3.5.1. Bình chứa cao áp
Bình chứa cao áp có chức năng chứa lỏng nhằm cấp dịch ổn định cho hệ thống, đồng thời giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho thiết bị ngưng tụ. Khi sửa chữa bảo dưỡng bình chứa cao áp có khả năng chứa tồn bộ lượng mơi chất của hệ thống.
Hình 3.13: Cấu tạo bình chứa cao áp
1 – kính xem ga ; 2 - ống lắp van an tồn ; 3 - ống lắp áp kế ; 4 - ống lỏng về; 5 - ống cân bằng ; 6 - ống cấp dịch ; 7 - ống xả đáy
3.5.2. Bình chứa hạ áp
Nhiều hệ thống lạnh địi hỏi phải sử dụng bình chứa hạ áp, đặc biệt trong các hệ thống lạnh 2 cấp có bơm cấp dịch.
Bình chứa hạ áp có các nhiệm vụ chính sau:
- Chứa dịch mơi chất nhiệt độ thấp để bơm cấp dịch ổn định cho hệ thống lạnh. - Tách lỏng dịng gas hút về máy nén. Trongcác hệ thống lạnh có sử dụng bơm cấp dịch lượng lỏng sau dàn bay hơi khá lớn, nếu sử dụng bình tách lỏng thì khơng có khả năng tách hết, rất dễ gây ngập lỏng. Vì vậy người ta đưa trở về bình chứa hạ áp, ở đó lỏng rơi xuống phía dưới, hơi phía trên được hút về máy nén.
Hình 3.14: Bình chứa hạ áp 3.5.3. Bình chứa dầu
Trong hệ thống lạnh NH3, dầu được thu gom về bình thu hồi dầu.
3.5.4. Bình tách dầu
Các máy lạnh khi làm việc cần phải tiến hành bơi trơn các chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong quá trình máy nén làm việc dầu thường bị cuốn theo mơi chất lạnh. Việc dầu bị cuốn theo mơi chất lạnh có thể gây ra các hiện tượng:
- Máy nén thiếu dầu, chế độ bơi trơn khơng tốt nên chóng hư hỏng.
- Dầu sau khi theo mơi chất lạnh sẽ đọng bám ở các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, ảnh hưởng chung đến chế độ làm việc của tồn hệ thống.
Để tách lượng dầu bị cuốn theo dịng mơi chất khi máy nén làm việc, ngay trên đầu ra đường đẩy của máy nén người ta bố trí bình tách dầu. Lượng dầu được tách ra sẽ được hồi lại máy nén hoặc đưa về bình thu hồi dầu.
Hình 3.15: Bình tách dầu 3.5.5. Bình tách lỏng
Để ngăn ngừa hiện tượng ngập lỏng gây hư hỏng máy nén, trên đường hơi hút về máy nén, người ta bố trí bình tách lỏng. Bình tách lỏng sẽ tách các giọt hơi ẩm cịn lại trong dịng hơi trước khi về máy nén.
Các bình tách lỏng làm việc theo các nguyên tắc tương tự như bình tách dầu, bao gồm:
- Giảm đột ngột tốc độ dịng hơi từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp cỡ 0,5÷1,0 m/s. Khi giảm tốc độ đột ngột các giọt lỏng mất động năng và rơi xuống đáy bình.
- Thay đổi hướng chuyển động của dịng mơi chất một cách đột ngột. Dịng mơi chất đưa vào bình khơng theo phương thẳng mà thường đưa ngoặt theo những góc nhất định.
- Dùng các tấm chắn để ngăn các giọt lỏng. Khi dịng mơi chất chuyển động va vào các vách chắn các giọt lỏng bị mất động năng và rơi xuống.
- Kết hợp tách lỏng hồi nhiệt, hơi mơi chất khi trao đổi nhiệt sẽ bốc hơi hồn tồn.
Hình 3.16: Bình tách lỏng 3.5.6. Bình tách khí khơng ngưng
Khi để lọt khí khơng ngưng vào bên trong hệ thống lạnh, hiệu quả làm việc và độ an tồn của hệ thống lạnh giảm rỏ rệt, các thơng số vận hành có xu hướng kém hơn, cụ thể:
- Áp suất và nhiệt độ ngưng tụ tăng. - Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng. - Năng suất lạnh giảm.
