Tiểu luận thiết bị lạnh và hệ thống điều hòa khồng khí ôtô 4 chỗ

Thiết bị lạnh hệ thống điều hịa khồng khí ôtô chỗ Mục Lục CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ LẠNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ƠTƠ CHỖ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ 1.2.1 Máy nén 1.2.2 Thiết bị ngưng tụ 14 1.2.3 Bình lọc hút ẩm 16 1.2.5 Thiết bị giãn nở .17 1.2.5 Thiết bị bay .20 1.2.6 Đường ống dẫn môi chất .23 1.2.7 Kính xem gas 24 1.2.8 Bộ ổn nhiệt 24 1.2.9 Bộ điều áp 26 1.2.10 Thiết bị an toàn hệ thống .27 1.2.11 Van nạp ga 30 1.2.12 Bộ tiêu âm 30 1.3 HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN ƠTƠ 31 1.3.1 Bộ thơng gió 31 1.3.2 Bộ sưởi ấm 32 1.3.3 Sự làm lạnh làm mát khơng khí ôtô 33 1.3.4 Điều khiển dịng khơng khí hệ thống điều hịa .34 1.3.5 Điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí kiểu khí .35 Ti 1.3.6 Điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí kiểu chân khơng 37 ểu 1.3.7 Điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 39 ận lu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ƠTƠ 42 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 42 Ki 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ 43 nh 2.3 ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT LƯỢNG .45 tế 2.4 MÔI CHẤT LẠNH 45 Đồ án chuyên ngành Page ản qu 2.4.1 Yêu cầu môi chất lạnh .46 lý 2.4.2 Phân loại kí hiệu mơi chất lạnh 46 2.4.3 Môi chất lạnh R-12 46 2.4.4 Môi chất lạnh R-134a 47 2.4 PHÂN LOẠI ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ƠTƠ 48 2.4.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt 49 2.4.2 Phân loại theo chức .50 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 52 KẾT LUẬN 52 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 ểu Ti ận lu nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page lý CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ LẠNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ƠTƠ CHỖ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ƠTƠ Thiết bị lạnh nói chung thiết bị lạnh Ơtơ nói riêng bao gồm thiết bị nhằm thực chu trình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh thải nhiệt mơi trường bên ngồi Thiết bị lạnh Ơtơ bao gổm: Máy nén, thiết bị ng ưng tụ, bình lọc tách ẩm, thiết bị giãn nở, thiết bị bay hơi, số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống lạnh hoạt động hiệu Hình 1.1 giới thiệu thành phần hệ thống lạnh Ơtơ vị trí hệ thống Máy nén Giàn nóng Quạt Bình lọc/hút ẩm Van giãn nở Giàn lạnh Đường ống hút (áp suất thấp) Đường ống xả (cao áp) Bộ tiêu âm 10 Cửa sổ quan sát 11 Bình sấy khơ nối tiếp 12 Khơng khí lạnh 13 Quạt lồng sóc 14 Bộ ly hợp quạt gió 15 Bộ ly hợp máy nén ểu Ti ận lu nh Ki 16 Khơng khí H.1.1 Cấu tạo hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page lý 1.2.1 Máy nén 1.2.1.1 Cơng dụng, vị trí lắp đặt máy nén phân loại máy nén *Công dụng: Máy nén kỹ thuật lạnh hoạt động bơm để hút môi chất áp suất thấp nhiệt độ thấp sinh giàn bay nén lên áp suất cao (100PSI; 717,5 kg/cm2) nhiệt độ cao để đẩy vào giàn ngưng tụ, đảm tuần hòa môi chất lạnh cách hợp lý tăng mức độ trao đổi nhiệt môi chất hệ thống Máy nén phận quan trọng hệ thống lạnh Công suất, chất lượng, tuổi thọ độ tin cậy hệ thống lạnh chủ yếu máy nén lạnh định Trong trình làm việc, tỉ số máy nén vào khoảng 5÷8,1 Tỉ số nén phụ thuộc vào nhiệt độ không khí mơi trường xung quanh loại mơi chất lạnh H.1.2 Hình dạng bên ngồi loại máy nén *Vị trí lắp đặt: Máy nén gắn bên hơng động cơ, nhận truyền động