điều hòa không khí trên ô tô

Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô
1.4.
1.4. 1.4.
1.4. ĐI
ĐIĐI
ĐIỀU H
ỀU HỀU H
ỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
ÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
ÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ


“
Đi
ĐiĐi
Điều h
ều hều h
ều hòa không khí
òa không khíòa không khí
òa không khí
” là thuật ngữ chung để chỉ những thiết bị đảm bảo không
khí trong phòng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Khi nhiệt độ trong phòng cao, nhiệt
được lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “làm lạnh”) và ngược lại khi nhiệt độ trong phòng
thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi là “sưởi”). Mặt khác, hơi nước được
thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong phòng ở mức thích hợp.
Do vậy, trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô nói chung bao gồm
m
mm
mộ
ộộ
ột b

t bt b
t bộ
ộ ộ
ộ
thông gió
thông gióthông gió
thông gió
,
m
mm
một bộ hút ẩm
ột bộ hút ẩmột bộ hút ẩm
ột bộ hút ẩm
,
m
mm
một bộ s
ột bộ sột bộ s
ột bộ sư
ưư
ưởi ấm
ởi ấmởi ấm
ởi ấm
và
m
mm
một bộ l
ột bộ lột bộ l
ột bộ làm l
àm làm l

àm lạnh
ạnhạnh
ạnh
. Các bộ phận này làm
việc độc lập hoặc phối hợp, liên kết với nhau tạo ra một không gian được điều hòa
không khí với những thông số điều hòa thích ứng với các yêu cầu đặt ra của con người,
tạo nên sự thoải mái, dễ chịu và một bầu không khí trong lành ở cabin ô tô.
1.4.1.
1.4.1. 1.4.1.
1.4.1. B
BB
Bộ thông gió
ộ thông gióộ thông gió
ộ thông gió



H.1.4. Hệ thống thông gió có điều khiển


Không khí trong xe phải được lưu thông, thay đổi nhằm tạo ra sự trong lành, dễ
chịu cho những người ngồi trong xe. Vì vậy, trên ô tô phải có hệ thống thông gió, đó là
một thiết bị để thổi khí sạch từ môt trường bên ngoài vào bên trong xe, và cũng có tác
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô
dụng làm thông thoáng xe. Có hai cách thông gió: thông gió không điều khiển và thông
gió có điều khiển (còn gọi là thông gió cưỡng bức).
Sự thông gió không điều khiển xảy ra khi các cửa sổ được mở; còn sự thông gió
có điều khiển thông qua một hệ thống thông gió gồm quạt thổi gió và các đường ống dẫn
không khí để tạo ra sự tuần hoàn của không khí trong xe, không phụ thuộc vào tốc độ
của xe. Quạt thổi gió cũng là một bộ phận của hệ thống sưởi ấm và điều hòa không khí.

Trên một số ôtô con hiện đại, còn có kiểu hệ thống thông gió dùng năng lượng
mặt trời. Khi bên trong của một xe đang đậu trở nên quá nóng, cảm biến nhiệt độ môi
trường sẽ tự đóng mạch cho một quạt thông gió nhỏ. Nguồn cung cấp cho quạt được lấy
từ bin mặt trời đặt trên nóc xe. Quạt hoạt động sẽ đẩy không khí nóng trong xe ra ngoài
và hút không khí mát hơn vào trong xe. Khi quạt thông gió ngưng hoạt động hoặc những
ngày thời tiết mát, không cần sự thông gió, năng lượng từ pin mặt trời sẽ nạp vào Accu.
1.4.2.
1.4.2. 1.4.2.
1.4.2. B
BB
Bộ s
ộ sộ s
ộ sư
ưư
ưởi ấm
ởi ấmởi ấm
ởi ấm
Là một thiết bị sấy nóng không khí sạch lấy từ ngoài vào trong cabin ôtô để sưởi
ấm gian hành khách, đồng thời làm tan băng kính chắn gió của ôtô. Có nhiều kiểu thiết
bị sưởi ấm như: bộ sưởi dùng nước làm mát, dùng nhiệt khí cháy và dùng khí xả, tuy
nhiên kiểu thiết bị sưởi sử dụng nước làm mát thường được sử dụng rộng rãi trên các
ôtô. Trong đó, nước làm mát tuần hoàn qua két sưởi để làm các ống sưởi nóng lên và
quạt thổi gió sẽ thổi không khí qua két sưởi để sấy nóng không khí. Tuy nhiên, do nước
làm mát đóng vai trò nguồn nhiệt nên két sưởi sẽ không được nóng lên khi động cơ vẫn
còn nguội vì vậy nhiệt độ khí thổi qua giàn sưởi sẽ không tăng.
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô

H.1.5. Hệ thống sưởi ấm không khí trên ôtô
Bộ sưởi ấm được điều khiển bởi các cần gạt hoặc núm xoay trong bảng điều

khiển của hệ thống. Thường có 3 sự điều khiển cơ bản: điều khiển chức năng, điều khiển
nhiệt độ và điều khiển tốc độ thổi gió. Điều khiển chức năng xác định ngõ ra nào sẽ phát
khí nóng. Điều khiển nhiệt độ là điều tiết nhiệt độ của không khí và điều khiển tốc độ
thổi gió là điều khiển tốc độ quạt thổi.
Khi dịch chuyển các núm (hoặc cần gạt) điều khiển chức năng và nhiệt độ sẽ làm
thay đổi vị trí của các cửa nhiệt bên trong bộ sưởi. Thay đổi vị trí của các cửa nhiệt sẽ
thay đổi lượng khí đi ngang qua lõi nhiệt từ đó điều khiển được nhiệt độ không khí
phát ra cũng như ngõ ra của nó.
Các cửa được điều khiển bằng cáp hoặc motor chân không. Khi xoay các núm
điều khiển, chân không từ cụm ống nạp sẽ được truyền đến motor để vận hành nó. Khi
màng của motor chân không chuyển động tác động lên cơ cấu đòn bẩy để thay đổi vị trí
các cửa thổi luồng không khí đã được sưởi ấm. Không khí từ lò sưởi được phân phối đến
các cửa trên bảng điều khiển đến dãy ghế phía sau và đến kính chắn gió để làm tan băng,
cũng có thể có vòi khí làm tan băng ở kính các cửa phía trước và kính phía sau.
1.4.3.
1.4.3. 1.4.3.
1.4.3. S
SS
Sự l
ự lự l
ự làm l
àm làm l
àm lạnh v
ạnh vạnh v
ạnh và làm mát không khí trong ôtô
à làm mát không khí trong ôtôà làm mát không khí trong ôtô
à làm mát không khí trong ôtô
Máy điều hòa không khí trên xe ôtô là một hệ thống làm lạnh cơ khí kiểu khí nén.
Sự làm lạnh được tạo ra bằng cách nén khí sau khi hấp thụ nhiệt bên trong xe (khoang
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô

hành khách). Sau đó nhiệt được truyền qua hệ thống lam lạnh ra không khí bên ngoài. Vị
trí của các bộ phận trong hệ thống điều hòa không khí ôtô:

H.1.6. Vị trí các bộ phận trong hệ thống ĐHKK ôtô
1. Giàn sưởi ấm 6.Cửa không khí tuần hoàn trở lại
2. Máy nén 7. Cửa lấy không khí từ bên ngoài
3. Giàn nóng 8. Bảng điều khiển
4. Giàn lạnh 9. Ống phân phối luồng không khí lạnh.
5. Quạt lồng sóc 10. Hộp thông gió.

