NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ.

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ.NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ.NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ.NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ.NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA MÁY TÀU BIỂN THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC THAY THẾ CÔNG CHẤT MỚI R404A CHO NHỮNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐANG SỬ DỤNG CÔNG CHẤT CŨ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: KS VŨ ĐỨC ANH THÀNH VIÊN THAM GIA: THS VŨ ANH TUẤN THS NGUYỄN CHUNG THẬT HẢI PHÒNG, THÁNG 5/2016 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích .5 3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu, kết cấu công trình nghiên cứu Kết đạt đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG CHẤT LẠNH 1.1 Giới thiệu chung công chất lạnh 1.1.1 Giới thiệu chung .7 1.1.2 Phân loại công chất lạnh 1.1.3 Yêu cầu chung công chất lạnh 1.2 Ảnh hưởng công chất lạnh tới môi trường 1.2.1 Công chất lạnh tầng ozone 1.2.2 Hiệu ứng nhà kính 10 1.3 Một số quy định sản xuất sử dụng công chất lạnh .11 1.4 Xu hướng sản suất sử dụng công chất lạnh thời gian tới 13 1.5 Công chất R22 số loại công chất thay công chất R22 13 1.5.1 Công chất R22 13 1.5.2 Một số loại công chất lạnh thay công chất R22 .18 CHƯƠNG 2: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC THAY THẾ BẰNG CÔNG CHẤT R404A 22 2.1 Đánh giá khả làm việc công chất R404A so với công chất R22 hệ thống .22 2.1.1 Đặc tính nhiệt động 22 2.1.2 Khả tương tác với số loại dầu bôi trơn 22 2.1.3 Năng suất làm lạnh 24 2.1.4 Tính kinh tế 24 2.2 Thử nghiệm thực tế 25 2.2.1 Giới thiệu chung 25 2.2.2 Thử nghiệm thay công chất R22 công chất R404A 32 2.2.3 Đánh giá hiệu việc thay thế: .35 CHƯƠNG QUY TRÌNH THAY THẾ CÔNG CHẤT LẠNH R22 BẰNG R404A CHO HỆ THÔNG LẠNH 37 3.1 Yêu cầu quy trình thay công chất 37 3.2 Quy trình thay công chất lạnh R22 công chất R404A 37 3.2.1 Thu thập liệu 37 3.2.2 Thay dầu 37 3.2.3 Xúc xả dầu cũ .38 3.2.4 Thu hồi công chất R22 38 3.2.5 Hút chân không cho hệ thống 38 3.2.6 Nạp công chất lạnh 40 3.2.7 Đưa hệ thống hoạt động trở lại 41 3.2.8 Dán mác công chất lạnh dầu bôi trơn cho hệ thống 41 3.3 Bảng tổng hợp quy trình thay công chất 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .44 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình số Tên hình Trang 1.1 Hiệu ứng nhà kính 10 Biểu đồ mô tả lộ trình cắt giảm sử dụng công chất lạnh 1.2 12 HCFC (Phụ lục C mục I, Nghị định thư Montreal) Biểu đồ mô tả lộ trình cắt giảm sản xuất công chất lạnh 1.3 12 HCFC (Phụ lục C mục I, Nghị định thư Montreal) 1.4 Bình công chất lạnh R22 14 Mối quan hệ điểm Aniline với thành phần khối lượng 2.1 23 POE hỗn hợp dầu bôi trơn Hệ thống điều hòa không khí trung tâm tàu VP ASPHALT 2.2 27 02 2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa không khí 27 2.4 Máy nén hệ thống 28 2.5 Bản vẽ cấu tạo máy nén 29 2.6 Bình ngưng hệ thống 29 2.7 Bản vẽ cấu tạo bình ngưng 30 2.8 Dàn bay hệ thống 30 2.9 Van tiết lưu hệ thống 31 2.10 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu cân 32 Quá trình thay công chất R404A cho hệ thống chỉnh 2.11 34 định van tiết lưu 3.1 Sơ đồ hướng dẫn thao tác van để hút chân không 39 3.2 Sơ đồ nạp công chất thể lỏng 40 DANH MỤC BẢNG Stt 1.1 Tên bảng Thông số nhiệt động công chất lạnh R22 Trang 15 2.1 Bảng thông số nhiệt động số loại công chất lạnh thường gặp 21 2.2 Nhiệt ẩn hóa R22 R404A khoảng nhiệt độ từ 1oC tới 8oC 24 2.3 Giá công chất lạnh thị trường phía Bắc từ tháng tới tháng năm 2016 (Đơn vị