Tìm Hiểu Về Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt động Của Tủ Lạnh - PhongVu

Tủ lạnh là thiết bị gia dụng giúp bảo quản thức ăn trong gia đình rất quen thuộc với chúng ta hiện nay. Dù quen thuộc nhưng không phải ai cũng biết cấu tạo tủ lạnh, các bộ phận của tủ lạnh, chức năng và nguyên lý hoạt động, sơ đồ cấu tạo của tủ lạnh như thế nào? Hôm nay, các bạn hãy cùng Phong Vũ tìm hiểu kỹ vấn đề này trong bài viết sau đây nhé.

Mục lục

Toggle

• Cấu tạo và các bộ phận của tủ lạnh
• Các bộ phận trong phần vỏ cách nhiệt của tủ lạnh
• Các bộ phận chính trong hệ thống làm lạnh
• Cấu tạo của các dòng tủ lạnh
• Nguyên lý hoạt động của tủ lạnh
• Những điều cần lưu ý khi sử dụng tủ lạnh

Cấu tạo và các bộ phận của tủ lạnh

Giống như hầu hết các thiết bị điện gia dụng khác, cấu tạo tủ lạnh được chia thành 2 phần chính là:

• Phần vỏ cách nhiệt (phần khung tủ lạnh).
• Phần hệ thống làm lạnh.

Ở hầu hết các hãng tủ lạnh, cấu tạo của 2 bộ phận này gần như tương tự nhau, chỉ có một vài điểm được thiết kế riêng biệt làm nên đặc trưng, thương hiệu của hãng đó. Hai phần là vỏ và hệ thống làm lạnh này được kết hợp, lắp ráp lại với nhau một cách khéo léo nhất sao cho vừa đảm bảo được chức năng, cũng như đảm bảo được tính thẩm mỹ, tinh tế.

Các bộ phận trong phần vỏ cách nhiệt của tủ lạnh

Khác với hệ thống làm lạnh được đặt bên trong, phần vỏ tủ lạnh là lớp bao bọc bên ngoài, thứ mà chúng ta dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường. Lớp vỏ tủ lạnh thường bao gồm các bộ phận chính sau đây:

• Vỏ tủ lạnh (thân tủ lạnh).
• Cánh cửa tủ.
• Ngăn làm đá.
• Ngăn mát.
• Ngăn đựng rau củ quả.
• Giá đựng chai lọ.
• Dàn ngưng.
• Phin lọc.
• Máy nén (block).

3 phần dàn ngưng, phin lọc và máy nén được đặt ở mặt phía sau tủ lạnh, thuộc về hệ thống làm lạnh.

Đầu tiên lớp vỏ tủ lạnh hay vỏ cách nhiệt thường được làm bằng hợp chất nhựa hữu cơ polyurethan hay polystirol. Tuy nhiên gần đây, với việc ứng dụng các công nghệ mới trong sản xuất nên lớp vỏ này đã dần được thay thế bằng kim loại, thường là bằng tôn, nhôm… có cứng, bền, khả năng chống va đạp, biến dạng cao.

Giữa hai lớp vỏ bên trong và bên ngoài tủ lạnh thường là một lớp hợp chất cách nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ bên trong tủ lạnh, khiến tủ lạnh không bị thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài. Nhưng với công nghệ tiên tiến hiện nay, lớp vỏ kim loại bên ngoài sẽ được phủ một lớp hợp chất Urethane có tác dụng chống mài mòn, chống thoát nhiệt tốt, cách điện và khả năng hạn chế tiếng ồn, khiến tủ lạnh êm hơn. Lớp Urethane này thường rất mỏng, độ dày chỉ từ 1.5 đến 3 mm, khiến cho độ dày của khung kim loại tủ lạnh cũng giảm đi, tăng phần dung tích chứa đồ bên trong mà vẫn giữ nguyên kích thước.

Cuối cùng lớp vỏ bên ngoài tủ lạnh sẽ được bao phủ một lớp sơn tĩnh điện mỏng, có độ dày vài micromet, có tác dụng chống rỉ sét, chống ăn mòn hóa học, chống lại các tác nhân gây hại từ thời tiết và quan trọng nhất là tăng tính thẩm mĩ cho tủ lạnh.

