Tủ lạnh gia đình dùng để bảo quản nhắn hạn các thực phẩm và thức ăn dể bị ôi thiu hư hỏng hằng ngày trong gia đình. Nó là mắc xích cuối cùng trong dây chuyền lạnh để bảo quản sản phẩm ngay trước khi tiêu dùng. Ngoài ra tủ lạnh còn dùng làm đá viên phục vụ sinh hoạt hằng ngày. Từ những tủ lạnh đơn giản đầu tiên xuất hiện vào những năm 1926 do hang General Electric Cooperation Monitor Top của Mỹ sản xuất, đến nay tủ lạnh đã có những bước tiến nhảy vọt về độ tin cậy, tuổi thọ, sự tiện nghi và hình thức thẩm mĩ.
Đồ án kỹ thuật điện Chương I: ĐẠI CƯƠNG VỀ TỦ LẠNH DÂN DỤNG I Giới thiệu Tủ lạnh gia đình dùng để bảo quản nhắn hạn thực phẩm thức ăn dể bị ôi thiu hư hỏng ngày gia đình Nó mắc xích cuối dây chuyền lạnh để bảo quản sản phẩm trước tiêu dùng Ngồi tủ lạnh cịn dùng làm đá viên phục vụ sinh hoạt ngày Từ tủ lạnh đơn giản xuất vào năm 1926 hang General Electric Cooperation Monitor Top Mỹ sản xuất, đến tủ lạnh có bước tiến nhảy vọt độ tin cậy, tuổi thọ, tiện nghi hình thức thẩm mĩ Hình 1-1: Giới thiệu tủ lạnh gia đình với ngăn để bảo quản lạnh khác II Các đặc tính kỹ thuật tủ lạnh Các đặc tính tủ lạnh bao gồm: - Dung tích hữu ích tủ gồm dung tích buồng lạnh dung tích ngăn đơng Dung tích hữu ích tủ lạnh gia đình thường từ 40 đến 800 lít Tủ buồng có dung tích đến 350l Tủ hai ba buồng có dung tích từ 100 đến 800 lít Dung tích hữu ích chiếm khoảng 0,8 đến 0,93 dung tích thực tế tủ Ngăn kết đơng thường chiếm từ đến 25% Dung tích hữu ích chiếm 0,3 đến 0,5 thể tích phủ bì tủ nghĩa phần võ cách nhiệt đặt máy chiếm tới 0,5 đến 0,7 thể tích tủ Khối lượng củ tủ tính theo dung tích tủ khoảng 0,24 đến 0,5kg/lít - Kí hiệu (*) tủ đặc trưng cho nhiệt độ đạt ngăn đông: Một (*) tương ứng nhiệt độ ngăn đông -6oC Hai (**)tương ứng nhiệt độ ngăn đông -12oC Ba (***)tương ứng nhiệt độ ngăn đông -18oC Trang Đồ án kỹ thuật điện Và đơi có bốn (****) tương ứng với nhiệt độ -24oC Tuy nhiên nhiệt độ buồng lạnh 0oC nhiệt độ buồng bảo quản rau đạt +7 đến +10oC phù hợp với chức bảo quản ngăn - Kiểu tủ: một, hai, ba nhiều buồng, loại kê bàn hay gắn tường, loại kê sàn thường có lốc đặt phía sau, loại gắn tường lốc đặt phía tủ có số tủ đơng có cửa phía gọi thùng lạnh - Loại tủ: ngày lưu hành tên thị trường chủ yếu có hai loại: tủ lạnh nén tủ lạnh hấp thụ Tủ lạnh nén có lốc kín bố trí máy nén động cơ, môi chất freôn R12 Tủ lạnh hấp thụ tủ khơng có lốc, mơi chất ammoniac/nước làm việc theo phương pháp hấp thụ khuếch tán, khả dùng điện để chạy máy cịn dùng đèn dầu hỏa, đèn ga đề chạy máy - Phương pháp xả đá: xả đá thủ công, xả đá bán tự động tự động dùng nóng dây điện trở - Điện áp sử dụng 100, 110, 127, 200 220V ; 50 60Hz Thông thường Việt Nam tủ sử dụng điện áp 220V 50Hz số tủ nhập từ Liên Xơ cũ có loại 127V 50Hz, nhập từ Nhật 100V 60Hz 200V 60Hz - Dòng điện định mức khởi động LRA (Locked Rotor Amperes) chạy có tải FLA ( Full Load Amperes) [A] - Ngồi đặc tính đơi khách hàng cịn quan tâm đến thơng số khác tủ tủ có khơng có quạt dàn lạnh, cửa ngăn đơng đơi ngăn lạnh có sưởi chống dính