Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tủ lạnh

Tủ lạnh gia đình là thiết bị làm giảm nhiệt độ trong tủ để bảo quản lương thực, thực phẩm, thuốc men, rau củ quả hoặc làm đá trong gia đình.
Môi chất lạnh trong tủ đóng vai trò quan trọng và là phương tiện vận chuyển để truyền nhiệt lượng bên trong tủ ra bên ngoài tủ. Dịch vụ Fix chuyên sửa tủ lạnh tại nhà chia sẻ với các bạn một số thông tin về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng.

Cấu tạo của tủ lạnh

Hệ thống lạnh của tủ lạnh phải có hai bộ phận trao đổi nhiệt: bộ phận thu nhiệt trong tủ (dàn lạnh) và bộ phận tỏa nhiệt bên ngoài tủ (dàn nóng).
Vỏ tủ lạnh được làm hai lớp, giữa hai lớp có lớp đệm cách nhiệt để hạn chế sự trao đổi nhiệt giữa bên trong và bên ngoài tủ.

Theo nguyên lý thu nhiệt và tỏa nhiệt, tủ lạnh được chia thành 3 loại:

• loại khí nén,
• Kiểu hấp thụ
• Loại cặp nhiệt điện

Nguyên lý làm việc của tủ lạnh

Dùng hai chất bán dẫn: chất bán dẫn dẫn điện là êlectron (-) và chất bán dẫn dẫn điện là lỗ trống (+), chúng được nối với nhau bằng thanh đồng (hình 2-1). , chúng tạo thành cặp nhiệt điện. Nếu dòng điện chạy từ tấm bán dẫn (-) đến tấm bán dẫn (+), phần tiếp giáp giữa hai tấm bán dẫn hấp thụ nhiệt (làm mát), trong khi đầu kia tỏa nhiệt. Nhiệt lượng Qt đầu lạnh hấp thụ được xác định theo công thức:

Qt = (U1 – U2) IT1 (3-1)
Trong đó: U1, U2 – Hệ số Peltier
I – cường độ dòng điện đi qua cặp nhiệt điện
T1 – nhiệt độ cuối lạnh.

Sử dụng hiện tượng này, nhiều cặp chất bán dẫn khác nhau có thể được ghép với nhau, đưa tất cả các đầu lạnh về một phía (dàn lạnh) và các đầu nóng về một phía (dàn nóng) để tạo thành tủ lạnh.

Thuận lợi: Không gây tiếng ồn, nhỏ gọn, dễ dàng mang theo, không cần chất làm lạnh, có thể chuyển từ tủ lạnh sang tủ nóng dễ dàng (thay đổi kết nối điện), thuận tiện cho việc di chuyển vì sử dụng pin.

Khuyết điểm: hệ số lạnh thấp, tiêu tốn nhiều điện năng, giá thành cao, không có khả năng giữ lạnh.

Máy điều hòa nhiệt độ và hấp thụ (tủ lạnh) ít được sử dụng ở nước ta.

• Thiết bị bay hơi
• Quạt thiết bị bay hơi
• Con dấu cửa cao su
• Ice Breaker
• Điều chỉnh nhiệt độ
• Máng bảo quản ướt
• Núm điều chỉnh thời gian rã đông
• Tụ điện
• Khối động cơ
• Quạt ngưng tụ
• Dòng chất lỏng

Vận hành hệ thống lạnh

Trong thiết bị bay hơi 1, môi chất lạnh lỏng sôi ở áp suất thấp (từ 0 đến 1 at – áp suất dư) và nhiệt độ thấp (từ -29 đến -130C) để thu nhiệt của môi chất cần làm lạnh, sau đó được máy nén 2 hút vào. và được nén đến áp suất cao và đẩy vào bình ngưng 3. Tùy theo nhiệt độ môi trường mà áp suất ngưng tụ có thể từ 7 đến 11 at, ứng với nhiệt độ ngưng tụ từ 330C đến 500C. Nhiệt độ bình ngưng thường cao hơn nhiệt độ không khí bên ngoài từ 15 đến 170C trong điều kiện bình ngưng không có quạt.

Trong dàn ngưng, môi chất thải nhiệt cho không khí nguội đi và ngưng tụ, sau đó đi qua ống mao dẫn (van tiết lưu) để trở về dàn bay hơi, thực hiện chu trình khép kín: nén – hóa lỏng – bay hơi.

