Giáo trình Cơ sở Nhiệt lạnh & ĐHKK - Trường CĐ GTVT Trung ương I

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

Trường đại học

Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật

Chuyên ngành

Kỹ Thuật Máy Lạnh Và Điều Hòa Không Khí

Thể loại

Giáo Trình

180

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

LỜI GIỚI THIỆU

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT

1.1. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT

1.1.1. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới

1.1.1.1. Các khái niệm và định nghĩa

1.1.1.2. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới

1.1.1.3. Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng

1.1.2. Hơi và các thông số trạng thái của hơi

1.1.2.1. Các thể (pha) của vật chất

1.1.2.2. Quá trình hoá hơi đẳng áp

1.1.2.3. Các đường giới hạn và các miền trạng thái của nước và hơi

1.1.2.4. Cách xác định các thông số của hơi bằng bảng và đồ thị lgp-h

1.1.2.5. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi trên đồ thị lgp-h

1.1.3. Quá trình lưu động và tiết lưu

1.1.3.1. Quá trình lưu động

1.1.3.2. Quá trình tiết lưu

1.1.4. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt

1.1.4.1. Khái niệm và định nghĩa chu trình nhiệt động

1.1.4.2. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt

1.1.4.3. Chu trình máy lạnh hấp thụ

1.2. TRUYỀN NHIỆT

1.2.1. Dòng nhiệt ổn định dẫn qua vách phẳng và vách trụ

1.2.1.1. Nhiệt trở của vách phẳng và vách trụ mỏng

1.2.2. Một số hình thức trao đổi nhiệt đối lưu thường gặp

1.2.2.1. Tỏa nhiệt khi sôi và khi ngưng hơi

1.2.3. Trao đổi nhiệt bức xạ

1.2.3.1. Dòng nhiệt trao đổi bằng bức xạ giữa các vật

1.2.3.2. Bức xạ của mặt trời (nắng)

1.2.4. Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt

1.2.4.1. Truyền nhiệt tổng hợp

1.2.4.2. Truyền nhiệt qua vách phẳng và vách trụ

1.2.4.3. Truyền nhiệt qua vách có cánh

1.2.4.4. Tăng cường truyền nhiệt và cách nhiệt

1.2.4.5. Thiết bị trao đổi nhiệt

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH

2.1. KHÁI NIỆM CHUNG

2.1.1. Ý nghĩa của kỹ thuật lạnh trong đời sống và sản xuất

2.1.2. Các phương pháp làm lạnh nhân tạo

2.2. MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH

2.2.1. Các môi chất lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh

2.2.2. Chất tải lạnh

2.2.3. Bài tập về môi chất lạnh và chất tải lạnh

2.3. CÁC HỆ THỐNG LẠNH THÔNG DỤNG

2.3.1. Hệ thống lạnh với một cấp nén

2.3.1.1. Sơ đồ 1 cấp nén đơn giản

2.3.1.2. Sơ đồ có quá nhiệt hơi hút, quá lạnh lỏng và hồi nhiệt

2.3.2. Sơ đồ 2 cấp nén có làm mát trung gian

2.4. MÁY NÉN LẠNH

2.4.1. Vai trò của máy nén lạnh

2.4.2. Phân loại máy nén lạnh

2.4.3. Các thông số đặc trưng của máy nén lạnh

2.4.4. Máy nén lí tưởng một cấp (không có không gian thừa)

2.4.4.1. Cấu tạo và chuyển vận

2.4.4.2. Các hành trình và đồ thị P-V

2.4.5. Máy nén có không gian thừa

2.4.5.1. Năng suất nén V khi có không gian thừa

2.4.6. Máy nén nhiều cấp có làm mát trung gian

2.4.6.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

2.4.6.2. Tỉ số nén ở mỗi cấp

2.4.6.3. Lợi ích của máy nén nhiều cấp

2.4.7. Bài tập tính toán máy nén piston

2.4.8. Giới thiệu một số chủng loại máy nén khác

2.4.8.1. Máy nén rô to

2.4.8.2. Máy nén scroll (đĩa xoắn)

2.4.8.3. Máy nén trục vít

2.5. CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH

2.5.1. Các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu

2.5.1.1. Thiết bị ngưng tụ

2.5.1.2. Tháp giải nhiệt

2.5.1.3. Thiết bị bay hơi

2.5.2. Thiết bị tiết lưu (giảm áp)

2.5.2.1. Giảm áp bằng ống mao

2.5.3. Thiết bị phụ, dụng cụ và đường ống của hệ thống lạnh

2.5.3.1. Thiết bị phụ của hệ thống lạnh

2.5.3.2. Dụng cụ của hệ thống lạnh

2.5.3.3. Đường ống của hệ thống lạnh

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

3.1. KHÔNG KHÍ ẨM

3.1.1. Các thông số trạng thái của không khí ẩm

3.1.1.1. Thành phần của không khí

3.1.1.2. Các thông số trạng thái của không khí ẩm

3.1.2. Đồ thị I - d và d - t của không khí ẩm

3.1.3. Một số quá trình của không khí ẩm khi ĐHKK

3.1.4. Bài tập về sử dụng đồ thị

3.2. KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

3.2.1. Khái niệm về thông gió và ĐHKK

3.2.1.1. Thông gió là gì?

3.2.1.2. Khái niệm về ĐHKK

3.2.2. Khái niệm về nhiệt thừa và tải lạnh cần thiết của công trình

3.2.3. Bài tập về tính toán tải lạnh đơn giản

3.2.4. Hệ thống ĐHKK

3.2.4.1. Các khâu của hệ thống ĐHKK

3.2.4.2. Phân loại hệ thống ĐHKK

3.2.5. Các phương pháp và thiết bị xử lý không khí

3.3. HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ

3.3.1. Trao đổi không khí trong phòng

3.3.1.1. Các dòng không khí tham gia trao đổi không khí trong phòng

3.3.1.2. Các hình thức cấp gió và thải gió

3.3.1.3. Các kiểu miệng cấp và miệng hồi

3.3.2. Đường ống gió

3.3.2.1. Cấu trúc của hệ thống

3.3.2.2. Các loại trở kháng thủy lực của đường ống

3.3.3. Quạt gió

3.3.3.1. Phân loại quạt

3.3.3.2. Đường đặc tính của quạt và điểm làm việc trong mạng đường ống

3.3.4. Bài tập về quạt gió và trở kháng đường ống

3.4. CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

3.4.1. Khâu tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phòng

3.4.1.1. Tự động điều chỉnh nhiệt độ

3.4.1.2. Tự động điều chỉnh độ ẩm trong một số hệ thống ĐHKK công nghệ

3.4.2. Lọc bụi và tiêu âm trong ĐHKK

3.4.2.1. Tác dụng của lọc bụi

3.4.2.2. Tiếng ồn khi có ĐHKK - nguyên nhân và tác hại

3.4.3. Cung cấp nước cho ĐHKK

3.4.3.1. Các sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller

3.4.3.2. Cung cấp nước cho các buồng phun

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hướng dẫn toàn diện giáo trình cơ sở nhiệt lạnh 2024