băng giá hay không ; nước sản xuất nơi sản xuất ; lốc nằm hay lốc đứng ; kích thước phủ bì khối lượng tủ III Đặc trưng cơng suất động dung tích tủ Lốc tủ lạnh gia đình dung tích đến 250 lít thường có động từ 1/12 mã lực (HP) đến 1/6 mã lực Bảng 1-1 giới thiệu đặc trưng công suất động dung tích tủ theo hang Danfoss (Đan Mạch) Dung tích tủ cơng suất động phụ thuộc vào nhiều yếu tố dung tích ngăn đơng, nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ, hiệu cách nhiệt võ tủ…Dung tích ngăn đơng nhỏ, nhiệt độ bay lớn, nhiệt độ ngưng tụ nhỏ hiệu cách nhiệt tốt u cầu cơng suất động nhỏ Trang Đồ án kỹ thuật điện IV Đặc trưng nhiệt độ tủ Các tủ lạnh buồng có phân bố nhiệt độ sau: Ở ngăn đông nhiệt độ đạt -6, -12 -180C tùy theo số tủ ( *, ** **** ) Ở buồng lạnh nhiệt độ từ đến 50C ngăn đựng rau từ đến 100C Tuy nhiên nhiệt độ cịn thay đổi theo vị trí núm thermostat theo nhiệt độ môi trường bên ngồi Trang Đồ án kỹ thuật điện Hình 1-3: giới thiệu biến thiên nhiệt độ buồng lạnh ngăn đơng tủ lạnh vị trí thermostat theo thời gian V Hệ số thời gian làm việc Tủ lạnh làm việc theo chu kỳ, nhiệt độ đủ thấp thermostat ( rơle nhiệt độ ) ngắt điện tủ dừng, nhiệt độ tủ lạnh tăng dần tăng mức cho phép thermostat đóng mạch cho máy làm việc lại Hệ số thời gian làm việc tỉ số thời gian làm việc thời gian chu kỳ làm việc nghỉ Ví dụ tủ làm việc 4,5 phút lại nghỉ 12 phút Hệ số b theo nhà thiết kế thông thường vào khoảng 0,5 đến 0,6 Hệ số b phụ thuộc vào vị trí điều chỉnh núm thermostat nhiệt độ mơi trường bên ngồi Núm điều chỉnh đến vị trí lạnh nhiệt độ mơi trường bên ngồi cao b lớn Nếu nhiệt mơi trường đạt 320C tủ chạy liên tục Nếu núm thermostat số lớn điều chỉnh số nhỏ để tủ nghỉ chút Trang Đồ án kỹ thuật điện VI Chỉ tiêu tiêu thụ điện Điện tiêu thụ cho tủ lạnh phụ thuộc vào yếu tố sau: − Nhiệt độ mơi trường bên ngồi − Vị trí vặn núm thermostat − Cơng suất định mức động máy nén − Hệ số thời gian làm việc − Áp suất ngưng tụ bay − Số lần mở cửa thời gian để cửa mở − Tổn hao qua biến ổn áp có Nói chung tổn hao điện phụ thuộc vào tính kỷ thuật đặc trưng vận hành tủ Tuy tính kỷ thuật vận hành sai, ví dụ dàn ngưng lý để gần bếp, khơng thống khí, ánh nắng chiếu vào dàn lạnh để thực phẩm chặt, băng tuyết đóng q dày điện tiêu tốn đáng kể Để giảm tổn hao qua thiết biến ổn áp cần bố trí thiết bị ngắt để biến thiết bị ngắt tủ khơng làm việc Hình 1-4 giới thiệu điện tiêu tốn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường vị trí núm thermostat nhiệt độ buồng lạnh Trang Đồ án kỹ thuật điện Với nhiệt buồng lạnh 40C nhiệt độ bên 200C phải điều chỉnh núm vặn vào số 2, tiêu thụ điện khoảng 0,8 kWh/24h nhiệt độ bên tăng lên đến 300C, phải điều chỉnh núm vặn đến số điện tiêu thụ lên đến 1,7 kWh/24h Theo số liệu Mỹ, tủ lạnh từ 100 đến 250 lít tiêu tốn điện khoảng 0,4 đến 1,0 kWh/24h nhiệt độ môi trường 250C tủ lạnh lớn từ 200 đến 300 lít nhiệt độ mơi trường 320C tiêu tốn từ 1,0 đến 2,0 kWh/24h Trang Đồ án kỹ thuật điện Chương TỦ LẠNH NÉN HƠI I Giới thiệu Tủ lạnh nén tủ lạnh có