Khaí niệm môi chất lạnh

Khái niệm chung Môi chất lạnh là chất môi giới được sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều của máy lạnh để hấp thu nhiệt từ môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và thải nhiệ

MÔI CHẤT LẠNH

2.1.1 Khái niệm chung

Môi chất lạnh là chất môi giới được sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều của máy lạnh để hấp thu nhiệt từ môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp

và thải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao.

2.2.2 Các yêu cầu đối với môi chất lạnh

• Tính chất hóa học

• - Phải bền vững với nhiệt độ và áp suất

của môi trường làm việc, phải trơ hoá học,

• - Không ăn mòn vật liệu, không phản ứng với dầu bôi trơn, oxi, không khí,

• - An toàn, không cháy nổ

• - Không làm ô nhiễm môi trường

Tính chất vật lý

• Áp suất bay hơi không được quá thấp (>1bar)

• Áp suất ngưng tụ không được quá cao để giảm

rò rỉ môi chất

• Nhiệt độ cuối tầm nén phải thấp

• Độ nhớt càng nhỏ thì tổn thất áp suất trên

đường ống càng nhỏ

• Hệ số dẫn nhiệt càng lớn càng tốt

• Dầu bôi trơn càng hoà tan nhiều môi chất càng

dễ bôi trơn

• Càng hoà tan nước nhiều càng đỡ tắc ẩm van

tiết lưu

• - Nhiệt độ đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ

bay hơi, nhiệt độ tới hạn phải cao hơn nhiệt

ngưng tụ…

• - Phải có hiệu suất năng lượng cao trong chu trình lạnh

• - Năng suất lạnh riêng thể tích phải lớn máy sẽ

càng gọn nhẹ

• Tính chất sinh lý

• - Không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

• - Không độc hại đối với môi trường và con

người,

• - Cần có mùi đặc biệt để dễ phát hiện rò rỉ.

• Tính kinh tế

cao

• Dể kiếm, vận chuyển, bảo quản dể

dàng

Bảng Các môi chất lạnh :

Kí hiệu Công thức

HH Tên Khối l.mol Nhiệt độ sôi

R10 CCl4 Cacbontetraclorua 153 76,8

R11 CCl3F triclomonoflometan 137,4 23,8

R12 CCl2F Diclodiflometan 120,9 -29,8

R13 CClF3 monoclotriflometan 104,5 -81,4

R14 CF4 Cacbontetraflorua 88 -128

R22 CHClF2 Monoclodiflometan 86,5 -40,8

R32 CH2F2 Methylen florua 52 -51,9

R40 CH3Cl Methyl clorua 30 -78,3

R50 CH4 Metan 16 -161,7

R115 CClF2-CF3 Monoclopentafloetan 154,5 -38,5

R116 CF3-CF3 Hexafloetan 138 -78,2

R134a CH2F-CF3 Tetrafloetan 102 -26,5

R717 NH3 Amoniac 17 -33,4

R718 H2O Nước 18 100

R744a N2O Nitro oxide 44 -88,5

Kí hiệu Công thức

HH Tên Khối l.mol Nhiệt độ sôi

Công thức hoá học NH3 kí hiệu R717

- Là chất khí không màu, có mùi khai, lỏng NH3 sôi

ở áp suất khí quyển ở nhiệt độ -33,350C,

- Áp suất ngưng tụ mùa hè 420C, nhiệt độ ra khỏi

bình ngưng 370C, áp suất tuyệt đối lên đến 16,5bar

- Nhiệt độ cuối tầm nén cao nên phải làm mát đầu xilanh bằng nướcvà hút hơi bảo hoà khô,

- Áp suất bay hơi thường > 1 bar và chỉ bị chân

không ở máy nén 2 cấp, nhiệt độ bay hơi < - 33,40C.

2.2.3 Các môi chất lạnh thường dùng

- Năng suất lạnh riêng thể tích nhỏ nên máy nén và thiết

bị cồng kềnh.

- Độ nhớt nhỏ, nên tổn thất áp suất nhỏ, đường ống và van gọn nhẹ

- Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn thuận lợi cho việc thiết kế thiết bị ngưng tụ và bay hơi.

