Giáo trình Kỹ thuật lạnh

Giáo trình 
KỸ THUẬT LẠNH 
LÊ XUÂN HÒA 
 TP. HỒ CHÍ MINH 2007 
Giáo trình 
KỸ THUẬT LẠNH 
LÊ XUÂN HÒA 
 TP. HỒ CHÍ MINH 2007 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
1 
CHƯƠNG I 
CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG CỦA MÁY LẠNH. 
1.1 MỞ ĐẦU. 
Từ xa xưa loài người đã biết sử dụng lạnh trong đời sống: để làm nguội một vật nóng người 
ta đưa nó tiếp xúc với vật lạnh. Ở những nơi mùa đông có băng tuyết thì vào mùa đông người ta 
sản xuất nước đá cây ngoài trời, sau đó đưa nước đá cây vào hầm tích trữ lại, vào mùa hè người 
ta sử dụng lượng lạnh do nước đá cây nhả ra để bảo quản rau quả, thịt cá thu hoạch được để dành 
cho mùa đông. 
Ở thế kỷ 17 nhà vật lý người Anh là Bôi và nhà vật lý người Đức là Gerike đã phát hiện: ở 
áp suất chân không nhiệt độ bay hơi của nước thấp hơn ở áp suất khí quyển. Trên cơ sở này năm 
1810 nhà bác học người Anh đã chế tạo ra máy lạnh sản xuất nước đá. Năm 1834 bác sỹ Perkin 
người Anh đã đưa máy lạnh dùng môi chất êtylen C2H2 vào ứng dụng. Khi một nhà bác học ở 
viện hàn lâm Pháp trình bày phương pháp bảo quản thịt bằng làm lạnh thì công nghệ lạnh mới 
thực sự phát triển. 
Các môi chất lạnh ban đầu được sử dụng là không khí, êtylen C2H2, ôxit cacbon CO2, ôxít 
sulfuric SO2, peôxit nitơ NO2...Về sau môi chất lạnh tìm được là amoniac NH3. Những năm 30  
40 của thế kỷ 20 người ta tìm ra các freon, là các dẫn xuất từ dãy hydro cacbon no. 
Năm 1862 máy lạnh hấp thụ ra đời. Năm 1874 kỹ sư Linde người Đức chế tạo ra máy nén 
lạnh đầu tiên tương đối hoàn chỉnh. 
Sang thế kỷ 20 các cơ sở nhiệt động của máy lạnh đã tương đối hoàn thiện. Máy lạnh hiệu 
ứng Peltie, hiệu ứng từ trường ra đời. Công cuộc chạy đua làm lạnh về 0 K vẫn tiếp diễn. 
Kỹ thuật lạnh được ứng dụng trong nhiều ngành: 
1. Trong công nghiệp thực phẩm: bảo quản thịt, cá, rau, quả; trong sản xuất sữa, bia, nước ngọt, 
đồ hộp... Nước đá dùng rộng rãi trong ăn uống, bảo quản sơ bộ cá đánh bắt ở biển. 
2. Trong công nghiệp: ngành luyện kim hóa lỏng không khí thu ôxy cấp cho các lò luyện gang 
(36  38% ôxy), lò luyện thép và hàn cắt kim loại (tới 96  99% ôxy); hóa lỏng rồi chưng cất 
không khí thu các đơn chất - khí trơ He, Kr, Ne, Xe - để nạp vào bóng đèn điện. Sử dụng 
lạnh cryo trong siêu dẫn. 
3. Trong nông nghiệp: hóa lỏng không khí thu nitơ làm phân đạm. 
4. Trong y tế: dùng lạnh bảo quản thuốc men, máu; dùng nitơ lỏng bảo quản các phôi, dùng 
lạnh trong mổ xẻ để giảm bớt chảy máu. 
5. Trong quốc phòng: dùng ôxy lỏng cho tên lửa, tàu vũ trụ. Trước khi tên lửa khai hỏa người ta 
cho ôxy lỏng có nhiệt độ dạng khí -180oC ra khỏi bình chứa nên ta thấy phần ống phóng ở 
đuôi có băng và hơi nước ngưng tụ mù mịt, sau ít giây mới thấy lửa phụt ra, khi tên lửa bay 
phần đuôi vẫn đóng băng. 
6. Điều hòa không khí cho nhà ở, nhà công cộng, các xí nghiệp công nghiệp, các phương tiện 
giao thông. 
 Ngày nay người ta đã chế tạo được nhiều loại máy nén khác nhau có công suất lạnh cho 1 
máy nén tới 1000MCal/h với môtơ điện tới 400kW. 
1.2 CHU TRÌNH NGƯỢC CARNOT (1796- 1832). 
1.2.1 Định nghĩa: chu trình ngược Carnot là chu trình ngược được thực hiện bởi 2 quá trình 
đẳng nhiệt và 2 quá trình đẳng entropy. 
 Chu trình ngược Carnot là chu trình ngược lý tưởng, mọi quá trình là thuận nghịch, nhiệt 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
2 
lượng qo được lấy ở nguồn lạnh có nhiệt độ to, nhiệt lượng qk nhả ra cho nguồn nóng có nhiệt độ 
tk, để thực hiện chu trình ta tốn 1 công l 
1.2.2 Sơ đồ, đồ thị, chu trình lý thuyết. 
Hình 1.1: Máy lạnh 1 cấp dùng môi chất là không khí. 