Các ngăn kệ hoặc giá để chai lọ trong tủ lạnh thường được làm bảo nhựa trong suốt hay ngày nay thường được làm bằng kính chịu lực, giúp bạn thoải mái để đồ mà không cần quan tâm đến trọng lượng của chúng. Các ngăn kệ hoặc giá để chai lọ này cũng có thể linh hoạt tháo lắp, thay đổi kích thước, để chứa đựng thực phẩm có kích thước lớn.

Các bộ phận chính trong hệ thống làm lạnh

Ngoài thiết kế đẹp mắt và dung tích sử dụng, hệ thống làm lạnh là phần được quan tâm nhất khi chọn mua một chiếc tủ lạnh. Tương tự các hệ thống làm lạnh khác như điều hòa, máy lạnh, cấu tạo hệ thống làm lạnh của tủ lạnh cũng bao gồm các phần chính là: dàn lạnh, quạt gió dàn lạnh, bộ phận xả đá, dàn nóng, quạt gió dàn nóng, máy nén, van tiết lưu, mạch điều khiển, ống dẫn gas…. Các bộ phận này được cấu tạo cụ thể và chức năng như sau.

Cấu tạo dàn lạnh tủ lạnh

Dàn lạnh tủ lạnh gồm nhiều ống đồng làm nhiệm vụ vận chuyển môi chất lạnh (gas lạnh). Các ống đồng được mắc song song với hệ thống các lá nhôm tản nhiệt với mật độ lớn, giúp hấp thụ nhiệt tốt hơn. Khi hoạt động, dàn lạnh tủ lạnh sẽ hấp thu nhiệt bên trong bên trong tủ lạnh bằng gas lạnh rồi xả chúng ra môi trường thông qua dàn nóng.

Cấu tạo của quạt gió dàn lạnh

Quạt gió dàn lạnh có 2 tác dụng chính. Một là liên tục thổi khí giúp việc hấp thụ nhiệt tại dàn lạnh diễn ra tốt hơn. Hai là thổi luồng khí lạnh đó đi khắp các ngăn trong tủ lạnh, tạo ra môi trường tốt nhất để bảo quản thực phẩm. Quạt dàn lạnh hoạt động gần như liên tục và song song với sự hoạt động của máy nén khí

Cấu tạo của bộ phận xả đá

Bộ phận xả đá hay còn gọi là bộ xả tuyết là bộ phận có tác dụng giúp cho hệ thống lạnh chạy ổn định và giúp cho dàn lạnh và quạt gió của nó hoạt động tốt hơn. Cấu tạo của bộ phận xả đá này gồm: 1 sensor cảm biến nhiệt lạnh, 1 sensor cảm biến nhiệt nóng, 1 điện trở đốt trong và 1 đồng hồ timer. Khi tủ lạnh vẫn hoạt động bình thường mà không có hơi lạnh, dàn lạnh và quạt gió bị bám đá thì rất có thể bộ phận xả đá này đã gặp vấn đề hoặc hư hỏng.

Cấu tạo dàn nóng tủ lạnh

Tương tự dàn lạnh, dàn nóng tủ lạnh bao gồm quạt gió tản nhiệt và các ống đồng hình chữ U, được mắc song song với nhau, xuyên qua một lớp lá nhôm tản nhiệt có mật độ dày để thực hiện chức năng tản nhiệt ra ngoài môi trường. Khí gas (môi chất lạnh) ở thể khí được đưa tới dàn nóng, nhằm ngưng tụ thành chất lỏng có nhiệt độ thấp và áp suất cao, đồng thời thực hiện quá trình xả nhiệt ra môi trường trước khi được đưa tới van tiết lưu để biến đổi áp suất. Dàn nóng hoạt động càng hiệu quả thì dàn lạnh hoạt động càng hiệu quả.

Cấu tạo quạt gió dàn nóng

Quạt gió nóng được thiết kế đặt cạnh dàn nóng, nằm ở khoang dưới tủ lạnh và thực hiện một chức năng duy nhất đó là thổi gió, giúp quá trình tản nhiệt ở dàn nóng diễn ra nhanh hơn. Quạt gió dàn nóng hoạt động hiệu quả sẽ giúp cho quá trình làm lạnh diễn ra hiệu quả, thuận lợi hơn.

Cấu tạo máy nén tủ lạnh

Máy nén tủ lạnh là bộ phận tiếp nhận gas lạnh ở thể khí từ dàn lạnh, nén chúng từ thể khí sang thể lỏng và vận chuyển chúng tới dàn nóng để tiếp tục thực hiện quá trình làm mát. Máy nén tủ lạnh cấu tạo gồm 1 động cơ điện và bộ cơ cấu nén piston xi lạnh đơn.

