ĐIỆN LẠNH CƠ BẢN PHẦN 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NHIỆT ĐỘNG 1.1 Khái niệm nhiệt động máy lạnh: Máy nhiệt thiết bị thực q trình chuyển hố nhiệt hai nguồn nóng (T1) lạnh (T2) Máy nhiệt chia làm hai nhóm: Nhóm động nhiệt nhóm máy lạnh, bơm nhiệt Động nhiệt: Gồm máy nước, động đốt trong, động phản lực, turbine hơi, turbine khí,… loại làm việc theo nguyên lý chất môi giới nhận nhiệt (Q 1) từ nguồn nóng (q trình cháy nhiên liệu), giãn nỡ để biến phần nhiệt thành công (L 0), sau chất mơi giới nhả phần nhiệt (Q2) cho nguồn lạnh Q1 -  Q2 = L0 Máy lạnh bơm nhiệt : Làm việc theo nguyên lý máy tiêu hao lượng L0, chất môi giới nhận nhiệt (Q2) từ nguồn lạnh để làm lạnh vật, truyền (Q 2) (L0) cho nguồn nóng Máy lạnh sử dụng nhiệt (Q2) để làm lạnh vật bơm nhiệt sử dụng (Q1) để sưởi ấm sấy Nhiệt công dạng lượng đại lượng vật lý phụ thuộc vào trình Qui ước: Nhiệt nhận Q>0 Nhiệt nhả Q Công tiêu hao L < Đơn vị: 1cal = 4,18 J Btu = 252 cal (British Thermal Unit) Btu/h = 0,3 W 1.2 Trạng thái thông số trạng thái 1.2.1 Trạng thái: Trạng thái tập hợp đại lượng xác định tính chất vật lý chất môi giới thời điểm Các thơng số dùng để xác định trạng thái chất môi giới gọi thông số trạng thái, trạng thái xác định thơng số trạng thái có giá trị xác định Một trạng thái gọi cân chất mơi giới thơng số trạng thái có giá trị điểm toàn khối chất môi giới Ngược lại gọi trạng thái chất môi giới không cân 1.2.2 Thông số trạng thái: Để biểu diễn trạng thái chất môi giới người ta nhờ đến ba thông số trạng thái bản: Nhiệt độ, áp suất, thể tích riêng Ngồi thơng số cịn dùng đến thơng số khác : Nội năng, Enthanpy, Entropy, Exergy, … a/ Nhiệt độ: Nhiệt độ thơng số biểu thị mức độ nóng lạnh vật, theo thuyết động học phân tử nhiệt độ biểu thị giá trị động trung bình phân tử chuyển động tịnh tiến mϖ2  3    =kT  Trong đó: T : Nhiệt độ tuyệt đối, K m : Khối lượng phân tử, kg (1-1) ϖ : Vận tốc trung bình phân tử, m/s k : Hằng số Boltzmann k = 1,3805 10-23 (J/độ) Để xác định nhiệt độ người ta thường dùng thang đo nhiệt độ: Nhiệt độ bách phân ( Nhiệt độ Celcius : t, 0C ) Nhiệt độ tuyệt đối ( Nhiệt độ Kelvin : T, K ) Mối quan hệ : T(K) = t(0C) + 273,15 Ngồi cịn có thang nhiệt độ khác : Nhiệt độ Fahrenheit t(0F), Rankine T(0R) Mối quan hệ : t o C = t o F − 32 (1-2) t o C = T o R − 273,15 (1-3) b/ Áp suất: Ap suất lực tác dụng phân tử theo phương pháp tuyến lên đơn vị diện tích thành bình chứa F p= (N/m2) (1-4) S Ở đây: p : áp suất tuyệt đối (N/m2) F : lực tác dụng (N) (1 N = kgm/s2) S : diện tích thành bình (m2) Để đo áp suất người ta dùng nhiều đơn vị đo khác nhau, ta có mối quan hệ đơn vị đo áp suất sau : 1at = 9,81 104 (N/m2) ≈ 0,981bar ≈ 9,81 104 Pa = kG/cm2 = 14,7 psi = 10 mH2O = 735,5 mmHg Ngoài ta có khái niệm khác áp suất như: ( ) [( ) ( ) ( ) ] Pk P t Pkt Pck P Trong đó: p : áp suất tuyệt đối pd : áp suất dư pKT : áp suất khí trời pCK : áp suất chân khơng * Khi đo áp suất chiều cao cột thủy ngân phải qui điều kiện 0C trước chuyển đổi đơn vị, theo công thức: h00C = h (1- 0,000172.t) Trong : h00C : chiều cao cột thuỷ ngân 00C h : chiều cao cột thuỷ ngân t 0C c/ Thể tích riêng: Thể tích riêng thể tích đơn vị khối lượng Nếu lượng khí có khối lượng G kg, thể tích V m3 thể tích riêng là: V v= , (m3/kg) (1-5) G Khối lượng riêng đại lượng nghịch đảo thể tích riêng ρ= , (kg/m3) (1-6) v d/ Nội năng: ( ký hiệu: u, J/kg) Nội vật bao gồm: nhiệt năng, hoá năng, lượng nguyên tử Đối với q trình nhiệt động hố lượng nguyên tử không thay đổi nên thay đổi nội vật thay đổi nhiệt Nội bao gồm: Nội động nội Nội động sinh chuyển động tịnh tiến, chuyển động dao động, chuyển động quay phân tử Nội sinh lực tương tác phân tử Theo thuyết động học phân tử nội động phụ thuộc vào nhiệt độ, nội phụ thuộc vào khoảng cách phân tử, hàm đơn trị thể tích, vậy: u = f (T, v) Đối với khí lý tưởng thì: u = f (T) Mặt khác nội thông số trạng thái, phụ thuộc vào trạng thái đầu cuối, không phụ thuộc vào trình tiến hành  du = cv dT Khi cho trình tiến hành từ trạng thái 1đến trạng thái độ biến thiên nội là: ∆u = cv ( T2 – T1) (1-7) Ở đây: cv nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích(J/kg.