Đồ án hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ
----

ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH
ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
TRÊN Ô TÔ
GVHD:
Sinh viên thực hiện:
MSV:

2018605510

Lớp :

20203AT6009001

Khóa :

13


Hà Nội , tháng 07/2021
Mục lục


Danh mục hình ảnh


4

LỜI MỞ ĐẦU
Ngành công nghệ ô tô ngày càng phát triển mạnh mẽ và
ngày càng trở nên vượt trội so với các nghành khác[1]. Một
chiếc ô tô hiện nay không chỉ phục vụ cho việc di chuyển
hay đơn thuần chỉ để chở hàng hóa nữa mà khi ngồi trên
một chiếc xe khi đi lại di chuyển sẽ tạo một cảm giác thật
thỏa mái, dễ chịu cho người lái cũng như những hành khách
ngồi trên xe.
Những chiếc xe ô tô ngày nay khi di chuyển trên đường
không những cần phải bảo đảm cho người ngồi trên xe được
an tồn mà nó cịn có thể đưa tới rất nhiều tiện nghi khác
nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng đang tăng lên của người
sử dụng. Một trong những tiện ích được lắp đặt và rất quan
trọng trong xe đó là hệ thống điều hịa khơng khí. Điều hịa
trên ơ tơ giúp điều hịa khơng khí bên trong xe và lưu thơng
khí trong xe giúp cho khơng khí trong xe sạch hơn, thống
mát làm người ngồi trên xe có cảm giác thật thỏa mái, dễ
chịu trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Như nhưng
khi thời tiết nắng nóng, oi bức khó chịu thì điều hịa trên xe
sẽ chịu trách nhiệm làm mát khơng khí bên trong xe lọc bụi
và lưu thơng khơng khí trong xe, cịn vào mua đơng giá rét
thì đã có hệ thống sưởi của hệ thống điều hịa khơng khí
sưởi ấm khơng khí bên trong xe điều hịa nhiệt độ ở một
mức thích hợp phù hợp với nhu cầu của người sử dụng.
Nhận thấy đề tài “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA
KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ” là một đề tài rất hữu ích và có
tính thực tế cao. Vì vậy được sự đồng ý và cho phép của
thầy Lê Đức Hiếu e đã tiến hành nghiên cứu đồ án chuyên
ngành về đề tài này. Mặc dù có gặp một số khó khăn trong
việc tìm hiểu và thực hiện đồ án nhưng được sự giúp đỡ chỉ

bảo tận tần của thầy Lê Đức Hiếu và các thầy cô trong khoa
em đã hoàn thành được đồ án chuyên ngành theo đúng thời
gian quy định và các mục tiêu đã đề ra.


5

Đề tài đồ án chuyên ngành là “Nghiên cứu hệ thống điều
hịa khơng khí trên ơ tơ”. Nội dung đề tài gồm 3 chương
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ
tơ
Chương 2: Cấu tạo của hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ
tơ
Chương 3: Phân tích sơ đồ mạch điều khiển hệ thống điều
hịa khơng khí trên ơ tơ
Do kiến thức chun ngành cịn hạn chế nên trong đồ án
chun ngành lần này cịn có nhiều thiếu sót là khơng thể
tránh khỏi, em mong các thầy cơ trong khoa có thể góp ý
giúp cho đồ án chuyên ngành của em được đầy đủ và hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Chương 1.
Tổng quan về hệ thống điều hịa khơng
khí trên ơ tơ
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển vượt
bậc, nhu cầu sử dụng các loại phương tiện giao thông đi lại
của con người cũng ngày càng tăng cao khi nó phục vụ
những nhu cầu thiết yếu mà con người cần[1]. Một chiếc xe
ơ tơ bây giờ có vơ số những tiện nghi khác nhau nó được ví

như khơng khác gì so với một ngơi nhà di độn. Chiếc xe
khơng chỉ nhằm mục đích đi lại di chuyển, vận chuyển hàng
hóa mà khi ngồi trên đó nó đem lại cho chúng ta một cảm
giác rất an tồn, tính hiệu quả cao và còn được trang bị đầy
đủ nhưng tiện nghi mà con người cần tới, thỏa mãn nhu cầu
cần thiết của người sử dụng nó. Vì thế những nhà thiết kế
cần phải rất chú ý tới các tiện nghi, các hệ thống, được thiết
kế bên trong và bên ngồi của một chiếc ơ tơ. Có thể thấy
có rất nhiều các hệ thống thông minh, tiện nghi, ưu việt
được lắp đặt trên xe trong đó khơng thể thiếu được mà phải
kể đến đó là hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ.
Hệ thống điều hịa khơng khí là một hệ thống vô cùng quan
trọng trên xe và cũng không thể thiếu được trên các loại ô
tô hiện nay. Nó chịu trách nhiệm điều hịa nhiệt độ khơng


