Nguyên lý hoạt động của tủ lạnh?

8929

Tất cả tủ lạnh dân dụng đều hoạt động theo chung một nguyên lý. Tủ lạnh cấu tạo gồm các bộ phận chính:  máy nén, dàn nóng (dàn ngưng tụ), dàn lạnh (dàn bay hơi), ống mao, và bộ điều nhiệt (thermostat). Với loại tủ lạnh có chức năng xả tuyết tự động thì có thêm một điện trở đốt nóng nhỏ đặt phía dưới dàn lạnh, điện trở  làm tan chảy lớp tuyết bám trên dàn lạnh (Tìm hiểu để phân biệt tủ lạnh làm lạnh trực tiếp (tủ coil) và tủ lạnh làm lạnh gián tiếp (tủ quạt). Tủ lạnh sử dụng hóa chất từ dạng khí (gas lạnh) sang dạng lỏng. Loại hóa chất này có vai trò lấy nhiệt từ bên trong tủ thải ra môi trường bên ngoài tủ. Vậy nguyên tắc cơ bản của tủ lạnh là 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 tủ lạnh lạnh bằng nhiệt độ cài đặt trên bộ điều nhiệt thì bộ điều nghiệt ngắt mạch cho máy nén ngưng hoạt động. Qúa trình làm lạnh tạm ngưng.

Do nhiệt độ trong tủ lạnh thấp hơn bên ngoài, nên có sự truyền nhiệt từ ngoài vào trong, cùng với các vật tỏa nhiệt bên trong như thực phẩm nóng làm nhiệt độ không khí trong tủ từ từ tăng lên cho đến khi cao hơn nhiệt độ cài đặt khoảng 1-2 oC (khoảng chênh lệch nhiệt độ này tùy thuộc vào thiết kế của mỗi nhà sản xuất) thì bộ điều nhiệt sẽ đóng mạch cho máy nén chạy lại. Quá trình làm lạnh tiếp tục.

Gas lạnh hút về máy nén ở dạng nước và khí . Tủ lạnh lấy không khí ấm và làm lạnh bằng cách truyền nhiệt thông qua quá trình bay hơi.

Chu trình làm lạnh bắt đầu từ máy nén. Máy nén được xem như là con ngựa kéo của tủ lạnh. Máy nén hoạt động khi bộ điều nhiệt đóng mạch cấp điện cho máy nén (Tìm hiểu thêm xò nóng, xò lạnh, điện trở xả đá, timer hẹn giờ xả đá). Máy nén nén, hay ép gas lạnh. Quá trình nén làm cho môi chất lạnh nóng lên, gas lạnh nóng sẽ ở trạng thái áp suất cao. Tiếp theo, môi chất lạnh đang nóng sẽ chảy qua các ống dẫn dàn nóng khi đó nhiệt được thải ra bên ngoài, và ngưng tụ lành lỏng.

Ống dẫn dàn nóng cấu tạo gồm nhiều ống đồng được uốn cong chạy khắp và phủ bởi các lá kim loại mỏng (thường bằng nhôm). Các miếng kim loại này hay gọi là lá tản nhiệt. Các lá tản nhiệt này tương tự như bạn nhìn thấy ở két nước làm mát của xe hơi. Gas lạnh ở áp suất cao từ máy nén chảy vào các ống dẫn dàn nóng và chuyển sang trạng thái lỏng. Khi quá trình thay đổi này diễn ra, các ống dẫn dàn nóng sẽ tỏa/tách nhiệt ra khỏi môi chất lạnh. Nhiệt này được tách ra khỏi ống dẫn bằng các lá tản nhiệt gắn trên ống. Ống mao nối dàn nóng với dàn lạnh (ống mao nằm cuối dàn lạnh và đầu dàn nóng), và ống mao kiểm soát áp suất của môi chất lạnh khi đi vào dàn lạnh.

Khi gas lạnh đi ra khỏi ống mao, môi chất lạnh lúc này ở trạng thái lỏng sẽ tỏa ra, sôi, và bay hơi vào trong các ống dẫn của dàn lạnh. Môi chất lạnh lúc này lạnh và gas lạnh sẽ ở áp suất thấp. Gas lạnh chảy đều khắp các ống dẫn dàn lạnh, môi chất lạnh thu nhiệt, và thông qua quá trình thu nhiệt; môi chất lạnh làm lạnh không khí chảy qua các ống dẫn. Quạt dàn lạnh bên trong ngăn đông tuần hoàn không khí để giữ nhiệt độ đều đặn và liên tục.

Khi các ống dẫn của dàn lạnh quá lạnh, chúng tạo ra độ ẩm trong không khí  làm cho các ống dẫn của dàn lạnh đông đá hoặc đóng tuyết. Môi chất lạnh khi đó hút ngược về máy nén và qui trình này được lập đi lập lại. Một bộ điều nhiệt điều khiển qui trình, giúp duy trì thực phẩm đông lạnh ở nhiệt độ mong muốn, giữ thực phẩm luôn được tươi.

Quạt dàn lạnh nằm bên trong ngăn lạnh tuần hoàn không khí để duy trì nhiệt độ đều đặn và liên tục. Quá trình này được điều chỉnh bằng bộ điều nhiệt và các công tắc, để giữa thực phẩm ở nhiệt độ mong muốn và thực phẩm luôn tươi mà không bị đóng tuyết, hoặc nhiệt độ không bị ấm lên làm hư thực phẩm. Khi nhiệt độ đủ lạnh, bộ điều nhiệt cảm biến được độ lạnh, và tạm ngưng cấp điện cho máy nén và quạt. Khi nhiệt độ ấm lên, bộ điều nhiệt đóng mạch cấp điện cho máy nén và quạt chạy.

Hầu hết máy lạnh hiện đại đều có hệ thống xả tuyết tự đồng gồm 3 bộ phận chính: bộ hẹn thời gian (timer) xả tuyết, rờ le xả tuyết (xò lạnh), và điện trở xả đá.