By Tuấn Vũ

1. SỞ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA ĐIỆN LẠNH ĐHKK
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
KỸ THUẬT LẠNH CÔNG NGHIỆP
TÊN BÀI GIẢNG
CHU TRÌNH LẠNH HAI CẤP SỬ DỤNG
BÌNH TRUNG GIAN ỐNG XOẮN
GIÁO VIÊN : ThS.NGUYỄN DUY TUỆ

2. 2
TÀI LIỆU THAM KHẢOTÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Kỹ thuật lạnh cơ sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi1. Kỹ thuật lạnh cơ sở - PGS.TS.Nguyễn Đức Lợi
2.2. Giáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.NguyễnGiáo trình thiết kế hệ thống lạnh – PGS.TS.Nguyễn
Đức LợiĐức Lợi
3. Máy Lạnh – GS. Trần Thanh Kỳ3. Máy Lạnh – GS. Trần Thanh Kỳ
4. Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant –4. Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant –
Shan. K. WangShan. K. Wang

3. 3
I. Đặt vấn đề:I. Đặt vấn đề:
Xét chu trình lạnh 1 cấp sử dụng môi chất NH3 như sau:Xét chu trình lạnh 1 cấp sử dụng môi chất NH3 như sau:

4. 4
+Nhận xét:+Nhận xét:
- Nhiệt độ cuối tầm nén 140 độ CNhiệt độ cuối tầm nén 140 độ C
- Do đó gây nhiều ảnh hưởng đến dầu bôi trơn, môi chấtDo đó gây nhiều ảnh hưởng đến dầu bôi trơn, môi chất
lạnh..lạnh..
- Làm công nén tăngLàm công nén tăng
- Do đó đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất Freon có tỉDo đó đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất Freon có tỉ
số nén lớn hơn 12 hay sử dụng môi chất NH3 có tỷ số nénsố nén lớn hơn 12 hay sử dụng môi chất NH3 có tỷ số nén
lớn hơn 9 thì ta sử dụng chu trình lạnh 2 cấplớn hơn 9 thì ta sử dụng chu trình lạnh 2 cấp

5. 5
II. PHÂN LOẠI:II. PHÂN LOẠI:
Chu trình lạnh 2 cấp gồm những loại sau:Chu trình lạnh 2 cấp gồm những loại sau:
- Chu trình 2 cấp sử dụng BTG ống xoắnChu trình 2 cấp sử dụng BTG ống xoắn
- Chu trình 2 cấp làm mát trung gian hoàn toànChu trình 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn
- Chu trình 2 cấp làm mát trung gian không hoàn toànChu trình 2 cấp làm mát trung gian không hoàn toàn
Như vậy, ta tiến hành khảo sát chu trình 2 cấp sử dụng BTGNhư vậy, ta tiến hành khảo sát chu trình 2 cấp sử dụng BTG
ống xoắnống xoắn

6. 6
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.1. Sơ đồ nguyên lý:3.1. Sơ đồ nguyên lý:
2’

7. 7
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.1. Sơ đồ nguyên lý:3.1. Sơ đồ nguyên lý:
- XLHA hút môi chất từ DBH nén lên áp suất trung gian,XLHA hút môi chất từ DBH nén lên áp suất trung gian,
nhiệt độ t2 đưa vào BTG được làm mát đến trạng thái bãonhiệt độ t2 đưa vào BTG được làm mát đến trạng thái bão
hòa t3 rồi được hút vào XLCA để được nén lên áp suất pkhòa t3 rồi được hút vào XLCA để được nén lên áp suất pk
và vào TBNT để được hóa lỏng.và vào TBNT để được hóa lỏng.
- Lỏng có trạng thái 5 được chia thành 2 nhánh:Lỏng có trạng thái 5 được chia thành 2 nhánh:
+ Nhánh 1: Tiết lưu đến áp suất trung gian. Một lượng hơi+ Nhánh 1: Tiết lưu đến áp suất trung gian. Một lượng hơi
bay lên được hút vào XLCA. Lượng lỏng còn lại : làmbay lên được hút vào XLCA. Lượng lỏng còn lại : làm
mát hơi môi chất nóng từ XLHA, làm quá lạnh lỏng củamát hơi môi chất nóng từ XLHA, làm quá lạnh lỏng của
nhánh 2 từ bình ngưng để đưa vào TBBHnhánh 2 từ bình ngưng để đưa vào TBBH
+ Nhánh 2 : Đi vào ống xoắn để được quá lạnh rồi đưa+ Nhánh 2 : Đi vào ống xoắn để được quá lạnh rồi đưa
vào TBBHvào TBBH