6

khí và tuần hồn khơng khí bên trong của xe giúp cho
những người đang ngồi bên trong xe sẽ thấy thỏa mái dễ
chịu trong những ngày hè oi bức hay những ngày đơng lạnh
giá.
Vì vậy e chọn đề tài nghiên cứu đồ án là nghiên cứu hệ
thống điều khí vì nó có tính thực tế cao và nó cũng là hệ
thống vơ cùng quan trọng trên xe nó giúp ta khi ngồi trên
xe có cảm giác thỏa mái. Em nghiên cứu đề tài này mang
mục đích hiểu rõ về kết cấu , cách thức và nguyên lý hoạt
động của hệ thống điều hịa để qua đó có thể áp dụng được
vào trong thực tế hiện nay giúp hệ thống điều hịa có thể
hoạt động và vận hành một cách trơn tru khơng gặp trở

ngại và cũng có thể giúp đỡ nâng cấp hệ thống điều hịa lên
hồn thiện hơn, có thể phục vụ cho nhu cầu của người tiêu
dùng tốt hơn khi lái xe và khi ngồi bên trong xe sẽ có một
cảm giác thỏa mái, dễ chịu trong những ngày thời tiết khắc
nghiệt.
2. Tình hình nghiên cứu hệ thống điều hòa hiện nay
Hiện nay hệ thống điều hòa đang ngày càng phát triển hoàn
thiện và hiện đại hơn hoạt động tốt hơn, hiệu quả được
nâng cao. Trước đây hệ thống điều hệ thống điều hịa khơng
khí thường chỉ có hệ thống sưởi hoặc chỉ có hệ thống làm
mát và điều được điểu khiển trực tiếp bằng tay bằng cách
tác động vào công tắc và cần gạt điều khiển nhiệt độ. Còn
bây giờ hệ thống điều hòa phát triển rất hiện đại, hệ thống
điều hòa là điều hòa 4 mùa có cả hệ thống làm lạnh kết hợp
với cả hệ thống sưởi. Ngồi ra hệ thống điều hịa cịn được
điều khiển một cách tự động thông qua cá loại cảm biến
như cảm biến nhệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi
trường, … Các loại cảm biến này sẽ cảm nhân nhiệt độ môi
trường, nhiệt độ bên trong xe,… để điều chỉnh nhiệt độ sao
cho thích hợp.
Ngồi những ưu điểm hệ thống điều hịa trên ơ tơ cũng có
nhược điểm như là có thể gây phá hủy tầng ozone do loại
ga điều hòa khi hệ thống điều hòa xả ra môi trường. Loại ga
trước đây thường dùng là loại ga R12 nó xả ra lượng lớn khí
Clo gây ra phá hủy tần ozone. Sau này đã được thay thế


7

bằng khí R-134a, loại khí này có đặc tính gần giống với R-12

và ít gây hại đến tầng ozone ở tầng bình lưu hơn khí R-12
đến 95% tuy nhiên nó vẫn có xu hướng làm cho trái đất ấm
lên và nó truyền nhiệt kém hơn so với R-12 một chút.
Hiện nay khí ga R-134a vẫn là loại khí ga ưu việt nhất hiện
tại và được dùng phổ biến nhưng có vẫn một phần có hại tới
mơi trường vẫn có thể làm cho trái đất nóng lên và chưa có
loại một loại ga nào có thể làm tốt thay thế được ga R-134a
ở thời điểm hiện tại. Vì vậy trong tương lai hi vọng sẽ tìm ra
một loại ga lạnh khác có thể thay thế vào trong hệ thống
điều hịa khơng khí có hiệu quả làm lạnh tốt hơn và thân
thiện với môi trường hơn, không làm phá hủy tầng ozone và
khơng là tác nhân làm nóng lên của trái đất. Khoa học kỹ
thật trên thế giới ngày càng phát triển hơn và hệ thống điều
hịa khơng khí trong ơ tơ cũng sẽ ngày càng được cải thiện,
hoàn thiện hơn, hiện đại hơn nữa để phục vụ những nhu cầu
thiết yếu của người sử dụng.