đai từ động ôtô sang đầu trục máy nén qua ly hợp từ Tốc độ vòng quay máy nén lớn tốc độ quay động ểu Ti ận lu nh Ki H.1.3 Vị trí lắp đặt máy nén động tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page lý *Phân loại Nhiều loại máy nén khác dùng hệ thống lạnh ôtô, loại máy nén có đặc điểm cấu tạo làm việc theo nguyên tắc khác Nhưng tất loại máy nén thực nhiệm vụ nhau: nhận có áp suất thấp từ bốc chuyển thành có áp suất cao bơm vào ngưng tụ Thời gian trước đây, hầu hết máy nén sử dụng loại piston v trục khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến xi lanh n ên gọi máy nén piston tay quay, loại khơng cịn sử dụng Hiện dùng phổ biến loại máy nén piston dọc trục máy nén quay dùng cánh trượt 1.2.1.2 Máy nén loại piston tay quay Loại sử dụng cho mơi chất lạnh R12, đ ược thiết kế nhiều xylanh bố trí thẳng hàng, bố trí hình chữ V Cấu tạo: Đường ống xả Nắp van Van xả Đế van Chốt piston Thanh truyền ểu Ti Ô bi Đệm kín Mặt đệm kín trục 10 Đường ống hút 11 Lõi van 12 Đầu xylanh 13 Đệm nắp xylanh 14 Van hút 15 Vòng xéc măng 16 Piston 17 Caste 18 Vịng đệm kín 19 Trục khuỷu 20 Đệm 21 21 Đế bơm ận lu nh Ki tế H.1.4 Máy nén loại piston tay quay ản qu Đồ án chuyên ngành Page lý Trong loại máy nén kiểu piston, thường sử dụng van lưỡi gà để điều khiển dịng mơi chất lạnh vào xylanh Lưỡi gà kim loại mỏng, mềm dẻo, gắn kín phía lỗ khn l ưỡi gà Áp suất phía lưỡi gà ép lưỡi g tựa chặt vào khuôn đóng kín lỗ thơng lại Áp suất phía đối diện đẩy lưỡi gà mở cho lưu thơng dịng chất làm lạnh *Ngun lý hoạt động Khi piston di chuyển xuống phía dưới, mơi chất bốc điền đầy vào xi lạnh thông qua van lưỡi gà hút - kỳ gọi kỳ hút, van lưỡi gà xả ngăn chất làm lạnh phía áp suất, nhiệt độ cao khơng cho vào xi lanh Khi piston di chuyển lên phía – kỳ gọi kỳ xả, lúc van lưỡi gà hút đóng kín, piston chạy lên nén chặt mơi chất lạnh thể khí, làm tăng nhanh chóng áp suất nhiệt độ mơi chất, van lưỡi gà xả mở, môi chất lạnh đẩy đến ngưng tụ Ti ểu H.1.5 Nguyên lý hoạt động máy nén piston tay quay lu *Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng: ận Với loại máy nén này, tốc độ động thay đổi trình làm việc mà Ki máy nén không tự khống chế lưu lượng môi chất lưu thông, van lưỡi gà nh chế tạo thép lò xo mỏng nên dễ bị gẫy làm việc xác bị mài mịn tế giảm lực đàn hồi qua trình làm việc, lúc ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chất lượng làm việc hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ Kiểu máy nén khó thực ản qu Đồ án chuyên ngành Page lý việc điều khiển tự động tr ình làm việc tốc độ động thay đổi Nên kỹ thuật điện lạnh ôtô không dùng loại máy nén piston loại trục khuỷu tay quay 1.2.1.3 Máy nén piston kiểu cam nghiêng * Cấu tạo: Loại có ký hiệu 10PAn, loại máy nén khí với 10 xylanh bố trí hai đầu máy nén (5 phía trước phía sau); có piston tác động hai chiều dẫn động nhờ trục có cam nghi êng (đĩa lắc) xoay tạo lực đẩy piston Các piston đặt lên cam nghiêng với khoảng cách cặp piston 72 0- loại máy nén có 10 xilanh; có khoảng cách 120 0- loại máy nén có xylanh H.1.6 Kết cấu loại máy nén kiểu cam nghiêng Trục máy nén 11 Puly Đĩa cam 12 Cuộn dây ly hợp Piston Ti 14 Nửa xy lanh trước lu Van hút lưỡi gà 18 Đầu sau 19 Bơm bánh ản qu Đồ án chuyên ngành Page 17 Ống hút dầu tế Bộ ly hợp puly máy nén 16 Caste dầu nhờn nh Phốt trục bơm Ki Đĩa van xả trước 15 Nửa xy lanh sau ận Đế ểu Bi trượt 13 Đầu trước lý 10 Bạc đạn puly ểu Ti ận lu nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page lý *Nguyên lý hoạt động: Hoạt động máy