Một chu trình làm lạnh cơ bản bao gồm các bước sau đây nhằm lấy nhiệt, làm
lạnh khối không khí và phân phối luồng khí mát trong cabin ôtô:
- Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, giai
đoạn này môi chất lạnh được bơm đến bộ ngưng tụ ở thể hơi.
- Tại bộ ngưng tụ nhiệt độ của môi chất rất cao, được quạt gió thổi mát giàn
nóng, môi chất đang ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành lỏng dưới áp suất cao
nhiệt độ thấp.
- Môi chất lạnh ở dạng thể lỏng tiếp tục lưu thông đến bình lọc/hút ẩm, tại đây
môi chất lạnh được làm tinh khiết hơn nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất nhờ các lưới
lọc và các hạt hút ẩm bên trong bình chứa.
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô
- Van giãn nở hay van tiết lưu điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng phun vào bộ
bốc hơi hay giàn lạnh, làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh. Do giảm áp nên nhiệt độ
sôi của môi chất giảm xuống, cùng với sự tác động của nhiệt độ không khí bên trong
cabin xe đã làm cho môi chất sôi lên, nên trạng thái của môi chất lúc này là từ thể lỏng
biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi.
- Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thu nhiệt rất mạnh làm cho toàn bộ
giàn lạnh giảm nhiệt độ xuống, rồi nhờ quạt gió giàn lạnh hút khối không khí bên trong
cabin ôtô thổi qua bộ bốc hơi và ra lại cabin nhờ các của sổ dẫn gió – làm lạnh khối
không khí bên trong cabin ôtô.

- Bước kế tiếp là môi chất lạnh ở trạng thái hơi áp suất thấp được hồi về máy nén
nhờ chu trình hút của máy nén, và lại được bơm đi. Kết thúc một chu trình làm lạnh và
bắt đầu chu trình mới.

H.1.7. Chu trình làm lạnh cơ bản của hệ thống ĐHKK ôtô
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô
Thông thường, hệ thống điều hòa không khí ôtô có thể được chia ra làm 2 phần:
Phần cao áp nhiệt và Phần hạ áp nhiệt. Phần cao áp nhiệt thuộc phía môi chất được bơm
đi dưới áp suất và nhiệt độ cao, những thiết bị chủ yếu ở phía có áp lực, nhiệt độ cao làm
máy nén, bộ ngưng tụ, bình sấy lọc môi chất. Phần hạ áp nhiệt của hệ thống là phần môi
chất lạnh hồi về máy nén dưới áp suất và nhiệt độ thấp, các thiết bị chủ yếu ở phía áp
lực, nhiệt độ thấp bao gồm bộ bốc hơi và thiết bị giãn nở (van tiết lưu).

H.1.8. Hệ thống được chia thành 2 phần: cao áp và hạ áp
Vị trí các bộ phận cũng như chu trình làm lạnh cơ bản của hệ thống điều hòa
không khí ôtô được trình bày trên có thể tương tự đối với những hệ thống được lắp trên
các xe ôtô khác. Chỉ khác nhau ở những đặc điểm cấu tạo cụ thể của từng bộ phận được
sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí trên ôtô được sản xuất ra bởi những hãng
khác nhau mà thôi.
1.4.4. Ph
1.4.4. Ph1.4.4. Ph
1.4.4. Phân lo
ân loân lo
ân loại
ạiại
ại

và
và và
và đ

đđ
đặc điểm
ặc điểm ặc điểm
ặc điểm h
hh
hệ thống điều h
ệ thống điều hệ thống điều h
ệ thống điều hòa không khí
òa không khí òa không khí
òa không khí


Hệ thống điều hòa không khí ôtô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo chức
năng của cụm điều hòa.
1.4.4.1.
1.4.4.1. 1.4.4.1.
1.4.4.1. Phân lo
Phân loPhân lo
Phân loại
ại ại
ại theo v
theo vtheo v
theo vị trí lắp đặt
ị trí lắp đặtị trí lắp đặt
ị trí lắp đặt


1.
1.1.
1.

Ki
KiKi
Kiểu táplô:
ểu táplô:ểu táplô:
ểu táplô:
Ở kiểu này, điều hòa không khí được gắn với bảng táplô điều
khiển của ôtô. Đặc điểm của kiểu này là, không khí lạnh từ cụm điều hòa được thổi
thẳng đến mặt trước người lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn hơn so với công
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô
suất của điều hòa, có các lưới cửa ra không khí lạnh có thể được điều chỉnh bởi bản thân
người lái nên người lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh (hình 1.9).


