4.1.1 Cơ sở hình thành
Khảo sát một không gian được cách nhiệt, bên trong có một bình chứa môi chất cho phép lỏng môi chất bay hơi ra môi trường xung quanh qua lỗ thoát (Hình a). Khi môi chất bay hơi sẽ nhận nhiệt của môi trường xung quanh, làm cho nhiệt độ môi trường bên trong không gian giảm xuống. Để nhiệt độ trong không gian ổn định thì nhiệt độ bề mặt bình phải ổn định hay nhiệt độ bay hơi của môi chất phải ổn định, muốn vậy cần phải duy trì áp suất bay hơi trong bình. Để thực hiện điều này người ta sử dụng bơm hút môi chất với công suất tương ứng để duy trì áp suất môi chất trong bình (Hình b). Trong quá trình làm việc môi chất liên tục bay hơi ra môi trường bên ngoài vì vậy lượng môi chất trong bình giảm xuống, để áp suất bay hơi trong bình ổn định cần phải cấp lỏng môi chất bổ sung ổn định vào bình (Hình c). Mặt khác, trong quá trình làm việc môi chất liên tục được cấp vào bình và được bơm ra môi trường bên ngoài, do đó không kinh tế vì vậy cần phải đưa môi chất trở lại bình chứa. Để thực hiện điều này, người ta cho hơi sau khi ra khỏi bơm sẽ được đưa đến thiết bị gọi là thiết bị ngưng tụ, tại đó hơi môi chất sẽ được làm mát và ngưng tụ Q (a) Q Bơm (b) 25
thành lỏng. Tuy nhiên lỏng môi chất này ở áp suất cao hơn áp suất trong bình, nếu đưa ngay vào bình thì áp suất bên trong bình có xu hướng tăng sau mỗi vòng tuần hoàn, vì vậy trước khi đưa lỏng môi chất trở lại bình cần phải giảm áp suất xuống, bằng áp suất trong bình. Bằng cách bố trí một thiết bị giảm áp ngay sau thiết bị ngưng tụ (Hình d).
Vậy khi khép kín sơ đồ ta có sơ đồ chu trình máy lạnh nén hơi
3
TBNT 2
TBGA MN
4 TBBH 1
Hình 4.2: Sơ đồ chu trình máy lạnh nén hơi MN: Máy nén, TBNT: Thiết bị ngưng tụ TLGA: Thiết bị giảm áp,TBBH:Thiết bị bay hơi
Q
Bơm
(c)
Q
Qk
Bơm Thiết bị ngưng tụ
(d)
Hình 4.1: Cơ sở hình thành chu trình máy lạnh
nén hơi một cấp Nguyên lý làm việc
Hơi môi chất sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi, được bơm (máy nén) hút về nén lên thành hơi có áp suất cao. Sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp, rồi tiếp tục đi qua thiết bị giảm áp, giảm áp xuống áp suất bay hơi. Sau đó đi vào bình bay hơi (thiết bị bay hơi) nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh, sôi hóa hơi, hơi ra khỏi bình bay hơi (thiết bị bay hơi) lại được bơm (máy nén) hút về. Chu trình cứ thế tiếp diễn.