Do ống mao dẫn có tiết diện rất nhỏ và chiều dài lớn nên có thể duy trì sự chênh lệch áp suất cần thiết giữa dàn ngưng và dàn bay hơi, giống như van tiết lưu. Lượng chất lỏng phun qua ống mao dẫn cũng phù hợp với khả năng nén của máy nén.

Môi chất lạnh và dầu bôi trơn

Tủ lạnh gia đình thường sử dụng freon 12 (R12) – CCl2F2. R12 là khí không màu, mùi rất nhẹ và không độc ở nồng độ thấp. R12 chỉ độc khi nồng độ trong không khí lớn hơn 20% thể tích. Ở áp suất khí quyển 1, R12 sôi ở -29,80C và đóng băng thành băng ở -1550C.

R12 gần như không phản ứng với bất kỳ kim loại nào, không dẫn điện, khả năng rò rỉ qua các lỗ nhỏ trên kim loại cao hơn nhiều so với không khí. R12 có khả năng hòa tan các hợp chất hữu cơ và nhiều loại sơn nên các cuộn dây của động cơ điện phải sử dụng loại sơn cách điện đặc biệt, không hòa tan trong R12.

R12 không tan trong nước, lượng nước cho phép trong tủ lạnh gia đình không quá 0,0006% khối lượng.

Ở điều kiện bình thường, R12 không độc, không ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm, nhưng ở nhiệt độ cao hơn 4000C, R12 tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa sẽ phân hủy thành hydrochloride và hydrofluoride rất độc.

R12 hóa lỏng và dầu bôi trơn không hòa tan vào nhau, nhưng hơi R12 và dầu bôi trơn có độ hòa tan hạn chế. Khi R12 hòa tan trong dầu bôi trơn, độ nhớt của dầu giảm. Khi áp suất và nhiệt độ giảm, độ hòa tan của hơi R12 trong dầu tăng lên.

Dầu nhớt trong máy nén và động cơ của tủ lạnh gia đình không thể thay thế hoặc bổ sung định kỳ. Dầu nhờn làm việc ở điều kiện hòa tan R12 cần đáp ứng các yêu cầu đặc biệt: độ ổn định và độ nhớt cao, độ ẩm thấp, điểm đông đặc, độ đục thấp. Tính ổn định của dầu bôi trơn là khả năng chống lại quá trình oxy hóa của dầu, đây là một yêu cầu đặc biệt quan trọng.

Dầu bôi trơn khô có tính hút ẩm mạnh và dễ hút nước trong không khí nên khi bảo quản và vận chuyển dầu phải để trong bao bì kín. Trước khi cho dầu vào tủ lạnh, cần lau khô dầu và kiểm tra kỹ loại dầu sử dụng.

Máy nén tủ lạnh gia đình

a) Nhiệm vụ của máy nén

Hấp thụ toàn bộ chất làm lạnh được tạo ra trong dàn bay hơi, đồng thời duy trì áp suất cần thiết cho quá trình bay hơi ở nhiệt độ thấp.

Nén chất làm lạnh ở trạng thái hơi từ áp suất dàn bay hơi đến áp suất ngưng tụ và đẩy vào dàn ngưng.

Phải có đủ công suất, thể tích, lưu lượng môi chất lạnh qua máy nén, phù hợp với chất tải nhiệt của dàn bay hơi và dàn ngưng.

b) Yêu cầu của máy nén

Hoạt động chắc chắn, ổn định, tuổi thọ cao và độ tin cậy cao, có khả năng sản xuất hàng loạt.

Hiệu quả làm việc cao.

Khi làm việc không rung, không ồn.

c) Phân loại máy nén

Máy nén tủ lạnh gia đình chủ yếu là máy nén pittông 1 hoặc 2 xy lanh. Ngoài ra còn có máy nén rôto nhưng chủ yếu được sử dụng trong máy điều hòa không khí, ít thấy trong tủ lạnh gia đình.

d) Nguyên lý làm việc

Máy nén pittông sử dụng cơ cấu tay quay để biến đổi chuyển động quay của động cơ điện thành chuyển động tịnh tiến qua lại của pittong.

Sơ đồ cấu tạo máy nén pittông với cơ cấu tay quay thanh truyền.