8. 8
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
++ Lưu ýLưu ý ::
- Nhiệt độ môi chất lạnh sau khi được quá lạnh ( điểm số- Nhiệt độ môi chất lạnh sau khi được quá lạnh ( điểm số
7 ) sẽ cao hơn nhiệt độ bão hòa của môi chất lạnh ở áp7 ) sẽ cao hơn nhiệt độ bão hòa của môi chất lạnh ở áp
suất trung gian từ 3-5 độsuất trung gian từ 3-5 độ
- Áp suất trung gian được tính như sau:- Áp suất trung gian được tính như sau:
+ Ưu và nhược điểm:+ Ưu và nhược điểm:
- Lỏng vào TBBH không bị lẫn dầu từ XLHA ( thích hợp- Lỏng vào TBBH không bị lẫn dầu từ XLHA ( thích hợp
với hệ thống NH3 )với hệ thống NH3 )
- Lỏng đưa đến dàn lạnh với áp suất ngưng tụ nên có thể- Lỏng đưa đến dàn lạnh với áp suất ngưng tụ nên có thể
đưa đi rất xa. Nhưng nhược điểm là lỏng không thể làmđưa đi rất xa. Nhưng nhược điểm là lỏng không thể làm
lạnh đến nhiệt độ bão hòa với áp suất trung gianlạnh đến nhiệt độ bão hòa với áp suất trung gian

9. 9
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:3.2 Tính toán nhiệt:
Cần cho trước điều kiện làm việc và năng suất lạnh QCần cho trước điều kiện làm việc và năng suất lạnh Q00
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:
GG11 = Q= Qoo/( i’/( i’11- i- i88 ) ,(kg/s)) ,(kg/s)
Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:
VVttHAttHA = G= G11.v.v11 , (m, (m33
/s)/s)
Thể tích quét của XLHA:Thể tích quét của XLHA:
VVltHAltHA = V= VttHAttHA //λλ ,(m,(m33
/s)/s)
Trong đó:Trong đó: λλ là hiệu suất thể tích của máy nénlà hiệu suất thể tích của máy nén

10. 10
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:3.2 Tính toán nhiệt:
Hiệu suất thể tích của MN pít tông có thể tra gần đúng:Hiệu suất thể tích của MN pít tông có thể tra gần đúng:

11. 11
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:3.2 Tính toán nhiệt:
Công nén lý thuyết của XLHA:Công nén lý thuyết của XLHA:
NNXHAXHA = G= G11.(i.(i22 – i– i11), (kW)), (kW)
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA được tínhLưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA được tính
bằng phương trình cân bằng entanpy ở BTG:bằng phương trình cân bằng entanpy ở BTG:
G1,i2
G2,i3
G1,i5
G1,i7
G2 –G1,i6
GG11.i.i55+(G+(G22-G-G11).i).i66+G+G11.i.i22 = G= G22.i.i33+G+G11.i.i77
GG22 =G=G11.(i.(i55-i-i66+i+i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (kg/s)), (kg/s)
Vì iVì i55=i=i66 nên :nên :
GG22=G=G11.(i.(i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (kg/s)), (kg/s)

12. 12
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.2 Tính toán nhiệt:3.2 Tính toán nhiệt:
Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:
VVttCAttCA = G= G22.v.v33 , (m, (m33
/s)/s)
Thể tích quét của XLCA:Thể tích quét của XLCA:
VVltCAltCA = V= VttCAttCA //λλ ,(m,(m33
/s)/s)
Công nén lý thuyết của XLCA:Công nén lý thuyết của XLCA:
NNXCAXCA = G= G22.(i.(i44 – i– i33), (kW)), (kW)
Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :
QQkk = G= G22.(i.(i44-i-i55), (kW)), (kW)
Hệ số làm lạnh:Hệ số làm lạnh:
COP = QCOP = Q00/(N/(NXHAXHA+N+NXCAXCA))

