MỞ ĐẦU Giới thiệu: Máy lạnh dân dụng là thiết bị lạnh được sử dụng rất phổ biến trong các gia đình để phục vụ nhu cầu bảo quản lương thực, thực phẩm lâu hơn. Mục tiêu: Trình bày được khái niệm và phân loại về máy lạnh dân dụng. Phân tích được ý nghĩa, vai trò kinh tế của máy lạnh dân dụng, máy lạnh thương nghiệp. Trình bày được khái niệm và phân loại về máy lạnh thương nghiệp.
Nội dung chính: 1. MÁY LẠNH DÂN DỤNG: * Mục tiêu: Tìm hiểu được khái niệm và phân loại về máy lạnh thương nghiệp, ý nghĩa, vai trò kinh tế của máy lạnh dân dụng, máy lạnh thương nghiệp. Khái niệm và phân loại: 1. Khái niệm: Máy lạnh dân dụng là những hệ thống lạnh nhỏ sử dụng trong hầu hết các gia đình nhằm phục vụ cho nhu cầu dự trữ thức ăn, rau quả trái cây 1.
Phân loại: Gồm 2 loại: Tủ lạnh làm lạnh trực tiếp (đối lưu tự nhiên). Tủ lạnh làm lạnh trực tiếp 1. Dàn ngưng tụ 3. Phin sấy lọc 4.
Dàn bay hơi Tủ lạnh làm lạnh gián tiếp (đối lưu nhờ quạt). Tủ lạnh làm lạnh gián tiếp 1. Ý nghĩa và vai trò kinh tế: Dùng để bảo quản thực phẩm hàng ngày của con người như: thức ăn, đồ uống, hoa quả .và làm đá sử dụng hàng ngày. MÁY LẠNH THƯƠNG NGHIỆP: * Mục tiêu: Tìm hiểu được về cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách vận hành và ứng dụng trong thực tế.
Khái niệm và phân loại: 2. Khái niệm: Máy lạnh thương nghiệp là những tủ lạnh, quầy lạnh có công suất trung bình trong các nhà hàng, khách sạn, siêu thị…dùng để bảo quản số lượng sản phẩm nhiều để phục vụ cho nhu cầu lớn. Phân loại: Gồm những loại sau: Tủ lạnh Thùng lạnh 3 Tủ đông Tủ kết đông Tủ kính lạnh Quầy kính lạnh Tủ kính đông Quầy kính đông Các loại quầy lạnh đông hở 2. Ý nghĩa và vai trò kinh tế: Dùng để bảo quản thực phẩm như: thủy hải sản, thức ăn, đồ uống, hoa quả …với số lượng nhiều để bảo quản các sản phẩm với mục đích kinh doanh trong nhà hàng và siêu thị.
* Ghi nhớ: - Trình bày được khái niệm máy lạnh dân dụng và thương nghiệp; Phạm vi ứng dụng của máy. 4 Bµi 2 Nguyªn lý ho¹t ®éng, cÊu t¹o tñ l¹nh gia ®×nh 1. Giíi thiÖu s¬ ®å nguyªn lý tñ l¹nh trùc tiÕp Hình 1-1 a: H×nh d¸ng tñ l¹nh trùc tiÕp Trong ®ã : - Evaporator : Dµn bay h¬i - Condenser : Dµn ng-ng tô - Expansion valve : Van tiÕt l-u (Fin + èng mao) - Radiator fins : C¸nh t¶n nhiÖt - Compressor pump : M¸y nÐn - Low-pressure gas : §-êng dÉn gas h¹ ¸p - High- pressure gas : §-êng dÉn gas cao ¸p - Liquid : M¾t gas Dµn ng-ng tô TiÕt l-u Dµn bay h¬i M¸y nÐn Hình1-1b: S¬ ®å nguyªn lý tñ l¹nh trùc tiÕp 5 1. Nguyªn lý lµm viÖc Hoạt động của hệ thống làm lạnh được chỉ ra như ở hình 1-1a và 1-1b.
- Trong dàn bay hơi, môi chất lạnh lỏng sôi ở áp suất thấp (từ 0 đến 1at, áp suất dư) và nhiệt độ thấp (từ -290C đến -130C) để thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh, sau đó được máy nén hút về và nén lên áp suất cao đẩy vào dàn ngưng tụ. Tuỳ theo nhiệt độ môi trường, áp suất ngưng tụ có thể từ 7 đến 11 at, tương ứng với nhiệt độ ngưng tụ là 330C đến 5000C. Nhiệt độ ngưng tụ thường lớn hơn nhiệt độ không khí bên ngoài từ 15 đến 170C trong điều kiện dàn ngưng không có quạt gió. - Ở dàn ngưng, môi chất thải nhiệt cho không khí làm mát và ngưng tụ lại, sau đó đi qua ống mao (van tiết lưu) để trở lại dàn bay hơi, thực hiện vòng tuần hoàn kín: nén - hoá lỏng - bay hơi.