tính VNĐ) 25 2.4 Thông số hệ thống sử dụng công chất R22 33 2.5 Thông số hệ thống sử dụng công chất R404A 34 2.6 Sự thay đổi thông số sau hệ thống sử dụng công chất R404A 35 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Ngành công nghiệp lạnh phát triển mạnh mẽ thời gian gần cho đời nhiều thiết bị với suất làm lạnh cao, thân thiện với môi trường Ngày nay, vấn đề môi trường ngày coi trọng Sự đời loại công chất lạnh thân thiện với môi trường với hệ thống ngày nhiều kéo theo khối lượng lớn hệ thống sử dụng loại công chất lạnh truyền thống có nguy phải bị loại bỏ Các công chất lạnh truyền thống có ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường, nên loại công chất lộ trình cắt giảm sản xuất, có số loại cắt giảm hoàn toàn, số loại sử dụng có lộ trình cắt giảm năm 2020 công chất R22 hệ thống sử dụng loại công chất cho phép hoạt động tới năm 2040 Do vậy, số lượng lớn hệ thống sử dụng công chất lạnh truyền thống đứng trước nguy phải thay toàn hệ thống thay công chất Trong điều kiện lực tài doanh nghiệp, toán kinh tế cần thiết phải đặt hàng đầu, việc thay toàn hệ thống lạnh dùng công chất lạnh truyền thống hệ thống lạnh sử dụng công chất lạnh có tính chất thân thiện với môi trường tốn Do việc nghiên cứu thay công chất lạnh truyền thống hệ thống cũ, mà giữ nguyên thiết bị hệ thống vô quan trọng Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Hiện Việt Nam có số công trình nghiên cứu tính toán lựa chọn công chất lạnh thay công chất R22 chưa có công trình thử nghiệm thay công chất lạnh mới, số lượng hệ thống dùng công chất R22 lại lớn Đồng thời, số nghiên cứu giới lại chưa phù hợp với điều kiện áp dụng Việt Nam Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích  Nghiên cứu, thử nghiệm công chất R404A thay cho công chất R22 sử dụng phần lớn hệ thống lạnh cũ;  Đánh giá hiệu việc thay thế;  Đưa quy trình thay công chất lạnh cho hệ thống lạnh 3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung vào nghiên cứu, thử nghiệm công chất lạnh có tính chất thân thiện với môi trường nghiên cứu ứng dụng hệ thống lạnh, để thay công chất lạnh truyền thống, mà cụ thể công chất R22 hệ thống lạnh sử dụng giới nói chung Việt Nam nói riêng mà thay hệ thống Phương pháp nghiên cứu, kết cấu công trình nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thử nghiệm thực tế Kết đạt đề tài Kết nghiên cứu dự kiến đóng góp vào việc giải vấn đề cấp bách doanh nghiệp cá nhân sử dụng hệ thống dùng công chất R22, góp phần vào việc bảo vệ môi trường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG CHẤT LẠNH 1.1 Giới thiệu chung công chất lạnh 1.1.1 Giới thiệu chung Công chất lạnh chất hóa học nạp vào hệ thống lạnh, nhận nhiệt từ nguồn có nhiệt độ thấp đem nhiệt lượng với phần nhiệt năng lượng cung cấp từ bên truyền cho nguồn có nhiệt độ cao Công chất lạnh đóng vai trò quan trọng công nghệ lạnh Trong trình phát triển, có nhiều chất nghiên cứu, thử nghiệm, ứng dụng loại bỏ Cứ vậy, công chất lạnh phù hợp đời công nghệ lạnh lại có bước phát triển 1.1.2 Phân loại công chất lạnh a Dựa vào thành phần cấu tạo: - Công chất lạnh đơn chất: công chất lạnh mà thành phần có chất định - Công chất lạnh hỗn hợp: hỗn hợp tạo thành từ hai ba công chất lạnh đơn chất, mục đích để tăng cường ưu điểm hạn chế nhược điểm công chất thành phần + Các hỗn hợp đồng sôi: chất thành phần có nhiệt độ sôi không chênh 10oK R500, R502… + Các hỗn hợp không đồng sôi: chất thành phần có nhiệt độ sôi chênh 15oK R404A, R407C… b Dựa vào thành phần hóa học: - Công chất vô cơ: NH3(R717), CO2(R744)… - Công chất hữu cơ: chlorofluorocarbon(CFC), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon(HFC)… c