lốc gồm máy nén động điện hàn kín vỏ thép hình trụ thẳng đứng, nằm ngang hình van…, mơi chất frn R12 đơi R22 R502 tủ lạnh đông Tủ lạnh nén có ưu điểm rõ ràng so với tủ lạnh khác sử dụng rộng rãi chiếm đa số số lượng thị trường − Hệ số lạnh nhiều so với tủ lạnh hấp thụ nhiệt điện − Công suất lạnh ổn định, phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường bên − Độ tin cậy tuổi thọ cao, tiêu tốn điện thấp − Do tiếp thu tiến khoa học kỹ thuật, ngày tủ tự động hóa hồn tồn khơng gây tiếng ồn, dáp ứng địi hỏi ngoại nghi, đại hình thức thẩm mĩ II Cấu tạo tủ lạnh nén Đặc điểm cấu tạo Trang Đồ án kỹ thuật điện Một tủ lạnh có hai phần hệ thống máy lạnh vỏ cách nhiệt Hai phần ghép với cho gọn gàn thuận tiện − Vỏ cách nhiệt: làm polyrethan polystirol Vỏ ngồi tơn sơn màu trắng sáng, bên khung nhựa, cửa tủ cách nhiệt Trong tủ có bố trí giá để đặt chai, lọ, trứng, bơ… − Hệ thống máy lạnh: gồm máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, ống mao, phin sấy-lọc Các chi tiết máy lạnh nén a) Máy nén Máy nén có nhiệm vụ hút môi chất sinh dàn bay để nén lên áp suất cao đẩy vào dàn ngưng tụ Máy nén phải có suất hút phù hợp với tải nhiệt dàn bay ngưng tụ Do yêu cầu tiện nghi máy nén phải có tuổi thọ độ tin cậy cao, không rung, không ồn Trang Đồ án kỹ thuật điện Toàn máy nén động bố trí lị xo chống rung để khởi động dừng rung động khơng truyền ngồi vỏ tủ Hơi hút từ dàn bay vào vỏ làm mát động sau hút vào xilanh, nén lên áp suất cao đẩy vào ống đẩy để dir a vỏ máy Do máy nén làm việc theo dạng xung động, để giảm tiếng ồn, đường hút đường đẩy có bố trí hộp tiêu âm Khi làm việc máy nén cần bôi trơn dầu nhờn có độ nhớt thích hợp Trên bề mặt trục khuỷu có bố trí rãnh xoắn miệng hút dầu Khi trục quay, lực ly tâm dầu hút lên, theo rãnh xoắn vào ổ đỡ, vào bạc tay biên, chốt pittông chảy tràn ngồi vào bề mặt xilanh, bơi trơn tất bề mặt ma sát b) Dàn ngưng Dàn ngưng thiết bị trao đổi nhiệt bên chất lạnh ngưng tụ bên môi trường làm mát nước khơng khí Trang Đồ án kỹ thuật điện Dàn ngưng tủ lạnh gia đình hầu hết loại dàn tĩnh (khơng khí đối lưu tự nhiên) Tuy nhiên tủ lạnh lớn có loại dàn quạt (khơng khí đối lưu cưỡng bức) Một số loại dàn ngưng tĩnh biểu diễn hình 2-2 Phần lớn tủ lạnh gia đình có dàn theo kiểu ống xoắn nằm ngang (H2-2a) ống xoắn thẳng đứng (H2-2b) Hai loại thường chế tạo ống thép φ5 với cánh tản nhiệt dây thép φ1,2 đến φ2 hàn dính lên ống thép Khơng khí đối lưu tự nhiên từ lên cịn mơi chất từ xuống (a) từ trái sang phải (b) Các loại Xaratop đời thường sử dụng loại dàn ống xoắn thẳng đứng So với dàn ống xoắn nằm ngang, dàn ống xoắn thẳng đứng có ưu điểm đầu chất lỏng xa đầu lốc nên không bị nhiệt thải đầu lốc làm cho nóng lên Ngày nay, dàn ngưng tủ lạnh đại không cịn đặc riêng phía sau tủ mà bố trí giấu vào mặt tủ (mặt sau mặt bên) Khi tủ hoạt động ta thấy tồn vỏ ngồi, nơi có bố trí dàn ngưng nóng lên Nhiệt thải trực tiếp vào khơng khí Dàn ngưng bố trí theo kiểu bảo vệ tốt hơn, không bị hư hỏng vận chuyển Tuy nhiên, cần phải bảo quản dàn thật tốt