1-2: quá trình nén đẳng entropy ở máy nén; 2-3: quá trình nhả nhiệt đẳng nhiệt ở nguồn nóng; 
3-4: quá trình dãn nở đẳng entropy ở máy dãn nở; 4-1: quá trình nhận nhiệt đẳng nhiệt ở nguồn 
lạnh. 
1.2.3 Tính toán chu trình. 
1) Công cấp cho máy nén: lmn = h2 – h1; 
2) Công cấp cho máy dãn nở: ldn = h3 – h4; 
3) Công cấp cho chu trình: lct = lmn – ldn = dt(12341) = (s1 - s4).(Tk - To); dt – diện tích (Trên đồ 
thị T-s). 
4) Nhiệt lượng nhận được ở nguồn lạnh: qo = dt(s114s4s1) = (s1 - s4).To; dt – diện tích (Trên đồ 
thị T-s). 
5) Nhiệt lượng nhả ra ở nguồn nóng: qk = dt(s123s4s1) = (s1 - s4).Tk; dt – diện tích (Trên đồ thị 
T-s). 
6) Hệ số làm lạnh : .
1
T
T
1
TT
T
l
q
k
ook
oo
  
 Ý nghĩa hệ số làm lạnh : khi l = 1 ta có  = qo. Vậy hệ số làm lạnh  cho biết lượng lạnh thu 
được là bao nhiêu khi tiêu tốn một đơn vị công. 
1.2.4 Nhận xét, kết luận. 
1) Khi có cùng dải nhiệt độ Tk, To thì chu trình Carnot có hệ số làm lạnh  lớn nhất. 
2) Trong thực tế các quá trình trao đổi nhiệt đẳng nhiệt với nhiệt độ môi chất bằng nhiệt độ 
nguồn nhiệt là không thực hiện được. Muốn trao đổi nhiệt cho nhau nhiệt độ môi chất phải 
khác nhiệt độ nguồn nhiệt. Ở chu trình thực tế các quá trình nhận nhiệt là đẳng áp (đẳng nhiệt 
nếu ở vùng 2 pha hơi bão hòa ẩm). Các quá trình thực tế đều không thuận nghịch, do đó làm 
giảm hệ số làm lạnh  . 
1.3 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO. 
Phân chia dải nhiệt độ: 
- Lạnh đông: To 120 K; 
- Lạnh cryo: To 120 K; 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
3 
Các phương pháp làm lạnh nhân tạo: 
1) Làm lạnh bằng hiệu ứng tiết lưu (Làm lạnh bằng hiệu ứng dãn nở đoạn nhiệt không sinh 
ngoại công). 
2) Làm lạnh bằng hiệu ứng dãn nở đoạn nhiệt, sinh ngoại công. 
3) Làm lạnh bằng hiệu ứng hấp thụ. 
4) Làm lạnh bằng hiệu ứng dòng lưu động qua ống (ejector, ống xoáy). 
5) Làm lạnh bằng hiệu ứng nhiệt điện. 
6) Làm lạnh bằng hiệu ứng từ trường. 
 Trong 6 phương pháp làm lạnh nhân tạo kể trên thì phương pháp 1 và 2 là thông dụng nhất. 
Đối với lạnh đông thì chỉ dùng phương pháp 1; với lạnh cryo sử dụng cả 1 và 2. 
1.4 LÀM LẠNH NHỜ HIỆU ỨNG TIẾT LƯU. 
1.4.1 Định nghĩa: quá trình tiết lưu là quá trình giảm áp suất do ma sát mà không sinh ngoại 
công khi môi chất chuyển động qua những chỗ có trở lực cục bộ đột ngột. 
 Ví dụ: môi chất chuyển động qua nghẽn van tiết lưu. 
1.4.2 Quá trình tiết lưu. 
 Thông thường môi chất đi qua các nghẽn với vận tốc rất lớn (15  20 m/s); chiều dài của 
nghẽn không lớn (chừng 20mm). Do đó nhiệt lượng do ma sát sinh ra coi như không kịp truyền 
ra môi trường xung quanh. Thực tế nhiệt do ma sát sinh ra không đáng kể. Do đó quá trình trao 
đổi nhiệt giữa môi chất và môi trường xung quanh được bỏ qua.Vậy quá trình tiết lưu được xem 
là quá trình dãn nở đoạn nhiệt không sinh ngoại công. 
 Phương trình vi phân của định luật 1 nhiệt động học cho dòng khí và lỏng được viết như 
sau: 
 ;dldlgdzwdwdhdq
saùt ma coâng
ms
thuaät kyõcoâng
kt
naêng theánaêng ñoäng
Hình 1.2: Hiệu ứng tiết luu 
- quá trình tiết lưu là đoạn nhiệt nên: dq = 0. 
- ma sát không đáng kể và nhiệt lượng do ma sát sinh ra mang theo môi chất hoàn toàn nên: 
dlms = 0. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su p
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
4 
- do chiều dài tiết lưu không đáng kể nên dz=0. 