Vì vậy nhiệm vụ của bình là tách các khí khơng ngưng trong hệ thống lạnh xả bỏ ra bên ngồi để nâng cao hiệu quả làm việc, độ an tồn của hệ thống, đồng thời tránh khơng được xả lẫn mơi chất ra bên ngồi.
Hầu hết các bình tách khí khơng ngưng đều hoạt động dựa trên nguyên tắc là làm lạnh hổn hợp khí khơng ngưng có lẫn hơi mơi chất để ngưng tụ hết mơi chất, trước khi xả khí ra bên ngồi.
3.5.7. Bình trung gian
Cơng dụng chính của bình trung gian là để làm mát trung gian giữa các cấp nén trong hệ thống lạnh máy nén nhiều cấp. Thiết bị làm mát trung gian trong các hệ thống lạnh gồm có 3 dạng chủ yếu sau:
- Bình trung gian kiểu đặt đứng có ống xoắn ruột gà sử dụng cho NH3 và frêơn - Bình trung gian nằm ngang sử dụng cho Frêơn
- Bình trung gian kiểu tấm bản.
* Bình trung gian đặt đứng cĩ ống xoắn ruột gà
Bình trung gian có ống xoắn ruột gà ngồi việc sử dụng để làm mát trung gian, bình có có thể sử dụng để :
- Tách dầu cho gas đầu đẩy máy nén cấp 1, tách lỏng cho gas hút về máy nén cấp 2 - Quá lạnh lỏng trước khi tiết lưu vào dàn lạnh nhằm giảm tổn thất tiết lưu.
Hình 3.18: Bình trung gian đặt đứng
* Bình trung gian kiểu nằm ngang
Hình 3.19: Bình trung gian nằm ngang 3.5.8. Thiết bị hồi nhiệt
Thiết bị hồi nhiệt sử dụng trong các máy lạnh freơn. Thiết bị hồi nhiệt dùng để quá lạnh lỏng mơi chất sau ngưng tụ trước khi vào van tiết lưu bằng hơi lạnh ra từ dàn bay hơi trước khi về máy nén nhằm tăng hiệu suất lạnh chu trình.
Hình 3.20: Bình hồi nhiệt
a) nguyên lý cấu tạo ; b) bình hồi nhiệt của Danfoss (Đan Mạch)
1 –hơi vào, ra ; 2 –lỏng vào, ra ; 3 – khơng gian bên trong ; 4 - khơng gian 2 vỏ
3.5.9. Bộ lọc ẩm và lọc cơ khí
Trong quá trình chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và vận hành thiết bị lạnh, dù rất cẩn thận vẫn có cặn bẩn như đất, gỉ sắt…lọt vào hệ thống.
Ẩm hoặc hơi nước và các tạp chất gây ra nhiều vấn đề ở bất cứ hệ thống lạnh nào. Hơi ẩm có thể đơng đá và làm tắc van tiết lưu, gây ăn mịn các chi tiết kim loại, làm ẩm cuộn dây mơ tơ máy nén nửa kín, làm cháy mơ tơ và dầu. Các tạp chất có thể làm bẩn dầu máy nén và làm cho thao tác các van khó khăn.
Có rất nhiều dạng thiết bị được sử dụng để khử hơi nước và tạp chất. Dạng thường gặp là phin lọc ẩm kết hợp lọc cơ khí (filter –drier). Nó chứa một lỏi xốp đúc. Lỏi có chứa chất hấp thụ nước cao, chứa tác nhân axit trung hồ để loại bỏ tạp chất. Để bảo vệ van tiết lưu và van cấp dịch, bộ lọc được lắp đặt tại trên đường cấp dịch trước các thiết bị này.