Chương 2.
Cấu tạo hệ thống điều hòa khơng khí
trên ơ tơ
Điều hịa khơng khí là một trong những hệ thống vơ cùng
quan trọng trong xe. Nó chịu trách nhiệm điều hịa nhiệt độ
khơng khí và tuần hồn khơng khí bên trong của xe giúp
cho những người đang ngồi bên trong xe sẽ thấy thỏa mái
dễ chịu trong những ngày hè oi bức hay những ngày đông


8

lạnh giá, khơng những thế nó cịn giúp giữ độ ẩm và lọc

sạch khơng khí[2]. Ngày nay, các hoạt động của điều hịa
khơng khí có thể hoạt động được một cách tự động nhờ vào
sự giúp đỡ các cảm biến và điều khiển ECU được lắp đặt
trong xe. Điều hòa trên ơ tơ cũng có thể giúp loại bỏ các
yếu tố cản trở tầm nhìn như sương mù, nước và băng bị giữ
lại trên mặt kính của xe khi xe di chuyển.
Để có thể làm ấm được khơng khí bên trong ơ tơ, hệ thống
điều hịa đã sử dụng một két sưởi ấm. Két sưởi ấm này sẽ
lấy nước làm mát cơ được làm nóng lên bởi động cơ và sử
dụng một quạt gió để đưa nhiệt này vào để làm ấm khơng
khí đưa vào khoang xe, vì vậy nhiệt độ của két sưởi sẽ thấp
cho tới khi nước làm mát của động cơ được làm nóng
lên. Do đó ngay sau khởi động động cơ thì bộ phận sưởi ấm
khơng làm việc.
Để khơng khí trong ơ tơ được làm mát thì hệ thống làm lạnh
của ơtơ sẽ hoạt động theo một chu trình làm việc kín. Máy
nén sẽ nén lại và đẩy mơi chất làm lạnh ở thể khí có áp suất
cao đi vào giàn ngưng. Khi môi chất làm lạnh ở giàn ngưng sẽ
từ khí được chuyển đổi sang dạng lỏng. Chất làm lạnh thể
lỏng sẽ được đưa vào một bình chứa ( hay cịn gọi bình sấy
khơ). Mơi chất làm lạnh sau khi chảy qua lưới lọc sẽ chảy
qua một van gọi là van tiết lưu nhiệt, van này sẽ làm
chuyển chất làm lạnh ở thể lỏng thành khí (áp suất và nhiệt
độ thấp). Mơi chất làm lạnh ở dạng khí - có nhiệt độ thấp sẽ
làm nguội lạnh khơng khí. Q trình bay hơi trong máy lạnh
sẽ lấy nhiệt độ của khơng khí chạy qua máy lạnh. Tất cả
các khơng khí trong mơi trường đều được chuyển thành hơi
lạnh và chỉ có mơi chất làm lạnh sau khi được lấy nhiệt độ
sẽ được máy nén hút đi quay trở lại máy nén khí và q
trình lặp lại như trước.

2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, chức năng của điều hịa hệ
thống
2.1.1Nhiệm vụ
- Hệ thống điều hịa trên ơ tơ là một hệ thống có nhiệm vụ
đảm bảo chất lượng khơng khí ở bên trong ơ tơ nhằm duy trì


9

nhiệt độ và khơng khí sạch thích hợp với sức khỏe con
người.
- Ở mỗi không gian khác nhau, mức độ phức tạp của ơ tơ
mà kết cấu của điều hịa sẽ có sự phức tạp khác nhau. Kết
cấu của điều sẽ phức tạp hoặc đơn giản nhưng vẫn có đầy
đủ các chức năng cơ bản của một hệ thống điều hịa khơng
khí.
- Chỉ tiêu tối ưu cho mơi trường bên trong ô tô: nhiệt độ 18 o
Cđến 22o C, độ ẩm 40% đến 60%; Tốc độ gió lưu thơng 0,1
m/s đến 0,4 m/s, lượng khí bù nhỏ hơn 0,001 g/m 3
2.1.2u cầu
- Khơng khí được đưa vào trong khoang hành khách phải lạnh.
- Khơng khí đưa vào khoang phải sạch
- Khơng phải khí lạnh phải được truyền tới tồn bộ hành
khách.
- Khơng khí lạnh đưa vào phải khơ khơng ẩm.
2.1.3Chức năng của hệ thống điều hịa khơng khí