Ta có: .const
2
w
h 0
2
w
hd
22
- Ta lấy tiết diện I-I và II-II (Hình 1.2) khá xa nghẽn tiết lưu sao cho dòng chảy chiếm toàn bộ 
tiết diện ống. Thông thường tiết diện trước I-I và sau tiết lưu II-II là như nhau nên thực tế có 
w1  w2. Khi tiết diện I-I và II-II bằng nhau ta có: w1 = w2, h1 = h2 hay h = const. 
 Kết luận: quá trình tiết lưu là quá trình dãn nở đoạn nhiệt đẳng enthalpy. 
 Lưu ý: 
1) Ta viết h = const chỉ đúng cho các tiết diện ở xa nghẽn, còn ở vị trí gần nghẽn thì 
.const
2
w
h
2
2) Đối với khí lý tưởng h = cp.T nên const
2
w
Tc
2
w
h
2
p
2
 ; do đó nhiệt độ sau tiết lưu 
khi w1 = w2 là không đổi: T1 = T2. 
1.4.3 Hiệu ứng Joule-Thompson: 
 Đối với các chất lỏng và khí thực khi đi qua tiết lưu nhiệt độ môi chất sau tiết lưu có thể 
giảm, không đổi hoặc tăng. Đánh giá sự biến đổi nhiệt độ nhờ hiệu ứng Joule-Thompson. 
1.4.3.1 Định nghĩa: hiệu ứng vi phân Joule-Thompson là tỷ số giữa độ biến thiên nhiệt độ với độ 
biến thiên áp suất trong quá trình tiết lưu. 
;
dp
dT
h Chỉ số h có nghĩa quá trình có h = const. 
1.4.3.2 Công thức tính: Từ giáo trình nhiệt động ta có: 



p
p
h
c
v
T
v
T
dp
dT
 Ta có: dp0. Do đó dấu của h phụ thuộc vào biểu thức 


v
T
v
T
p
. 
Hình1.3: Đường chuyển biến. 
 Khi 0v
T
v
T
p


 0
dp
dT
h dT < 0 nhiệt độ sau tiết lưu giảm; 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
5 
 Khi 0v
T
v
T
p


 0
dp
dT
h dT = 0 nhiệt độ sau tiết lưu không đổi; 
 Khi 0v
T
v
T
p


 0
dp
dT
h dT > 0 nhiệt độ sau tiết lưu tăng. 
 Trạng thái khí thực khi tiết lưu có h = 0 được gọi là trạng thái chuyển biến, nhiệt độ tương 
ứng được gọi là nhiệt độ chuyển biến. Các điểm trạng thái chuyển biến tạo thành đường chuyển 
biến (Hình 1.3). 
 Hiệu ứng Joule-Thompson được xác định theo công thức sau: 
 
2
1
p
p
h12 dpTT 
 Thông thường các khí thực có nhiệt độ chuyển biến Tcb ở áp suất môi trường khá cao Tcb > 
800K, trừ 2 chất là H2 có Tcb = 200K và He có Tcb = 30K. Do đó đối với các máy lạnh thực tế ở 
giải nhiệt độ và áp suất công tác -100  310oC; 0,1  20kgf/cm2 thì nhiệt độ sau tiết lưu luôn 
luôn giảm. 
1.5 LÀM LẠNH NHỜ HIỆU ỨNG DÃN NỞ ĐOẠN NHIỆT SINH NGOẠI CÔNG. 
1.5.1 Định nghĩa: quá trình dãn nở đoạn nhiệt sinh ngoại công là quá trình dãn nở thuận nghịch 
đẳng entropy của các chất từ áp suất cao xuống áp suất thấp. 
 Phương trình: ds = 0. 
1.5.2 Hiệu ứng dãn nở đoạn nhiệt đẳng entropy: 
1.5.2.1 Định nghĩa: hiệu ứng dãn nở đoạn nhiệt đẳng entropy vi phân là tỷ số giữa độ biến thiên 
nhiệt độ với độ biến thiên áp suất. 
Hình 1.4: Quá trình dãn nở đoạn nhiệt. 
s
s
dp
dT
2
1
p
p
s12 dp.TT 
1.5.2.2 Công thức tính: từ giáo trình nhiệt động ta có: 
 


 0
c
T
v
T
dp
dT
p
p
s
s 
Do đó khi dãn nở đoạn nhiệt nhiệt độ luôn luôn giảm. 
1.5.2.3 So sánh với hiệu ứng vi phân tiết lưu: .0
c
v
p
hs 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ba qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
6 
 Do đó khi có cùng dải áp suất p = p1 - p2 và cùng các thông số trạng thái ban đầu thì nhiệt 
độ của môi chất sau khi dãn nở đẳng entropy nhỏ hơn nhiệt độ cuối của tiết lưu: T2s≤T2h. Dấu 
bằng xảy ra khi cp = ở vùng 2 pha. 
1.5.3 Ưu nhược điểm của tiết lưu và dãn nở sinh ngoại công. 
* Tiết lưu: 
 Ưu: thiết bị là van tiết lưu gọn nhẹ, dễ chế tạo, rẻ tiền, dễ vận hành, dễ sửa chữa, dễ thay thế, 
độ tin cậy làm việc cao. 
 Nhược: hiệu ứng Th Ts. 
* Dãn nở sinh ngoại công: 
 Ưu: hiệu ứng Th Ts. 
