Sơ đồ khối mạch và chu trình hoạt động của mạch điều hòa

Mùa hè đến, nhu cầu sử dụng điều hòa trở nên thường xuyên và cần thiết hơn bao giờ hết. Những chiếc điều hòa mang đến không gian mát lạnh, thoải mái, khoan khoái cho người sử dụng nhờ có các khối mạch được nối lại với nhau, cộng hưởng và làm mát không khí. Bạn đã bao giờ tìm hiểu về khối mạch điều hòa chưa, chu trình hoạt động của mạch điều hòa như thế nào để tạo mát không khí?

Mạch điều hòa là một hệ thống phức tạp được thiết kế để làm mát không gian bằng cách lấy nhiệt từ bên trong và xả ra ngoài. Dưới đây là một sơ đồ khối mạch và chu trình hoạt động cơ bản của một hệ thống điều hòa không khí:

Sơ đồ khối mạch của hệ thống điều hòa:

1. Nguồn điện: Mạch điều hòa được cung cấp nguồn điện từ nguồn năng lượng AC (điện áp xoay chiều) trong nhà.
2. Điều khiển: Bộ điều khiển là trái tim của hệ thống điều hòa. Nó nhận tín hiệu từ bộ điều khiển của người dùng thông qua điều khiển từ xa hoặc bảng điều khiển trên máy điều hòa. Bộ điều khiển quyết định nếu máy cần làm mát, làm khô hay làm sạch không khí.
3. Bộ quạt và lọc không khí: Hệ thống bao gồm một bộ quạt để đẩy không khí vào máy và một bộ lọc không khí để loại bỏ bụi, vi khuẩn và hạt bẩn khỏi không khí.
4. Evaporator (Bộ lạnh): Evaporator là nơi quá trình làm lạnh diễn ra. Nó chứa một lớp lạnh và một quạt để thổi không khí qua lớp lạnh này. Nhiệt độ của không khí sẽ giảm khi nhiệt độ từ không khí được lấy đi để làm lạnh bề mặt lạnh.
5. Nén hơi (Compressor): Nén hơi là một bộ phận quan trọng trong hệ thống. Nó nén và nâng cao áp suất của chất làm lạnh (thường là hơi lạnh R-410A) để biến nó thành chất lỏng. Quá trình nén hơi tạo ra nhiệt độ và nhiệt độ cao sẽ được lấy đi.
6. Condenser (Bộ nóng): Condenser là nơi nhiệt độ cao từ quá trình nén hơi được xả ra bên ngoài. Nó chứa một lớp nóng và một quạt để loại bỏ nhiệt độ ra khỏi hệ thống bằng cách thổi không khí ngoài vào. Chất làm lạnh ở dạng lỏng chảy trở lại và chuẩn bị cho chu trình tiếp theo.

Chu trình hoạt động cơ bản của mạch điều hòa:

1. Bước 1: Quạt thổi không khí nóng từ phòng vào bộ lạnh (evaporator).
2. Bước 2: Nhiệt độ của không khí giảm khi nhiệt độ từ không khí được lấy đi để làm lạnh bề mặt lạnh.
3. Bước 3: Bộ nén hơi nén và nâng áp suất của chất làm lạnh, biến nó thành chất lỏng và tạo nhiệt.
4. Bước 4: Chất làm lạnh chảy từ bộ nóng vào bộ lạnh và hút nhiệt độ từ không khí vào bộ nóng.
5. Bước 5: Quạt thổi không khí ấm ra ngoài phòng để loại bỏ nhiệt độ.
6. Bước 6: Quá trình lặp đi lặp lại để duy trì nhiệt độ thoải mái trong phòng.

Sự kết hợp của các bước này giúp máy điều hòa làm mát không khí trong không gian và duy trì nhiệt độ ổn định theo mong muốn của người sử dụng.

