Phân tích kỹ thuật và công nghệ của điều hòa không khí hai chiều đi sâu nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí hai chiều hãng DAIKIN

1.2.1 Khái niệm về máy lạnh điều hòa nhiệt độ Máy lạnh điều hòa nhiệt độ là một thiết bị hoặc một hệ thống có nhiệm vụ duytrì nhiệt độ môi trường ở mức độ theo yêu cầu sử dụng, trong một

Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU

Trong đời sống hằng ngày, nhu cầu sinh hoạt cũng như lao động sản xuất Điều kiệnmôi trường đóng vai trò hết sức quan trọng Vì vậy nhằm đảm bảo cho hoạt động sinh hoạtcũng như lao động được tốt hơn, chúng ta cần có môi trường làm việc đảm bảo nhiệt độ vàkhông khí trong môi trường làm việc luôn trong lành và thích hợp Trong những năm gầnđây thì do quá trình công nghiệp hóa của nước ta đang phát triển rất nhanh, nên môi trườngsống cũng như môi trường làm việc bị ảnh hưởng rất nhiều do thời tiết và môi trường thayđổi Mùa hè thì nắng nóng kéo dài, mùa đông thì lạnh Điều này làm ảnh hưởng trực tiếpđến sức khỏe cũng như năng suất lao động của con người Vậy nên điều hòa không khí làmột thiết bị không thể thiếu trong hầu hết các gia đình, công ty, nhà xưởng

Từ những vấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn đề tài tốt nghiệp: “Phân tích kỹ

thuật và công nghệ của điều hòa không khí hai chiều Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí hai chiều hãng DAIKIN ”.

Nội dung báo cáo bao gồm:

Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật nhiệt của điều hòa không khí hai chiều

Chương 2: Hệ thống điều hòa nhiệt độ

Chương 3: Hệ thống điều hòa nhiệt độ hai chiều sử dụng công nghệ biến tần của hãng DAIKIN

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ đặc biệt làthầy PGS.TS Nguyễn Tiến Ban là người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này Tuynhiên với lượng kiến thức và thời gian có hạn của mình nên không tránh khỏi những thiếusót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và của các bạn để hoànthiện đề tài của mình hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT NHIỆT CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ HAI

CHIỀU 1.1 Khái quát chung

Từ xa xưa loài người đã biết sử dụng lạnh trong đời sống: để làm nguội một vậtnóng, người ta đưa nó tiếp xúc với vật lạnh Ở những nơi mùa đông có băng tuyết thìvào mùa đông người ta sản xuất nước đá cây ngoài trời, sau đó đưa nước đá cây vàohầm tích trữ lại, vào mùa hè người ta sử dụng lượng lạnh do nước đá cây nhả ra để bảoquản rau quả, thịt cá thu hoạch được để dành cho mùa đông

Ở thế kỷ 17 nhà vật lý người Anh là Bôi và nhà vật lý người Đức là Gerike đãphát hiện: ở áp suất chân không nhiệt độ bay hơi của nước thấp hơn ở áp suất khíquyển Trên cơ sở này năm 1810 nhà bác học người Anh đã chế tạo ra máy lạnh sảnxuất nước đá Năm 1834 bác sỹ Perkin người Anh đã đưa máy lạnh dùng môi chấtêtylen C H vào ứng dụng Khi một nhà bác học ở viện hàn lâm Pháp trình bày phươngpháp bảo quản thịt bằng làm lạnh thì công nghệ lạnh mới thực sự phát triển

Các môi chất lạnh ban đầu được sử dụng là không khí, êtylen C H, ôxit cacbon

CO, ôxít sulfuric SO, peôxit nitơ NO Về sau môi chất lạnh tìm được là amoniac NH.Những năm 30-40 của thế kỷ 20 người ta tìm ra các freon, là các dẫn xuất từ dãy hydrocacbon no

Năm 1862 máy lạnh hấp thụ ra đời Năm 1874 kỹ sư Linde người Đức chế tạo

ra máy nén lạnh đầu tiên tương đối hoàn chỉnh Sang thế kỷ 20 các cơ sở nhiệt độngcủa máy lạnh đã tương đối hoàn thiện Máy lạnh hiệu ứng Peltie, hiệu ứng từ trường rađời Công cuộc chạy đua làm lạnh về 0K vẫn tiếp diễn Kỹ thuật lạnh được ứng dụngtrong nhiều ngành:

1 Trong công nghiệp thực phẩm: bảo quản thịt, cá, rau, quả; trong sản xuất sữa,bia, nước ngọt, đồ hộp Nước đá dùng rộng rãi trong ăn uống, bảo quản sơ bộ cá đánhbắt ở biển

