Giáo trình Thiết bị cơ điện lạnh ngành Điện - Điện tử Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Giáo trình kỹ thuật về thiết bị cơ điện lạnh phần 1, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao.

• Tác giả: Đinh Văn Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Điện - Điện Tử
• Đề tài: Giáo Trình Thiết Bị Cơ Điện Lạnh: Kiến Thức Cơ Bản và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH
• 1.1. MỞ ĐẦU
• 1.2. TRẠNG THÁI RẮN, LỎNG, KHÍ VÀ SỰ THAY ĐỔI TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHẤT
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT
• 2.1. CHUYÊN ĐỘNG NHIỆT
• 2.2. NHIỆT DUNG RIÊNG
• 2.3. NHIỆT NHẠY
• 2.4. NHIỆT ẨN
• 2.5. QUAN HỆ GIỮA NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỘ
• 2.6. NHIỆT VÀ QUÁ TRÌNH NÉN
• 2.7. SỰ QUÁ NHIỆT
• 2.8. TÍNH TOÁN NHIỆT

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giáo Trình Thiết Bị Cơ Điện Lạnh

Giáo trình "Thiết bị cơ - điện lạnh" cung cấp kiến thức cơ bản về thiết bị cơ điện lạnh. Nội dung giáo trình được biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu trong lĩnh vực này. Các thiết bị lạnh như điều hòa không khí, tủ lạnh, và máy làm kem đã trở nên phổ biến trong đời sống hàng ngày. Việc hiểu rõ về cơ điện lạnh không chỉ giúp nâng cao kiến thức mà còn hỗ trợ trong việc ứng dụng vào thực tiễn.

1.1. Mục Đích và Ý Nghĩa Của Giáo Trình

Giáo trình này nhằm cung cấp kiến thức nền tảng cho sinh viên ngành cơ điện lạnh. Nó giúp sinh viên nắm vững các nguyên lý hoạt động của thiết bị lạnh và ứng dụng trong thực tế.

1.2. Đối Tượng Sử Dụng Giáo Trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật và những người làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật lạnh. Nó cũng là tài liệu tham khảo hữu ích cho các chuyên gia trong ngành.

II. Các Vấn Đề Thách Thức Trong Kỹ Thuật Lạnh

Ngành cơ điện lạnh đang đối mặt với nhiều thách thức, từ việc phát triển công nghệ đến việc đào tạo nhân lực. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ yêu cầu các kỹ sư và kỹ thuật viên phải liên tục cập nhật kiến thức. Ngoài ra, việc bảo trì và sửa chữa thiết bị lạnh cũng là một vấn đề quan trọng cần được chú ý.

2.1. Thiếu Nhân Lực Chất Lượng Cao

Một trong những thách thức lớn nhất là thiếu hụt nhân lực có trình độ chuyên môn cao trong lĩnh vực kỹ thuật lạnh. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và sản phẩm trong ngành.

2.2. Công Nghệ Cũ Kỹ Thuật Lạc Hậu

Nhiều thiết bị lạnh hiện tại vẫn sử dụng công nghệ cũ, dẫn đến hiệu suất thấp và tiêu tốn năng lượng. Cần có sự đầu tư vào công nghệ mới để cải thiện hiệu quả hoạt động.

III. Phương Pháp Giải Quyết Vấn Đề Trong Thiết Bị Cơ Điện Lạnh

Để giải quyết các vấn đề trong thiết bị cơ điện lạnh, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và hiệu quả. Việc đào tạo nhân lực, cập nhật công nghệ mới và cải tiến quy trình làm việc là những giải pháp cần thiết. Các phương pháp này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí vận hành.

3.1. Đào Tạo và Nâng Cao Trình Độ Nhân Lực

Đào tạo nhân lực là yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng dịch vụ trong ngành cơ điện lạnh. Các chương trình đào tạo cần được thiết kế phù hợp với nhu cầu thực tế.