Giáo trình cơ sở nhiệt lạnh và điều hòa không khí là tài liệu nền tảng, không thể thiếu cho sinh viên theo học nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí trình độ trung cấp. Cuốn sách này được biên soạn nhằm cung cấp một lộ trình học tập bài bản, từ những khái niệm cơ bản nhất về nhiệt động lực học đến các ứng dụng chuyên sâu trong thực tế. Nội dung được trình bày một cách có hệ thống, giúp người học xây dựng kiến thức vững chắc để tiếp thu các môn học chuyên ngành phức tạp hơn. Điểm đặc biệt của giáo trình điện lạnh này là sự kết hợp hài hòa giữa lý thuyết hàn lâm và các ví dụ thực tiễn, giúp sinh viên dễ dàng liên hệ kiến thức với công việc sau này. Các chương mục được phân chia rõ ràng, bắt đầu từ cơ sở kỹ thuật nhiệt, sau đó đi sâu vào kỹ thuật lạnh và cuối cùng là kỹ thuật điều hòa không khí. Đây được xem là một trong những cuốn sách dạy nghề điện lạnh cốt lõi, đóng vai trò kim chỉ nam cho bất kỳ ai muốn theo đuổi sự nghiệp trong lĩnh vực này, đặc biệt là với giáo trình hệ trung cấp điện lạnh. Việc nắm vững kiến thức trong giáo trình không chỉ giúp học sinh vượt qua các kỳ thi mà còn trang bị kỹ năng tư duy logic, phân tích và giải quyết vấn đề, là nền tảng cho việc sửa chữa điện lạnh cơ bản và bảo trì hệ thống lạnh một cách chuyên nghiệp. Tài liệu này không chỉ dành riêng cho sinh viên chuyên ngành mà còn hữu ích cho những ai muốn tìm hiểu sâu hơn về ngành công nghiệp nhiệt lạnh, một lĩnh vực có nhu cầu nhân lực chất lượng cao ngày càng tăng trong bối cảnh hiện đại hóa.

1.1. Giới thiệu tổng quan về tài liệu kỹ thuật nhiệt lạnh

Giáo trình được biên soạn với mục tiêu cung cấp kiến thức tổng quát và cơ bản nhất cho học sinh, sinh viên ngành lạnh. Nội dung bao gồm ba chương chính: Chương 1 trình bày về Cơ sở kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt, Chương 2 đi sâu vào Cơ sở kỹ thuật lạnh, và Chương 3 tập trung vào Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí. Theo lời giới thiệu, tài liệu này được thiết kế để làm nền tảng vững chắc, giúp người học dễ dàng tiếp cận các kiến thức chuyên sâu hơn. Các tài liệu kỹ thuật nhiệt lạnh như thế này đóng vai trò quan trọng trong việc chuẩn hóa chương trình đào tạo, đảm bảo sinh viên sau khi tốt nghiệp có đủ năng lực để làm việc trong môi trường thực tế.

1.2. Tầm quan trọng của sách dạy nghề điện lạnh trình độ trung cấp

Đối với trình độ trung cấp, việc có một cuốn sách dạy nghề điện lạnh chuẩn mực là vô cùng cần thiết. Nó không chỉ hệ thống hóa kiến thức mà còn định hướng phương pháp học tập hiệu quả. Giáo trình này giúp học viên hiểu rõ nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh, biết cách tra bảng, sử dụng đồ thị và giải quyết các bài toán kỹ thuật đơn giản. Như mục tiêu môn học đã nêu, sau khi hoàn thành, học viên có khả năng trình bày kiến thức cơ bản nhất về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy lạnh và hệ thống ĐHKK, rèn luyện tư duy logic và khả năng ứng dụng vào thực tiễn.

II. Thách thức khi học kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí

Việc học tập ngành kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí đặt ra không ít thách thức cho người mới bắt đầu. Một trong những rào cản lớn nhất là khối lượng kiến thức lý thuyết trừu tượng, đặc biệt là các nguyên lý về nhiệt động lực học kỹ thuật và truyền nhiệt. Nhiều học viên cảm thấy khó khăn khi phải hình dung các chu trình nhiệt động, các quá trình biến đổi trạng thái của chất môi giới hay các định luật phức tạp như định luật Fourier. Nếu không có một tài liệu hướng dẫn chi tiết, việc liên kết giữa lý thuyết và thực hành trở nên gần như bất khả thi. Thách thức thứ hai đến từ việc phải hiểu rõ nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh. Một hệ thống lạnh bao gồm nhiều thiết bị phức tạp như máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi và van tiết lưu, mỗi bộ phận đều có vai trò và nguyên tắc hoạt động riêng. Việc hiểu sai hoặc không nắm vững cấu trúc cơ bản này sẽ dẫn đến những sai lầm nghiêm trọng trong quá trình lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống lạnh. Hơn nữa, sự đa dạng của các loại môi chất lạnh và các hệ thống khác nhau (một cấp nén, hai cấp nén, hệ thống trung tâm) đòi hỏi người học phải có khả năng phân tích và tổng hợp thông tin một cách hệ thống. Giáo trình này ra đời chính là để giải quyết những thách thức đó, cung cấp một lộ trình rõ ràng và dễ hiểu.

2.1. Khó khăn trong việc nắm vững nhiệt động lực học kỹ thuật

Chương 1 của giáo trình tập trung vào nhiệt động lực học kỹ thuật và truyền nhiệt, đây là phần kiến thức nền tảng nhưng cũng khó nắm bắt nhất. Các khái niệm như chất môi giới, thông số trạng thái, enthalpy, entropy, và các chu trình nhiệt động đòi hỏi sự tư duy trừu tượng cao. Học viên thường gặp khó khăn trong việc áp dụng các công thức toán học vào việc phân tích các quá trình đẳng tích, đẳng áp, đẳng nhiệt. Nếu không được giải thích cặn kẽ, người học dễ bị "ngợp" và mất đi hứng thú với môn học. Giáo trình này đã hệ thống hóa các khái niệm này một cách logic và đi kèm các bài tập ứng dụng để củng cố kiến thức.

2.2. Hiểu sai nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh phổ biến

Một sai lầm phổ biến là chỉ học thuộc lòng cấu tạo máy lạnh mà không thực sự hiểu sâu về nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh. Việc này dẫn đến tình trạng không thể chẩn đoán và khắc phục sự cố một cách hiệu quả. Giáo trình đã trình bày chi tiết sơ đồ và nguyên lý của các hệ thống lạnh thông dụng, từ hệ thống một cấp nén đơn giản đến hệ thống hai cấp nén phức tạp, giúp người học hiểu rõ dòng chảy năng lượng và sự biến đổi của môi chất qua từng thiết bị, từ đó xây dựng nền tảng vững chắc cho kỹ năng sửa chữa điện lạnh cơ bản.

