Làm thế nào chất làm lạnh di chuyển năng lượng nhiệt xung quanh máy làm lạnh hoặc hệ thống điều hòa không khí. Không quan trọng bạn sử dụng loại hệ thống làm lạnh nào, từ tủ lạnh trong nhà, một máy điều hòa không khí gia đình cho đến máy làm lạnh công nghiệp. Về cơ bản, tất cả chúng đều hoạt động theo cùng một cách bằng cách truyền chất làm lạnh giữa các bộ phận chính của máy nén, bình ngưng, thiết bị giãn nở và thiết bị bay hơi để loại bỏ nhiệt không mong muốn từ vị trí này (ví dụ: văn phòng) sang vị trí khác (ví dụ: không khí bên ngoài). Bây giờ nếu bạn cuộn xuống cuối bài viết này, bạn có thể chỉ cần xem video hướng dẫn về chủ đề này.

Để biết thêm thông tin về chủ đề này, tôi khuyên bạn nên truy cập trang web Danfoss. Danfoss là nguồn thông tin và tài nguyên đáng tin cậy của bạn, có thể giúp bạn vượt qua quá trình chuyển đổi sang chất làm lạnh tự nhiên và thân thiện với khí hậu trong ngành làm mát. Họ có hiểu biết sâu sắc về tất cả các quy định mới cũng như tác động của chúng và sẵn sàng chia sẻ kiến thức cũng như giải pháp của mình với bạn. Họ cũng đã cung cấp miễn phí các công cụ hữu ích như hướng dẫn trang bị thêm chất làm lạnh, Công cụ GWP thấp và ứng dụng Coolselector 2 trên trang web của họ. Bạn có thể truy cập chúng ngay bây giờ bằng cách truy cập  Refrigerants.Danfoss.com .

Khi chúng ta nói “chất làm lạnh”, chúng ta muốn nói đến một chất lỏng có thể dễ dàng sôi từ chất lỏng thành hơi và cũng có thể ngưng tụ từ hơi trở lại thành chất lỏng. Điều này cần phải xảy ra nhiều lần, liên tục không ngừng.

Một ví dụ về chất làm lạnh sẽ là nước. Chất này có khả năng bay hơi và ngưng tụ, dễ sử dụng và an toàn. Nó được sử dụng trong máy làm lạnh hấp thụ như một chất làm lạnh, bạn có thể tìm hiểu thêm về loại máy làm lạnh này bằng cách nhấp vào đây . Lý do nước thường không được sử dụng làm chất làm lạnh trong các thiết bị điều hòa không khí thông thường là vì có những chất làm lạnh được chế tạo đặc biệt được thiết kế dành riêng cho nhiệm vụ này và chúng có thể hoạt động hiệu quả hơn nhiều.

Một số chất làm lạnh phổ biến hơn trên thị trường có R22, R134A và R410A, mặc dù luật pháp và quy định về chất làm lạnh đang được thắt chặt và nhiều chất làm lạnh trong số này sẽ bị loại bỏ dần về lâu dài. Những chất làm lạnh thông thường này đều có nhiệt độ sôi cực thấp so với nước. Điều này cho phép nó bay hơi thành hơi với rất ít năng lượng nhiệt được áp dụng, điều đó có nghĩa là chất làm lạnh có thể trích nhiệt nhanh hơn.

Hãy xem cách chất làm lạnh di chuyển xung quanh hệ thống. Chúng ta sẽ bắt đầu với máy nén vì đây là trái tim của hệ thống, nó buộc chất làm lạnh xung quanh từng bộ phận trong hệ thống lạnh. Chất làm lạnh sẽ đi vào dưới dạng hơi bão hòa và có nhiệt độ thấp và áp suất thấp. Khi máy nén kéo chất làm lạnh vào, nó sẽ nhanh chóng nén chất làm lạnh, điều này ép các phân tử lại với nhau để cùng một lượng phân tử vừa với một thể tích nhỏ hơn. Tất cả các phân tử liên tục nảy xung quanh và nén chúng vào một không gian nhỏ hơn khiến chúng va chạm thường xuyên hơn, khi va chạm chúng chuyển đổi động năng thành nhiệt. Đồng thời, toàn bộ năng lượng do máy nén đưa vào sẽ được chuyển hóa thành năng lượng bên trong chất làm lạnh. Điều này dẫn đến chất làm lạnh tăng nội năng, entanpy, nhiệt độ và áp suất. Bạn sẽ biết điều này nếu bạn đã từng sử dụng máy bơm xe đạp, máy bơm sẽ trở nên rất nóng khi áp suất tăng lên.