3.2. Cập Nhật Công Nghệ Mới

Việc áp dụng công nghệ mới vào sản xuất và bảo trì thiết bị lạnh sẽ giúp nâng cao hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Các công nghệ như IoT và tự động hóa đang trở thành xu hướng trong ngành.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Bị Cơ Điện Lạnh

Các thiết bị cơ điện lạnh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, y tế, và công nghiệp. Việc sử dụng thiết bị lạnh không chỉ giúp bảo quản thực phẩm mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất. Các ứng dụng này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm

Trong ngành thực phẩm, thiết bị lạnh giúp bảo quản thực phẩm tươi sống và kéo dài thời gian sử dụng. Điều này không chỉ đảm bảo an toàn thực phẩm mà còn giảm thiểu lãng phí.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Y Tế

Trong ngành y tế, thiết bị lạnh được sử dụng để bảo quản thuốc và vaccine. Việc duy trì nhiệt độ ổn định là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả của các sản phẩm này.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Ngành Cơ Điện Lạnh

Ngành cơ điện lạnh đang trên đà phát triển mạnh mẽ với nhiều cơ hội và thách thức. Việc đầu tư vào công nghệ mới và đào tạo nhân lực chất lượng cao sẽ giúp ngành này phát triển bền vững. Tương lai của ngành sẽ phụ thuộc vào khả năng thích ứng với những thay đổi trong công nghệ và nhu cầu thị trường.

5.1. Triển Vọng Phát Triển Ngành

Ngành cơ điện lạnh có triển vọng phát triển mạnh mẽ trong tương lai nhờ vào nhu cầu ngày càng tăng về thiết bị lạnh và công nghệ mới.

5.2. Định Hướng Nâng Cao Chất Lượng

Định hướng nâng cao chất lượng dịch vụ và sản phẩm sẽ là yếu tố quyết định cho sự phát triển bền vững của ngành trong thời gian tới.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Thiết bị cơ - điện lạnh do tác giả Đinh Văn Thắng biên soạn, được Nhà xuất bản Xây dựng phát hành năm 2015 tại Hà Nội. Tài liệu được biên soạn căn cứ theo khung chương trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành Điện - Điện tử của Trường Đại học Mỏ - Địa chất, đồng thời được sử dụng làm tài liệu giảng dạy, học tập và tham khảo cho các trường đại học, cao đẳng thuộc khối kỹ thuật.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình là cung cấp hệ thống kiến thức cơ sở về kỹ thuật lạnh và các thiết bị lạnh công nghiệp cũng như dân dụng. Người học được trang bị nguyên lý biến đổi trạng thái của vật chất, nhiệt động học kỹ thuật, quy luật truyền nhiệt, các định luật chất khí, cùng cấu tạo và nguyên lý vận hành của các cụm thiết bị cơ bản trong hệ thống lạnh.

Về cấu trúc và phương pháp tiếp cận, giáo trình xây dựng mạch nội dung đi từ các quy luật vật lý nhiệt căn bản đến sơ đồ hệ thống cơ điện lạnh và dữ liệu tra cứu kỹ thuật thực nghiệm. Do tính phổ biến của các thiết bị làm lạnh trên thực tế, tác giả tập trung đi sâu vào hệ thống máy lạnh kiểu nén hơi; các hệ thống khác như máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejectơ và máy lạnh bán dẫn chỉ được giới thiệu sơ lược.

Điểm đặc trưng của giáo trình nằm ở tính quy chuẩn dữ liệu kỹ thuật. Toàn bộ các mô hình lý thuyết đều được cụ thể hóa bằng công thức toán học, sơ đồ mạch nguyên lý, đồ thị quan hệ áp suất - nhiệt độ (P-T) và hệ thống bảng tra cứu nhiệt động chi tiết theo cả hai hệ đơn vị SI và Anh - Mỹ (Btu, lb, Psi, °F, °C).