III. Phương pháp làm chủ cơ sở nhiệt động và truyền nhiệt

Để làm chủ ngành kỹ thuật lạnh, việc nắm vững nền tảng về nhiệt động và truyền nhiệt là yêu cầu bắt buộc. Giáo trình này cung cấp một phương pháp tiếp cận khoa học, bắt đầu từ những khái niệm cốt lõi nhất. Chương 1, "Cơ sở kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt", được xây dựng để giải quyết vấn đề này. Nội dung chương đi sâu vào việc phân tích chất môi giới và các thông số trạng thái, giúp người học hiểu rõ bản chất của các quá trình vật lý xảy ra bên trong hệ thống. Một trong những điểm nhấn quan trọng là phần trình bày về các chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt. Giáo trình không chỉ giới thiệu chu trình Carnot lý tưởng mà còn đi sâu vào các chu trình thực tế, được biểu diễn trực quan trên đồ thị T-s và lgp-h. Điều này giúp học viên hình dung rõ ràng các quá trình nén, ngưng tụ, tiết lưu và bay hơi. Bên cạnh đó, các quy luật về truyền nhiệt được giải thích một cách cặn kẽ, từ dẫn nhiệt qua vách phẳng, vách trụ đến trao đổi nhiệt đối lưu và bức xạ. Việc hiểu rõ các hình thức truyền nhiệt là chìa khóa để thiết kế và tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị trao đổi nhiệt như dàn nóng dàn lạnh. Giáo trình còn cung cấp các công thức và bài tập tính toán thực tế, giúp người học áp dụng ngay lập tức lý thuyết đã học để giải quyết các vấn đề kỹ thuật cụ thể.

3.1. Phân tích các chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt

Giáo trình giới thiệu chi tiết về chu trình nhiệt động ngược chiều, nền tảng của mọi hệ thống làm lạnh. Các quá trình như nén đoạn nhiệt, nhả nhiệt đẳng áp, tiết lưu đẳng enthalpy và nhận nhiệt đẳng áp được mô tả kỹ lưỡng. Đặc biệt, việc sử dụng đồ thị lgp-h để biểu diễn chu trình giúp trực quan hóa các thông số như công nén, nhiệt lượng nhận vào và thải ra. Theo tài liệu, công nén riêng được tính bằng công thức l = h₂ – h₁, và hệ số làm lạnh là ε = q₀ / l. Việc hiểu rõ các công thức này là nền tảng để đánh giá hiệu quả năng lượng của một hệ thống lạnh.

3.2. Quy luật truyền nhiệt qua vách phẳng và các thiết bị trao đổi

Phần truyền nhiệt trong giáo trình làm rõ ba hình thức cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Định luật Fourier về dẫn nhiệt và công thức tính toán dòng nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp là kiến thức cốt lõi. Giáo trình cũng trình bày về các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu, phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng. Hiểu được các quy luật này giúp kỹ thuật viên tương lai có thể tính toán, lựa chọn và bảo trì hệ thống lạnh một cách hiệu quả, đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt tối ưu.

IV. Bí quyết làm chủ kỹ thuật lạnh qua giáo trình điện lạnh

Chương 2 của giáo trình điện lạnh này được xem là phần trọng tâm, cung cấp những kiến thức chuyên sâu và thực tiễn nhất về cơ sở kỹ thuật lạnh. Bí quyết để làm chủ lĩnh vực này nằm ở việc nắm vững ba mảng kiến thức chính: môi chất lạnh, các hệ thống lạnh thông dụng và cấu tạo chi tiết của từng thiết bị. Giáo trình đã dành một phần quan trọng để giới thiệu về các loại môi chất lạnh và chất tải lạnh, từ các loại truyền thống như Amoniac (NH₃) đến các loại Freon phổ biến như gas R32, gas R410A. Việc hiểu rõ tính chất hóa học, vật lý và các tiêu chuẩn an toàn của từng loại gas là yêu cầu cơ bản đối với một kỹ thuật viên chuyên nghiệp. Tiếp theo, tài liệu đi sâu phân tích chu trình làm lạnh nén hơi, bao gồm cả hệ thống một cấp nén và hai cấp nén. Các sơ đồ nguyên lý và đồ thị lgp-h được trình bày rõ ràng, giúp người học không chỉ hiểu nguyên lý mà còn có thể tính toán hiệu suất của chu trình. Đặc biệt, phần cấu tạo máy lạnh được mô tả cực kỳ chi tiết. Từ máy nén (piston, rô to, scroll, trục vít) đến các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu như thiết bị ngưng tụ (dàn nóng) và thiết bị bay hơi (dàn lạnh), hay các bộ phận quan trọng khác như van tiết lưu. Mỗi thiết bị đều được phân tích về vai trò, phân loại và nguyên lý hoạt động, cung cấp một cái nhìn toàn cảnh và sâu sắc về cách một hệ thống lạnh vận hành.

4.1. Tìm hiểu các loại môi chất lạnh phổ biến như gas R32 R410A

Giáo trình định nghĩa môi chất lạnh (gas lạnh) là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều. Tài liệu hướng dẫn cách ký hiệu các loại Freon và trình bày chi tiết các yêu cầu đối với một môi chất lý tưởng: tính chất hóa học (bền vững, không ăn mòn), tính chất lý học (áp suất ngưng tụ không quá cao, nhiệt ẩn hóa hơi lớn), và an toàn (không độc hại, không cháy nổ). Các loại gas hiện đại như gas R32 và gas R410A ngày càng được ưa chuộng vì hiệu suất cao và ít ảnh hưởng đến môi trường, và việc hiểu rõ chúng là rất cần thiết.

4.2. Phân tích cấu tạo máy lạnh máy nén dàn nóng van tiết lưu

Giáo trình mô tả máy nén là "trái tim" của hệ thống, có nhiệm vụ hút hơi môi chất ở áp suất thấp và nén lên áp suất cao. Các loại máy nén như piston, trục vít được phân tích kỹ về cấu tạo và nguyên lý. Thiết bị ngưng tụ (dàn nóng) và thiết bị bay hơi (dàn lạnh) là hai thiết bị trao đổi nhiệt quan trọng. Bên cạnh đó, van tiết lưu đóng vai trò giảm áp suất và điều chỉnh lưu lượng môi chất lỏng vào dàn bay hơi. Hiểu rõ chức năng của từng bộ phận giúp việc chẩn đoán lỗi và sửa chữa điện lạnh cơ bản trở nên chính xác hơn.