nén cam nghiêng chia làm hai hành trình sau: - Hành trình hút: Khi piston chuyển động phía bên trái, tạo nên chênh lệch áp suất khoảng không gian phía b ên phải piston; lúc van hút mở cho mơi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ thấp từ bay h nạp vào máy nén qua van hút Và van xả phía bên phải piston chịu lực nén thân van lị xo lá, nên đóng kín Van hút mở hết h ành trình hút piston đóng lại, kết thúc hành trình nạp H.1.7 Nguyên lý hoạt động loại máy nén piston cam nghiêng - Hành trình xả: Khi piston chuyển động phía bên trái tạo hành trình hút phía bên phải, đồng thời phía bên trái piston thực hành trình xả hay hành trình bơm máy nén Đầu piston phía bên trái nén khối mơi chất lạnh nạp vào, nén lên áp suất cao đủ áp lực để thắng lực tỳ van xả van xả mở mơi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao đẩy tới Ti ngưng tụ Van hút phía bên trái lúc đóng kín áp lực nén môi chất ểu Van xả mở hết hành trình bơm, đóng lại lực đàn hồi van lò xo lá, lu kết thúc hành trình xả (hình 1.7) Và tiếp tục hành trình ận Hiện nay, hệ thống lạnh ôtô loại máy nén n ày sử dụng rộng r ãi Bởi Ki đặc tính: Nhỏ gọn nhẹ nhờ giảm kích cỡ piston, xilanh vỏ hộp máy nén; độ tin nh cậy cao nhờ có phốt bịt kín h ình cốc lắp trục khớp nối điện từ; độ ồn thấp nhờ vào làm việc êm dịu van hút van xả loại lò xo Với cấu tạo nhỏ gọn tế nên dễ kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa Máy nén có ký hiệu 10PAn, đó: 10P ản qu thể số xilanh có máy nén; A thể máy nén thuộc hệ mới; n thể giá Đồ án chuyên ngành Page lý trị công suất máy nén (khi n = 15 cơng suất máy nén 155cm 3/rev; n = 17 cơng suất máy nén 178 cm 3/rev) Tương ứng với ký hiệu trên, tùy theo loại máy nén sử dụng xe có cơng suất động quy định sau: động có cơng suất từ 1500 ÷ 2000 (cm 3) dùng loại máy nén 10PA15 hay 10PA17; với động có cơng suất từ 2100 (cm3) trở lên dùng loại 10PA17 10PA20 1.2.1.4 Máy nén piston mâm dao động Máy nén có nguyên lý hoạt động giống loại máy nén píton kiểu cam nghiêng, nhiên mặt cấu tạo có vài điểm khác Máy nén kiểu dẫn động píton mâm dao động, píton l àm việc phía, có xecmăng; piston nối vào đĩa lắc tay quay Gồm có píton, đặt mâm dao động, cách góc 600 H.1.8 Cấu tạo máy nén piston mâm dao động Máy nén có vài điểm thuận lợi so với loại máy nén trình bày trên, làm việc êm dịu hơn, bốc có nhiệt độ khơng đổi 32 0F (00C) máy nén có cấu giảm Ti thể tích làm việc dung tích bơm máy nén để cân xứng với yêu cầu làm lạnh ểu bốc hệ thống lu Máy nén tích làm việc biến đổi hành trình píton thay đổi dựa vào góc ận nghiêng (so với trục) mâm dao động, thay đổi tùy theo lượng môi chất cần thiết cung nh Ki cấp cho hệ thống Góc nghiêng mâm dao động lớn hành trình píton dài hơn, môi chất lạnh bơm nhiều Khi góc nghiêng nhỏ, hành trình píton tế ngắn, mơi chất lạnh bơm Điều cho phép máy nén chạy liên Đồ án chuyên ngành Page 10 ản qu tục bơm đủ lượng môi chất lạnh cần thiết lý Khi có nguồn chân khơng tác động, chênh lệch áp suất màng chân không di chuyển bên trái kéo theo cần tác động di chuyển theo điều khiển cửa Khi thơi tác động lò xo hồi vị đẩy màng tác động vị trí ban đầu 1.3.6.3 Nguyên lý điều khiển Sơ đồ nguyên lý điều khiển chân không: H.1.47 Nguyên lý điều khiển điều hịa khơng khí kiểu chân khơng Ống dẫn chân không Bảng điều khiển Van điều khiển Cửa chức Động Cơ cấu chân khơng Bình tích lũy chân khơng Khi ta dịch chuyển núm điều khiển bảng điều khiển, tiếp điểm tương ứng với vị trí núm đóng cung cấp điện cho van điều khiển mở chân không đến cấu chân