GIỚI THIỆU THIẾT BỊ LẠNH V À H Ệ THỐNG ĐIỀU H ÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ
Thiết bị lạnh, đặc biệt là thiết bị lạnh Ôtô, bao gồm các thành phần thiết yếu để thực hiện chu trình làm lạnh bằng cách lấy nhiệt từ môi trường và thải ra bên ngoài Các thành phần chính của thiết bị lạnh Ôtô bao gồm máy nén, thiết bị ngưng tụ, bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở, thiết bị bay hơi, cùng với một số thiết bị khác nhằm tối ưu hóa hiệu suất hệ thống lạnh Hình 1.1 minh họa rõ ràng các thành phần và vị trí của chúng trong hệ thống lạnh của Ôtô.
H.1.1 Cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí ôtô điển hình
7 Đường ống hút (áp suất thấp)
8 Đường ống xả (cao áp)
11.Bình sấy khô nối ếp
14.Bộ ly hợp quạt gió 15 Bộ ly hợp máy nén
THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ
1.2.1.1 Công dụng, vị trí lắp đặt của máy nén và phân loại máy nén
Máy nén trong kỹ thuật lạnh hoạt động như một bơm, hút hơi môi chất ở áp suất và nhiệt độ thấp từ giàn bay hơi, sau đó nén lên áp suất cao khoảng 100 PSI.
Áp suất 17,5 kg/cm² và nhiệt độ cao được sử dụng để bơm vào giàn ngưng tụ, đảm bảo tuần hoàn hợp lý của môi chất lạnh và nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt trong hệ thống.
Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, quyết định công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống Tỉ số nén của máy nén thường dao động từ 5 đến 8,1, và tỉ số này chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ không khí môi trường xung quanh cũng như loại môi chất lạnh được sử dụng.
H.1.2 Hình dạng bên ngoài của một loại máy nén
Máy nén được lắp đặt bên hông động cơ và nhận truyền động qua đai từ động cơ ôtô thông qua một ly hợp từ Tốc độ quay của máy nén cao hơn tốc độ quay của động cơ, giúp tăng hiệu suất hoạt động.
Hình bên là vị trí lắp đặt của máy nén trên động cơ.
H.1.3 Vị trí lắp đặt của máy nén ở động cơ* Phân loại Nhiều loại máy nén khác nhau được dùng trong hệ thống lạnh trên ôtô, mỗi loại máy nén đều có đặc điểm cấu tạo và làm việc theo nguyên tắc khác nhau Nhưng tất cả các loại máy nén đều thực hiện nhiệm vụ như nhau: nhận hơi có áp suất thấp từ bộ bốc hơi và chuyển thành hơi có áp suất cao bơm vào bộ ngưng tụ.
Trước đây, máy nén chủ yếu sử dụng loại 2 piston với trục khuỷu, được gọi là máy nén piston tay quay, nhưng hiện nay loại này đã không còn phổ biến Hiện tại, máy nén piston dọc trục và máy nén quay sử dụng cánh trượt đang được ưa chuộng hơn.
Loại này chỉ sử dụng cho môi chất lạnh R12, có thể đ ược thiết kế nhiều xylanh bố trí thẳng hàng, hoặc bố trí hình chữ V.
13.Đệm nắp xylanh 14 Van hút
H.1.4 Máy nén loại piston tay quay
Trong máy nén kiểu piston, van lưỡi gà được sử dụng để điều khiển dòng môi chất lạnh vào và ra khỏi xylanh Lưỡi gà, là một tấm kim loại mỏng và mềm dẻo, được gắn kín một phía của lỗ ở khuôn lưỡi gà Khi áp suất tăng ở phía dưới lưỡi gà, nó sẽ ép lưỡi gà khít vào khuôn, đóng kín lỗ thông Ngược lại, áp suất ở phía đối diện sẽ mở lưỡi gà, cho phép lưu thông dòng chất làm lạnh.
Khi piston di chuyển xuống, môi chất trong bộ bốc hơi được hút vào xi lanh qua van lưỡi gà hút, tạo nên kỳ hút, trong khi van lưỡi gà xả ngăn không cho chất làm lạnh ở áp suất cao vào xi lanh Khi piston di chuyển lên, gọi là kỳ xả, van lưỡi gà hút đóng lại, piston nén chặt môi chất lạnh ở thể khí, làm tăng nhanh áp suất và nhiệt độ, và khi van lưỡi gà xả mở, môi chất lạnh được đẩy đến bộ ngưng tụ.