4.3. Hiểu rõ chu trình làm lạnh nén hơi một và hai cấp nén

Tài liệu trình bày chi tiết sơ đồ và cách tính toán cho chu trình làm lạnh nén hơi một cấp, từ chu trình khô đơn giản đến chu trình có quá nhiệt, quá lạnh. Đặc biệt, các chu trình hai cấp nén có làm mát trung gian được phân tích sâu, giải thích lợi ích của việc sử dụng nén nhiều cấp khi tỉ số nén lớn. Việc nắm vững các chu trình này giúp người học có khả năng làm việc với các hệ thống lạnh công nghiệp phức tạp, đòi hỏi hiệu suất và độ tin cậy cao.

V. Ứng dụng thực tiễn từ giáo trình điều hòa không khí

Chương 3 của giáo trình mở ra một lĩnh vực ứng dụng rộng lớn và quan trọng: Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí (ĐHKK). Nội dung không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà tập trung mạnh vào các ứng dụng thực tiễn, trang bị cho học viên những kỹ năng cần thiết để làm việc với các hệ thống ĐHKK dân dụng và công nghiệp. Phần đầu tiên giới thiệu về không khí ẩm và các thông số trạng thái của nó, cùng với cách sử dụng đồ thị I-d để phân tích các quá trình xử lý không khí như làm lạnh, gia nhiệt, làm ẩm và khử ẩm. Đây là kiến thức nền tảng để tính toán và thiết kế hệ thống. Một trong những ứng dụng thực tiễn nổi bật được đề cập là các hệ thống điều hòa không khí trung tâm, đặc biệt là hệ thống Water Chiller. Giáo trình giải thích các sơ đồ cung cấp nước lạnh, cấu trúc hệ thống vận chuyển và phân phối không khí, bao gồm đường ống gió, miệng cấp và miệng hồi. Bên cạnh đó, tài liệu còn cung cấp kiến thức vô cùng quý báu về sửa chữa điện lạnh cơ bản và bảo trì hệ thống lạnh. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý của từng khâu trong hệ thống ĐHKK (khâu xử lý không khí, khâu vận chuyển, khâu năng lượng, khâu điều khiển) giúp kỹ thuật viên dễ dàng xác định nguyên nhân sự cố và đưa ra giải pháp khắc phục. Cuối cùng, một khía cạnh không thể bỏ qua là an toàn lao động trong ngành lạnh, được nhấn mạnh như một yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn cho bản thân và những người xung quanh.

5.1. Kỹ thuật điều hòa không khí và hệ thống trung tâm Water Chiller

Giáo trình định nghĩa kỹ thuật điều hòa không khí là quá trình tạo ra và ổn định các thông số không khí theo một chương trình định sẵn. Tài liệu phân loại các hệ thống ĐHKK theo chức năng (cục bộ, phân tán, trung tâm) và giới thiệu chi tiết về hệ thống trung tâm Water Chiller. Các sơ đồ cung cấp nước lạnh (hệ hai đường ống, ba đường ống, bốn đường ống) được phân tích để người học hiểu rõ ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại, một kiến thức quan trọng cho việc thiết kế và vận hành các tòa nhà lớn.

5.2. Hướng dẫn sửa chữa điện lạnh cơ bản và bảo trì hệ thống

Kiến thức trong giáo trình là nền tảng trực tiếp cho công việc bảo trì hệ thống lạnh và sửa chữa. Ví dụ, việc hiểu về các thiết bị phụ như bình tách dầu, bình tách lỏng, bộ lọc ẩm giúp kỹ thuật viên biết cách kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ. Khi một hệ thống hoạt động kém hiệu quả, kiến thức về các quá trình nhiệt động và chu trình lạnh giúp họ khoanh vùng sự cố, dù là do thiếu gas, tắc nghẽn van tiết lưu hay hiệu suất máy nén giảm. Đây là kỹ năng thực hành cốt lõi mà mọi kỹ thuật viên cần có.

5.3. Quy tắc an toàn lao động trong ngành lạnh cần tuân thủ

An toàn lao động là một phần không thể tách rời của nghề kỹ thuật lạnh. Môi chất lạnh có thể gây ngạt hoặc độc hại nếu rò rỉ ở nồng độ cao. Áp suất trong hệ thống, đặc biệt là phía cao áp, rất lớn và có thể gây nguy hiểm. Các thiết bị điện đi kèm cũng tiềm ẩn nguy cơ giật điện. Giáo trình nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tuân thủ các quy tắc an toàn lao động trong ngành lạnh, từ việc trang bị bảo hộ cá nhân đến quy trình vận hành, sửa chữa an toàn, giúp hình thành ý thức chuyên nghiệp và trách nhiệm cho người học.

VI. Tải Ebook cơ sở nhiệt lạnh PDF và tài liệu tham khảo khác

Giáo trình Cơ sở nhiệt lạnh và điều hòa không khí không chỉ là một cuốn sách giáo khoa mà còn là một tài liệu kỹ thuật nhiệt lạnh toàn diện, là nguồn tham khảo quý giá cho cả quá trình học tập và làm việc sau này. Việc sở hữu một bản ebook cơ sở nhiệt lạnh PDF giúp học viên và kỹ sư có thể tra cứu thông tin mọi lúc, mọi nơi một cách thuận tiện, từ các bảng tra thông số môi chất đến các công thức tính toán phức tạp. Tài liệu này đã thành công trong việc hệ thống hóa một khối lượng kiến thức khổng lồ, từ những nguyên lý vật lý cơ bản đến các hệ thống kỹ thuật phức tạp, thành một lộ trình học tập logic và dễ tiếp cận. Giá trị cốt lõi của nó nằm ở sự cân bằng giữa lý thuyết và thực hành, giúp người học không chỉ "biết" mà còn "hiểu" và "làm được". Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, đặc biệt là sự ra đời của các loại môi chất thân thiện với môi trường và các hệ thống điều khiển thông minh, nhu cầu cập nhật kiến thức là rất lớn. Cuốn giáo trình này cung cấp nền tảng vững chắc để người học có thể tự tin tiếp cận và làm chủ những công nghệ mới. Nó là bước khởi đầu không thể tốt hơn cho những ai muốn xây dựng một sự nghiệp bền vững trong ngành kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, một ngành nghề đầy tiềm năng và đóng vai trò thiết yếu trong cuộc sống hiện đại.

6.1. Tổng kết giá trị cốt lõi của giáo trình hệ trung cấp điện lạnh

Giá trị lớn nhất của giáo trình hệ trung cấp điện lạnh này là khả năng xây dựng tư duy hệ thống. Thay vì cung cấp các mảng kiến thức rời rạc, tài liệu liên kết chặt chẽ ba lĩnh vực: nhiệt động học, kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí. Người học sẽ thấy rõ cách các định luật nhiệt động được ứng dụng để tạo ra chu trình làm lạnh, và cách chu trình đó được tích hợp vào một hệ thống điều hòa không khí hoàn chỉnh. Cách tiếp cận này giúp đào tạo ra những kỹ thuật viên có tầm nhìn tổng thể và khả năng giải quyết vấn đề một cách toàn diện.