Hình 2.1: Bố trí chung hệ thống điều hịa khơng khí
1.Máy nén

2.Giàn nóng

3.Tấm lọc

4.Van tiết lưu

5.Giàn lạnh

6. Bình chứa

7.Két sưởi

8.Quạt gió


10

Hệ thống điều hịa khơng khí có các chức năng sau:
- Điều khiển nhiệt độ của khơng khí bên trong ô tô và thay đổi
độ ẩm bên trong xe.
- Điều khiển lưu lượng khơng khí tuần hồn bên trong xe.
- Lọc bụi trong khơng và làm sạch khơng khí.
a) Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hồn khơng khí trong
xe
•

Chức năng sưởi ấm

Hình 2.2: Ngun lý hoạt động của hệ thống sưởi
Két sưởi được sử dụng giống như bộ trao đổi nhiệt độ, nó sẽ

tăng nhiệt độ và làm ấm khơng khí và thổi vào khoang xe. Két
sưởi sẽ lấy nhiệt độ của nước làm mát động cơ trong lúc động
cơ đang hoạt động để làm nóng và nhờ vào quạt gió thổi
khơng khí đã được két sưởi làm ấm thổi vào bên trong khoang
xe.Khi nước làm mát nóng lên nó sẽ làm tăng nhiệt độ của két
sưởi lên. Do đó trước khi động cơ của ơ tơ được khởi động thì
két sưởi vẫn lạnh và khơng làm việc như bộ sưởi cho đến khi
động cơ khởi động và làm nóng nước làm mát.


11
•

Chức năng làm mát

Hình 2.3: Ngun lý hoạt động của hệ thống làm mát
Giàn lạnh cũng giống như giàn nóng là một bộ phận sử dụng
để trao đổi nhiệt độ, nó sẽ chịu trách nhiệm làm mát khơng
khí trước khi nó được quạt gió thổi vào bên trong khoang hành
khác và khoang người lái. Khi cơng tắc điều hịa khơng khí
được bật lên, máy nén lúc này sẽ bắt đầu hoạt động và đẩy
môi chất lạnh đi tới giàn lạnh để làm mát khơng khí [2]. Giàn
lạnh sau khi được đưa chất làm lạnh tới sẽ làm lạnh khơng khí
và đưa khí lạnh vào khoang hành khách nhờ vào quạt gió.
Khác với việc khơng khí được làm nóng thì làm lạnh khơng khí
hồn tồn độc lập khơng phụ thuộc vào việc lấy nhiệt độ của
nước làm mát của động cơ.
b) Chức năng hút ẩm
Khi độ ẩm bên trong của không khí q lớn, thì sau khi khơng
khí đi qua giàn lạnh sẽ làm cho hơi nước bên trong khơng khí

sẽ bị ngưng đọng lại và đọng lên bên trên các cánh tản nhiệt
giàn lạnh[3]. Như thế sẽ làm khô được khơng khí lạnh trước
khi quạt gió thổi khơng khí đã làm lạnh vào khoang xe. Nước
sau khi đã đọng lại bên trên giàn lạnh sẽ chảy xuống một
khay xả nước và thơng qua vịi dẫn thải ra ngồi xe
c) Chức năng lọc gió và loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn
- Một bộ lọc khơng khí sẽ lắp ở phía trước của cửa hút để lọc
sạch khơng khí lạnh trước khí khí lạnh được đưa vào bên trong
khoang xe [3].


12

- Bộ lọc bụi: Khi bụi bẩn làm tắc bộ lọc khơng khí khi đó khơng
khí sẽ khó được quạt gió thổi vào trong khoang xe, việc này
sẽ làm giảm hiệu suất làm lạnh của điều hịa. Khi đó cần kiểm
tra làm sạch và có thể sẽ thay bộ lọc khác để nâng cao đươc

hiệu suất làm việc của hệ thống điều hịa.

Hình 2.4: Bộ lọc khí
- Bộ làm sạch khơng khí : Bộ làm sạch khơng khí sẽ loại bỏ khói
thuốc lá, bụi,... để khơng khí bên trong xe được sạch