độ) e/ Năng lượng đẩy: (d : J/kg) Đối với dịng khí chất lỏng chuyển động, động bên ngồi cịn lượng giúp khối khí dịch chuyển, gọi lượng đẩy Năng lượng đẩy xác định biểu thức : d = pv (1-8) Năng lượng đẩy thông số trạng thái có hệ hở, dịng khí chuyển động lượng đẩy thay đổi tạo cơng lưu động để đẩy dịng khí dịch chuyển f/ Enthalpy: (i, h: J/kg) Enthalpy thông số trạng thái Trong nhiệt động enthalpy định nghĩa biểu thức: i = u + pv (1-9) Đối với khí thực enthalpy phụ thuộc vào thông số trạng thái bản, cịn khí lý tưởng thì: (1-9) ⇒ di = du + d(R.T) di = cvdt + RdT di = cpdT Độ biến thiên enthalpy hai trạng thái là: ∆i = cp (T2 – T1) (1-10) g/ Entropy: (s: J/kg.độ) Entropy đại lượng vật lý mà thay đổi chứng tỏ có trao đổi nhiệt Phương trình vi phân entropy có dạng : dq ds = ( 1-11) T dq : nhiệt lượng trao đổi chất mơi giới mơi trường q trình vơ bé 1.2.3: Phương trình trạng thái : Phương trình trạng thái chất khí cách tổng qt biểu diễn theo mối quan hệ hàm số sau: F ( p,v,T) = (1-12) Nó cho phép ta xác định trạng thái biết thông số trạng thái a/ Phương trình trạng thái khí lý tưởng: + Phương trình trạng thái viết cho kg khí có dạng : p.v = R.T (1-13) Trong : p : áp suất tuyệt đối (N/m ) v : Thể tích riêng (m3/kg) R : Hằng số chất khí (J/kg.độ) T : Nhiệt độ tuyệt đối (K) + Phương trình trạng thái G kg khí : p.v.G = G.R.T ⇒ p.V = G.R.T (1-14) + Phương trình viết cho kmol chất khí: Từ (1-13) ⇒ ⇒ p.v.µ = µ.R.T pVµ = µ.R.T với : Vµ = v µ : Thể tích kmol khí (m3/kmol) Đặt : Rµ = µ.R : Hằng số phổ biến chất khí (J/kmol.độ) ⇒ pVµ = RµT pVµ ⇒ Rµ = T Theo Avogadro – Ampere: điều kiện tiêu chuẩn : p = 760 mmHg, thể tích kmol khí lý tưởng Vµ = 22,4 m3 : (1-15) (1-16) t = 0C = 273,15 K, ⇒ Rµ = 760 10 22,4 101332.22,4 750 = 273,15 273,15 Rµ = 8314 (J/kmol.độ) Rµ 8314 = R= µ µ ⇒ b/ Phương trình trạng thái khí thực: Trong thực tế khí sử dụng khí thực việc tính tốn phức tạp Để thiết lập phương trình cho khí thực người ta dựa vào phương trình khí lý tưởng thêm vào số hệ số điều chỉnh rút từ thực nghiệm Theo Vander Waals phương trình có dạng: a    p + .( v − b ) = R.T (1-17) v   Trong đó: a/v2: Hệ số điều chỉnh áp suất nội bộ, kể đến lực tác dụng tương hỗ phân tử b : Hệ số điều chỉnh thể tích thân phân tử a,b: Còn gọi số cá biệt biến thiên theo loại chất khí 1.3 Nhiệt dung riêng: 1.3.1 Định nghĩa: Nhiệt dung riêng lượng nhiệt lượng cần thiết để đưa đơn vị chất mơi giới lên độ theo q trình Ký hiệu c - Nếu ta có đơn vị chất môi giới kg, cần nhiệt lượng dq làm cho thay đổi nhiệt độ dt thì: dq c= : Nhiệt dung riêng thực (1-18) dt - Còn ta cung cấp cho kg chất môi giới nhiệt lượng q làm cho thay đổi nhiệt độ từ t1 đến t2 thì: q gọi nhiệt dung riêng trung bình khoảng nhiệt độ từ t1 đến t2 t − t1 Ký hiệu nhiệt dung riêng trung bình từ t1 đến t2 là: c t2 ⇒ c = t1 q t − t1 t2 t1 (1-19) 1.3.2: Phân loại Có nhiều cách phân loại nhiệt dung riêng, dựa vào đơn vị đo đặc tính trình ta có loại sau: a) Khi lấy đơn vị đo kg: gọi nhiệt dung riêng khối lượng, ký hiệu c (kJ/kg.độ) - Nếu trình tiến hành điều kiện áp suất không đổi, gọi nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp ký hiệu : cp - Nếu trình tiến hành điều kiện thể tích khơng đổi, gọi nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích ký hiệu: cv b) Khi lấy đơn vị đo m3 tiêu chuẩn: gọi nhiệt dung riêng thể tích, ký hiệu c’ (kJ/m3tc.