Đại cương
Trong những năm qua, do mức sống tăng lên không ngừng, nhu cầu về tiện nghi đối với tủ lạnh cũng tăng lên. Để đáp ứng nhu cầu đó người ta đã đưa ra thị trường nhiều loại tủ lạnh hai, ba buồng; tủ lạnh "No Frost" (không bám tuyết), và chúng đã nhanh chóng trở thành một thịnh hành nhất hiện nay. Tủ lạnh hai, ba buồng đầu tiên được sản xuất ở các Mỹ, Nhật, Tây Đức... Liên Xô cũng đã sản xuất hàng loạt tủ hai và ba buồng kí hiệu КШД-300/115, "MINSK-128" КШТ- 300/60/60, "Minsk-132" và tủ đông MKI-200 "MINSK-131".Tủ hai, ba buồng có những ưu việt chính so với tủ một buồng (một cửa) như sau:
- Quá trình lạnh đông thực phẩm đảm bảo nhanh với chất lượng cao;
- Bảo quản được lâu dài thực phẩm lạnh đông, chất lượng không bị giảm;
- Bảo quản được số lượng lớn thực phẩm;
- Duy trì được độ ẩm cao trong phòng lạnh;
- Giảm được đáng kể sự khô hao của sản phẩm bảo quản;
- Giảm tiêu tốn điện năng do đỡ mất lạnh vì cửa mở cho từng ngăn riêng biệt;
- Nhiệt độ các buồng được khống chế chính xác và ổn định hơn.
Phân loại các sơ đồ hệ thống lạnh
Hiện nay, tủ lạnh hai, ba buồng có thể phân loại theo bốn sơ đồ hệ thống lạnh chính sau đây:Loại 1. Tủ lạnh chỉ có một máy nén (lốc) nhưng có 2 dàn lạnh mắc nối tiếp. Đầu tiên môi chất lỏng đi vào dàn bay hơi của buồng đông sau đó vào dàn bay hơi của buồng lạnh. Đây là loại tủ thường gặp nhất.
Loại 2. Tủ lạnh, mỗi buồng có một hệ thống lạnh độc lập, riêng rẽ.
Loại 3. Tủ lạnh chỉ có một hệ thống lạnh (một lốc, một dàn ngưng, một dàn bay hơi) nhưng có quạt gió lạnh cưỡng bức. Dàn lạnh được đặt ở giữa tấm ngăn hay ở phía sau buồng đông. Quạt gió hút gió đi qua dàn lạnh rồi thổi vào phân phối cho buồng đông và buồng lạnh theo các cửa gió riêng.
Loại 4. Tủ lạnh chỉ có một máy nén, hai dàn bay hơi, nhưng có thiết bị đặc biệt kèm theo ví dụ van điện từ và thiết bị tự động để cấp môi chất lỏng cho từng dàn và khống chế nhiệt độ của buồng đó. Nhiệt độ buồng lạnh được khống chế nhờ thermostat đóng mở van điện từ ngừng hoặc cấp lỏng cho dàn bay hơi buồng lạnh. Nhiệt độ buồng đông được khống chế nhờ thermôstat đóng và ngắt mạch động cơ máy nén. Nhưng phải có cơ cấu liên động để khi van điện từ mở (buồng lạnh có nhiệt độ vượt quá mức cho phép) thì máy nén phải hoạt động trở lại, nghĩa là máy nén phải hoạt động khi một trong hơi buồng cần giảm nhiệt độ đến giá trị cần thiết.
Đánh giá về các chi tiêu kinh tế kỹ thuật của bốn loại sơ đồ trên như: Tiêu tốn điện năng, chất lượng quá trình lạnh đông, khối lượng tủ, thời gian làm việc của dàn bay hơi buồng đông không cần phá băng, độ ồn, khả năng điều chỉnh nhiệt độ độc lập và độ khô hao thực phẩm bảo quản, người ta thấy tủ lạnh loại bốn là tốt nhất sau đó đến loại hai, loại một và cuối cùng là loại ba.