Cấu tạo van tiết lưu

Van tiết lưu là là một loại van thủy lực có công dụng điều chỉnh lưu lượng của môi chất lạnh từ nhiệt độ thấp áp suất cao khi ở dàn nóng thành nhiệt độ thấp, áp suất thấp trước khi được đi qua dàn lạnh.

Cấu tạo mạch điều khiển

Mạch điều khiển là một bo mạch có chức năng kiểm soát, duy trì và điều khiển toàn bộ chức năng của tủ lạnh. Đây được coi là đầu não, thực hiện chức năng của toàn bộ tủ lạnh. Tủ lạnh của các hãng có thể giống nhau về cấu tạo bên ngoài nhưng mạch điều khiển sẽ khác nhau, là đặc trưng của mỗi hãng.

Cấu tạo ống dẫn gas

Ống dẫn gas thực hiện chức năng chứa đựng gas lạnh khi chúng thực hiện quá trình làm lạnh của mình. Do thực hiện thay đổi nhiệt độ liên tục nên gas chất lạnh phải chịu được sự thay đổi nhiệt độ, dễ uốn, dễ hàn, không rò rỉ gas, độ bền cao, chống va đạp tốt, không bị oxi hóa. Để có đầy đủ các chức năng trên thì ống dẫn gas thường được làm bằng đồng, rất bền bỉ với thời gian.

Môi chất lạnh

Có rất nhiều loại gas khác nhau được sử dụng cho tủ lạnh. Phổ biến nhất là R12 dùng cho các máy tủ lạnh đời cũ. Tuy nhiên đây là loại gas có tác động xấu đến tầng ozone nên ngày nay đang được dần thay thế bằng các loại gas khác.

• Gas R134A: chủ yếu dùng cho các dòng tủ lạnh nội địa Nhật.
• Gas R404: thường được dùng cho các tủ đông.
• Gas R600: được dùng cho các dòng tủ lạnh Inverter tiết kiệm điện thế hệ mới.

Cấu tạo của các dòng tủ lạnh

Dựa vào kiểu dáng, thiết kế của tủ lạnh ta phân chia tủ lạnh thành các dạng sau:

• Tủ lạnh Top Freezer.
• Tủ lạnh Bottom Freezer.
• Tủ lạnh cửa kiểu Pháp (French Door).
• Tủ lạnh Side by side.
• Tủ lạnh mini (tủ lạnh Compact).
• Tủ lạnh lắp âm (Built)

Mỗi loại tủ lạnh khác nhau sẽ có cấu tạo khác nhau. Sau đây sẽ là chi tiết cấu tạo của một số loại tủ lạnh thông dụng.

Cấu tạo của tủ lạnh mini

Tủ lạnh mini là chiếc tủ lạnh với kích thước nhỏ, dung tích bé, phù hợp với những không gian nhỏ như nhà nghỉ, khách sạn, phòng trọ sinh viên. Về đặc điểm cấu tạo tủ lạnh mini cũng đầy đủ như các dòng tủ lạnh khác bao gồm: dàn nóng, dàn lạnh, quạt gió, máy nén, van tiết lưu và ống dẫn gas và mạch điều khiển. Tuy nhiên, có một đặc điểm khác là ngăn đông và ngăn mát của tủ lạnh mini được đặt chung trong một khoang.

Cấu tạo của tủ lạnh Side by side

Tương tự như dòng tủ lạnh mini, cấu tạo của tủ lạnh Side by side cũng gồm các bộ phận: dàn nóng, dàn lạnh, quạt gió, máy nén, van tiết lưu và ống dẫn gas và mạch điều khiển. Tuy nhiên điểm khác biệt của dòng tủ lạnh này, đầu tiên phải kể đến thiết kế. Thiết kế của tủ lạnh này gồm 2 ngăn được phân chia thành 2 bên với ngăn bên phải thường là ngăn mát và ngăn bên trái thường là ngăn lạnh. Thiết kế này làm hạn chế sự thoát nhiệt khi ta mở cửa tủ lạnh, đồng thời cũng gia tăng dung tích chứa đồ. Các dòng tủ lạnh Side by side hiện nay thường có 2 máy nén khí và 2 quạt gió riêng biệt, giúp bảo toàn nhiệt và tiết kiệm điện năng hơn.