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được tổ chức tuần tự theo 5 chương trọng tâm với tính liên kết logic chặt chẽ:

• Chương 1: Cơ sở kỹ thuật lạnh: Trình bày lịch sử phát triển của kỹ thuật làm lạnh từ phương pháp tự nhiên đến làm lạnh cơ học; định nghĩa quá trình giải nhiệt trong hệ thống kín; chu trình tuần hoàn kín của môi chất lạnh qua 4 cụm thiết bị cơ bản (máy nén, bộ ngưng tụ, thiết bị kiểm soát lưu lượng, bộ hóa hơi); phân tích đặc tính của ba trạng thái vật chất (rắn, lỏng, khí) và các quá trình chuyển trạng thái thuận nghịch.
• Chương 2: Cơ sở kỹ thuật nhiệt: Trình bày bản chất chuyển động nhiệt và các phương thức truyền nhiệt (dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ); định nghĩa nhiệt dung riêng kèm bảng số liệu nhiệt dung của các loại thực phẩm trước và sau khi làm lạnh (thịt bò, thịt lợn, cá, sữa, trứng, pho mai); phân biệt nhiệt nhạy và nhiệt ẩn (nhiệt nóng chảy, nhiệt ngưng tụ, nhiệt hóa hơi, nhiệt thăng hoa); khảo sát quá trình nhiệt trên đồ thị của 1 pound nước; thiết lập công thức tính nhiệt lượng $Q = \Delta T \times w \times SH$, công thức enthalpy $E = \Delta T \times w \times SH + LH$, đương lượng cơ học của nhiệt ($1\text{ Btu} = 778\text{ ft-lb}$); phân tích hiện tượng quá nhiệt, phương pháp làm lạnh sâu (subcooling), độ ẩm, quy trình khử ẩm và hút chân không trong dải 500 - 1000 micron, cùng các đại lượng công và công suất cơ học ($Hp, kW$).
• Chương 3: Nhiệt độ và áp suất: Giới thiệu các thang đo nhiệt độ (°F, °C, K), công thức chuyển đổi qua lại và 5 dạng nhiệt độ kỹ thuật (nhiệt độ tới hạn, nhiệt độ bão hòa, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ điểm sương); phân loại các đại lượng áp suất (áp suất khí quyển, áp suất áp kế, áp suất tuyệt đối $Ap = Gp + ATp$, áp suất tới hạn); trình bày hệ thống các định luật khí lý tưởng gồm định luật Boyle ($P_1V_1 = P_2V_2$), định luật Charles ($V_1/V_2 = T_1/T_2$), định luật Dalton về áp suất riêng phần, định luật Pascal và phương trình trạng thái khí tổng quát ($PV = WRT$).
• Chương 4: Các hệ thống làm lạnh kiểu nén khí (hơi): Khảo sát chi tiết chu trình nhiệt động nén hơi khép kín; phân định rõ ranh giới hai vùng áp suất cao và áp suất thấp trong hệ thống; so sánh cấu tạo và cơ chế vận hành của hệ thống kiểu tràn (sử dụng phao hoặc ống mao dẫn) và hệ thống kiểu khô (sử dụng van giãn nở tự động AXV hoặc van giãn nở tĩnh nhiệt TXV); phân tích hiện tượng hóa hơi tức thời 20% (đẳng hơi enthalpy/flash gas) khi môi chất qua van tiết lưu.
• Chương 5: Môi chất lạnh và chất tải lạnh: Phân tích đặc tính nhiệt động, điểm sôi, nhiệt độ tới hạn và nhiệt ẩn hóa hơi ở điều kiện tiêu chuẩn (5°F và 86°F); phân loại các nhóm môi chất lạnh CFC (R-11, R-12), HCFC (R-22, HCFC-123, HCFC-124) và HFC (HFC-134a); làm rõ mối quan hệ hòa tan và tuần hoàn giữa môi chất lạnh với dầu bôi trơn máy nén (dầu khoáng, dầu tổng hợp POE, PAG); cung cấp hệ thống bảng tra cứu tính chất bão hòa và đồ thị quan hệ P-T của từng môi chất.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành nền tảng nhiệt kỹ thuật và cơ sở lý thuyết máy lạnh thông qua các trục nội dung:

• Hệ thống lý thuyết nhiệt động lực học kỹ thuật: Cơ chế truyền nhiệt vi mô giữa các phân tử, quy luật chuyển dịch dòng nhiệt tự nhiên theo gradient nhiệt độ, sự tương quan giữa áp suất bão hòa và nhiệt độ sôi, cơ chế chuyển hóa giữa cơ năng của động cơ máy nén thành nhiệt năng của dòng hơi nén.
• Các nguyên lý và định luật chất khí: Sự biến thiên thể tích theo áp suất và nhiệt độ tuyệt đối thông qua hệ định luật Boyle, Charles và phương trình trạng thái khí lý tưởng; nguyên tắc cộng áp suất riêng phần của hỗn hợp khí theo định luật Dalton; nguyên lý truyền áp suất tĩnh đồng đều trong chất lỏng theo định luật Pascal.
• Cơ chế chuyển pha và thông số trạng thái: Bản chất của nhiệt nhạy gây biến thiên nhiệt độ và nhiệt ẩn gây biến đổi trạng thái pha; các đại lượng trạng thái gồm nhiệt dung riêng ($SH$), enthalpy ($E$), entropy ($S$); hiện tượng hơi quá nhiệt tại cửa ra bộ hóa hơi và làm lạnh sâu tại đáy bộ ngưng tụ nhằm nâng cao hiệu suất chu trình.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Tính toán thông số tải nhiệt làm lạnh $Q$, xác định nhiệt hàm enthalpy $E$ của môi chất lạnh theo điểm quy chiếu chuẩn (-40°F đối với môi chất lạnh và 32°F đối với nước); tính toán công suất cơ học yêu cầu của máy nén ($Hp, kW$).
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc và tra cứu dữ liệu từ đồ thị quan hệ áp suất - nhiệt độ (P-T); phân tích các thông số nhiệt động trong bảng tính chất bão hòa của HFC-134a, R-12, R-22; đánh giá độ tương thích hóa học và mức độ hòa tan giữa môi chất lạnh với các loại dầu bôi trơn máy nén (dầu khoáng, POE, PAG).
• Kỹ năng thực hành (Practical competencies): Nhận diện các thành phần thuộc vùng áp suất cao và áp suất thấp trên sơ đồ nguyên lý; lựa chọn phương thức điều khiển lưu lượng (ống mao, van AXV, van TXV); thực hiện quy trình kiểm tra rò rỉ môi chất bằng bọt xà phòng, mỏ đốt halogen hoặc thiết bị siêu âm; nắm vững yêu cầu kỹ thuật về độ chân không (500 - 1000 micron) và giới hạn độ ẩm (< 80 ppm) khi bảo dưỡng hệ thống.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm quy chuẩn kỹ thuật, đi từ bản chất hiện tượng vật lý đến mô hình hóa toán học và sơ đồ hóa cơ cấu thiết bị:

• Phương pháp tiếp cận sư phạm: Kiến thức được trình bày theo cấu trúc diễn dịch. Mỗi nguyên lý nhiệt lạnh đều khởi đầu bằng các quan sát thực nghiệm (sự bay hơi của nước, sự thay đổi nhiệt độ sôi theo độ cao khí quyển, sự giãn nở khí khi giảm áp), sau đó khái quát thành các định luật và công thức tính toán trước khi áp dụng vào sơ đồ cấu tạo cơ điện lạnh.
• Bài tập và ví dụ tính toán định lượng: Giáo trình cung cấp các ví dụ mẫu có số liệu thực nghiệm rõ ràng, bao gồm:
  • Bài toán tính lượng nhiệt cần giải phóng để hạ nhiệt độ khối nước: $Q = (120 - 60) \times 50 \times 1 = 3000\text{ Btu}$.
  • Bài toán tính biến thiên thể tích chất khí theo định luật Boyle khi áp suất tăng từ $30\text{ Psi}$ lên $60\text{ Psi}$ ở nhiệt độ không đổi: $V_2 = 2{,}99\text{ ft}^3$.
  • Bài toán tính thể tích giãn nở của khí theo định luật Charles khi tăng nhiệt độ từ $60^\circ\text{F}$ lên $100^\circ\text{F}$: $V_2 = 5{,}38\text{ ft}^3$.
  • Bài toán xác định enthalpy của 1 lb hơi nước ở $212^\circ\text{F}$ với điểm quy chiếu $32^\circ\text{F}$: $E = 1 \times 1 \times (212 - 32) + 970 = 1150\text{ Btu/lb}$.
• Khai thác đồ thị và bảng tra cứu: Người học được rèn luyện kỹ năng tra cứu trực tiếp bảng nhiệt dung của thực phẩm, bảng điểm sôi của các dẫn xuất fluoro-carbon, bảng áp suất bão hòa ở $5^\circ\text{F}$, bảng quan hệ áp suất - nhiệt độ ngưng tụ và bảng thông số nhiệt động bão hòa chi tiết của môi chất HFC-134a.
• Định hướng tự học và đánh giá: Giáo trình thiết lập các tiêu chí đánh giá thông qua việc phân tích so sánh: sự khác biệt giữa hệ thống tràn và hệ thống khô; nguyên lý điều tiết của van giãn nở tự động (AXV) so với van giãn nở tĩnh nhiệt (TXV); phân biệt nhiệt nhạy và nhiệt ẩn; các yêu cầu kiểm soát độ ẩm và ngăn ngừa hiện tượng tạo bọt dầu trong hộp trục khuỷu máy nén.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Phản ánh tiến trình chuyển đổi môi chất lạnh công nghiệp: Giáo trình cung cấp dữ liệu so sánh chi tiết giữa các nhóm môi chất truyền thống (CFC như R-11, R-12) với các môi chất thay thế quá độ (HCFC như R-22, HCFC-123, HCFC-124) và môi chất thế hệ mới thân thiện với tầng ozone (HFC như HFC-134a). Các thông số về phân tử lượng, điểm sôi bão hòa, nhiệt độ tới hạn, tỷ số nén ($86^\circ\text{F}/5^\circ\text{F}$) và năng suất lạnh riêng được thống kê đầy đủ.
• Làm rõ cơ chế kỹ thuật giữa môi chất và dầu bôi trơn: Giáo trình phân tích sâu tác động hóa học khi thay thế môi chất lạnh. Điển hình là khi sử dụng HFC-134a, dầu khoáng thông thường không thể hòa trộn mà bắt buộc phải sử dụng dầu tổng hợp Polyol Ester (POE) hoặc Polyalkylene Glycol (PAG). Tài liệu chỉ rõ đặc tính háo nước của dầu POE, nguy cơ thủy phân tạo thành axit gây ăn mòn hệ thống và quy định kỹ thuật nghiêm ngặt: không mở máy nén tiếp xúc với không khí quá 15 phút, đồng thời độ ẩm tối đa không được vượt quá 80 ppm.
• Tích hợp tiêu chuẩn thực hành và bảo dưỡng: Nội dung gắn liền với các thông số bảo trì thực tế như: độ chân không tiêu chuẩn khi hút ẩm đạt 500 - 1000 micron (tương đương $0{,}02\text{ in.Hg}$), kiểm soát nhiệt độ xả máy nén không vượt quá ngưỡng phản ứng hóa học (tăng $18^\circ\text{F}$ trên $200^\circ\text{F}$ làm tăng gấp đôi tốc độ phản ứng của tạp chất), cùng quy chuẩn mã màu nhận diện vỏ bình chứa gas (màu vàng cam cho R-11, màu trắng cho R-12, màu xanh lá cây cho R-22, màu xanh - xám nhạt cho HCFC-123).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên đại học và cao đẳng: Giáo trình là tài liệu học tập cho sinh viên chuyên ngành Điện - Điện tử, Kỹ thuật Cơ điện, Công nghệ Nhiệt - Điện lạnh tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất và các trường đại học, cao đẳng khối kỹ thuật công nghiệp.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần Vật lý đại cương (phần Cơ học, Nhiệt học và Điện từ), Toán kỹ thuật (phép tính giải tích, phương trình vi phân cơ bản) và Cơ sở kỹ thuật điện trước khi tiếp cận môn học.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm đề cương bài giảng chuẩn cho học phần Thiết bị cơ - điện lạnh, hệ thống hóa bài tập tính toán chu trình nhiệt động, hướng dẫn sinh viên khai thác bảng dữ liệu nhiệt động học và tổ chức thực hành thí nghiệm nén hơi.
• Kỹ sư và cán bộ kỹ thuật: Tài liệu phục vụ tra cứu nhanh các thông số áp suất bão hòa, nhiệt độ ngưng tụ, năng suất làm lạnh riêng, quy chuẩn kiểm tra rò rỉ gas và quy trình an toàn vận hành hệ thống máy lạnh công nghiệp.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Giáo trình được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên kỹ thuật chuyên ngành Điện - Điện tử, Kỹ thuật Cơ điện, đồng thời là tài liệu tham khảo cho giảng viên và kỹ sư vận hành hệ thống cơ điện lạnh dân dụng và công nghiệp.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học?