Tủ lạnh hai, ba buồng có van điện tử
Các tủ lạnh có van điện từ được xếp vào loại bốn. Tủ lạnh loại bốn cũng có rất nhiều sơ đồ khác nhau. Hình 95 giới thiệu ba sơ đồ của ba hãng khác nhau. Hình 95a giới thiệu sơ đồ hệ thống lạnh của tủ lạnh hai buồng, hai nhiệt độ của hãng Ariston (Italia). Trong sơ đồ có một van điện từ đặc biệt 9. Sau cửa thoát ống nao chính 6, đường ống chia làm hai ngả, một ngả nối vào dàn bay hơi buồng lạnh bằng ống đường kính trong 4mm có lắp van điện từ 9, một ngả nối tắt vào giữa 2 dàn bay hơi bằng một ống mao phụ 7 có đường kính trong không vượt quá 1,5mm. Do chênh lệch về tổn thất áp suất giữa hai đường ống nên khi mở van điện từ, toàn bộ môi chất lỏng sẽ di qua van diện từ vào dàn bay hơi buồng lạnh sau đó mới đi vào dàn bay hơi của buồng đông. Khi nhiệt độ buồng lạnh đạt giá trị yêu cầu, thermôstat của buồng lạnh ngắt mạch, van điện từ đóng lại, khi đó môi chất lỏng đi qua ống mao chính 6 vào ống mao phụ 7 để trực tiếp vào buồng đông 5.
Hình 95.Sơ đồ các hệ thống lạnh cho tủ lạnh 2 buồng, 2 nhiệt độ của hãng khác nhau;
a) Hãng ARISTON
1.Máy nén, 2.Dàn ngưng, 3.Dàn bay hơi buồng lạnh, 5.Dàn bay hơi buồng đông, 6.Ống mao chính, 7.Ống mao phụ, 8.Phin sấy lọc, 9.Van điện từ, 10.Bầu gom lỏng, 11.Đoạn ống sưởi ấm cửa.
Nhược điểm cơ bản của sơ đồ này là van điện từ lắp trên đường ống có áp suất bay hơi và nhiệt độ bay hơi nên nhiệt do cuộn dây thải ra sẽ bị đưa vào hệ thống lạnh nghĩa là máy lạnh phải tốn thêm một năng suất lạnh nhất định để thải lượng nhiệt đó ra môi trường. Như vậy điện năng tiêu tốn sẽ lớn lên.
Sơ đồ H. 95b sử dụng 1 van điện từ 3 ngả. Một ngả nối với ống mao chính vào dàn bay hơi buồng lạnh. Một ngả nối với ống mao phụ vào dàn bay hơi buồng đông, tất nhiên ngả còn lại nối vào cuối dàn ngưng sau phin sấy lọc. Khi buồng lạnh chưa đủ nhiệt độ yêu cầu van điện từ đóng ống mao phụ, môi chất lỏng từ dàn ngưng qua van điện từ vào ống mao chính đi vào dàn bay hơi buồng lạnh, qua dàn bay hơi buồng đông rồi trở về máy nén. Khi buồng lạnh đã đủ nhiệt độ yêu cầu, thermôstat điều khiển van điện từ đóng ống mao chính và mở ống mao phụ cho môi chất lỏng qua ống mao phụ đi trực tiếp vào dàn bay hơi buồng đông. Sơ đồ này giải quyết được nhược điểm của sơ đồ trên. Van tiết lưu lắp trên đường ống có áp suất cao, nhiệt sinh ra ở cuộn dây được thải vào không khí. Bởi vậy, loại sơ đồ này tiêu thụ ít điện năng hơn khi vận hành so với sơ đồ a.