Dựa vào mức độ an toàn độc hại: - Nhóm I: Các loại công chất an toàn: R11, R12, R22, R134a, R404A… - Nhóm II: Các loại công chất độc hại cháy: R113, R160, R611, R717 - Nhóm III: Các công chất dễ cháy nổ, nguy hiểm: R290, R600, R601… 1.1.3 Yêu cầu chung công chất lạnh Một chất hóa học coi công chất làm lạnh có tính chất sau đây: a Tính chất nhiệt động học - Nhiệt độ sôi thấp, sôi (-100C  -500C) áp suất bão hòa phải lớn kG/cm2 để tránh xâm nhập không khí vào hệ thống hệ thống không kín hoàn toàn - Nhiệt độ chất làm mát trung bình từ 300C  400C áp suất ngưng tụ công chất không lớn 20 kG/cm2 để tránh kết cấu thiết bị nặng nề, phức tạp phải làm việc với áp suất cao - Năng suất làm lạnh đơn vị lớn b Tính chất vật lý - Phải có thông số vật lý cho hệ số tỏa nhiệt đối lưu lớn - Khả hòa tan với nước thấp tốt - Khả cách điện tốt c Tính chất hóa học - Không tác dụng hóa học, gây ăn mòn vật liệu làm thiết bị chất cần thiết phải có mặt hệ thống dầu bôi trơn, chất chống ẩm… - Tính bền vững hóa học cao, không bị phân hủy điều kiện làm việc hệ thống d Tính an toàn cháy nổ - Phải an toàn, không dễ cháy nổ e Tính chất sinh lý học - Không độc hại với thể sống - Không ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm bảo quản f Tính kinh tế - Rẻ tiền, dễ kiếm - Sản xuất, vận chuyển, bảo quản dễ dàng g Thân thiện với môi trường - Không phá hủy môi sinh môi trường - Không (hoặc ít) tham gia gây hiệu ứng nhà kính Một công chất lạnh đáp ứng tất yêu cầu coi công chất lạnh lý tưởng Thực tế công chất lạnh lý tưởng mà có công chất lạnh đáp ứng nhiều yêu cầu Khi chọn công chất lạnh cho ứng dụng cụ thể cần phát huy cách tối đa ưu điểm hạn chế đến mức thấp nhược điểm Trong đề tài này, công chất lạnh chọn để thay công chất R22 phải công chất lạnh thân thiện với môi trường có đặc tính nhiệt động gần với đặc tính nhiệt động công chất R22 tốt 1.2 Ảnh hưởng công chất lạnh tới môi trường 1.2.1 Công chất lạnh tầng ozone Tầng ozone tầng bao bọc quanh trái đất, cách mặt đất khoảng 50km, dày khoảng 30  40 km, thành phần cấu tạo chủ yếu ozone (O3), có nhiệm vụ ngăn, giữ lại tia cực tím, tia độc hại ánh sáng mặt trời người sống trái đất Vào năm 1950, nhà bác học người Đức Paul Cruzen phát có nhiều nơi tầng ozone bị thủng nguyên nhân Mãi đến năm 1974, hai giáo sư người Mỹ tìm thủ phạm, chất CFC có chứa clo Clo với ánh sáng mặt trời có tác dụng làm chất xúc tác để biến O3 thành O2 Cl2O3 3O2 Ánh sáng Mỗi nguyên tử clo biến 105 phân tử O3 thành O2 Để đánh giá tác hại phá hủy tầng ozone công chất lạnh, người ta đưa khái niệm số phá hủy tầng ozon ODP (ozone depletion potential) coi ODP công chất R11 đồng thời lấy làm đơn vị đo số ODP Các freon thuộc loại CFC bị loại bỏ, loại HCFC trình loại bỏ Các chất sử dụng từ sau làm công chất lạnh loại HFC (chỉ có flo clo, brom, iot) Bình ngưng làm mát nước biển, kết cấu dạng ống thông thường, ống mặt sang hợp kim đồng, thân thép, nắp gang có gắn kẽm chống ăn mòn điện hóa Kết cấu tương đối gọn, dễ vệ sinh, dễ bảo dưỡng, hệ số trao đổi nhiệt k lớn (k ≈ 0,7 ÷ 0,9 kW/m2.K) Hình 2.7 Bản vẽ cấu tạo bình ngưng Hơi công chất vào; Đường nối van xả khí; Nước làm mát ra; Nước làm mát vào; Công chất lỏng ra; Van an toàn; Ống trao đổi nhiệt c Dàn bay Hình 2.8 Dàn bay dàn sưởi hệ thống Dàn bay loại đối lưu cưỡng bức, cấu tạo cụm ống đồng có đường kính  = 12mm, kích thước tùy theo suất lạnh yêu cầu Qo(kW), bên ống 30 có cánh tản nhiệt nhôm Tất đặt hộp gió kín hợp lý, có quạt gió khay hứng nước Không khí chuyển động ống, qua khe cánh tản nhiệt Chuyển động không khí quạt gió tạo nên lớn, hệ số truyền nhiệt k khoảng 45  60 W/m2.K d Van tiết lưu Hình 