13. 13
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Ngoài ra đối với chu trình lạnh 2 cấp người ta còn cóNgoài ra đối với chu trình lạnh 2 cấp người ta còn có
thể sử dụng sơ đồ với 2 chế độ sôithể sử dụng sơ đồ với 2 chế độ sôi
DL
ptg

14. 14

15. 15
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Ngoài ra, đối với hệ thống sử dụng môi chất Freon,Ngoài ra, đối với hệ thống sử dụng môi chất Freon,
người ta có thể sử dụng bình trung gian ống xoắn nằmngười ta có thể sử dụng bình trung gian ống xoắn nằm
ngang, nhưng trạng thái hút về XLCA là hơi quá nhiệtngang, nhưng trạng thái hút về XLCA là hơi quá nhiệt

16. 16
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Ưu điểm là hệ thống gọn nhẹ, nhưng nhiệt độ cuối tầmƯu điểm là hệ thống gọn nhẹ, nhưng nhiệt độ cuối tầm
nén của XLCA lớn hơn khi sử dụng BTG thẳng đứngnén của XLCA lớn hơn khi sử dụng BTG thẳng đứng
Việc tính toán nhiệt tương tự như BTG ống xoắn thẳngViệc tính toán nhiệt tương tự như BTG ống xoắn thẳng
đứng. Để tính toán lương hơi hút về XLCA ta cũng thiếtđứng. Để tính toán lương hơi hút về XLCA ta cũng thiết
lập phương trình cân bằng entapy của BTG như sau:lập phương trình cân bằng entapy của BTG như sau:
GG11.i.i55+(G+(G22-G-G11).i).i66+G+G11.i.i22 = G= G22.i.i33+G+G11.i.i77
GG22 =G=G11.(i.(i55-i-i66+i+i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (kg/s)), (kg/s)
Vì iVì i55=i=i66 nên :nên :
GG22=G=G11.(i.(i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66), (kg/s)), (kg/s)

17. 17
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:

18. 18
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.3 Bài tập ví dụ:3.3 Bài tập ví dụ:
Tính toán nhiệt chu trình máy lạnh 2 cấp sử dụng môiTính toán nhiệt chu trình máy lạnh 2 cấp sử dụng môi
chất NH3, bình trung gian ống xoắn thẳng đứng với nhiệtchất NH3, bình trung gian ống xoắn thẳng đứng với nhiệt
độ bay hơi tđộ bay hơi too = -30độC, nhiệt độ ngưng tụ t= -30độC, nhiệt độ ngưng tụ tkk=40độC.=40độC.
Nhiệt độ môi chất ra khỏi ống xoắn lớn hơn nhiệt độ bãoNhiệt độ môi chất ra khỏi ống xoắn lớn hơn nhiệt độ bão
hòa của môi chất ứng với áp suất trung gian là 5độC. Biếthòa của môi chất ứng với áp suất trung gian là 5độC. Biết
năng suất lạnh Qo=200kW, hơi môi chất hút về XLHA lànăng suất lạnh Qo=200kW, hơi môi chất hút về XLHA là
hơi bão hòa ứng áp suất bay hơi.hơi bão hòa ứng áp suất bay hơi.

19. 19
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
3.3 Bài tập ví dụ:3.3 Bài tập ví dụ:
Với tVới too=-30độC ta có p=-30độC ta có poo=1,2 bar=1,2 bar
ttkk= 40độC ta có p= 40độC ta có pkk=15,4bar=15,4bar
Nên pNên ptgtg = (15,4*1,2)= (15,4*1,2)0,50,5
= 4,3bar nên t= 4,3bar nên ttgtg=0độC nên=0độC nên
tt77=5độC=5độC
Biểu diễn chu trình lạnh trên đồ thị lgp-i như sau:Biểu diễn chu trình lạnh trên đồ thị lgp-i như sau:

20. 20

21. 21
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
Thông số các điểm nút trên đồ thịThông số các điểm nút trên đồ thị
Đi mểĐi mể
nútnút
11 22 33 44 55 66 77 88
p, barp, bar 1,21,2 4,34,3 4,34,3 15,415,4 15,415,4 4,34,3 15,415,4 1,21,2
t, oCt, oC -30-30 00 00 9292 4040 00 55 -30-30
i,kJ/kgi,kJ/kg 17201720 18871887 17611761 19401940 688688 688688 522522 522522
v, mv, m33
/kg/kg 0,970,97 -- 0,290,29 -- -- -- -- --

22. 22
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+ Tính toán nhiệt:+ Tính toán nhiệt:
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLHA:
GG11 = Q= Qoo/( i/( i11- i- i88 )=200/(1720-522)=0,167(kg/s))=200/(1720-522)=0,167(kg/s)
Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:Lưu lượng thể tích hút thực của XLHA:
VVttHAttHA = G= G11.v.v11 = 0,167.0,97=0,162 (m= 0,167.0,97=0,162 (m33
/s)/s)
Thể tích quét của XLHA:Thể tích quét của XLHA:
VVltHAltHA = V= VttHAttHA //λλ=0,162/0,77=0,21(m=0,162/0,77=0,21(m33
/s)/s)
Trong đó:Trong đó: λλ là hiệu suất thể tích của máy nén 0,77 ( tralà hiệu suất thể tích của máy nén 0,77 ( tra
đồ thị )đồ thị )

23. 23
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+ Tính toán nhiệt:+ Tính toán nhiệt:
Công nén lý thuyết của XLHA:Công nén lý thuyết của XLHA:
NNXHAXHA = G= G11.(i.(i22 – i– i11)=0,167.(1887-1720)=27,8 (kW))=0,167.(1887-1720)=27,8 (kW)
Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA:Lưu lượng khối lượng môi chất qua XLCA:
GG22=G=G11.(i.(i22-i-i77)/(i)/(i33-i-i66))
=0,167.(1887-522)/(1761-688) = 0,212 kg/s=0,167.(1887-522)/(1761-688) = 0,212 kg/s
Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:Lưu lượng thể tích hút thực của XLCA:
VVttCAttCA = G= G22.v.v33 =0,212.0,29=0,061, (m=0,212.0,29=0,061, (m33
/s)/s)
Thể tích quét của XLCA:Thể tích quét của XLCA:
VVltCAltCA = V= VttCAttCA //λλ =0,061/0,77=0,079,(m=0,061/0,77=0,079,(m33
/s)/s)

24. 24
III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:III. CHU TRÌNH 2 CẤP SỬ DỤNG BTG ỐNG XOẮN:
+ Tính toán nhiệt:+ Tính toán nhiệt:
Công nén lý thuyết của XLCA:Công nén lý thuyết của XLCA:
NNXCAXCA = G= G22.(i.(i44 – i– i33)=0,212.(1940-1761)=38(kW))=0,212.(1940-1761)=38(kW)
Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :Nhiệt lượng thải ra ở TBNT :
QQkk = G= G22.(i.(i44-i-i55)= 0,212.(1940-688)=265 (kW))= 0,212.(1940-688)=265 (kW)
Hệ số làm lạnh:Hệ số làm lạnh:
COP = QCOP = Q00/(N/(NXHAXHA+N+NXCAXCA) = 200/(27,8+38) = 3) = 200/(27,8+38) = 3
Với tỉ số VVới tỉ số VltHA :ltHA :VVltCAltCA =0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích=0,21/0,079=2,7 ~3, tổng thể tích
quét cần thiết 1040mquét cần thiết 1040m33
/h ( của XLHAvà XLCA) nên ta/h ( của XLHAvà XLCA) nên ta
chọn 2 máy nén Mycom N62B có số vòng quaychọn 2 máy nén Mycom N62B có số vòng quay
1000v/phút với tổng thể tích quét là 637,1*2=1274m1000v/phút với tổng thể tích quét là 637,1*2=1274m33
/h/h

25. 25
XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃXIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ
THEO DÕITHEO DÕI