Kỹ Thuật Máy Lạnh và Điều Hòa Không Khí: Cơ Sở và Ứng Dụng

Kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854 là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. 53 trang · Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ · 2021.

• Tác giả: Nguyễn Lan Phương
• Trường học: Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Máy Lạnh
• Đề tài: Cơ Sở Kỹ Thuật Nhiệt - Lạnh Và Điều Hòa Không Khí
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: 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. Hơi và các thông số trạng thái của hơi
• 1.4. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi
• 1.5. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt
• 1.6. Trao đổi nhiệt đối lưu
• 1.7. Trao đổi nhiệt bức xạ
• 1.8. Truyền nhiệt và 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. Bài tập về môi chất lạnh và chất tải lạnh
• 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. Bài tập Các sơ đồ khác
• CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854

Kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854 là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Nó không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như y tế, thực phẩm và công nghiệp. Việc hiểu rõ về kỹ thuật này sẽ giúp người sử dụng và kỹ sư có thể tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

1.1. Khái niệm cơ bản về kỹ thuật máy lạnh

Kỹ thuật máy lạnh là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng các phương pháp làm lạnh nhằm duy trì nhiệt độ thấp trong không gian nhất định. Các hệ thống máy lạnh hiện đại sử dụng nhiều công nghệ tiên tiến để đạt hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng.

1.2. Lịch sử phát triển của máy lạnh điều hòa không khí

Máy lạnh điều hòa không khí đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ những năm đầu thế kỷ 20. Sự phát triển này không chỉ dựa vào công nghệ mà còn phụ thuộc vào nhu cầu của thị trường và các tiêu chuẩn môi trường.

II. Những thách thức trong kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854

Mặc dù kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854 đã phát triển mạnh mẽ, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức cần giải quyết. Các vấn đề như hiệu suất năng lượng, bảo trì và bảo trì thiết bị là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của hệ thống.

2.1. Vấn đề hiệu suất năng lượng

Hiệu suất năng lượng của máy lạnh điều hòa không khí là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Việc tối ưu hóa hiệu suất không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.

2.2. Bảo trì và sửa chữa máy lạnh

Bảo trì định kỳ và sửa chữa kịp thời là rất cần thiết để đảm bảo máy lạnh hoạt động hiệu quả. Việc không thực hiện bảo trì có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng và tăng chi phí vận hành.

III. Phương pháp tối ưu hóa hiệu suất máy lạnh điều hòa không khí 5 854

Để tối ưu hóa hiệu suất của máy lạnh điều hòa không khí 5 854, có nhiều phương pháp và kỹ thuật có thể áp dụng. Những phương pháp này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao tuổi thọ của thiết bị.

3.1. Sử dụng công nghệ inverter

Công nghệ inverter giúp điều chỉnh công suất máy lạnh theo nhu cầu sử dụng, từ đó tiết kiệm điện năng và giảm thiểu tiếng ồn trong quá trình hoạt động.

3.2. Lựa chọn môi chất lạnh phù hợp

Việc lựa chọn môi chất lạnh phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất làm lạnh mà còn tác động đến môi trường. Các loại môi chất lạnh mới thân thiện với môi trường đang được khuyến khích sử dụng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854

Kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854 có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày và trong các ngành công nghiệp. Những ứng dụng này không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.1. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Trong ngành thực phẩm, máy lạnh điều hòa không khí được sử dụng để bảo quản thực phẩm tươi sống và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là rất quan trọng trong quá trình bảo quản.

4.2. Ứng dụng trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, máy lạnh điều hòa không khí giúp duy trì môi trường làm việc lý tưởng cho các thiết bị y tế và bảo quản thuốc men. Điều này đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và nâng cao hiệu quả điều trị.

V. Kết luận và tương lai của kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854

Kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí 5 854 đang ngày càng phát triển với nhiều công nghệ mới. Tương lai của lĩnh vực này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến về hiệu suất và tính năng thân thiện với môi trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ

Công nghệ máy lạnh sẽ tiếp tục phát triển với sự ra đời của các sản phẩm mới, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tác động đến môi trường. Các nghiên cứu về môi chất lạnh mới cũng đang được đẩy mạnh.