2 Trong công nghiệp: ngành luyện kim hóa lỏng không khí thu ôxy cấp cho các

lò luyện gang (36 - 38% ôxy), lò luyện thép và hàn cắt kim loại (tới 96 - 99% ôxy);hóa lỏng, chưng cất không khí thu các đơn chất - khí trơ He, Kr, Ne, Xe - để nạp vàobóng đèn Sử dụng lạnh cryo trong siêu dẫn

3 Trong nông nghiệp: hóa lỏng không khí thu nitơ làm phân đạm

4 Trong y tế: dùng lạnh bảo quản thuốc men, máu; dùng nitơ lỏng bảo quản cácphôi, dùng lạnh trong phẫu thuật để giảm bớt chảy máu

5 Trong quốc phòng: dùng ôxy lỏng cho tên lửa, tàu vũ trụ Trước khi tên lửakhai hỏa người ta cho ôxy lỏng có nhiệt độ dạng khí -180C ra khỏi bình chứa nên tathấy phần ống phóng ở đuôi có băng và hơi nước ngưng tụ mù mịt, sau ít giây mớithấy lửa phụt ra, khi tên lửa bay phần đuôi vẫn đóng băng

6 Điều hòa không khí cho nhà ở, văn phòng làm việc, nhà công cộng, các xínghiệp công nghiệp, các phương tiện giao thông

Ngày nay người ta đã chế tạo được nhiều loại máy nén khác nhau có công suất lạnh cho 1 máy nén tới 1000MCal/h với môtơ điện tới 400kW

1.2 Lý thuyết về điều hòa làm lạnh không khí

1.2.1 Khái niệm về máy lạnh (điều hòa nhiệt độ)

Máy lạnh (điều hòa nhiệt độ) là một thiết bị hoặc một hệ thống có nhiệm vụ duytrì nhiệt độ môi trường ở mức độ theo yêu cầu sử dụng, trong một không gian nhất định Việc làm lạnh được thực hiện theo chu trình lạnh

1.2.2 Giới hạn của máy lạnh

Máy lạnh chỉ làm việc được khi nơi thoát nhiệt không nóng hơn 480C vànguồn nhiệt không lạnh hơn 50C, vượt quá giới hạn đó thì máy lạnh không thể bơmnhiệt được Một số máy lạnh sẽ tự động ngừng làm việc khi phát hiện ra tình trạng quágiới hạn đó Đôi khi nhiệt độ không khí ngoài trời chưa tới 480C nhưng dàn nóng bịnắng rọi hoặc không đủ thoáng hơi nên nóng lên, khiến ảnh hưởng đến việc bơm nhiệtcủa máy lạnh Do đó nên che nắng và thoát hơi cho giàn nóng

 Áp suất ngưng tụ theo điều kiện thường không quá cao.

 Năng suất lạnh riêng khối lượng và năng suất lạnh riêng thể tích hơi hút phải lớn

 Không làm hư hỏng các sản phẩm trong bảo quản, chế biến lạnh

 Không làm hư hỏng các vật liệu chế tạo nên máy lạnh

 Không độc hại với con người, không cháy nổ, không phá hỏng môi trường

 Có hệ số tỏa nhiệt lớn, hệ số dẫn nhiệt cao

 Không phân hủy ở nhiệt độ cao, không tác dụng hóa học với dầu bôi trơn máy nén

 Dễ sản xuất, giá thành hạ…

Các môi chất lạnh thông dụng: nước HO, Amoniac NH, Sunfuro SO và các loạiFreon như Freon 12 CFCl, Freon 22 CHFCl…

b Chất tải lạnh:

Chất tải lạnh là những chất đã được hạ nhiệt độ khi đi qua thiết bị bay hơi của

hệ thống máy lạnh để đưa đi làm lạnh các vật khác Hệ thống lạnh dùng chất tảilạnh là hệ thống làm lạnh gián tiếp

Chất tải lạnh có thể ở thể lỏng (dung dich nước muối NaCl, CaCl, MgCl, glicol,nước có nhiệt độ bằng hoặc lớn hơn 0C ), thể rắn (nước đá, tuyết CO…), thể khí(không khí, khí CO, hỗn hợp khí N và H…)

1.2.4 Các phương pháp làm lạnh

Có 6 phương pháp làm lạnh nhân tạo cơ bản:

1 Phương pháp bay hơi khuếch tán

2 Phương pháp hòa trộn lạnh

3 Phương pháp giãn nở có sinh ngoại công

4 Phương pháp dùng tiết lưu

5 Phương pháp dùng hiệu ứng điện nhiệt

6 Phương pháp bay hơi chất lỏng

1.2.4.1 Phương pháp bay hơi khuếch tán

Mỗi một dung dịch lỏng trong môi trường không khí, có một áp suất bốc hơinhất định, tùy theo nhiệt độ của dung dịch Quá trình bốc hơi sẽ làm lạnh dung dịchdẫn đến hạ nhiệt độ môi trường xung quanh Làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc củamột dung dịch trong không khí là làm tăng công suất bốc hơi và tăng công suất làmlạnh

