Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Chương 7: Lê Quang Liêm MÔI CHẤT LẠNH & DẦU LẠNH Số tiết: (lý thuyết tiết) Mục tiêu: Sau học xong chương người học có khả năng: • Trình bày lý thuyết loại môi chất lạnh dầu lạnh dùng hệ thống điều hòa không khí ô tô • Trình bày kỹ châm dầu, châm gas hệ thống điều hòa không khí ô tô • Trình bày chế sinh mùi ô tô 7.1 Sự hạn chế dùng lãnh chất CFC Bầu không khí bao bọc trái đất hình thành từ nhiều lớp riêng biệt Tầng bình lưu nằm độ cao cách mặt nước biển từ 20-30 km Một phần tầng bình lưu có mật độ ozon dày đặc xem tầng ozon Tầng ozon bảo vệ khỏi tác hại tia tử ngoại phát từ mặt trời, làm ung thư da biến đổi ADN Tia tử ngoại hấp thụ tầng ozon Lượng CFC sản xuất năm CFC dùng làm môi chất lạnh ĐHKK ứng dụng khác Được thải khí đối lưu đẩy CFC lên tầng bình lưu Dưới tác dụng tia tử ngoại CFC bị quang hóa tạo thành Clor Clor góp phần phá hủy giá trị tầng ozon Việc hạn chế sử dụng loại CFC siết chặt cấm sản xuất vào năm 1996 Hình 7-1: Lượng CFC sản xuất Chỉ số phá hủy tầng ozon: Việc ứng dụng hợp chất fluorocarbon Clor để thay loại CFC thực CFC12 sử dụng điều hòa không khí ô tô, ngày thay lãnh chất HFC134a KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -105- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Tên gọi Công thức Chỉ số phá Úng dụng hóa học hủy ozone CFC11(R11) CCl3F Môi chất lạnh Thuốc trừ sâu, tác nhân sủi bọt, thuốc tẩy CFC (R12) CCl2F2 Môi chất lạnh Thuốc trừ sâu, tác nhân sủi bọt CFC113(R13) C2Cl3F3 0.8 Thuốc tẩy CFC114(R114) C2Cl2F4 Thuốc trừ sâu, tác nhân sủi bọt CFC115(R115) C2ClF5 0.6 Tác nhân sấy HCFC22(R22) CHClF2 0.05 Môi chất lạnh HCFC123(R123) CHCl2CF3 0.02 Thuốc tẩy HCFC124(R124) CHClFCF3 0.02 Thuốc trừ sâu, tác nhân sủi bọt HCFC141b(R141b) CH3CCl2F 0.1 Tác nhân sấy HFC134a(R134a) CH2FCF3 Môi chất lạnh, Môi chất ĐHKK ô tô HFC152a(R152a) CH3CHF2 Môi chất lạnh Lê Quang Liêm Mức hạn chế Hạn chế đặc biệt Không hạn chế Bảng 7-1: Chỉ số phá hủy tầng ozon 7.2 Môi chất lạnh Môi chất (chất làm lạnh) gì? Môi chất chất trao đổi nhiệt tuần hoàn Nó nhận nhiệt bay giải phóng nhiệt hóa lỏng Hiện người ta sử dụng chất HCF-134a (R134a) làm môi chất cho điều hòa không khí cho Ô Tô Các tính chất cần thiết môi chất lạnh KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -106- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm Hình 7-2: Đặc tính môi chất lạnh Môi chất lạnh dùng hệ thống điều hoà không khí ôtô phải đạt yêu cầu sau đây: - Dễ bốc có điểm sôi thấp - Phải trộn lẫn với dầu bôi trơn - Có suất lạnh riêng thể tích suất lạnh riêng khối lượng lớn - Áp suất ngưng tụ không lớn - Có hoá tính trơ, nghĩa không làm hỏng ống cao su, nhựa dẻo, không gây sét gỉ cho kim loại - Không gây cháy nổ độc hại, không gây ô nhiễm môi trường - Tỷ số nén không lớn - Ẩn nhiệt hoá phải lớn - Nhiệt độ đông đặc môi chất thấp, trọng lượng