không Cơ cấu chân khơng hoạt động để đóng mở cửa chức 1.3.7 Điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động Hệ thống điều hịa khơng khí điều khiển tự động (ATC) hệ thống gồm cảm biến điều khiển, cho phép người lái xe thiết đặt nhiệt độ mong muốn đầu điều khiển, sau hệ thống tự điều chỉnh trì nhiệt độ cách tự Ti động Hầu hết hệ thống ATC dựa tảng hệ thống điều hịa khơng khí ểu thông thường cộng với điều khiển tự động Bộ phận điều khiển tự động bố trí cổng nạp khí vào ận lu dịch chuyển cửa hỗn hợp nhiệt độ, điều chỉnh tốc độ quạt gió, thay đổi cửa chức nh Ki Ta có sơ đồ điều khiển sau: tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 40 lý H.1.49 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển tự động 1.Bảng điều khiển 2.Cảm biến áp suất hệ thống 4.Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh xe 3.Cảm biến nhiệt độ trời Cảm biến nhiệt độ động Bộ khuyếch đại tín hiệu ECU 6.Cảm biến nhiệt độ Motor sevor Nguyên lý điều khiển: ECU nhận tín hiệu từ cảm biến tín hiệu điều khiển người sử dụng cài đặt từ so sánh với chế độ chuẩn lập trình sẵn đưa thơng số điều khiển Các tín hiệu điều khiển ECU gửi qua khuếch khuếch đại tín hiệu trước đến Motor sevor có nhiệm vụ điều khiển cửa chức Ti ểu Các loại cảm biến hệ thống điều khiển ATC sử dụng cảm biến nhiệt điện gọi nhiệt điện trở Nhiệt điện trở điện trở mà giá trị thay đổi tỷ lệ nghịch với lu ận thay đổi nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng th ì điện trở giảm xuống ngược lại giá trị thay đổi tỷ lệ xác định nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 41 lý H.1.50 Bảng điều khiển tự động 1, Chế độ tự động trái, phải 2, Tăng, giảm nhiệt độ trái 7, 15 Tăng, giảm nhiệt độ phải 10, 14 Điều chình phân phối khí Chế độ DEF 11 Chế độ ECONOMY Khơng khí tuần hồn 12 Điều chỉnh tốc độ quạt gió Chế độ sưởi ấm 13 Lượng nhiệt dự trữ 6.Chế độ HEATER ểu Ti ận lu nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 42 lý CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ƠTƠ 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG Kỹ thuật điều hịa khơng khí ngành khoa học nghiên cứu phương pháp, công nghệ thiết bị để tạo trì mơi trường khơng khí phù hợp với cơng nghệ sản xuất, chế biến thuận tiện cho sinh hoạt ng ười Các đại lượng cần tạo ra, trì khống chế hệ thống điều hịa khơng khí bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, lưu thơng tuần hồn khơng khí, khử bụi, tiếng ồn, khí độc hại vi khuẩn, … Một hệ thống điều khơng khí nghĩa hệ thống trì trạng thái khơng khí khơng gian cần điều hồ vùng quy định Nó khơng chịu ảnh hưởng thay đổi điều khí hậu bên ngồi thay đổi phụ tải bên Từ ta thấy rằng, có mối liên hệ mật thiết điều kiện thời tiết bên ngồi khơng gian cần điều hịa với chế độ hoạt động đặc điểm cấu tạo hệ thống điều hịa khơng khí Khi xét đến ảnh hưởng mơi trường khơng khí tác động đến người, qua thực nghiệm cho thấy: người có cảm giác dễ chịu, thoải mái vùng nhiệt độ khoảng từ 220C ÷ 270C, 270C tương ứng với độ ẩm tương đối khơng khí xung quanh – thông số định đến mức độ bay nước từ thể ngồi mơi trường 50% tốc độ chuyển động dòng khơng khí xung quanh - ảnh hưởng đến lượng ẩm từ thể nhiều hay 0,25 m/s Tuy vậy, chọn tốc độ dòng khơng khí phải lưu ý đến tương thích với nhiệt độ, độ ẩm, nhiệt độ tăng tốc độ dịng khơng khí tăng, điều ảnh hưởng đến thoải mái v cảm giác dễ chịu ểu Ti người Đặc điểm vùng tiểu khí hậu xe tuần hồn khơng khí Tốc độ ln chuyển 0,1 m/s không phù hợp với lái xe Độ ẩm tương đối xe ận lu nột yếu tố quan trọng, xe