Hình 2.5: Bộ lọc khí và khử mùi
Bộ lọc khơng sẽ lấy khơng khí bên trong của xe nhờ vào một
mơ tơ quạt gió và làm thanh lọc khơng khí và loại bỏ mùi của
khơng khí nhờ vào than hoạt tính bên trong của bộ lọc khơng
khí.
Ngồi ra, trong một số loại xe cịn được lắp thêm cảm biến

khói thuốc để nhận biết được có khói thuốc trong xe hay


13

khơng và mơ tơ quạt gió sẽ tự động bật lên ở chế độ “HI” để
làm sạch khơng khí trong xe
- Loại bỏ các cản trở tầm nhìn
Khi độ ẩm và nhiệt độ bên trong xe cao mà khơng khí bên
ngồi trời có nhiệt độ thấp khi đó phía trên mặt kính của xe sẽ
đọng lại hơi nước. Nó sẽ làm cản trở tầm nhìn của người lái
khi lái xe. Khí đó hệ thống dẫn một luồng khơng khí để thổi
lên phía bên trên mặt kính để làm tan đi nước đọng lại phía
trên mặt kính.
2.1.4 Phân loại hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ sẽ được phân loại theo
phương thức khiển điều hịa, theo vị trí lắp đặt của điều và
theo chức năng. [4]
2.1.4.1
Phân loại theo vị trí lắp đặt
a) Kiểu giàn lạnh của điều hòa được đặt ở phía trước của xe
Loại này cửa ra của điều hịa sẽ được lắp vào phía sau bảng
đồng hồ, khí mát và khơng khí tuần hồn sẽ được quạt gió
thổi qua giàn lạnh thổi khơng khí lạnh vào bên trong khoang
hành khách.


14

Loại điều hịa khơng khí này sẽ đưa luồng khí lạnh từ hệ thống

thổi đến trước mặt người lái nên làm lạnh nhanh và liên tục.
Người lái có thể điều khiển được cửa ra điều hịa khơng khí
nên sẽ điều chỉnh được nhiệt độ một cách hợp lý nên sẽ tăng

Hình 2.6: Kiểu giàn lạnh đặt ở
phía trước
hiệu quả làm lạnh hơn.

b)

Kiểu khoang hành lý.

Kiểu điều hịa khơng khí này sẽ lắp đặt ở phía cốp sau xe,
khơng khí lạnh sẽ được đưa vào khoang hành khách từ cửa ra
được đặt ở lưng ghế sau.
Ưu điểm của kiểu lắp đặt hệ thống điều hịa này là có khoảng
trống lớn ở cốp sau xe nên điều hịa có thể có cơng suất giàn
lạnh cao và có thể dự trữ khí lạnh để làm mát.

Hình 2.7: Kiểu giàn lạnh ở khoang
hành lý
c)

Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe (Kiểu kép)


15

Hình 2.8: Giàn lạnh kép
Kiểu giàn lạnh này thường hay lắp đặt trên các loại xe 7 chỗ.

Loại giàn lạnh này được kết hợp cả hai kiểu giàn lạnh là no sẽ
được đặt ở phía trước của xe và kiểu khoang hành lý. Điều hòa
kiểu kép này sẽ được lắp đặt ở cả phía trước của xe và phía
sau cốp xe nên công suất làm lạnh sẽ cao hơn và hiệu suất
làm lạnh tốt hơn, luồng khơng khí lạnh sẽ được truyền đi toàn
bộ xe và nhiệt độ trong xe sẽ đồng đều hơn.
d)

Kiểu kép treo trần

Điều hịa khơng khí kiểu kép treo trần giúp tăng không gian
trong xe vào tăng khơng gian làm lạnh trong xe nên nó rất
thích hợp cho các loại xe khách, xe buýt,… [4]
Kiểu điều hịa này được bố trí kết hợp giàn lạnh phía trước của
xe và các giàn lạnh được lắp đặt treo phía trên trần của xe

Hình 2.9: Giàn lạnh kép treo trần


16

2.1.4.2
Phân loại theo phương pháp điều khiển
a) Phương pháp điều khiển bằng tay
Phương pháp này là phương pháp truyền thống trên xe nó
điều khiển nhiệt độ bằng cách tác động trực tiếp vào các cơng
tắc hay cần gạt để có thể điều khiển nhiệt độ được lắp trên
bảng điều khiển trên xe. Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ này
có đặc điểm là có thể điều chỉnh nhiệt độ, luồng khí vào, dịng
khí vào, tốc độ quạt,… theo ý thích của người lái sao cho phù

hợp, nhưng người lái phải điều khiển nó trực tiếp bằng tay mà
khơng thể tự động.

Hình 2.10: Bảng điều khiển hệ thống điều hòa bằng tay
b)

Phương pháp điều khiển tự động


17

Điều khiển điều hịa khơng khí tự động (ECU A/C) là hệ thống
điều hòa một cách tự động, điều hòa nhiệt độ khơng khí được
tự động hóa nhờ vào các loại cảm biến được đặt ở các vị khác
nhau trên xe như cảm biến nhiệt độ trong xe để nhận biết
nhiệt độ ở bên trong xe là cao hay thấp, cảm biến nhiệt độ
bên ngồi mơi trường để đo nhiệt độ bên ngồi xe,…. Các loại

Hình 2.11: Bảng điều khiển điều hịa tự động
cảm biến này sẽ gửi các tín hiệu thơng số mà nó đo được về
cho ECU, ECU sẽ phân tích và đưa ra điều chỉnh nhiệt độ
khơng khí làm mát một cách hợp lý.
2.1.4.3
Phân loại theo chức năng
Điều hịa khơng khí có chức năng vơ cùng quan trọng trên xe,
nó rất cần thiết cho một chiếc xe vào mùa hè nắng nóng hay
mùa đơng lạnh buốt. Tuy nhiên mỗi vùng đất, mỗi quốc gia lại
cũng có nhưng khiểu khí hâu đặc trưng nên điều hịa trong xe
cũng được sử dụng theo nhưng cách riêng khác nhau. Vì vậy
cũng có thể chia làm 2 loại điều hịa khơng khí

a)

Loại điều hịa đơn:

Hình 2.12: Điều hịa khơng khí kiểu đơn


18

Loại điều hòa đơn này chỉ sử dụng một chức nay là dùng để
sưởi ấm, sử dụng một hệ thống sưởi hoặc chỉ sử dụng để làm
mát, sử dụng một hệ thống làm mát. Loại điều hòa đơn này
thường được dùng ở một số vùng có khí hậu nóng quanh năm
hoặc lạnh quanh năm.
b) Loại điều hòa dùng cho tất cả các mùa

Hình 2.13: Điều hịa khơng khí kiểu 4
mùa
Khác với điều hịa đơn loại điều hịa khơng khí dùng cho tất cả
bốn mùa này có thể sử dụng cả để sưởi ấm và cả để làm mát,
loại này gồm có một bộ sưởi ấm và một bộ là mát để điều
chỉnh nhiệt độ thích hợp vào các mùa khác nhau. Như vào
mùa đơng lạnh thì điều hịa sẽ dùng chức năng sưởi ấm để
tăng nhiệt độ trong khoang xe cịn vào mùa hè oi bức thì có
thể làm mát khơng khí trong xe. Đây cũng là ưu điểm nổi bật
của loại điều khơng khí bốn mùa giúp điều hịa nhiệt độ bên
trong các khoang xe và giữ độ ẩm khơng khí thích hợp.
Loại này cịn được chia làm hai kiểu khác nữa là điều khiển
nhiệt độ khơng khí bằng tay và điều hịa khơng khí tự động
[5]. Các cảm biến của xe sẽ nhận biết nhiệt độ bên trong và

ngồi xe để tính tốn đưa ra điều chỉnh nhiệt độ bên trong xe
một cách thích hợp để người lái xe và các hành khách đang


19

ngồi trên xe sẽ cảm thấy thỏa mái dễ chịu hoặc do người lái
điều chỉnh sao cho hợp lý. Còn trên các loại xe như xe đông
lạnh, xe vận tải lớn,… cũng được sử dụng các loại điều hịa
khơng khí. Tuy nhiên tùy thuộc vào từng loại phương tiện với
những mục đích khác nhau mà kết kếu và vị trí lắp đặt trên
mỗi loại xe cũng khác nhau sao cho được phù hợp cho từng
loại xe.
2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các khối trong
hệ thống
2.2.1Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung của hệ thống điều
hòa
- Sơ đồ kết cấu chung

Hình 2.14: Kếu cấu chung của hệ thống điều hịa
khơng khí
Hệ thống điều hịa khơng khí trên ô tô bao gồm các thành
phần cơ bản sau:
1. Máy nén.

5. Thiết bị bay hơi

2. Bình ngưng

6. Cơng tắc bảo mật

3. Máy sấy lọc

7. Quạt thơng gió

4. Van mở rộng

8. Quạt ngưng tụ


20

-

Nguyên lý làm việc

Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý hoạt động


21

Khi bật hệ thống điều hòa , ly hợp từ trên máy nén điều hịa
sẽ đóng lại làm máy nén bắt đầu hoạt động. Ga lạnh từ nhánh
có áp suất thấp sẽ được hút về máy nén, khi đó khí ga sẽ ở
trạng thái khí, áp suất thấp và có nhiệt độ thấp sẽ đucợ máy
nén nén lại thành ga có nhiệt độ cao và áp suất cao nhưng
vẫn ở trạng thái khí. Sau đó khí ga này sẽ được đưa tới giàn
ngưng để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt tiếp theo khí ga
này sẽ được đi qua bình lục và hút ẩm để loại bỏ các tạp chất
và hơi nước cịn tồn đọng trong khí ga. Tiếp theo khí ga sẽ

được dẫn qua các đường ống trao đổi nhiệt, ở đây diễn ra quá
trình trao đổi nhiệt với khơng khí bên ngồi, khi nhiệt độ của
khí được giảm tới một nhiệt độ nhất định khí ga lúc này sẽ
chuyển từ thể khí thành thể lỏng.
Tiếp theo khí ga sẽ được dẫn qua các đường ống trao đổi
nhiệt, ở đây diễn ra q trình trao đổi nhiệt với khơng khí bên
ngồi, khi nhiệt độ của khí được giảm tới một nhiệt độ nhất
định khí ga lúc này sẽ chuyển từ thể khí thành thể lỏng.[6]
Trong q trình chuyển trạng thái này khí ga sẽ lấy nhiệt độ
từ mơi trường xung quanh. Khơng khí sạch được lấy từ bên
ngồi và được quạt gió thơi qua giàn lạnh đi vào trong xe. Khí
ga lạnh sau khi đi qua giàn lạnh để làm lạnh khơng khí sẽ
được hút quay trở lại máy nén và bắt đầu một chu trình làm
lạnh mới
2.2.2Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các khối trong hệ
thống
2.2.2.1 Hệ thống làm lạnh:
Hệ thống làm lạnh trên ô tô nhằm mục đích làm mát khơng
khí và tạo bầu khơng khí dễ chịu trong xe trong những ngày
thời tiết nóng bức.
2.2.2.1.1 Nguyên lý làm lạnh trên ô tô
a) Sự giãn nở và bay hơi:
Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, khí lạnh được tạo ra bằng
phương
pháp
sau
[7]:
Bình chứ chứa ga lỏng có nhiệt độ cao và áp suất cao sau đó
nó sẽ được đưa tới thông qua van tiết lưu nhiệt xả vào giàn

22

ngưng, lúc này nhiệt độ và áp suất của ga lỏng sẽ giảm
xuống, trong quá trình này sẽ được lấy nhiệt từ mơi trường
xong quanh làm bay hơi ga lỏng.

Hình 2.16: sự giãn nở và bay hơi
của khí
Sự ngưng tụ của khí ga R-134a:
Hệ thống làm lạnh chuyển ga lạnh từ thể khí sau khi được đưa
ra khỏi giàn lạnh sẽ chuyển thành dạng lỏng, hệ thống này sẽ
ngừng làm lạnh khi đã hết ga lỏng nên cần để hệ thống hoạt
động cần cung cấp đầy đủ lượng ga cho hệ thống
Như đã biết khí ga khi được nén lại thì nhiệt độ của ga lạnh và
áp suất của ga sẽ đều tăng lên.
Ví dụ đơn giản là khi nén khí ga lạnh có áp suất từ 2,1 kgf/cm 2
lên tới 15kgf/cm2, khi đó nhiệt độ của khí ga cũng tăng lên
theo từ 0oC lên 80oC [7].
Ga lạnh khi ở 15kgf/cm2 sẽ có nhiệt độ sơi là 57oC. Vì vậy khi
máy nén nén khí ga lại nhiệt độ sẽ tăng lên tới 80 oC lúc này
nó sẽ cao hơn nhiệt độ sơi của khí ga lạnh là 57 oC, ga lạnh sẽ
từ dạng khí chuyển thành dạng lỏng nếu như giảm nhiệt độ
của ga xuống tới nhiệt độ sôi của nó hoặc là thấp hơn nhiệt
độ sơi của nó. Ví dụ: khí ga khi bị máy nén nén tới 15kgf/cm 2
có nhiệt độ 80oC muốn chuyển từ dạng khí thành dạng lỏng
có thể giảm nhiệt độ đi 23 oC để nhiệt độ khí ga là 57 oC hoặc
giảm xuống thấp hơn.
Việc làm ngưng tụ khí ga thành dạng lỏng sẽ được làm bằng
phương pháp tăng áp suất của khí gaa lên và giảm nhiệt độ

b)


23

xuống. Khí ga thốt ra từ giàn lạnh sẽ được hút trở lại máy
nén và bị nén lại và đưa tới giàn ngưng. Sau khi khí ga bị nén
lại sẽ đưa tới giàn ngưng, khí ga lúc này sẽ bị ngưng tụ lại
thành chất lỏng do nhiệt độ sẽ bị tỏa ra xung quanh môi
trường và giảm nhiệt độ xuống, sau đó được đưa về bình
chứa.