có hỏng hóc, rị rỉ sữa chữa Các loại dàn ngưng loại cánh liền có dập khe gió (H2-2c) khơng dập khe gió (H2-2d) thơng dụng Các ống xoắn thép đồng Các liền làm cánh tơn nhơm Kết cấu kiểu cần có tiếp xúc tốt ống Tủ zil sử dụng loại dàn ngưng nhôm Chúng gia công từ nhơm cán dính vào có bố trí rãnh cho mơi chất ngưng tụ khe gió để đối lưu khơng khí tốt Dàn ngưng khơng khí cưỡng sử dụng tủ lạnh gia đình mà phần lớn sử dụng tủ lạnh, quầy lạnh thương nghiệp, máy điều hịa khơng khí… c) Dàn bay Dàn bay thiết bị trao đổi nhiệt môi chất lạnh sôi môi trường cần làm lạnh Trang 10 Đồ án kỹ thuật điện Đầu phía phin nối thơng với dàn ngưng tụ phía nối với ống mao Phía lớp hạt hút ẩm lưới đồng với lớp nỉ để ngăn cặn bẩn tinh, ngồi cịn để đề phịng hạt hút ẩm tơi rả lọt vào làm tắc ống mao III Nguyên lý làm việc hệ thống lạnh tủ lạnh Nguyên lý làm việc hệ thống lạnh tủ lạnh buồng Trang 13 Đồ án kỹ thuật điện Hệ thống lạnh tủ lạnh buồng gồm lốc (máy nén động cơ), dàn ngưng tụ 3, phin sấy lọc 4, ống mao 5, dàn bay 6, thiết bị nối với ống đẩy ống hút Môi chất lạnh freôn R12 Trong dàn bay hơi, môi chất lạnh sôi áp suất thấp nhiệt độ thấp để thu nhiệt môi trường cần làm lạnh Hơi sinh dàn bay máy nén hút về, nén lên áp suất cao đẩy vào dàn ngưng tụ Ở dàn ngưng nóng thải nhiệt cho mơi trường ngưng lại thành lỏng Lỏng chảy qua ống mao để vào dàn bay Do tiết diện ống mao nhỏ nên gây hiệu ứng tiết lưu cho dòng chảy qua Lỏng biến đổi từ trạng thái có áp suất cao nhiệt độ cao xuống trạng thái có áp suất thấp nhiệt độ thấp Trang 14 Đồ án kỹ thuật điện Tủ lạnh làm việc theo chu kỳ: làm việc – nghỉ Khi máy nghỉ áp suất máy cân ống mao làm nhiệm vụ thơng áp dàn ngưng tụ dàn bay Áp suất cân khoảng 1,7 at Khi máy chạy, áp suất ngưng tụ tăng vọt, áp suất bay giảm Áp suất ngưng tụ tăng tương ứng với nhiệt độ tụ dàn Do chế tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên dàn lạnh khơng khí, nhiệt độ ngưng tụ lớn nhiệt độ môi trường từ 10 đến 150C Sau thời gian hoạt động, đủ lạnh, thermostat nối mạch cho máy làm việc lại hệ thống lạnh bắt đầu chu kỳ làm việc Do áp suất cân nhỏ nên dừng lượng môi chất R12 hệ thống dạng Nguyên lý làm việc hệ thống lạnh tủ lạnh hai nhiều buồng So với tủ buồng, tủ hai nhiều buồng có ưu điểm sau: − Q trình lạnh đơng thực phẩm bảo đảm nhanh chóng với chất lượng cao, bảo quản lâu dài thực phẩm lạnh đông với chất lượng tốt với số lượng bảo quản lớn − Duy trì độ ẩm cao phòng lạnh, giảm đáng kể khô hao sản phẩm bảo quản − Giảm tiêu tốn điện đỡ lạnh mở ngăn riêng biệt − Nhiệt độ buồng khống chế xác (khồng -180C buồng đơng từ đến 50C buồng lạnh) ❖ Phân loại Có thể phân loại theo bốn sơ đồ hệ thống lạnh sau: Loại 1: tủ có lốc có hai dàn lạnh mắc nối tiếp Đầu tiên môi chất lỏng vào dàn bay buồng đông sau đến dàn bay buồng lạnh Loại hay gặp Loại 2: tủ lạnh, buồng có hệ thống lạnh độc lập riêng lẻ Loại 3: tủ lạnh có lốc có quạt gió lạnh cưỡng bức, phân phối gió cho buồng Loại 4: tủ lạnh có lốc, có hai dàn bay bố trí thêm thiết bị đặc biệt kèm theo (van điện