Bài giảng Kỹ thuật lạnh - Chương I: Ý nghĩa kinh tế của kỹ thuật lạnh và các phương pháp làm lạnh nhân tạo

LOGO GV: ThS. TRẦN XUÂN AN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG HCM KHOA: ĐiỆN – ĐiỆN TỬ BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH CHƯƠNG I: HCM-02-2017 MÔN HỌC: KỸ THUẬT LẠNH I. Ý NGHĨA KINH TẾ KỸ THUẬT LẠNH 2ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn ỨNG DỤNG LẠNH TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM1 CÔNG NGHỆ SẤY THĂNG HOA2 CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT3 CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT4 ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ5 THỂ THAO – XÂY DỰNG6 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 3ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Làm lạnh nhân tạo là các quá trình làm lạnh nhờ một phương tiện hoặc thiết bị do con người tạo ra. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 4ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn PHƯƠNG PHÁP BAY HƠI KHUẾCH TÁN1 PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LỎNG3 PHƯƠNG PHÁP THĂNG HOA4 PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐIỆN5 PP LÀM LẠNH DÙNG MÁY NÉN HƠI6 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 1. PHƯƠNG PHÁP BAY HƠI KHUẾCH TÁN 5ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Một thí dụ điển hình là nước bay hơi khuếch tán vào không khí: khi phun nước liên tục vào không khí có cùng nhiệt độ, nước sẽ bay hơi khuếch tán vào không khí để làm lạnh. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 2. PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN 6ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Cách đây 2000 năm, người Trung Quốc và Ấn Độ đã biết làm lạnh bằng cách hòa trộn muối và nước theo những tỷ lệ nhất định. Ví dụ: + Hòa trộn 31g NaNO3 và 31 g NH4Cl với 100g nước ở t1 = 10 0C thì hỗn hợp sẽ giảm đến nhiệt độ t2 = -12 0C. + Hòa trộn 200g CaCl2 với 100g nước đá vụn, nhiệt độ sẽ giảm từ t1 = 0 0C xuống t2 = -420C Nhược điểm phương pháp này là giá thành muối cao và phần lớn muối có tính ăn mòn mạnh II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 3. PHƯƠNG PHÁP HÓA LỎNG 7ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Nước đá khi tan chảy sẽ thu một lượng nhiệt bằng chính ẩn nhiệt đóng băng r = 80 Kcal/Kg, do đó làm môi trường xung quanh lạnh đi. Nếu cần nhiệt độ thấp hơn phải hòa trộn đá vụn với muối ăn hoặc muối CaCl2 Phương pháp này dễ sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đánh bắt hải sản vì có ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, không độc hại và ẩn nhiệt hóa lỏng lớn. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 4. PHƯƠNG PHÁP THĂNG HOA 8ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Đá khô (tuyết cacbonic) là cacbonic ở dạng rắn. Khi thăng hoa đá khô thu một lượng nhiệt khá lớn bằng ẩn nhiệt thăng hoa r = 137 Kcal/Kg. Ngày nay đá khô có ý nghĩa công nghiệp rộng lớn, đặc biệt dùng làm lạnh trên phương tiện vận tải. Ưu điểm: + Ẩn nhiệt thăng hoa lớn. + Năng suất lạnh thể tích lớn. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 5. PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐIỆN - PELTIER 9ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Năm 1821 Seebeck (Đức) phát hiện rằng: trong một vòng dây dẫn kín gồm hai kim loại khác nhau, nếu đốt nóng một đầu nối và làm lạnh đầu kia thì sẽ xuất hiện một dòng điện một chiều trong dây dẫn. Đến năm 1837 Pentier phát hiện ra hiện tựơng ngược lại: khi cho một dòng điệnmột chiều đi qua vòng dây dẫn kín gồm hai kim loại khác nhau thì một đầu nối sẽ nóng lên và đầu kia lạnh đi. Hiệu ứng Pentier được gọi là hiện tượng nhiệt điện và được ứng dụng trong đo đạc nhiệt độ và cả trong kỹ thuật lạnh. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO 6. PP LÀM LẠNH DÙNG MÁY LẠNH NÉN HƠI 10ThS. Trần Xuân An www.hitu.edu.vn Bay hơi môi chất lạnh ở áp suất thấp sử dụng chu trình máy lạnh nén hơi. Quá trình bay hơi chất lỏng bao giờ cũng gắn với quá trình thu nhiệt. Vì ẩn nhiệt bay hơi của chất lỏng bao giờ cũng lớn hơn rất nhiều ẩn nhiệt hóa rắn nên hiệu ứng lạnh lớn hơn. Chất lỏng bay hơi đóng vai trò là môi chất lạnh và chất tải lạnh quan trọng trong kỹ thuật lạnh như: R22, R410a, R32, R717. MÁY NÉN DÀN NÓNG VAN TIẾT LƯU DÀN LẠNH