H.1.5 Nguyên lý hoạt động của máy nén piston tay quay* Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:
Máy nén này có động cơ với tốc độ thay đổi liên tục, dẫn đến việc không tự điều chỉnh được lưu lượng môi chất Van lưỡi gà làm bằng lá thép lò xo mỏng dễ bị gãy và giảm độ chính xác khi bị mài mòn hoặc mất lực đàn hồi theo thời gian, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất và chất lượng của hệ thống điều hòa không khí ô tô.
Máy nén piston loại trục khuỷu tay quay gặp khó khăn trong việc điều khiển tự động do tốc độ động cơ thay đổi liên tục Vì lý do này, loại máy nén này hiện không còn được sử dụng trong kỹ thuật điện lạnh ô tô.
1.2.1.3 Máy nén piston kiểu cam nghiêng* Cấu tạo:
Máy nén khí loại 10PAn có 10 xylanh, được bố trí ở hai đầu máy (5 xylanh phía trước và 5 xylanh phía sau) Thiết bị này sử dụng 5 piston tác động hai chiều, được điều khiển bởi một trục với tấm cam nghiêng (đĩa lắc), tạo ra lực đẩy cho piston khi xoay Khoảng cách giữa các cặp piston là 72 độ cho máy nén 10 xylanh và 120 độ cho máy nén 6 xylanh.
H.1.6 Kết cấu của loại máy nén kiểu cam nghiêng
9 Bộ ly hợp puly máy nén
12.Cuộn dây bộ ly hợp
Hoạt động của máy nén cam nghiêng được chia làm hai hành trình sau:
Khi piston di chuyển sang bên trái, nó tạo ra sự chênh lệch áp suất trong không gian bên phải, khiến van hút mở ra để cho hơi môi chất lạnh áp suất và nhiệt độ thấp từ bộ bay hơi vào máy nén Trong khi đó, van xả bên phải của piston bị đóng kín do lực nén từ van lò xo lá Van hút sẽ mở cho đến khi piston hoàn thành hành trình hút, sau đó sẽ đóng lại, đánh dấu kết thúc quá trình nạp.
H.1.7 Nguyên lý hoạt động của loại máy nén piston cam nghiêng
Khi piston di chuyển sang trái, nó tạo ra hành trình hút ở bên phải và đồng thời thực hiện hành trình xả ở bên trái Đầu piston bên trái nén hơi môi chất lạnh đến áp suất cao, cho đến khi đủ lực để mở van xả Khi van xả mở, hơi môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao được đẩy tới bộ ngưng tụ, trong khi van hút bên trái bị đóng kín do áp lực nén Van xả sẽ mở cho đến khi kết thúc hành trình bơm, sau đó đóng lại nhờ lực đàn hồi của van lò xo lá, hoàn tất quá trình xả và chuẩn bị cho các hành trình tiếp theo.
Máy nén lạnh ôtô loại 10PAn hiện nay được sử dụng phổ biến nhờ vào những đặc điểm nổi bật như kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ, cùng với độ tin cậy cao nhờ phốt bịt kín hình cốc Thiết kế này giúp giảm độ ồn, mang lại sự êm ái trong quá trình hoạt động Máy nén 10PAn dễ dàng kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa Các ký hiệu trên máy nén cho biết số xilanh, thế hệ và công suất, với công suất thay đổi theo các giá trị n khác nhau, phù hợp với động cơ có công suất quy định.
1500 ÷ 2000 (cm 3 ) thì dùng loại máy nén 10PA15 hay 10PA17; với động cơ có công suất từ 2100 (cm 3 ) trở lên thì dùng loại 10PA17 hoặc 10PA20.
1.2.1.4 Máy nén piston mâm dao động
Máy nén này hoạt động tương tự như máy nén píton kiểu cam nghiêng, nhưng có một số điểm khác biệt trong cấu tạo Máy nén này sử dụng động cơ píton dẫn động bằng mâm dao động, với píton chỉ hoạt động ở một phía và có một xecmăng Píton được kết nối với các đĩa lắc thông qua các tay quay Thiết bị bao gồm 6 píton, được sắp xếp trên mâm dao động, mỗi píton cách nhau một góc 60 độ.