6.2. Tương lai ngành kỹ thuật máy lạnh và xu hướng tài liệu mới

Ngành kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí đang đối mặt với những thách thức và cơ hội mới, như vấn đề tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Các tài liệu trong tương lai sẽ cần cập nhật thêm về các công nghệ biến tần (Inverter), các hệ thống quản lý tòa nhà thông minh (BMS), và các loại môi chất lạnh thế hệ mới có chỉ số GWP (Tiềm năng làm nóng toàn cầu) thấp. Nền tảng kiến thức vững chắc từ cuốn giáo trình này chính là hành trang quan trọng để các kỹ sư tương lai có thể thích ứng và đi đầu trong các xu hướng công nghệ mới.

Tóm tắt và mô tả trên trang này được tạo với sự hỗ trợ của AI. Nếu bạn thấy nội dung không chính xác hoặc có vấn đề, vui lòng Báo lỗi nội dung.

16/07/2025

Bạn đang xem trước tài liệu:

Giáo trình cơ sở nhiệt lạnh và điều hòa không khí nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí trình độ trung cấp

Tải đầy đủ

Nội dung chính

BÀI GIỚI THIỆU HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí (Mã môn học: MH 10) là tài liệu đào tạo chuyên môn được ban hành theo Quyết định số 1955/QĐ ngày 21 tháng 12 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương I, trực thuộc Bộ Giao thông Vận tải. Trong chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí cấp trình độ trung cấp và cao đẳng, môn học này giữ vị trí học phần cơ sở kỹ thuật bắt buộc, đóng vai trò bản lề kết nối giữa khối kiến thức khoa học tự nhiên đại cương với các môn học kỹ thuật chuyên ngành chuyên sâu.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng đến việc cung cấp hệ thống lý thuyết nền tảng về chất môi giới, nguyên lý làm việc của máy nhiệt, cấu trúc chu trình máy lạnh và hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK); đồng thời trang bị năng lực tra cứu bảng số liệu nhiệt động, đọc đồ thị trạng thái, chuyển đổi đơn vị đo lường và tính toán các bài toán nhiệt - cơ bản.

Cấu trúc giáo trình có tổng thời lượng 75 giờ (gồm 40 giờ lý thuyết, 27 giờ bài tập - thực hành tra cứu và 8 giờ kiểm tra đánh giá), được chia thành 3 chương chính cùng phần mở đầu. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ các định luật nhiệt động lực học và quy luật truyền nhiệt tổng quát, tiến dần đến cấu tạo nguyên lý hệ thống lạnh và hoàn thiện ở các kỹ thuật xử lý, phân phối không khí trong công trình. Điểm đặc thù của giáo trình là sự dung hòa giữa tính khái quát học thuật và các ứng dụng thực tế thông qua các thông số kỹ thuật, công thức thực nghiệm và bài tập gắn với thiết bị cụ thể.

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai tuần tự qua 3 chương logic:

Chương 1: Cơ sở kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt (54 giờ - Mã MHI0-01): Bao quát toàn bộ nền tảng lý thuyết nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt. Phần nhiệt động trình bày về hệ nhiệt động (kín, hở, cô lập), chất môi giới, các thông số trạng thái ($T, p, v, \rho, u, i/h$), các thang đo nhiệt độ (Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Rankine) và đơn vị áp suất; nhiệt dung riêng và công thức Mayer ($c_p - c_v = R$); trạng thái của hơi trên đồ thị $\lg p - h$ và $T - s$; các quá trình biến đổi trạng thái (đẳng tích, đẳng áp, đẳng nhiệt, đoạn nhiệt); quá trình lưu động, tiết lưu và các chu trình nhiệt động (chu trình Carnot thuận/ngược chiều, chu trình máy lạnh nén hơi 1 cấp, 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 phân tích 3 phương thức: dẫn nhiệt qua vách phẳng/vách trụ (định luật Fourier), trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên và cưỡng bức (công thức Newton, các tiêu chuẩn đồng dạng $Nu, Re, Gr, Pr$, công thức thực nghiệm Mikheev), tỏa nhiệt khi sôi/ngưng tụ và trao đổi nhiệt bức xạ (định luật Planck, Wien, Stefan-Boltzmann).
Chương 2: Cơ sở kỹ thuật lạnh (35 giờ): Tập trung vào môi chất lạnh, chất tải lạnh; cấu trúc sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp nén đơn giản, sơ đồ có quá nhiệt hơi hút - quá lạnh lỏng - hồi nhiệt và sơ đồ 2 cấp nén làm mát trung gian. Chương này phân tích kết cấu và nguyên lý của máy nén lạnh (piston, roto, scroll, trục vít), thiết bị ngưng tụ, tháp giải nhiệt, thiết bị bay hơi, thiết bị tiết lưu và các phụ kiện đường ống.
Chương 3: Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí (30 giờ): Trình bày các thông số của không khí ẩm, đồ thị $I - d$ ($d - t$); tính toán nhiệt thừa, ẩm thừa, tải lạnh; cấu tạo hệ thống phân phối gió (miệng thổi diffuser, louvre, kiểu lưới; kênh gió treo, kênh gió ngầm; trở kháng thủy lực ma sát và cục bộ); tính chọn quạt gió (ly tâm, hướng trục); tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm; hệ thống lọc bụi, tiêu âm và sơ đồ cấp nước làm lạnh (hệ 2, 3, 4 đường ống cho Water Chiller, buồng phun, buồng tưới).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng một hệ thống lý thuyết nhiệt cơ bản hoàn chỉnh:

Hệ thống lý thuyết nhiệt động lực học: Định luật nhiệt động I và II (phát biểu Clausius, Kelvin-Planck), khái niệm về entropy, enthalpy và các phương trình trạng thái khí lý tưởng, khí thực.
Quy luật truyền nhiệt và nhiệt trở: Các phương trình vi phân dẫn nhiệt, công thức tính mật độ dòng nhiệt $q$ qua vách đơn và vách nhiều lớp phẳng/trụ, cơ chế trao đổi nhiệt đối lưu thông qua lý thuyết đồng dạng ($Nu = f(Re, Gr, Pr)$), quy luật bức xạ nhiệt của vật đen và vật xám.
Nhiệt động học không khí ẩm và chu trình lạnh: Các đại lượng độ ẩm tương đối, độ chứa hơi $d$, entanpi $I$ của không khí ẩm; chu trình lạnh nén hơi lý thuyết và thực tế.

Kỹ năng phát triển

Thông qua nội dung các chương, học viên phát triển ba nhóm kỹ năng:

Kỹ năng tính toán kỹ thuật: Xác định nhiệt lượng, công nén, công suất động cơ quạt ($N_q, N_{dc}$), tổn thất áp suất ma sát ($\Delta p_{ms}$) và cục bộ ($\Delta p_{cb}$) trên mạng đường ống.
Kỹ năng tra cứu và phân tích đồ thị: Đọc và biểu diễn trạng thái môi chất trên đồ thị $\lg p - h$, $T - s$, đồ thị $I - d$ của không khí ẩm, và đường đặc tính làm việc của quạt gió ($H - V$).
Kỹ năng định cỡ và lựa chọn thiết bị: Chọn quạt theo lưu lượng, cột áp và nồng độ bụi; xác định bề dày tole ống gió theo kích thước tiết diện (Bảng 3.3); lựa chọn kết cấu miệng cấp/hồi gió phù hợp với đặc thù công trình.

