BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ISO 9001:2008
HỆ THỐNG LẠNH SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ
ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 2
CHIỀU DÙNG TRÊN XE Ô TÔ HÃNG KIA
§å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ CHÝNH QUY
Ngµnh ®iÖn c«ng nghiÖp
H¶I phßng – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ISO 9001:2008
HỆ THỐNG LẠNH SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ
ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 2
CHIỀU DÙNG TRÊN XE Ô TÔ HÃNG KIA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
Sinh viên: VŨ DUY NAM
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. NGUYỄN TIẾN BAN
HẢI PHÒNG – 2014
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên: VŨ DUY NAM
Mã số thẻ: 1213102011
Lớp: DCL601
Tên đề tài: Hệ thống lạnh sử dụng trên ô tô, Đi sâu phân tích hệ
thống điều hòa 2 chiều dùng trên xe ô tô hãng KIA
Nhiệm vụ đề tài
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp
(về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ)
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ nhất
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hưỡng dẫn :
NGUYỄN TIẾN BAN
Phó Giáo sư – Tiến sĩ
Trường đại học dân lập Hải Phòng
Toàn bộ đề tài
Người hướng dẫn thứ hai
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hưỡng dẫn :
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 8 tháng 4 năm 2014
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 5 tháng 7 năm 2014
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh viên
VŨ DUY NAM
Đã giao nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp
Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N
NGUYỄN TIẾN BAN
Hải Phòng, ngày tháng năm 2014
HiÖu tr-ëng
GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ
6
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lượng của đề tài tốt nghiệp(so với nội dung yêu cầu đã đề
ra trong đề tài tốt nghiệp, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị
sử dụng, chất lượng các bản vẽ)
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn
( điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày tháng năm 2014
Cán bộ hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
7
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích
số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán
chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiến đề tài.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày … tháng … năm 2014
8
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………… 11
CHƢƠNG 1: KỸ THUẬT LẠNH. …………………………………………………….. 12
1.1.
KHÁI QUÁT CHUNG.
……………………………………………………….. 12
1.1.1. Khái niệm về máy lạnh ( điều hòa nhiệt độ ).
…………………………. 12
1.1.2. Hiệu suất và công suất của máy lạnh.
……………………………………. 12
1.1.3. Giới hạn của máy lạnh. ……………………………………………………….. 13
1.1.4. Làm khô không khí. ……………………………………………………………. 13
1.1.5. Máy lạnh tiết kiệm điện INVERTER. …………………………………… 14
1.1.6. Cách suy nghĩ và sử dụng sai.
………………………………………………. 14
1.2.
CÁC PHƢƠNG PHÁP LÀM LẠNH.
…………………………………… 15
1.2.1. Bay hơi, khuếch tán. …………………………………………………………… 15
1.2.2. Hòa trộn lạnh.
……………………………………………………………………. 15
1.2.3.
Phương pháp giãn nở có sinh ngoại công:
……………………………… 15
1.2.4.
Dùng tiết lưu ( hiệu ứng Jin-Thompson ). ……………………………… 15
1.2.5. Dùng hiệu ứng điện nhiệt.
……………………………………………………. 15
1.2.6. Bay hơi chất lỏng. ………………………………………………………………. 15
1.3.
MÔI CHẤT LẠNH. ……………………………………………………………. 16
1.3.1. Yêu cầu vật lý.
……………………………………………………………………. 16
1.3.2. Yêu cầu hóa học. ………………………………………………………………… 16
1.3.3. Yêu cầu kinh tế.
………………………………………………………………….. 16
1.3.4. Các môi chất thông dụng. ……………………………………………………. 16
1.4.
CHẤT TẢI LẠNH.
……………………………………………………………… 18
9
1.5.
CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG. ………………………………………………… 18
CHƢƠNG 2 : HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU. …….. 20
2.1. KHÁI NIỆM MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU.
……….. 20
2.1.1 Đặt vấn đề ………………………………………………………………………….. 20
2.1.2. Phương thức tạo nhiệt sưởi vào mùa đông trong máy điều hòa. .. 20
2.2. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU. ….. 21
2.2.1 Cấu tạo van đảo chiều điện từ. ………………………………………………. 21
2.2.2. Nguyên lý hoạt động …………………………………………………………… 21
CHƢƠNG 3 : MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU SỬ DỤNG
TRÊN XE Ô TÔ . ……………………………………………………………………………… 24
3.1.
HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH. 24
3.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh ôtô.
…………………………….. 24
3.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ôtô. …………. 25
3.1.3. Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh ô tô.
……………………………. 25
3.2.
CÁC BỘ PHẬN PHỤ.
…………………………………………………………. 51
3.2.1. ống dẫn môi chất lạnh.
………………………………………………………… 51
3.2.2. Cửa sổ kính. ………………………………………………………………………. 53
3.2.3. Bình khử nước gắn nồi tiếp………………………………………………….. 55
3.2.4. Bộ tiêu âm. ………………………………………………………………………… 55
3.2.5. Máy quạt. ………………………………………………………………………….. 55
3.2.6. Bộ ổn nhiệt.
……………………………………………………………………….. 59
3.3.
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH Ô TÔ. ……………………………………… 60
3.4.
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH SỬ DỤNG VAN TIẾT LƢU
NHIỆT VÀ VAN GIÃN NỞ.
………………………………………………………….. 61
10
3.5.
SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC THIẾT Bị TRONG HỆ THỐNG LẠNH
TRÊN Ô TÔ.
…………………………………………………………………………………. 63
3.6.
PHƢƠNG PHÁP NẠP DẦU BÔI TRƠN CHO MÁY NÉN. …. 64
3.7.
PHƢƠNG PHÁP TẠO CHÂN KHÔNG, THỬ KÍN HỆ
THỐNG LẠNH Ô TÔ. ………………………………………………………………….. 66
3.8.
PHƢƠNG PHÁP NẠP GAS HỆ THỐNG LẠNH Ô TÔ. ……… 68
3.8.1. Quy trình nạp ga: ……………………………………………………………….. 68
3.8.2. Thông số và dấu hiệu nhận biết đủ gas.
…………………………………. 69
3.9.
THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
LẠNH Ô TÔ. ………………………………………………………………………………… 70
3.9.1. Thiết bị điện. ……………………………………………………………………… 70
3.9.2. Mạch điện.
…………………………………………………………………………. 73
3.10. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ. 74
3.10.1. Sơ đồ hệ thống điện điều khiển hệ thống điều hòa không khí ô
tô………………………………………………………………………..74
3.10.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện điều khiển hệ thống điều
hòa không khí ô tô.
………………………………………………………………………. 75
3.11. Phân phối không khí đã đƣợc điều hòa.
……………………………….. 76
3.11.1.Điều khiển hệ thống điện lạnh bằng tay………………………………… 78
3.11.2.Điều khiển bằng chân không.
………………………………………………. 80
3.11.3.Điều khiển tự động bằng điện tử.
…………………………………………. 81
KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………. 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………. 86
11
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm qua, kỹ thuật lạnh đã được ứng dụng rất mạnh mẽ
trong các ngành như: sinh học, hóa chất, công nghiệp, bia rượu, điện tử, tin
học, y tế… nhằm phục vụ nhu cầu đời sống tốt nhất cho người dân. Khi xã
hội phát triển đời sống người dân cũng được phát triển theo, khi đó ô tô được
sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng. Ô tô hiện đại
thiết kế nhằm cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như tính năng an toàn cho
người sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên ô tô hiện đại ngày càng phát
triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhu
cầu của khách hàng như nghe nhạc, xem truyền hình… Một trong những tiện
nghi phổ biến đó là hệ thống điều hòa không khí (hệ thống điện lạnh) trong ô
tô.
Thiết bị lạnh ô tô bao gồm những thiết bị nhằm thực hiện một chu trình
lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thải nhiệt ra môi trường bên ngoài.
Thiết bị lạnh ô tô gồm máy nén, thiết bị ngưng tụ, bình lọc tách ẩm, thiết bị
gián nở, thiết bị bay hơi, và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống
lạnh hoạt động hiệu quả nhất.
Là sinh viên được đào tạo tại trường Đại Học Dân lập Hải phòng, em đã
được các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về chuyên môn. Đến
nay đã kết thúc khóa học, để tổng kết, đánh giá quá trình học tập và rèn luyện
tại trường, em được nhà trường giao cho đề tài tốt nghiệp với nội dung: “ Hệ
thống lạnh sử dụng trên ô tô, đi sâu phân tích hệ thống điều hòa dùng trên xe
ô tô hãng KIA ”.
Đề tài được chia ra làm 3 chương:
Chương 1: Kỹ thuật lạnh
Chương 2: Hệ thống điều hòa nhiệt độ hai chiều
Chương 3: Máy điều hòa nhiệt độ hai chiều sử dụng trên xe ô tô
12
CHƢƠNG 1.
KĨ THUẬT LẠNH
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG.
1.1.1. Khái niệm về máy lạnh (điều hòa nhiệt độ).
Máy điều hòa nhiệt độ còn gọi là máy lạnh là một thiết bị truyền nhiệt.
Nó truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp (nguồn nhiệt) đến nơi có nhiệt độ cao
(nơi thoát nhiệt) ngược lại với sự truyền nhiệt của tự nhiên.
Ở những vùng khí hậu nóng ẩm quanh năm như miền Nam Việt Nam thì
máy điều hòa nhiệt độ (máy lạnh) chỉ bơm nhiệt theo một chiều duy nhất là từ
trong nhà ra ngoài trời, nên thường gọi là máy lạnh. Ở miền Bắc Việt Nam,
máy điều hòa nhiệt độ bơm nhiệt theo hai chiều mùa hè thì truyền nhiệt từ
trong nhà ra ngoài trời thu hơi ẩm vào, mùa đông truyền nhiệt từ ngoài trời
vào trong nhà đẩy hơi nóng ra ngoài.
1.1.2. Hiệu suất và công suất của máy lạnh.
Công suất của máy điều hòa nhiệt độ thường được ghi theo đơn vị Btu/h.
British thermal unit (Btu hay BTU) : năng lượng cần thiết để 1 pound (454g)
nước tăng lên 10F. 1 Btu ≈ 1055J = 0,293Wh. Máy ĐHNĐ nhỏ nhất thường
thấy ở Việt Nam có công suất 9.000Btu/h (≈2,6375KW) và thường được gọi
là 1 ngựa (sic). Ở các nước khác có bán máy ĐHNĐ nhỏ hơn (khoảng 4.000-
5.000Btu/h vừa đủ dùng cho 1 phòng khoảng 45m³ hay 15m²). Có lẽ ghi theo
Btu/h thì có con số 9.000 đẹp hơn số 2,6375KW nên nhà sản xuất chỉ ghi theo
Btu/h, mặc dù phần lớn người tiêu dùng Việt Nam không biết Btu/h là gì.
Thật ngạc nhiên là nhiều người (kể cả ở các nước Đông Nam Á và Mỹ) dùng
đơn vị ngựa để chỉ công suất máy lạnh, 1 ngựa tương đương 9.000Btu/h; mặc
dù không có gì cho thấy sự liên quan giữa 1 HP và 9.000Btu/h. Một đơn vị
khác liên quan đến máy lạnh là ton of refrigeration (tấn lạnh), đó là lượng
13
nhiệt làm tan một short ton (907KG) nước đá chia cho số giây trong một
ngày, một tấn lạnh tương đương 12.000Btu/h.
1.1.3. Giới hạn của máy lạnh.
Máy điều hòa nhiệt độ chỉ làm việc được khi mà nơi cần thoát nhiệt
không nóng hơn 48°C và nguồn nhiệt không lạnh hơn 5°C; vượt quá giới hạn
đó thì máy điều hòa nhiệt độ không bơm nhiệt được. Như vậy, mở máy lạnh
khi ngoài trời nóng khoảng 48°C thì chỉ tốn điện vô ích. Tương tự, nếu nhiệt
độ ngoài trời trong mùa đông thấp hơn 5°C thì mở máy điều hòa nhiệt độ
cũng vô ích. Một số máy điều hòa nhiệt độ sẽ tự động ngừng làm việc khi
phát hiện ra tình trạng quá giới hạn đó.
1.1.4. Làm khô không khí.
Một tác dụng phụ của máy lạnh là làm giảm độ ẩm không khí trong
phòng, làm cho người cảm thấy dễ chịu hơn. Độ ẩm tương đối thích hợp cho
người ở trong khoảng 30% tới 60%. Hầu hết các máy lạnh thời nay đều có
chế độ làm khô không khí. Tuy nó thật sự làm giảm lượng hơi nước trong
không khí nhưng nó không có bộ phận đo độ ẩm không khí, không có cách
kiểm soát độ ẩm tương đối. Do đó nó chỉ làm việc theo một chu trình cố định
là chạy máy bơm trong vài phút rồi ngừng bơm trong vài phút. Trong những
phút máy bơm chạy, hơi nước trong không khí được làm lạnh trong máy sẽ
ngưng tụ lại và chảy ra khỏi phòng theo ống dẫn. Tỉ lệ giữa thời gian chạy và
thời gian ngừng máy bơm thay đổi theo nhiệt độ người dùng chọn trên bộ
điều khiển từ xa. Với một ẩm kế rẻ tiền của Trung Quốc (ẩm kế và nhiệt kế
chỉ kim, vỏ nhựa, giá 50.000₫), ta có thể dễ dàng thấy tác dụng phụ của máy
lạnh. Độ ẩm tương đối trong mùa mưa ở Sài Gòn thay đổi trong khoảng 65%
vào lúc trưa nắng tới 100% vào lúc sáng sớm.
Trong giờ làm việc buổi sáng, độ ẩm tương đối ngoài trời khoảng hơn
70%, trong phòng làm việc có nhiều người và máy tính toả nhiệt nên máy
lạnh chạy liên tục và nhiệt độ trong phòng khoảng 26-28°C, độ ẩm khoảng
14
45-60%.
Sau 10 giờ tối, độ ẩm tương đối ngoài trời khoảng 80%, máy lạnh chạy
chế độ làm khô không khí trong phòng chỉ làm giảm độ ẩm xuống khoảng
70%.
1.1.5. Máy lạnh tiết kiệm điện INVERTER.
Các máy lạnh đời mới có mạch điện inverter, để điều chỉnh giảm được
công suất, chỉ tạo cảm giác dễ chịu cho người dùng chứ không tiết kiệm điện
hơn loại máy thường như vẫn được quảng cáo. Nhờ giảm được công suất nên
khi đã đạt đến nhiệt độ đã chọn trước, máy lạnh inverter sẽ tự giảm công suất
sao cho lượng nhiệt bơm ra ngoài đúng bằng lượng nhiệt truyền vào phòng và
sinh ra trong phòng, như vậy nhiệt độ trong phòng sẽ không thay đổi, rất dễ
chịu cho người dùng. Còn loại máy lạnh thường sẽ ngưng bơm khi đã đạt đến
nhiệt độ đã chọn, và lượng nhiệt bên ngoài truyền vào phòng cũng như sinh ra
trong phòng sẽ làm nhiệt độ trong phòng tăng lên từ từ; khi nhiệt độ tăng cao
hơn nhiệt độ đã chọn 1 độ, máy lạnh sẽ bắt đầu bơm nhiệt trở lại với công
suất cố định của nó; vậy là nhiệt độ trong phòng sẽ lên xuống đều đặn quanh
nhiệt độ đã chọn. Mặc dù nhiệt độ trong phòng chỉ thay đổi có 1 độ, nhưng
những người nhạy cảm cũng sẽ cảm thấy không dễ chịu lắm.
1.1.6. Cách suy nghĩ và sử dụng sai.
Rất nhiều người suy nghĩ sai dùng máy lạnh tưởng lầm rằng chọn mức
nhiệt độ thấp hơn trên bộ điều khiển từ xa (ĐKTX) sẽ làm máy chạy mạnh
hơn (tăng công suất) và phòng mau mát hơn. Khi thấy trong phòng không mát
thì sẽ có người cầm ngay lấy bộ ĐKTX và chọn xuống 16°C! Họ không biết
rằng công suất của máy lạnh là có hạn, khi trong phòng không đủ mát tức là
máy lạnh không đủ sức làm mát cho phòng, dù cho chọn nhiệt độ 25°C hay
16°C cũng không thể thay đổi nhiệt độ thực tế. Trong trường hợp máy lạnh đủ
công suất làm mát phòng thì nó cũng cần 15-30 phút để giảm nhiệt độ trong
phòng, nhiều người mở máy lên được vài phút chưa thấy mát liền lấy bộ
15
ĐKTX và chọn xuống 16°C cho mau mát! Đó cũng là cách dùng sai, dù cho
chọn nhiệt độ 25°C hay 16°C thì phòng cũng không mau mát hơn. Trong
trường hợp này, chọn nhiệt độ 16°C còn tự gây phiền là sau đó lại phải mất
công cầm bộ ĐKTX để tăng nhiệt độ lên và máy đã tốn không ít điện để làm
mát phòng quá mức. Tất cả những thói quen sai đó là do người dùng không
hiểu bản chất của máy ĐHNĐ. Máy ĐHNĐ không giống cái quạt máy. Ta có
thể thấy tác dụng ngay khi ta điều chỉnh tốc độ quạt máy, nhưng ta không thể
thấy tác dụng ngay khi ta chỉnh nhiệt độ ở máy ĐHNĐ. Bộ ĐKTX đã làm cho
người ta ít dùng đến tay chân, lại còn làm cho người dùng hiểu sai bản chất
của máy!
Người quen ở vùng nhiệt đới sẽ hoàn toàn cảm thấy dễ chịu trong nhiệt
độ khoảng 25-27°C, đặt máy lạnh dưới 25°C là phí điện và thậm chí có thể
gây bệnh.
1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP LÀM LẠNH.
1.2.1. Bay hơi, khuếch tán.
Bay hơi , khuếch tán → nhiệt độ môi trường bị hạ đi nếu cho chất lỏng
bay hơi trường → phương pháp vừa kinh điển vừa hiện đại (như trong buồng
hơi của máy lạnh).
1.2.2. Hòa trộn lạnh.
– Nước lạnh + muối → nhiệt độ giảm.
– Ứng dụng : dùng trong đánh cá biển .
1.2.3. Phƣơng pháp giãn nở có sinh ngoại công:
– Dùng trong công nghiệp.
– Dùng cho máy lạnh nén khí.
1.2.4. Dùng tiết lƣu ( hiệu ứng Jin-Thompson ).
1.2.5. Dùng hiệu ứng điện nhiệt.
1.2.6. Bay hơi chất lỏng.
16
1.3. MÔI CHẤT LẠNH.
Môi chất lạnh là chất chuyển động trong chu trình lạnh của thiết bị lạnh
và thu nhiệt của đối tượng cần làm lạnh và tỏa nhiệt ra ở thiết bị ngưng tụ . Sự
tuần hoàn của môi chất thực hiện bằng máy nén .
1.3.1. Yêu cầu vật lý.
– Áp suất ngưng tụ không được quá cao → yêu cầu thiết bị phải có độ
dày cao .
– Áp suất bay hơi không được quá thấp vì dễ bị rò gỉ .
– Năng suất lạnh riêng càng lớn càng tốt .
– Hệ số dẫn nhiệt càng lớn càng tốt .
– Tính hòa tan dầu và nước đều cao .
1.3.2. Yêu cầu hóa học.
– Bền vững trong vùng nhiệt độ làm việc và trong chu trình .
– Không được ăn mòn vật liệu trong hệ thống .
– Khó cháy nổ .
1.3.3. Yêu cầu kinh tế.
– có hiệu quả kinh tế cao mà vẫn đảm bảo về chất lượng.
1.3.4. Các môi chất thông dụng.
a, Amoniắc NH3 (R717) :
– Là chất không màu , có mùi , sôi ở nhiệt độ -33,350C , ngưng tụ ở 300C
( làm mát bằng nước ) , áp suất ngưng tụ là 1,2 Mpa .
– Qv = 2165 (kg/m3) – nhiệt lạnh sâu theo thể tích .
– Q0 = 1101 (kJ/kg) – năng suất lạnh riêng theo kim loại .
– t2 = 1000C ( nhiệt độ nén )
– NH3 không hòa tan dầu nhưng hòa tan nước .
– Không ăn mòn kim loại đen nhưng ăn mòn kim loại màu → dùng thép.
– NH3 dẫn điện → không làm máy nén kín dược .
17
– NH3 nếu gặp thuỷ ngân thì sẽ gây hỗn hợp nổ nguy hiểm → cấm
không dùng Hg trong thiết bị có NH3.
– NH3 độc .
– Rẻ tiền , dễ kiếm , dễ vận chuyển , dễ bảo quản .
– Q0 , Qv lớn → kích thước gọn nhẹ .
– Trong máy nén làm lạnh bằng nước → hạ nhiệt độ ngưng dưới 1000C.
→ làm máy lạnh nén hơi hở công suất từ lớn → rất lớn .
→Máy lạnh hấp thụ NH3 , bốc hơi → hấp thụ t0 → làm lạnh (gia dụng).
b, Freon 12 ( R12 ) CCL2 F2.
– Chất khí không màu có mùi thơm nhẹ , nặng hơn không khí khoảng 4
lần , nặng hơn nước khoáng 1,3 lần .
– Ngưng tụ ở 300C nếu làm mát bằng nước , áp suất ngưng tụ 0,74 MPa ,
sôi ở -300C , q0 =117 kJ/kg , qv = 1779 kJ/m3 khả năng trao đổi nhiệt αT = 20
% αTH2O .
– Q0 , QV bé → kỹ thuật thiết bị lớn .
– Không hòa tan nước nhưng hòa tan dược dầu .
– Không dẫn điện .
– Chỉ dùng cho hệ thống các máy nén lạnh rất nhỏ và nhỏ .
– Dùng được cho hệ thống máy nén kín .
– Không độc hại .
c, Freon 22 (R22) CHClF2
– là chất không khí , màu mùi thơm nhẹ .
– t0 ngưng tụ 300C , Pngưng tụ =1,2 MPa , sôi ở -410C .
– Năng suất lạnh riêng Q0 lớn hơn R12 khoảng 1,5 lần → kỹ thuật nhỏ
hơn R12 .
– Khả năng hòa tan gấp 5 lần R12 → không sợ bị tắc dường ống do
đóng băng .
– Không hòa tan dầu → bôi trơn phức tạp .
18
– Không dẫn điện ở thể khí nhưng ở thể lỏng lại dẫn điện → trong máy
nén kín không cho phần ga lỏng trong máy nén tồn tại .
→ Dùng máy làm lạnh nén hơi loại công suất trung bình , công suất lớn ,
điều tiết không khí .
5, Đồ thị nhiệt động :
– Đồ thị lpP-H (1) P – áp suất [ kJ/kg ]
H- Entanpi [ kJ/kg.K]
– Đồ thị T-S (2)
(1) : tính toán các quá trình nhiệt động .
(2) : dùng so sánh.
1.4. CHẤT TẢI LẠNH.
– Là chất trung gian dùng thu nhiệt độ của môi trường cần làm lạnh
truyền tới thiết bị bay hơi .
– Các yêu cầu :
+ Điểm đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi .
+ Không dược ăn mòn thiết bị .
+ Không độc hại .
+ không cháy nổ .
– Nước :dùng để tái lạnh những đối tượng lạnh trên 00C .
– H20 + muối ( làm đá cây )
– Không khí : hằng số t0 kém → ít dùng .
– Các hợp chất khí hữu cơ ≠ có thể để lạnh tới âm vài chục độ ( men
tanol , etanol ) lạnh tới -600C .
1.5. CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG.
– Chiều dài :
1 inch = 0,0254 m
1 feet =0,3048 m
19
– Khối lượng :
1 lb (pound) = 0,4536 kg
1 ton (uskg)= 2240 lb = 1010 kg .
1ton (us short ) = 2000 lb = 907 kg.
– Áp suất :
1kg/cm2 = 1 at = 0,981 bar
1bar = 100.000 N/m2
1mmH2O = 1 kg/m2 = 9,81 N/m2 =0,098 mbar
1mmHg = 1,332 mbar
1Pa = 1N/m2 = 0,01 mbar
– Công nhiệt lượng :
1KWh= 3600 kJ
1kGn = 9,81 J
1kcal = 4,187 kJ
1BTU= 1,055 kJ
– Công suất dòng nhiệt :
1kGm/s = 9,81 N= 9.81 J/s
1HP= 745,5 N
1kcal/h = 1,163 N
1BTU/h = 0,293 W
1USRT ( tấn lạnh Mỹ ) = 12000 BTU/h = 3516 W
– Nhiệt độ :
T0C = ( T0F – 32)*5/9
T0K = 273,15 + T0C
20
CHƢƠNG 2.
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU
2.1. KHÁI NIỆM MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU.
2.1.1 Đặt vấn đề
Máy điều hòa nhiệt độ hai chiều là máy điều hòa có 2 chế độ điều hòa và
sưởi. Có thể sử dụng chế độ điều hòa khi trời nóng, chế độ sưởi khi trời lạnh.
Cho nên máy điều hòa hai chiều tiện nghi hơn máy điều hòa một chiều, nó
cho phép cải thiện tốt hơn điều khiển không khí trong phòng quanh năm cả
mùa hè lẫn mùa đông.
2.1.2. Phƣơng thức tạo nhiệt sƣởi vào mùa đông trong máy điều hòa.
Trong các máy điều hòa trước đây người ta thường lắp thêm dàn gia
nhiệt bằng dây điện trở. Khi nguồn cấp cho dây điện trở , dàn gia nhiệt đốt
nóng lên. Nhờ quạt của dàn bay hơi tổi không khí tuần hoàn qua dàn gia nhiệt,
làm nhiệt độ trong phòng tăng lên, khi đó máy nén ngừng hoạt động.
Trong các máy điều hòa nhiệt độ đời mới, người ta lắp thêm một van đảo
chiều điện từ. Khi máy chạy ở chế độ sưởi ấm van này được cấp điện để mở
các lổ van thích hợp, khi đó nhiệm vụ trao đổi nhiệt của dàn ngưng tụ và dàn
bay hơi đổi chỗ cho nhau. Như vậy nhiệt lượng dùng cho sưởi ấm được lấy từ
môi trường bên ngoài bằng sự hoạt động của hệ thống máy lạnh.
21
2.2. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU.
2.2.1 Cấu tạo van đảo chiều điện từ.
Hình 2.1: Cấu tạo van đảo chiều điện từ
1. Cuộn dây từ
2 . Ty van điều khiển
3 . Ty van chính
A : Nối vào đường đẩy máy nén
B : Nối vào dàn ngưng tụ
C : Nối vào đường hút máy nén
D : Nối vào cuối dàn bay hơi
2.2.2. Nguyên lý hoạt động
Khi chưa cấp điện vào cuộn dây từ (làm việc ở chế độ điều hòa), nhờ lực
đẩy của lò xo mà ty van điều khiển được ép về bên phải. Ống B đang có áp
suất hút được thông với C, lúc này áp lực hút sẽ đẩy ty van chính dịch chuyển
về bên trái, do đó ống A thông với ống B, ống C thông với ống D, lúc này hệ
thống hoạt động theo sơ đồ chế độ điều hòa.
22
A, Chế độ điều hòa
B, Chế độ sưởi
Hình 2.2: Sơ đồ máy lạnh hoạt động ở chế độ điều hòa và sưởi
Khi cuộn dây hút có điện (làm việc ở chế độ sưởi) lúc này qua bộ phận
điều khiển máy, có tín hiệu đưa đến cuộn dây từ của van, khi đó ty van điều
khiển bị hút về bên trái, lò xo bị nén đồng thời B thông với A. Nhờ áp suất
hút của máy nén ty van chính đảo chiều dịch chuyển về bên phải, do đó A
thông với D và B thông với C, lúc này hệ thống hoạt động theo sơ đồ chế độ
sưởi.
23
Trong thực tế khi máy chạy từ chế độ điều hòa sang chế độ sưởi, năng
suất trao đổi nhiệt của dàn ngưng tụ, dàn bay hơi và năng suất lạnh của máy
điều hòa nhiệt độ bị tăng cao dẫn đến máy bị quá tải và dễ hư hỏng. Để đảm
bảo cho máy làm việc ổn định ở 2 chế độ thì ta phải giảm năng suất lạnh của
máy khi làm việc ở chế độ sưởi.
Đối với máy lạnh một khối người ta lắp thêm một ống mao phụ nối tiếp
với ống mao chính và một van 1 chiều mắc song song với ống mao phụ. Khi
máy làm việc ở chế độ điều hòa thì van một chiều mở, môi chất cháy chạy
qua ống mao chính đến van một chiều rồi vào dàn bay hơi. Khi máy làm việc
ở chế độ sưởi thì van một chiều ở trạng thái đóng, môi chất chạy qua cả 2 ống
mao phụ và ống mao chính nên trở lực của ống mao tăng lên làm cho lưu
lượng môi chất qua dàn bay hơi giảm và giảm nguy cơ quá tải nhiệt.
Hình 2.3: Sơ đồ giảm tải nhiệt bằng ống mao phụ
Trong máy điều hòa nhiệt độ treo tường, để khắc phục tình trạng quá tải
cũng có thể dùng cách giống như ở máy lạnh cửa sổ, hoặc trên các dàn trao
đổi nhiệt người ta đặt các bộ cảm biến nhiệt độ. Tín hiệu nhiệt độ sẽ chuyển
thành tín hiệu điện. Khi nhiệt độ trong bị tăng cao (60 – 700C) qua bộ điều
khiển rơ le sẽ tác động ngắt nguồn vào quạt gió dàn ngoài phòng. Quạt này
dừng lại nên nhiệt thu từ dàn này giảm làm cho nhiệt độ dàn trong phòng
giảm theo. Khi nhiệt độ giảm xuống khoảng (45 – 500C) thì rơ le cấp nguồn
cho quạt dàn ngoài hoạt động trở lại. Quá trình này lặp đi lặp lại trong suốt
quá trình hoạt động.
24
CHƢƠNG 3.
MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU SỬ DỤNG TRÊN
XE Ô TÔ
3.1. HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH.
3.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh ôtô.
Hệ thống điện lạnh trên ôtô là một hệ thống hoạt động áp suất khép kín,
gồm các bộ phận chính được mô tả theo hình :
Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh trên ôtô.
A. Máy nén còn gọi là blốc lạnh .
I. Bộ tiêu âm .
B. Bộ ngưng tụ, hay dàn nóng .
H. Van xả phía thấp áp .
C. Bình lọc / hút ẩm hay fin lọc .
1. Sự nén .
D. Van giãn nở hay van tiết lưu .
2. Sự ngưng tụ .
E. Van xả phía cao áp .
3. Sự giãn nở .
F. Van giãn nở .
4. Sự bốc hơi .
G. Bộ bốc hơi, hay giàn lạnh .
25
3.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ôtô.
Hoạt động của hệ thống điện lạnh (hình 1) được tiến hành theo các bươc
cơ bản sau đây nhằm truất nhiệt, làm lạnh khối không khí và phân phối luồng
khí mát bên trong cabin ôtô:
a. Môi chất lạnh ở dạng thể hơi được bơm đi từ máy nén (A) dưới áp suất
cao và nhiệt độ cao đến bộ ngưng tụ (B).
b. Tại bộ ngưng tụ (giàn nóng) (B) nhiệt độ của môi chất lạnh rất cao,
quạt gió thổi mát giàn nóng, môi chất lạnh ở dạng thể hơi được giải
nhiệt, giảm áp suất nên ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao nhiệt
độ thấp.
c. Môi chất lạnh ở dạng thể lỏng tiếp tục lưu thông đến bình lọc / hút ẩm
(C), tại đây môi chất lạnh được tiếp tục làm tinh khiết nhờ được hút hết
hơi ẩm và lọc tạp chất.
d. Van giãn nở hay van tiết lưu (F) điều tiết lưu lượng của môi chất lạnh
thể lỏng để phun vào bộ bốc hơi (giàn lạnh) (G), làm lạnh thấp áp của
môi chất lạnh. Do được giảm áp nên môi chất lạnh thể lỏng sôi, bốc hơi
biến thành thể hơi bên trong bộ bốc hơi.
e. Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ôtô và
làm cho bộ bốc hơi trở lên lạnh. Quạt lồng sóc hay quạt giàn lạnh thổi
một khối lượng lớn không khí xuyên qua giàn lạnh đưa khí mát vào
cabin ôtô.
3.1.3. Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh ô tô.
3.1.3.1. Máy nén.
Máy nén sử dụng trong máy điều hòa nhiệt độ là loại máy nén hở, truyền
động đai từ động cơ ôtô sang đầu trục máy nén thông qua khớp nối điện từ.
Môi chất lạnh là R12, R502 hoặc R134a. Tốc độ vòng quay của máy nén lớn
hơn tốc độ làm việc của động cơ ôtô. Máy nén làm việc với tốc độ khoảng