Cấu tạo của tủ lạnh Top Freezer và Bottom Freezer

Cấu tạo của 2 dòng tủ lạnh này cũng như các loại tủ lạnh khác, chỉ khác nhau về vị trí ngăn đông lạnh. Với dòng tủ lạnh Top Freezer, là dòng tủ lạnh thiết kế theo kiểu truyền thống với ngăn đá ở trên và ngăn mát ở dưới. Đa số các hộ gia đình hiện nay sử dụng kiểu tủ lạnh này. Tủ lạnh Bottom Freezer là tủ lạnh cấu tạo với ngăn đông ở bên dưới và ngăn mát ở bên trên. Dòng tủ lạnh này thích hợp cho giới trẻ năng động, những người sử dụng ngăn mát nhiều.

Cấu tạo của tủ lạnh Inverter

Tủ lạnh Inverter không phải là một kiểu thiết kế tủ lạnh riêng biệt mà nó là tên gọi của tủ lạnh có chức năng tiết kiệm điện năng Inverter, giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ từ 30 đến 50%. Tủ lạnh Inverter có thể là loại tủ lạnh mini, tủ lạnh side by side, tủ lạnh Top Freezer hay Bottom Freezer… Tủ lạnh Inverter sử dụng bộ máy nén biến tần kĩ thuật số, giúp kiểm soát nhiệt độ, duy trì độ ẩm, máy hoạt động ít phát ra tiếng ồn và tiết kiệm điện năng tiêu thụ hơn.

Nguyên lý hoạt động của tủ lạnh

Sau khi hiểu được cấu tạo của tủ lạnh ta sẽ tìm hiểu tới nguyên lý hoạt động của nó. Nắm được nguyên lý hoạt động của tủ lạnh sẽ dễ dàng phát hiện ra hỏng hóc và sửa chữa. Các dòng tủ lạnh hiện nay đều hoạt động theo nguyên lý với 4 bước sau:

Bước 1: Nén khí gas

Môi chất lạnh khi đi tới máy nén sẽ ở thế khí và có nhiệt độ cùng áp suất thấp. Tại đây, dưới tác động của máy nén, sẽ lén gas thành dạng khí có nhiệt độ và áp suất cao.

Bước 2: Ngưng tụ tại dàn nóng

Khí gas sau khi được nén sẽ được đẩy tới dàn nóng. Tại đây nhờ quạt gió và các tấm nhôm tản nhiệt, chúng sẽ được ngưng tụ và hạ nhiệt thành luồng chất lỏng có áp suất cao và nhiệt độ thấp.

Bước 3: Giãn nở

Tiếp đó, môi chất lạnh sẽ theo ống dẫn tới van tiết lưu. Dưới tác dụng của van tiết lưu, chúng sẽ chuyển đổi thành dạng chất lỏng có nhiệt độ và áp suất thấp.

Bước 4: Hóa hơi tại dàn lạnh

Sau khi qua van tiết lưu, môi chất lạnh sẽ đi tới dàn lạnh. Tại đây chúng sẽ hấp thụ nhiệt độ bên trong tủ lạnh, tạo ra các luồng hơi mát thổi vào bên trong tủ lạnh đồng thời hóa hơi thành thể khí có nhiệt độ cao và áp suất cao. Luồng khí nóng này sẽ theo ống dẫn về tới máy nén và bắt đầu một chu kỳ mới.

Tủ lạnh thực hiện liên tục 4 bước trên để thực hiện chức năng làm lạnh của mình.

Những điều cần lưu ý khi sử dụng tủ lạnh

Khi sử dụng tủ lạnh, cần chú ý những điều sau đây, để tủ lạnh vận hành tốt, tiết kiệm điện năng và nâng cao độ bền của máy.

• Để đảm bảo chức năng của hệ thống làm lạnh diễn ra tốt, nên đặt tủ lạnh cách tường ít nhất 10 cm để đảm bảo lưu thông không khí làm mát dàn nóng.
• Vệ sinh tủ lạnh thường xuyên ít nhất 1 tháng/ lần để làm sạch bụi bẩn, giúp tủ lạnh hoạt động tốt hơn.
• Không nên để quá nhiều đồ vào trong tủ lạnh, để luồng hơi lạnh trong tủ lạnh có không gian lưu thông.
• Không nên mở tủ lạnh nhiều lần trong thời gian ngắn.
• Nên để nguội thức ăn rồi hãy lưu trữ trong tủ lạnh.
• Kiểm tra tủ lạnh định kỳ 1 năm/lần để sớm phát hiện hư hỏng và sửa chữa.