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Phương pháp sư phạm của giáo trình được thiết kế theo mô hình kết hợp chặt chẽ giữa truyền thụ lý thuyết kỹ thuật và rèn luyện kỹ năng thực hành tính toán. Với tỷ trọng 40 giờ lý thuyết và 27 giờ bài tập/thực hành, giáo trình yêu cầu giảng viên sử dụng phương pháp diễn dịch từ các nguyên lý nhiệt tổng quát (định luật 1, định luật 2, định luật Fourier) đến việc thành lập các phương trình cân bằng năng lượng trên từng thiết bị cụ thể như máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi hay van tiết lưu.

Hệ thống bài tập và nghiên cứu tình huống kỹ thuật được phân bổ trực tiếp sau mỗi khối kiến thức:

Bài tập tra cứu và xử lý số liệu: Tính toán các thông số của hơi nước và môi chất lạnh dựa trên bảng số liệu phụ lục và đồ thị $\lg p - h$; xác định trạng thái không khí trên đồ thị $I - d$.
Bài tập thủy lực và chọn quạt: Ví dụ tính tổn thất áp suất cho đoạn ống dẫn thẳng tròn ($d = 200\text{ mm}, L = 904.7\text{ m}^3/\text{h}, l = 10\text{ m}, \lambda = 0.045$); tính công suất động cơ kéo quạt ly tâm và quạt hướng trục dựa trên hiệu suất truyền động và hệ số dự trữ $K_d$ (Bảng 3.5).
Bài tập phân tích hệ thống: Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ, hệ thống buồng phun xử lý nhiệt ẩm kiểu nằm ngang và hệ thống phân phối nước Chiller 2, 3, 4 đường ống.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập được quy định cụ thể tại thang điểm 10 ở cuối giáo trình:

Đánh giá kiến thức (4 điểm): Kiểm tra mức độ trả lời đầy đủ và chính xác các câu hỏi lý thuyết tổng hợp (11 câu hỏi lý thuyết hệ thống).
Đánh giá kỹ năng (4 điểm): Đánh giá việc giải hoàn chỉnh và chính xác các bài tập tính toán kỹ thuật được giao.
Đánh giá thái độ (2 điểm): Mức độ hoàn thành bài tập đúng hạn định (thời hạn 1 tuần), tính nghiêm túc và cách trình bày vở bài tập.

Đối với người tự học, giáo trình định hướng lộ trình tiếp cận từ việc nắm vững định nghĩa thông số trạng thái ở Chương 1, giải quyết toàn bộ bài tập mẫu có lời giải hướng dẫn ở trang 176–177, trước khi chuyển sang phân tích các sơ đồ cấu tạo ở Chương 2 và Chương 3.

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình thể hiện sự hệ thống hóa toàn diện các kiến thức kỹ thuật nhiệt lạnh phù hợp với khung chương trình đào tạo nghề ban hành năm 2017. Các nội dung chuyên môn phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật thực tế đang được áp dụng trong thiết kế và thi công hệ thống nhiệt - lạnh - ĐHKK:

Tích hợp công thức thực nghiệm và bảng tra cứu chuẩn: Đưa vào các công thức tính toán đối lưu cưỡng bức kinh điển của M. Mikheev cho dòng chảy trong ống và ngoài chùm ống (song song, so le); tiêu chuẩn xác định độ dày tole đường ống gió tráng kẽm từ $0.5\text{ mm}$ đến $1.2\text{ mm}$ tương ứng với kích thước cạnh ống từ $\le 300\text{ mm}$ đến $> 2100\text{ mm}$ (Bảng 3.3).
Cập nhật tiêu chuẩn vệ sinh môi trường và an toàn tiện nghi: Bảng nồng độ bụi trung tính cho phép trong không khí điều hòa theo hàm lượng $\text{SiO}_2$ (Bảng 3.6), cùng bảng giới hạn độ ồn cho phép (dB) đối với từng loại công trình công cộng như phòng ngủ, phòng đọc thư viện (35 dB), văn phòng, hội trường (40 dB), rạp chiếu bóng (45 dB) theo Bảng 3.7.
Phân tích đa dạng công nghệ thiết bị: Bên cạnh các chu trình máy lạnh nén hơi truyền thống, tài liệu phân tích chi tiết cơ chế máy nén nhiệt của máy lạnh hấp thụ sử dụng nguồn nhiệt thải/than củi và các cặp môi chất sinh thái; phân loại các dòng máy nén hiện đại như scroll và trục vít; so sánh cấu trúc vận hành của buồng phun nằm ngang và buồng tưới xử lý ẩm.
Gắn kết với quy chuẩn thi công: Cung cấp chi tiết các giải pháp kỹ thuật như bọc cách nhiệt bằng bông thủy tinh/stirofor, bọc giấy bạc chống cháy, dùng khớp nối mềm giảm rung cho quạt, và làm kín mí ghép ống gió bằng silicon.

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

Tài liệu được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và kỹ thuật:

Học sinh, sinh viên: Dành cho học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, Cơ điện lạnh, Kỹ thuật nhiệt. Đây là tài liệu học tập bắt buộc cho môn học MH 10.
Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần có kiến thức cơ bản về Vật lý đại cương (phần Nhiệt học và Cơ học chất lưu) và Toán học giải tích (đạo hàm, tích phân cơ bản để xử lý các phương trình nhiệt động và định luật Fourier).
Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy chuẩn, làm căn cứ biên soạn đề cương bài giảng, thiết kế bài tập tính toán, xây dựng ngân hàng câu hỏi kiểm tra định kỳ và tổ chức đánh giá môn học.
Kỹ thuật viên và người tự học khối không chuyên: Tài liệu phù hợp làm sách tra cứu kỹ thuật cho kỹ thuật viên vận hành hệ thống lạnh, thợ thi công đường ống thông gió, hoặc sinh viên các ngành kỹ thuật liên quan (Cơ khí, Xây dựng, Giao thông) muốn tìm hiểu nguyên lý cơ sở ngành nhiệt lạnh.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh và ĐHKK; đồng thời là tài liệu tham khảo cơ sở cho giảng viên, kỹ thuật viên vận hành và người học ngành kỹ thuật muốn tìm hiểu nền tảng nhiệt lạnh.

2. Cần kiến thức nền nào để học môn này?

Người học cần trang bị kiến thức Vật lý nhiệt cơ bản (các khái niệm nhiệt độ, áp suất, công, nhiệt năng) và Toán học phổ thông (đại số, lượng giác, phép tính vi phân và tích phân cơ bản để giải phương trình dòng nhiệt).