độ) (m3tc đo điều kiện: p = 760 mmHg, t = oC) Tương tự ta có c’p c’v,lần lượt nhiệt dung riêng thể tích đẳng áp nhiệt dung riêng thể tích đẳng tích c) Khi lấy đơn vị đo kmol: gọi nhiệt dung riêng kmol, ký hiệu cµ (kJ/kmol.độ) Tương tự ta có cµp cµv, ký hiệu cho nhiệt dung riêng kmol đẳng áp nhiệt dung riêng kmol đẳng tích * Mối quan hệ loại nhiệt dung riêng: Khi biết nhiệt dung riêng cần xác định nhiệt dung riêng ta dùng mối quan hệ sau: cµ = c'.vtc + c= (a) µ + + cp – cv = R cp =k cv (b) (c) Trong k số mũ đoạn nhiệt: k > Từ ( 3-3b) (3-3c) R ⇒ cv = (d) k −1 k R ⇒ cp = (e) k −1 1.3.3: Sự phụ thuộc nhiệt dung riêng vào nhiệt độ a) Quan hệ số: Trong kỹ thuật tính tốn khơng cần độ xác cao ta coi nhiệt dung riêng không phụ thuộc vào nhiệt độ, phụ thuộc vào tính chất chất mơi giới, để xác định ta có bảng sau: kcal/kmol.độ Loại khí k cµv cµp Khí nguyên tử 1,6 Khí nguyên tử 1,4 Khí từ nguyên tử trở lên 1,3 b) Quan hệ đường thẳng: Ở mức độ xác vừa phải nhiệt dung riêng phụ thuộc vào nhiệt độ theo quan hệ đường thẳng sau: c = a + bt (1-20) c) Quan hệ đường cong:Khi mức độ xác cao nhiệt dung riêng phụ thuộc vào nhiệt độ theo quan hệ đường cong: c = a’+ b’t + dt2 (1-21) Trong đó: a, b, a’, b’, d số xác định từ thực nghiệm 1.3.4 Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng a) Theo nhiệt dung riêng thực: dq Từ định nghĩa (3-1): c = dt  dq = c.dt Khi cho trình tiến hành từ trạng thái đến trạng thái tích phân ta ⇒ q = c ∫ dt ⇒ q = c(t2 – t1) b) Theo nhiệt dung riêng quan hệ đường thẳng: Ta có: c = a + bt  dq = ( a + bt )dt Tích phân: (1-22) ⇒ q= ∫ ( a + bt ) dt q = a.t + bt 2 ( ) b t − t 12 ( t + t1 ) ] (t2 - t1) hay: q = [a + b 2 c) Theo quan hệ đường cong: Từ (3-5): c = a’+ b’t + dt2 ⇒ q = a(t2 - t1) + (1-23) ⇒ q= ∫ ( a '+b' t + dt )dt Tương tự tích phân theo t đặt (t2 – t1) làm thừa số chung: ( t + t1 )  t 12 + t 22 + t t + d q = [a + b  d) Theo nhiệt dung riêng trung bình Từ định nghĩa: t2 q c = t − t1 t1 ⇒ q= c t2 t1 (t2 – t1)   ].(t2 - t1)   (1-24) (f) Các bảng không cho nhiệt dung riêng trung bình từ t ÷ t2, có từ ÷ t mà thơi, nhiệt dung riêng trung bình từ t1 ÷ t2 xác định: t t t2 c 02 t − c 01 t t1 t − t1 c = (g) Thay (g) vào (f) đơn giản ta được: t2 t2 0 q = c t2 – c t1 (1-25) 1.4 Định luật nhiệt động thứ 1.4.1 Nội dung định luật: Thực chất định luật nhiệt động thứ định luật bảo toàn biến hoá lượng ứng dụng phạm vi nhiệt, định luật phát biểu: “ Năng lượng không tự khơng tự tạo ra, mà biến đổi từ dạng sang dạng khác q trình lý hóa khác mà thơi” Hay nói cách khác: tổng lượng tồn phần hệ cô lập không đổi Trong phạm vi nhiệt động, lượng nhiệt bị tất yếu sinh lượng xác định ngược lại 1.4.2 Phương trình định luật nhiệt động thứ Xét khối khí ta cung cấp cho nhiệt lượng vơ nhỏ dQ thay đổi nội dU sinh công tương ứng dL Theo định luật bảo toàn: dQ = dU + dL (1-26) Khi tính cho kg: dq = du +dl dq = du + pdv (1-27) ⇒ dq = du + d(pv) – vdp Hay dq = d(u + pv) - vdp với i = u + pv :enthalpy ⇒ dq = di – vdp (1-28) Từ (4-4) suy ra: dq = cvdT + pdv Tích phân: q = ∆u + l (l: cơng thay đổi thể tích) (1-29) Từ (4-5) suy ra: dq = cpdT - vdp Tích phân: q = ∆i +lkt (1-30) , ( lkt :công kỹ thuật) Công thức (1-29) (1-30) phương trình định luật nhiệt động thứ cho hệ kín hệ hở 1.4.3 Cơng thay đổi thể tích: Là cơng sinh thể tích chất mơi giới thay đổi Ký hiệu l (J/kg) xilanh p kg p p dv dx Piston có diện tích S v v1 v2 Cho 1kg chất môi giới vào xilanh với áp suất p, đặt piston có diện tích S Khi ta cung cấp cho chất môi giới nhiệt lượng vô bé dp, chất môi giới giãn nở làm piston dịch chuyển đoạn nhỏ dx Vậy công sinh tương ứng lúc là: dl = p.S.dx ⇒ dl = p.dv Khi trình tiến hành từ trạng thái đến trạng thái thì: l= ∫ pdv , (J/kg) (1-31) l > chất môi giới giãn nở l < chất mơi giới nén Nếu tính cho G kg thì: L = G.l = G ∫ pdv , (J) (1-32) 1.5: Các trình nhiệt động cũa khí ly tưởng: 1.5.1: Khái niệm: Trong thực tế kỹ thuật xảy nhiều trình nhiệt động khác nhau, trình nhiệt động thường gặp là: q trình đẳng tích, q trình đẳng áp, trình đẳng nhiệt, trình đoạn nhiệt, q trình đa biến Các q trình xảy biến hóa lượng dạng nhiệt, cơng, nội năng,… Ở ta nghiên cứu đặc tính trình, xác lập biểu thức quan hệ thơng số, tính tốn dạng lượng cho q trình 1.5.2: Độ biến thiên enthalpy: ∆i (J/kg) Định nghĩa: i = u + pv Hay: i = u + RT Vi phân: di = du + RdT di = cvdT + RdT ⇒ di = cpdT Tích phân vế từ trạng thái ÷ 2, ta được: ∆i = cp(T2 – T1) (1-33) 1.5.3 Độ biến thiên entropy: ∆s (J/kg.độ) Định nghĩa: dq ds = T du + pdv Hay : ds = , với pv = RT ⇒ T dT dv +R ⇒ ds = c v T v Tích phân vế từ trạng thái ÷ 2, ta được: T2 v2 ∆s = c v ln + R ln T1 v1 1.5.4 Quá trình đẳng tích: (v = const) - Quan hệ thơng số: (1) ⇒ p1v = RT1 (a) (2) ⇒ p2v = RT2 (b) - Độ biến thiên entropy: Tổng quát: T2 v2 ∆s = c v ln + R ln T1 v1 p R = T v (1-34) T2 P2 = T1 P1 (1-35) Vì q trình đẳng tích có :v2 = v1 T2 ⇒ ∆s = c v ln T1 (1-36) - Công giãn nở: l (J/kg) Ta có: l = ∫ pdv , : v2 = v1 ⇒ l=0 - Công kỹ thuật: lkt (J/kg) Ta có: lkt = - ∫ vdp Tích phân: lkt = v(p1-p2) Hay: lkt = R(T1 – T2) - Nhiệt lượng: q (J/kg) Từ định luật 1: q = ∆u + l mà l = ⇒ q = ∆u = cv(T2 – T1) p T v s 10 * Một số sai sót sau loe ống 2.4 Nơng ống - Để nối hai đầu ống có đường kính, ta phải làm rộng đầu để đầu đưa lọt vừa khít vào 2.4.1 Kỹ thuật nông ống : - Đưa ống vào kẹp chọn đường kính lỗ cho phù hợp với đường kính ống - Đặt đầu ống thị lên mặt kẹp độ dài đường kính ống cộng thêm 3mm Ví dụ ống có đường kính 6mm, chiều dài ống thị lên : + = 9mm - Kẹp chặt ống 33 - Chọn đầu nơng có đường kính phù hợp để nơng ống - Gắn đồ gá có gắn đầu nơng vào thiết bị tiến hành vặn tay vặn để đầu nông tiến sâu vào ống ( tiến hành thao tác không nên vội vàng tránh làm biến dạng ống) - Khi vặn xuống vừa đủ vặn ngược lại để rút đầu nông - Tháo ống lắp vào đầu ống - Nếu đầu nông rộng cần phải loe đầu ống cịn lại cho hai miệng ống thật sát Hình 11: Ống nơng ống Hình 12: Nơng ống 2.5 Uốn ống - Trong q trình thi cơng lắp đặt hệ thống, lúc đường ống dẫn môi chất nằm đường thẳng, ta phải uốn ống để vừa đảm bảo tính thẩm mĩ, khơng lảm ảnh hưởng đến chất lượng ống yêu cầu lắp đặt hệ thống * Kỹ thuật uốn ống: - Đặt ống cần uốn vào rãnh tương ứng với đường kính ống - Xác định góc cần uốn - Quay cần gạt góc góc cần uốn để tạo hình ống theo yêu cầu Hình 13: Uốn ống 34 Hình 14: Uốn gập (uốn 180o) Hình 15: Uốn vng góc (uốn 90o) 2.6 Làm ống 2.7 An toàn 2.8 Chuẩn bị định vị ống: Trong công tác lắp ràp hệ thống thiết bị, khâu chuẫn bị định vị ống quan trọng Mối hàn có đạt yêu cầu kỹ thuật, tính thẩm mỹ hay khơng phụ thuộc nhiều vào khâu (cho cã hàn điện hàn khí) Do vâỵ trước hàn, mép vật hàn phải vệ sinh cẩn thận cách: - Tẩy rữa lớp sơn cũ có - Làm lớp oxyt kim loại bám bề mặt kim loại hàn - Kim loại hàn khơng dính loại dầu mỡ - Nếu mối hàn ỡ hạng phẵn, mối hàn cần sữa phẵn, sau hàn đính trước hàn Nếu mối hàn dạng ống, chổ hai đầu ống nối với nhau, phải chuẫn bị cẩn thận, cho ráp nối với đạt độ kín mà phải có độ đơng tâm cao 2.9.Thử điện hàn xác: Đối với hàn điện, cường độ dòng điện hàn phụ thuộc nhiều yếu tố quan trọng chiều dày vật hàn Cường độ dịng điện hàn xác đính theo cơng thức thực nghiệm sau: Ih = (35 ÷ 50)*dq Ih: Cường độ dịng điện hàn (Amp) dq : Đường kính que hàn (mm) - Khi hàn giáp mối 35 dq = dq = s +1 Khi hàn góc K +2 Trong đó: S: chiều dài vật hàn (mm) K: cạnh mối hàn (mm) Giá trị cường độ dòng điện xác đình từ cơng thức áp dụng cho hàn vị trí phẳn, cịn vị trí đứng ngữa giá trị khó hơn, thường khoản 80% so với vị trí nằm 2.10.Các loại mối hàn: Đối với phương pháp hàn nói