Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Kỹ thuật lạnh – Đề 5

Đèn halogen hoặc đèn UV được sử dụng để phát hiện rò rỉ môi chất lạnh chứa halogen. Khi chiếu đèn vào vị trí nghi ngờ rò rỉ, môi chất lạnh halogen sẽ làm thay đổi màu ngọn lửa đèn halogen hoặc phát huỳnh quang dưới đèn UV, giúp xác định vị trí rò rỉ.

R-12 (CFC-12) thuộc nhóm Chlorofluorocarbons (CFCs) có chỉ số ODP cao nhất và gây suy giảm tầng ozone nghiêm trọng nhất. Các môi chất khác như R-134a, R-290, R-717 có ODP bằng 0 hoặc rất thấp và được coi là thân thiện với môi trường hơn.

Môi chất lạnh lý tưởng cần có nhiều đặc tính, trong đó quan trọng nhất là phải an toàn (không độc hại, không cháy nổ) và thân thiện với môi trường (ODP và GWP thấp). Giá thành thấp và nhiệt độ sôi thấp cũng là các yếu tố quan trọng khác.

Bình tách lỏng (accumulator) được đặt ở đường hút máy nén, có chức năng tách lỏng môi chất lạnh còn sót lại trong hơi môi chất sau khi ra khỏi dàn bay hơi. Ngăn chặn lỏng môi chất về máy nén giúp bảo vệ máy nén khỏi hư hỏng do va đập thủy lực.

Độ ẩm (nước) trong môi chất lạnh có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng, bao gồm ăn mòn các bộ phận kim loại, phản ứng với môi chất lạnh tạo thành axit, và gây tắc nghẽn van tiết lưu hoặc ống mao do đóng băng ở nhiệt độ thấp.

Phương pháp 'bypass nóng' (hot gas bypass) điều khiển năng suất lạnh bằng cách cho một phần hơi nóng áp suất cao từ máy nén đi tắt qua dàn ngưng tụ và về đường hút máy nén. Phương pháp này thường được dùng khi tải lạnh thấp, giúp duy trì áp suất bay hơi ổn định và ngăn ngừa hệ thống hoạt động ở chế độ chu trình ngắn.

Máy nén piston kín (hermetic reciprocating compressor) có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, giá thành hợp lý và độ tin cậy cao, rất phù hợp cho ứng dụng trong tủ lạnh gia đình và các thiết bị lạnh nhỏ khác.

Xả băng (defrost) là quá trình loại bỏ lớp băng hình thành trên bề mặt dàn bay hơi. Băng cách nhiệt và làm giảm khả năng trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và không khí, do đó xả băng giúp khôi phục và tăng hiệu suất làm lạnh.

BTU/giờ (British Thermal Unit per hour) là đơn vị đo công suất lạnh phổ biến, đặc biệt trong ngành điều hòa không khí và lạnh dân dụng. Kilowatt (kW) cũng được sử dụng, đặc biệt trong các hệ thống lớn hơn. Mã lực (HP) thường dùng cho công suất điện của máy nén, Pascal (Pa) là đơn vị đo áp suất.

Quá nhiệt (superheat) là trạng thái hơi của môi chất lạnh sau khi ra khỏi dàn bay hơi, khi nhiệt độ của hơi môi chất cao hơn nhiệt độ bay hơi bão hòa tại áp suất đó. Đảm bảo môi chất hoàn toàn bay hơi trước khi vào máy nén là rất quan trọng.

R-134a là một Hydrofluorocarbon (HFC), là nhóm môi chất lạnh không chứa clo, do đó không gây suy giảm tầng ozone (ODP=0). Tuy nhiên, HFCs có tiềm năng làm nóng lên toàn cầu (GWP) cao hơn so với môi chất tự nhiên.

Dàn bay hơi (evaporator) là nơi môi chất lạnh lỏng bay hơi, chuyển hóa thành hơi và hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh (ví dụ: không khí trong tủ lạnh), làm lạnh không gian.

Hệ thống lạnh hấp thụ sử dụng nhiệt năng (ví dụ: từ khí đốt, năng lượng mặt trời, nhiệt thải) làm nguồn năng lượng chính để tạo ra hiệu ứng lạnh, thay vì sử dụng máy nén cơ học như hệ thống nén hơi thông thường.

Van tiết lưu nhiệt (TXV - Thermostatic Expansion Valve) có khả năng tự động điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh dựa trên độ quá nhiệt của hơi môi chất tại đầu ra dàn bay hơi, giúp duy trì hiệu suất hệ thống tối ưu ngay cả khi tải lạnh thay đổi.

Quá lạnh (subcooling) là trạng thái lỏng của môi chất lạnh sau khi ra khỏi dàn ngưng tụ, khi nhiệt độ của môi chất lỏng thấp hơn nhiệt độ ngưng tụ bão hòa tại áp suất đó. Quá lạnh giúp tăng hiệu suất hệ thống và ngăn ngừa hiện tượng xâm thực (cavitation) ở van tiết lưu.

