Các đặc tính vận hành của tủ lạnh-GS. Nguyễn Đức Lợi

Các thông số kỹ thuật chính

Các thông số kỹ thuật chính của một tủ lạnh bao gồm:
- Dung tích hữu ích: Dung tích buồng lạnh và ngăn động tính bằng lít. Đây là thông số quan trọng nhất;
- Loại tủ lạnh 1, 2 hoặc 3 sao hay tủ đông 3 hoặc 4 sao;
- Thể tích ngăn đông; 
- Phương pháp xả đá ;
- Kiểu tủ một, hai hoặc ba buồng với các khoang nhiệt độ khác nhau;
- Nước sản xuất, nơi sản xuất;
- Kiểu máy nén, treo ngoài hay treo trong; nằm ngang hay đứng;
- Điện sử dụng 100V, 110V, 127V hoặc 220V;
- Kích thước phủ bì;
- Khối lượng.
Trong các thông số kể trên, dung tích hữu ích của tủ lạnh là quan trọng nhất, vì qua nó, ta có thể dự đoán được nhiều thông số khác của tủ.

Đặc trưng công suất động cơ và dung tích tủ

Máy nén pittông của hệ thống lạnh có trục gắn lên rôto động cơ điện. Động cơ điện của tủ lạnh gia đình thường có công suất điện vào khoảng từ 1/12 mã lực (~60W) đến 1/5 mã lực (~150W ). Tủ lạnh có dung tích nhỏ có lốc nhỏ và tủ có dung tích lớn được lắp đặt lốc lớn. Bảng 6 giới thiệu sự phụ thuộc giữa dung tích của tủ và công suất động cơ của lốc của hãng Danfoss của Đan Mạch. Dung tích tủ lạnh và công suất động cơ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ, dung tích ngăn đông, hiệu quả cách nhiệt vỏ tủ...

Bảng 6. Đặc tính công suất động cơ và dung tích tủ lạnh

Công suất động cơ của lốc		Dung tích tủ lạnh l
PS	W	100	125	140	160	180	200	220	250
1/12	60	x	x	x	x
1/10	75		x	x	x	x
1/8	92				x	x	x	x	x
1/6	120						x	x	x

Chỉ tiêu nhiệt độ

Khi thay đổi ống mao, nhiệt độ bay hơi của một hệ thống lạnh kín dùng trong tủ lạnh gia đình có thể thay đổi từ -40°C đến 15°C. Với điều kiện nhiệt độ ngưng tụ giống nhau (~50°C) năng suất lạnh ở nhiệt độ bay hơi 15°C của hệ thống lớn hơn khoảng 17 lần so với năng suất lạnh ở -40°C, công suất động cơ cũng phải lớn hơn khoảng 3 lần.
Trên thế giới người ta quy định thống nhất 3 chế độ nhiệt từ độ sôi cho tủ lạnh gia đình với kí hiệu từ 1 đến 3 sao (xem bảng 7).

Như vậy, khi nhiệt độ bên ngoài thay đổi từ 20 đến 35°C nhiệt độ buồng lạnh có thể thay đổi từ 4,5 đến 10,5°C nếu vị trí núm vặn ở chế độ ít lạnh nhất, trong khi nhiệt độ ngăn đông không đổi -3°C. Các chỉ tiêu nhiệt độ này còn thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào từng loại tủ, phương pháp làm lạnh không khí tự nhiên hay cưỡng bức, các cửa thông giữa buồng lạnh và dàn bay hơi đóng hoặc mở... Ngày nay, nhằm khống chế nhiệt độ tốt hơn ở buồng lạnh, người ta chế tạo tủ hai buồng, ba buồng với 2 hoặc 3 thermô-stat và của ngoài riêng biệt.