1.2.4.2 Phương pháp hòa trộn lạnh

Trong cùng điều kiện nhiệt độ môi trường và áp suất khí quyển, nhiệt độ củanước đá đang tan là 00C Ta cho thêm ít muối vào trong nước đó, nhiệt độ của nước

đá lúc đó có thể giảm dưới 00C Khi đá càng tan nhiều thành nước thì nhiệt độ càng

hạ thấp xuống cho đến khi đá tan hoàn toàn Đá tan vì liên kết phân tử nước bị phá vỡ,

do đó quá trình này sẽ thu một lượng nhiệt lớn từ môi trường xung quanh: tức là hỗnhợp nước đá + muối càng lạnh hơn khi đá càng tan

Phương pháp này được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp khai thác,đánh bắt thủy sản

1.2.4.3 Phương pháp giãn nở có sinh ngoại công

Định nghĩa: Quá trình giãn nở có sinh ngoại công là quá trình giãn nở thuậnnghịch đẳng entropy của các chất từ áp suất cao xuống áp suất thấp Thường dùngtrong công nghiệp, dùng cho máy lạnh nén khí

Hình 1.1 Nguyên lý máy lạnh nén khí

1.2.4.4 Phương pháp dùng tiết lưu

Quá trình tiết lưu là quá trình giảm áp suất do ma sát mà không sinh ngoại côngkhi môi chất chuyển động qua những chỗ có trở lực cục bộ đột ngột

Thông thường môi chất đi qua các nghẽn với vận tốc rất lớn (15 - 20 m/s);chiều dài của nghẽn không lớn (chừng 20mm) Nhiệt lượng do ma sát sinh ra tại vị trínghẽn đó không kịp truyền ra môi trường xung quanh Thực tế nhiệt do ma sát sinh rakhông đáng kể Do đó quá trình trao đổi nhiệt giữa môi chất và môi trường xung quanhđược bỏ qua.Vậy quá trình tiết lưu được xem là quá trình dãn nở đoạn nhiệt khôngsinh ngoại công

Hình 1.2 Dùng ống tiết lưu thay cho máy giãn nở trong máy nén hơi.

1.2.4.5 Phương pháp dùng hiệu ứng điện nhiệt

Q 0

bình nóng Máy

dãn nở

Pdn

Giảm tiết diện

Hình 1.3 Hiệu ứng Pentier.

1- tấm đồng; 2,3- thanh bán dẫn có bản chất khác nhau; T1>T2

Năm 1834 nhà vật lý Pentier đã phát hiện ra hiệu ứng vật lý mang tên ông Hiệuứng Pentier được phát biểu như sau: Nếu cho dòng điện chạy qua từ hai chất dẫn điện khác nhau (Hình 1.3) thì 1 đầu sẽ nóng lên và nhả nhiệt, 1 đầu sẽ lạnh đi và thu nhiệt Nếu cho dòng điện chạy ngược lại thì đầu nhả nhiệt sẽ thành đầu thu nhiệt và đầu thu nhiệt sẽ thành đầu nhả nhiệt Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị không có bộ phận chuyển động cơ khí nên không gây ồn, thời gian sử dụng lớn; do không có môi chất lạnh nên không sợ bị rò rỉ Tuy nhiên do dùng chất bán dẫn nên thiết bị đắt tiền, hiệu suất làm lạnh thấp

1.2.4.6 Phương pháp bay hơi chất lỏng

Gas lạnh hay môi chất lạnh (nghiên cứu ở dưới) được bơm vào hệ thống từ các van nạp, sẽ đi qua máy nén khí Tại đó nó được nén thành dạng lỏng, sau đó được đẩy

đi qua dàn ngưng tụ rồi qua ống tiết lưu đi tới dàn bay hơi Trong quá trình bay hơi nó

sẽ lấy đi nhiệt độ của môi trường Sau đó chúng quay lại dạng khí và được máy nén hóa lỏng trở lại tạo thành vòng tuần hoàn khép kín