Người học cần có kiến thức cơ bản về Vật lý đại cương (nhiệt học, cơ học chất lưu), các phép tính biến đổi toán học kỹ thuật và hiểu biết đại cương về mạch điện cơ bản.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu nhiệt lạnh thuần túy là gì?

Tài liệu tập trung chuyên sâu vào phân hệ máy lạnh nén hơi dưới góc độ cơ - điện kết hợp, liên kết chặt chẽ giữa tính toán nhiệt động lý thuyết với các thông số vận hành thực tế của thiết bị (máy nén, van AXV, van TXV, ống mao) và cơ chế hóa học giữa môi chất lạnh với dầu bôi trơn.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học nên tiếp cận tuần tự: nắm vững các khái niệm nhiệt nhạy, nhiệt ẩn, enthalpy ở Chương 1-3; tự giải lại các bài toán ví dụ mẫu về áp suất và nhiệt lượng; sau đó nghiên cứu sơ đồ chu trình ở Chương 4 và tập tra cứu các thông số bão hòa trên đồ thị P-T ở Chương 5.

5. Giáo trình có tích hợp bảng số liệu tra cứu chuyên ngành không?

Có. Giáo trình tích hợp sẵn các bảng dữ liệu kỹ thuật gồm: bảng nhiệt dung riêng của các loại thực phẩm, bảng nhiệt độ sôi và nhiệt độ tới hạn của môi chất fluoro-carbon, bảng nhiệt ẩn hóa hơi ở $5^\circ\text{F}$, bảng thông số nhiệt động bão hòa của HFC-134a, cùng các bảng tra quan hệ áp suất - nhiệt độ ngưng tụ.

---

Kết luận

Giáo trình Thiết bị cơ - điện lạnh của tác giả Đinh Văn Thắng là tài liệu học thuật cơ sở về kỹ thuật lạnh nén hơi. Văn bản đã hệ thống hóa toàn diện các quy luật nhiệt động lực học, nguyên lý hoạt động của các thiết bị chính trong chu trình lạnh, cùng hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về môi chất lạnh và dầu bôi trơn. Lộ trình học tập được thiết kế mạch lạc từ lý thuyết nhiệt vật lý cơ bản đến tính toán kỹ thuật và phân tích thiết bị, hỗ trợ hiệu quả cho công tác đào tạo kỹ sư kỹ thuật cơ điện và điện tử.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 C ơ SỞ KỸ THUẶT LẠNH 1. MỞ ĐÀU Làm lạnh đã được sử dụng từ lâu trong lịch sử, nước và nước đá được dùng để làm lạnh, nhưng đến tận ngày nay quy trinh làm lạnh cơ học mới được áp dụng trên cơ sở làm tạnh rộng rãi. Cuộc sống hiện đại đòi hỏi thiết bị làm lạnh được sử dụng để bảo quản thực phẩm và bảo đảm tiện nghi cuộc sống. Nhiều quy trinh hiện đại trong công nghiệp và cuộc sống như công nghiệp dệt, in ấn, thực phẩm, hóa chất.