 Nhược: thiết bị là máy dãn nở nặng nề, cồng kềnh, khó chế tạo, đắt tiền, vận hành phức tạp 
dễ hỏng, khó sửa chữa, thay thế tốn kém, vận hành cần thường xuyên theo dõi. 
1.5.4 Nhận xét: các quá trình dãn nở thực đều không thuận nghịch: s = s2t - s1 > 0. Đánh giá 
hiệu suất máy dãn nở bằng tỷ số: 
21
t21
ss
ss
  ; t - thực . 
Ngày nay các máy dãn nở không khí đạt tới  82%. Ở lạnh đông chỉ dùng van tiết lưu, ở 
lạnh cryo dùng máy dãn nở để khởi động hệ thống và bù tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh 
hoặc lấy sản phẩm dạng lỏng, khi làm việc ổn định thì phần lớn môi chất lưu chuyển trong hệ 
thống đi qua van tiết lưu. 
1.6 LÀM LẠNH NHỜ HIỆU ỨNG XOÁY. 
 Môi chất lạnh sử dụng trong hiệu ứng xoáy là các chất khí có áp suất cao, nhiệt độ ứng với 
môi trường xung quanh. Thông thường là không khí nén dư thừa ở các xí nghiệp công nghiệp 
như luyện kim. Phần nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng xoáy vẫn còn tiếp tục. 
1.6.1 Sơ đồ, đồ thị T-s. 
Thông số trạng thái các điểm nút (Hình 1.5): 
Điểm 1: thông số trạng thái ban đầu p = pk; T = Tmtxq 
Điểm 2x: thông số trạng thái không khí lạnh ra khỏi ống; 
Điểm 3; thông số trạng thái không khí nóng ra khỏi ống; 
Điểm 4: thông số trạng thái không khí đi vào máy nén khí. 
Hình 1.5: Ống xoáy. 
I - vách chắn; II - ống phun tiếp tuyến; III - ống xoáy; IV-van tiết lưu. 
1.6.2 Nguyên lý làm việc: 
 Chu trình được thực hiện bằng các quá trình 1-3 và1-2x trong ống xoáy, quá trình giả định 
nhận nhiệt đẳng áp 2x-4 ở phụ tải lạnh, quá trình giả định nhả nhiệt đẳng áp 3-4 ra môi trường 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
7 
xung quanh, quá trình nén đoạn nhiệt 4-5 ở máy nén khí, quá trình làm mát đẳng áp 5-1. 
 Dòng khí cao áp với thông số trạng thái 1 theo ống phun II đi vào ống xoáy III theo phương 
tiếp tuyến, tạo thành chuyển động xoay quanh mặt trong của ống III; bị vách chắn I chắn lại nên 
dòng xoáy đi về cửa van tiết lưu IV. Tại nghẽn van tiết lưu IV lớp xoáy tâm ống bị van tiết lưu 
IV chắn đi ngược trở về khe hở ở tâm vách chắn I về đầu lạnh với thông số trạng thái 2x, lớp 
không khí xoáy sát thành ống đi qua khe hở giữa van tiết lưu IV và ống III đi về phía đầu nóng 
với thông số trạng thái 3. Trong khoảng không gian từ vách chắn I đến van tiết lưu IV xảy ra sự 
trao đổi nhiệt giữa hai dòng không khí xoáy đi ngược chiều nhau: xảy ra quá trình trao đổi nhiệt 
từ dòng trung tâm truyền ra dòng sát vách ống do chúng có động năng khác nhau, do đó ta có T3 
> T1 > T2x. 
1.6.3 Hiệu ứng xoáy. 
 Ta đánh giá hiệu ứng xoáy theo các tỷ số sau: 
 Tỷ số làm lạnh 
1
x2
l
T
T
  . 
 Tỷ số đốt nóng 
1
3
n
T
T
  . 
 Hiệu suất 
s21
x21
s
x
TT
TT
T
T
  . 
1.6.4 Ưu nhược điểm. 
Ưu: 
 Gọn nhẹ, bền, dễ chế tạo, dễ sử dụng. 
 Đạt độ lạnh cần thiết nhanh. 
Nhược: 
 Độ hoàn thiện nhiệt động thấp % vaøi 
 
45
x24o
hh
hh
l
q
 Do đó làm lạnh bằng hiệu ứng ống xoáy chỉ thực hiện được ở những nơi có không khí nén 
dư thừa bỏ đi. 
1.7 LÀM LẠNH NHỜ HIỆU ỨNG NHIỆT ĐIỆN. 
1.7.1 Hiệu ứng Zeebec. 
Hình 1.6:Hiệu ứng Zeebec 
1. Các tấm đồng. 2. Các thanh bán dẫn có bản chất khác nhau 
 Năm 1821 nhà vật lý Zeebec người Đức phát hiện ra hiện tượng sau: cho 1 mạch điện tạo 
thành từ 2 thanh bán dẫn có bản chất khác nhau (Hình 1.6), hiệu điện thế E sẽ xuất hiện nếu các 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
8 
cặp đầu nối được nhúng vào các môi trường có nhiệt độ khác nhau. Hiệu điện thế ở dạng vi phân 
được viết như sau: 
 dE = .dT 
 với là hệ số tỷ lệ; [ ]=mV/K. 
