Đồ án Hệ thống lạnh sử dụng trên ô tô đi sâu phân tích hệ thống điều hòa 2 chiều dùng trên xe ô tô hãng kia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 HỆ THỐNG LẠNH SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 2 CHIỀU DÙNG TRÊN XE Ô TÔ HÃNG KIA §å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ CHÝNH QUY Ngµnh ®iÖn c«ng nghiÖp H¶I phßng – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 HỆ THỐNG LẠNH SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 2 CHIỀU DÙNG TRÊN XE Ô TÔ HÃNG KIA ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Sinh viên: VŨ DUY NAM Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. NGUYỄN TIẾN BAN HẢI PHÒNG - 2014 CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC ----------------o0o----------------- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: VŨ DUY NAM Mã số thẻ: 1213102011 Lớp: DCL601 Tên đề tài: Hệ thống lạnh sử dụng trên ô tô, Đi sâu phân tích hệ thống điều hòa 2 chiều dùng trên xe ô tô hãng KIA Nhiệm vụ đề tài 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ) ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 3. Địa điểm thực tập ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hưỡng dẫn : NGUYỄN TIẾN BAN Phó Giáo sư – Tiến sĩ Trường đại học dân lập Hải Phòng Toàn bộ đề tài Người hướng dẫn thứ hai Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hưỡng dẫn : Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 8 tháng 4 năm 2014 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 5 tháng 7 năm 2014 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên VŨ DUY NAM Đã giao nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N NGUYỄN TIẾN BAN Hải Phòng, ngày tháng năm 2014 HiÖu tr-ëng GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ 6 PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... 2. Đánh giá chất lượng của đề tài tốt nghiệp(so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong đề tài tốt nghiệp, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ) .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... 3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn ( điểm ghi bằng số và chữ) Ngày tháng năm 2014 Cán bộ hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) 7 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiến đề tài. .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày ... tháng ... năm 2014 8 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................ 11 CHƢƠNG 1: KỸ THUẬT LẠNH. .............................................................. 12 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG. ................................................................. 12 1.1.1. Khái niệm về máy lạnh ( điều hòa nhiệt độ ). ............................... 12 1.1.2. Hiệu suất và công suất của máy lạnh. ........................................... 12 1.1.3. Giới hạn của máy lạnh. ................................................................. 13 1.1.4. Làm khô không khí. ...................................................................... 13 1.1.5. Máy lạnh tiết kiệm điện INVERTER. .......................................... 14 1.1.6. Cách suy nghĩ và sử dụng sai. ....................................................... 14 1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP LÀM LẠNH. .......................................... 15 1.2.1. Bay hơi, khuếch tán. ..................................................................... 15 1.2.2. Hòa trộn lạnh. ............................................................................... 15 1.2.3. Phương pháp giãn nở có sinh ngoại công: .................................... 15 1.2.4. Dùng tiết lưu ( hiệu ứng Jin-Thompson ). .................................... 15 1.2.5. Dùng hiệu ứng điện nhiệt. ............................................................. 15 1.2.6. Bay hơi chất lỏng. ......................................................................... 15 1.3. MÔI CHẤT LẠNH. ...................................................................... 16 1.3.1. Yêu cầu vật lý. ............................................................................... 16 1.3.2. Yêu cầu hóa học. ........................................................................... 16 1.3.3. Yêu cầu kinh tế. ............................................................................. 16 1.3.4. Các môi chất thông dụng. ............................................................. 16 1.4. CHẤT TẢI LẠNH. ........................................................................ 