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu thuần lý thuyết khác là gì?

Tài liệu lược bỏ các chứng minh toán học phức tạp không cần thiết cho hệ đào tạo nghề, tập trung trực tiếp vào việc ứng dụng công thức thực nghiệm, phương pháp tra đồ thị trạng thái ($\lg p - h, I - d$), tính chọn thiết bị thực tế (quạt, ống gió, máy nén) và các bảng tra tiêu chuẩn thi công.

4. Làm sao để tự học giáo trình hiệu quả?

Người học cần học kỹ phần định nghĩa thông số trạng thái ở Chương 1, thực hành vẽ lại các chu trình trên đồ thị $T - s, \lg p - h$, sau đó tự giải các bài tập mẫu về thủy lực đường ống và chọn công suất động cơ quạt ở Chương 3, đối chiếu với phần gợi ý giải ở trang 176–177.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo và tham khảo mở rộng?

Giáo trình bao gồm hệ thống phụ lục bảng số liệu nhiệt động của nước, hơi nước và môi chất lạnh. Ngoài ra, giáo trình kế thừa và trích dẫn các tài liệu tham khảo chuẩn mực trong nước như: Nhiệt động lực học kỹ thuật (Hoàng Đình Tín, Lê Chí Hiệp, NXB ĐHQG TPHCM, 2003), Kỹ thuật lạnh cơ sở (Nguyễn Đức Lợi, NXB Giáo Dục, 2006), Thông gió và Điều hòa không khí (Võ Chí Chính, NXB KHKT), Cơ sở kỹ thuật điều tiết không khí (Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân, NXB KHKT, 1997).

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí (MH 10) cung cấp hệ thống kiến thức nền tảng hoàn chỉnh, bao quát từ nguyên lý nhiệt động, quy luật truyền nhiệt đến cấu trúc vận hành của thiết bị lạnh và hệ thống xử lý không khí. Với cấu trúc phân bổ 75 giờ logic và hệ thống đánh giá rõ ràng, tài liệu xác lập lộ trình học tập khoa học: nắm vững thông số trạng thái $\rightarrow$ làm chủ chu trình nhiệt động $\rightarrow$ vận dụng tính toán thiết bị và đường ống thực tế. Để nâng cao năng lực chuyên môn, người học nên kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng các tài liệu chuyên sâu của Nguyễn Đức Lợi, Võ Chí Chính và Hoàng Đình Tín được nêu trong phần danh mục tham khảo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Môi chất lạnh và chat tai 3 2 1 lạnh 3. Các hệ thống lạnh dân 6| 4 2 dụng II |4 Máy nén lạnh 12 | 9 3 5. Các thiết bị khác của hệ 10 | 10 thống lạnh. Kiểm tra 1 1 II Cơ sở kỹ thuật điều hoà 30 13 15 2 không khí 1.

Không khí ẩm 2 4 2. Khái niệm về điều hòa 4 4 không khí 3. Hệ thống vận chuyển và 4 4 phân phối không khí. Các phần tử khác của hệ 3 z= thống điều hòa không khí Kiểm tra 2 Cộng 75 40 5 8 CHUONG 1: CO SO KY THUAT NHIET DONG VA TRUYEN NHIET Mã chương: MHI0 - 01 Giới th Chương này cung cấp cho sinh viên học sinh những kiến thức cơ bản ban đầu về cơ sở nhiệt động và truyền nhiệt: các khái niệm nhiệt động cơ bản, thông số của hơi, các chu trình nhiệt động cũng như quy luật của các hình thức truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt Mục tiêu: ~ Trình bảy được các kiến thức chung nhất về kỹ thuật Nhiệt - Lạnh.

~ Phân tích được các khái niệm về nhiệt động lực học. ~ Trình bảy được các kiến thức về hơi và thông số trạng thái hơi. ~ Trình bảy được các quá trình nhiệt động của hơi. ~ Trình bày được các chu trình nhiệt đội ~ Trình bày được các quá trình dẫn nhiệt và truyền nhiệt và các thiết bị trao đổi nhiệt.

~ Phân tích được các quá trình, nguyên lý làm việc của máy lạnh và các quy luật truyền nhiệt nói chung; ~ Rèn luyện tính tập trung, tỉ mi, tư duy logic, ứng dụng thực tiễn sản xuất áp dụng vào môn học cho HSSV. Nội dung chính: 1, NHIET DONG KY THUAT: Aục 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: 1,1,1. Các khái niệm va định nghĩa: a) Thiết bị nhiệt: Là loại thiết bị có chức năng chuyển đổi giữa nhỉ bị nhiệt được chia thành 2 nhóm: động cơ nhiệt * Động cơ nh Có chức năng chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng như động cơ hơi nude, turbine khí, động cơ xăng, động cơ phản lực, v. * Máy lạnh: 'Có chức năng chuyển nhiệt năng từ nguồn lạnh đến nguồn nóng. b) Hệ nhiệt động (HNĐ): Là hệ gồm một hoặc nhiều vật được tách riêng ra khỏi các vật khác đẻ nghiên cứu các tính chất nhiệt động của chủng.

Tắt cả những vật ngoài HNĐ. được gọi la mai trưởng xung quanh: Nhiệt độ nguồn nóng (T.) “Nhiệt độ nguồn nóng (T.) Ạ Q an Lente ¬ Độngcơ |_ nhi ẹ e "Nhiệtđộ nguén lạnh (T:) "Nhiệtđộ nguồn lạnh (T:) Hình 1.1: Nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt và máy lạnh, bơm nhiệt Vật thực hoặc tưởng tượng ngăn cách hệ nhiệt động với môi trường xung quanh được gọi là ranh giới của HIND. Hệ nhiệt động được phân loại như sau : Xiiah "Ranh giới cia END Piston Hình 1.2: Hệ nhiệt động a) HNĐ kín với thể tích không đổi b) HIND kin với thể tích thay đổi * Hệ nhiệt động kín HNĐ trong đó không có sự trao đổi vật chất giữa hệ và môi trường xung quanh. * Hệ nhiệt động hở: HN trong đó có sự trao đổi vật chất giữa hệ và môi trường xung quanh.

* Hệ nhiệt động cô lập: HNĐ được cách ly hoàn toàn với môi trường xung quanh. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới: a) Khái niệm chất môi giới (CMG): 10 * 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. m kT Te] Trong đó: m - khối lượng phân tử œ - vận tốc trung bình của các phân từ k - hằng số Bonzman , k= 1,3805.10 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, vi dụ: chiều dài, thể tích, màu sắc, điện trở, v. Thang nhiệt độ 1) Thang nhiệt độ Celsius (0, 2) Thang nhiệt độ Fahrenheit ( F) 3) Thang nhiệt độ Kelvin (K) * 4) Thang nhiệt độ Rankine( R) % Mi quan hệ giữa các đơn vị đo nhiệt độ: %C= ŠE~32) Hình 1.3: Nhiệt kế 9 °C=K-273 °C=Š*R 9 -~273 tuyển lên một đơn vị diện tích thành chứa.