Vì ống mao có tiết diện rất nhỏ và chiều dài lớn nên có khả năng duy trì sự chênh lệch áp suất cần thiết giữa dàn ngưng tụ và dàn bay hơi, giống như van tiết lưu. Lượng môi chất lỏng phun qua ống mao cũng phù hợp với năng suất nén của máy nén. Giíi thiÖu s¬ ®å nguyªn lý tñ l¹nh gi¸n tiÕp Hình1-2b: H×nh d¸ng tñ l¹nh gi¸n tiÕp 6 Dµn ng-ng tô TiÕt l-u Dµn bay h¬i M¸y nÐn Hình1-2b: S¬ ®å nguyªn lý tñ l¹nh gi¸n tiÕp 1. Nguyªn lý lµm viÖc Gièng nh- tñ l¹nh trùc tiÕp, chØ kh¸c lµ cã thªm qu¹t giã ®Ó trao ®æi nhiÖt víi m«i tr-êng bªn ngoµi ( th¶i nhiªt) vµ m«i tr-êng cÇn lµm l¹nh (thu nhiÖt).
CÊu t¹o tñ l¹nh gia ®×nh Một tủ lạnh bao giờ cũng có hai phần chính: hệ thống lạnh và vỏ cách nhiệt. Vỏ gồm: vỏ ngoài bằng tôn sơn màu trắng hoặc sáng, bên trong là khung bằng nhựa, ở giữa có lớp cách nhiệt bằng polyurethan hoặc polystirol. Cửa tủ cũng được cách nhiệt. Hệ thống lạnh gồm các phần chủ yếu sau: lốc kín (máy nén và động cơ), dàn ngưng tụ, phin lọc, ống mao (van tiết lưu) và dàn bay hơi.
Môi chất lạnh (thường là freôn 12 – CCl2F2 - sản phẩm tổng hợp từ dầu mỏ) tuần hoàn trong hệ thống. Các tủ lạnh có dung tích nhỏ dưới 100 lít thường có dàn lạnh đặt ở một góc phía trên của tủ. Các tủ có dung tích trên 100 lít thường chia ra ba ngăn rõ rệt. Ngăn trên cùng là ngăn đông có nhiệt độ dưới 00C dùng để bảo quản thực phẩm 7 lạnh đông hoặc để làm nước đá cục.
Ngăn giữa có nhiệt độ từ 0 đến 50C để bảo quản lạnh và ngăn dưới cùng có nhiệt độ khoảng 100C để bảo quản rau, hoa quả. Ngăn này chỉ cách với ngăn giữa bằng một tấm kính. CÊu t¹o, ho¹t ®éng cña m¸y nÐn 2. NhiÖm vô : Máy nén có nhiệm vụ hút hơi môi chất từ dàn bay hơi nén lên áp suất cao để đẩy vào dàn ngưng tụ, đảm bảo áp suất bay hơi, ngưng tụ cũng như lưu lượng yêu cầu.
Yêu cầu : Máy nén trong hệ thống lạnh quan trọng như trái tim của cơ thể sống, nó quyết định sự làm việc hiệu quả của hệ thống lạnh nên nó phải đáp ứng được các yêu cầu : làm việc ổn định, có độ tin cậy cao, làm việc lâu bền, không ồn và không rung. Nguyªn lý cÊu t¹o : Máy nén được chia ra rất nhiều loại như Pittông, trục vít, rôto, xoắn ốc, tua bin. Máy nén của tủ lạnh ra đình là loại máy nén pittông. Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy nén pittông được trình bày trên hình 1-3.
Nguyên lý cấu tạo và làm việc của máy nén Pittông 1. Máy nén pittông gồm các bộ phận chính là pittông, xilanh, tay biên, trục khuỷu, khoang hút, khoang đẩy, clapê hút và đẩy, đẩy pittông chuyển động tịnh 8 tiến qua lại được trong xilanh là nhờ cơ cấu tay quay thanh truyền hoặc trục khuỷu tay biên biến chuyển động quay từ động cơ ra chuyển động tịnh tiến qua lại. Khi pittông từ trên đi xuống, clapê hút 4 mở , clapê đẩy 5 đóng, máy nén thực hiện quá trình hút. Khi đạt đến điểm chết dưới quá trình hút kết thúc, pittông đổi hướng, đi lên, quá trình nén bắt đầu.