2.9 Van tiết lưu hệ thống Dàn bay có suất làm lạnh lớn, kích thước lớn, đường ống chế tạo dàn bay dài nên công chất lạnh chuyển động từ đầu dàn bay (áp suất P ođd ) tới cuối dàn (áp suất Pocd) có tổn hao áp suất tương đối lớn Chính vậy, hệ thống lắp van TEV cân (outlet balance thermostatic expansion valve) Nguyên lý làm việc van TEV cân ngoài: Trong ống mao dẫn bầu cảm ứng nạp công chất, công chất nạp hệ thống, công chất khác (mà thay đổi nhỏ nhiệt độ bão hòa làm thay đổi lớn áp suất bão hòa) Bầu cảm ứng ghép chặt vào phần cuối dàn bay cảm biến nhiệt độ công chất sau khỏi dàn bay Ống cân 10 trích đường công chất sau khỏi dàn bay đưa không gian phía màng đàn hồi van tiết lưu 31 10 A Pbh Pcd Công chất lỏng Hơi công chất B 11 DBH Flx Qo Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu cân 1.Đế van; 2.Kim van; 3.Lò xo; 4.Vít điều chỉnh; 5.T-rết làm kín van; 6.Bầu cảm ứng; 7.Ống mao dẫn; 8.Màng đàn hồi; 9.Thanh truyền; 10.Ống cân Khi phụ tải nhiệt dàn bay tăng làm cho nhiệt độ công chất sau khỏi dàn bay tăng, công chất bầu cảm ứng ống mao dẫn giãn nở đẩy màng đàn hồi xuống, thắng lực đẩy từ màng đàn hồi lên (lực đẩy công chất phia màng đàn hồi giãn nở + lực đẩy lò xo), đẩy kim van xuống mở to van tiết lưu, tăng lưu lượng công chất cấp vào dàn bay Lưu lượng công chất cấp vào dàn bay tăng lên làm giảm phụ tải nhiệt dàn bay hơi, lực tác dụng vào màng đàn hồi từ xuống giảm, van kim lên đóng bớt van tiết lưu 2.2.2 Thử nghiệm thay công chất R22 công chất R404A a Hệ thống sử dụng công chất R22 Tiến hành đo đạc thông số hệ thống điều hòa không khí trung tâm tàu VP ASPHALT 02 sử dụng công chất R22 điều kiện: - Nhiệt độ nước biển : 27oC - Áp suất môi trường : kG/cm2 - Lưu lượng nước làm mát: 20 m3/h - Áp suất nước làm mát: 2.5 kG/cm2 - Lưu lượng gió qua dàn bay hơi: 8000 m3/h 32 Thay đổi hệ số tái tuần hoàn hệ thống cách thay đổi độ mở van lấy gió van lấy gió hành lang, sau tiến hành đo đạc thông số hệ thống (Bảng 2.4) Hệ số tái tuần hoàn 0% 20% 40% 60% 80% 100% Áp suất hút (kG/cm2) 5.5 5.2 5.0 4.8 4.6 4.5 Áp suất đẩy (kG/cm2) 16.5 16.1 15.7 15.4 15.0 14.5 Nhiệt độ ngưng tụ (oC) 43 42 41 40 39 38 Nhiệt độ nước làm mát vào (oC) 27 27 27 27 27 27 Nhiệt độ nước làm mát (oC) 35 34 33 32 31 30 Nhiệt độ không khí trước DBH (oC) 30 29 28 27 26.5 26 Nhiệt độ không khí sau DBH (oC) 20 20 20 20 20 20 Cường độ dòng điện máy nén (A) 14.5 14.2 13.8 13.3 12.6 12 Thông số hệ thống Bảng 2.3 Thông số hệ thống sử dụng công chất R22 b Hệ thống sử dụng R404A: Khi tiến hành thử nghiệm hệ thống với công chất R404A, thông số lưu lượng nước làm mát, áp suất nước làm mát, lưu lượng gió qua dàn bay giá trị khác độ mở van tiết lưu, giá trị đặt rơle nhiệt độ….được trì không đổi Tiến hành đo đạc thông số hệ thống chuyển sang dùng công chất R404A với giá trị hệ số tái tuần hoàn tương tự Bảng 2.4 Kết đo đạc thể Bảng 2.5 33 Hình 2.11 Quá trình thay công chất R404A cho hệ thống Hệ số tái tuần hoàn 0% 20% 40% 60% 80% 100% Áp suất hút (kG/cm2) 6.2 6.0 5.7 5.4 5.0 4.8 Áp suất đẩy (kG/cm2) 18.6 18.3 17.8 17.4 17.0 16.6 Nhiệt độ ngưng tụ (oC) 43 42 41 40 39 38 Nhiệt độ nước làm mát vào (oC) 27 27 27 27 27 27 Nhiệt độ nước làm mát (oC) 36 35 34 33 32 31 Nhiệt độ không khí trước DBH (oC) 30 29 28 27 26.5 26 Nhiệt độ không khí sau DBH (oC) 18 18 18 18 18 18 Cường độ dòng điện máy nén (A) 16.5 16.0 15.4 14.8 14.2 13.5 Thông số hệ thống Bảng 2.4 Thông số hệ thống sử dụng công chất R404A 34 Hệ số tái tuần hoàn 0% 20% 40% 60% 80% 100% Áp suất hút (kG/cm2) + 12.7% + 15.4% + 14.0% + 12.5% + 8.7% + 6.7% Áp suất đẩy (kG/cm2) + 12.7% + 13.7% + 13.4% + 13.0% + 13.3% + 14.5% Nhiệt độ nước làm mát (oC) + 