ø p=T (121 Theo thuyết động học phân tử : p= an, m,os [13] trong đồ : p - áp suất ; E - lực tác dụng của các phân tử ; A - diện tích thành bình chứa ; n- số phân tử trong một đơn vị thể tích ; a - hệ số phụ thuộc vào kích thước và lực tương tác của các phân tử. + Đơn vị áp suất: 1) Nim 3 5)mm Hg (tor - Torricelli, 1068-1647) 2) Pa (Pascal) ; 6)mm HO 3) at (Technical Atmosphere) ; _ 7) psi (Pound per Square Inch) 4) atm (Physical Atmosphere); _8) psf (Pound per Square Foot) Mỗi quan hệ giữa các đơn vị đo áp suất: 1 atm = 760 mm Hg (at 0'C) = 10,13. 10°Pa = 2116 psf (bf/f) 1049 psf 0,981 bar= 9.10" Pa = 10 mH,0= 735,5 mmHg = 14,7 psi + Phân loại áp suất: Áp suất khi quyén (p ,) Áp suất của không khí tác dụng lên bề mặt các vật trên trái dat. Áp suất dự (p,): Là phần áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất khí quyền P,=P-P, I4] Ấp suất tuyệt đối (p): Áp suất của lưu chất so với chân không tuyệt đối P=P,†P, [I-5] Ấp suất chân không (p.

g) Phan áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyền. P„=P,~P [1-6] Pa PB Hinh 1.4: Céc loại áp suất “4 fe Hình 1.5: Dụng cụ đo áp suất a) Barometer, b) Apké ằ * Ghi chú: Khi đoà áp suất bằng0 áp kế thủy ngân, chiều cao cột thủy ngân cần được hiệu chỉnh về nhiệt độ 0 C. 0) t7 trong đó : t- nhiệt độ cột thủy ngân,C 5 h, - chiều cao cột thủy ngân hiệu chỉnh về nhiệt độ 0 C h- chiều cao cột thủy ngân ở nhiệt độ LC ©) Thê tích riêng và khôi lượng riêng: Thể tích riêng (v) - Thể tích riêng của một chất là thể tích ứng với một đơn vị kh lượng chất đó Im /kg] [1-8] Khối lượng riêng (p) - Khối lượng riêng - còn gọi là mật độ - của một chất là khối lượng ứng với một đơn vị thê tích của chất đó : IkgmÌ] II-9] dd. Nội năng: Nội nhiệt năng (u) - gọi tắt là nội năng - là năng lượng do chuyên động của các phân tử bên trong vật và lực tương tác giữa chúng.

Nội năng gồm 2 thành phần: nội động năng (u,) và nội thể năng (u,). ~ Nội động năng liên quan đến chuyển động của các phân tử nên nó phụ thuộc vào nhiệt độ của vật ~ Nội thế năng liên quan đến lực tương tác giữa các phân tử nên nó phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử. Như vậy, nội năng là một hàm của nhiệt độ và thể tích riêng: u = u (T, v) Đối với khí lý tưởng, lực tương tác giữa các phân tử bằng 0 nên nội năng. chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Lượng thay đôi nội năng của khí lý tưởng được xác định bằng các biểu thức du=C\dT và Au=C((T› -T,) [1-10] Đối với Ikg môi chất, nội năng kí hiệu là u, đơn vị là 1/kg; Đối với Gkg môi chất, nội năng kí hiệu là U, đơn vị là J. Ngoài ra nội năng còn có một số đơn vị khác như: kCal; kWh; Biu. Enthanpy: Enrhalpy (¡ hoặc h) - là đại lượng được định nghĩa bằng biểu thức : utpy (uy Như vậy, cũng tương tự như nội năng, enthalpy của khí thực là hảm của các thông số trạng thái. Đối với khí lý tưởng, enthalpy chi phụ thuộc vào nhiệt độ.

Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng: a) Cac khái niệm chung: + Nhiệt năng (nhiệt lượng): là đạng năng lượng truyền từ vật này sang vật khác do sự chênh lệch nhiệt độ. Đơn vị đo nhiệt năng: Calorie (Cai)- 1 Cai là nhiệt năng cần thiết để làm nhiệt độ của 1 gam nước tăng từ 14. British thermal umit (Biu) - 1 Btu là nhiệt năng cần thiết để làm nhiệt độ của Ì pound nước tăng từ 59.187 1 1 Btu =252 Cai = 1055J Hình 1.6: Các hình thức truyền nhiệt + Nhiệt dụng và nhiệt dung riêng: Nhiệt dưng của một vật là lượng ° nhiệt cần cung cấp cho vật hoặc từ vật tỏa ra đề nhiệt độ của nó thay đôi 1 2 [1/49] [1-13] Nhiệt đạn riêng (NDR)- còn gọi là Tỳ nhiệt - là lượng nhiệt cần cung cấp hoặc tỏa ra từ 1 đơn vị số lượng vật chất đẻ nhiệt độ của nó thay đổi 1ˆ 14 Phân loại NDR theo đơn vị đo lượng vật chất: Nhiệt dung riêng khối lượng e = C,” [1/kg.độ] 11-14] 3 Nhiệt dung riêng thể tích c` = = [W/m 46} (1-15) Nhiệt dung riêng mol c„ = § [/kmol.độ] [1-16] Phan loai NDR theo qué trinh nhiệt động: ~ NDR đẳng tích cy, €,`,ụy ~ NDR đẳng áp cụ, cy`,Cụn Công thức Maye : S (1-17) c_-c ng TÔM =R =8314[1/&molđộ] [1-18] Chỉ số đoạn nhiệt: 11-19] Trị số k của khí thực phụ thuộc vào loại chất khí và nhiệt độ. Đối với khí lý tưởng, k chỉ phụ thuộc vào loại chất khi.

Quan hệ giữa c, k và R: 11-20] + Nhiệt dung riêng của khí thực: NDR của khí thực phụ thuộc vào bản chất của chất khí, nhiệt độ, áp suất và quá trình nhiệt động : € =f(T, p, quá trình). Trong phạm vỉ áp suất thông dụng, áp suất có ảnh hưởng rất it đến NDR. có thể biểu diễn NDR dưới dạng một hàm của nhiệt độ như sau : C=a,+ta.ea 1-21] + Nhiệt dung riêng của khí lý tưởng: NDR của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào loại chất khí mà không phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất.1: Chỉ số đoạn nhiệt và nhiệt dung riêng của khí lý tưởng Loại k c.d6] Khi 1 nguyên tử 16 126 20.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Chủ đề

giáo trình trung cấp nghề

kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt

công nghệ điều hòa và làm lạnh