H.1.8 Cấu tạo của máy nén piston mâm dao động
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Điều hòa không khí là thiết bị điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phòng, đảm bảo môi trường sống thoải mái Khi nhiệt độ cao, thiết bị sẽ làm lạnh bằng cách loại bỏ nhiệt, trong khi khi nhiệt độ thấp, nó sẽ cung cấp nhiệt để sưởi ấm Bên cạnh đó, điều hòa còn điều chỉnh độ ẩm bằng cách thêm hoặc loại bỏ hơi nước, giữ cho không khí luôn ở mức độ ẩm lý tưởng.
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô bao gồm bộ thông gió, bộ hút ẩm, bộ sưởi ấm và bộ làm lạnh, hoạt động độc lập hoặc phối hợp để tạo ra không gian thoải mái và dễ chịu Các bộ phận này liên kết với nhau nhằm điều chỉnh các thông số không khí phù hợp với yêu cầu của con người, mang lại bầu không khí trong lành cho cabin ô tô.
Để tạo không khí trong lành và dễ chịu cho hành khách, việc lưu thông không khí trong xe là rất quan trọng Ô tô cần có hệ thống thông gió, thiết bị này giúp đưa khí sạch từ bên ngoài vào trong xe và làm thông thoáng không gian bên trong Có hai phương pháp thông gió: thông gió không điều khiển và thông gió có điều khiển (thông gió cưỡng bức).
H.1.39 Bộ thông gió trên xe ôtô.
Sự thông gió không điều khiển xảy ra khi mở cửa sổ, trong khi thông gió có điều khiển sử dụng hệ thống quạt và ống dẫn không khí để tuần hoàn không khí trong xe, không phụ thuộc vào tốc độ Quạt thổi gió cũng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sưởi ấm và điều hòa không khí.
Một số ôtô con hiện đại được trang bị hệ thống thông gió sử dụng năng lượng mặt trời Khi nhiệt độ bên trong xe quá cao, cảm biến nhiệt độ sẽ tự động kích hoạt quạt thông gió nhỏ Nguồn năng lượng cho quạt được cung cấp từ pin mặt trời đặt trên nóc xe, giúp đẩy không khí nóng ra ngoài và làm mát không gian bên trong.
Khi quạt thông gió trong xe ngừng hoạt động hoặc vào những ngày thời tiết mát mẻ, không cần thông gió, năng lượng từ pin mặt trời sẽ được nạp vào ắc quy, giúp duy trì không khí mát mẻ bên trong xe.
Thiết bị sấy nóng không khí sạch từ bên ngoài vào cabin ô tô giúp sưởi ấm không gian hành khách và làm tan băng kính chắn gió Có nhiều loại thiết bị sưởi ấm, trong đó bộ sưởi sử dụng nước làm mát được ưa chuộng nhất Nước làm mát tuần hoàn qua két sưởi, làm nóng các ống sưởi, và quạt thổi gió sẽ thổi không khí qua két để sấy nóng không khí Tuy nhiên, két sưởi không nóng lên khi động cơ nguội, dẫn đến nhiệt độ không khí thổi qua giàn sưởi không tăng.
H.1.40 Hệ thống sưởi ấm không khí trên ôtô
1 Bảng điều khiển; 2 Cảm biến nhi ệt độ trong xe; 3 Cặp van; 4 Cảm biến nhiệt độ bộ sưởi ấm;
5 Lõi bộ suởi ấm; 6 Van cân bằng nhiệt; 7 Két nước làm mát động cơ; 8 Bơm.
Bộ sưởi ấm được điều khiển thông qua các cần gạt hoặc núm xoay trên bảng điều khiển, với ba chức năng chính: điều khiển chức năng, điều khiển nhiệt độ và điều khiển tốc độ thổi gió Điều khiển chức năng xác định nguồn phát khí nóng, trong khi điều khiển nhiệt độ điều chỉnh mức nhiệt của không khí Cuối cùng, điều khiển tốc độ thổi gió quản lý tốc độ quạt thổi, đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống.
1.3.3 Sự làm lạnh và làm mát không khí trong ôtô
Hệ thống lạnh làm lạnh không khí thông qua một chu trình cơ bản, bao gồm các bước lấy nhiệt và làm lạnh khối không khí.
Môi chất lạnh được bơm từ máy nén với áp suất và nhiệt độ cao, sau đó được chuyển đến bộ ngưng tụ dưới dạng hơi.
