CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO VÀ CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH

MÔN KỸ THUẬT LẠNH ĐỀ TÀI: CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO VÀ CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH GV: PGS.TS HỒNG ANH QUỐC Nhóm: Thành viên nhóm • Hà Trung Đức 19147049@student.hcmute.edu.vn • Vũ Hồng Đức Bảo 19147046@student.hcmute.edu.vn • Võ Hoàng Phúc 19147057@student.hcmute.edu.vn Mục lục  I Các phương pháp làm lạnh nhân tạo Định nghĩa Các phương pháp làm lạnh nhân tạo Ứng dụng  II Các loại môi chất lạnh chất tải lạnh Định nghĩa Các yêu cầu môi chất lạnh Một số loại môi chất thường gặp So sánh thông số kĩ thuật gas lạnh Bảng số GWP  III Tài liệu tham khảo I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO Định nghĩa: làm lạnh nhân tạo trình làm lạnh nhờ phương tiện hay thiết bị làm lạnh người tạo - Lạnh thường: + 180 > t0 > t0 đóng băng - Lạnh đơng : t0đóng băng > t0 > -1000C - Lạnh thâm độ : -1000C > t0 > -2000C - Lạnh tuyệt đối : -2000C > t0 > -272.9999850C I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO Các phương pháp làm lạnh nhân tạo: a PP bay khuếch tán f PP tiết lưu khơng sinh ngoại cơng b PP hịa trộn lạnh g PP dãn nở khí ống xốy c PP tan chảy, thăng hoa vật rắn h PP hiệu ứng nhiệt điện, hiệu ứng Peltier d PP bay chất lỏng i PP khử từ đoạn nhiệt e PP dãn nở khí có sinh ngoại cơng I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO PP bay khuếch tán Là tượng chất lỏng bay khuếch tán vào chất khí chất lỏng thu nhiệt làm lạnh mơi trường xung quanh Ví dụ: phun nước vào khơng khí có nhiệt độ, nước bay hơi, thu nhiệt làm biến đổi trạng thái không khí Nhiệt độ khơng khí thấp lượng nước bay nhiều Hay nói cách khác, độ ẩm khơng khí thấp nhiệt độ bay khơng khí sau phun ẩm thấp Thích hợp nơi khơng khí nóng khơ ứng dụng tượng để thực việc làm mát khơng khí I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO PP hòa trộn lạnh Là tượng giảm nhiệt độ hòa trộn muối nước theo tỉ lệ định Hiệu ứng phụ thuộc nồng độ dung dịch điểm phản ứng tinh Ví dụ: hịa trộn 200g CaCl2 với 100g nước 00C nhiệt độ dung dịch giảm xuống - 420C Hoặc hòa trộn 31g NaNO3 NH4Cl với 100g nước 100C nhiệt độ hỗn hợp dung dịch giảm xuống - 120C CÂU HỎI 1: PHẢN ỨNG CÙNG TINH LÀ GÌ? Q trình làm nguội pha chuyển từ trạng thái sang trạng thái khác, có nghĩa PƯ tinh sản phẩm đượcmuốn tạo biết cùngđáp củahem? chất lỏng Một pha án kết lắmtinh lỏng kết tinh lại tạo hai pha rắn (Phản ứng Eutectic) I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO PP tan chảy, thăng hoa vật rắn Nguyên tắc phương pháp dựa vào tượng thu nhiệt chất rắn biến đổi trạng thái Chất rắn dùng chất tải lạnh, thực tế hay dùng nước đá đá khô - Nước đá tinh khiết tan hoàn toàn 0C thu lượng nhiệt khoảng 80Kcal/kg Khi cần nhiệt độ thấp phải dùng nước đá muối, nhiệt độ nóng chảy nước đá muối phụ thuộc vào nồng độ, với muối ăn (NaCl) nhiệt độ vào khoảng -21 0C nồng độ 23% Nước đá nước đá muối sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp đánh bắt hải sản tính chất khơng độc, rẻ tiền - Đá khô CO2 dạng rắn, điều kiện bình thường CO2 chuyển trực tiếp từ dạng rắn sang dạng không để lại lỏng nên gọi đá khô Nhiệt độ ẩn thăng hoa nhiệt độ -78,5 0C khoảng 137Kcal/kg