 Thông thường phụ thuộc vào nhiệt độ, để đơn giản ta xem =const. E = . T = .(T1 
- T2). Nếu đổi đầu cặp nhiệt thì chiều của hiệu điện thế sẽ ngược lại. 
1.7.2 Hiệu ứng Peltier: 
Hình 1.7:Hiệu ứng Pentier 
1. Các tấm đồng. 2. Các thanh bán dẫn có bản chất khác nhau 
 Năm 1834 nhà vật lý Pentier người Pháp phát hiện ra hiệu ứng vật lý mang tên ông. Hiệu 
ứng Pentier được phát biểu như sau: nếu cho dòng điện chạy qua một mạch điện được cấu tạo từ 
2 chất dẫn điện khác nhau (Hình 1.7) thì 1 đầu sẽ nóng lên và nhả nhiệt, đầu còn lại lạnh đi và 
thu nhiệt. 
 Nếu cho dòng điện chạy ngược lại thì đầu nhả nhiệt sẽ trở thành thu nhiệt, đầu thu nhiệt sẽ 
trở thành nhả nhiệt. 
 Nhiệt lượng nhả ra hay nhận vào ở ... ., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства 
веществ. -М.: Агрпромиздат, 1985. 208 tr. 
33. Быков А.В. Холодильные машины. -М: Лёгкая и пищевая промышленность,1982. 
220 tr. 
34. Вайнштейн В.Д. Канторович В.И. Низкотемпературные холодильные установки. -
М.: Пищевая и лёгкая промышленность, 1972. 352 tr. 
35. Везиришвили О.Ш., Меладзе Н.В. Энергосберегающие теплонасосные схемы тепло- 
и хладоснабжения. –МЖ МЭИ, 1994. 158 tr. 
36. Захаров Ю.В. Судовые устройства кондиционирования воздуха и холодильные 
машины. -Л.: Судостроение, 1979. 586 tr. 
37. Зелинковский и.Х. Справочник по теплообменным аппаратам малых холодильных 
машин. -М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1973. 178 tr. 
38. Гоголин А.А. Интенсификация теплообмена в испарителях холодильных машин. М.: 
Лёгкая и пищевая промышленность,1982. 222 tr. 
39. Голуков Б.Н., Романнова Т.М., Гусев В.А. Проектирование и эксплуатация 
установок кондиционирования воздуха и отопления. -М.: Энергоатомиздат, 1988. 
126 tr. 
40. Голянд М.М., Малеванный Б.И. Холодильное технологическое оборудование. -М.: 
Лёгкая и пищевая промышленность, 1977. 336 tr. 
41. Исаченко В.П, Осинпова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. -М.: Энергоатомиздат, 
1981. 418 tr. 
42. Канторович В.И. Основы автоматизации холодильных установок. -М.: Лёгкая и 
пищевая промышленность, 1976. 278 tr. 
43. Каплан Л.Г. Торговое холодильное оборудование. -М: Лёгкая и пищевая 
промышленность,1983. 288 tr. 
44. Кириллин В.А.,Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.: 
Энергоатомиздат, 1983. 416 tr. 
45. Маринок Б.Т. Аппараты холодильных машин, теория и расчёт. -М.: 
Энергоатомиздат, 1995. 160 tr. 
46. Михайлов А.К., Ворошилов В.П Компрессорные машины. -М: Энергоатомиздат, 
1989. 288 tr. 
47. Михайлов А.К., Новиков Ю.А., Юрченко В.А. Насосы холодильной техники. –М.: 
Колос, 1996. 288tr. 
48. Применение холода в пищевой промышленности. -М.: Лёгкая и пищевая 
промышленность, 1979. 272 tr. 
49. Рамм В.М. Пароструйные вакуум-эжекционные установки. –м.: госхимиздат, 1949. 
96 tr. 
50. Рассел Е. Смит. Ремонт холодильников, кондиционеров и нагревательных приборов. 
Ростов на дону: «Финикс»ю 1998. 540 tr. 
51. Рой Дж. Доссат Основы холодильной техники. -М.: Пищевая и лёгкая 
промышленность, 1984.520 tr. 
52. Сильман М.А., Шумелишский М.Г. Пароводяные эжекторные холодильные 
машины. -М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. 272 tr. 
53. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и 
процессов охлаждения. -М.: Энергоиздат, 1981. 320 tr. 
54. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 352 tr. 
55. Солнцев Ю.П., Степанов Г.А. Материалы в криогенной технике. –Л.: 
Машиностроение, 1982. 312 tr. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
151 
56. Томановская В.Ф., Колотова Б.Е Фреоны. издательство “Химия”, 
Ленинградское отделение, 1970. 182 tr. 
57. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. -М.: 
Энергоатомиздат, 1983. 552 tr. 
58. Холодильные машины. -М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1982. 224 tr. 
59. Холодильные компрессоры. -М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1981. 280tr. 
60. Эксплуатация холодильников. -М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1977. 202 tr. 
61. Яспер В., Плачек Р. Консервирование мяса холодом. -М.: Лёгкая и пищевая 
промышленность, 1980. 120 tr. 
62. International workshop "Non-compression refrigeration & cooling": тез. докл. -Odessa, 
1999. 160 tr. 