Hình 1.4 Làm lạnh bằng phương pháp bay hơi chất lỏng

3

4

Tiết lưu

2

Bay hơi

1

môtơ điện máy nén ngưng tụ

1.3 Nguyên lý cấu tạo của máy nén.

a Cấu tạo máy nén điều hòa

Trong quá trình nén, phần xoắn ốc tĩnh được giữ cố định và phần xoắn động dichuyển trên trục chuyển động lệch tâm Gas được dẫn vào khoảng trống do hai đĩaxoắn tạo ra Hai đĩa khép dần từng nấc và dần tiến vào tâm của hình xoắn ốc, thể tíchnhỏ dần tạo ra áp suất lớn, khi đến tâm thì gas đạt được áp suất đẩy và được nén quacổng đẩy ở tâm của scroll cố định Các túi khí được nén đồng thời và liên tiếp nên tạo

ra sự liên tục, ổn định, hiệu quả và yên tĩnh trong quá trình hoạt động

Hình 1.6 Phần xoắn bên trong máy nénNguyên lý làm việc của máy nén scroll:

Hình 1.7 Nguyên lý làm việcHình 1.7 thể hiện nguyên lý hoạt động của máy nén scroll Gas đi vào từ hai lỗ

mở đối tâm (A), được nén giữa các túi dạng lưỡi liềm của hai scroll (B và C), cho đến khi đến tâm (D) để đạt được áp suất đẩy cần thiết Quá trình hút và nén gas diễn ra đềuđặn, liên tục không xảy ra sự rung động và chấn động

1.4 Lý thuyết về điều hòa làm nóng không khí

1.4.1 Đặt vấn đề

Từ xa xưa, con người luôn có ý thức tạo ra điều kiện không khí tiện nghi chomình: mát mẻ vào mùa hè, ấm áp vào mùa đông Chính vì thế, điều hòa nhiệt độ haichiều ra đời Máy điều hòa hai chiều được thiết kế theo dạng truyền nhiệt giải phóng

từ nơi này sang nơi khác

Máy điều hòa hai chiều hoạt động cũng tương tự như tủ lạnh, nhưng khác ở chỗ

nhiệt tỏa ra từ đằng sau tủ lạnh là bắt nguồn từ bên trong, một dàn bay hơi hấp thụnhiệt từ không khí trong tủ lạnh, sau đó truyền ra ngoài qua dàn ngưng phía sau

tủ Máy điều hòa hai chiều cũng hoạt động giống vậy, nhưng thay vì một dàn như tủ

lạnh thì máy điều hòa hai chiều có tới hai dàn, một dàn trong nhà và một dàn bên

ngoài được nối với nhau để kéo nhiệt từ không khí ngoài trời và truyền vào nhà

1.4.2 Phương thức tạo nhiệt sưởi vào mùa đông trong máy điều hòa

Bằng cách đóng mở các van điện từ, khiến cho đường đi của môi chất lạnh thayđổi, dẫn tới hoán đổi vai trò của hai dàn trao đổi nhiệt là dàn ngưng tụ (tỏa nhiệt) vàdàn bay hơi (thu nhiệt) Ở chế độ làm mát, dàn bay hơi ở bên trong nhà, dàn ngưng tụ

ở bên ngoài nhà Ở chế độ làm ấm, dàn ngưng tụ lại ở trong nhà, dàn bay hơi ở ngoàinhà Ngoài ra máy điều hòa hai chiều còn được trang bị bộ nhiệt điện trở để sưởi ấmthêm

1.4.3 Cấu tạo van đảo chiều điện từ

Hình 1.8 Cấu tạo van đảo chiều điện từ điều hòa hai chiều.

1 Cuộn hút điện từ của van

2 Ty van điều khiển

3 Ty van chính

A Lối vào đường đẩy máy nén

B Lối vào dàn ngưng tụ

C Lối vào đường hút máy nén

D Lối vào dàn bay hơi

CHƯƠNG 2

HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU

2.1 Nguyên lý hoạt động chung, chức năng, phân loại của hệ thống điều hòa nhiệt độ.

* Chế độ làm mát của điều hòa

Khi chưa cấp điện vào cuộn hút điện từ của van, nhờ lực đẩy của lò xo mà tyvan điều khiển ép về phía bên phải Ống b đang có áp suất hút thông với ống c, lúc này

áp lực sẽ đẩy ty van chính về phía bên trái, do đó cửa A thông với cửa B, cửa C thôngvới cửa D (Hình 2.1) Lúc này hệ thống làm việc ở chế độ làm mát (Hình 2.3a): 5 làdàn bay hơi, 2 là dàn ngưng tụ

Hình 2.1 Van đảo chiều ở chế độ làm mát

* Chế độ làm ấm của điều hòa

Bắt đầu chế độ làm ấm của điều hòa, bộ phận điều khiển của máy đưa tín hiệuđiều khiển tác động đến cuộn dây cuộn hút điện từ của van Cuộn dây cuộn hút điện từ

sẽ hút ty van điều khiển về bên trái đồng thời nén lò xo lại, ống b được thông với ống

a Ống b đang có áp suất hút thông với ống a, lúc này ty van chính sẽ bị áp lực đẩy vềbên phải, do đó cửa A thông với cửa B, cửa C thông với cửa D (Hình 2.2) Lúc này hệthống làm việc ở chế độ làm ấm (Hình 2.3b): 5 là dàn ngưng tụ, 2 là dàn bay hơi

Hình 2.2 Van đảo chiều ở chế độ làm ấm.