Đá khơ đươc sử dụng rộng rãi suất lạnh thể tích lớn giá thành khơng đắt I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO PP bay chất lỏng Chất lỏng bay thu nhiệt, lượng nhiệt gọi nhiệt ẩn hóa hơi, lớn nhiều nhiệt ẩn hóa rắn nên hiệu làm lạnh cao Chất lỏng bay thu nhiệt mơi chất lạnh chất tải lạnh Môi chất lạnh thường dùng Frêôn để làm lạnh nhanh, chất tải lạnh thường nitơ, nhiệt độ -198 0C nhiệt ẩn hóa nitơ  khoảng 48Kcal/kg, nhiệt độ tăng lên 0C nitơ tăng thêm 48Kcal/kg Ngoài tác dụng làm lạnh nitơ cịn có tác dụng bảo quản khí trơ có tác dụng kìm hãm q trình sinh hóa sản phẩm I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO PP khử từ đoạn nhiệt Đây phương pháp sử dụng kỹ thuật cr để hạ nhiệt độ mẫu thí nghiệm từ nhiệt độ sôi hêli xuống gần nhiệt độ tuyệt đối, nguyên tắc làm việc sau: Khi đặt loại muối nhiễm từ hai cực từ mạnh, tinh thể muối xếp thứ tự tỏa lượng nhiệt định, lượng nhiệt truyền để bay hêli lỏng, trình tỏa nhiệt nhiễm từ kết thúc, từ trường bị ngắt, muối bị khử từ đoạn nhiệt, nhiệt độ giảm đột ngột tạo suất lạnh q0, lặp lại q trình nhiều lần tạo nhiệt độ thấp I CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH NHÂN TẠO Ứng dụng II CÁC LOẠI MƠI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH • Định nghĩa: - Môi chất lạnh (Tác nhân lạnh gas lạnh) môi chất giới sử dụng chu trình nhiệt động ngược chiều để thu nhiệt mơi trường có nhiệt độ thấp thải nhiệt mơi trường có nhệt độ cao Vd: R22, R134a, R410a,… - Chất tải lạnh môi chất trung gian, nhận nhiệt đối tượng cần làm lạnh chuyển tới thiết bị bay cấp môi chất lạnh sôi Chất tải lạnh cịn gọi chất mơi lạnh thứ cấp Vd: Nước, nước muối, Glycol,… CÂU HỎI 2: CHẤT TẢI LẠNH CĨ NHỮNG ƯU ĐIỂM NÀO HƠN MƠI CHẤT LẠNH ?  Dễ sử dụng gián tiếp giàn bay để làm lạnh sản phẩm số lượng lớn  Mơi chất lạnh có tính độc hại có ảnh hưởng không tốt đến môi trường sản Dễ mà, ko trả lời nhỉ? phẩm bảo quản, chất tải lạnh làm trung gian coi vịng tuần hồn an tồn  Khơng ăn mịn thiết bị  Không gây cháy, không gây nổ rẻ tiền, dễ kiếm  Linh hoạt có nhiều hộ tiêu thụ lạnh hộ tiêu thụ lạnh xa nơi cung cấp lạnh (Vì trường hợp dùng giàn bay trực tiếp bất tiện đường kính ống mơi chất dài phức tạp, tốn mơi chất lạnh, việc phát rị rỉ khó khăn, tổn thất áp suất lớn Nếu dùng chất tải lạnh, khắc phục hầu hết nhược điểm ) II CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Các yêu cầu môi chất lạnh a)Về tính lý học: - Áp suất ngưng tụ Pk không cao - Áp suất bay Po không nhỏ - Nhiệt độ đông đặc nhỏ nhiệt độ bay - Nhiệt độ tới hạn phải cao nhiệt độ ngưng tụ - Năng suất lạnh riêng lớn - Độ nhớt nhỏ tốt - Hệ số dẫn nhiệt lớn tốt - Khơng dẫn điện II CÁC LOẠI MƠI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH b) Về tính hóa học: - Bền vững mặt hóa học phạm vi áp suất nhiệt độ làm việc - Không phân hủy - Phải trơ, khơng ăn mịn vật liệu chi tiết máy, dầu máy… c) Về kinh tế an toàn: - Giá thành phải rẻ - Dễ kiếm, dễ vận chuyển bảo quản - Phải an toàn, ko gây cháy nổ d) Về sinh lý: - Khơng độc hại, có mùi đặc trưng, khơng gây ảnh hưởng đến sản phẩm II CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Một số loại môi chất thường gặp  Môi chất hữu (Các frêon) :  Các Frêon hợp chất hydrocacbon mà hydro thay phần toàn nguyên