H.1.41 Chu trình làm lạnh cơ bản trên ôtôMôi chất lạnh thể hơi, nhiệt độ và áp suất cao Môi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ và áp suất cao Môi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ và áp suất thấp Môi chất lạnh thể hơi, nhiệt độ và áp suất thấp
Tại bộ ngưng tụ, môi chất có nhiệt độ rất cao và được làm mát nhờ quạt gió thổi vào giàn nóng Khi đó, môi chất ở thể hơi sẽ được giải nhiệt, dẫn đến quá trình ngưng tụ thành dạng lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp.
Môi chất lạnh ở dạng lỏng tiếp tục di chuyển đến bình lọc/hút ẩm, nơi mà nó được tinh khiết hóa hơn nhờ quá trình loại bỏ hơi ẩm và tạp chất thông qua các lưới lọc và hạt hút ẩm trong bình chứa.
Van giãn nở, hay còn gọi là van tiết lưu, có chức năng điều chỉnh lưu lượng của môi chất lỏng vào bộ bốc hơi hoặc giàn lạnh, giúp hạ thấp áp suất của môi chất lạnh Sự giảm áp này dẫn đến việc nhiệt độ sôi của môi chất cũng giảm, kết hợp với nhiệt độ không khí bên trong cabin xe, khiến cho môi chất chuyển từ thể lỏng sang thể hơi trong bộ bốc hơi.
Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thu nhiệt mạnh mẽ, làm giảm nhiệt độ của giàn lạnh Quạt gió giàn lạnh sau đó hút không khí trong cabin ôtô, thổi qua bộ bốc hơi và đưa không khí mát trở lại cabin qua các cửa sổ dẫn gió, giúp làm lạnh không khí bên trong ôtô.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
Kỹ thuật điều hòa không khí là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và công nghệ nhằm tạo ra môi trường không khí tối ưu cho sản xuất và sinh hoạt Ngành này tập trung vào việc kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, lưu thông và tuần hoàn không khí, đồng thời khử bụi, tiếng ồn, khí độc hại và vi khuẩn để đảm bảo không gian sống và làm việc an toàn và thoải mái.
Hệ thống điều hòa không khí hiệu quả có khả năng duy trì trạng thái không khí ổn định trong không gian cần điều hòa, không bị ảnh hưởng bởi điều kiện khí hậu bên ngoài hoặc thay đổi phụ tải bên trong Điều này cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa điều kiện thời tiết bên ngoài và chế độ hoạt động cũng như đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.
Nghiên cứu cho thấy con người cảm thấy thoải mái nhất trong khoảng nhiệt độ từ 22°C đến 27°C Ở mức 27°C, độ ẩm tương đối của không khí xung quanh ảnh hưởng đến việc bay hơi nước từ cơ thể, đạt 50%, cùng với tốc độ chuyển động của dòng không khí xung quanh.
Tốc độ dòng không khí ảnh hưởng đến lượng hơi ẩm thoát ra từ cơ thể, với mức tối ưu là 0,25 m/s Khi lựa chọn tốc độ này, cần xem xét sự tương thích với nhiệt độ và độ ẩm; khi nhiệt độ tăng, tốc độ dòng không khí cũng cần tăng theo để đảm bảo sự thoải mái cho người dùng Đặc điểm của môi trường khí hậu trong xe là sự tuần hoàn không khí, với tốc độ luân chuyển dưới 0,1 m/s không phù hợp cho việc lái xe Độ ẩm tương đối trong xe cũng rất quan trọng, đặc biệt khi xe chở đông người, mức độ lý tưởng là từ 30 đến 60%.
Lượng bụi, khí CO2, hơi nhiên liệu, khí xả trong không khí ở cabin cũng không được quá giới hạn cho phép.
Ngày nay, cùng với sự ến bộ của khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp ôtô đ ã và đang rất phát triển.
Các xe ô tô mới ra đời ngày nay được cải tiến về tiện nghi, an toàn và hiện đại hơn so với các mẫu xe cũ, mang lại sự thoải mái tối đa cho người sử dụng Hệ thống điều hòa không khí trở thành một phần thiết yếu trên các xe du lịch, giúp điều chỉnh nhiệt độ trong xe, tạo không gian mát mẻ hoặc ấm áp, đồng thời kiểm soát độ ẩm và làm sạch không khí, khử mùi hiệu quả Điều này đặc biệt quan trọng trong những khu vực có thời tiết nóng bức.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
Để hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô, cần nắm vững các kiến thức lý thuyết cơ bản liên quan đến hệ thống này.
H.2.1 Các nguồn nhiệt trên xe
Qui trình làm lạnh là hoạt động tách nhiệt khỏi vật thể, nhằm mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí.