Máy nén pittông hoạt động như sau: Pittông chuyển động lên xuống trong xi lanh. Khi piston chuyển động từ trên xuống, áp suất trong khoang hút giảm, vỏ hút tự động mở ra do chênh lệch áp suất, máy nén thực hiện quá trình hút. Khi pittông đến tâm chết phía dưới, quá trình hút kết thúc, pittông đổi hướng chuyển động lên trên để thực hiện quá trình nén. Khi áp suất trong xi lanh cao hơn áp suất trong buồng phun, vỏ ống phun sẽ tự động mở ra để cho phép chất làm lạnh đi vào buồng phun. Quá trình hóa hơi kết thúc khi xi lanh đạt đến tâm điểm chết trên.
Quá trình hút và nén được lặp lại.

Thuận lợi: của máy nén piston: công nghệ gia công đơn giản, dễ bôi trơn, có thể đạt tỉ số nén piston n = Pk / P0 ≈ 10 với một khâu nén, trong đó Pk là áp suất trên dàn ngưng, P0 là áp suất sau ống mao dẫn (dàn bay hơi).

Khuyết điểm: của máy nén pittông: có nhiều chi tiết và cặp ma sát nên dễ bị mài mòn.

Máy nén pittông được sử dụng nhiều trong tủ lạnh gia đình và máy lạnh công suất lớn.

• Hình trụ
• Clape thật tệ
• Van đặt tấm phẳng
• Clasp đẩy
• Nắp xi lanh
• pít tông
• Chốt
• Thanh truyền
• Khuỷu tay
• Ổ trục

Tụ điện

Dàn ngưng là thiết bị trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh ngưng tụ ở một bên và môi chất làm lạnh ở bên kia (nước hoặc không khí).

Thải nhiệt của môi chất ra môi trường xung quanh. Lượng nhiệt thải qua dàn ngưng đúng bằng nhiệt lượng mà dàn bay hơi thu vào tủ (để làm lạnh) cộng với điện năng tiêu thụ của máy nén.

Thiết bị bay hơi

Dàn bay hơi được lắp sau ống mao dẫn hoặc van tiết lưu (theo chiều chuyển động của môi chất lạnh) và trước máy nén trong hệ thống lạnh.

Trong tủ lạnh, dàn bay hơi được lắp ở phía trên cùng bên trong tủ (Hình 2-2) và được sử dụng như một ngăn đá để đựng thực phẩm và làm đá.

Kết cấu: Dàn bay hơi thông thường là loại dàn có rãnh cho môi chất lạnh tuần hoàn. Đối lưu tự nhiên không khí bên ngoài, chất liệu là inox hoặc nhôm. Thiết bị bay hơi tấm nhôm được cấu tạo giống như thiết bị ngưng tụ tấm nhôm.

Một số hư hỏng đối với dàn bay hơi và cách khắc phục

Khung máy bay bị hư hỏng, dột. Phát hiện các vết thủng, rò rỉ bằng cách tra vết dầu, bằng xà phòng (khi tủ không chạy) hoặc phải tháo bộ phận ra để bơm khí lên 10 ÷ 12at và nhúng vào két nước.

Lý do: có thể do sử dụng các vật sắc nhọn như dao, tua vít để lấy đá và thực phẩm đông lạnh trên thiết bị, do thiết bị bị gỉ từ bên ngoài hoặc từ bên trong.

Phương pháp khôi phục:

Dùng keo epoxy hai thành phần bịt kín lỗ thủng, hàn khí lại.

Khi sử dụng keo epoxy, bề mặt phải được làm sạch, trộn cẩn thận hai thành phần keo rồi phủ lên vị trí bị thủng, sau đó có thể kiểm tra bằng khí nén. Phương pháp bôi keo đơn giản, không làm hỏng lớp sơn bảo vệ của các vị trí xung quanh.

Phương pháp hàn có độ bền cao nhưng ngọn lửa hàn làm cháy lớp bảo vệ bề mặt trên khung nhôm, gây ra hiện tượng nội lực do giãn nở nhiệt không đều, dễ bị thủng lại.

Xem thêm nhiều bài viết về : Mẹo vặt nhà bếp

from tiphaymoingay.com https://ift.tt/xFZKbhM
via IFTTT