Hình 2.3.a Sơ đồ máy lạnh làm việc ở chế độ làm mát

Hình 2.3.b Sơ đồ máy lạnh làm việc ở chế độ làm ấm

Hình 2.3 giới thiệu sơ đồ nguyên lý của điều hòa nhiệt độ hai chiều ở hai chế độlàm mát và làm ấm

Đối với máy lạnh một khối, người ta lắp đặt thêm một ống mao phụ nối tiếp vớiống mao chính và một van một chiều mắc song song với ống mao phụ Khi máy làmviệc ở chế độ làm mát thì van một chiều mở, môi chất chạy qua ống mao chính quavan một chiều rồi đi vài dàn hơi Khi máy làm việc ở chế độ làm ấm, van một chiềuđược điều khiển đóng lại, môi chất chạy qua cả hai ống mao chính và ống mao phụ.Trở lực của ống mao tăng lên làm cho lưu lượng môi chất qua giàn bay hơi giảm vàlàm giảm nguy cơ quá tải nhiệt Hình 2.4 giới thiệu sơ đồ giảm tải nhiệt bằng ống maophụ Sơ đồ bao gồm:

Hình 2.4 Sơ đồ giảm tải nhiệt bằng ống mao phụ.

Trong máy điều hòa hai khối, để khắc phục tình trạng quá tải, người ta có thểdùng cách giống như máy lạnh một khối hoặc dùng cách gắn các bộ cảm biến nhiệt độtrên các dàn trao đổi nhiệt Tín hiệu nhiệt sẽ chuyển thành tín hiệu điện

Khi nhiệt độ trong trong phòng bị tăng cao đột ngột (6 - 7 C), qua bộ điều khiểnrelay nhiệt sẽ tác động ngắt nguồn vào của động cơ quạt gió ở dàn bên ngoài phòng.Quạt dừng lại nên nhiệt thu từ dàn ngoài phòng giảm làm cho nhiệt độ dàn trongphòng giảm theo Khi nhiệt độ giảm xuống khoảng 4,5 – 5 C thì relay nhiệt lật trạngthái, cấp nguồn cho quạt dàn ngoài hoạt động Việc này lặp đi lặp trong suốt quá trìnhđiều hòa hoạt động

Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện khối ngoài phòng của điều hòa hai khối.

2.2 Mạch điện điều hòa.

2.2.1 Máy lạnh sử dụng công nghệ inverter

Máy lạnh sử dụng inverter là những máy lạnh sử dụng công nghệ biến tần(inverter) Toàn bộ việc điều tiết độ lạnh trong phòng của máy được kiểm soát thôngqua bo mạch điện tử vi xử lí thông minh thay cho công nghệ sử dụng relay cảm biếnnhiệt của các dòng máy lạnh thông thường

* Tính tiết kiệm của điều hòa inverter

Điều hoà inverter đã thay thế tụ điện thông thường bằng mạch biến tần để thayđổi tốc độ máy nén bằng thay đổi tần số nguồn cung cấp Chế độ cáp phun lạnh thôngthường đã thay đổi bằng chế độ tiết lưu tự động Động cơ máy nén quạt dàn nóng vàdàn lạnh cũng thay đổi từ điện áp AC thông thường sang điện áp DC

Đặc biệt phần máy nén có trang bị nam châm noedym (nam châm đất hiếm)mạnh hơn gấp 10 lần so với nam châm thường Điều đó đã làm cho động cơ máy nén

có thể chạy từ 0 vòng/phút lên 6000 vòng /phút và đã loại bỏ đi được dòng khởi độngđộng cơ máy nén

Đối với phòng bình thường một máy điều hòa inverter 12000BTU khi chạy máy

sẽ hoạt động từ 0W đến 1200W và máy nén sẽ chạy từ 0vòng /phút đến 6000 vòng/phút Khi ta để nhiệt độ trong phòng 250C, trong vòng 40 phút máy sẽ làm việc hếtcông suất là 6000 vòng/phút Khi nhiệt độ trong phòng giảm thì điện năng cũng giảm

và tốc độ của máy nén cũng giảm, sau 40 phút nhiệt độ đã đạt theo cài đặt của người

sử dụng là 250C thì tốc độ của máy nén chỉ còn là 3000 vòng/phút tương đương vớiđiện năng tiêu thụ là 600W Chính điều đó đã tiết kiệm đi được 50% điện năng.