Bài 4. Các thiết bị lạnh gia dụng 4.1. Tủ lạnh và máy lạnh gia dụng
4.1.1 Một số khái niệm
- Lạnh: Là thấp hơn nhiệt độ mơi trường (lấy nhiệt độ mơi trường làm chuẩn)
- Sự làm lạnh: Là quá trình lấy nhiệt của vật để nhiệt độ của vật đó thấp hơn nhiệt độ mơi trường. Có 2 cách làm lạnh: Tự nhiên và nhân tạo.
* Lạnh tự nhiên: Lợi dụng nhiệt độ của mơi trường để làm lạnh
* Lạnh nhân tạo: Sử dụng máy móc thiết bị để lấy nhiệt của vật cần làm lạnh. Quá trình này sẽ tiêu tốn năng lượng và hệ thống máy móc thực hiện quá trình này gọi là hệ thống lạnh.
4.1.2 Đặc điểm cấu tạo
Đặc điểm cấu tạo tủ lạnh dân dụng gồm 4 phần:
- Phần cơ: Gồm máy nén, dàn nóng, dàn lạnh, phin sấy lọc, tiết lưu (cáp, ống mao)
- Phần điện : Gồm động cơ máy nén, Rơle nhiệt độ (thermostat), Rơle nhiệt bảo vệ động cơ máy nén (thermic), rơle khởi động (Relay stating)
- Vật liệu: Gồm mơi chất lạnh (thường là loại R134a), dầulạnh.
- Vỏ: Gồm khung sắt, cách nhiệt.
Cách nhiệt gồm: Vỏ tủ cách nhiệt bằng polyurethan hoặc polystirol, vỏ ngồi bằng tơn sơn màu trắng hoặc sáng, bên trong là khung bằng nhựa. Trong tủ có bố trí các giá để thực phẩm. Cửa tủ cũng được cách nhiệt, phía trong tủ có bố trí các giá để đặt chai lọ, trứng, bơ. v. v.
Hình 4.1 - Cấu tạo tủ lạnh
1 - Vỏ cách nhiệt; 2 - Cánh tủ; 3 - Ngăn đơng; 4 - Giá để thực phẩm; 5 - Hợp đựng rau quả;
6 - Giá đựng chai lọ; 7 - Dàn ngưng; 8 - phin lọc; 9 - Máy nén (Block); 10 - ống mao. 9 10 8 7 6 3 1 5 4 2
4.1.3 Phân loại tủ
Phân loại theo số buồng
Tủ lạnh 1 buồng, 2 buồng, 3 buồng
Phân loại theo dung tích(từ 40 đến 300 lít)
Phân loại theo số sao (*)
+ Tủ 1 * (nhiệt độ thấp nhất trong tủ có thể làm lạnh được - 60C) + Tủ 2** (nhiệt độ thấp nhất trong tủ có thể làm lạnh được - 120C) + Tủ 3*** (nhiệt độ thấp nhất trong tủ có thể làm lạnh được - 180C) Phân loại theo phương pháp làm đơng
+ Tủ làm đơng trực tiếp
+ Tủ làm đơng gián tiếp (có quạt gió)
4.1.4. Các thơng số kỹ thuật
Dung tích hữu ích (lít)
Là thể tích của tủ trừ đi thể tích của các ngăn, khay Cơng thức: Vhữu ích= (chiều dài.rộng .cao). 50%
Cơng suất của máy nén(W, kW, hp) (hp mã lực: 1 hp = 745,7 W) Điện áp sử dụng: 220V, 110 V, 100V, 50 Hz
Dịng làm việc: Ilv (Ampe) A Cơng suất điện trở phá băng : W Đặc trưng nhiệt độ trong tủ lạnh
- Nhiệt độ ngăn đơng, phụ thuộc vào tủ lạnh 1 sao, 2 sao, hay 3 sao - Nhiệt độ ngăn lạnh: từ 00C đến 50C.
- Nhiệt độ ngănbảo quản rau quả: 70C đến 120C Cách tímh tốn điện năng tiêu thụ của tủ lạnh
- Tìm hệ số tải b: dõng y ¹ ch y ¹ ch kú chu y ¹ ch T T T T T b - 1 giờ tủ chạy: b = 60 phút - 24 giờ tủ chạy: b = 60.24 phút
- (1 tháng tủ chạy 30 ngày) x (số giờ trong 1 ngày)
Ví dụ: Tủ lạnh 100 W có thời gian chạy bằng 15phút, thời gian dừng 5 phút Tính điện năng tiêu thụ trong 1 tháng.