Sơ đồ H. 95b sử dụng 1 van điện từ 3 ngả. Một ngả nối với ống mao chính vào dàn bay hơi buồng lạnh. Một ngả nối với ống mao phụ vào dàn bay hơi buồng đông, tất nhiên ngả còn lại nối vào cuối dàn ngưng sau phin sấy lọc. Khi buồng lạnh chưa đủ nhiệt độ yêu cầu van điện từ đóng ống mao phụ, môi chất lỏng từ dàn ngưng qua van điện từ vào ống mao chính đi vào dàn bay hơi buồng lạnh, qua dàn bay hơi buồng đông rồi trở về máy nén. Khi buồng lạnh đã đủ nhiệt độ yêu cầu, thermôstat điều khiển van điện từ đóng ống mao chính và mở ống mao phụ cho môi chất lỏng qua ống mao phụ đi trực tiếp vào dàn bay hơi buồng đông. Sơ đồ này giải quyết được nhược điểm của sơ đồ trên. Van tiết lưu lắp trên đường ống có áp suất cao, nhiệt sinh ra ở cuộn dây được thải vào không khí. Bởi vậy, loại sơ đồ này tiêu thụ ít điện năng hơn khi vận hành so với sơ đồ a.
Hình 95b.
b) Hãng BOSCH
Sơ đồ của tủ lạnh "MINSK-126" (H.95c) có hai dàn bay hơi mắc nối tiếp nhau nhưng dàn bay hơi buồng đông trước và dàn bay hơi buồng lạnh sau. Van điện từ 3 ngả cũng được lắp phía áp suất cao, nhưng cách bố trí ống mao phụ 7 khá đặc biệt.
Dàn ngưng được chia làm hai phần: Phần ngưng tụ 2 và bẫy lỏng 4. Ống mao phụ nối từ cuối phần ngưng tụ đến 1 ngả của van điện từ. Người ta bố trí van diện từ sao cho khi cả hai buồng đều hoạt động thì ống mao phụ bị đóng, mỗi chất lỏng đi qua dàn ngưng vào bẫy lỏng, phin sấy lọc, van điện từ vào ống mao chính 6 để vào dàn bay hơi 5. Khi nhiệt độ buồng lạnh đạt yêu cầu thermôstat buồng lạnh tác động cho van điện từ đóng đường nối với phin sấy lọc 8. Một phần mỗi chất lỏng bị bẫy lại ở đoạn ống 4 đến sát van điện từ. Chỉ còn một phần lỏng từ dàn ngưng 2 đi qua ống mao phụ 7, qua van điện từ 9, vào ống mao 6 để vào dàn bay hơi buồng đông 5. Do lượng mỗi chất lỏng rất ít nên chỉ đủ sôi ở dàn 5. Khi vào đến dàn 3 chúng đã biến thành hơi, không làm ảnh hưởng đến nhiệt độ buồng lạnh.
Ưu điểm rõ ràng của sơ đồ tủ MINSK-126 là rất đơn giản. Khi so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật với các sơ đồ khác người ta khẳng định được tính ưu việt của nó đặc biệt khi so sánh với tủ lạnh có sơ đồ loại 1 chẳng hạn. Với cùng dung tích, tiêu tốn điện năng của MINSK-126 giảm khoảng 15% (1,4 so với 1,73 kWh/24h), suất lạnh đông thực phẩm cao hơn trên 2 lần (5,5 so với 2,5kg/24h).Dàn ngưng được chia làm hai phần: Phần ngưng tụ 2 và bẫy lỏng 4. Ống mao phụ nối từ cuối phần ngưng tụ đến 1 ngả của van điện từ. Người ta bố trí van diện từ sao cho khi cả hai buồng đều hoạt động thì ống mao phụ bị đóng, mỗi chất lỏng đi qua dàn ngưng vào bẫy lỏng, phin sấy lọc, van điện từ vào ống mao chính 6 để vào dàn bay hơi 5. Khi nhiệt độ buồng lạnh đạt yêu cầu thermôstat buồng lạnh tác động cho van điện từ đóng đường nối với phin sấy lọc 8. Một phần mỗi chất lỏng bị bẫy lại ở đoạn ống 4 đến sát van điện từ. Chỉ còn một phần lỏng từ dàn ngưng 2 đi qua ống mao phụ 7, qua van điện từ 9, vào ống mao 6 để vào dàn bay hơi buồng đông 5. Do lượng mỗi chất lỏng rất ít nên chỉ đủ sôi ở dàn 5. Khi vào đến dàn 3 chúng đã biến thành hơi, không làm ảnh hưởng đến nhiệt độ buồng lạnh.
Hình 95c.
c) Tủ lạnh MINSK-126.
Tủ lạnh hai, ba buồng có quạt gió lạnh
Đây là tủ lạnh thuộc loại 3. Tuy loại sơ đồ này không được đánh giá cao nhưng nó lại có những ưu điểm mà người tiêu dùng rất ưa chuộng. Sơ đồ hệ thống lạnh của nó rất đơn giản: 1 lốc, 1 dàn ngưng, 1 dàn bay hơi có cánh, 1 ống mao. Trong tủ có bố trí 1 quạt gió lạnh để tuần hoàn và lưu thông không khí cưỡng bức.Hình 96 giới thiệu cấu tạo của tủ lạnh KШТ-300 của Liên Xô. Tủ lạnh này mang đầy đủ các ưu việt của tủ lạnh "No Frost"
Vỏ tủ được cách nhiệt bằng polystirol có độ bền va đập cao. Tủ được chia làm 3 buồng: buồng đông (trên cùng) đạt nhiệt độ -18°C buồng lạnh (ở giữa) có nhiệt độ từ 0°C đến 5°C và buồng mát bảo quản rau quả có nhiệt độ từ 5°C đến 10°C (dưới cùng).
So với các tủ lạnh thường không có quạt gió, tủ lạnh này được bố trí một quạt gió lạnh công suất 18W (công suất trên trục 2,3W) ngay phía trên dàn bay hơi. Động cơ 8 được gắn vào trong lớp cách nhiệt phía sau tủ. Không khí trong tủ được hút qua dàn bay hơi, được làm lạnh rồi được phân phối vào các phòng theo các kênh dẫn gió bố trí trên các tấm ngăn hoặc tấm cạnh. Các kênh gió phải được bố trí hợp lý để phân phối gió hợp lý, chủ yếu cho buồng đông. Giữa buồng lạnh và buồng đông có 1 tấm chặn 6 điều chỉnh được. Nhiệt độ phòng lạnh được đảm bảo nhờ một thermôstat điều khiển trực tiếp tấm chặn 6 này.
Nhiệt độ buồng bảo quản rau quả được đảm bảo nhờ cửa gió 3 và khe gió về 20. Tấm ngăn 21 có thể tháo ra được. Khi tháo ra buồng lạnh sẽ được tăng thêm 1 diện tích 50 lít. Buồng đông có một giá để thực phẩm, hai giá dựng trên cửa và một ngăn chứa 2 khuôn làm đá viên để làm đá thực phẩm.
Xả đá cho dàn bay hơi được tiến hành tự động cứ 8-10h một lần. Nước xả ra được dẫn xuống khay 24 đặt phía dáy tủ. Để tăng hiệu quả ngưng tụ, người ta bố trí mấy vòng xoắn dàn ngưng đi vào trong khay nước lạnh.
Do đặc điểm cấu tạo, tủ đảm bảo được độ ẩm cao ở các buồng bảo quản, giảm sự khô hao sản phẩm bảo quản, không để băng tuyết phủ lên sản phầm cũng như các giá đặt sản phẩm đúng như quảng cáo của tủ là "No Frost".
Hình 96. Tủ lạnh 3 buồng với 3 cửa riêng biệt KШТ-300
1. Lốc: 2.Dàn ngưng; 3. Cửa gió điều chỉnh được: 4. Giá để thực phầm: 5. Tấm ngăn cách nhiệt; 6. Täm chân điều chỉnh gió; 7. Dàn bay hơi làm lạnh không khí cưỡng bức; 8. Động cơ quạt gió; 9. Cánh quạt; 10. Tấm cách nhiệt có ghi dẫn hướng gió; 11. Buồng đông; 12. Ngăn làm đá viên; 13. Khuôn đá viên; 14. Giá để thực phẩm; 15. Giá để thực phẩm -12°C; 16. Bộ phân phối không khí; 17. Buồng lạnh; 18. Giá để chai, hộp nhỏ.. : 19. Khay để sản phẩm dạng hạt; 20. Khe không khi về; 21. Tấm ngăn tháo ra được; 22. Hộp đựng rau quả; 23. Buồng bảo quản rau quả; 24. Khay dựng nước khi xả đá; 25.Tấm đỡ.