5.2. Tầm quan trọng của giáo dục và đào tạo

Giáo dục và đào tạo trong lĩnh vực kỹ thuật máy lạnh điều hòa không khí là rất cần thiết. Điều này giúp nâng cao trình độ chuyên môn của kỹ sư và kỹ thuật viên, từ đó cải thiện chất lượng dịch vụ và sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh và điều hòa không khí (Mã môn học: MH11) là tài liệu đào tạo nội bộ do giáo viên Nguyễn Lan Phương biên soạn, được ban hành kèm theo Quyết định của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Cần Thơ năm 2021. Môn học được xây dựng theo chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề đối với nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, tuân thủ các quy định tại Thông tư số 03/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội.

Về vị trí trong chương trình đào tạo, MH11 là môn học cơ sở kỹ thuật chuyên ngành với thời lượng quy chuẩn 75 giờ. Môn học đóng vai trò chuẩn bị nền tảng lý thuyết và công cụ tính toán cơ sở để sinh viên tiếp thu các môn học kỹ thuật chuyên môn và thực hành nghề tiếp theo trong chuỗi đào tạo chuyên ngành kỹ thuật nhiệt - lạnh.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định trên ba phương diện:

• Về kiến thức: Cung cấp hiểu biết cơ bản về kỹ thuật nhiệt và kỹ thuật lạnh, bản chất và đặc tính của chất môi giới trong hệ thống máy lạnh và điều hòa không khí, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén, thiết bị trao đổi nhiệt và cấu trúc của các hệ thống lạnh thông dụng.
• Về kỹ năng: Hình thành năng lực tra cứu bảng thông số trạng thái của môi chất (nước, hơi nước, amoniac, các hợp chất freon), kỹ năng giải tích và sử dụng đồ thị nhiệt động ($T-s$, $i-s$, $\lg p-h$), kỹ năng chuyển đổi các đơn vị đo lường kỹ thuật và giải quyết các bài toán nhiệt động học cơ bản.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện năng lực tư duy logic, thái độ làm việc tỉ mỉ, chuẩn xác và khả năng vận dụng cơ sở lý thuyết vào thực tiễn kỹ thuật sản xuất.

Cấu trúc giáo trình gồm Bài mở đầu, hai chương chuyên môn trọng tâm (Chương 1: Cơ sở kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt; Chương 2: Cơ sở kỹ thuật lạnh), phần Bảng thuật ngữ chuyên môn và Danh mục tài liệu tham khảo. Cách tiếp cận của giáo trình đi từ các quy luật nhiệt động lực học đại cương và cơ chế truyền nhiệt đến việc khảo sát chi tiết chu trình nhiệt động của máy lạnh, bơm nhiệt và các hệ thống thiết bị lạnh công nghiệp.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung chuyên môn của giáo trình được triển khai qua các phân đoạn logic:

1. Bài mở đầu: Tầm quan trọng của kỹ năng tra bảng và tài liệu tham khảo

Trình bày vai trò của kỹ năng thu thập, tra cứu thông số trạng thái nhiệt động phục vụ tính toán, thiết kế kho lạnh, buồng lạnh thương nghiệp, máy sản xuất nước đá, hệ thống bơm nhiệt, điều hòa không khí và thiết bị kỹ thuật cryo. Phần này cung cấp danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành gồm các công trình của các tác giả Nguyễn Đức Lợi, Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính, Trần Thanh Kỳ, Phạm Văn Tùy, Hoàng Đình Tín, Trần Đức Ba.

2. Chương 1: Cơ sở kỹ thuật nhiệt động và truyền nhiệt (Mã bài: MH11-01)

Chương 1 thiết lập các nguyên lý nhiệt động và quy luật truyền nhiệt thông qua 6 nội dung cơ bản:

• Nhiệt động kỹ thuật: Khái niệm hệ nhiệt động (kín, hở, cô lập, đoạn nhiệt), khí lý tưởng và khí thực; các thông số trạng thái cơ bản gồm thể tích riêng $v = V/G$ $(\text{m}^3/\text{kg})$, khối lượng riêng $\rho = 1/v$ $(\text{kg}/\text{m}^3)$, nhiệt độ tuyệt đối $T\text{ (K)} = t\text{ }(^\circ\text{C}) + 273{,}15$, áp suất tuyệt đối $p$, áp suất dư $p_d = p - p_k$, độ chân không $p_{ck} = p_k - p$; định nghĩa nhiệt dung riêng, quan hệ Mayer đối với khí lý tưởng $c_p - c_v = R$, số mũ đoạn nhiệt $k = c_p / c_v$, công thức tính nhiệt lượng $q = c(t_2 - t_1)$.
• Hơi và các thông số trạng thái của hơi: Các pha vật chất (bay hơi, sôi, ngưng tụ); phương trình trạng thái thực nghiệm Vucalovich - Novikov; quá trình hóa hơi đẳng áp; xác định các đường giới hạn dưới ($x = 0$), đường giới hạn trên ($x = 1$) và điểm tới hạn $K$ của nước ($p_k = 221{,}29\text{ bar}$, $t_k = 374{,}15^\circ\text{C}$, $v_k = 0{,}00326\text{ m}^3/\text{kg}$, $i_k = 2156{,}2\text{ kJ/kg}$); cách tra bảng nước và hơi nước bão hòa, bảng hơi quá nhiệt; phương pháp biểu diễn trạng thái trên đồ thị $T-s$ và $i-s$.
• Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi: Tính toán biến đổi nội năng $\Delta u$, nhiệt lượng $q$, công thay đổi thể tích $l$ và công kỹ thuật $l_{kt}$ trong bốn quá trình cơ bản: đẳng tích ($v = \text{const}$), đẳng áp ($p = \text{const}$), đẳng nhiệt ($T = \text{const}$) và đoạn nhiệt ($s = \text{const}$, $pv^k = \text{const}$).
• Quá trình lưu động và tiết lưu: Phương trình liên tục của dòng lưu động $G = \omega \cdot f \cdot \rho = \text{const}$; tốc độ âm thanh $a = \sqrt{kpv} = \sqrt{kRT}$; số Mach $M = \omega / a$; quan hệ hình dáng ống với tốc độ dòng khí $df/f = (M^2 - 1)d\omega/\omega$; điều kiện làm việc của ống tăng tốc, ống tăng áp và ống hỗn hợp Laval; tỉ số áp suất tới hạn $\beta_k$; bản chất quá trình tiết lưu đoạn nhiệt qua trở lực cục bộ ($\Delta p < 0, \Delta s > 0, \Delta i = 0, \Delta \omega = 0$).
• Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt: Khái niệm chu trình thuận chiều và chu trình ngược chiều; hệ số làm lạnh $\varepsilon = q_2 / |l| = q_2 / (|q_1| - q_2)$; chu trình máy lạnh không khí; chu trình máy lạnh nén hơi sử dụng môi chất amoniac hoặc freon; chu trình làm lạnh bằng ejector hơi nước; sơ đồ nguyên lý và chu trình làm việc của bơm nhiệt (điều hòa không khí 2 chiều) với hệ thống van đảo chiều chuyển đổi giữa chế độ sưởi ấm và chế độ làm mát.
• Cơ sở truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt: Cơ chế dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng và vách trụ nhiều lớp; tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên và cưỡng bức theo định luật Newton $Q = \alpha F (t_w - t_f)$, phương trình chuẩn số xác định hệ số tỏa nhiệt $\text{Nu} = f(\text{Re}, \text{Pr}, \text{Gr})$; trao đổi nhiệt bức xạ qua môi trường sóng điện từ, định luật Stefan - Boltzmann với hệ số bức xạ vật đen tuyệt đối $C_0 = 5{,}67\text{ W}/(\text{m}^2\cdot\text{K}^4)$, trao đổi nhiệt bức xạ có màng chắn; tính toán truyền nhiệt tổng hợp qua vách phẳng, vách trụ và vách có cánh.

3. Chương 2: Cơ sở kỹ thuật lạnh (Mã bài: MH11-02)

Chương 2 tập trung vào kỹ thuật lạnh ứng dụng:

• Ý nghĩa và ứng dụng của kỹ thuật lạnh: Ứng dụng trong bảo quản thực phẩm (chiếm khoảng 80% công suất lạnh), công nghệ sấy thăng hoa (kết đông $-20^\circ\text{C}$ kết hợp hút chân không), công nghiệp hóa chất (hóa lỏng và phân tách khí clo, amoniac, khí carbonic, khí thiên nhiên, nitơ, oxy, khí trơ), và hệ thống điều hòa không khí công nghiệp cũng như dân dụng.
• Các phương pháp làm lạnh nhân tạo: Phương pháp bay hơi khuếch tán, hòa trộn lạnh (nước đá và muối), giãn nở khí sinh ngoại công, hiệu ứng tiết lưu Joule - Thomson, hiệu ứng nhiệt điện Peltier và bay hơi chất lỏng trong chu trình nén hơi.
• Môi chất lạnh và chất tải lạnh: Phân tích các yêu cầu nhiệt động, vật lý, hóa học và kinh tế đối với môi chất lạnh; khảo sát chi tiết đặc tính kỹ thuật của Amoniac $\text{NH}_3$ (R717), Freon 12 ($\text{CCl}_2\text{F}_2$ - R12), Freon 22 ($\text{CHClF}_2$ - R22); khảo sát các chất tải lạnh thông dụng gồm nước, dung dịch nước muối ($\text{NaCl}, \text{CaCl}_2$), không khí và các hợp chất hữu cơ (methanol, ethanol).
• Các hệ thống lạnh thông dụng: Khảo sát chu trình Carnot ngược và chu trình khô một cấp nén; sơ đồ chu trình có quá nhiệt hơi hút, quá lạnh lỏng và thiết bị hồi nhiệt; sơ đồ nguyên lý và đồ thị nhiệt động của chu trình hai cấp nén làm mát trung gian không hoàn toàn (gồm máy nén hạ áp NHA, máy nén cao áp NCA, bình trung gian và bình hồi nhiệt).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống tri thức kỹ thuật dựa trên ba trụ cột:

1. Lý thuyết nhiệt động lực học kỹ thuật: Các định luật nhiệt động học, phương trình trạng thái khí lý tưởng và khí thực, nguyên lý chu trình nhiệt động thuận - nghịch chiều, và mô hình hóa trạng thái pha của môi chất.
2. Nguyên lý truyền nhiệt: Cơ chế dẫn nhiệt vi mô, quy luật đối lưu nhiệt thông qua lý thuyết đồng dạng (chuẩn số $\text{Nu}, \text{Pr}, \text{Re}, \text{Gr}$) và quy luật trao đổi năng lượng bức xạ điện từ.
3. Mô hình chu trình nhiệt - lạnh: Cấu trúc chu trình biến đổi năng lượng trong máy nén, thiết bị ngưng tụ, van tiết lưu và thiết bị bay hơi.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Đọc, tra cứu và xử lý số liệu từ bảng thông số nước và hơi nước bão hòa, bảng hơi quá nhiệt; đọc và vẽ các chu trình nhiệt động trên đồ thị $T-s$, $i-s$ và $\lg p-h$; chuyển đổi chính xác giữa các hệ đơn vị đo lường kỹ thuật (hệ SI, hệ đo lường Anh - Mỹ: $\text{inch}, \text{feet}, \text{lb}, \text{bar}, \text{at}, \text{mmHg}, \text{mmH}_2\text{O}, \text{BTU}, \text{HP}, \text{USRT}, ^\circ\text{F}, ^\circ\text{C}, \text{K}$).
• Kỹ năng phân tích: Tính toán cân bằng nhiệt, xác định công tiêu hao, công hữu ích, năng suất lạnh $Q_0$ và hệ số làm lạnh $\varepsilon$ của chu trình một cấp, hai cấp và bơm nhiệt; phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi $T_0$ và nhiệt độ ngưng tụ $T_k$ đến hiệu suất hệ thống.
• Năng lực thực tiễn: Vận dụng nguyên lý làm việc của các thiết bị trao đổi nhiệt, van tiết lưu, bình làm mát trung gian và bình hồi nhiệt vào việc nhận diện, đánh giá và vận hành hệ thống lạnh công nghiệp và máy điều hòa không khí.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng phương pháp tiếp cận sư phạm kết hợp giữa thuyết giảng lý thuyết cơ sở với thực hành giải toán kỹ thuật và phân tích sơ đồ công nghệ:

• Phương pháp tiếp cận sư phạm: Bài giảng được cấu trúc theo tiến trình từ định nghĩa khái niệm, thiết lập công thức toán học - nhiệt động, đến việc cụ thể hóa trên đồ thị trạng thái và liên hệ cấu tạo cơ khí của thiết bị. Giảng viên sử dụng sơ đồ nguyên lý và đồ thị nhiệt động song song để minh họa các quá trình biến đổi trạng thái của chất môi giới.
• Hệ thống bài tập và tình huống kỹ thuật: Giáo trình tích hợp các bài tập tính toán định lượng ở cuối mỗi phần nội dung:
  • Bài tập chuyển đổi đơn vị và thông số trạng thái: Tính toán áp suất tuyệt đối của lò hơi từ chỉ số manomet ($3\text{ at}$) và baromet ($785\text{ mmHg}$); xác định độ biến đổi entanpi, entropi của khối khí trong bình kín có thể tích $V = 0{,}015\text{ m}^3$ ở áp suất $p_1 = 2\text{ bar}$, nhiệt độ $t_1 = 30^\circ\text{C}$ khi nhận nhiệt lượng $16\text{ kJ}$.
  • Bài tập tra bảng nhiệt động: Xác định thể tích riêng, entanpi, entropi của hơi bão hòa ẩm ở áp suất $p = 2\text{ bar}$ với độ khô $x = 0{,}9$.
  • Bài tập tính toán hệ thống điều hòa: Xác định áp suất của môi chất R22 tại các điểm nút của chu trình làm lạnh từ các thông số vận hành cho trước: nhiệt độ bốc hơi $t_1 = 0^\circ\text{C}$, nhiệt độ quá nhiệt $t_1' = 7^\circ\text{C}$, nhiệt độ ngưng tụ $t_3 = 42^\circ\text{C}$, nhiệt độ quá lạnh $t_3' = 35^\circ\text{C}$.
• Phương pháp tổ chức học tập và tự học:
  • Giáo trình yêu cầu sinh viên áp dụng phương pháp thảo luận nhóm để giải quyết các bài toán nhiệt động phức tạp, thực hiện quy trình kiểm tra chéo (peer-review) kết quả tính toán giữa các nhóm trước khi báo cáo và bảo vệ kết quả trước lớp học.
  • Hướng dẫn sinh viên tự học thông qua việc tự lập bảng chuyển đổi đơn vị, tự vẽ lại các chu trình nhiệt động trên đồ thị $T-s$, $i-s$ và đối chiếu các thông số tra cứu từ bảng số liệu với kết quả tính toán giải tích.
• Phương pháp đánh giá: Kết quả học tập được đánh giá thông qua mức độ chuẩn xác trong việc giải bài tập tính toán, kỹ năng tra bảng thông số môi chất, khả năng phân tích nguyên lý làm việc của sơ đồ hệ thống lạnh và các bài kiểm tra định kỳ theo quy chế đào tạo nghề.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Chuẩn hóa theo khung chương trình đào tạo 2021: Giáo trình được biên soạn mới theo chương trình đào tạo năm 2021 của Trường Cao đẳng Nghề Cần Thơ, bám sát các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định tại Thông tư 03/2017/TT-BLĐTBXH, đảm bảo tính liên thông và tính tích hợp giữa lý thuyết cơ sở với thực hành nghề kỹ thuật máy lạnh.
• Tích hợp các công nghệ nhiệt - lạnh ứng dụng:
  • Phân tích chi tiết nguyên lý vận hành của thiết bị bơm nhiệt (máy điều hòa không khí hai chiều) thông qua hệ thống phân phối van đóng mở (van 1 đến van 8) và van đảo chiều, làm rõ cơ chế tiết kiệm điện năng của bơm nhiệt so với lò sưởi điện trở trong chế độ sưởi ấm.
  • Cập nhật các phân ngành ứng dụng của kỹ thuật lạnh gồm công nghệ sấy thăng hoa chân không trong sản xuất dược phẩm, kỹ thuật hóa lỏng và phân tách khí công nghiệp, kỹ thuật cryo và vận tải lạnh.
• Hệ thống hóa dữ liệu môi chất lạnh: Phân loại và so sánh chi tiết giữa môi chất vô cơ tự nhiên Amoniac ($\text{NH}_3$ - R717) và các môi chất tổng hợp nhóm Freon (R12, R22) về các chỉ số nhiệt động ($q_0, q_v$), khả năng hòa tan dầu, độ dẫn điện, tính ăn mòn kim loại màu và phạm vi ứng dụng trong máy nén kín hoặc máy nén hở.
• Tính kế thừa học thuật rõ ràng: Giáo trình tham chiếu và kế thừa trực tiếp các tài liệu chuyên khảo từ các trường đại học kỹ thuật tại Việt Nam, bao gồm giáo trình của Đại học Bách khoa Hà Nội và Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên đào tạo chính quy: Sinh viên trình độ Cao đẳng nghề thuộc nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí. Giáo trình được thiết kế giảng dạy ở giai đoạn kiến thức cơ sở chuyên ngành (năm thứ nhất hoặc đầu năm thứ hai tùy tiến độ đào tạo của nhà trường).
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần toán học kỹ thuật cơ bản (phép tính vi phân, tích phân đơn giản), vật lý đại cương (phần cơ học và nhiệt học) và có kỹ năng đọc bản vẽ kỹ thuật cơ bản.
• Giảng viên chuyên ngành: Giảng viên sử dụng giáo trình làm tài liệu chuẩn để biên soạn đề cương chi tiết, giáo án lý thuyết, thiết kế hệ thống bài tập thực hành tính toán nhiệt động và xây dựng ngân hàng câu hỏi thi kết thúc môn học MH11.
• Đối tượng tự học và tham khảo mở rộng: Kỹ thuật viên đang công tác trong lĩnh vực vận hành, bảo trì hệ thống điều hòa không khí, kỹ sư công nghệ thực phẩm, công nghệ sau thu hoạch và học viên các ngành kỹ thuật liên quan có nhu cầu tra cứu công thức truyền nhiệt, bảng thông số hơi nước và môi chất lạnh.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí; đồng thời là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho giảng viên, kỹ thuật viên vận hành hệ thống lạnh và sinh viên các ngành kỹ thuật nhiệt - thực phẩm.

