qua két sưởi nhận nhiệt từ nước làm mát này.
4.2.3.4. Quạt gió.
Các quạt dùng trong hệ thống điều hoà không khí để thổi luồng không khí đi qua các ống của bộ ngưng tụ hoặc của bộ bốc hơi làm tăng tốc quá trình trao đổi nhiệt tại các bộ phận này.
Quạt điện gồm có động cơ điện một chiều và cánh quạt. Phân loại các kiểu quạt khác nhau theo kiểu cánh: kiểu quạt hướng trục, quạt ly tâm... phụ thuộc vào hướng dòng khí.
Ở kiểu hướng trục, không khí được hút vào và thổi ra song song với trục quay. Ở kiểu ly tâm, không khí được hút vào song song với trục quay nhưng thổi ra vuông góc với trục quay nghĩa là theo hướng trục tâm.
Quạt tuabin - Công suất lớn, tốc độ cao.
Có thể giảm
Kiểu ly tâm Quạt Sirocco - được tốc độ
và kích thước.
Có thể đổi Quạt hướng kính - hướng quay,
kết cấu đơn giản.
Quạt sử dụng cho bộ ngưng tụ là loại quạt điện (điều khiển phụ thuộc vào công tắc cao áp và các rờ-le quạt tản nhiệt) có hai chế độ tốc độ: tốc độ thấp và tốc độ cao, vì vậy quạt Sirocco đáp ứng được yêu cầu này nên thường được sử dụng rộng rãi với tất cả các loại xe của hãng FORD.
4.3. HỆ THỐNG ĐIỀU HOAÌ KHÔNG KHÍ VAÌ NGUYÊN LÝ HOẠTĐỘNG. ĐỘNG.
Hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ là một hệ thống làm tăng tính tiện nghi cho ôtô bằng các cách sau:
- Làm mát không khí ở nơi có nhiệt độ cao hoặc khi trời nắng nóng. - Làm khô không khí. Hình 4.11. Kết cấu các l,oailoại quạt QUẠT TUABIN QUẠT HƯỚNG KÍNH QUẠT SIROCCO QUẠT HƯỚNG TRỤC
- Làm sạch không khí. 4.3.1. Hệ thống làm lạnh.
Hệ thống làm lạnh là thiết bị để làm lạnh hay làm khô không khí trong xe hoặc không khí được hút từ ngoài vào, để tạo ra một bầu không khí dễ chụi trong xe.
4.3.1.1. Lý thuyết cơ bản của làm lạnh.
Có bốn khái niệm làm lạnh cơ bản được sử dụng để điều khiển sự hoạt động của hệ thống lạnh là:
- Độ ẩm không khí. - Sự trao đổi nhiệt.
- Nhiệt hóa hơi và ngưng tụ.
- Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao + Độ ẩm không khí:
Không khí nóng có thể chứa nhiều hơi ẩm hơn không khí lạnh.
Không khí nóng có độ ẩm lớn nhất (chứa một lượng lớn nhất hơi nước) là khi bị làm lạnh tới một nhiệt độ xác định nào đó sẽ tạo ra các giọt nước.
Lúc này, độ ẩm của không khí là 100%. Độ ẩm của không khí có ảnh hưởng rất nhiều đến cơ thể của chúng ta.
Chúng ta đã biết rằng khi độ ẩm của không khí thấp hơn 60% thì khô và thích hợp vì hơi nước trong cơ thể người thoát ra dễ dàng được hấp thụ vào không khí.
Khi độ ẩm của không khí vượt quá 75% thì ngột ngạt và không thích hợp vì lúc này không khí không thể hấp thụ thêm hơi nước.
+ Sự trao đổi nhiệt:
Sự trao đổi nhiệt sẽ diễn ra tại nơi tiếp xúc giữa hai bề mặt có nhiệt độ khác nhau. Sự trao đổi nhiệt này sẽ kết thúc khi nhiệt độ của hai bề mặt trên được cân bằng.
Lượng nhiệt trao đổi được đo bằng Joules (J) hoặc là kilojoules (kJ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lượng nhiệt cần thiết để tăng một lít nước từ 00C lên đến 1000C là 420 kJ.
Ngược lại, cũng một lượng nhiệt như trên được lấy ra khỏi nước nóng 1000C để làm lạnh nó đến 00C.
Trong hệ thống điều hòa không khí trên ôtô thì một lượng nhiệt nào đó được lấy ra khỏi ngăn chở hành khách và truyền ra cho không khí bên ngoài. + Nhiệt hóa hơi và ngưng tụ:
Trong suốt quá trình hóa hơi hoặc ngưng tụ thì lượng nhiệt cung cấp dùng để chuyển trạng thái từ lỏng sang khí hoặc ngược lại mà nhiệt độ không thay đổi.