riêng, độ nhớt nhỏ - Dễ hoà tan nước - Hoà tan nhiều dầu bôi trơn để dễ hồi dầu máy nén - Môi chất phải rẻ tiền, dễ kiếm , dễ vận chuyển bảo quản Hệ thông điện lạnh ôtô sử dụng hai loại môi chất lạnh phổ biến R-12 R134a Môi chất lạnh R-12 (CCl2F2) Ký hiệu thương mại môi chất R12, công thức hoá học CCl 2F2 Là dẫn suất halogen mêtan Môi chất bị cấm sử dụng giới có tính phá huỷ ozone khí gây hiệu ứng nhà kính làm nóng địa cầu KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -107- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm Đây loại môi chất an toàn , không cháy nổ , không độc hại với thể sống điều kiện thường gặp nhiệt độ cao (550 – 600 C) cháy phân huỷ thành phosgen độc hít phải lượng lớn môi chất lạnh R-12 gây thương tích cho thể Nó chủ yếu sử dụng máy lạnh dân dụng có suất lạnh riêng nhỏ Không ăn mòn vật liệu, không dẫn điện, không hoà tan nước, hoà tan phần dầu bôi trơn Có tinh lưu động thẩm thấu cao dễ bị dò rỉ Môi chất lạnh R-12 hợp chất gồm clo, flo cacbon Điểm sôi R-12 -220F (-300C), nhờ Do phải đựng môi chất lạnh R-12 bình chứa áp suất cao áp suất khí quyển, phải cẩn thận việc bốc xếp di chuyển bình Cùng với đặc tính có khả lưu thông xuyên suốt hệ thống ống dẫn không bị giảm hiệu suất, làm cho môi chất lạnh R-12 trở thành môi chất lạnh lý tưởng hệ thống điện lạnh - Ưu điểm: Nó bốc nhanh chóng giàn lạnh hấp thu nhiều nhiệt R-12 hoà tan dầu nhờn bôi trơn chuyên dùng cho máy lạnh (loại dầu khoáng chất), không phản ứng làm hỏng kim loại, ống mềm gioăng đệm Nó có khả lưu thông xuyên suốt qua hệ thống lạnh không bị giảm hiệu suất lạnh - Nhược điểm: Chất thải vào không khí, nguyên tử clo tham gia phản ứng làm thủng tầng ôzôn bao bọc bảo vệ Trái Đất Trên tầng cao từ 16-> 48 km, tầng ôzôn bảo vệ Trái Đất cách ngăn chặn tia cực tím mặt trời phóng vào Trái Đất Sự cạn kiệt phá huỷ tầng khí ôzôn thải vào khí nhiều chlorofluorocarbons (CFCs) Môi chất lạnh dùng hệ thống điện lạnh lâu lại họ hoá chất với loại khí carbon CFC - Hiện nghành công nghiệp hoá chất tìm kiếm môi chất lạnh khác thay cho môi chất lạnh R-12 Do đó, ngày hệ thống điện lạnh ôtô dùng loại môi chất R-134a thay cho R-12 Môi chất lạnh R-134a Ký hiệu thương mại môi chất R134a hợp chất gồm flo cacbon, môi chất tương đối thân thiện với môi trường dùng để thay cho môi chất R12 Môi chất có tính chất tương đồng với R12, suất lạnh tương đương Nhiệt độ bay tiêu chuẩn – 26,30C (-150F), cao so với R12 Khi máy lạnh sử dụng môi chất R12 mà chuyển qua sử dụng R134a cần thay đổi số phụ kiện thiết bị dầu bôi trơn, vòng đệm kín cao su, fin sấy lọc,van tiết lưu kể dụng cụ loại đồng hồ gas, đèn thử xì …vvv - Ưu điểm: Hợp chất không tham gia phá hỏng tầng ôzôn Vì phân tử không chứa clo - Nhược điểm: R-134a không hoà tan với dầu nhờn bôi trơn khoáng chất Một số khác biệt quan trọng môi chất lạnh R-134a so với R-12 là: KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -108- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm - Dầu nhờn bôi trơn chuyên dùng với môi chất lạnh R-134a chất bôi trơn tổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE) Hai chất bôi trơn hoà lẫn với môi chất lạnh R-12 - Chất khử ẩm (desiccant) dùng cho R-134a khác với chất khử ẩm dùng cho R-12 - Hệ thống điện lạnh ôtô dùng môi chất lạnh R-134a cần áp suất bơm máy nén lưu lượng không khí giải nhiệt giàn nóng (bộ ngưng tụ) phải tăng cao so với hệ thống điện lạnh dùng R-12 Chú ý: Trong trình bảo trì sửa chữa cần tuân thủ yếu tố kỹ thuật sau đây: + Không nạp lẫn môi chất lạnh R-12 vào hệ thống dùng môi chất lạnh R-134a ngược lại Nếu không tuân thủ điều gây sai hỏng cho hệ thống điện lạnh + Không dùng dầu bôi trơn máy nén hệ thống R-12 cho máy nén hệ thống R-134a Nên dùng loại + Phải sử dụng chất khử ẩm loại dành riêng cho R-12 R-134a Dưới ta giới thiệu bảng đặc tính của R12 và R134a Đặt tính kỹ thuật R134a R12 Trọng lượng phân tử 102,3 120,91 Điểm sôi -26,80C - 29,790C Nhiệt độ tới hạn 101,150C 111,800C Áp suất tới hạn 4,065mpa(41,452kgf/cm2) 4,125mpa(42.063kgf/cm2) Mật độ dung dịch bảo hòa 1206,0 kgf/cm2 1310,9kg/cm3 Thể tích riêng 0,027085m3/kg 0,31009 m3/kg Nhiệt dung riêng (dung 1,4287kj/kf k dịch bảo hòa ở áp suất (0,3413 kcal/kgf k ) không đổi) 0,9682KJ/Kg.k (0,2313kcal/kgf.k) Nhiệt dung riêng ở (Chất 0,8519 kj/kg bảo hòa ở áp suất (0,2075 kcal/kgf k) không đổi) 0,6116KJ/Kg.k (0.1461kcal/kgf.k) Nhiệt ẩn bốc 216,5kj/kg(51,72kcal/kgf) 166,56KJ/kg(39.79kcal/kgf) Tính cháy được cháy O cháy Chỉ số làm suy kiệt KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ 1.1 Trang -109- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm ôzon(CFC12=1.0) Chỉ số làm nóng trái đất 0,24-0,29 2,8 – 3,4 Đề phòng tai nạn môi chất lạnh Tính chất vật lý môi chất lạnh không màu sắc, không mùi vị, không cháy nổ Nếu tiếp xúc trực tiếp với môi chất lạnh bị mù mắt hay hỏng da Môi chất lạnh bắn vào mắt gây đông lạnh phá hỏng mắt Nếu không may bị môi chất lạnh bắn vào mắt phải nhanh chóng tự cấp cứu sau: + Không dụi mắt + Tạt nhiều nước lã vào mắt để làm tăng nhiệt độ cho mắt + Bôi mỡ vazơlin lên da đến bệnh viện mắt để chữa trị kịp thời + Băng che mắt tránh bụi bẩn + Đến bệnh viện mắt để chữa trị kịp thời + Nếu bị chất lạnh phun vào da thịt, nên tiến hành chữa trị Không nên xả bỏ môi chất lạnh vào phòng kín, môi lạnh làm phân tán khí ôxi gây chứng buồn ngủ, bất tỉnh tử vong Nếu để môi chất lạnh tiếp xúc với lửa hay kim loại nóng sinh khí độc Nên tuân thủ số nguyên tắc an toàn sau thao tác với môi chất lạnh: + Lưu trữ bình chứa môi chất lạnh vào chỗ thoáng mát Tuyệt đối không hâm nóng môi chất lạnh lên 510C + Luôn đeo kinh để bảo vệ mắt + Không va chạm hay gõ mạnh vào bình chứa môi chất lạnh + Không trộn lẫn R – 12 với R – 134a 7.3 Dầu máy nén lạnh