18 9 1.5. CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG. ......................................................... 18 CHƢƠNG 2 : HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU. ........ 20 2.1. KHÁI NIỆM MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU. ........... 20 2.1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................... 20 2.1.2. Phương thức tạo nhiệt sưởi vào mùa đông trong máy điều hòa. .. 20 2.2. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU. ..... 21 2.2.1 Cấu tạo van đảo chiều điện từ. ....................................................... 21 2.2.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................... 21 CHƢƠNG 3 : MÁY ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ HAI CHIỀU SỬ DỤNG TRÊN XE Ô TÔ . .......................................................................................... 24 3.1. HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH. 24 3.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh ôtô. ................................... 24 3.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ôtô. ............. 25 3.1.3. Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh ô tô. .................................. 25 3.2. CÁC BỘ PHẬN PHỤ. ................................................................... 51 3.2.1. ống dẫn môi chất lạnh. .................................................................. 51 3.2.2. Cửa sổ kính. .................................................................................. 53 3.2.3. Bình khử nước gắn nồi tiếp........................................................... 55 3.2.4. Bộ tiêu âm. .................................................................................... 55 3.2.5. Máy quạt. ...................................................................................... 55 3.2.6. Bộ ổn nhiệt. ................................................................................... 59 3.3. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH Ô TÔ. ............................................. 60 3.4. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH SỬ DỤNG VAN TIẾT LƢU NHIỆT VÀ VAN GIÃN NỞ. .................................................................... 61 10 3.5. SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC THIẾT Bị TRONG HỆ THỐNG LẠNH TRÊN Ô TÔ. .............................................................................................. 63 3.6. PHƢƠNG PHÁP NẠP DẦU BÔI TRƠN CHO MÁY NÉN. .... 64 3.7. PHƢƠNG PHÁP TẠO CHÂN KHÔNG, THỬ KÍN HỆ THỐNG LẠNH Ô TÔ. ............................................................................. 66 3.8. PHƢƠNG PHÁP NẠP GAS HỆ THỐNG LẠNH Ô TÔ. ......... 68 3.8.1. Quy trình nạp ga: .......................................................................... 68 3.8.2. Thông số và dấu hiệu nhận biết đủ gas. ........................................ 69 3.9. THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LẠNH Ô TÔ. ............................................................................................. 70 3.9.1. Thiết bị điện. ................................................................................. 70 3.9.2. Mạch điện. ..................................................................................... 73 3.10. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ. 74 3.10.1. Sơ đồ hệ thống điện điều khiển hệ thống điều hòa không khí ô tô..74 3.10.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện điều khiển hệ thống điều hòa không khí ô tô. .................................................................................. 75 3.11. Phân phối không khí đã đƣợc điều hòa. ...................................... 76 3.11.1.Điều khiển hệ thống điện lạnh bằng tay....................................... 78 3.11.2.Điều khiển bằng chân không. ....................................................... 80 3.11.3.Điều khiển tự động bằng điện tử. ................................................. 81 KẾT LUẬN .................................................................................................... 