Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Kỹ thuật lạnh – Đề 15

CO2 (R-744) là một môi chất lạnh tự nhiên, có ODP = 0 và GWP thấp, được xem là một lựa chọn thay thế tiềm năng cho các môi chất tổng hợp HFC như R-134a, R-404A, R-410A do tác động môi trường thấp hơn đáng kể.

Hút chân không hệ thống lạnh có hai mục đích chính: (1) Kiểm tra độ kín của hệ thống, phát hiện rò rỉ; (2) Loại bỏ không khí và hơi ẩm. Không khí và hơi ẩm lẫn trong hệ thống có thể gây ăn mòn, giảm hiệu suất và gây ra các vấn đề khác.

Bình chứa cao áp (receiver) được đặt sau bình ngưng và có chức năng chứa môi chất lạnh lỏng dư thừa. Nó đảm bảo cung cấp môi chất lạnh lỏng đầy đủ cho van tiết lưu ngay cả khi tải lạnh thay đổi.

Thiếu môi chất lạnh dẫn đến lượng môi chất tuần hoàn không đủ, làm giảm khả năng hấp thụ và thải nhiệt, dẫn đến hiệu suất lạnh giảm. Máy nén phải làm việc liên tục và có thể bị quá nhiệt do không đủ môi chất làm mát và bôi trơn.

Dầu polyolester (POE) là loại dầu tổng hợp tương thích tốt với môi chất lạnh HFC như R-134a. Dầu khoáng và alkylbenzene thường được sử dụng với môi chất HCFC (như R-22), còn PAG thường dùng cho hệ thống điều hòa ô tô với môi chất R-134a và R-1234yf.

Hệ thống lạnh hấp thụ có ưu điểm là sử dụng nhiệt năng thay vì công cơ học để vận hành máy nén. Nguồn nhiệt có thể là điện trở đốt nóng (điện năng), năng lượng mặt trời, hoặc nhiệt thải từ các quá trình công nghiệp.

Bộ lọc ẩm (filter drier) được lắp đặt trong hệ thống lạnh với chức năng chính là loại bỏ các tạp chất cơ học (bụi, cặn) và đặc biệt là hơi ẩm ra khỏi môi chất lạnh, bảo vệ hệ thống khỏi tắc nghẽn và ăn mòn.

Dầu bôi trơn trong máy nén lạnh có vai trò quan trọng trong việc giảm ma sát, mài mòn giữa các bộ phận chuyển động (như piston, trục khuỷu), đồng thời tạo lớp màng dầu làm kín khe hở, giúp duy trì hiệu suất nén.

Độ ẩm (hơi nước) trong hệ thống lạnh có nhiều tác động tiêu cực: gây ăn mòn các chi tiết kim loại, tạo thành axit khi phản ứng với môi chất lạnh, đóng băng tại van tiết lưu gây tắc nghẽn, và giảm hiệu suất trao đổi nhiệt do tạo lớp băng trên bề mặt trao đổi nhiệt.

Bình tách lỏng (Accumulator) được đặt trên đường hút về máy nén, có chức năng tách hơi môi chất lạnh khỏi lỏng. Nếu có lỏng sót lại từ thiết bị bay hơi, bình tách lỏng sẽ giữ lại lỏng và chỉ cho hơi khô về máy nén, bảo vệ máy nén khỏi hiện tượng lỏng về máy nén.

Quá nhiệt là trạng thái môi chất lạnh hơi ở đầu ra thiết bị bay hơi có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bay hơi bão hòa. Mục đích của quá nhiệt là đảm bảo môi chất lạnh hoàn toàn ở trạng thái hơi trước khi về máy nén, tránh hiện tượng lỏng về máy nén gây hư hỏng.

Máy nén ly tâm có khả năng xử lý lưu lượng môi chất lớn và đạt áp suất nén cao, phù hợp với các ứng dụng lạnh công nghiệp quy mô lớn như hệ thống làm lạnh trung tâm trong nhà máy hoặc tòa nhà cao tầng.

Khi nhiệt độ ngưng tụ tăng, áp suất ngưng tụ cũng tăng, dẫn đến máy nén phải làm việc nhiều hơn để đạt được áp suất này. Điều này làm tăng công suất tiêu thụ của máy nén và giảm hiệu suất làm lạnh tổng thể (COP) của hệ thống.

Van tiết lưu nhiệt (TXV - Thermostatic Expansion Valve) sử dụng cảm biến nhiệt độ để đo độ quá nhiệt của môi chất lạnh hơi ở đầu ra thiết bị bay hơi và tự động điều chỉnh độ mở van để duy trì mức quá nhiệt mong muốn, tối ưu hóa hiệu suất bay hơi.

Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt, cần tăng diện tích tiếp xúc giữa bề mặt trao đổi nhiệt và môi trường làm mát (không khí hoặc nước). Cánh tản nhiệt được sử dụng để tăng diện tích bề mặt dàn nóng, giúp tản nhiệt tốt hơn.

