Môi chất lạnh là gì

Blog kiến thức

Tin tức nổi bật

GMPc tuyển Nhân viên kinh doanh

Xem tất cả

Môi chất lạnh là gì?

Cập nhật: 15/10/2016

Cỡ chữ

Môi chất lạnh là chất tuần hoàn trong hệ thống lạnh làm nhiệm vụ hấp thu nhiệt của buồng lạnh nhờ bốc hơi ở áp suất thấp nhiệt độ thấp và thải nhiệt ra môi trường ở áp suất cao và nhiệt độ cao.

NHỮNG THÔNG TIN CẦN BIẾT ĐỐI VỚI MÔI CHẤT LẠNH (gas lạnh)

- Nhận biết và phân loại được gas lạnh qua ký hiệu gas lạnh.

- Nắm được các tính chất cơ bản của gas lạnh.

- Đọc được đồ thị cũng như bảng áp suất nhiệt độ bão hòa.

- Hiểu biết và đọc được các thông số điểm nút chu trình của chu trình lạnh biểu diễn trên dồ thị Molier (dồ thị áp suất – entanpy).

- Phân tích được các tính chất khác nhau của gas lạnh, nêu được các nhược điểm cũng như ứng dụng của chúng vào hệ thống.

- Nắm được quy trình sử dụng, bảo quản, phục hồi gas lạnh.

- Nắm được quy tắc an toàn ga lạnh.

NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÔI CHẤT LẠNH

1. Không độc hại đối với cơ thể sống;

2. Không gây cháy, gây nổ;

3. Không gây han rỉ vật liệu chế tạo máy;

4. Dễ dàng phát hiện rò rỉ;

5. Dễ dàng phát hiện vị trí rò rỉ;

6. Nhiệt độ đóng băng thấp, thấp hơn nhiều nhiệt độ sôi yêu cầu.

7. Phải bền vững hóa học, không dế phân hủy;

8. Phù hợp với dầu bôi trơn để dể dàng bôi trơn các chi tiết chuyển động.

9. Tỷ số nén (Л là tỷ số áp suất ngưng tụ trên áp suất bay hơi) càng thấp càng tốt để đạt được hiệu suất máy nén cao;

10. Thân thiện với môi trường, không phá hủy môi sinh.

Tuy nhiên không có ga lạnh lý tưởng. Chúng ta chỉ có thể tìm được ga lạnh, có ưu điểm và cả nhược điểm. Bởi vậy khi chọn một ga lạnh cho một ứng dụng cụ thể, cần lựa chọn sao cho ga lạnh phát huy được những ưu điểm và hạn chế những nhược điểm của nó.

CÁC GAS LẠNH THƯỜNG DÙNG

Môi chất lạnh R11 có công thức hóa học CCl3F, nhiệt độ sôi 23.8˚C, không độc hại với cơ thể sống, không gây cháy nổ, không gây han rỉ vật liệu chế tạo máy, ít rò rỉ, nhiệt độ đóng băng thấp, rất bền, phù hợp với dầu bôi trơn… Nhược điểm là làm trương phồng cao su và phá hủy tầng ozon mạnh, gây hiệu ứng lồng kính làm nóng địa cầu, nên đã bị cấm sử dụng từ 1/1/1996. R11 trước đây được ứng dụng chủ yếu trong máy làm lạnh nước máy nén tua bin, ngoài ra trong bơm nhiệt nhiệt dộ cao. Thay thế R11 bằng ga lạnh trung hạn R123. Hiện nay vẫn chưa tìm được ga lạnh thay thế dài hạn cho R11.

Môi chất lạnh R12 là chất khí không màu, cosmuif thơm rất nhẹ, công thức hóa học cCl2F2, sôi ở áp suất khí quyển ở -29.8˚C. Ở thể hơi, R12 nặng hơn không khí khoảng 4 lần và có thể lỏng nặng hơn nước khoảng 1.3 lần. R 12 không độc hại với cơ thể sống, không gây cháy nổ, không gây han rỉ vật liệu chế tạo máy, tuy có làm trương phồng cao su, rất bền vững, hòa tan dầu hoàn toàn, dễ bôi trơn…

Nhược điểm chủ yếu của R12 là không hòa tan trong nước nên rất dễ gây tắc van tiết lưu. Giống như R11, R12 phá hủy tầng ozon và gây hiệu ứng lồng kính nên đã bị cấm từ 1/1/1996. Trước đây R12 được sử dụng chủ yếu để nạp cho các tủ lạnh và cho một số máy điều hòa không khí. Thay thế R12 bằng R134a là ga lạnh dài hạn.

Môi chất lạnh R13 có công thức hóa học CClF3, nhiệt độ sôi thường -81.4˚C, nhiệt độ tới hạn thấp 28.8˚C, tính chất lý hóa tương tự R22 tuy nhieenR13 hoàn toàn không hòa tan dầu. R13 cũng phá hủy tầng ozon và gây hiệu ứng lồng kính nên đã bị cấm từ 1/1/1996. Trước đây, R13 thường được sử dụng trong tầng dưới của máy lạnh ghép tầng để tạo nhiệt độ -70 đến -100˚C. Thay thế R13 bằng R23.

Môi chất lạnh R22 là chất khí không màu có mùi thơm rất nhẹ, công thức hóa học CHClF2, nhiệt độ sôi -40.8˚C. Tính chất của R22 gần giống như R12 nhưng áp suất làm việc cao hơn, năng suất lạnh thể tích cao hơn 1.6 lần, công suất động cơ yêu cầu cũng phải tăng lên tương ứng. So với R12 thì R22 ít gây tắc ẩm cho van tiết lưu hơn, nhưng R22 lại hòa tan hạn chế dầu nên khó bôi trơn hơn. Do tiềm năng phá hủy tầng ozon của R22 nhỏ (chỉ bằng 2.5% của R11 và R12) nên R22 được coi là ga lạnh chuyển tiếp hoặc ga lạnh ngắn hạn. Đối với Việt Nam, thời hạn loại bỏ R22 là 1/1/2040. Các máy đã nạp R22 được sử dụng đến hết tuổi thọ máy. R22 sẽ được thay thế bằng R407C và R410A.

Môi chất lạnh R134a có công thức hóa học CH2F-CF3, nhiệt độ sôi -26.5˚C có tính chất lý hóa giống như R12, nhưng có tính chất nhiệt lạnh kém hơn. Nhược điểm cơ bản của R134a là phải dùng dầu polyester (PO) có tính chất hút ẩm cao, gây khó khăn khi bảo dưỡng, sửa chửa máy. Tuy nhiên, vì R134a không phá hủy tầng ozon nên vẫn được coi là ga lạnh dài hạn thay thế cho R12. Hiện nay R134a được sử dụng để nạp cho các tủ lạnh, máy điều hòa ô tô và dùng như thành phần trong các hỗn hợp ga lạnh đồng sôi và không đồng sôi. Như đã nói ở trên, r123a đòi hỏi dầu PO rất dễ nhiễm ẩm. Nhiều điều hòa ô tô khi bảo dưỡng sửa chữa không thể vận hành đượ khi nạp R134a. Các hệ thống này phải súc rửa và tái nạp R12 mới hoạt động lại được, do đó Châu Âu đang có dự định loại bỏ ga này. Trước mắt, hiệp hội các nhà chế tạo ô tô Đức đã loại bỏ hoàn toàn máy điều hòa R134a trên ô tô và thay bằng máy điều hòa chạy bằng CO2 ngay trong năm 2006 (Bảng 3.1).

Môi chất lạnh R502 là hỗn hợp đồng sôi của 48.8% R22 và 51.2% R115 theo khối lượng, nhiệt độ sôi -45.4˚C, có tính chất tương tự như R22 nhưng một số nhược điểm của R22 như khó bôi trơn do hòa tan dầu hạn chế, nhiệt độ cuối tầm nén cao đã được cải thiện rõ rệt nhờ thành phần R115. R502 có năng suất lạnh lớn hơn R22 khoảng 20%, được sử dụng chủ yếu cho các máy kết đông thực phẩm, nhiệt độ yêu cầu xuống tới -50˚C. Do thành phần R115 phá hủy mạnh tầng ozon nên R502 cũng đã bị cấm sử dụng từ 1/1/1996. Thay thế nó là ga lạnh trung hạn R408A và ga lạnh dài hạn R404A, R407A,B, R507 (bảng 3.1).

Ga lạnh thay thế

TÍNH THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG

Nhiều gas lạnh tác hại nghiêm trọng tới môi trường, đặc biệt là tính phá hủy tầng ozon, lá chắn bảo vệ trái đất khỏi các tia tử ngoại có hại làm nóng địa cầu, gây hiện tượng quang hóa. Người ta đã chứng minh được rằng các ga lạnh có chứa clo và flo có tác động phá hủy tầng ozon mạnh nhất đại diện là R12, R11, r13, R115 (thành phần của R502). Các chất này được ký hiệu là CFC (Carbon, Flo, Clo) đẻ dễ nhận biết. Các chất này đã bị cấm từ 1/1/1996. Các chất có thêm hydro có thời gian tồn tại ngắn nên được gọi là ga lạnh quá độ ký hiệu HCFC (Hydro-Carbon –Flo-Clo). Thời hạn cấm là 1/1/2040. Các freon không chứa clo không phá hủy tầng ozon được gọi là ga lạnh dài hạn, ký hiệu HFC (Hydro-Flo-Carbon).

ÁP SUẤT VÀ NHIỆT ĐỘ BÃO HÒA CỦA GAS LẠNH

Ở trạng thái bão hòa nhiệt độ sôi của mỗi gas lạnh luôn tương ứng với một giá trị áp suất sôi nhất định. Nhờ nhiệt độ của dàn lạnh, dàn nóng ta có thể xác định được áp suất bay hơi và ngưng tụ lý thuyết. Khi đo đạc, thí nghiệm nếu các áp suất đo thực tế khác với áp suất lý thuyết thì chứng tỏ máy có vấn đề.

Ví dụ, đối vớii tủ lạnh gia đình khi nhiệt độ trong phòng 30˚C thì nhiệt độ dàn máy đo được khoảng 45˚C, có áp suất là 10.88 bar (đọc trên đồng hồ là 9.87 bar). Khi nhiệt độ trong buồng lạnh là 4˚C thì nhiệt độ dàn khoảng -6˚C và áp suất ý thuyết là 2.52 bar (nếu đọc trên đồng hồ sẽ là 1.51 bar). Khi đó, áp suất thực tế phải tương ứng với áp suất lý thuyết, nếu không máy đang bị trục trặc.

Khi xác định nhiệt độ và áp suất bão hòa (cân bằng) của gas lạnh trong máy lạnh, cần lưu ý một số diểm sau:

- Nhiệt đô ngưng tụ lớn hơn nhiệt độ môi trường không khí khoảng 15˚C±2˚C trường hợp điều kiện giải nhiệt tốt hay kém.

- Nhiệt độ bay hơi, thấp hơn nhiệt độ phòng lạnh khoảng 10˚C±2˚C tùy theo điều kiện truyền lạnh tốt hay kém.

BÌNH CHỨA GAS LẠNH

Thường có loại bình chứa hoặc chai gas lạnh:

- Bình chứa bảo quản.

- Chai ga dịch vụ.

- Bình chứa tái sử dụng được.

- Bình chứa 1 lần (bình chứa không tái sử dụng được)

Các bình chứa gas lạnh được chế tạo bằng thép hoặc nhôm. Loại lớn có nút chảy bằng ren gắn phía đáy bình, đề phòng nhiệt độ quá lớn hoặc áp suất quá lớn. Khi nhiệt độ và áp suất vượt giới hạn cho phép, nts chảy chảy ra giải phóng gas lạnh ra ngoài để tránh nổ bình. Trên đỉnh bình có gắn van để sau hoặc nạp gas. Tất cả đều phải tuân thủ quy chế an toàn bảo quản và vận chuyển gas lạnh. Các bình chứa (trừ loại sử dụng một lần) đều được kiểm định điịnh kỳ 5 năm một lần đối với ga gây han gỉ và 10 năm một lần đôi với loại ga là khí trơ không gây han gỉ.

a. Bình chứa bảo quản

Các bình chứa bảo quản thường chứa được từ 45 kg (100lb) đến 68 kg (150lb) nên kinh tế hơn các loại khác. Khi đóng gas vào bình người ta đóng dấu ngày tháng lên bình và thời hạn sử dụng không quá 6 năm. Thông thường nhà sản suất yêu cầu phải quay vòng bình trong vòng 6 tháng hoặc ngắn hơn. Mỗi lần quay vòng các đệm kín của van và toàn bộ van và bình phải được kiểm tra kỹ lưỡng.

Các bình chứa bảo quản thường được lắp một van có nắp chụp bảo vệ chắc chắn để tránh hư hỏng van khi vận chuyển. Cửa ra của van có nắp bịt kín hoặc kẹp chì. Các loại bình lớn nên dùng cẩu để vận chuyển.

b. Chai ga dịch vụ

Thợ điện lạnh thường phải dùng các chai ga lạnh từ 2 ÷ 12 kg để mang đi nạp tại hiện trường, nên gọi là chai gas dịch vụ. Các chai này thường dùng van ¼ (6.4mm) là được. Các chai gas dịch vụ thường được nạp đầy tại cửa hàng bán ga từ các bình chứa bảo quản hoặc bình chứa một lần.

Chú ý: Không bao giời được chứa đầy hoàn toàn chai bằng gas lỏng. Cần phải dự trù không gian dãn nở cho gas lỏng ít nhất là 20%. Ví dụ nếu chai có thể tích 2 lít thì ga lỏng chỉ được chiếm cao nhất là 1.6 lít còn lại 0.4 lít là hơi. Nếu nạp đầy lỏng, khi nhiiệt độ tăng, bình sẽ nổ. Chính vì vậy bình phải được cân bằng trước và sau khi nạp. Qua đó có thể xác định được lượng lỏng trong chai, tránh nạp quá nhiều lỏng vào chai.

c. Bình chứa tái sử dụng

Nhiều nhà cung cấp ga lạnh sử dụng bình đổi ga như bình gas đun bếp. Khi hết gas lạnh, chỉ cần mang bình cũ đến để đổi lấy bình đầy. Để đơn giản cho chiếc sang gas, thường các bình này được trang bị 1 van đặc biệt có hai tay vặn để lấy hơi hoặc lấy lỏng. Như vậy khi cần lấy lỏng, người ta không cần phải lật ngược bình gas. Thường tay vặn phía trên của van dùng để lấy hơi còn tay vặn nằm ngang phía dưới dùng để lấy lỏng từ bình. Lỗ thông từ tay vặn này được nối với một ống thông xuống đến đáy bình. Loại bình chứa này ngày càng bị bình chứa một lần thay thế.

d. Bình chứa một lần

Ngày nay phần lớn ga lạnh đều được cung cấp dưới dạng bình chứa một lần từ nửa cân đến 25 kg (50lb) . Các bình này rất dễ sử dụng, nó loại trừ được các nhược điểm khi đổi bình tái sử dụng.

Phần lớn các bình gas một lần được trang bị van an toàn.

Các van an toàn thường được bố trí trên thân bình. Một số bình chứa một lần là các bình kín, trên đầu bình được bố trí một chỗ để có thể lắp một van dịch vụ đặc biệt kiểu van trích. Khi thao tác van trích xuống một, ta có thể rút gas lạnh ra. Bình chứa một lần không được phép nạp lại. Ở Mỹ, nếu vi phạm có thể bị tù đến 10 năm.

e. Màu sơn quy định cho các bình chứa gas lạnh

Để đề phòng nạp nhầm ga cho máy lạnh, ngoài ký hiệu ga lạnh đã ghi ở ngoài bao bì và ngoài bình, người ta còn quy định các màu sắc riêng để sơn bên ngoài của bình cho thợ lạnh dễ dàng nhận biết. Bảng dưới giới thiệu các màu quy định cho một số loại gas lạnh. Cũng cần nhấn mạnh là do có quá nhiều loại ga lạnh nên nhiều nhà sản suất chỉ ghi ký hiệu mà không tuân thủ việc sử dụng màu sắc cho bình, nên trước khi nạp vào hệ thống, thợ lạnh phải kiểm tra cẩn thận ký hiệu ga lạnh, đôi khi phải thử nghiệm để xác định đúng chủng loại ga cần nạp (ví dụ đo nhiệt độ và áp suất bảo hòa), tránh những nhầm lẫn đáng tiếc xảy ra.

Quy định màu sơn của bình chứa cho một số loại gas lạnh

Ký hiệu	Tên gọi	Màu bình
R11	Trichioromonoflouromethane	Cam
R12	Dicholorodiflouromethane	Trắng
R13	Monochiorotrflouromethane	Xanh nước biển sáng
R22	Monocholorodiflouromethane	Xanh lá cây
R502	48.8% R22 + 51.2%R115	Hoàng lan
R500	R152a + R12	Vàng
R717	Amoniac	Màu bạc

ÁP SUẤT ĐẦU ĐẨY

Áp suất đầu đẩy là áp suất cửa xả của máy nén. Nếu coi tổn thất áp suất trên đường ống từ máy nén đến dàn ngưng là bằng không thì áp suất đầu đẩy bằng áp suất ngưng tụ.

Đối với máy lạnh freon giải nhiệt gió (dàn ngưng làm mát bằng không khí) thì nhiệt độ ngưng tụ thường lớn hơn nhiệt độ môi trường từ 15 đến 19˚C (t.. nhiệt độ không khí vào):

Tk = t.. + (15+18˚C ) (3.1)

Đối với máy lạnh freon giải nhiệt nước (bình ngưng làm mát bằng nước) thì nhiệt độ ngưng tụ thường lớn hơn nhiệt độ nước ả từ 7 ÷ 10˚C (t… - nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng):

Tk = twz + (7 ÷ 10˚C ) (3.2)

Nói chung, nhiệt độ chênh lệch giữa nhiệt độ ngưng tụ và môi trường càng thấp thì máy nén làm việc càng nhẹ nhàng. Khi thiết kế máy lạnh, nên chọn dàn lớn để đạt được độ chênh lệch nhiệt độ nhỏ. Nếu nhiệt độ ngưng tụ quá cao, máy nén làm việc rất nặng nề, năng suất lạnh giảm, điện năng tiêu thụ tăng, hiệu suất nén giảm, dầu bôi trơn dễ bị bão hòa, biến chất.

Khi đo và so sánh áp suất đầu đẩy với nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ môi trường không tương ứng như biểu thức (3.1) và (3.2) ở trên. Xuất hiện hiện tượng áp suất ngưng tụ quá cao. Ví dụ máy lạnh freon R22 giải nhiệt gió, nhiệt độ không khí môi trường 30˚C khi đo áp suất đọc trên đồng hồ 20.7 bar, suy ra áp suất tuyệt đối 21.7 bar, nhiệt độ ngưng tụ 55˚C . Như vậy nhiệt độ này quá cao so với biểu thức

(3.1). Nguyên nhân có thể là:

- Có khí không ngưng trong hệ thống lạnh

- Hệ thống nạp quá nhiều gas lạnh, bình chứa cao áp đầy ấp ga lỏng và một phần dàn ngưng cũng chứa gas lỏng.

- Dàn ngưng bị bẩn cả bên trong và bên ngoài, làm giảm khả năng trao đổi nhiêt.

- Đường gió dàn ngưng bị nghẽn do lối vào, ra bị tắc làm giảm lưu lượng gió qua dàn ngưng, quạt lắp ngược, quạt hiệu suất kém…Nếu là bình ngưng, giải nhiệt nước thì đường nước bị nghẽn do bẩn, do bơm kém hiệu suất…

- Nhiệt độ bay hơi và áp suất bay hơi tăng cao cũng làm cho áp suất ngưng tụ tăng bất thường.

Về trang trước Lên đầu trang