từ) để cấp lỏng cho dàn khống chế nhiệt độ cho buồng Trang 15 Đồ án kỹ thuật điện Qua đánh giá tiêu kinh tế kỹ thuật bốn loại tủ như: tiêu tốn điện năng, chất lượng trình lạnh đơng, khối lượng tủ, làm việc dàn bay hơi, độ ồn Khả điều chỉnh nhiệt độ độc lập độ khô hao thực phẩm bảo quản, người ta thấy tủ lạnh loại tốt sau đến loại 2, loại cuối loại Loại sử dụng có ưu điểm vận hành “No Frost” (khơng đóng băng giá) Sau phần giới thiệu chi tiết hai loại ❖ Tủ lạnh hai buồng có van điện tử Các tủ lạnh có van điện từ xếp vào loại Tủ lạnh loại có nhiều sơ đồ khác Hình 2-7 sơ đồ tủ Ariston (Ý) Trong sơ đồ có bố trí van điện từ Sau cửa ống mao 6, đường ống chia làm hai ngả, ngả nối vào dàn bay buồng lạnh ống dẫn có đường kính lớn 4mm lắp van điện từ 9, ngã nối vào hai dàn bay ống mao phụ có đường kính khơng vượt q 1,5mm Do ống mao phụ có trở lực lớn nên mở van điện từ, tồn mơi chất lỏng qua van diện từ vào dàn bay buồng lạnh (nhiệt độ dương) sau vào dàn bay buồng đông Khi buồng lạnh đủ lạnh, thermostat buồng lạnh ngắt mạch, van điện từ đóng lại, mơi chất lạnh qua ống mao phụ để trực tiếp vào buồng đông Nhược điểm sơ đồ van điện từ lấp đường ống có áp suất bay nhiệt độ bay hơi, nên nhiệt lượng thải từ cuộn dây điện từ bị đưa vào hệ thống lạnh, nghĩa máy lạnh phải tốn thêm suất lạnh để thải nhiệt lượng ngồi mơi trường Như điện tiêu tốn lớn lên Trang 16 Đồ án kỹ thuật điện Sơ đồ hình 2-8 sử dụng van điện từ ba ngả Một ngả nối với ống mao vào dàn bay buồng lạnh, ngả nối với ống mao phụ vào dàn bay buồng đơng, ngả cịn lại nối vào dàn ngưng sau phin sấy lọc Khi buồng lạnh chưa đủ lạnh, van điện từ đóng ống mao phụ, mơi chất lỏng từ dàn ngưng qua van điện từ vào ống mao vào dàn bay buồng lạnh, qua dàn bay buồng đông trở máy nén Khi buồng lạnh đủ lạnh, van điện từ đóng ống mao mở ống mao phụ để lỏng qua ống mao phụ trực tiếp vào dàn bay buồng đông Sơ đồ giải nhược điểm sơ đồ đưa van điện từ lắp đường ống có áp suất cao, nhiệt sinh cuộn dây thải khơng khí Bởi sơ đồ tiêu thụ điên vận hành so với sơ đồ Ariston (Ý) Trang 17 Đồ án kỹ thuật điện Sơ đồ tủ lạnh Minsk 126 (hình 2-9) có hai dàn bay mắc nối tiếp dàn bay buồng đông trước buồng lạnh sau Van điện từ ba ngả lắp bên phía áp suất cao, cách bố trí ống mao phụ đặc biệt Dàn ngưng chia làm hai phần: phần ngưng tụ bẫy lỏng Ống mao phụ nối từ cuối phần ngưng tụ đến ngả van điện từ Người ta bố trí van điện từ sau cho hai buồng hoạt động ống mao phụ bị đóng, mơi chất lỏng qua dàn ngưng, qua bẫy lỏng, phin sấy lọc, van điện từ để vào ống mao đến dàn bay Khi buồng lạnh đủ lạnh, van điện từ đóng đường nối với phin sấy lọc Một phần môi chất lỏng bị bẫy lại đoạn ống đến sát van điện từ, phần lỏng từ dàn ngưng qua ống mao phụ 7, van điện từ ống mao vào dàn bay bng động Lỏng sôi thu nhiệt buồng đông, vào đến dàn 3, môi chất dạng hơi, không làm ảnh hưởng đến nhiệt độ buồng lạnh Ưu điểm rõ ràng tủ Minsk 126 đơn giản Khi so sánh tiêu kỹ thuật với sơ đồ khác, người ta khẳng định tính ưu việt sơ đồ này, đặc biệt so sánh với sơ đồ loại