63. Rechard C. Jordan. Refrigeration and air conditioning. Tokyo, 1965. 556 tr. 
64. Trane air conditioning manual. Winconsin, Published in the Interests of the air conditioning 
industry by The Trane company la cross, 1965. 456 tr. 
65. Сасин В.Я., Ле Суан Хоа, Егоров А.В. Проект промышленной системы хладоснабжения 
на основе двухфазного пульсационного контура с эжектором // Вторая российская 
национальная конференция по теплообмену: докл. -М., 1998. . Т.5. . tr.9799. 
66. Sasin V.J., Le Xuan Hoa. Оutlook at application of pulsing thermosyphons in vapor-ejector 
type refrigerators // International workshop "Non-compression refrigeration & cooling": 
тез. докл. -Odessa, 1999. tr. 138-141. 
67. Ле Суан Хоа. Безнасосная пульсационная пароэжекторная холодильная установка // 
IV научный симпозиум Вьетнамской научно-технической ассоциации в РФ: докл. - 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
152 
MỤC LỤC 
 Trang 
CHƯƠNG I 
CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG CỦA MÁY LẠNH. 
1.1 Mở đầu. .. 1 
1.2 Chu trình ngược Carnot (1796- 1832). .. 1 
 1.2.1 Định nghĩa. . 1 
 1.2.2 Sơ đồ, đồ thị, chu trình lý thuyết.  2 
 1.2.3 Tính toán chu trình. . 2 
 1.2.4 Nhận xét, kết luận. . 2 
1.3 Phân loại các phương pháp làm lạnh nhân tạo. .. 2 
1.4 Làm lạnh nhờ hiệu ứng tiết lưu. . 3 
 1.4.1 Định nghĩa. . 3 
 1.4.2 Quá trình tiết lưu.  3 
 1.4.3 Hiệu ứng Joule-Thompson.  4 
1.5 Làm lạnh nhờ hiệu ứng dãn nở đoạn nhiệt sinh ngoại công. . 5 
 1.5.1 Định nghĩa. .. 5 
 1.5.2 Hiệu ứng dãn nở đoạn nhiệt đẳng entropy. . 5 
 1.5.3 Ưu nhược điểm của tiết lưu và dãn nở sinh ngoại công.  6 
 1.5.4 Nhận xét.  6 
1.6 Làm lạnh nhờ hiệu ứng xoáy. ..... 6 
 1.6.1 Sơ đồ, đồ thị T-s. . 6 
 1.6.2 Nguyên lý làm việc. . 6 
 1.6.3 Hiệu ứng xoáy. . 7 
 1.6.4 Ưu nhược điểm.  7 
1.7 Làm lạnh nhờ hiệu ứng nhiệt điện. . 7 
 1.7.1 Hiệu ứng Zeebec.  7 
 1.7.2 Hiệu ứng Peltier. .. 8 
1.8 Làm lạnh nhờ hiệu ứng hấp thụ.  9 
CHƯƠNG 2: 
MÔI CHẤT LÀM LẠNH, MÔI CHẤT TẢI LẠNH, DẦU BÔI TRƠN. 
2.1 Các yêu cẦu đỐi vỚi môi chẤt làm lẠnh. . 10 
 2.1.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 10 
 2.1.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 10 
 2.1.3 Các yêu cầu về sinh lý.  10 
 2.1.4 Các yêu cầu về kinh tế.  10 
 2.1.5 Các yêu cầu về môi trường. . 10 
2.2 Các tính chất của amôniăc (NH3 - R717): 10 
 2.2.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 10 
 2.2.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 11 
 2.2.3 Các yêu cầu về sinh lý.  11 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
153 
 2.2.4 Các yêu cầu về kinh tế.  11 
 2.2.5 Các yêu cầu về môi trường. . 11 
2.3 Đại cương về môi chất lạnh và freon. . 11 
2.4 Các tính chất của R12. . 11 
 2.4.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 12 
 2.4.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 12 
 2.4.3 Các yêu cầu về sinh lý.  12 
 2.4.4 Các yêu cầu về kinh tế.  12 
 2.4.5 Các yêu cầu về môi trường. . 12 
2.5 Các tính chất của R22. . 12 
 2.5.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 12 
 2.5.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 13 
 2.5.3 Các yêu cầu về sinh lý.  13 
 2.5.4 Các yêu cầu về kinh tế.  13 
 2.5.5 Các yêu cầu về môi trường. . 13 
2.6 Các tính chất của R134a. . 13 
 2.6.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 13 
 2.6.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 13 
 2.6.3 Các yêu cầu về sinh lý.  14 
 2.6.4 Các yêu cầu về kinh tế.  14 
 2.6.5 Các yêu cầu về môi trường. . 14 
2.7 Các yêu cầu đối với môi chất tải lạnh, phân loại. .. 14 
 2.7.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 14 
 2.7.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 14 
 2.7.3 Các yêu cầu về sinh lý.  14 
 2.7.4 Các yêu cầu về kinh tế.  14 
 2.7.5 Các yêu cầu về môi trường. . 14 