75 , 0 = 5 + 15 15 = b
- 24 giờ tủ chạy: 45.24 = 1080 phút = 18 giờ
- 1 tháng tủ chạy: 30.18 = 540 giờ
- Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng 540.100 = 54000 W/h = 54 kW/h Hệ số tải càng giảm thì thời gian dừng tăng, tủ sẽ chạy tiêu tốn điện năng ít hơn
Bảng 2.1 Đặc trưng cơng suất động cơ và dung tích tủ
Cơng suất Dung tích (lít)
HP W 40 50 80 100 120 140 180 200 250 300 1/20 38 x x x 1/16 47 x x x 1/12 63 x x x x 1/10 75 x x x 1/8 93 x x x 1/7 105 x x 1/6 125 x x 1/5 150 x x x 1/4 197 x x 1/3 250 x x
Các thơng số kỹ thuật của máy nén thường được ký hiệu theo nhà sản xuất. Hình 4.2 là
ký hiệu của hãng
4.1.5. Cấu tạo, hoạt động của các thiết bị cơ trong tủ lạnh
4.1.5.1. Máy nén pittơng
Nhiệm vụ
Máy nén có 2 nhiệm vụ chính: + Tuần hồn mơi chất lạnh
+ Duy trì áp suất ngưng tụ và bay hơi Đặc điểm cấu tạo
Đặc điểm cấu tạo máy nén pittơng được biểu diễn trên hình 4.3
Nguyên tắc hoạt động
- Quá trình hút:
Khi pittơng chuyển động từ điểm chết trái (ĐCT) sang điểm chết phải (ĐCP), thể tích trong xilanh tăng dần, áp suất trong xilanh giảm xuống. Khi áp suất trong xilanh nhỏ hơn áp suất trong khoang hút thì lá van số 7 mở ra, mơi chất vào trong khoang xilanh. Pittơng chuyển động đến ĐCP thì kết thúc quá trình hút.
- Quá trình nén:
Pittơng chuyển động từ ĐCP sang ĐCT thể tích trong khoang xilanh giảm dần, áp suất khoang xilanh tăng dần, khi áp suất trong khoang xilanh lớn hơn áp suất trong khoang nén thì lá van nén mở, mơi chất được nén vào dàn nóng.
Vị trí lắp đặt
Máy nén thường được đặt ở phía sau và bên dưới của tủ, đường hút của máy nén được nối với dàn lạnh, đầu đẩy được nối với dàn nóng.
Hình 4.3- Cấu tạo máy nén pittơng 11 9 17 14 15 18 12 8 7 6 5 10 3 4 1 2 13 1- Trục khuỷu; 2- Tay biên; 3-
Xilanh; 4- Pittơng; 5- Khoang nén; 6- Lá van nén; 7- Lá van hút; 8- Khoang hút; 9, 10- Bình tiêu âm; 11- Rơto; 12- Stato; 13- Các tiếp điểm; 14- ống hút; 15- Ống nén; 16- ống nạp gas; 17- Dầu bơi trơn; 18- Mối hàn.
4.1.5.2. Dàn nĩng
Dàn nóng là thiết bị trao đổi nhiệt. Với tủ lạnh dàn nóng thường là dàn trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên giữa một bên là hơi mơi chất có nhiệt độ cao với mơi trường khơng khí có nhiệt độ thấp hơn.
Nhiệm vụ
Toả nhiệt của mơi chất ra mơi trường bên ngồi. Mơi chất thải nhiệt chuyển từ pha hơi sang pha lỏng gọi là quá trình ngưng tụ.
Cấu tạo
Dàn nóng của tủ lạnh là các dàn trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên. Dàn nóng được để hở bên ngồi hoặc được dấu bên trong lớp vỏ tủ. Hình 4.4
Vị trí lắp đặt
Dàn nóng được lắp từ đầu đẩy của máy nén đến trước phin sấy lọc 4.1.5.3. Dàn lạnh
Định nghĩa: Là thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là mơi chất lạnh sơi và một bên là mơi trường cần làm lạnh.