Hình 2.17: Sự ngưng tụ mơi chất lạnh

c)

Chu trình làm lạnh:

1. Máy nén nén khí nén khi ga lại tạo thành ga có áp suất cao
và nhiệt độ cao.
2. Ga lạnh dạng khí sau khi được qua giàn ngưng nó sẽ bị
ngưng tụ lại trở thành ga dạng lỏng.
3. Ga lỏng khí đó sẽ được đưa vào bình chứa, bình chứa dùng
để lọc sạch ga lỏng và chứa ga lỏng.
4. Ga lỏng sau khi được lọc sạch sẽ được đưa đến van tiết lưu
nhiệt, khi đó nó sẽ làm khí ga bị giãn nở ra thành một hỗn hợp
đó là ga khí và ga lỏng có nhiệt độ thấp và áp suất thấp
5. Hỗn hợp này sẽ được đưa vào tới giàn lạnh. Khi đi qua giàn
lạnh dịng khí ấm sẽ được truyền cho ga lỏng khi đó nó được
chuyển đổi từ dạng lỏng sang dạng khí và sau đó khí ga sẽ

24

được máy nén hút lại quay trở về máy nén. Một chu trình làm
lạnh của điều hịa khơng khí kết thúc.
Chu trình này sau đó sẽ được làm lặp lại [3].

Hình 2.18: Chu trình làm lạnh của hệ thống
2.2.2.1.2 Mơi chất làm lạnh
a) Môi chất làm lạnh R-12
Sự chuyển động của nhiệt và sự thay đổi trạng thái của một
chất dẫn chúng ta đến chất làm lạnh R-12 (R-12 hoặc Freon),
chất làm lạnh R-12 là chất hóa học dichlorodifluoromethane
(CCI, F,) chất này sử dụng như "chất mang nhiệt" trong điều
hòa khơng khí trước đó.
R-12 có thể thay đổi trạng thái và mang nhiệt đi theo như yêu
cầu của hệ thống và nó có thể làm như vậy trong khi vẫn nằm
trong phạm vi nhiệt độ mà hệ thống có thể làm việc bình
thường. Mặc dù nước cũng có thể làm biến đổi trạng thái,
nhưng R-12 làm nhanh hơn và có nhiệt độ thấp hơn rất nhiều.
Khí ga R-12 thường sử dụng ở các hệ thống điều hịa trên ơ tơ
trước đây vì nhiệt độ sơi thấp (điểm xảy ra sự bay hơi). Ở bất


25

kỳ nhiệt độ nào trên 21,6 "F, R-12 sẽ thay đổi trạng thái, hóa
hơi và hấp thụ một lượng lớn nhiệt từ bên trong xe.
R-12 là hóa chất được ưa chuộng trong nhiều năm vì nó có

một số đặc điểm rất đáng mong đợi. Nó khơng độc hại (miễn
là nó khơng tiếp xúc với ngọn lửa trần), khơng ăn mịn, khơng
mùi, hịa tan trong dầu và dễ dàng xử lý khi sử dụng đúng
cách. Tuy nhiên, với số lượng lớn, R-12 có thể làm đổi màu các
thành phần mạ crơm và thép không gỉ [8].
Khi tiếp xúc với ngọn lửa trần, hút vào động cơ hoặc được
phát hiện bằng máy thử rị rỉ Halide (propan), R-12 có thể biến
thành khí phosgene, là khí độc. Bạn KHƠNG BAO GIỜ được hít
phải khí phosgene
Nhưng nhược điểm thực sự của R-12 là, mặc dù có nhiều đặc
điểm mong muốn, nó là một thành viên của họ hóa học được
gọi là clorof \ uorocarbon (CFCs), no được cấu tạo bởi một
hoặc hai nguyên tử cacbon được bao quanh bởi các nguyên tử
clo và flo. Các nghiên cứu khoa học gần đây chỉ ra rằng tầng
ơzơn của bầu khí quyển trái đất, nơi hấp thụ hơn 99% lượng
tia cực tím do mặt trời phát ra, đang bị suy giảm nghiêm

Hình 2.19: Tác nhân phá hủy tầng ozone
trọng do rị rỉ khí CFC từ hệ thống làm lạnh của xe ơ tơ [9].
Một khi chúng thốt ra khỏi hệ thống điều hịa, khí CFC sẽ di
chuyển khoảng từ 15 đến 30 năm lên tầng bình lưu, tầng cách