chung, thường bao gồm loại hàn sau: a) Mối hàn giáp mối: (h1) Mối hàn loại khâu chuẩn bị đơn giản, dể hàn, kim loại mỏng không cần vác mép Tuy nhiên trước hàn phải hàn đính Mối hàn náy áp dụng cho cã hàn điện hàn khí b) Mối hàn gấp mép: (h2) Trong phương pháp hàn khí, loại mối hàn náy phổ biến, áp dùng cho kim loại hàn có chiều dày mỏng Mối hàn có độ kín cao, tăng độ bền so với chiều dày c) Mối hàn chồng: (h3) Loại náy sử dụng tốn kim loại, thường áp dụng cho phương pháp hàn điện d) Mối hàn góc: (h4) Loại náy áp dụng thiết kế để chế tạo cấu kiện Mối hàn có độ cứng vững bền cao e) Mối hàn nối ống: Mối hàn náy áp dụng cách phổ biến chế tạo sữa chữa ngành nhiệt điên lạnh Đối với kim loại đen dày, cần đâu mí để hàn Cịn đồng, thau ống để nguyên ống nông lồng vào trước hàn (h5) Đối với ngành nhiệt điện lạnh, khâu sữa chữa ta thường gặp mối hàn nối cụ thể sau: - Mối hàn đầu block với giàn nóng (h6a) - Mối hàn giửa hàn giàn nóng với lọc (h6b) - Mối hàn nối giửa lóc với ống mao (h6c) - Mối hàn đường đầu hút với block máy (h6d) 36 - Mối hàn Racco vào block máy để náp gas (h6e) - Mối hàn Racco với lọc (h6f) Dàn nóng b lọc f Ống mao c điểm nạp gas e a Hút Dàn lạnh d Block 2.11 Lắp ống lót làm lạnh thơng thường: a) Nối ống đường kính: Để nối hai ống có đường kính ta sử dụng cách sau: Một ống để nguyên, ống cịn lại nơng cho đường kính ống nơng lớn đường kính ngồi ống từ (0,5 ÷ 0,4) mm (h7a) Dùng đoạn ống khác có đường kính lớn so với đường kính ngồi ống cần nối khoảng (0.3 ÷ 0,4) mm (h7b) b) Nối hai ống có đường kính khác nhau: - Độ chênh đường kính nhõ: trường hợp ta lồng ống nhõ vào ống lớn sau tiến hành hàn -Độ chênh đường kính lớn: trước hàn ta phải nơng ống nhõ cho đường kính ngồi ống gần đường kính ống lớn tiến hành hàn c) Hàn bít ống: Dùng kẹp, kép dẹp ống cách mặt đầu khoảng 10 mm, sau làm dẹp mặt đầu trước tiến hành hàn bít 37 2.12: Hàn khí: (02 – C2H2) Trong sửa chữa ngành điện lạnh, phương pháp hàn sử dung nhiều hàn khí Vì u cầu phương pháp phải taọ mối hàn chắc, kín, khơng giảm tiết diện ống, mối hàn bóng đẹp phủ phải an tồn sử dụng a) Thiết bị hàn khí: Thiết bị hàn khí bao gồm: - Bình chứa 02 (gió) - Bính chứa C2H2 (Đá) - Van giảm áp bình 02 - Van giảm áp bình C2H2 - Dây hàn - cần mỏ hàn Mỏ hàn Van giảm ápvà dây dẫn Hình Mỏ hàn, van giảm áp chai gas, chai gió 38 + Bình chứa 02: Làm thép khơng hàn có chiều dày từ (12 ÷ 16) mm Chịu áp tối đa lên đến 200 at + Bính chứa C2H2 :Cũng làm thép có chiều dày (10 ÷ 12)mm chiều cao thấp bính 02, suất tồi đa khoảng 20 at C2H2 loại khí dể cháy nỗ, nên cẩn thận sử dụng + Van giảm áp: Công dụng van giảm áp cho C2H2 Có nghĩa làm giảm áp suất bình xng với áp suất sử dụng mỏ hàn Khi sử dụng van giảm áp ta điều chỉnh tay vặn theo chiều kim đông hồ Đối với 02 từ (3 ÷ 6) kgf/cm2 Đối với C2H2 từ (0,3÷ 0,6) kgf/cm2 Khi không sử dụng ta nới lỏng tay vặn + Dây hàn: Dùng để dẫn khí từ van giảm áp đến cần mõ hàn Dây hàn chịu áp lớn nhờ cấu tạo gồm nhiều lớp Để tránh nhầm lẫn người ta qui ước dây đỏ cho C 2H2, màu xanh cho 02 Ngoài đầu nối 02 có ren phải, C2H2 có ren trái, tránh lắp lẫn cho + Cần mỏ hàn: Dùng để hoà trộn 02 C2H2 tạo lửa hàn, phụ thuộc vào công suất lửa mà ta thay đổi mõ hàn kích cở khác 39 Hình 3.2 Các bước thao tác mối hàn thuận 2.13: Hàn bạc: Trong khâu chế tạo sữa chữa ngành nhiệt điện lạnh, người ta thường sử dụng bạc để hàn Đối với bạc có số đặc điểm sau: a) Đặc điểm: - Nhiệt độ nóng chảy vào khoảng > 900c (thấp thau) - Độ chảy loảng, điền đầy cao, dể thẩm thấu vào khe nhỏ mối hàn, làm cho mối hàn chắc, kín - Mối hàn bạc có độ bện ngang nhiệt độ thấp - Mối hàn bạc thường đựơc sử dụng nối hai kim loại: Đồng với Đồng, đồng với thau - Mối hàn có độ dẻo cao b) Kỹ thuật hàn: - Đối với phương pháp hàn bạc, ngòn lửa hàn chỉnh