2.9% + 2.9% + 3.0% + 3.1% + 3.2% + 3.3% Nhiệt độ không khí sau DBH (oC) 10% 10% 10% 10% 10% 10% Cường độ dòng điện máy nén (A) + 13.8% + 12.7% + 11.6% + 11.3% + 12.7% + 12.5% Thông số hệ thống Bảng 2.6 Sự thay đổi thông số sau hệ thống sử dụng công chất R404A 2.2.3 Đánh giá hiệu việc thay thế: + Từ kết thực nghiệm ta thấy rằng, suất làm lạnh Qo hệ thống điều hòa không khí sử dụng R404A tăng so với R22, điều đồng nghĩa với việc thời gian làm lạnh hệ thống chế độ phụ tải giảm Điều làm tăng tính kinh tế sử dụng hệ thống với R404A + Kết thử nghiệm cho thấy áp suất ngưng tụ công chất bình ngưng tăng khoảng 12-14% trường hợp hệ thống sử dụng R404A Điều làm tăng nhiệt thải Qk bình ngưng Để khắc phục tượng người khai thác cần tăng lưu lượng nước làm mát tăng tần suất kiểm tra vệ sinh bình ngưng + Từ hai bảng thông số hệ thống ta nhận thấy áp suất cửa hút, cửa đẩy áp suất bình ngưng tăng từ 7-15% Xét mặt độ bền chi tiết kết cấu vật liệu thiết bị hoàn toàn chịu nằm giới hạn cho phép nhà chế tạo + Từ trình chạy thử cho thấy dòng điện động lai máy nén tăng từ 11-13% Điều đồng nghĩa công suất máy tăng lên đến 9.2 kW, cường độ 35 dòng điện động lai máy nén tăng lên đến 16.5 A Tuy nhiên giá trị nhỏ công suất cường độ dòng điện cực đại động lai máy nén 10.8 kW 18 A Do máy nén hoạt động bình thường + Một vấn đề quan trọng khác thay R22 R404A phải lựa chọn dầu nhờn thích hợp Một số loại dầu nhờn dùng cho hai loại công chất : K46, Total46,… Trong trường hợp hệ thống sử dụng loại dầu cũ không phù hợp cho R404A người khai thác cần phải thay hoàn toàn lượng dầu hệ thống + Cũng giống hệ thống dùng R22 hệ thống dùng R404A đòi hỏi phải dùng phin lọc ẩm để làm khô, làm công chất hệ thống + R404A phù hợp với hầu hết kim loại, hợp kim, nghĩa không gây phản ứng hóa học với kim loại hệ thống sử dụng R22 Từ kết luận thấy việc dùng công chất R404A thay cho R22 hệ thống hệ thống lạnh nói chung hệ thống điều hòa không khí nói riêng có tính khả thi cao 36 CHƯƠNG QUY TRÌNH THAY THẾ CÔNG CHẤT LẠNH R22 BẰNG R404A CHO HỆ THÔNG LẠNH 3.1 Yêu cầu quy trình thay công chất Quy trình thay công chất lạnh xây dựng dựa kết phân tích phần trước phải đảm bảo yêu cầu sau đây: - Quy trình thay đơn giản tốt; - Công chất dầu phải chủng loại phù hợp; - Lượng công chất dầu bôi trơn cũ sót lại hệ thống nhỏ tốt; - Hệ thống sau thay phải cho suất gần suất hệ thống trước thay tốt; - Quá trình khai thác hệ thống phải đảm bảo an toàn tin cậy 3.2 Quy trình thay công chất lạnh R22 công chất R404A 3.2.1 Thu thập liệu Trước thay thế, ta phải tiến hành thu thập thông số thiết kế thông số hoạt động bình thường hệ thống Các thông số cần thu thập nhiệt độ áp suất trước sau thiết bị máy nén, dàn bay hơi, bình ngưng (dàn nóng), van tiết lưu,vv… dùng để so sánh chỉnh định lại hệ thống sau thay công chất 3.2.2 Thay dầu Do dầu bôi trơn dùng với công chất R22 dầu khoáng không làm việc với công chất R404A nên ta cần phải thay toàn dầu bôi trơn hệ thống cũ Đối với máy nén hở bán kín, ta tiến hành xả dầu trước xả công chất thu hồi công chất Công chất lạnh có áp suất cao áp suất môi trường giúp cho việc xả dầu thuận lợi Đối với máy nén kín hoàn toàn, ta phải tách máy nén khỏi hệ thống tiến hành xả dầu Nếu lượng dầu bôi trơn cần nạp cho máy nén lượng dầu xả để xác định lượng dầu cần nạp Nạp dầu tương thích với công chất R404A với số lượng thích hợp Dầu nạp đưa vào máy nén cách đổ vào cácte (máy nén hở bán kín) hút vào cacte máy nén qua đường ống hút (máy nén kín) 37 Ngoài máy nén, số thiết bị khác hệ thống chứa dầu bầu tách dầu, dàn bay hơi… Để đảm bảo trình thay dầu triệt để, dầu thiết bị phải xả 3.2.3 Xúc xả dầu cũ Mặc dù ta thay dầu hệ thống dầu bôi trơn cũ tồn số thiết bị mà ta chưa xả Để loại bỏ lượng dầu này, ta phải đưa hệ thống hoạt động trở lại với công chất R22 hệ thống Thời gian hoạt động lâu tốt, tối thiểu 24 tiếng để lượng dầu cũ sót lại hệ thống “rửa sạch” dầu bôi trơn Sau hết thời gian chạy để xúc rửa hệ thống, nhốt công chất vào bầu ngưng để phục vụ cho việc thu hồi công chất, dừng hệ thống xả toàn dầu thay dầu 3.2.4 Thu hồi công chất R22 Thu hồi công chất lạnh R22 hệ thống để đảm bảo tránh cho R22 thoát ảnh hưởng tới xấu tới môi trường - Nối vỏ chai công chất với van cấp lỏng hệ thống; - Cho chai công chất vào thùng nước đá mở van cấp lỏng nối thông bình ngưng với chai công chất; - Khi lượng công chất lấy hết khỏi bình ngưng đóng van cấp lỏng cách ly chai công chất, khóa van chai công chất tháo ống nối; - Xả lượng công chất sót lại hệ thống Sau thu hồi, chai công chất thu hồi bảo quản chuyển tới tổ chức đơn vị chức xử lý 3.2.5 Hút chân không cho hệ thống - Việc hút chân không tiến hành bơm chân không thân máy nén hệ thống - Quy trình hút chân không trước nạp công chất: + Hút hết không khí khỏi không gian hệ thống lạnh, (đồng hồ hút độ chân không khoảng 700750mmHg) bơm chân không máy nén 38 + “Ngâm” hệ thống lạnh áp suất chân không khoảng 24 tiếng đồng hồ để tạo điều kiện làm khô hệ thống (nếu có nước hóa hơi) + Xả lượng công chất nhỏ vào hệ thống lạnh lại hút chân không lần nữa, sau tiến hành nạp công chất Trên hình 3.1 sơ đồ hướng dẫn thao tác van để hút chân không thân máy nén hệ thống lạnh VD VH BN VND DBH MN VCL VTL Hình 3.1 Sơ đồ hướng dẫn thao tác van để hút chân không a Hút chân không cho máy nén  Thao tác van vị trí sau: +) VH: ngả (2) đóng, ngả (3) đóng +) VĐ: ngả (2) đóng, ngả (1), (3) mở  Chạy máy nén chế độ cưỡng bức, thời gian hạn chế b Hút chân không cho dàn bay máy nén Thao tác van:  VCL: ngả (1), (3) đóng  VH: ngả (3) đóng, ngả (1), (2) mở  VĐ: ngả (2) đóng, ngả (1), (3) mở Chạy máy nén chế độ cưỡng bức, thời gian hạn chế c Hút chân không cho hệ thống lạnh Thao tác van:  VCL: ngả (3) đóng, ngả (1), (2) mở  VH: ngả (3) đóng, ngả (1), (2) mở 39  VĐ: ngả (2) đóng, ngả (1), (3) mở Chạy máy nén chế độ cưỡng bức, thời gian hạn chế 3.2.6 Nạp công chất lạnh - Sau hút chân không cho hệ thống ta tiến hành nạp công chất lạnh cho hệ thống Lượng công chất lạnh nạp thông thường khoảng 80÷90% khối lượng so với lượng R22 có lý lịch máy Do R404A công chất hỗn hợp không đồng sôi nên nạp công chất lạnh phải nạp thể lỏng - Quy trình nạp công chất thể lỏng: 3 VD VH BN VND DBH MN VCL VC a Chai ga Hình 3.2 Sơ đồ nạp công chất thể lỏng (1) Chuẩn bị chai công chất, ống nạp (2) Chai công chất đặt đứng, xả “E” cho dây nạp (3) Đặt nghiêng chai công chất, trúc đầu góc a từ 1575o (theo hướng dẫn vỏ chai “for liquid”) (4) Vẫn để máy nén chạy, đóng ngả (1), mở ngả (2) (3) van cấp lỏng VCL, mở van chai VC Công chất lỏng từ chai công chất, tiết lưu qua van tiết lưu vào dàn bay máy nén an toàn (5) Theo dõi mức lỏng bình ngưng (khoảng 2/3 hay 3/4 kính nhìn đủ) kết hợp với cân chai - Để đảm bảo hệ thống kín cần phải kiểm tra rò lọt vị trí, thiết bị tháo 40  Thường xuyên dùng mắt quan sát độ “ẩm ướt” dầu nhờn toàn hệ thống, nên đặc biệt ý tới mối hàn, đầu rắc-co, mặt bích nối, t-rêt cổ van, làm kín đầu trục, vv… Những chỗ “ẩm ướt dầu” chỗ chỗ đặc biệt cần quan tâm dò tìm chỗ hở  Tìm cách nâng cao áp suất công chất cao nơi nghi ngờ rò lọt, “ẩm ướt dầu”  Tắt máy nén, quạt gió, vv… nhằm giảm tiếng ồn, tạo yên lặng Lắng nghe xì rò có  Dùng vải sạch, miếng bọt biển nhúng vào nước xà phòng, nước rửa bát tạo bọt, bôi lên chỗ nghi ngờ Quan sát, theo dõi mức độ vỡ bọt