Dàn ngưng tụ cần tản nhiệt ra môi trường để môi chất lạnh ngưng tụ. Đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió (ở tủ lạnh, điều hòa không khí) hoặc nước (ở hệ thống lớn hơn) là phương pháp làm mát hiệu quả và phổ biến nhất.

Máy nén (compressor) là trái tim của hệ thống lạnh, có nhiệm vụ nén môi chất lạnh ở dạng hơi áp suất thấp lên áp suất cao, đồng thời tăng nhiệt độ, chuẩn bị cho quá trình ngưng tụ.

Lithium Bromide (LiBr) là chất hấp thụ phổ biến nhất trong hệ thống lạnh hấp thụ sử dụng nước làm môi chất lạnh. Hỗn hợp LiBr-H2O được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí lớn và công nghiệp.

Máy nén piston thường được điều khiển năng suất lạnh bằng cách thay đổi thể tích quét, ví dụ như ngắt bớt xi lanh hoặc thay đổi hành trình piston. Bypass nóng và điều khiển tốc độ thường dùng cho máy nén trục vít và xoắn ốc. Van tiết lưu điện tử điều khiển lưu lượng môi chất lạnh.

Bình chứa cao áp (receiver) được đặt sau dàn ngưng tụ và trước van tiết lưu, trên đường lỏng môi chất lạnh. Chức năng chính của bình chứa cao áp là chứa môi chất lạnh lỏng dư thừa, đảm bảo cung cấp môi chất lỏng hoàn toàn cho van tiết lưu và ổn định hoạt động hệ thống khi tải lạnh thay đổi.

COP là hệ số hiệu suất lạnh, được tính bằng tỷ số giữa công suất lạnh (nhiệt lượng lấy đi từ không gian lạnh) và công suất tiêu thụ (điện năng cung cấp cho máy nén và các bộ phận khác). COP càng cao, hệ thống càng tiết kiệm năng lượng.

Van tiết lưu (expansion valve) có chức năng giảm áp suất đột ngột của môi chất lạnh lỏng cao áp sau khi ra khỏi dàn ngưng tụ, làm giảm nhiệt độ và tạo điều kiện cho môi chất bay hơi ở áp suất thấp trong dàn bay hơi.

Chu trình lạnh nén hơi lý tưởng bao gồm 4 quá trình: nén đoạn nhiệt (isentropic compression), ngưng tụ đẳng áp (isobaric condensation), giãn nở đoạn nhiệt (isentropic expansion) qua van tiết lưu, và bay hơi đẳng áp (isobaric evaporation). Quá trình giãn nở thực tế là quá trình giảm áp nhanh qua van tiết lưu, không phải đẳng nhiệt.

Vòng tuần hoàn môi chất lạnh cơ bản bao gồm máy nén, dàn ngưng tụ, van tiết lưu và dàn bay hơi. Bình tách dầu là một bộ phận phụ trợ, được sử dụng trong một số hệ thống để tách dầu bôi trơn máy nén khỏi môi chất lạnh, nhưng không phải là thành phần chính của vòng tuần hoàn.

Hút chân không hệ thống lạnh trước khi nạp môi chất lạnh là bước quan trọng để loại bỏ không khí và hơi ẩm ra khỏi hệ thống. Không khí và hơi ẩm có thể gây ra nhiều vấn đề như giảm hiệu suất làm lạnh, ăn mòn hệ thống và phản ứng hóa học với môi chất lạnh và dầu bôi trơn.

R-744 (CO2 - Carbon Dioxide) là môi chất lạnh tự nhiên có GWP (tiềm năng làm nóng lên toàn cầu) rất thấp (GWP=1) và ODP (tiềm năng phá hủy tầng ozone) bằng 0. Nó được coi là một trong những lựa chọn thay thế bền vững cho các môi chất tổng hợp như R-22, R-134a và R-410A.

Xả băng bằng điện trở nhiệt là phương pháp đơn giản, phổ biến và kinh tế, thường được sử dụng trong tủ lạnh gia đình và các thiết bị lạnh nhỏ khác. Các hệ thống lớn hơn thường dùng phương pháp xả băng bằng gas nóng hoặc nước nóng hiệu quả hơn.

Định luật II nhiệt động lực học, đặc biệt là nguyên lý Clausius, là nền tảng của kỹ thuật lạnh. Nó phát biểu rằng nhiệt không tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng, do đó hệ thống lạnh cần thực hiện công để ép nhiệt truyền theo chiều ngược lại.

R-134a là môi chất lạnh phổ biến trong tủ lạnh và điều hòa không khí dân dụng do tính an toàn và hiệu quả tương đối. R-22 đã từng phổ biến nhưng đang bị loại bỏ dần do ảnh hưởng đến tầng ozone. NH3 và CO2 chủ yếu dùng trong công nghiệp.

Máy nén ly tâm có khả năng cung cấp công suất lạnh rất lớn và thường được sử dụng trong các hệ thống lạnh công nghiệp quy mô lớn như hệ thống điều hòa trung tâm, nhà máy chế biến thực phẩm, kho lạnh lớn. Máy nén trục vít cũng được dùng trong công nghiệp nhưng công suất thường nhỏ hơn ly tâm.