Khi áp suất trong xilanh lớn hơn áp suất ở khoang đẩy 7, clapê đẩy mở ra để pittông đẩy hơi nén vào khoang đẩy để vào dàn ngưng tụ. Khi pittông đạt tới điểm chết trên, quá trình đẩy kết thúc, pittông lại đổi hướng đi xuống để thực hiện quá trình hút của chu kỳ mới. Một số thông số quan trọng của máy nén là: 1. Thể tích xilanh Vxl= (d2/4).z ; Trong đó: d- đường kính pittông, cm s- khoảng chạy pittông, cm z- số xilanh 2.
Thể tích hút lý thuyết V= Vxl.n; Trong đó : n- là vòng quay đơn vị là 1/s Thể tích hút lý thuyết là thể tích mà pittông quét được trong một đơn vị thời gian, cũng chính là thể tích mà máy nén hút được trong một đơn vị thời gian. Thể tích hút thực tế Vtt là thể tích hơi gas lạnh mà máy nén hút được trong thực tế. Do máy nén có rất nhiều tổn thất khác nhau nên thể tích hút thực tế bao giờ cũng nhỏ hơn thể tích hút lý thuyết. Hiệu suất thể tích Hiệu suất thể tích là tỷ số giữa thể tích hút thực tế trên thể tích hút lý thuyết.
= Vtt/ Vlt Hiệu suất thể tích phụ thuộc chủ yếu vào tỷ số nén hay tỷ số áp suất ngưng tụ trên áp suất bay hơi. Tỷ số này càng lớn thì hiệu suất thể tích càng nhỏ. Khi tỷ số này đạt đến một giá trị nào đó thì hiệu suất thể tích bằng không. Để đảm bảo máy nén làm việc hiệu quả thường người ta quy định tỷ số nén đối với freôn khoảng 910 và không vượt quá 13.
Khi tỷ số nén vượt quá 13 phải chuyển sang máy nén hai cấp. Ngoài ra, hiệu suất thể tích còn phụ thuộc vào kiểu loại máy nén, đặc biệt phụ thuộc vào độ dão sau khi hoạt động. Lưu lượng máy nén m = Vtt/v ; kg/s 9 Trong đó v là thể tích riêng của hơi gas lanh ở trạng thái hút, lưu lượng gas lạnh quyết định năng suất lạnh của máy nén. Năng suất lạnh của máy nén Q0 = m (h1 – h4), W Trong đó (h1 – h4) là hiệu Entanpy của gas lạnh ở cửa ra h1 và cửa vào h4 của dàn bay hơi, xác định được rất dễ dàng trên đồ thị Mollier, đơn vị là Kj/kg.
Công suất động cơ Ns = m (h2 – h1), W Hay là công nén lý thuyết mà máy nén tiêu tốn, trong đó (h2 – h1) là hiệu entenpy của gas lạnh ở cửa ra h2 và cửa vào h1 của máy nén, đơn vị là Kj/kg. Nhiệt lượng toả ra ở dàn ngưng Qk = m (h2 – h3), W Trong đó (h2 – h3) là hiệu entanpy ở cửa vào h2 và cửa ra h3 của dàn ngưng. Do quá trình tiết lưu đẳng entanpy nên h3 = h4. Tất cả các hiệu entanpy có thể xác định rất dễ dàng trên đồ thị Mollier.
Ghi nhớ : Năng suất lạnh của một máy nén lạnh không phải là cố định mà thay đổi theo nhiệt độ ngưng tụ và bay hơi. Khi nhiệt độ bay hơi giảm 1 0C thì năng suất lạnh giảm 4%, điện tiêu tốn tăng khoảng 1,5%. Khi nhiệt độ bay hơi giảm 10C thì năng suất lạnh giảm 4%, điện năng tiêu tốn khoảng 1,5%. Khi nhiệt độ ngưng tụ tăng 10C thì năng suất lạnh giảm 1,5%, điện tiêu thụ cũng tăng 1,5%.
Blốc tủ lạnh Blốc là máy nén và động cơ được bố trí đồng thời trong một vỏ hàn kín. Blốc của tủ lạnh gia đình là loại máy nén pittông có 1 xilanh. Hình 1-4 giới thiệu máy nén kín (blốc) ký hiệu AE của hãng Tehcumseh (Mỹ). Blốc kiểu AE của hang tehcumseh (Mỹ) 1.