 2.7.6 Phân loại. ... 14 
2.8 Môi chất tải lạnh là không khí.  15 
 2.8.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 14 
 2.8.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 14 
 2.8.3 Các yêu cầu về sinh lý.  14 
 2.8.4 Các yêu cầu về kinh tế.  14 
 2.8.5 Các yêu cầu về môi trường. . 14 
2.9 Môi chất tải lạnh là nước muối NaCl-H2O.  15 
 2.9.1 Các yêu cầu về nhiệt động. . 15 
 2.9.2 Các yêu cầu về hóa học. .. 15 
 2.9.3 Các yêu cầu về sinh lý.  16 
 2.9.4 Các yêu cầu về kinh tế.  16 
 2.9.5 Các yêu cầu về môi trường. . 16 
2.10 Môi chất tải lạnh là nước muối CaCl2-H2O. . 16 
 2.10.1 Các yêu cầu về nhiệt động. .. 16 
 2.10.2 Các yêu cầu về hóa học. . 16 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
154 
 2.10.3 Các yêu cầu về sinh lý.  16 
 2.10.4 Các yêu cầu về kinh tế.  16 
 2.10.5 Các yêu cầu về môi trường. . 16 
2.11 Môi chất tải lạnh là hỗn hợp nước-etylenglycol (C2H2(OH)2). . 16 
 2.18.1 Các yêu cầu về nhiệt động. .. 18 
 2.18.2 Các yêu cầu về hóa học. . 18 
 2.18.3 Các yêu cầu về sinh lý.  18 
 2.18.4 Các yêu cầu về kinh tế.  18 
 2.18.5 Các yêu cầu về môi trường. . 18 
2.12 Quan hệ giữa môi chất và dầu máy lạnh. . 18 
2.13 Lựa chọn dầu bôi trơn máy lạnh. . 19 
 2.13.1 Độ nhớt và độ hoà tan của dầu trong các môi chất lạnh. . 19 
 2.13.2 Môi chất lạnh và các loại dầu thường dùng.  19 
2.14 Bảng chọn dầu bôi trơn máy lạnh. .. 20 
 2.14.1 Tiêu chuẩn quốc tế về dầu máy lạnh.  20 
 2.13.2 Bảng dầu máy lạnh. . 21 
CHƯƠNG 3 
MÁY LẠNH 1 CẤP 
3.1 Phân loại máy lạnh. . 22 
 3.1.1 Phân loại máy lạnh theo quá trình biến đổi vật lý của môi chất. . 22 
 3.1.2 Phân loại máy lạnh theo dạng năng lượng cấp cho chu trình. . 22 
 3.1.2 Phân loại máy lạnh theo dạng năng lượng cấp cho chu trình.  22 
 3.1.4 Phân loại máy lạnh theo nhiệt độ làm lạnh. . 22 
 3.1.5 Phân loại máy lạnh theo chu trình nhiệt động.  22 
 3.1.6 Phân loại máy lạnh theo tính năng sử dụng.  22 
 3.1.7 Phân loại máy lạnh theo môi chất lạnh sử dụng. . 22 
3.2 Máy lạnh 1 cấp dùng môi chất là không khí. .. 23 
 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết.  23 
 3.2.2 Tính toán các thông số của chu trình. .. 24 
 3.2.3 So sánh với chu trình Carnot. .. 24 
 3.2.4 Các nhận xét.  24 
3.3 Máy lạnh 1 cấp làm việc vùng 2 pha dùng máy dãn nở. . 25 
 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết.  25 
 3.3.2 Tính toán các thông số của chu trình. .. 25 
 3.3.3 So sánh với chu trình Carnot. .. 26 
 3.3.4 Các nhận xét.  26 
3.4 Máy lạnh 1 cấp thực hiện hành trình khô dùng van tiết lưu. . 26 
 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết.  26 
 3.4.2 Tính toán các thông số của chu trình. .. 27 
 3.4.3 So sánh với chu trình Carnot. .. 27 
 3.4.4 Các nhận xét.  27 
3.5 Máy lạnh 1 cấp thực hiện hành trình khô dùng bình tách lỏng. . 27 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
155 
 3.5.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết.  27 
 3.5.2 Tính toán các thông số của chu trình. .. 28 
 3.5.4 Các nhận xét.  28 
3.6 Máy lạnh 1 cấp thực hiện hành trình khô dùng thiết bị hồi nhiệt.  29 
 3.6.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết.  29 
 3.6.2 Tính toán các thông số của chu trình. .. 29 
 3.6.4 Các nhận xét.  29 
3.7 Bơm nhiệt. .. 29 
 3.7.1 Bơm nhiệt công suất lớn. . 29
 3.7.2 Bơm nhiệt công suất nhỏ (máy điều hòa không khí đảo chiều). . 31 
3.8 Tính toán chu trình máy lạnh 1 cấp.  31 
 3.8.1 Các đại lượng cho trước. .. 31 
 3.8.2 Trình tự tính toán. . 32 
CHƯƠNG 4: 
MÁY LẠNH NHIỀU CẤP, NHIỀU TẦNG 
4.1 Sự cần thiết phải dùng máy nén piston nhiều cấp, nhiều tầng. . 34 
 4.1.1 Quá trình nén khí máy nén piston 1 cấp.  34 
 4.1.1 Quá trình nén khí máy nén piston nhiều cấp. .. 34 
 4.1.3 Máy lạnh nhiều tầng.  35 
 4.1.4 Phân cấp máy nén theo nhiệt độ bay hơi.  35 