xà phòng  Nếu có đèn thử Halogen cắm ống hút đèn (thường ống mềm) đưa vào chỗ nghi ngờ rò lọt Quan sát mức độ đổi màu lửa đèn, nếu: + Ngọn lửa màu trắng: rò lọt + Ngọn lửa màu xanh cây: rò lọt nhỏ + Ngọn lửa màu xanh nước biển: rò lọt lớn 3.2.7 Đưa hệ thống hoạt động trở lại Chạy lại hệ thống, ghi lại thông số hoạt động tiến hành hiệu chỉnh thiết bị Mặc dù thay van tiết lưu độ nhiệt van thay đổi nên phải điều chỉnh lại cho phù hợp Dựa thông số ghi được, tiến hành đánh giá khả hoạt động hệ thống với công chất lạnh 3.2.8 Dán mác công chất lạnh dầu bôi trơn cho hệ thống Ghi tên công chất lạnh R404A loại dầu bôi trơn thay dán thiết bị hệ thống để thuận tiện cho việc chăm sóc bảo dưỡng sửa chữa 41 3.3 Bảng tổng hợp quy trình thay công chất Nội dung Stt Thu thập liệu Thay dầu Xúc xả dầu cũ Thu hồi công chất R22 Hút chân không cho hệ thống Nạp công chất lạnh R404A Đưa hệ thống vào hoạt động tiến hành chỉnh định lại van tiết lưu rơle cần Dán mác công chất dầu bôi trơn cho hệ thống 42 Ghi KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua thử nghiệm phân tích, R404A công chất lạnh thay hiệu cho công chất R22 thời gian tới hệ thống lạnh nói chung hệ thống điều hòa không khí nói riêng Nó có suất làm lạnh tương tự công chất R22, tương thích với nhiều loại dầu bôi trơn Trong trình chuyển đổi phải thay thiết bị quan trọng khác hệ thống, điều giúp cho trình chuyển đổi đơn giản, kinh phí chuyển đổi nhỏ KIẾN NGHỊ Trong trình nghiên cứu tìm loại công chất lạnh phù hợp thay cho R22 hệ thống lạnh sử dụng loại công chất R404A chứng tỏ nhiều ưu điểm Tuy nhiên, để có nghiên cứu chuyên sâu hơn, ứng dụng cho hệ thống có công suất lớn cần nhiều thực nghiệm dải nhiệt độ sôi khác nhau, tiến hành thời gian dài để có điều kiện phát triển xa 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Nguyễn Đức Lợi, Công chất, dầu chất tải lạnh, Nxb giáo dục 2007 [2] Andrew D Althouse, MA ; Carl H, Turnquist, MA; Afred F Bracciano, Ed.Sp, Modern Refrigeration and air conditioning,1968 [3] PGS.TS Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận, Kỹ thuật lạnh ứng dụng, Nxb Giáo dục 2007 [4] International Refrigeration and air conditioning Conference at Purdule, July, 12-15/2010 [5] National refrigerants, Inc, Refrigerant Reference Guide Fourth Edition, 2004 [6] BOCK Kältemaschinen GmbH, Alternative refrigerants, Art No 9615105.2010-Gb [7] United Nations Environment Programme, Handbook for the Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer, Ninth edition (2012) [...]... các hệ thống mới mà máy nén trong hệ thống được thiết kế để làm việc với công chất R410A Trong các hệ thống đang sử dụng R22, việc thay thế R22 bằng công chất R410A sẽ làm cho máy nén của hệ thống có nguy cơ bị quá tải 1.5.2.5 Công chất lạnh R417A Công chất lạnh R417A là loại công chất lạnh có thể dùng để thay thế cho R22 trong các hệ thống mới cũng như các hệ thống đã qua sử dụng R417A làm việc được... độ không khí sau DBH (oC) 10% 10% 10% 10% 10% 10% Cường độ dòng điện máy nén (A) + 13.8% + 12.7% + 11.6% + 11.3% + 12.7% + 12.5% Thông số hệ thống Bảng 2.6 Sự thay đổi của các thông số sau khi hệ thống sử dụng công chất R404A 2.2.3 Đánh giá hiệu quả của việc thay thế: + Từ kết quả thực nghiệm ta thấy rằng, năng suất làm lạnh Qo của hệ thống điều hòa không khí khi sử dụng R404A tăng so với R22, điều. .. GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC THAY THẾ BẰNG CÔNG CHẤT R404A 2.1 Đánh giá khả năng làm việc của công chất R404A so với công chất R22 trong hệ thống Ngoài vấn đề về tính thân thiện đối với môi trường, tính an toàn cháy nổ và không độc hại thỏa mãn yêu cầu đối với công chất