Sơ đồ khối mạch điều hòa

Sơ đồ khối tổng quát về board máy lạnh gồm 5 khối chính là: khối nguồn, khối điều khiển, khối cảm biến, khối hiển thị và phím ( bao gồm mắt nhận) và cuối cùng là khối động lực. Ta có thể xem chi tiết hơn về các khối ở sơ đồ dưới.

Khối nguồn tạo nguồn điện áp một chiều 12VDC để cung cấp cho Motor đảo gió, relay máy nén, mạch tạo cao áp, đèn hiển thị, các mạch động lực . . . và 5 VDC để cung cấp cho bộ xử lý, các cảm biến, đèn hiển thị, bộ thu tín hiệu điều khiển (remote control), mạch bẫy lỗi…

Khối nguồn có thể là nguồn switching hoặc nguồn biến thế cách ly. Vi điều khiển nhận lệnh từ bộ thu tín hiệu (mắt nhận tín hiệu remote), cảm biến nhiệt độ phòng, cảm biến nhiệt độ nhà, cảm biến bụi vv . v… Sau đó vi điều khiển ra tín hiệu tới motor đảo gió (motor bước), quạt dàn lạnh, relay máy nén. Quạt dàn lạnh thường có xung phản hồi về để báo tốc độ quạt có đúng với yêu cầu của vi điều khiển hay không

Chu trình hoạt động của khối mạch điều hòa

Chu trình hoạt động của một máy lạnh mono bình thường được hoạt động theo chu trình như sau (tùy theo đời máy và loại máy có thêm nhiều chức năng thì quá trình kiểm tra tăng lên):

Khối nguồn mạch trên sử dụng biến thế cách ly, sau đó ổn áp 12V và 5V bằng IC ổn áp 7812 và 7805. Vi điều khiển đã có 5V cấp nguồn, thạch anh 8MHz (kiểu thạch anh 2 chân có 2 tụ lọ C 33p). Mạch này sử dụng IC reset KIA7045 và đường 50Hz là loại 50Hz sau biến thế qua transistor. Khi vi điều khiển có đủ điều kiện hoạt động, vi điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ mắt nhận thông qua sự điều khiển của remote:

Mắt nhận chính là diode thu quang gồm 3 chân: chân 5V, chân mass và chân tín hiệu. Trên board mắt nhận sẽ có 1 điện trở nối tiếp chân 5V để hạn dòng cho mắt nhận, 1 tụ hóa để lọc nguồn. Đầu thu tín hiệu điều khiển gồm một diode quang nhạy tia hồng ngoại kết hợp với bộ khuếch đại, sử dụng điện áp 5V.

Khi nhận được chuỗi xung mã hóa dạng tia hồng ngoại do remote control phát ra, diode quang sẽ dẫn điện, đưa tín hiệu vào bộ khuếch đại và sau đó chuyển đến bộ xử lý. Bộ xử lý sẽ giải mã tín hiệu và ra lệnh cho các bộ phận thi hành lệnh tương ứng.

Trong mạch điện xoay chiều, TRIAC sẽ đóng điện khi cực G nhận xung kích, và ngắt điện khi điện áp trên công tắc T1 – T2 gi ảm đến 0 (hết một bán kỳ). Khi cực G nhận xung kích tại thời điểm đầu tiên của bán kỳ, TRIAC sẽ đóng và toàn ộ điện năng của bán kỳ sẽ chạy qua tải.

Nếu kích xung trễ sau thời điểm đầu tiên của bán kỳ, TRIAC chỉ đóng điện cho phần còn lại của bán kỳ qua tải. Kết quả công suất (số vòng quay) trên tải sẽ giảm. TRIAC trong mạch xoay chiều 50Hz sẽ đóng ngắt 100 lần/giây. Bộ xử lý sẽ chuyển xung điều khiển tốc độ quạt (có điện áp DC thấp) đến cực G của TRIAC qua trung gian cầu nối quang (để cách ly với điện áp AC cao).