R-410A có hiệu suất lạnh thể tích cao hơn R-22, cho phép thiết kế hệ thống nhỏ gọn hơn và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, R-410A có áp suất làm việc cao hơn và không phải là môi chất tự nhiên. Về ODP, cả hai đều không tốt bằng các môi chất thế hệ mới, nhưng R-410A không chứa Clo nên không gây suy giảm tầng ozone như R-22.

Hồi dầu là quá trình đưa dầu bôi trơn từ các bộ phận khác của hệ thống (đặc biệt là bình ngưng và thiết bị bay hơi) trở lại máy nén. Điều này rất quan trọng để đảm bảo máy nén luôn được bôi trơn đầy đủ, tránh mài mòn và hư hỏng.

Có nhiều phương pháp phát hiện rò rỉ môi chất lạnh: Đồng hồ đo áp suất giúp phát hiện sự giảm áp suất bất thường; Đèn halogen hoặc máy dò điện tử phát hiện hơi môi chất lạnh; Vết dầu loang có thể xuất hiện tại vị trí rò rỉ do dầu bôi trơn thường lẫn trong môi chất lạnh.

Quá trình ngưng tụ là quá trình môi chất lạnh chuyển từ trạng thái hơi sang lỏng, giải phóng nhiệt ra môi trường xung quanh. Các quá trình bay hơi và tiết lưu là quá trình thu nhiệt, còn quá trình nén tiêu thụ năng lượng nhưng không tỏa nhiệt trực tiếp ra môi trường như ngưng tụ.

BTU/giờ (British Thermal Units per hour) là đơn vị phổ biến để đo công suất lạnh, đặc biệt trong lĩnh vực điều hòa không khí dân dụng và thương mại. kW là đơn vị công suất điện, HP là đơn vị công suất cơ, Pascal là đơn vị áp suất.

Máy nén xoắn ốc (scroll compressor) phổ biến trong điều hòa không khí ô tô nhờ thiết kế nhỏ gọn, ít rung động, hiệu suất cao ở tốc độ vòng quay thay đổi và khả năng làm việc tốt trong điều kiện nghiêng lắc của xe.

Trên sơ đồ Mollier, quá trình nén đoạn nhiệt lý tưởng (isentropic compression) là quá trình entropy không đổi, do đó được biểu diễn bằng đường đẳng entropy (đường thẳng đứng trên đồ thị pH).

Hệ thống lạnh hấp thụ không sử dụng máy nén cơ học, thay vào đó sử dụng bơm dung dịch có độ ồn và rung động thấp hơn nhiều so với máy nén của hệ thống nén hơi. Về hiệu suất và chi phí, hệ thống nén hơi thường có ưu thế hơn trong nhiều ứng dụng.

R-410A là môi chất lạnh HFC được sử dụng rộng rãi trong điều hòa không khí dân dụng hiện nay do hiệu suất cao và không gây suy giảm tầng ozone. R-22 đã bị loại bỏ dần do tác động môi trường. R-134a và Amoniac ít phổ biến hơn trong ứng dụng dân dụng.

Van tiết lưu (hoặc ống mao) có chức năng chính là giảm áp suất đột ngột của môi chất lạnh lỏng cao áp, làm giảm nhiệt độ trước khi nó đi vào thiết bị bay hơi để thực hiện quá trình hấp thụ nhiệt.

Khí nitơ (N2) là khí trơ, không cháy nổ, không độc hại và khô, thường được sử dụng để thử áp suất và kiểm tra rò rỉ trong hệ thống lạnh vì an toàn và không gây ô nhiễm. Các khí khác như Oxy, Hydro có thể gây nguy hiểm cháy nổ, còn CO2 có thể gây ảnh hưởng đến hệ thống nếu còn sót lại.

Tủ lạnh hấp thụ hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ và nhả hấp thụ của môi chất lạnh (thường là amoniac) bởi chất hấp thụ (thường là nước hoặc dung dịch muối). Quá trình hấp thụ và nhả hấp thụ diễn ra ở các áp suất khác nhau để tạo ra hiệu ứng làm lạnh.

Khi nhiệt độ bay hơi giảm, hiệu nhiệt độ giữa thiết bị bay hơi và môi trường cần làm lạnh tăng lên, nhưng đồng thời áp suất bay hơi giảm, dẫn đến giảm lưu lượng môi chất lạnh và giảm công suất lạnh tổng thể của hệ thống. Để đạt nhiệt độ bay hơi thấp hơn, cần công suất máy nén lớn hơn, nhưng công suất lạnh thực tế lại giảm.

Xả băng tự nhiên (off-cycle defrost) là phương pháp tiết kiệm năng lượng nhất vì không tiêu thụ năng lượng bổ sung. Hệ thống chỉ đơn giản ngừng hoạt động máy nén trong một khoảng thời gian để băng tan tự nhiên do nhiệt độ môi trường.

Kỹ thuật lạnh được ứng dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm, điều hòa không khí, công nghiệp hóa chất và dược phẩm (làm lạnh các quá trình, bảo quản sản phẩm). Sản xuất điện không phải là ứng dụng chính của kỹ thuật lạnh, mặc dù có thể có một số ứng dụng phụ trợ.