Ví dụ như:
SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 26 Hình4.13. Đun sôi nước Hình 4.12. Sự trao đổi nhiệt
- Khi nước được đun đến điểm sôi thì chuyển sang hơi nước. Lượng nhiệt cần thiết cho quá trình hóa hơi hoàn toàn lượng nước trên thì được gọi là nhiệt hóa hơi.
- Năng lượng nhiệt chứa trong hơi nước truyền ra môi trường thông qua nắp vung và có các giọt nước đọng lại trên nắp vung do quá trình ngưng tụ. Lượng nhiệt tản ra môi trường trong suốt quá trình ngưng tụ thì được gọi là nhiệt ngưng tụ.
+ Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao:
Với áp suất khí quyển (theo mực nước biển) thì nước sẽ hóa hơi hoặc ngưng tụ tại 1000C.
Nếu ta đun sôi nước trong một bình kín thì hơi nước sẽ được tạo ra cho đến khi áp suất của hơi nước bằng với áp suất của nước.
Nước sẽ không tiếp tục bay hơi cho đến khi có một lượng hơi nước ngưng tụ vì áp suất tăng.
Kết quả của trạng thái cân bằng của nước tạo ra hơi nước và lượng hơi nước đó (hơi nước bảo hòa).
Ví dụ, khi áp suất của nước là 5 bar thì nước sẽ sôi ở nhiệt độ là 1520C.
Nếu ta tiếp tục đun thì điểm sôi sẽ tiếp tục tăng lên cho đến khi tất cả lượng nước trong bình đều chuyển hóa thành hơi nước. Hơi nước lúc này được gọi là hơi nước quá nhiệt.
Ngược lại, chất làm lạnh được sử dụng trong hệ thống lạnh là hơi bảo hòa, nó có thể chuyển sang trạng thái lỏng.
Hình 4.15 Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao. A. Không khí; B. Môi chất làm lạnh R134a.
Xy lanh A: Điền đầy không khí Xy lanh B: Điền đầy R134a Nếu piston nến thể tích không khí lại Nêu piston nén thể tích R134a lại còn
Hình 4.14. Nhiệt lượng cung cấp và nhiệt độ nước
còn một nữa thì áp suất không khí tăng
lên gấp đôi. một nữa thì áp suất của R134a khôngtăng lên mà một phần khí ga đã ngưng tụ thành chất lỏng. Nêu piston đi ngược lại thì phần chất lỏng đó sẽ hóa hơi. Áp suất chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ khi thể tích không đổi.
4.2.1.2. Tận dụng cơ bản việc làm lạnh.
Chúng ta cảm thấy hơi lạnh sau khi bơi ngay cả trong một ngày nóng. Điều đó là do nước trên cơ thể đã lấy nhiệt khi bay hơi khỏi cơ thể. Cũng tương tự như vậy chúng ta cũng cảm thấy lạnh khi bôi cồn lên cánh tay, cồn lấy nhiệt từ cánh tay khi nó bay hơi.
Vì vậy chúng ta có thể chế tạo một thiết bị lạnh sử dụng hiện tượng tự nhiên này tức là bằng cách cho chất lỏng lấy nhiệt từ một vật khi nó bay hơi.
Một bình có khoá được đặt trong một hộp cách nhiệt tốt. Một chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ thường được chứa trong bình. Khi mở khoá, chất lỏng trong bình sẽ lấy đi một lượng nhiệt cần thiết từ không khí trong hộp để bay hơi rồi biến thành khí và thoát ra ngoài. Lúc đó nhiệt độ không khí trong hộp sẽ giảm xuống thấp hơn lúc trước khi khoá được mở.
Hình 4.16. Mô tả cơ bản của việc làm lạnh.
Chúng ta có thể làm lạnh một vật bằng cách này, Nhưng chúng ta phải thêm chất lỏng vào bình bởi vì nó sẽ bị bay hơi hơi hết. Cách này rất không hợp lý. Chúng ta sẽ chế tạo một thiết bị làm lạnh hiệu quả hơn bằng cách sử dụng phương pháp để biến khí thành chất lỏng và sau đó lại làm bay hơi nó.
4.2.1.3. Ga lạnh.
Ga lạnh là một chất tuần hoàn qua các chi tiết chức năng của bộ làm lạnh để tạo ra tác dụng làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt từ việc giãn nở và bay hơi.
Yêu cầu của ga lạnh phải đảm bảo: - Không cháy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Không nổ - Không độc - Không ăn mòn - Không mùi
CFC-12 (thường gọi là R-12 ) là ga lạnh được dùng trong các hệ thống điều hoà không khí thông thường, thoả mãn các yêu cầu trên.