thừa C2H2 - Cơng suất lửa 70% so với hàn thép chiều dày - Dùng lửa nung nóng kim loại cần hàn đến nhiệt độ khoảng 450 0c - Cho thước hàn (Boracw: Na2B4O7) vào mối hàn để tẩy mối hàn - Tiềp tục nung nóng mối hàn, thuốc hàn tẩy mối hàn, đến kim loại bắt đầu chuyển màu - Đưa que hàn bạc vào vị trí cần hàn, bạc hàn nóng chảy tự điển đậy mối hàn - Ngọn lữa hàn không đặt gần mối hàn dịch chuyển ( tránh bạc hàn loang nơi khác) - Không cho nhiều bạc hàn, làm cho mối hàn thơ kệch, có làm bít đường ống 40 2.14: Hàn thau: So với hàn bạc không thông dụng bằng, hàn thau sử dụng ngành công nghệ nhiệt điên lạnh a) Đặc điểm: - Nhiệt độ nóng chảy than vào khoảng 820 0c, cao so với bạc - Độ chảy loãng thẩm thấu bạc - Mối hàn có tính bền cứng vững cao - Có thể dùng để ghép hai kim loại: đồng với đồng, đồng với thau, thép với đồng thép với thép… - Độ cứng cao độ dẻo bạc - Mối hàn trở nên dòn làm việc nhiệt độ < -20 0c b) Kỹ thuật hàn: Gần giống với kỹ thuật hàn phương pháp hàn bạc, hàn thau cần lưu ý thêm điểm sau: o2 = 1,1 ÷ 1,2) c h2 - Ngọn lữa hàn sử dụng lữa trung hồ ( - Cơng suất ngón lữa gần với hàn thép chiều dày - sử dụng thuốc hàn Borắc 41 PHẦN 3: THỬ NGHIỆM VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 3.1 Thử kín: Theo quy định, áp suất thử thiết bị làm việc áp lực sau: áp suất thử kín áp suất làm việc, áp suất thử bền 1,5 lần áp suất làm việc Trên sở đó, ta tiến hành thử áp suất thiết bị theo số liệu sau: Hệ thống lạnh Phía Ap suất thử, bar Thử bền Thử kín chất lỏng chất khí Hệ thống NH3 Cao áp R22 Hạ áp 25 16 16 10 Hệ thống R12 Cao áp 24 16 Hạ áp 15 10 Phía Ap suất thử, bar Hệ thống lạnh Thử bền Thử kín chất khí chất khí Hệ thống NH3 Cao áp R22 Hạ áp 25 18 15 12 Hệ thống R12 Cao áp 24 15 Hạ áp 15 10 bằng Để thử hệ thống lạnh, người ta thường sử dụng: khí nén, khí CO2 N2 - Đối với hệ thống NH3 không sử dụng CO2 có gây phản ứng hố học, cịn với Frêon takhơng sử dụng nước nước khơng khí gây tắc ẩm - Khi nối với bình N2 khơng nối trực tiếp mà phải qua van giảm áp - Khi thử phải đóng van nối với Rơle áp suất HP, LP OP không làm hỏng thiết bị - Khi nén khí để thử nhiệt độ khí nén tang cao phải dừng lại cho khí nén nguộirồi nén tiếp, không cho nhiệt độ tăng cao - Đối với hệ thống có van điện từ, van tiết lưu tự động phải mở thơng tay Sau quy trình thử kín hệ thống: 42 - Nâng áp suất lên áp suất thử hệ thống - Duy trì áp suất thử vòng 24 Trong đầu, áp suất thử giảm khơng q 10% sau khơng giảm - Tiến hành thử nước xà phòng Khả xảy rị rỉ đường ống ngun xảy nên kiểm tra mối hàn, mắt bích Nếu thử hết mà khơng phát vết xì hở mà áp suất giảm ta kiểm tra tiếp đường ống - Khi không phát chỗ rị rỉ cần khoanh vùng kiểm tra Một điều cần lưu ý áp suất hệ thống phụ thuốc vào nhiệt độ môi trường, nghĩa phụ thuộc vào ngày, cần phải kiểm tra vào thời điểm định ngày - Khi phát rò rỉ cần loại bỏ áp lực hệ thống xử lý Tuyệt đối khơng xử lý cịn áp lực - Sau thử xong hồn chỉnh, khơng phát rò rỉ tiến hành bọc cách nhiệt đường ống thiết bị 3.2 Thử bền: Thử bền hệ thống tiến hành sau: - Chuẩn bị thử: cô lập máy nén, ngắt áp kế đầu hút, mở van (trừ van xả), nối bình khí (hoặc N 2) qua van giảm áp - Nâng áp suất hệ thống từ từ lên áp suất thử bền cho phía cao áp hạ áp - Duy trì áp suất thử vòng phút giảm từ từ tới áp suất thử kín Tuy nhiên cần lưu ý, máy nén thiết bị thử bền nơi chế tạo khơng cần thử thêm lần nữa, mà cần thử hệ thống đường ống, mối hàn 3.3 Hút chân không: Việc hút chân tiến hành nhiểu lần đảm bảo hút kiệt khơng khí ẩm có hệ thống thiết bị Duy trì áp lực 50 – 75 mmHg (tức độ chân không khoảng -700 mmHg) 24 giờ, tromg đầu áp lực cho phép tăng khoảng 50% sau khơng tăng 3.4 Nạp gas: Để nạp mơi chất, trước hết cần xác định lượng môi chất nạp vào hệ thống Nạp nhiều ảnh hưởng đến suất