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

Người học cần nắm vững kiến thức vật lý nhiệt cơ bản, hiểu các định luật nhiệt học, nắm được các đại lượng đo lường vật lý và có kỹ năng giải toán đại số - giải tích cơ bản để xử lý phương trình trạng thái và công thức truyền nhiệt.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu nhiệt động lực học thuần túy?

Giáo trình gắn kết lý thuyết nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt trực tiếp với các thiết bị và chu trình của ngành lạnh thực tế, cụ thể như máy nén lạnh, chu trình hai cấp nén làm mát trung gian không hoàn toàn, van đảo chiều bơm nhiệt, tính chất của môi chất $\text{NH}_3$, R12, R22 và các bài toán kỹ thuật thực tế.

4. Làm sao để tự học và nắm vững kiến thức môn học hiệu quả?

Người học cần kết hợp đọc lý thuyết với việc thực hành tra cứu các bảng thông số trạng thái của nước, hơi nước và môi chất lạnh; vẽ lại các chu trình trên đồ thị $T-s$, $i-s$; đồng thời tự giải đầy đủ các bài tập chuyển đổi đơn vị và tính toán chu trình nén hơi có trong giáo trình.

5. Giáo trình có các tài liệu tham khảo bổ trợ nào?

Giáo trình trích dẫn và hướng dẫn tham khảo 7 tài liệu chuyên khảo:

1. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi (NXB Bách Khoa Hà Nội, 2007).
2. Hệ thống máy và thiết bị lạnh – Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005).
3. Máy lạnh – Trần Thanh Kỳ (NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2004).
4. Kỹ thuật lạnh cơ sở – Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2004).
5. Bài tập nhiệt động học kỹ thuật và truyền nhiệt – Hoàng Đình Tín, Đỗ Hữu Hoàng, Hoàng Thị Nam Hương (NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2008).
6. Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa học và thực phẩm - Công nghệ lạnh – Trần Đức Ba và cộng sự (NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2007).
7. Công nghệ lạnh thủy sản – Trần Đức Ba, Nguyễn Văn Tài (NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2004).

---

Kết luận

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh và điều hòa không khí (MH11) của Trường Cao đẳng Nghề Cần Thơ cung cấp hệ thống kiến thức nền tảng chuẩn mực về nhiệt động học kỹ thuật, cơ chế truyền nhiệt và nguyên lý hoạt động của các hệ thống máy lạnh, điều hòa không khí và bơm nhiệt.