Tuy nhiên, những nghiên cứu hiện nay cho thấy do Clo xả ra từ CFC-12 phá huỷ tầng ôzôn của khí quyển. Tầng ôzôn này có tác dụng như một tấm lọc hấp thụ các tia
SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 28 Nhiệt kế Nhiệt kế Ấm Lạnh Khoá Khí Chất lỏng(dể bay hơi) Hộp cách nhiệt
cực tím (UV) từ mặt trời, bảo vệ cuộc sống của động vật và thực vật khỏi ảnh hưởng của tia có hại này.
Vì vậy, cần phải thay thế CFC-12 bằng một loại ga lạnh khác không phá huỷ tầng ôzôn.
Trong rất nhiều loại ga lạnh có vẻ như không ảnh hưởng đến tầng ôzôn, HCF- 134a có đặc tính làm lạnh rất giông với CFC-12 đã được chọn để dùng trong hệ thống điều hoà không khí trên ôtô.
Bắt đầu từ năm 1992, hệ thống điều hoà trên xe được Toyota sản xuất đã bắt đầu sử dụng ga HFC-134a. quá trình này đã hoàn thành vào tháng 1 năm 1994. mặc dù HFC-134a không phá huỷ tầng ôzôn nó vẫn có xu hướng làm nhiệt độ trái đất ấm lên một chút. Vì vậy để tránh nó bay vào khí quyển chúng ta nên thu hồi và tái chế HFC- 134a bằng một thiết bị đặc biệt dùng cho mục đích này.
Hệ thống điều hoà không khí HCF-134a (được gọi là R-134a) và CFC-12 (được gọi R-12) không thể dùng lẫn nhau. Vì vậy, phải dùng đúng loại ga lạnh, dầu và các chi tiết cho từng hệ thống.
Ga lạnh CFC bắt đầu bị hạn chế từ năm 1989. Hội nghị quốc tế về bảo vệ tầng ôzôn đã đưa ra quyết định này nhằm cũng cố hơn nữa về việc hạn chế sản xuất các loại CFC.
Hội nghị lần thứ tư của công ước Montreal tổ chức tháng 11 năm 1992 đa đưa ra quyết định giảm sản lượng CFC năm 1994 và 1995 xuống còn 25% so với năm 1986 và sẽ chấm dứt hoàn toàn việc sản xuất CFC vào cuối năm 1995.
Nhằm triệt để tuân theo quyết định hạn chế CFC, một bộ biến đổi có thể cần để lắp trên các xe đang dùng ga CFC-12. Việc này liên quan đến phải thay thế một vài chi tiết để cho phép hệ thống điều hoà dùng được loại ga thay thế, một khi ga không còn trên thị trường nữa. Ga lạnh thay thế được dùng trên xe Toyota là HFC-134a không ảnh hưởng đến tầng ôzôn. Bộ biến đỏi đã được phát triển gấp để cho phép các hệ thống điều hoà cũ có thể sử dụng ga lạnh thay thế.
+ Đặc điểm của R-134a.
Như ta đã biết nước sôi ở 100oC dưới áp suất khí quyển nhưng R-134a sôi ở -26,9oC dưới áp suất này. Nước sôi ở 121oC dưới áp suất 1kgf/cm2 nhưng R-134a sôi ở -10,6oC dưới áp suất 1kgf/cm2.
Nếu R-134a bị hở và bay vào không khí ở nhiệt độ bình thường và áp suất khí quyển, nó sẽ hấp thụ nhiệt của không khí xung quanh và sôi ngay lập tức, rồi biến thành khí. R-134a rất dễ ngưng tụ thành chất lỏng dưới điều kiện bị nén và lấy nhiệt.
Ở đồ thị dưới là đường đặc tính của R-134a, nó mô tả mối liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ. Độ thị chỉ ra “ĐIỂM SÔI” của R-134a ở mỗi nhiệt độ và áp suất. Trên đồ thị phần phía trên đường cong là vùng trạng thái khí và phần phía dưới đường cong là vùng trạng thái lỏng. Ga lạnh thể khí có thể biến sang thể lỏng chỉ bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hay bằng cách giảm nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất như ở vùng 1 và 2. Ngược lại ga lỏng có thể biến thành ga khí bằng cách giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hay tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất như ở vùng 3 và 4.
10080 80 60 40 20 0 -20 -30 0 1 2 3 4 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 -30 MPa 40 30 20 10 10 lỏng 4 3 2 1 C 0 0F [kgf/cm ]2 Khí
4.2.1.4. Nguyên lý làm lạnh trên ôtô. +Sự giãn nở và sự bay hơi.
Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, khí lạnh được tạo ra bằng phương pháp sau:
• Ga lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao được chứa trong bình
• Sau đó ga lỏng được xả vào giàn bay hơi (giàn lạnh) qua một lỗ nhỏ gọi là van giãn nở, cùng lúc đó nhiệt độ và áp suất ga lỏng cũng giảm và một ít ga lỏng chuyển thành hơi.
