Nguyên tắc hoạt động của tủ lạnh

Cơ chế sử dụng chất trao đổi nhiệt với môi trường tủ lạnh

Tủ lạnh hoạt động dựa trên cơ chế sử dụng chất trao đổi nhiệt với môi trường (Amoniac hoặc CFC). Các chất này được một máy nén khí biến thành dạng lỏng, rồi được máy bơm vào tủ lạnh. Trong quá trình bay hơi chúng sẽ lấy nhiệt trong tủ làm nhiệt độ giảm xuống. Sau đó chúng quay lại bình chứa dưới dạng khí và được máy nén làm hóa lỏng trở lại. Phải bảo đảm các chất khí không được truyền vào trong tủ lạnh, để tránh tình trạng ngộ độc thực phẩm. Nên ngày nay, người ta sử dụng các chất khí không có hại cho môi trường. Thông dụng nhất trên thị trường Việt Nam là gas 134a.

Cấu tạo của tủ lạnh

• Block (máy nén): Máy nén một hoặc hai pittong, dùng cơ cấu quay tay thanh truyền biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến qua lại của pittong. Hút hết môi chất lạnh tạo ra ở dàn bay hơi, duy trì áp suất cần thiết cho sự bay hơi ở nhiệt độ thấp. Nén hơi từ áp suất bay hơi lên, áp suất ngưng tụ, đi vào dàn ngưng.
• Dàn ngưng: Được lắp một đầu vào đầu đẩy của block, đầu còn lại lắp vào phin sấy lọc  trước khi nối vào ống mao .Thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là môi chất lạnh ngưng tụ, một bên là môi trường làm mát (nước hoặc không khí). Chức năng là đẩy nhiệt của môi chất ngưng tụ ra ngoài môi trường. Dàn ngưng thường làm bằng sắt, đồng, có cánh tản nhiệt. Những loại tủ mới hiện nay thì dàn ngưng được thiết kế nằm bên trong tủ lạnh.
• Dàn bay hơi: Đây là thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là môi chất lạnh, một bên là môi trường cần làm lạnh. Thiết bị này sẽ thu nhiệt của môi trường lạnh và sôi ở nhiệt độ thấp. Được lắp sau ống mao hoặc van tiết lưu, trước block.
• Khí gas (chất làm lạnh): Là chất lỏng dễ bay hơi, tạo ra nhiệt độ lạnh bên trong tủ lạnh. Nhiệt độ bay hơi là khoảng -320C. Loại gas được sử dụng nhiều nhất là 134a.

Nguyên tắc hoạt động

Block nén khí gas, làm áp suất và nhiệt độ của khí gas tăng, lúc này thì gas ở trạng thái khí. Ngưng tụ tại dàn ngưng. Dàn ngưng giúp khí gas giảm bớt nhiệt do áp suất gây ra. Lúc này sẽ diễn ra quá trình tỏa nhiệt và ngưng tụ, khí gas nguội đi và ngưng tụ thành chất lỏng chảy vào van tiết lưu. Lúc này, chất lỏng chảy từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp. Sau đó thì nó sẽ bay hơi, tại đây chất lạnh nhận nhiệt nóng từ không khí trong tủ lạnh tỏa ra, trong quá trình bay hơi sẽ hấp thụ nhiệt và làm lạnh. Dàn bay hơi cho phép các chất làm lạnh hấp thụ nhiệt, làm lạnh bên trong tủ lạnh. Sau khi chuyển đổi sang thành khí gas thì trở về máy nén và tiếp tục thực hiện theo chu trình. Đây là chu trình hoạt động theo vòng tròn khép kín.