chẳng hạn Với dung tích, tiêu tốn điện Minsk 126 giảm khoảng 15% (1,4 so với 1,73 kWh/24h), suất kết đông thực phẩm cao hai lần (5,5 so với 2,5 kg/24h) ❖ Tủ lạnh hai ba buồng có quạt gió lạnh Đậy loại tủ thuộc loại Tuy loại sơ đồ không đánh giá cao lại có ưu điểm khơng đóng băng giá vào thực phẩm, nên tủ có tên gọi “No Frost” Hệ thống tủ lạnh đơn giản gồm lốc, dàn ngưng dàn bay Khác biệt với tủ khác dàn bay loại ống cánh đặt phía sau tủ có quạt gió với kênh phân phối gió lạnh cho phịng Cơng suất quạt gió thường 18W, công suất trục 2,3W Do đặc điểm cấu tạo đảm bảo độ ẩm cao buồng bảo quản, giảm khô hao sản phẩm bảo quản Trang 18 Đồ án kỹ thuật điện Chương THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TỦ LẠNH DÂN DỤNG I Động điện lốc Đặc điểm cấu tạo: Động điện có ưu điểm gọn nhẹ, đơn giản, tuổi thọ cao, vận hành liên tục nên lốc máy nén vận hành gọn nhẹ, đơn giản Tuy nhiên, điều kiện Việt Nam, điện áp ổn định động điện lốc phận dể hỏng mốc Động điện dùng lắp đặt tủ lạnh loại động lồng sóc pha có thêm cuộn khởi động tốc độ 1450 vòng/phút 2950 vòng/phút điện 50 Hz, công suất định mức 1/12, 1/10, 1/8, 1/6, 1/5 mã lực, tương ứng khoảng 60, 75, 92, 120, 147W Nguyên tắc hoạt động: Hai cuộn dây làm việc khởi động có đầu chung ký hiệu C (Comomon), đầu cuộn dây làm việc R (Run) đầu cuộn khởi động S (Start) Cuộn khởi động đặc số rãnh stato cho sinh từ thơng lệch với từ thơng góc 900 dịng điện cuộn khởi động lệch với dòng điện cuộn dây làm việc góc 900, tạo lệch pha khởi động máy nén Đặc điểm mômen khởi động nhỏ Hình 3-2 biểu diễn sơ đồ nguyên tắc động đầu dây cách đấu vào nguồn điện Trang 19 Đồ án kỹ thuật điện Nguồn điện đấu vào đầu C đầu R cuộn làm việc Đầu S nối vào đầu R qua tiếp điểm K Tiếp điểm K động tủ lạnh gia đình thường loại rơle khởi động kiểu dịng điện, cá biệt có số tủ lạnh sử dụng loại rơle khởi động kiểu điện áp Đặc tính tiếp điểm K đóng mạch lốc khởi động tốc độ roto đạt 75% tốc độ định mức tiếp điểm ngắt mạch cho cuộn khởi động trạng thái ngắt mạch suốt thời gian động làm việc Để tăng mômen khởi động động bố trí thêm tụ kích vào cuộn dây khởi động Tụ kích (cịn gọi tụ khởi động) Cs thường tụ hóa, vỏ nhơm trịn vỏ bakelit trịn, kích thước nhỏ có điện dung lớn Tụ kích làm việc thời gian lốc khởi động nghĩa khoảng vài phần mười giây Động pha có tụ kích biểu diễn hình 3-3 Trang 20 Đồ án kỹ thuật điện II Thiết bị điện, bảo vệ tự động Rơle bảo vệ: Rơle bảo vệ làm nhiệm vụ bảo vệ động cuộn dây bị nung nóng mức Cuộn dây bị nung nóng lốc bị tải, động không khởi động được, điện áp cao lốc làm mát khơng tốt Phương pháp bảo vệ ngắt dịng điện cho động cách kịp thời, sau khoảng phút lại nối mạch lại cho động Cấu tạo rơle đơn giản Nó cấu đóng ngắt mạch điện nhờ tác dụng nhiệt dịng điện Hình 3-5 giới thiệu ngun tắc cấu tạo rơle bảo vệ Trang 21 Đồ án kỹ thuật điện Rơle bảo vệ gồm dây điện trở, lưỡng kim tiếp điểm điện mắc nối tiếp vào mạch cần bảo vệ động Ở điều kiện làm việc bình thường, nhiệt sinh dây dẫn điện không đủ lớn để uốn cong lưỡng kim, ngắt tiếp điểm Khi bị tải, dịng điện qua lớn bình thường, nhiệt sinh đủ lớn để uốn cong lưỡng kim, tiếp điểm bị ngắt Thời điểm ngắt tiếp điểm phải kịp thời để động không bị hỏng thời gian tiếp điểm ngắt đủ lâu để động ngụi sẵn sàng làm việc bình thường tiếp điểm đóng lại Bảo vệ động thực chất bảo vệ động khỏi bị cháy giữ nhiệt độ cuộn dây mức cho phép, không làm cháy lớp sơn cách điện Trong tủ lạnh thường sử dụng ba phương pháp bảo vệ khác là: a) đặc rơle bảo vệ trực tiếp lên cuộn dây ; b) đặc rơle bảo vệ lên vỏ lốc ; c) đặc rơle bảo vệ Phương pháp a tốt rơle ngắt nhiệt độ cuộn dây mức cho phép đóng lại nhiệt độ đủ thấp Phương pháp b phương pháp gián tiếp mô nhiệt độ cuộn dây dòng điện nhiệt độ vỏ lốc Phương pháp c phương pháp gián tiếp mô nhiệt độ cuộn dây qua dòng điện Như phương pháp c xác Tuy nhiên, điều kiện Việt Nam điện áp không ổn định, rơle dể bị trục trặc tiếp điểm bị đánh lửa, dính, cháy sém, rỗ Nếu đặt cuộn dây phương pháp a bất tiện phải bổ lốc sửa chữa Đây nhược điểm lớn vận hành phương pháp Bởi đa số tủ lạnh sử dụng phương pháp b c Mỗi loại động phải có rơle bảo vệ có đặc tính dịng phù hợp Rơle bào vệ có lưỡng kim kéo dài thường lắp chung với rơle khởi động kiểu dòng điện gọi rơle khởi động, bảo vệ Rơle bảo vệ lắp trực tiếp len vỏ lốc thường loại hình trịn (hình 3-6) Trong vỏ nhựa bố trí hai dây dẫn dây điện trở Phía lưỡng kim hình trịn Phía hai cọc tiếp diện từ dây nối dùng để đấu nối tiếp vào mạch động máy nén Khi tải, bị đốt nóng, lưỡng kim uốn lên ngắt Trang 22 Đồ án kỹ thuật điện tiếp điểm, ngắt dịng cung cấp cho động Vít điều chỉnh để điều chỉnh dòng ngắn mạch Rơle khởi động: Rơle khởi động dùng để đóng mạch cuộn khởi động động ngắt mạch rôto đạt tốc độ 75% tốc độ định mức sau trạng thái ngắt mạch cuộn khởi động suốt thời gian động làm việc Có loại rơle khởi động là: rơle kiểu dòng điện, rơle kiểu điện áp rơle kiểu dây nóng Trong hầu hết tủ lạnh gia đình người ta sử dụng rơle kiểu dịng điện Rơle dịng điện lấy đặc tính dịng khởi động động làm tín hiệu để đống ngắt mạch điện Cấu tạo nguyên tắc hoạt động rơle dịng diên dịng điện mơ tả hình 3-7 Trên mạch điện cuộn làm việc người ta mắc nối tiếp vào cuộn dây điện từ có đường kính dây đường kính dây cuộn làm việc Tiếp điểm K đóng ngắt cuộn khởi động gắn với lõi sắt cuộn dây điện từ Khi đóng mạch cho động cơ, rơto cịn đứng im nên dịng qua cuộn dây làm việc dịng ngắn mạch có trị số lớn Cuộn dây điện từ sinh từ trường mạnh hút lõi sắt lên, đóng tiếp điểm K, nối mạch cho cuộn khởi động Do có dịng lệch pha, rơto quay, cường độ dịng điện giảm dần tốc độ rôto đạt đến 75% tốc độ định mức, cường độ dòng điện giảm xuống đến mức lực điện từ cuộn dây không đủ giữ lõi sắt Lõi sắt rơi xuống, ngắt tiếp điểm K, ngắt mạch cuộn khởi động Tiếp điểm K trạng thái ngắt mạch suốt thời gian động hoạt động động dừng Như tiếp điểm đóng mạch vài phần mười giây động khởi động Trang 23 Đồ án kỹ thuật điện Hình 3-8 giới thiệu hình dáng cấu tạo rơle dòng điện Rất nhiều tủ lạnh sử dụng rơle khởi động bảo vệ Rơle khởi động bảo vệ thực đồng thời hai chức khởi động bảo vệ, thực chất hai rơle riêng biệt khởi động bảo vệ lắp chung vào vỏ hộp Nguyên tắc cấu tạo hoạt động giới thiệu hình 3-9 Khi khởi động hai tiếp điểm đóng Khi làm việc bình thường tiếp điểm bảo vệ đóng cịn tiếp điểm khởi động mở Khi bảo vệ hai tiếp điểm mở Do lắp vỏ bakelit có khả giữ nhiệt tương đối tốt nên sau ngắt mạch bảo vệ tiếp điểm giữ trạng thái ngắt thời gian đủ để cuộn dây nguội xuống mức nguy hiểm Rơle khởi động bảo vệ thường gắn lên vỏ lốc để lấy tín hiệu nhiệt độ lốc Trang 24 Đồ án kỹ thuật điện Thermostat (rơle nhiệt độ): Thermostat điều chỉnh hai trí, đóng ngắt mạch động nhằm khống chế trì nhiệt độ cần thiết tủ lạnh Thermostat có đầu cảm nhiệt lấy tín hiệu nhiệt độ buồng lạnh (đầu cảm nhiệt thường gắn lên mép dàn bay hơi) biến thành tín hiệu áp suất làm dãn nở hộp xếp, qua cấu khí để đóng ngắt mạch Thermostat cịn có núm điều chỉnh để điều chỉnh nhiệt độ phịng Núm có nấc ngắt tủ, lạnh ít, lạnh trung bình lạnh Trong tủ xả đá bán tự động, thermostat thường có thêm đầu cảm nhiệt để kết thúc trình xả đá Tụ điện: Trong số tủ lạnh, để tăng mômen khởi động cho động cơ, người ta lắp thêm tụ kích (cịn gọi tự khởi động) nối tiếp vào mạch điện vào đầu cuộn khởi động S Tụ kích thường tụ hóa có tri số điện dung lớn kích thích tương đối nhỏ, gọn Hệ thống xả đá: Hệ thống xả đá có nhiệm vụ làm tan đá tuyết bám dàn bay để giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt tách khay đá thực phẩm bảo quản bám chặt vào dàn Có hai hệ thống xà đá sử dụng tủ lạnh gia đình xả đá bán tự động nhờ nóng xà đá bán tự động dùng dây điện trở Xả đá bán tự động tủ có nút bấm xả đá Khi cần xả đá người ta ấn nút bấm, tủ tự động xả đá xả đá xong có phận điều khiển tự động cho tủ làm việc trở lại Các hệ thống xả đá tự động có thêm rơle thời gian làm động tác “bấm nút” theo chu kì thời gian qui định sẵn Các hệ thống xả đá hồn tồn tự động sử dụng tủ lạnh, sử dụng nhiều buồng lạnh lắp ghép, phòng lạnh… Nguyên tắc làm việc hệ thống xả đá bán tự động dùng điện trở sau: ấn nút xả đá, hệ thống lạnh ngừng làm việc, lốc ngừng chạy, hệ thống dây điện trở bố trí phía Trang 25 Đồ án kỹ thuật điện dàn bay nối mạch, nóng lên làm tan băng bám dàn Khi phá hết băng cảm nhiệt hệ thống xả đá cho tín hiệu ngắt mạch dây điện trở cho máy nén hoạt động trở lại bình thường (hình 3-10) Nguyên tắc làm việc hệ thống xả đá bán tự động dùng nóng sau: hệ thống lạnh người ta nối tắc đường ống từ đầu đẩy máy nén đến lối vào dàn bay bố trí van điện từ Khi ấn nút xả đá, hệ thống lạnh vẩn hoạt động bình thường van điện từ nối mạch Do trở lực ống mao lớn nên tồn nóng từ đầu đẩy máy nén qua đường tắc có van điện từ vào thẳng dàn bay Hơi nóng làm tan băng tuyết bám dàn Khi phá hết băng, phận cảm nhiệt hệ thống xả đá cho tín hiệu ngắt dịng điện qua van điện từ, van đóng lại hệ thống trở lại hoạt động bình thường (hình 3-11) Sơ đồ hệ thống lạnh xả đá van điện từ biểu diển hình 3-12 Trang 26 Đồ án kỹ thuật điện Mạch điện thực tế tủ lạnh: Trang 27