Nhiệm vụ
Thu nhiệt của mơi trường lạnh cấp cho mơi chất lạnh sơi ở nhiệt độ thấp Cấu tạo
Dàn lạnh của tủ lạnh thường có cấu tạo hai dạng chính là: Kiểu tấm có các rãnh cho mơi chất lạnh tuần hồn, vật liệu là thép khơng rỉ hoặc nhơm. Nếu bằng nhơm hoặc vật liệu dễ ăn mịn ngăn lạnh được phủ một lớp bảo vệ khơng ảnh hưởng đến chất lượng
Hình 4.4 - Cấu tạo dàn nóng
a - Dạng ống trơn được hàn vào bên trong vỏ tủ; b, c - Dạng ống trơn có hàn cánh tản nhiệt
Vỏ tủ Ống đồng hoặc thép
Lưới thép (Cánh tản nhiệt)
Dàn ngưng đặt bên trong vỏtủ Dàn ngưng đặt bên ngồi vỏ tủ
Hơi mơi chất vào Lỏng mơi chất ra Ống đồng
hoặc thép chất vàoHơi mơi
(a) (b) (c)
Lỏng mơi chất ra
thực phẩm bảo quản. Dạng thứ hai có cấu tạo là các dàn ống có cánh nhơm, dàn ống được làm bằng đồng hoặc nhơm.
Vị trí lắp đặt:
Dàn lạnh được lắp sau ống mao hoặc van tiết lưu và trước máy nén trong hệ thống lạnh.
Trong tủ lạnh cơng suất nhỏ dàn lạnh thường được đặt trong ngăn đá, phía sau tấm ngăn, hình 4.6 mơ tả vị trí đặt dàn lạnh. 4.1.5.4. Phin sấy lọc Nhiệm vụ a) Phin sấy Hình 4.5 - Các dạng dàn lạnh a) Dàn lạnh dạng tấm ống; b) Dàn lạnh dạng ống có cánh a) b)
Hình 4.7 - Cấu tạo phin sấy lọc Hạt hút ẩm Lưới lọc Nối với tiết lưu Từ thiết bị ngưng tụ Hình 4.6 - Vị trí dàn lạnh trong ngăn đá tủ lạnh
Để hút ẩm(hơi nước) cịn sót lại trong vịng tuần hồn của mơi chất lạnh. Ở tủ lạnh gia đình, chỉ 15mg ẩm cũng đủ gây tắc ẩm hồn tồn.
b) Phin lọc
Dùng để lọc bụi cơ học ra khỏi vịng tuần hồn mơi chất lạnh như cát, bụi, xỉ, vẩy
hàn, mạt sắt… tránh tắc bẩn và tránh làm hỏng
máy nén và các chi tiết chuyển động.
Cấu tạo
Phin sấy lọc của tủ lạnh thường được gộp
chung trong một vỏ hình trụ bằng đồng hoặc
bằng thép, bên trong có lưới chặn, có thể thêm
lớp nỉ hoặc dạ, giữa là các hạt hố chất có khả
năng hút ẩm như silicagel hoặc zeơlit (hình
4.7).
Vị trí lắp đặt
Phin sấy lọc được lắp sau thiết dàn nóng
trước tiết lưu (hình 2.8).
4.1.5.5. Tiết lưu(ống mao; cáp) Nhiệm vụ
Tiết lưu có nhiệm vụ làm giảm áp suất của lỏng mơi chất từ áp suất ngưng tụ xuống áp suất bay hơi. Độ dài ngắn, đường kính lớn nhỏ của tiết lưu phụ thuộc vào cơng suất và nhiệt độ bảo quản của tủ. Cung cấp đủ lượng mơi chất lỏng cho dàn bay hơi, phù hợp với tải nhiệt của dàn. Duy trì áp suất bay hơi
ổn định.
Cấu tạo
Tiết lưu thường được làm bằng đồng có đường kính rất nhỏ (d = 0,15 ; 0,2 ; 0,3 mm) hình 4.9