Nhiệm vụ dầu bôi trơn Dầu bôi trơn đựơc sử dụng hệ thống lạnh có máy nén Nhiệm vụ chủ yếu là: - Bôi trơn chi tiết chuyển động máy nén, bề mặt ma sát, giảm ma sát tổn thất ma sát gây Riêng máy nén máy giãn nở, nhiệt độ giảm đột ngột dầu bị đông cứng - Làm nhiệm vụ tải nhiệt từ bề mặt ma sát piston, xi lanh, ổ bi, ổ bạc,… vỏ máy để toả môi trường, đảm bảo nhiệt độ vị trí không cao - Chống rò rỉ môi chất cho cụm bịt kín đệm kín cổ trục - Giữ kín khoang nén máy nén trục vít Yêu cầu dầu bôi trơn KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -110- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm Dầu bôi trơn nằm máy nén dầu tham gia vào vòng tuần hoàn môi chất lạnh, qua tất thiết bị phụ hệ thống Chính dầu kỹ thuật lạnh có yêu cầu khắt khe: - Có đặc tính chống mài mòn chống sây sát bề mặt tốt - Có độ nhớt thích hợp đảm bảo bôi trơn chi tiết - Có độ tinh khiết cao, không chứa thành phần có hại hệ thống lạnh ẩm, axit, lưu huỳnh, không hút ẩm - Nhiệt độ bốc cháy phải cao, cao nhiều so với nhiệt độ cuối trình nén - Nhiệt độ đông đặc phải thấp, thấp nhiều so với nhiệt độ sau tiết lưu dàn bay - Nhiệt độ lưu động phải thấp nhiệt độ bay để đảm bảo tuần hoàn hệ thống hồi dầu dễ dàng máy nén - Không tạo lớp trở nhiệt bề mặt trao đổi nhiệt, trường hợp dầu phải hoà tan hoàn toàn vào môi chất - Không làm giảm nhiệt độ bay qua làm giảm suất lạnh, trường hợp dầu không hoà tan vào môi chất lạnh - Không dẫn điện, có độ cách điện cao pha pha lỏng đặc biệt cho hệ thống lạnh kín nửa kín - Không gây cháy nổ - Không phân huỷ phạm vi nhiệt độ vận hành (thường từ -60 đến 150 0C, đặc biệt cho máy ghép tầng đến 800C chí – 1100C) - Không tác dụng với môi chất lạnh, với vật liệu chế tạo máy vô hữu cơ, dây điện, sơn cách điện dây động với vật liệu hút ẩm để tạo sản phẩm có hại hệ thống lạnh, có hại cho động máy nén - Tuổi thọ cao bền vững, đặc biệt hệ thống lạnh kín, làm việc liên tục 20 đến 25 năm ngang với tuổi thọ block tủ lạnh - Phải không độc hại - Phải rẻ tiền dễ kiếm Trong thực tế, tất nhiên không tìm dầu bôi trơn lý tưởng đáp ứng đầy đủ yêu cầu trên, tìm loại dầu ứng dụng cho loại cụ thể để phát huy ưu điểm hay khắc phục nhược điểm Phân loại Được chia thành hai nhóm dầu khoáng dầu tổng hợp , có nhóm phụ dầu khoáng có phụ gia tổng hợp a) Dầu khoáng: Không có công thức cố định mà hỗn hợp nhiều thành phần gốc hydrocacbon từ dầu mỏ Hiện sử dụng rộng rãi hệ thống lạnh b) Dầu tổng hợp: Được sản xuất từ chất khác nhau, loại este, silicol, polyclycol dầu tổng hợp gốc hydrocacbon, so với dầu khoáng có độ bôi trơn tốt hỗn hợp với môi chất lạnh, nhiệt độ đông đặc thấp hơn, mài mòn thấp giá thành cao c) Dầu khoáng có phụ gia tổng hợp: KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -111- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm Để cải thiện số tính chất dầu khoáng người ta cho thêm vào chất