chở đơng người thích hợp 30 ÷ 60% Lượng bụi, khí CO2, nhiên liệu, khí xả khơng khí cabin khơng giới hạn cho nh Ki phép Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật, công nghiệp ôtô đ ã tế phát triển Những xe đời sau cải tiến tiện nghi, an to àn đại Đồ án chuyên ngành Page 43 ản qu xe đời cũ nhằm mang lại thoải mái cho ng ười sử dụng, điều hịa khơng lý khí hệ thống khơng thể thiếu xe du lịch ngày Máy điều hòa nhiệt độ điều chỉnh khơng khí xe mát mẻ ấm áp; ẩm ướt khô ráo, làm bụi, khử mùi; đặc biệt có lợi nơi thời tiết nóng bị kẹt xe đường dài Và trang bị cần thiết giúp cho người lái xe điều khiển xe an toàn 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ Để biết hiểu hết nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ, ta cần phải tìm hiểu kỹ sở lý thuyết hệ thống điều hịa khơng khí H.2.1 Các nguồn nhiệt xe Qui trình làm lạnh mơ tả hoạt động tách nhiệt khỏi vật thể mục đích hệ thống làm lạnh điều hịa khơng khí Vậy nên, hệ thống điều hịa khơng khí hoạt động dựa ngun lý sau: -Dịng nhiệt ln truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh Ti -Khi bị nén chất khí làm tăng nhiệt độ -Sự giãn nở thể tích chất khí phân bố l ượng nhiệt khắp vùng rộng lớn ểu nhiệt độ chất khí bị hạ thấp xuống lu -Để làm lạnh người hay vật thể, phải lấy nhiệt khỏi ng ười hay vật thể Ki thành ận -Một số lượng lớn nhiệt lượng hấp thụ chất lỏng thay đổi trạng thái biến nh Tất hệ thống điều khơng khí ơtơ đ ược thiết kế dựa sở lý thuyết ba đặc tính bản: Dòng nhiệt, hấp thụ nhiệt, áp suất điểm sôi tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 44 lý Dịng nhiệt: “Nhiệt” truyền từ vùng có nhiệt độ cao (các phần tử có chuyển động mạnh hơn) đến vùng có nhiệt độ thấp (các phần tử có chuyển động yếu hơn) Ví dụ vật nóng 30 độ Fahrenheit (30 0F) đặt kề bên vật nóng 80 độ Fahrenheit (800F), nhiệt truyền từ vật nóng 800F sang vật nóng 300F – chênh lệch nhiệt độ hai vật lớn dịng nhiệt lưu thơng mạnh Sự truyền nhiệt truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, xạ hay kết hợp ba cách Dẫn nhiệt: Là truyền có hướng nhiệt vật hay dẫn nhiệt xảy hai vật thể chúng tiếp xúc trực tiếp với Ví dụ, nung nóng đầu thép đầu ấm lên dẫn nhiệt Sự đối lưu: Là truyền nhiệt qua di chuyển chất lỏng chất khí làm nóng truyền nhiệt từ vật thể sang vật thể nhờ trung gian khối khơng khí bao quanh chúng Ví dụ, nhiệt cấp phần đáy bình chứa khí hay chất lỏng, phần tử làm nóng lên chuyển động lên phía trên, chất lỏng hay chất khí nặng lạnh từ vùng xung quanh chìm xuống để chiếm chỗ chất khí hay chất lỏng làm nóng lên phía Sự xạ: Là phát truyền nhiệt dạng tia hồng ngoại, vật khơng khí khơng tiếp xúc Ta cảm thấy ấm đướng ánh sáng mặt trời hay ánh đèn pha ôtô ta đứng gần Đó nhiệt mặt trời hay đèn pha biến thành tia hồng ngoại tia chạm vào vật làm cho phần tử vật chuyển động, gây cho ta cẩm giác nóng Tác dụng truyền Ti nhiệt gọi xạ ểu Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất tồn ba trạng thái: thể rắn, thể lỏng, thể ận định lu khí Muốn thay đổi trạng thái vật thể, cần phải truyền cho nhiệt lượng đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn nh Ki Ví dụ lúc ta hạ nhiệt độ nước xuống đến 320F (00C), nước đơng thành đá, thay tế Nếu nước đun nóng đến 2120F (1000C), nước sơi bốc (thể khí) Ở có điều đặc biệt thú vị thay đổi n ước đá (thể rắn) thành nước (thể lỏng) nước thành ản qu Đồ án chuyên ngành Page 45 lý nước (thể khí) Trong q trình làm thay đổi trạng thái nước, ta phải tác động nhiệt vào Ví dụ khối nước đá nhiệt độ 32 0F, ta nung nóng cho tan ra, nước đá tan giữ nhiệt độ 320F Đun nước nóng đến 2120F nước sơi Ta truyền tiếp thêm nhiều nhiệt cho nước bốc hơi, đo nhiệt độ nước thấy 2120F không nóng Lượng nhiệt bị hấp thụ nước đá, nước sôi để làm thay đổi trạng thái nước gọi l ẩn nhiệt – tượng ẩn nhiệt nguyên lý trình làm lạnh ứng dụng cho tất hệ thống điều hịa khơng khí Áp suất điểm sơi: Áp suất giữ vai trò quan trọng hoạt động hệ thống điều hịa khơng khí Khi tác động áp suất mặt chất lỏng làm thay đổi điểm sôi chất lỏng Áp suất lớn, điểm sơi cao có nghĩa nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao so với áp suất bình thường Ngược lại giảm áp suất tác động lên vật chất điểm sơi vật chất hạ xuống Ví dụ điểm sơi nước áp suất bình thường 100 0C Điểm sơi tăng cao cách tăng áp suất tr ên chất lỏng đồng thời hạ thấp điểm sôi cách giảm bớt áp suất chất lỏng đặt chất lỏng chân không Đối với điểm ngưng tụ nước, áp suất có tác dụng tương đương Trong hệ thống điều hịa khơng khí, hệ thống điện lạnh ôtô ứng dụng tượng áp suất bốc ngưng tụ số loại chất lỏng đặc biệt để tham gia vào q trình sinh lạnh điều hịa hệ thống Những chất lỏng gọi môi chất lạnh hay gọi tác nhân lạnh, gas lạnh, chất sinh hàn 2.3 ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT LƯỢNG Để đo nhiệt lượng truyền từ vật thể sang vật thể người ta thường dùng đơn vị Ti BTU Nếu cần nung pound nước ( 0,454 kg) nóng đến 0F ( 0,550C) cần phải truyền ểu cho nước BTU nhiệt lu Năng suất của hệ thống điện lạnh ôtô định r õ BTU/giờ, vào khoảng nh Ki 2.4 MÔI CHẤT LẠNH ận 12000-24000 BTU/giờ Dung dịch làm việc hệ thống điều hịa khơng khí gọi mơi chất lạnh hay tế gas lạnh – chất môi giới sử dụng chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu ản qu Đồ án chuyên ngành Page 46 lý nhiệt mơi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp tải nhiệt mơi trường có nhiệt độ cao 2.4.1 Yêu cầu môi chất lạnh - Mơi chất lạnh phải có điểm sơi 32 0F (00C) để bốc hấp thu ẩn nhiệt nhiệt độ thấp - Phải chất tương đối “trơ”, hòa trộn với dầu bơi trơn để trở thành hóa chất bền vững, khơng ăn mịn kim loại vật liệu khác nhựa, cao su, - Đồng thời, chất làm lạnh phải chất không độc, không cháy, không gây nổ, không sinh phản ứng phá hủy môi sinh môi trường xả vào khí 2.4.2 Phân loại kí hiệu môi chất lạnh + Các Freon: Là cacbuahydro no chưa no mà nguyên tử hydro thay phần toàn nguyên tử clo, flo brom - Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt Ví dụ: R134a - Các olefin có chữ số trước chữ số Ví dụ : C3F6 kí hiệu R1216 - Các hợp chất có cấu trúc vịng có thêm chữ C Ví dụ: C4H8 ký hiệu RC138 Số lượng nguyên tử Clo Rchf Số lượng nguyên tử Hydro + Số lượng ngun tử C – (nếu khơng ghi) Refrigerant (Mơi chất lạnh) + Các chất vơ cơ: Kí hiệu R7M với M phân tử lượng làm tròn chất Ví dụ: NH3 ký hiệu R717 Ti 2.4.3 Môi chất lạnh R-12 Môi chất lạnh R-12 hợp chất clo, flo carbon; có cơng thức hóa học ểu CCl2F2, gọi chlorofluorocarbon (CFC) – thường có tên nhãn hiệu Freon 12 hay R- lu 12 Freon12 chất khí khơng màu, có mùi thơm nhẹ, nặng khơng khí ận khoảng lần 300C, có điểm sơi 21,70F (-29,80C) Áp suất bốc khoảng 30 PSI ngưng tụ khoảng 150-300 PSI, có lượng nhiệt ẩn để bốc nh Ki 70 BTU pound R-12 dễ hòa tan dầu khống chất khơng tham gia phản ứng với loại kim loại, tế ống mềm đệm kín sử dụng hệ thống Cùng với đặc tính có khả lưu ản qu thơng xun suốt hệ thống ống dẫn không bị giảm hiệu suất, điều Đồ án chun ngành Page 47 lý làm cho R-12 trở thành môi chất lạnh lí tưởng sử dụng hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ Tuy nhiên, R-12 lại có mức độ phá hủy tầng ơzơn khí v gây hiệu ứng nhà kính lớn – phân tử bay lên bầu khí trước phân giải; bầu khí quyển, nguyên tử clo tham gia phản ứng với O tầng ơzơn khí quyển, điều làm phá hủy ơzơn khí Do đó, mơi chất lạnh R-12 bị cấm sản xuất, lưu hành sử dụng từ ngày 1.1.1996 Thời hạn kéo dài thêm 10 năm nước phát triển H.2.2 Cơ chế tình trạng phá hủy tầng ozon môi chất lạnh R12 2.4.4 Môi chất lạnh R-134a Để giải vấn đề môi chất lạnh R-12 (CFC-12) phá hủy tầng ơzơn khí quyển, loại mơi chất lạnh vừa dùng để thay R-12 hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ, gọi mơi chất lạnh R-134a có cơng thức hóa học CF – CH2F, hydrofluorocarbon (HFC) Do thành phần hợp chất R-134a khơng có clo, nên lí cốt yếu mà ngành cơng nghiệp ôtô chuyển từ việc sử dụng R-12 sang sử dụng R-134a Các đặc tính, mối quan hệ áp suất nhiệt độ R-134a, Ti ểu yêu cầu kỹ thuật làm việc hệ thống điều hịa khơng khí giống với R-12 Tuy nhiên, mơi chất lạnh R-134a có điểm sơi -15,2 0F (-26,80C), có lượng nhiệt ẩn lu ận để bốc 77,74 BTU/pound Điểm sôi cao so với mơi chất R-12 nên hiệu suất có phần thua R-12 Vì hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ dùng mơi chất Ki nh lạnh R-134a thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối lượng lớn khơng khí giải nhiệt thổi xun qua giàn nóng (bộ ngưng tụ) R-134a khơng kết hợp tế với dầu khống dùng để bơi trơn hệ thống R-12 Các chất bôi trơn tổng hợp ản qu polyalkaneglycol (PAG) polyolester (POE) sử dụng với hệ thống R-134a Đồ án chuyên ngành Page 48 lý Hai chất bơi trơn khơng hịa trộn với R-12 Mơi chất R-134a khơng thích hợp với chất khử ẩm sử dụng tr ên hệ thống R-12 Vì thế, thay mơi chất lạnh R-12 hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ R-134a, phải thay đổi phận hệ thống khơng ph ù hợp với R-134a, phải thay đổi dầu bôi trơn chất khử ẩm hệ thống Có thể dễ dàng nhận hệ thống dùng R-134a nhờ nhãn “R-134a” dán phận hệ thống Bảng 2.1 So sánh đặc tính kỹ thuật mơi chất lạnh R-12 R134a Đặc tính kỹ thuật R – 134a R-12 - Công thức phân tử CH2FCF3 CCl2F2 - Trọng lượng phân tử 120,3 120,91 - Điểm sôi -26,80C -29,790C - Nhiệt độ tới hạn 101,150C 111,800C - Áp suất tới hạn 4,065 mpa Kgf/cm ) - Mật độ tới hạn 511 Kg/cm3 (41,45 4,125 mpa Kgf/cm ) (41,45 558 Kg/cm3 - Thể tích riêng ( 0,031009 m3/Kg bão hòa) 0,027085 m3/Kg - Nhiệt dung riêng (dd 1,4287 KJ/Kg.K 0,9682 KJ/Kg.K bão hịa áp suất khơng (0,3413 Kcal/Kgf.K) (0,3413 Kcal/Kgf.K) đổi) - Nhiệt ẩn bốc 216,5 KJ/Kg Kcal/Kg) - Tính cháy Khơng cháy (51,72 166,56 KJ/Kg Kcal/Kg) (39,79 Không cháy 1,0 - Chỉ số làm nóng trái 0,24 ÷0,29 đất 0,24 ÷3,4 ểu Ti - Chỉ số làm suy kiệt ozon ận lu Ki 2.4 PHÂN LOẠI ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ƠTƠ cụm điều hòa ản qu Đồ án chuyên ngành Page 49 tế 2.4.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt 2.4.1.1 Kiểu táplơ: nh Hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ phân loại theo vị trí lắp đặt theo chức lý Ở kiểu này, điều hịa khơng khí gắn với bảng táplô điều khiển ôtô Đặc điểm kiểu là, khơng khí lạnh từ cụm điều hòa thổi thẳng đến mặt trước người lái nên hiệu làm lạnh có cảm giác lớn so với cơng suất điều hịa, có lưới cửa khơng khí lạnh điều chỉnh thân người lái nên người lái cảm nhận thấy hiệu làm lạnh (hình 2.3) H.2.3 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu taplo 2.4.1.2 Kiểu khoang hành lý: Ở kiểu khoang hành lý, điều hịa khơng khí đặt cốp sau xe Cửa cửa vào khơng khí lạnh đặt lưng ghế sau Do cụm điều hòa gắn cốp sau nơi có sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều h ịa kiểu có ưu điểm điều hịa với cơng suất giàn lạnh lớn có cơng suất làm lạnh dự trữ H.2.4 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu khoang hành lý ểu Ti 2.4.1.3 Kiểu kép: Khí lạnh thổi từ phía trước phía sau bên xe Đặc tính làm lạnh bên chịu xe ận lu xe tốt, phân bố nhiệt bên xe đồng đều, đạt mơi trường dễ nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 50 lý H.2.5 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu kép 2.4.2 Phân loại theo chức Do chức tính cần có hệ thống điều hịa khác tùy theo môi trường tự nhiên quốc gia sử dụng, hệ thống điều hịa khơng khí chia thành loại tùy theo tính 2.4.2.1 Loại đơn: Loại bao gồm thơng thống nối với sưởi hệ thống làm lạnh, dùng để sưởi ấm hay làm lạnh (hình 2.6) H.2.6 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu đơn Với kiểu điều hịa khơng khí dùng vùng có khí hậu mùa Cụ thể vùng nhiệt đới dùng loại có làm lạnh, vùng hàn đới dùng loại có ểu Ti sưởi ấm 2.4.2.2 Loại cho tất mùa: lu Loại kết hợp thơng gió với sưởi ấm hệ thống làm lạnh ận Hệ thống điều hòa sử dụng ngày lạnh, ẩm để làm khơ khơng khí Ki Tuy nhiên, nhiệt độ khoang hành khách bị hạ thấp xuống, điều gây nh cảm giác lạnh cho hành khách Nên để tránh điều hệ thống cho khơng khí tế qua két sưởi để sấy nóng Điều cho phép điều hịa khơng khí đảm bảo không ản qu Đồ án chuyên ngành Page 51 lý khí có nhiệt độ độ ẩm thích hợp Đây ưu điểm điều hịa khơng khí loại mùa Loại chia thành loại điều khiển nhiệt độ thường, lái xe phải điều khiển nhiệt độ tay cần Và loại điều khiển tự động, nhiệt độ bên bên xe ln máy tính nhận biết sưởi hay điều hịa khơng khí tự động hoạt động theo nhiệt độ lái xe đặt ra, v ì trì nhiệt độ bên xe ổn định H.2.7 Hệ thống điều hịa khơng khí loại bốn mùa Cịn hệ thống điều hịa khơng khí hệ thống lạnh xe đông lạnh, xe lửa, xe ôtô vận tải lớn…cũng áp dụng theo nguy ên lý làm lạnh trên, mặt thiết bị bố trí phận hệ thống có thay đổi thích ứng với đặc điểm cấu tạo yêu cầu sử dụng phù hợp với công dụng loại thiết bị giao thông vận tải nhằm phục vụ tốt h ơn cho nhu cầu người ểu Ti ận lu nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 52 lý KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN KẾT LUẬN Điều hịa khơng khí hệ thống khơng thể thiếu tr ên xe du lịch ngày nay, với phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí nói chung, điều hịa khơng khí ơtơ ngày hồn thiện Bởi mơn học “Thiết bị lạnh ôtô” môn học thiếu sinh viên ngành Kỹ thuật ôtô Với liệu xây dựng đồ án góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy, giúp sinh viên nắm bắt kiến thực tốt nhờ minh họa mô giảng ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Tuy hệ thống điều hịa khơng khí trở thành hệ thống thiếu ôtô du lịch ngày nay, học phần điều hịa khơng khí chưa trọng Trong thực tập giáo trình thực tập chun ngành khơng có nội dung điều hịa khơng khí, phịng thực tập môn không trang bị thiết bị cho hệ thống điều hịa khơng khí Từ thực tế đó, thiết nghĩ môn nên trang bị thiết bị thực hành hệ thống điều hịa khơng khí đưa nội dung vào thực tập sinh viên ngành Kỹ thuật ôtô ểu Ti ận lu nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 53 lý TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Oanh, “Ơtơ hệ – điện lạnh ôtô”, NXB Giao thông vận tải – 2004 [2] Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy, “Máy thiết bị lạnh”, NXB Giáo dục – 1999 ểu Ti ận lu nh Ki tế ản qu Đồ án chuyên ngành Page 54 lý