Hình 2.7 Khả năng tiết kiệm của máy lạnh Inverter so với máy lạnh thông thường 2.2.2 Điều hòa inverter dùng vi xử lý hãng Renesas

Hệ thống dùng vi điều khiển trung tâm SuperH M16C/Tiny của hãng Renesas

Vi điều khiển có bộ nhớ on-chip flash hoạt động với tần số tối đa 50Hz với 16 bittimer đa chức năng và bộ chuyển đổi A/D tốc độ cao Ở hình 2.8 sử dụng khối điềukhiển trung tâm SuperH M16C/Tiny có bộ chuyển đổi tương tự - số A/D, RAM, ROM,CPU, Timer, cổng truyền thông nối tiếp Serial…Vi xử lý dùng bộ điều chỉnh độ rộngxung (Inverter control PWM) để điều khiển bộ nghịch lưu Ngoài ra vi điều khiểntrung tâm còn điều khiển chế độ quạt làm mát cưỡng bức ( FAN MOTOR) bằng mộttimer và giao tiếp với khối điều khiển hệ thống ( System Control MCU) thông qua mộtcổng truyền thông nối tiếp serial

Hệ thống dùng biến tần gián tiếp có điều chỉnh hệ số công suất Dòng điện xoaychiều đi vào hệ thống sẽ qua bộ chỉnh lưu có điều chỉnh hệ số công suất (PFC – PowerFactor Correction) Dòng điện xoay chiều sẽ được chỉnh lưu thành dòng một chiềubằng cầu chỉnh lưu 4 diode Dòng 1 chiều này sẽ đi qua cuộn lọc rồi được băm xungqua IGBT, sau đó đi qua tụ lọc để trở thành điện áp 1 chiều bằng phẳng Nguồn 1chiều này lại tiếp tục được đưa vào bộ nghịch lưu để trở thành dòng điện xoay chiều

có thể thay đổi được tần số Mục đích là thay đổi tần số dòng điện cấp cho động cơmáy nén qua đó thay đổi tốc độ máy nén

Hình 2.8 Điều hòa inverter sử dụng vi xử lý hãng Renesas.

Hình 2.9 Khối trong nhà và khối điều khiển từ xa nhà của điều hòa inverter

dùng vi xử lý hãng Renesas

Hình 2.10 Khối ngoài nhà của điều hòa inverter dùng vi xử lý hãng Renesas.

2.3 Các trang bị điện cho hệ thống.

2.3.1 Máy nén lạnh

Máy nén lạnh cũng giống như máy nén để bơm xe, làm nhiệm vụ nén ga lạnh(môi chất lạnh) từ áp suất thấp trong dàn bay hơi (dàn lạnh) lên áp suất cao trong dànngưng (dàn nóng) Trong các máy nhỏ, máy nén cùng động cơ điện được đặt trongcùng một vỏ sắt và được hàn kín thành một khối đặt phía sau máy Cả khối đó thườngđược gọi là blốc của máy.

Ở đây quá trình ngược lại với trong dàn lạnh, ga lạnh từ trạng thái hơi (áp suấtcao và nhiệt độ cao) nhả nhiệt ra không khí và biến thành trạng thái lỏng giống nhưnước, nhưng ở áp suất cao (gần giống quá trình chưng cất rượu) Nhiệt độ ở dàn ngưngphụ thuộc vào khả năng làm mát của dàn Nhiệt độ không khí càng thấp, không khí lưuthông tốt thì nhiệt độ ngưng càng thấp và máy lạnh làm việc càng hiệu quả

Để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt, ở cả dàn lạnh và dàn nóng đều có các cách traođổi nhiệt dưới các hình thức khác nhau, có thể là các tấm nhôm mỏng

2.3.3 Các cảm biến trong hệ thống điều hòa nhiệt độ

Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý khôngđiện thành các tín hiệu điện.

