bài giảng kỹ thuật lạnh

ĐỊNH NGHĨA MÔI CHẤT LẠNH 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 trườ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

Trần Lưu Dũng

MÔI CHẤT

LẠNH

NỘI DUNG

I ĐỊNH NGHĨA MÔI CHẤT

LẠNH

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.

II.CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÔI CHẤT

LẠNH

Môi chất lạnh

Môi chất lạnh

Tính chất hoá lý

Tính chất hoá lý

Yêu cầu sinh lý

Yêu cầu sinh lý

An toàn về môi trường

Tính chất nhiệt động Tính chất nhiệt động

1 TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG

Tính chất nhiệt động

Tính chất nhiệt động

Áp suất cuối quá trình nén,

p k

Áp suất cuối quá trình nén,

p k

Áp suất sôi, p o

Áp suất sôi, p o

Tỷ số tăng áp

p k /p o

Tỷ số tăng áp

p k /p o

Nhiệt

ẩn hoá hơi r

Nhiệt

ẩn hoá hơi r

Nhiệt

độ đông đặc

Nhiệt

độ đông đặc

p v

Năng suất lạnh thể tích,

p v

MCL p 0

(Mpa)

p k (Mpa)  r

(kJ/kg) (g/s) G (L/s) Q v (kW) P e COP (K) T

R744 2.291 7.208 3.15 134.24 7.45 0.0123 0.338 2.96 343 R507A 0.381 1.465 3.84 109.98 9.09 0.0089 0.239 4.18 308 R404A 0.367 1.426 3.88 113.93 8.78 0.0086 0.237 4.21 309 R410A 0.481 1.88 3.91 167.68 5.96 0.0058 0.227 4.41 324 R22 0.296 1.19 4.02 163.79 6.09 0.0052 0.215 4.65 327 R12 0.183 0.745 4.07 116.58 8.58 0.0066 0.213 4.69 311 R500 0.214 0.879 4.11 140.95 7.09 0.0062 0.213 4.69 314 R407C 0.29 1.264 4.36 162.28 6.16 0.0055 0.222 4.51 320 R600a 0.089 0.407 4.6 262.84 3.8 0.007 0.22 4.55 318 R134a 0.164 0.77 4.69 149.95 6.66 0.0056 0.217 4.6 309 R717 0.236 1.164 4.94 1102.2 0.91 0.0015 0.207 4.84 371 R600 0.056 0.283 5.05 292.01 3.42 0.006 0.214 4.68 318

2 TÍNH CHẤT HOÁ LÝ

Tính chất

hoá lý

Độ hoà tan trong dầu

Không ăn mòn KL và

VL khác

Không dễ cháy nỗ

Có mùi và màu sắc đặc trưng

Độ hoà tan

trong nước

3 Yêu cầu về sinh lý

4 Yêu cầu về kinh tế

5 Yêu cầu về an toàn môi trường

Nhóm Môi chất

lạnh ODP GWP Phạm vi sử dụng Khuyến cáo

CFCs R12

R502 R11

Cao Cao Sử dụng đếnnăm 1990 Không còn sản xuất

HCFC

s R409AR22

R411B

Không ảnh hưởng

Rất thấp Khuyến cáo Không sử dụng sau năm 1999 Chấm dứt sản xuất năm 2020

HFCs R134A

R404A R407B R410C R507

Không ảnh hưởng

Cao Bắt đầu sử dụng thay

cho CFCs từ năm 1990

HCs R600a

R290 R1270

Không ảnh hưởng

Rất thấp R290 được sử dụng trong công nghiệp,

R600a được sử dụng trong gia đình

Dễ cháy nổ, tuy nhiên đây là loại môi chất lạnh thay thế rất tốt cho họ CFC/HCFC

NH3 R 717 Không Rất

thấp

Không giới hạn Độc hại, gây cháy

nổ, ăn mòn kin loại

màu

III KÝ HIỆU MÔI CHẤT LẠNH

1 NHÓM FREON

Ký hiệu nhóm Freon theo công thức:

Trong đó: R: chữ đầu của Refrigerant

c-1: Số nguyên tử Carbon trừ 1 h+1: Số nguyên tử cộng 1

f: Số nguyên tử Flo

R (c-1)(h+1)f

Các hợp chất có đồng phân thì có thêm chữ

a, b để phân biệt: R134a(CH2FCF3) , R152a

Qui tắc ký hiệu mở rộng đến propan R290 (C3H8) , tiếp theo butan R600 (C4H10)

Nếu có thêm thành phần Brome thì ngay sau

ký hiệu bằng số người ta thêm chữ B và số chỉ số lượng nguyên tử Brome có trong hợp chất: R13B1 (CBrF3)

Nếu hợp chất có cấu trúc vòng thì thêm chữ

C ngay trước các ký tự số: RC136 (C4Cl2F6)

IV CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH

THÔNG DỤNG

MCL thông dụng

MCL thông dụng

R32

R12

1 MÔI CHẤT LẠNH NH3

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học

Tính chất vật lý

Tính chất vật lý

Tính chất sinh lý

Tính chất sinh lý

1 MÔI CHẤT LẠNH NH3

 Tính chất hoá học:

• NH3 bền vững ở khoảng nhiệt độ và áp suất làm việc NH3chỉ phân huỷ thành N2, H2 ở 260 0 C

• Khi có nước và thép làm xúc tác thì NH3 phân huỷ ngay ở

110  120 0 C Vì vậy cần làm mát tốt ở đầu xilanh và hạn chế nhiệt độ cuối tầm nén càng thấp càng tốt.

• NH3 không ăn mòn các KL dùng chế tạo máy nhưng ăn

mòn đồng và các hợp kim của đồng, ngoại trừ đồng thau phốt phát Do đó không sử dụng đồng và các hợp kim của đồng trong máy lạnh NH 3 .

 Tính chất vật lý:

 Nhiệt độ cuối tầm nén cao nên phải làm mát bằng

nước

 Áp suất bay hơi lớn hơn 1 bar (áp suất khí quyển) nên

máy lạnh làm việc ít bị chân không Chỉ bị chân

không khi nhiệt độ bay hơi nhỏ hơn -33,4 0 C

 Năng suất lạnh riêng thể tích lớn nên máy nén và

thiết bị gọn nhẹ (năng suất lạnh riêng thể tích là năng

suất lạnh của một đơn vị thể tích môi chất)

 Tính chất vật lý:

 Độ nhớt nhỏ, tính lưu động cao nên tổn thất áp suất trên

đường ống nhỏ.

 Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn nên thuận lợi cho việc

tính toán chế tạo thiết bị bay hơi và ngưng tụ

 Hoà tan nước không hạn chế nên van tiết lưu không bị tắc

Tính chất sinh lý:

• Nhược điểm cơ bản nhất của NH3 là gây độc cho con người và cơ thể sống Ở nồng độ 1% trong không khí gây ngất trong 1 phút.

• Có mùi đặc trưng khó chịu nên dễ phòng

tránh.

• Làm giảm chất lượng sản phẩm cần bảo quản

Tính kinh tế

Là môi chất lạnh dễ tìm, rẻ tiền, dễ vận

chuyển và bảo quản.

 Gây cháy nổ trong không khí ở nồng độ

13,5 16% với nhiệt độ cháy 6510C Vì

vậy các phòng máy NH3 không được dùng

ngọn lửa trần và các phòng máy phải thông thoáng

2 MÔI CHẤT LẠNH R22

o Là môi chất lạnh CHFC có công thức hoá học là

CHClF2, là chất khí không màu có mùi

thơm rất nhẹ.

o R22 hoà tan dầu hạn chế nhưng không hoà tan nước gây tắc ẩm cho bộ phận tiết lưu

o R22 không ăn mòn các kim loại và phi

kim loại chế tạo máy nhưng làm trương

phồng cao su tự nhiên và một số loại

chất dẻo.

o R22 là chất không cháy, không nổ và

không độc hại

• Môi chất R22 thường được sử dụng

rộng rãi trong các hệ thống điều hoà

3 MÔI CHẤT R134A: MÔI CHẤT

LẠNH THAY THẾ CHO R12

• Là môi chất lạnh HFC có công thức hoá

học CH2FCF3.

• Ở áp suất khí quyển ts=-26,60C

• R134a có các tính chất gần giống với

R12,dùng trong tủ lạnh gia đình, điều hòa

ô tô

• R134a là môi chất lạnh không chứa Cl

nên có chỉ số đánh giá mức độ phân huỷ

tầng Ozon ODP=0, nhưng chỉ số đánh

giá mức độ gây hiệu ứng nhà kính

GWP=1300 ( so với CO2=1) cao nên hiện nay quan niệm sử dụng R134a chưa thống nhất.

4 MÔI CHẤT KHÔNG ĐỒNG SÔI

• R407C là môi chất lạnh không chứa Cl

nên có chỉ số đánh giá mức độ phân huỷ

tầng Ozon ODP=0, nhưng chỉ số đánh giá mức độ gây hiệu ứng nhà kính

GWP=1610 ( so với CO2=1) cao, được

sử dụng chủ yếu trong hệ thống điều hoà không khí.

5 MÔI CHẤT KHÔNG ĐỒNG SÔI R410A:

MÔI CHẤT LẠNH THAY THẾ CHO R22

Là môi chất lạnh hỗn hợp của hai thành phần 50%

R32 và 50% R125 Ở áp suất khí quyển ts=-51,50C

R410A có áp suất hơi xấp xỉ 1,6 lần R22

R410A không hòa tan với dầu béo R410A hòa tan tốt hơn một chút so với R22,

không cháy nổ, không ăn mòn với

phần lớn kim loại

R410A môi chất lạnh không chứa Clo

nên có chỉ số đánh giá mức độ phân huỷ

tầng Ozon ODP=0, nhưng chỉ số đánh giá mức độ gây hiệu ứng nhà kính

GWP=1610 ( so với CO2=1) cao, được

sử dụng chủ yếu trong hệ thống điều hoà không khí

6 MÔI CHẤT LẠNH

R404A

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học

Tính chất vật lý

Tính chất vật lý

Tính chất sinh lý

Tính chất sinh lý

6 MÔI CHẤT LẠNH R404A

 Bền vững ở phạm vi nhiệt độ và áp suất làm

việc

 Không gây cháy, không gây nổ

 Dầu bôi trơn chuyên dụng; độ hòa tan dầu bôi

trơn phụ thuộc vào loại dầu, thường dùng dầu

polyolester POE để có thể hòa tan dầu

 Không ăn mòn kim loại, R404A là môi chất bền

vững về mặt hóa học

 Hòa tan nước hạn chế

 Khi rò rỉ khó phát hiện: R404A không màu,

không mùi, không vị

 Khi rò rỉ không làm hỏng các sản phẩm cần

bảo quản lạnh

Tính chất vật lý

Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển

thấp: p=1,013 bar, t=-46.40C

Ở nhiệt độ môi trường áp suất

ngưng tụ cao: t=400C, p=18,157 bar

Nhiệt độ tới hạn tương đối cao:

tth=72,10C, pth=37,4 bar

Nhiệt độ đông đặc điểm 3 pha thấp

Nhiệt dung riêng đẳng áp của lỏng vừa phải; cp=0,38kj/kg.K tại 300C

Độ nhớt rất nhỏ, nhỏ hơn không khí

Tính chất sinh lý

Không gây độc hại đối với cơ thể sống,

khi nồng độ quá cao sẽ gây ngạt do thiếu dưỡng khí.

Không ảnh hưởng xấu đến sản phẩm

bảo quản

Hiện tại còn đắt tiền tuy dễ kiếm, dễ

bảo quản và dễ vận chuyển

năng lượng

• Tính chất về môi

trường

 Tính chất về môi trường

 Dù khác nhau về công thức nhưng Gas R32 có

áp suất tương đương với gas R410A đang rất phổ biến nên có thể dùng chung các thiết bị lắp đặt Bạn chỉ cần thay đổi đồng hồ sạc gas

và dây nạp gas

 Dòng sản phẩm mới của hãng máy điều hòa Daikin có sủ dụng Gas R32 đã được đưa vào

sử dụng ở Nhật Bản Sản phẩm này đã nhận được sự tin tưởng và chào đón nhiệt tình từ

phía người sử dụng Đây có thể coi là sản

phẩm thông minh vad nhiều ưu điểm, một lựa chọn sáng suốt cho những gia đình sắp mua máy điều hòa nhiệt độ

 Cuối năm 2014, đầu năm 2015 hãng Daikin sẽ chính thức cung cấp dòng máy điều hòa có sử dụng Gas R32 cho thị trường Việt Nam

Cảm ơn Thầy, các bạn

đã lắng nghe và theo dõi

bài thuyết trình của nhóm mình !