hệ thống Nạp môi chất qua nhiều: bình chứa khơng chứa hết dẫn đến lượng lỏng nằm thiết bị ngưng tụ làm diện tích trao đổi nhiệt giảm, áp suất ngưng tụ tăng cao Nạp mơi chất q ít: khơng đủ hệ thống hoạt động bình thường dẫn đến dàn lạnh không hoạt động tốt,năng suất lạnh giảm, mặt khác thiếu mơi chất lượng tiết lưu giảm độ nhiệt tăng làm cho nhiệt độ đầu đẩy tăng cao Có nhiều phương pháp để xác định lượng môi chất cần nạp Tuy nhiên thực tế cách xác định hợp lý xác lượng môi chất thiết bị hệ thống hoạt động Ở thiết bị, môi chất thường tồn hai trạng thái: phía hơi, phía lỏng, rõ ràng khối lượng mơi chất trạng thái lỏng đáng kể nên cần xác định lượng lỏng thiết bị hệ thống hoạt động trạng chế độ bình thường, sau ta nhân thêm 10- 15 % tính đến mơi chất trạng thái 43 Theo kinh nghiệm, số lượng phần trăm chứa lượng môi chất lỏng thiết bị cụ thể sau: - Bình chứa cao áp : 20% - Bình trung gian nằm ngang: 90% - Bình trung gian kiểu đứng: 60% - Bình tách dầu: 0% - Bình tách lỏng: 20% - Dàn lạnh làm lạnh theo chế độ ngập lỏng: 80-100% - Dàn lạnh cấp dịch theo kiểu tiết lưu trực tiếp: 30% - Thiết bị ngưng tụ: 10% - Bình chứa hạ áp: 60% - Đường cấp dịch: 100% - Bình giữ mức lỏng: 60% Thường ta nạp mơi chất theo phương pháp sau: a) Nạp môi chất theo đường hút: Nạp môi chất theo đường hút thường áp dụng cho hệ thống nhỏ Phương pháp có đặc điểm: - Nạp trạng thái hơi, số lượng nạp ít, thời gian nạp lâu - Chỉ áp dụng cho máy có cơng suất nhỏ - Việc nạp môi chất tiến hành hệ thống hoạt động Các thao tác: - Nối bình mơi chất vào đầu hút máy nén qua đồng hồ áp suất - Dùng mơi chất đuổi hết khơng khí ống nối - Mở từ từ van nối để môi chất theo đường ống hút vào hệ thống Ta cần phải theo dõi lượng băng bám thân máy, kiểm tra dòng máy nén áp suất đầu hút không KG/cm2 Nếu áp suất hút lớn q dịng Khi nạp mơi chất ý không lỏng hút máy nén gây tượng ngập lỏng nguy hiểm Vì đầu hút nối phía bình để đảm bảo có máy nén, khơng dốc ngược nghiêng bình nạp tốt bình mơi chất đặt thấp máy nén Trong q trình nạp theo dõi lượng mơi chất nạp cách đặt bình mơi chất lên cân b) Nạp môi chất theo đường cấp dịch: Phương pháp thường áp dụng cho hệ thống lớn Phương pháp có đặc điểm sau: - Nạp mơi chất dạng lỏng, số lượng nạp nhiều, thời gian nạp nhanh 44 - Sử dụng cho hệ thống lớn Các thao tác: - Nối bình mơi chất vào thiết bị bay thông qua đồng hồ áp suất - Dùng mơi chất đuổi hết khơng khí ống nối - Mở từ từ van nối để môi chất vào hệ thống 3.5 Vận hành: a) Chuẩn bị vận hành: - Kiểm tra điện áp nguồn không sai lệch so với định mức 5% - Kiểm tra bên máy nén thiết bị chuyển động xem có vật gây trở ngại làm việc bình thường thiết bị không - Kiểm tra số lượng chất lượng dầu máy nén Mức dầu phải chiếm 2/3 mắt xem dầu Mức dầu nhiều q có ảnh hưởng khơng tốt - Kiểm tra mức nước bể chứa, tháp giải nhiệt, đồng thời kiểm tra xem lượng nước có bảo đảm yêu cầu kỹ thuật,nếu không ta phải bổ sung thay nước - Kiểm tra thiết bị đo lường, điều khiển bảo vệ hệ thống - Kiểm tra lại hệ thống điện - Kiểm tra lại tình trạng đóng mở van b) Vận hành: Tuỳ thuộc vào hệ thống cụ thể mà ta có cách vận hành khác Tuy nhiên, hầu hết hệ thống lạnh thiết kế thường có hai cách vận hành: chế độ vận hành tự động (AUTO) chế độ vận hành tay (MANUAL) Chế độ tự động: hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động, trình tự khởi động người thiết kế lập trình sẵn Chế độ có ưu điểm hạn chế sai sót người vận hành Tuy nhiên chế độ này, thiết bị ảnh hưởng, khống chế qua lại với nên tuỳ tiện thay đổi Các thao tác: - Bật aptomát tổng tụ điện động lực, aptomát tất thiết bị hệ thống - Bật công tắc chạy thiết bị sang vị trí AUTO - Nhấn nút START cho hệ thống hoạt động Khi thiết bị hoạt động theo trình tự định - Từ từ mở van chặn hút máy nén Nếu mở