H.1.9. Hệ thống điều hòa không khí kiểu taplo
2.
2. 2.
2. Ki
KiKi
Kiểu khoang h
ểu khoang hểu khoang h
ểu khoang hành lý:
ành lý:ành lý:
ành lý:
Ở kiểu khoang hành lý, điều hòa không khí được đặt ở
cốp sau xe. Cửa ra và cửa vào của không khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau. Do cụm điều
hòa gắn ở cốp sau nơi có sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều hòa kiểu này có ưu
điểm của một bộ điều hòa với công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự trữ (
hình 1.10).

H.1.10. Hệ thống điều hòa không khí kiểu khoang hành lý
3.
3.3.
3. Ki
Ki Ki
Kiểu kép:
ểu kép:ểu kép:
ểu kép:
Khí lạnh được thổi ra từ phía trước và phía sau bên trong xe. Đặc
tính làm lạnh bên trong xe rất tốt, sự phân bố nhiệt bên trong xe đồng đều, có thể đạt
được một môi trường rất dễ chịu trong xe ( hình 1.11).

H.1.11. Hệ thống điều hòa không khí kiểu kép
1.4.4.2.
1.4.4.2. 1.4.4.2.
1.4.4.2. Phân lo
Phân loPhân lo
Phân loại theo chức năng
ại theo chức năngại theo chức năng
ại theo chức năng


Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô
Do chức năng và tính năng cần có của hệ thống điều hòa khác nhau tùy theo môi
trường tự nhiên và quốc gia sử dụng, hệ thống điều hòa không khí có thể chia thành 2
loại tùy theo tính năng của nó.
1.
1. 1.
1. Lo
LoLo

Loại đ
ại đại đ
ại đơn:
ơn:ơn:
ơn:
Loại này bao gồm một bộ thông thoáng được nối hoặc là với bộ
sưởi hoặc là hệ thống làm lạnh, chỉ dùng để sưởi ấm hay làm lạnh (hình 1.12).

H.1.12. Hệ thống điều hòa không khí kiểu đơn
2.
2. 2.
2. Lo
LoLo
Loại cho tất cả các m
ại cho tất cả các mại cho tất cả các m
ại cho tất cả các mùa:
ùa:ùa:
ùa:
Loại này kết hợp một bộ thông gió với một bộ sưởi
ấm và hệ thống làm lạnh. Hệ thống điều hòa này có thể sử dụng trong những ngày lạnh,
ẩm để làm khô không khí. Tuy nhiên, nhiệt độ trong khoang hành khách sẽ bị hạ thấp
xuống, điều đó có thể gây ra cảm giác lạnh cho hành khách. Nên để tránh điều đó hệ
thống này sẽ cho không khí đi qua két sưởi để sấy nóng. Điều này cho phép điều hòa
không khí đảm bảo được không khí có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Đây chính là ưu
điểm chính của điều hòa không khí loại 4 mùa (hình 1.13).
Giáo trình Thiết bị lạnh ôtô

H.1.13. Hệ thống điều hòa không khí loại bốn mùa
Loại này cũng có thể chia thành loại điều khiển nhiệt độ thường, lái xe phải điều
khiển nhiệt độ bằng tay khi cần. Và loại điều khiển tự động, nhiệt độ bên ngoài và bên

trong xe luôn được máy tính nhận biết và bộ sưởi hay bộ điều hòa không khí sẽ tự động
hoạt động theo nhiệt độ do lái xe đặt ra, vì vậy duy trì được nhiệt độ bên trong xe luôn
ổn định.
Còn trong các hệ thống điều hòa không khí và hệ thống lạnh trên các xe đông
lạnh, xe lửa, các xe ôtô vận tải lớn…cũng vẫn áp dụng theo nguyên lý làm lạnh trên,
nhưng về mặt thiết bị và sự bố trí của các bộ phận trong hệ thống thì có sự thay đổi để
cho thích ứng với đặc điểm cấu tạo và những yêu cầu sử dụng phù hợp với công dụng
của từng loại thiết bị giao thông vận tải nhằm phục vụ tốt hơn cho nhu cầu của con
người. Trong phạm vi tài liệu này chỉ đề cập đến hệ thống điều hòa không khí trên các
xe du lịch loại 4 chỗ mà thôi.