- Hoà tan nước không hạn chế nên van tiết lưu không bị tắc ẩm (hàm lượng nước khống chế <0,1%)

- Không hoà tan dầu nên khó bôi trơn các chi tiết máy, phải bố trí bình tách dầu,

- Có tính dẫn điện nên không sử dụng cho máy nén kín

và nữa kín

- Bền vững, phân huỷ thành H2 và N2 ở 2600C, Nhưng khi có mặt ẩm và bề mặt xilanh bằng thép xúc tác thì

NH3 phân huỷ ngay ở nhiệt độ 110-1200C (nên cần làm mát xi lanh và hạn chế nhiệt độ cuối tầm nén)

• - Amoniăc ăn mòn Đồng và hợp kim của

Đồng Amoniăc gây cháy nổ trong không khí

ở nồng độ 13,5- 16%

• - Hỗn hợp với thuỷ ngân gây nổ rất nguy

hiểm, nên trong hệ thống máy không dùng

áp kế thuỷ ngân.

mạc mắc, dạ dày, thắt cơ quan hô hấp, làm bỏng da

• - Làm giảm chất lượng thực phẩm bảo quản, rau quả biến màu nhanh chóng

lai thay thế cho R22

Freon R22:

Là một chất khí không màu, có mùi thơm nhẹ, công thức

hoá học CHClF2 phân tử lượng = 86,5 nhiệt độ sôi ở áp

suất khí quyển là -40,8, không cháy nổ, độc hại.

- Mùa hè nhiệt độ ngưng tụ làm mát bằng nước 420C, áp

suất ngưng tụ 16,1 bar,

- Nhiệt dộ cuối tầm nén trung bình

- Áp suất bay hơi thường lớn hơn áp suất khí quyển

- Năng suất lạnh riêng thể tích lớn gần bằng NH3, nên cũng gọn nhẹ

- Độ nhớt lớn hơn NH3 nên các đường ống cửa van đều

phải lớn.

Hoà tan dầu hạn chế nên gây khó khăn cho việc bôi trơn, ở nhiệt độ -20 đến – 40 môi chất không hoà tan dầu, làm cho dầu bám vào dàn bay hơi làm cho máy nén co nguy cơ thiếu dầu, người ta thường tránh không cho máy hoạt động ở

nhiệt độ này

- Không hoà tan trong nước

- Không dẫn điện.

Bền vững ở nhiệt độ làm việc

- Không tác dụng với kim loại và phi kim

nhưng làm trương phồng cao su và chất dẻo nên nệm kín phải sử dụng cao su chịu freon

- Không cháy và không nổ

- Không độc với cơ thể con người

Không làm biến chất thực phẩm bảo quản

Gây hiệu ứng lồng kính và phá huỷ tầng ô zôn ( được lưu hành đến năm 2020)

Freon R134a :

Công thức hoá học C2H2F4 M= 102,03, nhiệt độ sôi ở

áp suất khí quyển là -26,20C,

- Nhiệt độ đóng băng -1010C

- Nhiệt độ tới hạn 101,150C, áp suất tới hạn 40,64 bar

- Không độc hại ảnh hưởng đến sức khoẻ , không

cháy nổ

- Bền vững hoá và nhiệt, có tính chất tốt với kim loại chế tạo máy

- Không phá huỷ tầng ôzôn nhưng gây hiệu ứng lồng kính chỉ được dùng đến năm 2050 là môi chất lạnh

thay thế trong tương lai cho R12 và R22.

Ngoài các môi chất lạnh trên còn rất nhiều môi chất

lạnh thay thế cho tương lai được giới thiệu trong tài

liệu MÔI CHẤT LẠNH (Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ,

nhà xuất bản Giáo Dục)

Môi chất lạnh được phân loại theo theo áp suất làm việc và tính

chất độc hại

Theo tính chất độc hại thì chia làm 3 nhóm:

Nhóm 1 là nhóm các moi chất không gây cháy nổ, không hại đến sức khỏe con người

Nhóm 2 có giới hạn gây nổ trên 3,5% thể tích trong không khí

Nhóm 3 là nhóm có giới hạn gây nổ dưới 3,5% thể tích trong không khí

(xem thêm tài liệu môi chất lạnh)

Theo trên đã đưa ra 3 môi chất lạnh thường dùng thì NH3 dể cháy

nổ, gây độc hại môi trường (nhóm 2), gây ăn mòn thiết bị làm bằng vật liệu Đồng.

R22, R134a không độc hại, không cháy nổ hoặc bắt lửa, (có thể hàn các đoạn ốngrò rỉ mà không cần loại bỏ R22)

2.2.4 An toàn môi chất lạnh

2.2.5 Đồ thị môi chất lạnh

Đồ thị logP-H

Người ta thí nghiệm nén hơi môi chất lạnh với những áp suất khác nhau và tính giá trị entapi

theo các vùng lỏng sôi, và hơi bão khô, thì thu được các điểm nút, nối các điểm nút với nhau ta được đường cong như hình vẽ Mỗi điểm và nút trên chu trình là một trạng thái của môi chất lạnh

ta có thể sử dụng bảng tra, hoặc dùng đồ thị.

LogP1

LogP2

LogP3

LogP4

hơi bão hoà ẩm