Hệ số thời gian làm việc

Tủ lạnh làm việc theo chu kì. Khi nhiệt độ đủ thấp, thermôstat ngắt dòng điện cấp cho máy nén, tủ ngừng chạy. Khi nhiệt độ tăng quá mức cho phép, thermôstat nối mạch cho máy chạy lại. Hệ số thời gian làm việc là tỉ số thời gian làm việc trên thời gian toàn bộ chu kì. Vậy trong 1 giờ tủ chỉ làm việc có 60x0,27=16,2 phút, nghỉ 43,8 phút.
Hệ số thời gian làm việc của tủ phụ thuộc chủ yếu vào: Núm điều chỉnh của thermôstat, nhiệt độ môi trường bên ngoài. Núm cùng quay về phía lạnh hơn, nhiệt độ môi trường càng lớn thì "b" càng lớn. Ở nhiệt độ môi trường 33-45°C tủ lạnh sẽ chạy hầu như không nghỉ. Hệ số thời gian 'b' còn phụ thuộc vào chế độ làm việc và tình trạng tủ. Tủ bị kém lạnh, máy sẽ chạy liên tục. Nếu làm đá, thì cho đến lúc đá đông hết, tủ sẽ chạy liên tục. Hình 93 mô tả sự phụ thuộc của hệ số thời gian làm việc vào vị trí núm điều chỉnh của thermôstat, nhiệt độ ngoài trời cũng như nhiệt độ buồng lạnh của tủ ЗИГ-КX 240.

Chỉ tiêu tiêu thụ điện

Điện năng tiêu thụ cho tủ lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
- Nhiệt độ môi trường bên ngoài, nhiệt độ môi trường càng cao, điện năng tiêu thụ càng lớn;
- Nhiệt độ trong buồng đông và trong buồng lạnh, nhiệt độ trong buồng càng thấp, tiêu thụ điện năng càng lớn; 
- Vị trí núm vặn thermôstat, vị trí núm vặn càng xoay về phía "lạnh" tiêu thụ điện năng càng lớn. Thực ra vị trí núm vặn thermôstat quyết định nhiệt độ trong buồng lạnh;
- Công suất định mức của động cơ máy nén. Tủ càng lớn, lốc càng lớn, động cơ càng lớn và tiêu thụ điện càng lớn.
- Hệ số thời gian làm việc càng lớn, tiêu thụ điện càng nhiều.
- Thời gian làm việc của một chu kì. Công suất lúc khởi động là lớn nhất. Ở đầu chu kì làm việc công suất yêu cầu cũng lớn hơn là ở cuối chu kì;
- Áp suất ngưng tụ càng lớn, tiêu tốn điện năng càng lớn.
- Áp suất bay hơi càng lớn, tiêu tốn điện năng cũng càng lớn;
- Đối với tủ lạnh chạy qua biến thế và điện áp còn phải tiêu tốn điện năng ở biến thế và ổn áp. Để giảm một phần tiêu tốn này người ta bố trí cơ cấu ngắt mạch trước biến thế để khi tủ ngừng làm việc thì biến thế cũng ngừng làm việc. 
Nói chung, điện năng tiêu thụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng cơ bản vào hai yếu tố đầu và nhiệt độ môi trường và nhiệt độ trong tủ. Các yếu tố khác trực tiếp hoặc gián tiếp đều xuất phát từ hai yếu tố ban đầu, nếu như coi hệ thống lạnh là hoàn hảo, các bộ phận cách nhiệt, tự động điều khiền, điều chỉnh và bảo vệ là hoàn hảo.
Hình 94. Giới thiệu điện năng tiêu thụ phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường bên ngoài Tu, nhiệt độ trong buồng lạnh và vị trí núm vặn của thermôstat của tủ ЗИЛ kiểu KX240 dung tích 240 lít. 
Để duy trì nhiệt độ trong tủ là 4°C, khi tu=20°C, phải đặt núm thermôstat ở khoảng số 2, tiêu thụ điện năng là khoảng 0,8kWh/24h; khi tu tăng lên 30°C phải điều chỉnh núm vặn lên số 6 và điều năng tiêu thụ tăng lên đến 1,7kWh/24h .  Nếu kiểm tra thấy hệ thống lạnh làm việc hoàn hảo thì nguyên nhân có thể do cách nhiệt bị ẩm hỏng, cửa đóng không kín, đèn sáng khi đóng của tủ...
Khi kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của tủ lạnh cần giữ tủ lạnh ở những điều kiện vận hành không đổi như đã quy định như nhiệt độ bên ngoài, nhiệt độ trong phòng, núm vặn thermôstat, tủ chạy không tải (không sản phẩm bảo quản, không làm đá...)
Ở nhiều tủ lạnh không có các chỉ tiêu kỹ thuật cho trước, khi đó có thể so sánh các tủ lạnh khác nhau ở cùng điều kiện vận hành để xác định chỉ tiêu cũng như xác định các trục trặc ở tủ đang giám định.