tử Cl, Br hay F  Các môi chất lạnh kí hiệu chữ R sau chữ số  Xét: R Số lượng nguyên tử F Số lượng nguyên tử Hydro + _Số lượng nguyên tử Cacbon - _chữ dấu Refrigerant - Vd: R12, R22, R502,… II CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Lấy ví dụ: Mơi chất có cơng thức hóa học: CCl2F2 - Số nguyên tử Cacbon – = – = - Số nguyên tử Hydro + = + = - Số nguyên tử Flo = Vậy chất có CT hóa học CCl2F2 có kí hiệu R012 R12 II CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Một số loại môi chất thường gặp: R22 (CHClF2) HĨA TÍNH LÝ TÍNH TÍNH SINH LÝ - Bền vững phạm vi p t làm việc - Khi có chất xúc tác thép, phân hủy 550 0C - Khơng có tác dụng lên kim loại phi kim loại, làm trương phồng cao su - tk = 42 0C, Pk = 16,1 - Không độc hại với bar thể sống, - ts = - 40,8 0C nồng độ cao gây - tth = 96 0C ngạt - tđđ = - 160 0C - Không gây ảnh - Độ nhớt nhỏ hưởng xấu đến thực - Hòa tan hạn chế dầu phẩm bảo quản - Khơng hịa tan nước - Khơng dẫn điện KINH TẾ, AN TOÀN - Rẻ tiền - Phá hủy tầng Ozon, gây hiệu ứng nhà kính - Khơng gây cháy nổ II CÁC LOẠI MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Một số loại môi chất thường gặp: R134a (C2H2F4) HĨA TÍNH LÝ TÍNH TÍNH SINH LÝ - Bền vững phạm vi p t làm việc - Khơng gây cháy - Khơng ăn mịn kim loại - tk = 40 0C, Pk = - Không độc hại với 16,17 bar thể sống, - ts = - 26,2 0C nồng độ cao gây - tth = 101,15 0C ngạt - Độ nhớt nhỏ - Khơng gây ảnh - Hịa tan hạn chế dầu hưởng xấu đến thực - Khơng hịa tan nước phẩm bảo quản - Khơng dẫn điện KINH TẾ, AN TỒN - Rẻ tiền, dễ kiếm, dễ bảo quản, dễ vận chuyển - Khơng gây cháy nổ II CÁC LOẠI MƠI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Một số loại môi chất thường gặp: R410a (50% CH2F2) + (50% CHF2CF3) (R125-R32) HĨA TÍNH LÝ TÍNH - Bền vững phạm vi p t làm việc - Không gây cháy - Khơng ăn mịn kim loại - TÍNH SINH LÝ - Không độc hại với ts = - 51,6 0C tth = 70,7 0C thể sống, Pth = 4,77MPa0C nồng độ cao gây Hòa tan hạn chế dầu ngạt - Khơng gây ảnh Độ hịa tan nước là:0,28% hưởng xấu đến thực - Không dẫn điện phẩm bảo quản KINH TẾ, AN TOÀN - Đắt tiền - Áp suất làm việc gấp 1,6 lần so với R22 - Khơng gây cháy nổ II CÁC LOẠI MƠI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH So sánh thông số kỹ thuật gas lạnh Môi chất lạnh thông thường (HCFC) Môi chất lạnh (HFC) Tên môi chất lạnh R22 R410a Cơng thức hóa học CHCLF2 HFC32/HFC125 Tỉ lệ pha trộn (%) 100 50/50 Kiểu thành phần Đơn chất Tạp chất Điểm sơi (0C) -40.6 -51.6 Áp suất bão hịa 26 0C (Mpa) 0.9714 1.608 Khả phá hủy tầng Ozon (ODP) 0.034 Khả gây hiệu ứng nhà kính (GWP) 1700 2000 II CÁC LOẠI MƠI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH Chỉ số GWP 16000 14800 14000 12000 10900 10000 8000 6000 4750 4000 2000 CO2 1810 2090 R-22 R-410a 675 R-32 R-11 R-12 R-23 III TÀI LIỆU THAM KHẢO 1: https://www.youtube.com/watch?v=GYGdZr0k2Jc&t=676s 2: https://www.veevn.com/vn/cac-phuong-phap-lam-lanh-nhan-tao-1-a129.html 3: https://duyhvac.com/moi-chat-lanh-chat-tai-lanh-phan-biet/ 4: https://truongdaotaonghethanhxuan.edu.vn/moi-chat-lanh-chat-tai-lanh-dau-may-lanh/ 5: https://www.veevn.com/vn/cac-phuong-phap-lam-lanh-nhan-tao-a101.html 6: https://123docz.net/document/9139196-ky-thuat-lanh-va-dieu-hoa-khong-khi-uet.htm THANKS FOR WATCHING