phụ gia Ví dụ: để tăng độ nhớt, chống ôxy hoá, chống tượng sủi bọt, hạ nhiệt độ đông đặc, tăng nhiệt độ bốc cháy… thực tế sử dụng hỗn hợp dầu khoáng dầu tổng hợp phải thận trọng phải thử nghiệm trước Đã có trường hợp bổ sung dầu bôi trơn loại khác vào gây trục trặc nghiêm trọng toàn hệ thống bôi trơn dẫn đến cháy động Tùy theo quy định nhà chế tạo, lượng dầu bôi trơn khoảng 150 ml đến 200 ml nạp vào máy nén nhằm đảm bảo chức năng: Bôi trơn chi tiết máy nén tránh mòn khuyết kẹt cứng, phần dầu nhờn hoà lẫn với môi chất lạnh lưu thông khắp nơi hệ thống giúp van giãn nở hoạt động xác, bôi trơn phốt trục máy nén … Dầu nhờn chuyên dùng cho hệ thống lạnh ô tô phải tinh khiết, không sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh Dầu bôi trơn máy nén mùi, suốt, màu vàng nhạt Bất loại tạp chất làm cho dầu nhớt chuyển sang màu nâu đen Vì phát thấy dầu bôi trơn hệ thống lạnh chuyển sang màu đen nâu đồng thời có mùi hăng nồng, chứng tỏ dầu bị nhiễm bẩn Nếu gặp phải tường hợp phải tiến hành xả dầu nhiễm bẩn, thay bầu lọc hút ẩm, châm dầu loại dung lượng quy định Chủng loại độ nhờn dầu bôi trơn hệ thống điện lạnh ô tô tuỳ thuộc vào quy định nhà chế tạo máy tuỳ thuộc vào loại môi chất lạnh sử dụng Khi châm dầu nhờn vào máy nén để bù đắp vào lượng dầu bị thất thoát xì gas, người ta sản xuất bình dầu áp suất ( pressurized oil ) Loại bình chứa ounces (59 mL) dầu nhờn lượng thích ứng môi chất lạnh chứa bình có công dụng tạo áp suất đẩy dầu nhờn nạp vào hệ thống Chức Dầu máy nén cần thiết để bôi trơn chi tiết chuyển động máy nén Dầu máy nén bôi trơn cho máy nén cách hoà vào môi chất tuần hoàn hệ thống điều hoà Vì cần phải sử dụng dầu phù hợp CHÚ Ý: Dầu máy nén sử dụng hệ thống R-134a thay cho dầu máy nén dùng R-12 Nếu dùng sai dầu bôi trơn làm cho máy nén bị kẹt Lượng dầu bôi trơn máy nén Nếu đủ lượng dầu bôi trơn hệ thống điều hoà, máy nén bôi trơn tốt Mặt khác lượng dầu bôi trơn máy nén nhiều, lượng lớn dầu phủ lên bề mặt giàn lạnh làm giảm hiệu trình trao đổi nhiệt khả làm lạnh hệ thống bị giảm xuống Vì lý cần phải trì lượng dầu qui định mạch hệ thống điều hoà Bổ sung dầu sau thay chi tiết KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -112- Chương 7: Môi Chất Lanh Dầu Lạnh Lê Quang Liêm Khi mở mạch môi chất thông với không khí, môi chất bay xả khỏi hệ thống Tuy nhiên dầu máy nén không bay nhiệt độ thường hầu hết dầu lại hệ thống Do thay phận chẳng hạn bình chứa, phận hút ẩm, giàn lạnh giàn nóng cần phải bổ sung lượng dầu tương đương với lượng dầu lại phận cũ vào phận Hình 7-3: Bổ sung dầu 7.4 Chất sinh mùi: - Khói thuốc, bụi số loại bụi khác hình thành bên xe Bẩn ẩm không khí bám vào cánh dàn lạnh - Bủi bẩn nhân tố khác phát triển vi khuẩn, liên kết tạo mùi đặc trưng Sau bậc công tắt A/C, mùi ẩm bám cánh dàn lạnh phát tán bên Điều nguyên nhân việc sinh mùi KỸ THUẬT LẠNH Ô TÔ Trang -113-