2. Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô
2.4.4. Thiết bị giãn nở
Môi chất lạnh ở thể lỏng áp suất cao, sau khi ra khỏi bình lọc hút ẩm và theo ống dẫn môi chất đến thiết bị giãn nở (hay còn gọi là thiết bị định lượng dòng chảy, van tiết lưu hay van giãn nở). Tại thiết bị này, môi chất lạnh ở thể lỏng được phun thành một lớp sương mù có nhiệt độ thấp, áp suất thấp nạp vào giàn bay hơi.
Thiết bị dãn nở hay van giãn nở nhiệt là một loại van biến đổi, nó có thể thay đổi độ mở của van để đáp ứng được với các chế độ tải trọng làm lạnh của bộ bốc hơi. Thiết bị giãn nở được điều khiển bằng áp suất vào của bộ bốc hơi, van này sẽ mở để lưu thông nhiều môi chất lạnh hơn khi trong cabin ôtô yêu cầu độ lạnh nhiều hơn. Hoặc khi chế độ tải lạnh yêu cầu ít hơn, thì van giãn nở sẽ giảm dòng chảy của
29
môi chất lạnh xuống. Trên ôtô, thiết bị giãn nở nhiệt được lắp đặt tại ống vào của bộ bốc hơi, sau giàn ngưng tụ.
Có hai kiểu van giãn nở được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí ôtô; kiểu van giãn nở có áp suất không đổi (hay còn gọi là ống mao dẫn; ống định cỡ OT) và kiểu van giãn nở nhiệt, kiểu này có hai loại: Loại van giãn nở nhiệt có bầu cảm biến nhiệt (còn gọi là van tiết lưu có râu hoặc van tiết lưu đơn), và loại van giãn nở nhiệt khối (hay còn gọi là van tiết lưu cụm). Trong đó kiểu van giãn nở nhiệt được sử dụng rộng rãi hơn trong hệ thống điều không khí ôtô.
Hình 2 - 18. Thiết bị giãn nở kiểu ống định cỡ OT
Đối với thiết bị giãn nở kiểu ống định cỡ OT là ống có lỗ định cỡ đường kính cố định, chất làm lạnh phải lưu thông qua ống này. Loại này chế tạo đơn giản và rẻ hơn so với loại van giãn nở cảm biến nhiệt. Nhưng khi dùng loại ống OT thì không thể điều khiển được lưu lượng môi chất lạnh nạp vào bộ bốc hơi theo yêu cầu tải lạnh được, vì nó không phản ứng được với nhiệt độ của bộ bốc hơi. Nên tại thời điểm chế độ tải làm lạnh yêu cầu thấp, nhưng lưu lượng môi chất lạnh cấp vào bộ bốc hơi vẫn không đổi (nhiều hơn yêu cầu), dẫn đến tình trạng “ngập lỏng” trong bộ bốc hơi.
Trong hệ thống sử dụng ống định cỡ OT phải thêm vào một bộ tích trữ (bình lọc ẩm) ở phía áp suất nhiệt độ thấp, nằm giữa bộ bốc hơi và máy nén thể khí để giữ lại và lưu trữ môi chất lạnh ở thể lỏng (nếu không có bộ tích trữ này, khi môi chất lạnh
30
hút về máy nén sẽ có có lẫn môi chất lạnh ở trạng thái lỏng, điều này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng làm việc và tuổi thọ của máy nén trong hệ thống). Bộ lọc ẩm thường được gắn ở phía cửa ra của bộ bốc hơi và được nối với máy nén bằng một ống mềm.
Hiện nay, thiết bị giãn nở kiểu này ít còn được sử dụng trên các xe đời mới, bởi tính tự động hóa và hiệu suất làm việc của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô ít được thỏa mãn.
Trên hệ thống điều hòa không khí ôtô đời mới, thường sử dụng thiết bị giãn nở loại van giãn nở nhiệt có kí hiệu là ZFC. Lưu lượng môi chất lạnh đi qua van giãn nở được xác định bằng sự chuyển động dọc của kim van. Hoạt động của van giãn nở được điều khiển bằng sự chênh lệch giữa áp suất hơi Pf (áp suất phía trong bầu cảm biến nhiệt độ) với tổng áp suất Ps (áp lực của lò xo đóng van) và Pe (áp suất của hơi môi chất lạnh nạp vào bộ bốc hơi).
Chế độ ngừng hoạt động, áp suất mặt dưới màng cân bằng mạnh hơn mặt trên màng nên van đóng lại. Khi hệ thống hoạt động, tùy theo sự chênh lệch giữa các áp suất điều khiển van và nhiệt độ của môi chất lạnh ở các bộ phận trong hệ thống mà van giãn nở sẽ cho lưu lượng môi chất lạnh phun nhiều hay ít vào bộ bốc hơi để phù hợp với các chế độ tải lạnh trên ôtô.
Hình 2 - 19. Cấu tạo một kiểu van giãn nở loại đơn
31
1- Lò xo 6- Đường dung dịch đi vào
2- Van 7- Bộ cảm biến
3- Ống cân bằng 8- Ống mao dẫn
4- Màng và buồng tác động 9- Đường dung dịch đi ra 5- Cần tác động
Loại van giãn nở nhiệt này có nhiều kiểu khác nhau: kiểu van giãn nở có bộ cân bằng (bầu cảm biến nhiệt độ) bên trong; kiểu van giãn nở nhiệt có bộ cân bằng bên ngoài và kiểu van giãn nở hộp (khối).