Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của máy lạnh

Thăm quan ảo một số nhà máy sản xuất máy điều hòa không khí

Máy lạnh giúp mang lại không khí mát mẻ, đánh bay cái nóng ngoài trời. Cũng không hề nói sai khi chúng đang ngày càng trở thành thiết bị không thể thiếu trong đời sống của con người. Chúng ta có thể bắt gặp máy lạnh ở khắp mọi nơi. Như các công ty, cơ quan, nhà hàng, khách sạn, trung tâm thương mại hay tai các gia đình. Để người tiêu dùng hiểu hơn về thiết bị này chúng tôi xin chia sẻ nguyên tắc hoạt động và cầu tạo của máy lạnh.

 Nguyên tắc hoạt động của máy lạnh

• Quạt dàn lạnh hút và thổi liên tục tạo ra sự luân chuyển và phân tán không khí lạnh đều trong phòng. Trong dàn lạnh có một cảm biến nhiệt độ của không khí nối với board xử lý tín hiệu (gọi tắt là board). Cảm biến này có nhiệm vụ cảm nhận nhiệt độ không khí hồi về dàn lạnh (đây là nhiệt độ trung bình của không khí trong phòng). Khi nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ cài đặt (là nhiệt độ cài đặt trên remote) khoảng 1-2°C thì board sẽ điều khiển dàn nóng chạy. Dàn nóng chạy sẽ cung cấp gas lỏng tới dàn lạnh, gas lỏng bốc hơi trong dàn lạnh và thu nhiệt không khí đi qua dàn lạnh, không khí mất nhiệt nên nhiệt độ giảm xuống. Khi nhiệt độ không khí trong phòng giảm xuống bằng nhiệt độ cài đặt thì board sẽ điều khiển ngưng dàn nóng. Quá trình làm lạnh tạm ngưng.
• Do có nhiệt độ trong phòng thấp hơn bên ngoài, nên có sự truyền nhiệt từ ngoài vào trong cùng với các vật tỏa nhiệt bên trong làm nhiệt độ không khí trong phòng từ từ tăng lên cho đến khi cao hơn nhiệt độ cài đặt khoảng 1-2°C (khoảng chênh lệch nhiệt độ này tùy thuộc vào thiết kế của mỗi nhà sản xuất) thì board sẽ điều khiển dàn nóng chạy lại. Quá trình làm lạnh tiếp tục.
• Dàn nóng chạy thì dàn lạnh mới có chức năng làm lạnh và tiêu tốn điện nhiều nhất. Khi dàn nóng ngưng, dàn lạnh chỉ là cái quạt luân chuyển không khí trong phòng.
• Mỗi máy lạnh lắp vào một phòng nào đó, khi hoạt động sẽ đạt được nhiệt độ thấp nhất nào đó. Đây là nhiệt độ cuối cùng mà máy có thể đạt được, không thể thấp hơn được. Nếu cài nhiệt độ trên remote thấp hơn nhiệt độ này thì dàn nóng sẽ chạy suốt và tiêu hao điện tối đa.
• Làm sao để biết được nhiệt độ thấp nhất, cách đơn giản nhất là chúng ta cho máy chạy với nhiệt thấp nhất trên remote, khoảng 20-30 phút sau chúng ta bấm remote nâng nhiệt độ lên đến khi nào nghe tiếng “tách” trên dàn lạnh thì có thể xem đó là nhiệt độ thấp nhất mà máy có thể đạt được. Tiếng “tách” vừa nghe là âm thanh của rơ-le trên board ngắt nguồn điều khiển dàn nóng. Để sử dụng máy hiệu quả về điện chúng ta phải vận hành máy từ nhiệt độ đó trở lên.
• Một phòng đươc đăt máy lạnh theo tiêu chuẩn thiết kế dùng cho sinh hoạt phải đạt nhiệt độ 24°C. Nhiệt độ môi trường mà cơ thể con người thích nghi nhất trong khoảng 25-27°C.

Cấu tạo của máy lạnh

• Dàn bay hơi hay chính là các ống đồng hoặc nhôm mà gas lạnh đi trong đó. Giữ cho không khí không thoát ra ngoài. Sau đó chuyển đổi từ chất khí sang chất lỏng và vòng chu kỳ cứ tiếp tục từ chất lỏng sang khí và quay lại chất lỏng. Việc chuyển đổi xảy ra từ không khí mát mẻ đang được thổi qua các cuộn dây khi không khí tiếp xúc với những cuộn dây làm mát nó sẽ đi qua hệ thống trước khi quay trở lại vào khu vực đang được làm mát bằng chất lỏng. Khí rời khỏi thiết bị bay hơi như một áp suất thấp, nhiệt độ thấp, và hơi subcooled. Hơi sau đó trả lại vào máy nén để bắt đầu toàn bộ quá trình trên một lần nữa.Trong dàn lạnh, gas lạnh sẽ sôi ở nhiệt độ thấp và tiến hành làm lạnh các sản phẩm đặt trong dàn. Nhiệt độ sôi trong đó phụ thuộc vào nhiệt độ cần làm lạnh.
• Dàn ngưng là các ống đồng hoặc nhôm mà gas lạnh đi trong đó. Đây là nơi mà các chất làm lạnh sau khi rời khỏi máy nén. Chất làm lạnh khí đi vào như một áp lực cao, khí quá nhiệt. Khi khí hoạt động thông qua bình ngưng và bắt đầu để làm mát. Nó làm mát không khí được thổi qua bên ngoài của các dòng. Khi khí lạnh nó bắt đầu biến đổi trở lại thành chất lỏng. Bởi thời gian chất làm lạnh được rời khỏi condensor thì rất cần chất lỏng.
• Máy nén lạnh làm nhiệm vụ nén gas lạnh từ áp suất thấp trong dàn bay hơi (dàn lạnh) lên áp suất cao trong dàn ngưng (dàn nóng). Trong các máy nhỏ, máy nén cùng động cơ điện được đặt trong cùng một vỏ sắt và được hàn kín thành một khối đặt phía sau máy. Cả khối đó thường được gọi là block của máy. Máy nén có thể được xem là trái tim của máy lạnh. Hoạt động chính là bơm hơi môi chất lạnh thông qua hệ thống và duy trì áp lực nội bộ của không khí trong nhà, dựa vào nhiệt độ của môi trường xung quanh.
• Gas sau khi ngưng có áp suất cao và nhiệt độ gần bằng nhiệt độ môi trường. Để gas có nhiệt độ thấp, thì cho gas qua một ống có đường kính rất bé, gọi là ống mao dẫn hoặc là ống capile. Ống mao dẫn nối dàn nóng và dàn lạnh. Khi đi từ dàn nóng đến dàn lạnh qua ống mao dẫn gas sẽ giảm áp suất và nhiệt độ đến nhiệt độ cần làm lạnh. Trong dàn lạnh gas lại nhận nhiệt của vật cần làm lạnh, sau đó thì máy nén hút và nén lên đến áp suất cao. Và chu trình cứ thế lặp đi lặp lại.
• Van tiết lưu: Đối với các máy có năng suất lạnh lớn để giảm áp suất và nhiệt độ từ dàn nóng đến dàn lạnh người ta dùng van tiết lưu.  Khi gas lỏng lạnh qua đây, áp suất và nhiệt độ được giảm xuống. Để điều chỉnh nhiệt độ, người ta có thể thay đổi tiết diện của van.