Lộ trình học tập xuất phát từ các khái niệm nhiệt động học chất khí, trạng thái hơi và các quy luật truyền nhiệt (Chương 1), sau đó tiến đến khảo sát chuyên sâu về môi chất, chất tải lạnh và các sơ đồ chu trình nén hơi một cấp, hai cấp (Chương 2). Việc hoàn thành khối kiến thức và kỹ năng trong giáo trình là điều kiện cần thiết để người học bước vào các học phần thiết kế, lắp đặt, vận hành và sửa chữa thiết bị lạnh chuyên sâu trong toàn khóa đào tạo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT Mã Bài: MH11 - 01 Giới thiệu: Bài học này rất quan trọng là nền tảng kiến thức để học sinh tính toán những bài tập nhiệt và thiết bị lạnh, cũng như là nền tảng cho những môn học thực hành Mục tiêu: - Hiểu đuợc các kiến thức chung nhất về kỹ thuật Nhiệt-Lạnh; - Phân tích đựoc các quá trình, nguyên lý làm việc của máy lạnh và các quy luật truyền nhiệt nói chung; - Rèn luyện tính tập trung, tỉ mỉ, tư duy logic, ứng dụng thực tiễn sản xuất áp dụng vào môn học cho HSSV. Nội dung chính: 1. Nhiệt động kỹ thuật 1. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới 1.

Các khái niệm và định nghĩa a. Hệ nhiệt động Tập hợp các vật thể có liên quan với nhau về cơ và nhiệt ta nghiên cứu bằng nhiệt động lực học được gọi là hệ nhiệt động. Tất cả các vật khác không nằm trong hệ nhiệt động được gọi là môi trường xung quanh. Người ta có thể phân loại các hệ nhiệt động như sau: Hệ thống kín và hệ thống hở: Hệ kín là hệ không trao đổi vật chất với môi trường xung quanh.

Còn hệ hở là hệ có khả năng trao đổi vật chất với môi trường xung quanh. Hệ thống cô lập và không cô lập: Hệ cô lập là hệ không trao đổi năng lượng với môi trường xung quanh dưới dạng nhiệt và cơ năng. Nếu hệ và môi trường chỉ không trao đổi nhiệt với nhau thì gọi là hệ đoạn nhiệt. Nếu hệ và môi trường không trao đổi cơ năng thì được gọi là hệ cô lập về phương diện cơ học.

Hệ không cô lập là hệ có khả năng trao đổi năng lượng với môi trường xung quanh dưới dạng cơ và nhiệt năng. Khí lý tưởng và khí thực Khí lý tưởng là khí không có lực tác dụng tương hổ giữa các phân tử và không có thể tích của bản thân các phân tử. Ngược lại khí thực là khí mà giữa các phân tử của nó có lực tác dụng tương hổ và có thể tích của bản thân các phân tử. Như vậy trong thực tế không có khí lý tưởng.

Nếu khí thực có áp suất rất thấp và nhiệt độ rất cao thì lúc đó trong tính toán có thể xem nó là khí lý tưởng, vì khi đó lực tác dụng tương hổ giữa các phân tử rất nhỏ so với năng lượng chuyển động của chúng, đồng thời kích thước của bản thân các phân tử rất nhỏ so với khoảng cách trung bình của các phân tử (hay so với toàn bộ thể tích mà khối khí chiếm chổ). Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới a. Chất môi giới Là chất trung gian để thực hiện quá trình biến hóa giữa nhiệt và công. 5 Trên nguyên tắc mọi chất đều có thể là chất môi giới, nhưng người ta thường sử dụng khí và hơi vì chúng thay đổi thể tích rất lớn khi có sự biến thiên nhiệt độ.

các thông số trạng thái của chất môi giới + Thể tích riêng Là thể tích của một đơn vị khối lượng V v [m3/kg] G Nghịch đảo của thể tích riêng là khối lượng riêng (khối lượng của một đơn vị thể tích). G 1   [kg/ m3] V v Đôi khi người ta còn dùng thông số trọng lượng riêng, là trọng lượng của một đơn vị thể tích.g  [N/ m3] v g: gia tốc trọng trường [m/s2] + Nhiệt độ Là một đại lượng biểu thị trạng thái nhiệt của vật chất. Theo thuyết động lực học phân tử thì nhiệt độ biểu thị tốc độ chuyển động của các phân tử và nguyên tử trong nội bộ vật chất.