Vậy nên, hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên những nguyên lý cơ bản sau:
-Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh.
-Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ.
Sự giãn nở thể tích của chất khí phân bố năng lượng nhiệt ra một khu vực rộng lớn, dẫn đến việc nhiệt độ của chất khí giảm xuống.
-Để làm lạnh một người hay một vật thể, phải lấy nhiệt ra khỏi ng ười hay vật thể đó.
-Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi một chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành hơi.
Tất cả hệ thống điều hòa không khí ô tô được thiết kế dựa trên ba đặc tính cơ bản: dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, và áp suất cùng điểm sôi.
Dòng nhiệt là quá trình truyền nhiệt từ các vùng có nhiệt độ cao, nơi các phân tử chuyển động mạnh, đến các vùng có nhiệt độ thấp, nơi các phân tử chuyển động yếu hơn.
Khi một vật nóng 30 độ Fahrenheit được đặt cạnh vật nóng 80 độ Fahrenheit, nhiệt sẽ truyền từ vật 80 độ F sang vật 30 độ F Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai vật càng lớn thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh Nhiệt có thể được truyền qua các phương pháp như dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc kết hợp giữa ba phương pháp này.
Dẫn nhiệt là quá trình truyền nhiệt có hướng trong một vật, hoặc giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau.
Ví dụ, nếu nung nóng một đầu thanh thép thì đầu kia sẽ dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt.
Sự đối lưu là quá trình truyền nhiệt thông qua sự di chuyển của chất lỏng hoặc khí đã được làm nóng Nó cũng có thể được hiểu là sự truyền nhiệt giữa các vật thể thông qua không khí xung quanh chúng.
Khi nhiệt được cung cấp ở đáy bình chứa khí hoặc chất lỏng, các phần tử nóng sẽ di chuyển lên trên, trong khi chất lỏng hoặc khí lạnh và nặng từ các vùng xung quanh sẽ chìm xuống để thay thế chỗ của chất đã được làm nóng.
Bức xạ là quá trình phát và truyền nhiệt dưới dạng tia hồng ngoại mà không cần không khí hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa các vật Chúng ta cảm thấy ấm khi đứng dưới ánh sáng mặt trời hoặc gần đèn pha ô tô, vì nhiệt từ mặt trời hoặc đèn pha được chuyển đổi thành tia hồng ngoại Khi các tia này tiếp xúc với một vật thể, chúng làm cho các phần tử của vật đó chuyển động, tạo cảm giác nóng Tác dụng này được gọi là bức xạ.
Sự hấp thụ nhiệt là quá trình cần thiết để thay đổi trạng thái của vật chất, vốn có thể tồn tại dưới dạng thể rắn, thể lỏng hoặc thể khí Để chuyển đổi giữa các trạng thái này, vật thể cần nhận một lượng nhiệt nhất định.
Ví dụ lúc ta hạ nhiệt độ nước xuống đến 32 0 F (0 0 C), nước sẽ đông thành đá, nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn.
Khi nước được đun nóng đến 212°F (100°C), nó sẽ sôi và chuyển thành hơi nước Quá trình chuyển đổi từ nước đá (thể rắn) sang nước (thể lỏng) và từ nước sang hơi nước (thể khí) diễn ra khi có sự tác động của nhiệt.
Khi nước đá ở nhiệt độ 32°F được nung nóng, nó tan ra nhưng vẫn giữ nhiệt độ 32°F cho đến khi hoàn toàn chuyển thành nước Tương tự, khi nước được đun nóng đến 212°F, nó sẽ sôi, và nếu tiếp tục cung cấp nhiệt, hơi nước cũng chỉ đạt nhiệt độ 212°F mà không nóng hơn Lượng nhiệt cần thiết để thay đổi trạng thái của nước được gọi là ẩn nhiệt, và hiện tượng này là nguyên lý cơ bản trong hệ thống điều hòa không khí Áp suất cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống điều hòa, vì khi tác động áp suất lên chất lỏng, điểm sôi của nó sẽ thay đổi Cụ thể, áp suất càng cao thì điểm sôi càng cao, và ngược lại, khi giảm áp suất, điểm sôi sẽ hạ xuống.
Điểm sôi của nước ở áp suất bình thường là 100°C, nhưng có thể tăng hoặc giảm bằng cách thay đổi áp suất Tương tự, áp suất cũng ảnh hưởng đến điểm ngưng tụ của hơi nước Hiện tượng này được ứng dụng trong hệ thống điều hòa không khí và hệ thống điện lạnh ô tô, nơi áp suất tác động đến sự bốc hơi và ngưng tụ của các chất lỏng đặc biệt Những chất lỏng này được gọi là môi chất lạnh, gas lạnh hay chất sinh hàn, và chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh lạnh và điều hòa của hệ thống.
ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT LƯỢNG
Để đo lượng nhiệt truyền giữa hai vật thể, đơn vị BTU thường được sử dụng Cụ thể, để làm nóng 1 pound nước (0,454 kg) lên 1 độ F (0,55 độ C), cần truyền cho nước 1 BTU nhiệt.
Năng suất của của một hệ thống điện lạnh ôtô được định rõ b ằng 1 BTU/giờ, vào khoảng 12000-24000BTU/giờ.
MÔI CHẤT LẠNH
Môi chất lạnh, hay còn gọi là gas lạnh, là dung dịch làm việc trong hệ thống điều hòa không khí Chất này hoạt động theo chu trình nhiệt động ngược chiều, giúp hấp thu nhiệt từ môi trường có nhiệt độ thấp và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn.
2.4.1 Yêu cầu đối với môi chất lạnh
-Môi chất lạnh phải có điểm sôi dưới 32 0 F (0 0 C) để có thể bốc hơi và hấp thu ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp.
Chất liệu cần có tính chất tương đối “trơ” và có khả năng hòa trộn với dầu bôi trơn, tạo thành một hóa chất bền vững Nó phải đảm bảo không gây ăn mòn cho kim loại cũng như các vật liệu khác như nhựa và cao su.
Chất làm lạnh cần phải đảm bảo không độc hại, không cháy nổ và không gây ra các phản ứng có hại cho môi trường khi thải ra khí quyển.
2.4.2 Phân loại và kí hiệu môi chất lạnh
+ Các Freon: Là các cacbuahydro no hoặc chưa no mà các nguyên tử hydro được thay thế một phần hoặc toàn bộ bằng các nguyên tử clo, o hoặc brom.
- Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt Ví dụ: R134a
- Các olen có chữ số 1 trước 3 chữ số Ví dụ : C3F6 kí hiệu R1216.
- Các hợp chất có cấu trúc vòng có thêm chữ C Ví dụ: C4H8 ký hiệu RC138.
+ Các chất vô cơ: Kí hiệuR7Mvới M là phân tử lượng làm tròn của chất đó.
Ví dụ: NH3 ký hiệu R717.
Môi chất lạnh R-12, hay còn gọi là Freon 12, là một hợp chất chlorouorocarbon (CFC) với công thức hóa học CCl2F2 Đây là một chất khí không màu, có mùi thơm nhẹ, nặng gấp 4 lần không khí ở nhiệt độ 30°C R-12 có điểm sôi là -29,8°C và áp suất hơi trong bộ bốc hơi khoảng 30 PSI, trong khi áp suất trong bộ ngưng tụ dao động từ 150-300 PSI Nó cũng có lượng nhiệt ẩn để bốc hơi là 70 BTU trên 1 pound.
R-12 là một chất làm lạnh lý tưởng cho hệ thống điều hòa không khí ô tô nhờ vào khả năng hòa tan dễ dàng trong dầu khoáng chất và không phản ứng với kim loại, ống mềm và đệm kín Đặc tính lưu thông hiệu quả trong hệ thống ống dẫn mà không giảm hiệu suất là những yếu tố quan trọng giúp R-12 được ưa chuộng trong ngành công nghiệp ô tô.
R-12 có khả năng phá hủy tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng do các phân tử của nó có thể bay lên bầu khí quyển trước khi phân giải Tại đây, nguyên tử clo trong R-12 tham gia phản ứng với O3, dẫn đến sự hủy hoại ôzôn Vì lý do này, R-12 đã bị cấm sản xuất, lưu hành và sử dụng kể từ ngày 1.1.1996.
Thời hạn này kéo dài thêm 10 năm ở các nước đang phát triển.
57 |P a g e ất lạnh) Refrigerant (Môi ch ì không ghi) ếu = 0 th
Hydro + 1 ên tử ợng nguy ư
H.2.2 Cơ chế và nh trạng phá hủy tầng ozon của môi chất lạnh R12 2.4.4 Môi chất lạnh R-134a Để giải quyết vấn đề môi chất lạnh R-12 (CFC-12) phá hủy tầng ôzôn của khí quyển, một loại môi chất lạnh mới vừa được dùng để thay thế R-12 trong hệ thống điều hòa không khí ôtô, gọi là môi chất lạnh R- 134a có công thức hóa học là CF3 – CH2F, là một hydrouorocarbon (HFC) Do trong thành phần hợp chất của R-134a không có clo, nên đây chính là lí do cốt yếu mà ngành công nghiệp ôtô chuyển từ việc sử dụng R-12 sang sử dụng R-134a Các đặc nh, các mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của R-134a, và các yêu cầu kỹ thuật khi làm việc trong hệ thống điều hòa không khí rất giống với R-12.
Môi chất lạnh R-134a có điểm sôi -15,2°F (-26,8°C) và nhiệt ẩn bốc hơi 77,74 BTU/pound, cao hơn R-12, dẫn đến hiệu suất kém hơn Hệ thống điều hòa không khí ôtô sử dụng R-134a cần áp suất bơm cao hơn và lưu lượng lớn không khí qua giàn nóng R-134a không tương thích với dầu khoáng dùng trong hệ thống R-12, do đó cần sử dụng chất bôi trơn tổng hợp như PAG hoặc POE, không hòa trộn với R-12 Ngoài ra, R-134a cũng không phù hợp với chất khử ẩm của hệ thống R-12, vì vậy khi thay thế R-12 bằng R-134a, cần thay đổi các bộ phận không tương thích, dầu bôi trơn và chất khử ẩm.
Có thể dễ dàng nhận ra những hệ thống dùng R-134a nhờ nhãn “R-134a” dán trên các bộ phận chính của hệ thống.
Bảng 2.1 So sánh đặc nh kỹ thuật của môi chất lạnh R-12 và R134a. Đặc nh kỹ thuật R – 134a R-12
- Công thức phân tử CH2FCF3 CCl2F2
- Áp suất tới hạn 4,065 mpa (41,45 Kgf/cm 2 ) 4,125 mpa (41,45 Kgf/cm 2 )
PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
- Thể ch riêng ( hơi bão hòa)
- Nhiệt dung riêng (dd bão hòa ở áp suất không đổi) 1,4287 KJ/Kg.K (0,3413
- Nhiệt ẩn khi bốc hơi 216,5 KJ/Kg (51,72 Kcal/Kg) 166,56 KJ/Kg (39,79 Kcal/Kg)
- Tính cháy được Không cháy Không cháy
- Chỉ số làm suy kiệt ozon 0 1,0
- Chỉ số làm nóng trái đất 0,24 ÷0,29 0,24 ÷3,4
2.5 PHÂN LOẠI ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
Hệ thống điều hòa không khí ôtô được phân loại dựa trên vị trí lắp đặt và chức năng của cụm điều hòa Việc phân loại theo vị trí lắp đặt giúp xác định cách thức lắp ghép và tối ưu hóa hiệu suất làm mát trong xe.
2.5.1.1 Kiểu táplô: Ở kiểu này, điều hòa không khí được gắn với bảng táplô điều khiển của ôtô Đặc điểm của kiểu này là, không khí lạnh từ cụm điều hòa được thổi thẳng đến mặt trước người lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn hơn so với công suất của điều hòa, có các lưới cửa ra không khí lạnh có thể được điều chỉnh bởi bản thân người lái nên người lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh (hình 2.3).
H.2.5 Hệ thống điều hòa không khí kiểu taplo 2.5.1.2 Kiểu khoang hành lý: Ở kiểu khoang hành lý, điều hòa không khí được đặt ở cốp sau xe Cửa ra và cửa vào của không khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau Do cụm điều hòa gắn ở cốp sau nơi có sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều hòa ki ểu này có ưu điểm của một bộ điều hòa với công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự trữ.
H.2.4 Hệ thống điều hòa không khí kiểu khoang hành lý 2.5.1.3 Kiểu kép:
Khí lạnh được phát ra từ cả phía trước và phía sau trong xe, giúp làm lạnh hiệu quả Sự phân bố nhiệt trong xe rất đồng đều, tạo ra một môi trường dễ chịu cho người ngồi bên trong.
H.2.5 Hệ thống điều hòa không khí kiểu kép 2.5.2 Phân loại theo chức năng
Hệ thống điều hòa không khí được phân loại thành hai loại chính dựa trên chức năng và tính năng cần thiết, tùy thuộc vào môi trường tự nhiên và quốc gia sử dụng Một trong số đó là loại đơn, phù hợp với những yêu cầu cụ thể của từng khu vực.
Loại này bao gồm một bộ thông thoáng kết nối với bộ sưởi hoặc hệ thống làm lạnh, chỉ được sử dụng cho mục đích sưởi ấm hoặc làm lạnh.
H.2.5 Hệ thống điều hòa không khí kiểu đơn Với kiểu điều hòa không khí này chỉ dùng ở những vùng có khí hậu một mùa Cụ thể ở vùng nhiệt đới thì dùng loại chỉ có bộ làm lạnh, ở vùng hàn đới thì dùng loại chỉ có bộ sưởi ấm.
2.5.2.2 Loại cho tất cả các mùa:
Loại này kết hợp một bộ thông gió với một bộ sưởi ấm và hệ thống làm lạnh.
Hệ thống điều hòa 4 mùa có khả năng hoạt động hiệu quả trong những ngày lạnh và ẩm, giúp làm khô không khí Tuy nhiên, để tránh cảm giác lạnh cho hành khách do nhiệt độ trong khoang hành khách bị hạ thấp, hệ thống này sẽ cho không khí đi qua két sưởi để được sấy nóng Nhờ đó, điều hòa không khí có thể duy trì nhiệt độ và độ ẩm phù hợp, mang lại sự thoải mái tối đa cho người sử dụng.
Có hai loại hệ thống điều khiển nhiệt độ trên xe: loại điều khiển thủ công, yêu cầu lái xe điều chỉnh nhiệt độ bằng tay, và loại điều khiển tự động, nơi mà cảm biến sẽ nhận biết nhiệt độ bên ngoài và bên trong xe Hệ thống tự động này sẽ điều chỉnh bộ sưởi hoặc điều hòa không khí để duy trì nhiệt độ ổn định theo cài đặt của lái xe.
H.2.7 Hệ thống điều hòa không khí loại bốn mùa Còn trong các hệ thống điều hòa không khí và hệ thống lạnh trên các xe đông lạnh, xe lửa, các xe ôtô vận tải lớn…cũng vẫn áp dụng theo nguy ên lý làm lạnh trên, nhưng về mặt thiết bị và sự bố trí của các bộ phận trong hệ thống thì có sự thay đổi để cho thích ứng với đặc điểm cấu tạo và những yêu cầu sử dụng phù hợp với công dụng của từng loại thiết bị giao thông vận tải nhằm phục vụ tốt h ơn cho nhu cầu của con người.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
Điều hòa không khí là hệ thống thiết yếu trên xe du lịch hiện đại, và với sự tiến bộ trong công nghệ điều hòa không khí, hệ thống này trên ôtô ngày càng được cải thiện Do đó, môn học “Thiết bị lạnh ôtô” trở thành một phần quan trọng trong chương trình đào tạo của sinh viên ngành Kỹ thuật ôtô.
Dữ liệu trong đồ án sẽ cải thiện chất lượng giảng dạy, giúp sinh viên tiếp thu kiến thức hiệu quả hơn thông qua các minh họa và mô phỏng trong bài giảng.
Hệ thống điều hòa không khí là một phần quan trọng trên ôtô du lịch hiện đại, tuy nhiên, việc giảng dạy về điều hòa không khí trong chương trình học vẫn chưa được chú trọng Nội dung liên quan đến điều hòa không khí không có trong thực tập giáo trình và chuyên ngành, đồng thời phòng thực tập cũng thiếu thiết bị cần thiết cho hệ thống này.
Để nâng cao chất lượng đào tạo, bộ môn cần trang bị thiết bị thực hành cho hệ thống điều hòa không khí và tích hợp nội dung này vào chương trình thực tập của sinh viên ngành Kỹ thuật ôtô.
Trang LỜI NÓI ĐẦU QUYẾT ĐỊNH NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ LẠNH V À H Ệ THỐNG ĐIỀU H ÒA
PHẦN A GIỚI THIỆU BÁO CÁO THỰC TẬP………4
GIỚI THIỆU CƠ SỞ THỰC TẬP……….4
VÀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH CỦA CƠ SỞ……….5
NỘI DUNG THỰC TẬP TẠI DOANH NGHIỆP……….6
PHẦN B LỰA CHỌN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU……… 14
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ LẠNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ……… 15
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ 15
1.2.3 Bình lọc và tách ẩm 28
1.2.10 Thiết bị an toàn hệ thống 39