuật (MH07), Cơ sở kỹ thuật điện (MH08), có kiến thức căn bản về chuyển đổi đơn vị đo lường, giải tích toán học cơ bản (tích phân, vi phân) và nhiệt học phổ thông.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các giáo trình nhiệt động học thuần túy?

Giáo trình MH09 được tích hợp chuyên biệt theo định hướng mô đun kỹ thuật nghề: tích hợp gọn phần Nhiệt động kỹ thuật và Truyền nhiệt trong 14 giờ đầu, dành 60 giờ còn lại tập trung trực tiếp vào Cơ sở kỹ thuật lạnh và Kỹ thuật điều hòa không khí. Tài liệu lược bỏ các chứng minh lý thuyết phức tạp, tập trung vào công thức thực nghiệm, phương pháp tra bảng số liệu và đọc đồ thị trạng thái $\lg p-h, T-s, I-d$.

4. Phương pháp nào giúp sinh viên tự học và nắm vững kiến thức trong giáo trình?

Người học cần kết hợp nghiên cứu lý thuyết trước khi lên lớp, tham gia nhóm học tập từ 2-3 người để thảo luận các chủ đề được giao, thực hành giải toàn bộ 20 bài toán tính toán nhiệt kỹ thuật cuối Chương I và rèn luyện kỹ năng tra cứu đồ thị nhiệt động để xác định các thông số trạng thái ($p, t, v, i, s, x$).

5. Những tài liệu chuyên ngành nào có thể dùng để tra cứu bổ trợ cho giáo trình?

Người học có thể tham khảo trực tiếp danh mục tài liệu chuyên khảo được trích dẫn trong giáo trình: Nhiệt động lực học kỹ thuật (Hoàng Đình Tín, Lê Chí Hiệp), Truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt (Hoàng Đình Tín), Kỹ thuật lạnh cơ sở (Nguyễn Đức Lợi), Máy và thiết bị lạnh (Võ Chí Chính), và Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí (Nguyễn Đức Lợi).

---

Kết luận

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh & ĐHKK (MH09) xác lập hệ thống kiến thức lý thuyết cơ sở và công cụ tính toán nhiệt kỹ thuật chuẩn mực cho chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh và Điều hòa không khí. Với cấu trúc logic từ nhiệt động học, quy luật truyền nhiệt đến cấu trúc hệ thống thiết bị lạnh và nhiệt ẩm điều hòa không khí, tài liệu là cầu nối bắt buộc để người học tiến tới các mô đun chuyên môn cốt lõi:

Quá trình học tập mô đun đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu tài liệu, giải bài tập kỹ thuật và đối chiếu với hệ thống tài liệu tham khảo chuyên ngành của các trường đại học kỹ thuật nhằm hoàn thiện toàn diện năng lực nghề nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. 12 + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có  Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT: Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm về nhiệt động lực học.

- Hơi và thông số trạng thái hơi, Các quá trình nhiệt động của hơi. - Các chu trình nhiệt động. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới: 1. Các khái niệm và định nghĩa: a) Khái niệm chất môi giới (CMG): * Chất môi giới hay môi chất công tác: Được sử dụng trong thiết bị nhiệt là chất có vai trò trung gian trong quá trình biến đổi giữa nhiệt năng và cơ năng.

* Thông số trạng thái của CMG: Là các đại lượng vật lý đặc trưng cho trạng thái nhiệt động của CMG. b) Các thông số trạng thái của chất môi giới: * Nhiệt độ: Nhiệt độ (T) - số đo trạng thái nhiệt của vật. Theo thuyết động học phân tử, nhiệt độ là số đo động năng trung bình của các phân tử. [1-1] Trong đó: mμ - khối lượng phân tử ω - vận tốc trung bình của các phân tử k - hằng số Bonzman , k = 1,3805.105 J/độ T - nhiệt độ tuyệt đối.

Nhiệt kế: Nhiệt kế hoạt động dựa trên sự thay đổi một số tính chất vật lý của vật thay đổi theo nhiệt độ, ví dụ: chiều dài, thể tích, màu sắc, điện trở , v. Thang nhiệt độ: 1) Thang nhiệt độ Celsius (0C) 2) Thang nhiệt độ Fahrenheit (0F) 3) Thang nhiệt độ Kelvin (K) 4) Thang nhiệt độ Rankine (0R) Mối quan hệ giữa các đơn vị đo nhiệt độ: o C= (oF – 32) o C = K – 273 Hình 1.oR – 273 * Áp suất: 13 + Khái niệm: Áp suất của lưu chất (p) - lực tác dụng của các phân tử theo phương pháp tuyến lên một đơn vị diện tích thành chứa. p= [1-2] Theo thuyết động học phân tử : p= [1-3] trong đó : p - áp suất ; F - lực tác dụng của các phân tử ; A - diện tích thành bình chứa ; n - số phân tử trong một đơn vị thể tích ; α - hệ số phụ thuộc vào kích thước và lực tương tác của các phân tử.