đòi hòi sự ứng dụng hợp lý các trang thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí để có thể vận hành hiệu quả và kinh tế các quy trinh sản xuất. Ngoài ra, nhiều lĩnh vực khoa học cũng đòi hỏi điều hòa không khí và làm lạnh ở mức độ cao, chẳng hạn như vật lý, hóa học. Các kiến thức về cơ và điện là rất quan trọng đối với những người thiết kế, láp đặt, bảo dưỡng các hệ thống lạnh. Từ thời tiền sử loài người đẵ sử dụng vài phương pháp bảo quản thực phẩm.

Ban đầu, thực phẩm được đưa xuống giếng hoặc trong các hang động, nơi có nhiệt độ thấp hơn xung quanh, dần dần nước đá được sử dụng, có thể được cắt ra từ sông hồ đóng băng. Khi thu họach băng tự nhiên trở nên hiệu quả, các hộp băng được sử dụng rộng rai hơn. Tuy nhiên, việc vận chuyển bang tứ nơi có khi hậu lạnh dén nơi có khí hậu nóng hom trờ thành vấn đề lớn. Từ nhiều thế kỷ trước, các nhà khoa học ở châu Âu đã sử dụng áp suất và nhiệt độ thấp để hóa lòng NH3, điều này được thực hiện bàng cách tăng áp suất và giảm nhiệt độ.

Khi áp suất giảm, NH3 lỏng sôi rất nhanh và chuyển sang trạng thái khí, quá trinh này gây ra sự hấp thụ nhiệt từ các vật thể xung quanh NH3. Đây là sự phát hiện rất quan trọng dẫn đến sự phát triển các thiết bị làm lạnh được dùng ngày nay. Thiết bị làm đông nước thành đá (băng) được sử dụng vào năm 1825, nước đá được sản xuất từ thiết bị này có độ tinh khiết cao hơn so với băng tự nhiên, quy trình không phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu. Nhu cầu về việc làm lạnh ngày càng tăng, đòi hỏi có các thiết bị lạnh hiệu quả và kinh tế.

Điều này cũng dẫn đến một ngành công nghiệp mới, công nghiệp bảo quản thực phẩm dài ngày. Sự phát triển của vi sinh vật bị hạn chế ở nhiệt độ thấp 5 đã được phát hiện. Ngày nay, khoảng nhiệt độ này được gọi là khoảng an toàn thực phẩm và thường gọi là khoảng lạnh an toàn. Làm lạnh được coi là quy trình giải nhiệt từ không gian hoặc vật liệu và duy trì không gian hoặc vật liệu đó ờ nhiệt độ thấp hơn môi trường.

Hệ thống làm lạnh kín được dùng để lấy nhiệt bên trong không gian hoặc vật liệu cần hạ thấp nhiệt độ để đưa đến nơi khác (môi trường). Khi hệ thống liên tục vận hành, nhiệt được lấy ra càng nhiều, không gian hoặc vật liệu tiếp tục được làm lạnh. Quy trình được dùng để làm lạnh các loại thực phẩm, rau xanh, ưái cây hoặc các loại sản phẩm khác để có thể bảo quản chúng trong thời gian dài. Các quy trinh khác, chẳng hạn như điều hòa không khí và làm lạnh, sử dụng thiết bị làm lạnh để làm giảm độ ẩm cùa không khí và làm lạnh không khí đến nhiệt độ mong muốn.

Làm lạnh được thực hiện bằng phương pháp tuần hoàn lưu chất (được gọi là môi chất làm lạnh hay chất tải lạnh) qua các ống dẫn và thiết bị, tạo nên hệ thống lạnh.