Bình chứa
Giàn bay hơi (giàn lạnh)
Bơm
Van giãn nở
Hình 4.18. Phương pháp tạo ra khí khí lạnh trên ôtô.
Ga có áp suất và nhiệt độ thấp chảy vào trong bình chứa gọi là giàn bay hơi. Trong giàn bay hơi, ga lỏng bay hơi, trong quá trình này nó lấy nhiệt từ không khí xung quanh.
+ Khí R-134a ngưng tụ thành ga lỏng.
SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 30 Nhiệt độ 00C
Aïp suất 2,1 kgf/cm3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hệ thống không khí khi dùng hết ga lỏng. Vì vậy phải cung cấp ga lỏng cho bình chứa. Hệ thống làm lạnh cơ khí biến đổi ga dạng khí thoát ra từ giàn lạnh thành ga lỏng.
Như đã biết, khi khí bị nén, cả áp suất và nhiệt độ của nó đều tăng. Ví dụ : khi khí ga bị nén từ 2,1 kgf/cm2 lên 15 kgf/cm2, nhiệt độ của khí ga sẽ tăng từ 0oC lên 80oC
Điểm sôi của ga lạnh ở 15 kgf/cm2 là 57oC. Nên nhiệt độ 80oC của khí ga bị nén là cao hơn điểm sôi (57oC)
Vì vậy khí ga sẽ biến thành ga lỏng nếu nó bị mất nhiệt đến tận khi nhiệt độ nó giảm xuống tới điểm sôi hay thấp hơn. Ví dụ: khí ga 15 kgf/cm2, 80oC có thể biến thành chất lỏng bằng cách hạ nhiệt độ xuống còn khoảng 23oC.
+ Sự ngưng tụ khí R-134a.
Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, việc ngưng tụ khí ga được thực hiện bằng cách tăng áp suất sau đó giảm nhiệt độ. Khí ga sau khi ra khỏi giàn lạnh bị nén bởi máy nén. Trong giàn ngưng (giàn nóng) khí ga bị nén sẽ toả nhiệt vào môi trường xung quanh và nó ngưng tụ thành chất lỏng. Ga lỏng sau đó trở về bình chứa. Máy nén Giàn ngưng (giàn nóng) Nhiệt Bình chứa Hình 4.19. Sự ngưng tụ khí R-134a. + Chu trình làm lạnh.
Sự khác biệt của chu trình làm lạnh sử dụng trên hệ thống điều hòa không khí xe FORD ở hai phương pháp làm hóa hơi chất làm lạnh:
- Ống tiết lưu. - Van tiết lưu.
Cả hai phương pháp này đều sử dụng trên xe FORD TRANSIT 75.2001. Hệ thống làm lạnh phía trước điều khiển lượng chất đi vào két lạnh sử dụng ống tiết lưu. Hệ thống lạnh phía sau điều khiển lượng chất đi qua bằng van tiết lưu. Thiết bị làm hút ẩm, máy nén, két nóng là những thiết bị chung và có ở cả hai loại. Thiết bị thu nhận và hút ẩm ở chu trình làm lạnh sử dụng van tiết lưu thì được loại bỏ.
Nhiệt độ 800C Aïp suất 15 kgf/cm3
Hình 4.20. Chu trình làm lạnh sử dụng ống tiết lưu.
1. Két ngưng tụ; 2. Máy nén; 3. Két hóa hơi phía trước; 4. Nối từ chu trình lạnh trước; điều; 5.Ống tiết lưu; 6. Đi đến chu trình lạnh phía trước; 7. Bộ tích tụ và tách ẩm
Lượng nhiệt cần thiết cho bay hơi được lấy từ không khí bên ngoài và không khí lạnh được phân phối vào trong nhờ quạt sưởi-điều hòa. Môi chất làm lạnh thể khí đi qua thiết bị tích tụ và hút ẩm trước khi vào lại máy nén.
+ Nguyên lý:
- Chu trình làm lạnh được chia ra là một bên cao áp và một bên thấp áp. Sự hóa hơi của môi chất làm lạnh được thực hiện bên áp suất thấp và ngưng tụ bên áp suất cao.
+ Hoạt động:
- Môi chất làm lạnh ở thể khí được dẫn và được nén bởi máy nén (2). Lúc này nhiệt độ của nó khoảng 700C đến 1100C.
- Khí nóng sau đó được bơm vào két ngưng tụ (1). Két ngưng tụ có chứa