* Hoạt động:

Trong điều hòa, cảm biến nhiệt độ là thiết bị để đo nhiệt độ trong phòng vàđiều chỉnh độ lạnh sao cho đúng với cài đặt của người sử dụng Khi đó nhiệt độ từ môitrường sẽ được cảm biến hấp thu, tại đây tùy theo cơ cấu của cảm biến sẽ biến đạilượng nhiệt này thành một đại lượng điện nào đó Như thế cảm biến được coi là mộtyếu tố hết sức quan trọng trong hệ thống HVAC “nhiệt độ môi trường cần đo” và

“nhiệt độ cảm nhận của cảm biến”

Cảm biến nhiệt độ dàn (đầu đồng)

Cảm biến nhiệt độ phòng (đầu nhựa)

2.3.4 Các cụm thiết bị khác

a Ống mao dẫn (capile):

Ga lạnh sau khi ngưng có áp suất cao và nhiệt độ gần bằng nhiệt độ môi trường

Để ga có nhiệt độ thấp, người ta cho ga qua một ống có đường kính rất bé, gọi là ốngmao dẫn hoặc là ống capile Ống mao dẫn nối dàn nóng và dàn lạnh Khi đi từ dànnóng đến dàn lạnh qua ống mao dẫn ga sẽ giảm áp suất và nhiệt độ đến nhiệt độ cầnlàm lạnh

Trong dàn lạnh ga lại nhận nhiệt của vật cần làm lạnh, sau đó lại được máy nénhút và nén lên đến áp suất cao Như vậy ta nói ga lạnh đã thực hiện được một chu trìnhlạnh và quá trình cứ thế lặp đi, lặp lại cho đến khi máy bị hỏng

b Van tiết lưu (dùng trong máy inverter)

Đối với các máy có năng suất lạnh lớn để giảm áp suát và nhiệt độ từ dàn nóngđến dàn lạnh người ta dùng van tiết lưu Van tiết lưu thực chất là van có tiết diện rấtnhỏ, khi ga lỏng lạnh qua đó, áp suất và nhiệt độ được giảm xuống Để điều chỉnhnhiệt độ, người ta có thể thay đổi tiết diện của van

Ngoài các thiết bị chính trên, tủ lạnh hoặc máy điều hòa nhiệt độ đều có rơlenhiệt độ Khi nhiệt độ đạt đến trị số yêu cầu, rơle sẽ tác động làm cho máy nén ngừngchạy Khi nhiệt độ tăng lên, rơle lại tác động cho máy chạy lại

c Van đảo chiều

Bình lọc (hút ẩm) môi chất lạnh là một bình kim loại bên trong có lưới lọc và chất hút

ẩm Chất hút ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chất lạnh Bên

trong bầu lọc/hút ẩm, chất khử ẩm được đặt giữa hai lớp lưới lọc hoặc được chứa trongmột túi khử ẩm riêng Túi khử ẩm được đặt cố định hay đặt tự do trong bầu lọc Khảnăng hút ẩm của chất này tùy thuộc vào thể tích và loại chất hút ẩm cũng như tuỳ

Phía trên bình lọc (hút ẩm) có gắn cửa sổ kính để theo dõi dòng chảy của môi chất, cửanày còn được gọi là mắt ga Bên trong bầu lọc, ống tiếp nhận môi chất lạnh được lắpđặt bố trí tận phía đáy bầu lọc nhằm tiếp nhận được 100% môi chất thể lỏng cung cấpcho van giãn nở

* Nguyên lý hoạt động.

Môi chất lạnh, thể lỏng, chảy từ bộ ngưng tụ vào lỗ (1) bình lọc (hút ẩm), xuyên qualớp lưới lọc (2) và bộ khử ẩm (3) Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống là do chúng xâmnhập vào trong quá trình lắp ráp sửa chữa hoặc do hút chân không không đạt yêu cầu.Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch bụi bẩn và chất ẩm thì các van trong hệ thốngcũng như máy nén sẽ chóng bị hỏng

Sau khi được tinh khiết và hút ẩm, môi chất lỏng chui vào ống tiếp nhận (4) và thoát racửa (5) theo ống dẫn đến van giãn nở

Kính quan sát là lỗ để kiểm tra được sử dụng để quan sát môi chất tuần hoàn trong chutrình làm lạnh cũng như để kiểm tra lượng môi chất

Có hai loại kính kiểm tra: Một loại được lắp ở đầu ra của bình chứa và loại kia đượclắp ở giữa bình chứa và van giãn nở

Tài liệu tham khảo

2.4 Điều khiển hệ thống

2.4.1 Kiếm soát tình trạng đóng băng dàn lạnh

Hơi nước ngoài không khí khi đi xuyên qua giàn lạnh sẽ ngưng tụ trên bề mặt phía ngoài các ống giàn lạnh Nếu áp suất trong giàn bay hơi hạ xuống thấp, số nước ngưng tụ nói trên sẽ đóng băng làm tắc nghẽn đường lưu thông của gió thổi xuyển qua giàn bay hơi Năng suất lạnh giảm ngay Để ngăn ngừa tình trạng này có một vài giải pháp sau:

 Cắt nối ly hợp máy nén

Bên trong máy nén có trang bị bộ li hợp điện từ Bộ ly hợp này được điều khiển nhờ một công tắc ổn nhiệt (cảm biến đồng gắn ở giàn) Công tắc này cảm biến theo áp suất,nghĩa là theo nhiệt độ của giàn bay hơi Khi nhiệt độ của giàn bay hơi hạ xuống đến gần điểm đóng băng, công tắc ngắt mạch điện, cho máy nén ngừng bơm

Lúc nhiệt độ giàn lạnh tăng lên mức qui định thì công tắc ổn nhiệt sẽ đóng mạch để máy nén vận hành trở lại

 Dùng van kiểm soát

Một phương pháp khác được dùng chống đóng băng giàn lạnh là tiết lưu dòng hơi môi chất lạnh từ giàn lạnh chạy về giàn nóng Phương pháp này thực hiện được nhờ kiểm soát áp suất, có nghĩa là nhiệt độ của môi chất lạnh trong giàn bay hơi Một vài kiểu van khác nhau được dùng cho hệ thống này:

+) Van điều khiển POA

Tài liệu tham khảo

+) Van điều áp giàn bay hơi EPR+) Van tiết lưu STV

Tính hiệu suất áp suất của giàn bay hơi sẽ điều khiển hoạt động của van Khi áp suất bên trong giàn bay hơi hạ xuống, van tiết lưu sẽ giảm bớt lưu lượng dòng môi chất lạnh trở về máy nén, khi áp suất trong giàn bay hơi tăng lên, van tiết lưu sẽ mở lớn chonhiều môi chất lạnh trở về máy nén Động tác này của van tiết lưu giúp kiểm soát được

áp suất bên trong giàn bay hơi, có nghĩa là kiểm soát được nhiệt độ giàn bay hơi nhằm ngừa tình trạng đóng băng giàn bay hơi

Một chức năng khác của van tiết lưu là tự động điều chỉnh nhiệt độ không khí trong phòng theo chế độ đặt trước

2.4.2 Thiết bị an toàn, bảo vệ hệ thống

a Công tắc nhiệt độ môi trường(cảm biến ruồi):

Cảm biến này cảm biến nhiệt độ môi trường bên ngoài, được bố trí trên giàn lạnh Lưu ý: Riêng điều hòa inverter của hãng DAIKIN ngoài giàn nóng cũng được bố trí thêm một cảm biến đặt phía sau giàn tản nhiệt, mục đích của nó là cảm biến nhiệt độ môi trường xung quanh cũng như nhiệt độ giàn tản nhiệt để tăng giảm tốc độ quay của máy nén và quạt tản nhiệt giàn

Cảm biến này cảm biến nhiệt độ môi trường , nó được trang bị nhằm ngăn cản không

có máy nén hoạt động trong các trường hợp:

Tài liệu tham khảo

+ Lúc không cần thiết phải làm lạnh

+ Bị hỏng hóc bên trong máy nén

+ Bị mất ga, mất áp suất

Cảm biến này thường được gắn phía ngoài giàn tản nhiệt

b Công tắc bảo vệ áp suất thấp (máy công suất lớn khoảng 48000BTU trở lên):

Công tắc này ngắt mạch điện khi áp suất môi chất lạnh trong hệ thống tụt xuống thấp,được hàn gắn vào đường ống hút của cục nóng Khi xảy ra tình trạng áp suất thấpnghĩa là môi chất lạnh bị thất thoát thiếu hụt hoặc do thiếu dầu nhờn, nếu tiếp tục chomáy nén hoạt động có thể dẫn đến việc phá hỏng máy nén

c Công tắc bảo vệ áp suất cao (máy công suất lớn khoảng 48000BTU trở lên):

Công tắc này được bố trí trên đường ống đẩy của máy nén Khi áp suất bơm tăng lênquá cao, công tắc sẽ ngắt điện không cho máy nén hoạt động

2.4.3 Phân phối không khí đã được điều hòa

Không khí sau khi được điều hòa sẽ được thổi ra môi trường qua cửa thổi gió ra.Không khí cung cấp cho quá trình trao đổi nhiệt được tái luân lưu Nghĩa là được hút

từ phía trên máy, rồi được điều hòa, nghĩa là được làm lạnh hoặc được sưởi ấm và thổi

ra cửa ra

Tài liệu tham khảo

Thường thì phần lớn các loại điều hòa có hai chế độ là chế độ thổi gió mà cửa ngápđứng yên, và chế độ auto(swing)

Chế độ cửa ngáp đứng yên thì hướng gió sẽ thổi cố định theo một hướng duynhất, góc mở tùy vào người dùng cài đặt

Chế độ auto(swing) là chế độ cửa ngáp sẽ tự động hoạt động chuyển động lên,chuyển động xuống với mục đích không khí đã được điều hòa sẽ được phân phối đềuhết cả phòng