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 86 11 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm qua, kỹ thuật lạnh đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: sinh học, hóa chất, công nghiệp, bia rượu, điện tử, tin học, y tế nhằm phục vụ nhu cầu đời sống tốt nhất cho người dân. Khi xã hội phát triển đời sống người dân cũng được phát triển theo, khi đó ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng. Ô tô hiện đại thiết kế nhằm cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như tính năng an toàn cho người sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên ô tô hiện đại ngày càng phát triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu của khách hàng như nghe nhạc, xem truyền hình Một trong những tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điều hòa không khí (hệ thống điện lạnh) trong ô tô. Thiết bị lạnh ô tô bao gồm những thiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thải nhiệt ra môi trường bên ngoài. Thiết bị lạnh ô tô gồm máy nén, thiết bị ngưng tụ, bình lọc tách ẩm, thiết bị gián nở, thiết bị bay hơi, và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống lạnh hoạt động hiệu quả nhất. Là sinh viên được đào tạo tại trường Đại Học Dân lập Hải phòng, em đã được các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về chuyên môn. Đến nay đã kết thúc khóa học, để tổng kết, đánh giá quá trình học tập và rèn luyện tại trường, em được nhà trường giao cho đề tài tốt nghiệp với nội dung: “ Hệ thống lạnh sử dụng trên ô tô, đi sâu phân tích hệ thống điều hòa dùng trên xe ô tô hãng KIA ”. Đề tài được chia ra làm 3 chương: Chương 1: Kỹ thuật lạnh Chương 2: Hệ thống điều hòa nhiệt độ hai chiều Chương 3: Máy điều hòa nhiệt độ hai chiều sử dụng trên xe ô tô 12 CHƢƠNG 1. KĨ THUẬT LẠNH 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG. 1.1.1. Khái niệm về máy lạnh (điều hòa nhiệt độ). Máy điều hòa nhiệt độ còn gọi là máy lạnh là một thiết bị truyền nhiệt. Nó truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp (nguồn nhiệt) đến nơi có nhiệt độ cao (nơi thoát nhiệt) ngược lại với sự truyền nhiệt của tự nhiên. Ở những vùng khí hậu nóng ẩm quanh năm như miền Nam Việt Nam thì máy điều hòa nhiệt độ (máy lạnh) chỉ bơm nhiệt theo một chiều duy nhất là từ trong nhà ra ngoài trời, nên thường gọi là máy lạnh. Ở miền Bắc Việt Nam, máy điều hòa nhiệt độ bơm nhiệt theo hai chiều mùa hè thì truyền nhiệt từ trong nhà ra ngoài trời thu hơi ẩm vào, mùa đông truyền nhiệt từ ngoài trời vào trong nhà đẩy hơi nóng ra ngoài. 1.1.2. Hiệu suất và công suất của máy lạnh. Công suất của máy điều hòa nhiệt độ thường được ghi theo đơn vị Btu/h. British thermal unit (Btu hay BTU) : năng lượng cần thiết để 1 pound (454g) nước tăng lên 10F. 1 Btu ≈ 1055J = 0,293Wh. Máy ĐHNĐ nhỏ nhất thường thấy ở Việt Nam có công suất 9.000Btu/h (≈2,6375KW) và thường được gọi là 1 ngựa (sic). Ở các nước khác có bán máy ĐHNĐ nhỏ hơn (khoảng 4.000- 5.000Btu/h vừa đủ dùng cho 1 phòng khoảng 45m³ hay 15m²). Có lẽ ghi theo Btu/h thì có con số 9.000 đẹp hơn số 2,6375KW nên nhà sản xuất chỉ ghi theo Btu/h, mặc dù phần lớn người tiêu dùng Việt Nam không biết Btu/h là gì. Thật ngạc nhiên là nhiều người (kể cả ở các nước Đông Nam Á và Mỹ) dùng đơn vị ngựa để chỉ công suất máy lạnh, 1 ngựa tương đương 9.000Btu/h; mặc dù không có gì cho thấy sự liên quan giữa 1 HP và 9.000Btu/h. Một đơn vị khác liên quan đến máy lạnh là ton of refrigeration (tấn lạnh), đó là lượng 13 nhiệt làm tan một short ton (907KG) nước đá chia cho số giây trong một ngày, một tấn lạnh tương đương 12.000Btu/h. 1.1.3. Giới hạn của máy lạnh. Máy điều hòa nhiệt độ chỉ làm việc được khi mà nơi cần thoát nhiệt không nóng hơn 48°C và nguồn nhiệt không lạnh hơn 5°C; vượt quá giới hạn đó thì máy điều hòa nhiệt độ không bơm nhiệt được. Như vậy, mở máy lạnh khi ngoài trời nóng khoảng 48°C thì chỉ tốn điện vô ích. Tương tự, nếu nhiệt độ ngoài trời trong mùa đông thấp hơn 5°C thì mở máy điều hòa nhiệt độ cũng vô ích. Một số máy điều hòa nhiệt độ sẽ tự động ngừng làm việc khi phát hiện ra tình trạng quá giới hạn đó. 1.1.4. Làm khô không khí. Một tác dụng phụ của máy lạnh là làm giảm độ ẩm không khí trong phòng, làm cho người cảm thấy dễ chịu hơn. Độ ẩm tương đối thích hợp cho người ở trong khoảng 30% tới 60%. Hầu hết các máy lạnh thời nay đều có chế độ làm khô không khí. Tuy nó thật sự làm giảm lượng hơi nước trong không khí nhưng nó không có bộ phận đo độ ẩm không khí, không có cách kiểm soát độ ẩm tương đối. Do đó nó chỉ làm việc theo một chu trình cố định là chạy máy bơm trong vài phút rồi ngừng bơm trong vài phút. Trong những phút máy bơm chạy, hơi nước trong không khí được làm lạnh trong máy sẽ ngưng tụ lại và chảy ra khỏi phòng theo ống dẫn. Tỉ lệ giữa thời gian chạy và thời gian ngừng máy bơm thay đổi theo nhiệt độ người dùng chọn trên bộ điều khiển từ xa. Với một ẩm kế rẻ tiền của Trung Quốc (ẩm kế và nhiệt kế chỉ kim, vỏ nhựa, giá 50.000₫), ta có thể dễ dàng thấy tác dụng phụ của máy lạnh. Độ ẩm tương đối trong mùa mưa ở Sài Gòn thay đổi trong khoảng 65% vào lúc