nhanh gây ngập lỏng, mặt khác mở q lớn dịng điện dòng - Lắng nghe tiếng máy nén, có tiếng gõ bất thường, kèm sương bám nhiều đầu hút dừng máy 45 - Theo dõi dịng điện máy nén Dịng khơng q lớn so với dịng định mức Trong q trình khởi động, mạch khởi động máy nén mạch sao, hệ thống chế độ giảm tải, thời gian ngắn - Bật công tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình trung gian bình chứa hạ áp (nếu có) Chế độ tay: người vận hành cho chạy độc lập thiết bị Khi chạy chế độ này, địi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm Chế độ chạy tay nên sử dụng cần kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị cần chạy riêng lẻ thiết bị Các thao tác: - Bật aptomát tổng tụ điện động lực, aptomát tất thiết bị hệ thống - Bật công tắc chạy thiết bị bơm, quạt giải nhiệt, cánh khuấy, qạt dàn lạnh, tháp giải nhiệt… sang vị trí MANUAL Các thiết bị chạy trước - Bật công tắc giảm tải máy nén sang vị trí MANUAL để giảm tải trước chạy máy - Nhấn START cho máy nén hoạt động - Từ từ mở van chặn hút máy nén Nếu mở nhanh gây ngập lỏng, mặt khác mở q lớn dịng điện q dịng - Bật cơng tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình trung gian bình chứa hạ áp (nếu có) c) Dừng máy:  Hệ thống hoạt động chế độ tự động: - Tắt tất cảc cơng tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình chứa hạ áp, bình trung gian - Khi áp suất Ph < 50 cmHg nhấn nút STOP để dừng máy đợi cho rơle áp suất thấp LP tác động dừng máy - Đóng van chặn hút máy nén - Sau máy ngừng hoạt động cho bơm giải nhiệt quạt dàn ngưng chạy thêm phút để giải hết nhiệt cho dàn ngưng cách bật cơng tắc chạy bơm, quạt sang vị trí MANUAL - Ngắt aptomat thiết bị - Đóng cửa tủ điện  Hệ thống hoạt động chế độ tay: - Tắt tất công tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình chứa hạ áp, bình trung gian - Khi áp suất Ph < 50 cmHg nhấn nút STOP để dừng máy - Bật cơng tắc chạy bơm, quạt sang vị trí OFF để dừng chạy thiết bị - Đóng van chặn hút - Ngắt aptomat thiết bị - Đóng cửa tủ điện 46  Dừng máy cố: Khi có cố khẩn cấp cần tiến hành lập tức: - Nhấn nút EMERENCY STOP để dừng máy - Tắt aptomat tổng tủ điện - Đóng van chặn hút - Nhanh chóng tìm hiệu khắc phục cố Cần lưu ý: + Nếu cố rò rỉ NH3, phải sử dụng mặt nạ phịng độc để xử lý cố + Các cố áp suất xảy ra, sau xử lý xong muốn phục hồi để chạy lại cần nhấn nút RESET tủ điện + Trường hợp cố ngập lỏng khơng chạy lại Bạn sử dụng máy khác để hút kiệt môi chất máy ngập lỏng chạy lại tiếp Trường hợp khơng có máy khác nén khác phải để cho môi chất tự bốc hết sử dụng máy nén bên rút dịch thân máy ngập lỏng  Dừng máy lâu dài: Để dừng máy lâu dài cần tiến hành hút nhiều lần để hút kiệt mơi chất dàn lạnh đưa bình chứa có áp Sau tiến hành dừng máy, tắt aptomat nguồn khóa tủ điện 3.6 Đo thơng số: Khi hệ thống hoạt động bình thường, phảiln có người theo dõi ghi lại tồn thơng số hoạt động hệ thống Cứ 30 phút ghi lần Các số liệu bao gồm: điện áp nguồn, dòng điện thiết bị, nhiệt độ đầu đẩy, đầu hút nhiệt độ tất thiết bị, buồng lạnh, áp suất đầu đẩy, áp suất đầu hút, áp suất trung gian, áp suất dầu, áp suất nước Sau ta so sánh, đánh giá số liệu so với thông số thường ngày 47 ... k ? ?1 k k ? ?1 k ? ?1 (1- 50) Ta có: l = ∫ pdv (f) Từ (2-24) (c): p1v1k const ⇒ p= k = k v v −k k (f) ⇒ l = p1v1 ∫ v dv Tích phân: ⇒ l= p1v1k − k +1 v − k +1 ( ) ( ) ( ) p1v1k − k +1 v1 − v 2− k +1. .. k ? ?1 p1v1 − p v ⇒ l= k ? ?1 R ( T1 − T2 ) Hay l = k ? ?1  l = cv (T1 – T2) = - ∆u ⇒ l= k ? ?1   p1v1   p  k  1? ??   Từ (4-27) ⇒l = k −   p1     (1- 51) (1- 52) p T (4-29) v s 15 1. 5.8... = T1 p v1 = p1 v (1- 42) (1- 43) T2 =0 T1 (1- 44) p1 p2 - Cơng giãn nở: l (J/kg) 12 Ta có: l = ∫ pdv RT const = v v pv = RT ⇒ p = ⇒ l = RT ∫ Tích phân: dv v l = RT ln v2 p = RT ln v1 p2 l = p1v1