4.2 Máy lạnh hai cấp không trích hơi trung gian, làm mát trung gian không hoàn toàn. 35 
 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 35 
 4.2.2 Tính toán chu trình.  36 
 4.2.3 Nhận xét.  36 
4.3 Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian không hoàn toàn, có 2 
 tiết lưu.  37 
 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 37 
 4.3.2 Tính toán chu trình.  38 
 4.3.3 Nhận xét.  38 
4.4 Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 tiết lưu. 38 
 4.4.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 38 
 4.4.2 Tính toán chu trình.  39 
4.5 Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ bốc hơi. . 40 
 4.5.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 40 
 4.5.2 Tính toán chu trình.  41 
 4.5.3 Nhận xét.  42 
4.6 Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, bình trung gian loại ống trao đổi 
 nhiệt (Ống xoắn lò xo). .. 42 
 4.6.1 Mục đích dùng bình trung gian có ống trao đổi nhiệt (ống xoắn lò xo). . 42 
 4.6.2 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 42 
 4.6.3 Tính toán chu trình.  43 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
156 
 4.6.4 So sánh hai loại bình trung gian. .. 44 
4.7 Máy lạnh 2 cấp, làm mát trung gian không hoàn toàn, bình trung gian ống xoắn. .. 44 
 4.7.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 44 
 4.7.2 Tính toán chu trình.  45 
4.8 Máy lạnh 3 cấp. .... 46 
 4.8.1 Mục đích dùng máy lạnh 3 cấp. . 46 
 4.8.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 46 
 4.8.2 Tính toán chu trình.  46 
4.9 Máy lạnh 3 cấp sản xuất nước đá khô CO2.  47 
4.10 Máy lạnh ghép tầng.  48 
 4.10.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. ... 48 
 4.10.2 Tính toán chu trình. . 49 
 4.10.3 Nhận xét. .. 49 
CHƯƠNG 5 
MÁY LẠNH HẤP THỤ & MÁY LẠNH EJECTOR 
5.1 Các khái niệm chung.  50 
5.2 Máy lạnh hấp thụ NH3-H2O một cấp. ... 51 
 5.1.1 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết. .. 51 
 5.2.2 Xây dựng đồ thị h-. ... 52 
 5.2.3 Tính toán chu trình. ........ 52 
 5.2.4 Quá trình ở các thiết bị chưng cất và hồi lưu. .... 53
 5.2.5 Các chứng minh. . 54 
5.3 Chu trình máy lạnh hấp thụ khuyếch tán. .. 54 
 5.3.1 Sơ đồ nguyên lý.  54 
 5.3.2 Chu trình lý thuyết. . 55 
 5.3.3 Ưu điểm & nhược điểm.  57 
5.4 Máy lạnh ejector. .. 57 
 5.4.1 Các khái niệm chung. . 57 
 5.4.2 Sơ đồ. .. 57 
 5.4.3 Chu trình.  58 
 5.4.4 Đồ thị. . 59 
 5.4.5 Tính toán chu trình.  59 
CHƯƠNG 6: 
MÁY LẠNH NHIỆT ĐỘ THẤP 
(MÁY LẠNH CRYO) 
6.1 Khái niệm máy lạnh cryo.  60 
6.2 Các chu trình lạnh cryo đơn giản. . 60 
 6.2.1. Chu trình Picter (Chu trình máy lạnh cryo ghép tầng). .... 60 
 6.2.2 Chu trình Linde. .. 61 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Kỹ thuật lạnh 
157 
 6.2.3 Chu trình Clode. .... 61 
6.3 Các giai đoạn nhiệt động cơ bản của lạnh cryo. ... 62 
 6.3.1 Sơ đồ nguyên lý.  62 
 6.3.2 Phân tích các giai đoạn. .. 63 
6.4 Sơ đồ hóa lỏng không khí loại trung áp, cao áp thu N2, O2 . . 63 
 6.4.1 Sơ đồ.  63 
 6.4.2 Nguyên lý làm việc.  64 
6.5 Sơ đồ hóa lỏng không khí hạ áp thu O2, N2. .. 64 
 6.5.1 Sơ đồ.  65 
 6.5.2 Nguyên lý làm việc.  65 
PHỤ LỤC 
Bảng 1: Bảng hơi bão hòa NH3 .. 66 
Bảng 2: Bảng hơi quá nhiệt NH3 .. 71 
Bảng 3: Bảng hơi bão hòa R12  80 
Bảng 4: Bảng hơi quá nhiệt R12 .. 84 
Bảng 5: bảng hơi bão hoà R22  96 
Bảng 6: Bảng hơi quá nhiệt R22 .. 100 
Bảng 7: Bảng hơi bão hoà R134a . 112 
Bảng 8: Bảng hơi quá nhiệt R134a .. 116 
Đồ thị lgp-h Môi chất R717 . 141 
Đồ thị lgp-h môi chất R12  142 
Đồ thị lgp-h môi chất R22 . 143 
Đồ thị lgp-h môi chất R134a  144 
Bảng 9: Chọn dầu cho máy nén piston với các môi chất khác nhau.  145 
Bảng 10: Chọn dầu cho máy nén trục vít với các môi chất khác nhau. . 146 
Đồ thị h- dung dịch nước – amoniac.  147 
Tài liệu tham khảo. .. 148 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M