lạnh ra thì cần phải xét các yêu cầu khác của R404A khi thay thế cho công chất lạnh R22 trong các hệ thống điều hòa không khí 2.1.1 Đặc tính... công chất lạnh có thể thay thế công chất R22 1.5.2.1 Công chất lạnh R134a R134a là công chất lạnh đầu tiên không tồn tại clo trong phân tử Công chất lạnh này được phát triển trên 20 năm nay và có đặc tính gần giống với công chất R12 nên được dùng để thay thế cho loại công chất này R134a có năng suất làm lạnh nhỏ hơn R22 nên hệ thống sử dụng công chất R134a có kích thước lớn hơn so với hệ thống sử dụng. .. bay hơi tăng lên làm giảm phụ tải nhiệt của dàn bay hơi, lực tác dụng vào màng đàn hồi từ trên xuống giảm, van kim 2 đi lên đóng bớt van tiết lưu 2.2.2 Thử nghiệm thay thế công chất R22 bằng công chất R404A a Hệ thống khi sử dụng công chất R22 Tiến hành đo đạc các thông số của hệ thống điều hòa không khí trung tâm tàu VP ASPHALT 02 khi sử dụng công chất R22 trong điều kiện: - Nhiệt độ nước biển : 27oC... kế và bảo dưỡng tốt sẽ cho chỉ số GWP nhỏ nhất với chỉ số ODP bằng 0 1.5 Công chất R22 và một số loại công chất có thể thay thế công chất R22 1.5.1 Công chất R22 Công chất R22 (HCFC22) là một trong những công chất lạnh truyền thống được sử dụng rộng rãi trong máy lạnh công nghiệp cũng như máy lạnh dân dụng Công chất R22 là Freon thuộc nhóm HCFC, có chỉ số ODP và GWP nhỏ nên được sử dụng làm công chất. .. chọn làm công chất lạnh dài hạn thay thế cho công chất R22 R404A làm việc tốt nhất ở dải nhiệt độ thấp và trung bình R404A là công chất lạnh không đồng sôi gồm các thành phần R125, R134a và R143a Đây là công chất lạnh được sản xuất và sử dụng tương đối rộng rãi 1.5.2.3 Công chất lạnh R507 Đây là công chất lạnh đồng sôi gồm R143a và R125, loại công chất lạnh này có đặc tính gần giống với công chất lạnh... lạnh của hệ thống sau khi thay thế công chất lạnh sẽ cho năng suất làm lạnh tương đương Do đó, xét về năng suất làm lạnh thì công chất lạnh R404A có thể lựa chọn để thay thế cho công chất lạnh R22 2.1.4 Tính kinh tế Hiện nay trên thị trường, công chất R404A có giá cao hơn công chất R22 gấp 1.5 lần (cùng hãng sản xuất) Tuy nhiên giá công chất lạnh R404A gần như là thấp 24 nhất so với các loại công chất. .. nước làm mát ra (oC) 35 34 33 32 31 30 Nhiệt độ không khí trước DBH (oC) 30 29 28 27 26.5 26 Nhiệt độ không khí sau DBH (oC) 20 20 20 20 20 20 Cường độ dòng điện máy nén (A) 14.5 14.2 13.8 13.3 12.6 12 Thông số hệ thống Bảng 2.3 Thông số của hệ thống khi sử dụng công chất R22 b Hệ thống khi sử dụng R404A: Khi tiến hành thử nghiệm hệ thống với công chất R404A, các thông số như lưu lượng nước làm mát,... thống sử dụng công chất R22 có cùng công suất Hơn thế nữa, R134a còn có hệ số trao đổi nhiệt nhỏ hơn so với R22 Do đó, hệ thống thay thế bằng công chất R134a cần có hệ thống đường ống lớn hơn, công suất của các thiết bị trong hệ thống cũng phải tăng dẫn tới chi phí tăng cao 1.5.2.2 Công chất lạnh R404A Do có năng suất làm lạnh lớn, chỉ số phá hủy tầng ozon ODP = 0 nên công chất lạnh R404A đã được các ... cứu 3.1 Mục đích  Nghiên cứu, thử nghiệm công chất R404A thay cho công chất R22 sử dụng phần lớn hệ thống lạnh cũ;  Đánh giá hiệu việc thay thế;  Đưa quy trình thay công chất lạnh cho hệ thống. .. loại công chất lạnh thay công chất R22 .18 CHƯƠNG 2: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC THAY THẾ BẰNG CÔNG CHẤT R404A 22 2.1 Đánh giá khả làm việc công chất R404A so với công chất. .. số hệ thống sử dụng công chất R22 33 2.5 Thông số hệ thống sử dụng công chất R404A 34 2.6 Sự thay đổi thông số sau hệ thống sử dụng công chất R404A 35 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu