tài liệu về tủ lạnh dân dụng

TỦ LẠNH I KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI Có nhiều phương pháp làm lạnh khác nhau, phương pháp làm lạnh có nguyên lý làm việc thiết bị riêng nhiều phương pháp làm lạnh có ý nghĩa mặt lý thuyết, nhiều máy lạnh có phạm vi ứng dụng phạm vi phòng thí nghiệm có số phương pháp làm lạnh có ý nghĩa thực tế ứng dụng rộng rãi đời sống sản xuất Chương chủ yếu giới thiệu máy lạnh dùng gia đình, có tủ lạnh Tủ lạnh gia đình thiết bị hạ thấp nhiệt độ tủ nhằm để bảo quản thực phẩm, thuốc men, rau làm nước đá phục vụ giải khát Hiện tủ lạnh gia đình dùng lượng điện để làm lạnh, nơi khơng có nguồn lưới quốc gia, dùng loại tủ lạnh chay lượng nhiệt Thường vỏ tủ lạnh thường chế tạo thành lớp, lớp có đệm chất cách nhiệt, hạn chế trao đổi nhiệt tủ Chất làm lạnh tủ(tác nhân lạnh) giữ vai trò quan trọng phương tiện vận chuyển để tải nhiệt tủ bên tủ Như hệ thống làm lạnh tủ lạnh phải có phần trao đổi nhiệt: Bộ phận thu nhiệt tủ(Dàn lạnh) Và phận toả nhiệt ngồi tủ(Dàn nóng) Tuỳ theo nguyên tắc thu toả nhiệt, tủ lạnh chia làm loại: loại khí nén, loại cặp nhiệt điện, loại hấp thụ a Tủ lạnh loại khí nén Ứng dụng tượng q trình hố khí sơi dàn bay khí Frêon hố lỏng để làm lạnh, sau khí Frêon lại đưa vào máy nén đê chuyển thành Frêon dạng lỏng, chuẩn bị cho chu trình Tủ lạnh loại khí nén có suất cao, tốc độ làm lạnh nhanh, cơng suất lớn nên dùng phổ biến Tuy nhiên phải dùng hệ động máy nén nên tủ lạnh loại làm việc ồn hay hỏng hóc b Tủ lạnh loại hấp thụ Ứng dụng tượng thu nhiệt q trình hố Amơniắc Chất hấp thụ chất trung gian nước hay chất khác hấp thụ Amôniắc , tạo thành dung dịch Amôniắc đậm đặc Dung dịch nung nóng lên Amơniắc hấp thụ bốc hơi(Sôi) tạo thành Amôniắc áp suất cao Hơi Amôniắc nhiệt độ cao áp suất cao dẫn vào dần ngưng, dần ngưng(Dàn nóng) có nắp nhiều cánh toả nhiệt nên nhiệt độ Amôniắc giảm xuống nhanh chóng Amơniắc hố lỏng chảy vào dần bay hơi, dần lạnh Amôniắc bay thu nhiệt dàn lạnh tạo thành buồng lạnh Sau Amơniắc lại chất lỏng hấp thụ để tạo thành Amôniắc dạng dung dịch đậm đặc chu trình sau lại tiếp diễn Tủ lạnh kiểu hấp thụ làm việc với suất thấp kiểu khí nén, thời gian làm lạnh lâu tiêu thụ lượng lớn kiểu khí nén từ đến 1,5 lần, nhiên khơng có động tủ lạnh làm việc êm, tuổi thọ cao c Tủ lạnh loại cặp nhiệt điện Ứng dụng hiệu ưng Peltier, ông Peltier phát minh tượng cho dòng điện qua kim loại hai chất bán dẫn có đặc tính dẫn điện khác nhau, chỗ tiếp xúc hai kim loại xảy tượng hấp thụ nhiệt, tượng gọi hiệu ứng Peltier Người ta sử dụng hiệu ứng Peltier để làm máy lạnh Nguyên lý hoạt động sau: Dùng chất bán dẫn mà dẫn điện điện tử âm chất bán dẫn mà dẫn điện lỗ trống nối với đồng chúng tạo thành cặp nhiệt điện Nếu cho dòng điện chiều từ chất bán dẫn âm sang bán dẫn dương đầu nối chất bán dẫn hấp thụ nhiệt bị lạnh đầu toả nhiệt lượng nhiệt mà đầu lạnh hấp thụ Q1 xác định theo công thức: Q1=(ỏ1-ỏ2)IT1 Trong đó: ỏ1và ỏ2 hệ số Peltier I cường độ dòng điện qua cặp nhiệt điện T1 nhiệt độ đầu lạnh Do truyền nhiệt Qt đầu nóng với đầu lạnh lượng nhiệt phát sinh hiệu ứng Jun Qj dòng điện qua chất bán dẫn nên hiệu ứng lạnh thực tế có ích Qh đầu lạnh bằng: Qh= Qt-(Qh+Qj) Áp dụng tượng ghép nhiều cặp bán dẫn khác loại với nhau, đưa tất đầu lạnh phía(Dàn lạnh) đầu nóng phía (dàn nóng) để chế tạo thành tủ lạnh Ưu điểm tủ lạnh cặp nhiệt điện làm việc tin cậy, chạy êm, hiệu suất cao loại hấp thụ dùng nguồn điện ắc quy nên tủ lạnh di động đặt ôtô Tuy nhiên giá thành cao, hiệu suất suất làm lạnh thấp loại khí nén nên chưa dùng rộng rãi II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY LẠNH Nguyên lý làm việc hệ thống lạnh loại khí nén Hoạt động hệ thống lạnh hình vẽ sau: Khi máy nén làm việc môi chất từ giàn bay hút vào máy nén, lượng máy nén nén lên đến áp suất đến 11at bị nén với áp suất cao, mơi chất nóng nên theo đường ống đến dàn ngưng Dàn ngưng ống dài uốn khúc có gắn tản nhiệt, nhằm tạo điều kiện đẩy nhanh q trình toả nhiệt mơi chất ngồi khơng khí Khi áp suất mơi chất cao Tại dàn ngưng mơi chất làm lạnh hố lỏng áp suất cao, dàn ngưng gọi giàn nóng, nhiệt độ dàn ngưng cao nhiệt độ môi trường khoảng từ 10 đến 15 độ C Môi chất lỏng dần ngưng đưa qua van tiết lưu Van tiết lưu thực chất tiết diện bé thắt lại, mơi chất lỏng qua bị giảm áp suất nhiệt độ Trong tủ lạnh gia đình người ta thay van tiết lưu ống mao dẫn Khi môi chất lỏng qua ống mao dẫn tới dàn bay hơi, áp suất giảm đột ngột môi chất lỏng biến thành ẩm, tức hỗn hợp lỏng áp suất nhiệt độ thấp Hơi đưa đến giàn bay hơi, ẩm sơi hút nhiệt độ vật xung quanh thực trình làm lạnh Sau hút nhiệt sôi hỗn hợp lỏng hoàn toàn biến thành máy nén hút lặp lại chu trình nén - hố lỏng - bay Dàn ngưng tụ(Dàn nóng) đặt tủ, dàn bay (Dàn lạnh) đặt tủ Thực chất máy lạnh máy thu nhiệt, thực trình hút nhiệt nguồn nhiệt độ thấp (ở dàn bay hơi) nhả nhiệt cho nguồn có nhiệt độ cao hơn(Dàn ngưng) Thực q trình tiêu tốn lượng điện cho động điện kéo máy nén làm việc Để đánh giá khả làm lạnh tủ lạnh, người ta dùng khái niệm suất lạnh tức lượng nhiệt(Kcal) mà máy hút đơn vị thời gian (Giờ) Đơn vị suất lạnh (Kcal/giờ) Các máy lạnh khác có suất lạnh khác nhau, với máy lạnh suất lạnh trị số cố định, mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố Nếu tăng nhiệt độ sôi giảm nhiệt độ ngưng mơi chất suất lạnh tăng Tất nhiên giảm nhiệt độ sôi tăng nhiệt độ ngưng suất máy lạnh giảm Điều dễ hiểu vào mùa đông làm lạnh nhanh mùa hè Năng suất làm lạnh máy lạnh thường cho điều kiện tiêu chuẩn khoảng từ 90 đến 200 kcal/giờ Đối với tủ lạnh gia đình, máy nén động đặt vỏ chung có đầu ống cực điện nối ngồi Dùng phương pháp khả rò rỉ mơi chất ngồi hơn, dây quấn động phải làm việc nhiệt độ cao mơi trường khí Frêon III TỦ LẠNH Mơi chất lạnh dầu bôi trơn Trong tủ lạnh gia đình thường dùng Frêon 12 (R12) có cơng thức hoá học CF2CP2 sản phẩm tổng hợp từ dầu mỏ R12 khí khơng màu, khơng độc nồng độ thấp, R12 độc nồng độ không khí lớn 20% thể tích áp suất khí 1at, R12 sôi -29,8 độ C đông thành đá -155 độ C R12 trơ hoá học, không tác dụng với kim loại nào, khơng dẫn điện, khả rò rỉ qua lỗ nhỏ kim loại cao khơng khí nhiều R12 có khả hồ tan cac hợp chất hữu nhiều loại sơn, dây quấn động phải dùng loại sơn cách điện đặc biệt, khơng hồ tan R12 R12 khơng hồ tan nước Lượng nước cho phép tủ lạnh gia đình khơng q 0,0006% theo khối lượng điều kiện bình thường R12 khơng độc, khơng ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm Nhưng nhiệt độ cao 400 độ C, R12 tiếp xúc trực tiếp với lửa bị phân huỷ thành Hyđrôclorua độc Giữa áp suất nhiệt độ sơi R12 có quan hệ chặt chẽ với nhaui R12 hố lỏng dầu bơi trơn hồ tan vào khơng có giới hạn Khi R12 hồ tan dầu bơi trơn, độ nhớt dầu bôi trơn giảm xuống Khi áp suất nhiệt độ giảm độ hồ tan R12 dầu tăng lên Dầu bôi trơn máy nén, động tủ lạnh gia đình khơng thể bổ xung dịnh kỳ được, dầu bôi trơn làm việc điều kiện R12 hồ tan nên dầu bơi trơn phải thoả mãn yêu cầu đặc biệt: độ ổn định độ nhớt cao, độ ẩm thấp, nhiệt độ đông đặc độ làm đục thấp độ ổn định cao dầu bôi trơn khả chống ôxy hố dầu cao, u cầu đặc biệt quan trọng Dầu bôi trơn khô hút ẩm mạnh dễ dàng hấp thụ nước khơng khí Do bảo quản, vận chuyển dầu phải chứa thùng kín Trước cho dầu vào tủ lạnh cần phải sấy dầu kiểm tra loại dầu sử dụng Máy nén tủ lạnh gia đình a Nhiệm vụ máy nén - Hút hết môi chất lạnh tạo dàn bay hơi, đồng thời trì áp suất cần thiết cho bay nhiệt độ thấp - Nén môi chất trạng thái từ áp suất bay tới áp suất ngưng tụ đẩy vào dàn ngưng - Phải đủ suất, khối lượng, lưu lượng môi chất qua máy nén, phù hợp với tải nhiệt dàn bay dàn ngưng tụ b Yêu cầu máy nén - Làm việc chắn ổn định, có tuổi thọ độ tin cậy cao, có khả sản xuất hàng loạt - Hiệu suất làm việc cao - Khi làm việc phát sinh tiếng ồn c Phân loại máy nén Hiện nước ta dùng nhiều loại tủ lạnh nhiều hãng nhiều nước khác Mỗi hãng, nước chế tạo máy nén có đặc điểm khác nhau, nguyên tắc giống Máy nén tủ lạnh gia đình dùng phổ biến loại máy nén Pistông dùng cấu tay quay trượt Ngồi có loại máy nén Rơto, chủ yếu dùng cho máy điều hồ nhiệt độ, thấy tủ lạnh gia đình d Nguyên lý làm việc máy nén Máy nén Pistông dùng cấu tay quay truyền Máy nén Pistông dùng cấu tay quay truyền biến chuyển động quay động điện thành chuyển động tịnh tiến Pistơng Q trình hút nén nhờ thay đổi thể tích khoảng Pistơng xilanh Máy nén Pistông dùng cấu tay quay trượt Một số tiêu tủ lạnh gia đình Dàn ngưng Dàn bay 10 10 Một số sơ đồ tủ lạnh điển hình 17 18 19 IV SỬ DỤNG, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA TỦ LẠNH Chọn tủ lạnh: 20 Sử dụng tủ lạnh 21 22 Một số hư hỏng, nguyên nhân cách khắc phục t t Hiện tượng Nguyên nhân 23 Cách khắc phục PHẦN THC HNH 24 Nguyên lý hoạt động Là loại tủ lạnh việc làm lạnh, làm đá có phận xả tuyết tự động dùng rơ le thời gian Giàn lạnh nằm phía ngăn đá, ngăn dới đợc làm mát nhờ quạt gió + Hoạt động máy nén: Khi cấp điện, giả sử tiếp điểm rơ le thời gian vị trí đóng 4-3: Máy nén đợc cấp điện qua điều nhiệt, qua rơ le khởi động thực trình làm lạnh, đồng thời cấp điện cho quạt gió thổi lạnh xuống phía ngăn dới Lúc rơle thời gian đợc cấp điện qua điện trở xả đá cho động định thời rơ le thời gian hoạt động Trong trình hoạt động nhiệt độ đủ lạnh theo chỉnh định thermostat cắt điện cấp cho máy nén + Hoạt động mạch xả tuyết: Động định thời rơ le thời gian sau khoảng tác động mở tiếp điểm 4-3, đóng tiếp điểm 4-2 ngắt điện cấp cho máy nén đồng thới cấp điện cho điện trở xả tuyết thực trình xả tuyết 25 + Sơ đồ nối dây Cấp điện xoay chiều vào chân L,N Nối dây thiết bị sơ đồ theo đờng nét đứt panel Thực hành + Tháo lắp tìm hiểu cấu tạo cđa tđ l¹nh + Phân tích hệ thống làm lạnh tủ lạnh + Đấu nối sơ đồ mạch điện tủ lạnh + Vận hành máy + Quan sát áp suất phần nóng, phần lạnh + Quan sát dòng lưu chất + Lắp đặt máy + Tìm hiểu sửa lỗi tủ lạnh + Nạp lại ga Phải hút chân không trước bơm gas vào tủ, tùy theo công suất tủ mà phải nạp lượng gas cho đúng, muốn biết cần nạp bạn xem thơng tin có ghi máy nén (block) 26 MƠ HÌNH TỦ LẠNH GIÁN TIẾP I Tính thiết bị  Giúp học sinh có kiến thức tổng quan hệ thống lạnh tủ lạnh  Luyện tập kỹ tháo lắp thiết bị tủ lạnh  Thực hành việc thay sửa chữa thiết bị tủ lạnh  Thực hành nạp gas cho tủ lạnh  Luyện tập lắp ráp mạch điện tủ lạnh  Luyện tập tìm xử lý hư hỏng tủ lạnh II Mơ hình cấu tạo bao gồm phần: Phần mạch điện phần hệ thống lạnh - Phần hệ thống gồm có: Máy nén Dàn nóng(dàn ngưng) Dàn lạnh (dàn bay hơi) Phin sấy lọc Ống tiết lưu (ống mao) Van chiều (Van nạp gas) Đồng hồ áp lực cao (mầu đỏ) Đồng hồ áp lực thấp (mầu xanh) Môi chất lạnh : freon- 134a (R134a) III Chức phận Máy nén (block): Gồm động điện máy nén khí dùng để bơm gas vào đường ống tạo áp lực Dàn nóng (dàn ngưng) : Có tác dụng thải nhiệt gas mơi trường bên ngồi để gas ngưng tụ thành gas lỏng Dàn lạnh (dàn bay hơi): Có tác dụng thu nhiệt môi trường cần làm lạnh cấp cho gas lỏng bên để gas lỏng sôi bay Môi trường cần làm lạnh nhiệt nên giảm nhiệt độ 27 Phin sấy lọc: Bộ lọc có tác dụng lọc chất bẩn lẫn lộn gas, hút nước sót lại đường ống để chống tắc gas hệ thống, đặc biệt ống tiết lưu Ống tiết lưu (ống mao): Trong thiết bị lạnh công nghiệp người ta thường dùng van tiết lưu để điều chỉnh áp lực gas, thiết bị gia dụng thường dùng ống tiết lưu để điều chỉnh trình lắp ráp, khơng điều chỉnh q trình sử dụng - ống tiết lưu có tiết diện nhỏ đường ống dài, làm gas khó qua, tạo giảm áp suất gas sau qua Van chiều (đầu nạp gas) : Mơ hình bố trí sẵn đầu nạp gas có gắn van chiều bên ngồi có nắp đậy giáo viên dùng van để xả gas, nạp gas (ấn đầu ruồi van vào trong) cho học sinh thực tập nạp gas Đồng hồ đo nhiệt độ : Giúp học sinh quan sát nhiệt độ dàn lạnh nhiệt độ buồng lạnh – 10 Là đồng hồ để học sinh quan sát áp lực gas (mở van chặn đỏ, đóng van chặn xanh mơ hình) 11 Mắt gas: Để quan sát tình trạng gas hệ thống, gas lỏng ngập mắt gas đủ gas, gas lỏng sủi bọt thiếu gas, mắt gas có vân dầu hết gas Một số lưu ý:  Trước cho hệ thống hoạt động, giáo viên cần hướng dẫn học sinh lắp ráp mạch điện kiểm tra thiết bị điện  Kiểm tra điện áp nguồn : Nếu điện áp sai lệch ± 10% khơng khởi động  Khoảng thời gian lần khởi động ≥ phút  Kiểm tra áp suất nén phải < 15 kg/cm2 28 IV SƠ ĐỒ LẠNH V SƠ ĐỒ ĐIỆN 29 Lưu ý: lắp sơ đồ điện chân L1, N có nguồn 220V bật aptomat Bài thực hành : Lắp ráp mạch điện tủ lạnh Chuẩn bị: - Đồng hồ vạn - Đồng hồ Ampe kìm - Dây đấu - Kìm, tuốc nơ vit Trình tự lắp ráp: Bước 1: Kiểm tra xác định thiết bị : - Xác định chân C, R, S máy nén - Kiểm tra chân Rơ le khởi động - Kiểm tra Rơle bảo vệ - Kiểm tra rơ le nhiệt độ - Kiểm tra công tắc cửa bóng đèn - Kiểm tra cầu chì âm, cầu chì dương - Bước : Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý Bước 3: Kiểm tra mạch toàn mạch : Dùng đồng hồ vạn Bước 3: Cấp nguồn cho mạch theo dõi thông số hoạt động: Điện áp nguồn, cường độ dòng điện, áp suất Bài thực hành 2: Hút chân không, nạp gas cho tủ lạnh Chuẩn bị: a Bình gas R134a b Bộ đồng hồ nạp gas c Kìm, mỏ lết, clê… d Máy hút chân không Các bước tiến hành: 30 Bước 1: Lắp đồng hồ nạp gas vào mô vào máy hút chân không Bước 2: Hút chân không a Mở lớn van b Theo dõi đồng hồ áp suất thấp đạt 26 - 28 InHg kết thúc Bước 3: Thay bình gas vào máy hút chân không Bước 4: Khởi động mơ hình Bước 5: Mở van đồng hồ mở từ từ van bình gas Bước 6: Theo dõi áp suất nạp nằm khoảng 0,5 - 1,2 kg/cm2 Bước : Nhận biết đủ gas: a Dàn lạnh có tuyết bám b Dàn nóng nóng c Đường ống hút có đọng sương d Áp suất hút ổn định Bước : Kết thúc nạp gas a Khoá van bình gas b Khố van đồng hồ c Tháo đồng hồ khỏi hệ thống Bước : Ghi thơng số q trình 31 ... điện thành chuyển động tịnh tiến Pistông Quá trình hút nén nhờ thay đổi thể tích khoảng Pistông xilanh Máy nén Pistông dùng cấu tay quay trượt Một số tiêu tủ lạnh gia đình Dàn ngưng Dàn bay 10 11