Chất làm lạnh bây giờ di chuyển đến bình ngưng. Bình ngưng là nơi tất cả nhiệt không mong muốn được thải ra khí quyển. Điều này sẽ bao gồm tất cả nhiệt từ tòa nhà cũng như nhiệt từ máy nén. Khi chất làm lạnh đi vào thiết bị ngưng tụ, nó cần phải ở nhiệt độ cao hơn không khí xung quanh để nhiệt có thể truyền đi. Chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì quá trình truyền nhiệt càng dễ dàng. Chất làm lạnh đi vào dưới dạng hơi quá nhiệt ở áp suất và nhiệt độ cao, sau đó đi dọc theo các ống của bình ngưng. Trong quá trình di chuyển này, quạt sẽ thổi không khí qua bình ngưng (trong hệ thống làm mát bằng không khí) để loại bỏ năng lượng không mong muốn. Giống như thổi một thìa súp nóng để nguội. Khi không khí thổi qua các ống, nó sẽ loại bỏ nhiệt từ chất làm lạnh. Khi chất làm lạnh tỏa nhiệt, nó sẽ ngưng tụ thành chất lỏng nên khi chất làm lạnh rời khỏi bình ngưng, nó sẽ là chất lỏng bão hòa hoàn toàn, vẫn ở áp suất cao, nhưng mát hơn một chút mặc dù nó sẽ giảm cả entanpy và entropy.

Chất làm lạnh sau đó đi đến van giãn nở. Van giãn nở đo lưu lượng chất làm lạnh vào thiết bị bay hơi. Trong ví dụ này, chúng tôi đang sử dụng van giãn nở nhiệt để giữ lại chất làm lạnh, tạo ra phía áp suất cao và thấp. Sau đó, van sẽ điều chỉnh để cho phép một số chất làm lạnh chảy qua và đây sẽ là một phần chất lỏng và một phần hơi. Khi đi qua nó sẽ mở rộng để cố gắng lấp đầy khoảng trống. Khi nó nở ra, chất làm lạnh sẽ giảm áp suất và nhiệt độ, giống như khi bạn cầm một bình xịt khử mùi và nhấn cò. Chất làm lạnh rời khỏi van giãn nở ở áp suất và nhiệt độ thấp sau đó đi thẳng vào thiết bị bay hơi.

Thiết bị bay hơi nhận chất làm lạnh và một chiếc quạt khác thổi không khí ấm áp trong phòng qua cuộn dây của thiết bị bay hơi. Nhiệt độ của không khí trong phòng cao hơn nhiệt độ của chất làm lạnh mát, điều này cho phép nó hấp thụ nhiều năng lượng hơn và đun sôi hoàn toàn chất làm lạnh thành hơi. Giống như đun nóng một chảo nước, hơi nóng sẽ khiến nước bốc hơi thành hơi nước và hơi nước sẽ mang nhiệt đi, nếu bạn đặt tay lên hơi nước bốc lên bạn sẽ thấy nó rất nóng. Mặc dù tôi không khuyến khích điều này và nó có thể gây thương tích. Hãy nhớ rằng trước đó chúng ta đã xem xét điểm sôi thấp của chất làm lạnh, vì vậy không khí ở nhiệt độ phòng đủ để đun sôi nó thành hơi.

Chất làm lạnh rời khỏi thiết bị bay hơi dưới dạng hơi có nhiệt độ thấp, áp suất thấp. Nhiệt độ chỉ thay đổi một chút khiến nhiều người bối rối, nhưng lý do nó không tăng đáng kể là vì nó đang chuyển pha từ chất lỏng sang hơi nên năng lượng nhiệt được sử dụng để phá vỡ liên kết giữa các phân tử nhưng entanpy và entropy sẽ tăng lên và đây là nơi năng lượng được sử dụng. Nhiệt độ sẽ chỉ thay đổi khi chất lỏng không còn trải qua quá trình thay đổi pha nữa.

Và đó là nguyên lý hoạt động cơ bản của chất làm lạnh nóng trong hệ thống lạnh HVAC.

Nguồn: theengineeringmindset