1. Môi chất lạnh và xử lý môi chất lạnh
1.3.3. Các tính chất điển hình và các ứng dụng của các môi chất lạnh hiện nay
được sử dụng trong hệ thống
- Tủ lạnh gia đình; chủ yếu là R134a ,R600a và R12(các hệ thống cũ)
(với các môi chất lạnh hỗn hợp ví dụ R409A M34e, SP34e khi thay thế cho R12 mà không cần kiểm tra)
-Hệ thống điều hòa không khí tách rời; R22, R410A, R407C ,R32 (một vài tiêu chuẩn mới theo tiêu chuẩn của Úc)
(với các môi chất lạnh hỗn hợp ví dụ R417A khi thay thế cho R22 mà không cần kiểm tra)
-Máy làm lạnh (điều hòa không khí trên cao); chủ yếu là R123, R134a, R22 - Máy lạnh thương mại; nhiều môi chất lạnh khác nhau R507, R134a, R404A (R22 trên một vài tiêu chuẩn cũ hơn)
46 1.4 Xử lý an toàn môi chất lạnh
- Xử lý và bảo quản
+Sự tăng lượng môi chất lạnh trong không khí có thể xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản các bình chứa môi chất lạnh. Các nhân công bảo trì bảo dưỡng có trách nhiệm quan tâm để tránh những tổn hao như vậy.
+Làm đầy lại một bình chứa chỉ được tiến hành khi có sự cho phép của chủ bình
chứa.
+Môi chất lạnh không được thông với không khí từ bình chứa tiếp nhận.
+Bình chứa tiếp nhận có thể được làm mát trong một máy lạnh đang hoạt động hoặc buồng lạnh.
+Các bình chứa môi chất lạnh không được bị trực tiếp đốt nóng bằng lửa,nhiệt phóng xạ hoặc nhiệt tiếp xúc trực tiếp mà không kiểm soát được. Các cảnh báo khi xả bình chứa nằm trong giới hạn dưới các điều kiện được kiểm soát để tăng tỷ lệ xả môi chất lạnh trong quá trình chuyển đổi.
+Quá trình đốt nóng bình chứa sử dụng các dạng nhiệt gián tiếp, ví dụ như nhiệt độ kiểm soát của dòng không khí, chỉ phải thực hiện khi hệ thống điều khiển được thiết kế đảm bảo an toàn.
+Khi một môi chất lạnh flocacbon được chuyển vào ga nạp, hơi môi chất lạnh thông với không khí phải được giảm thiểu.
+Có rất nhiều mối nguy hại liên quan tới việc bảo quản môi chất lạnh. Những nguy hiểm này bao gồm việc bị ngạt trong những không gian hẹp do rò rỉ từ các bình chứa chất lạnh và hỏa hoạn, có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt và phát nổ các bình chứa chất lạnh hoặc phân hủy môi chất lạnh thành các chất độc hại. + Môi chất lạnh phải được bảo quản an toàn với các biển báo/ký hiệu phù hợp (để cung cấp sự nhận biết rõ ràng cho đội cấp cứu)
+ Có các giới hạn về số lượng có thể được bảo quản và phải thực hiện tham chiếu với các quy định pháp luật địa phương.
+ Các nhân sự về bảo trì nên tham khảo Các bảng chỉ dẫn an toàn hóa chất của nhà sản xuất môi chất lạnh (MSDS) (bảng chỉ dẫn an toàn tại Niu-zi-lân) khi xử lý các môi chất lạnh.
+ Bình chứa môi chất lạnh và các van của nó phải được xử lý một cách cẩn thận để tránh những hư hại máy móc.
+ Khi một bình chứa môi chất lạnh đang không trong quá trình sử dụng thì phải đóng van của nó,nắp hành kín cửa ra của van phải được đặt đúng vị trí và van được bảo vệ
+ Các bình chứa phải được kiểm tra rò rỉ định kỳ 3 tháng một và các bình chứa rò rỉ phải được trả lại cho nhà cung cấp.
- Nạp đầy an toàn
+ Trừ trường hợp quá trình nạp được thực hiện bởi nhà sản xuất trên dây chuyền lắp ráp, hệ thống đường ống nối một bình chứa tới hệ thống làm lạnh phải được kiểm tra rò rỉ trước khi van bình chứa mở hoàn toàn. Việc này có thể thực hiện khi mở một phần và sau đó đóng van bình chứa để gây áp lực lên hệ thống đường ống nối.
+ Môi chất lạnh được chuyển vào hệ thống phải được đo một cách chính xác theo tham chiếu với nhiệt độ quy định tại AS 4211.3:1996.
47
+ Các đường dẫn nạp phải càng ngắn càng tốt và có khớp nối phù hợp để giảm thiểu hao hụt trong quá trình ngắt kến nối ở cuối quá trình chuyển môi chất lạnh. + Cần có sự quan tâm để tránh việc chất lỏng môi chất lạnh bị giữ lại giữa các van đóng khi áp suất cao có thể có trong hệ thống.
+ Các bình chứa môi chất lạnh không được nối với một hệ thống ở áp suất cao, hoặc với một trụ thủy lực,khi áp suất đủ để gây ra hiệu ứng dòng chảy môi chất lạnh ngược lại vào bình chứa.
+ Các bình chứa môi chất lạnh không được nối với các hệ thống hoặc các bình chứa khác ở điều kiện nhiệt độ cao vì những lý do tương tự.
+ Dòng môi chất lạnh chảy ngược có thể gây ra việc các bình chứa bị nhiễm bẩn hoặc bị đầy tràn, hậu quả là gây nên nguy hiểm từ việc áp suất tăng lên ở mức cao vừa đủ để đốt cháy xylanh.
+ Khi môi chất lạnh được chuyển đổi từ một bình chứa tới một bình chứa khác,
áp suất hoặc sự chênh lệch độ cao được thiết lập giữa các bình chứa và điều này có thể đạt được bằng phương tiện bơm hoặc chênh lệch nhiệt độ.
+ Tổng trọng lượng tối đa không được vượt quá khi nạp đầy các bình chứa chất lạnh. Bình chứa không được sử dụng nếu tổng trọng lượng tối đa không được đánh dấu trên bình chứa.
+ Tổng trọng lượng tối đa là một chức năng của thể tích bên trong bình chứa, hợp chất môi chất lạnh và hàm lượng dầu và nhiệt độ. Nhà cung cấp bình chứa nên xác định tổng trọng lượng tối đa theo AS 2030.1:1999.
+ Các bình chứa môi chất lạnh không nên được nối với nhau nếu có khả năng có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các bình chứa, vì điều này sẽ gây ra việc chuyển đổi môi chất lạnh và nguy hiểm khi đầy tràn các bình chứa lạnh (xem thêm 15.2.5). + Khi các bình chứa được nối với nhau, nên có sự quan tâm chú ý để đảm bảo rằng tất cả các bình chứa ở cùng độ cao để tránh việc chuyển đổi trọng lực giữa các bình chứa.
+ Khi các bình chứa được nối với nhau, khuyến nghị cao rằng dòng theo hướng đơn hoặc các van kiểm tra được lắp đặt ở mỗi bình chứa.
1.5 Dầu lạnh
1.5.1. Nhiệm vụ của dầu bôi trơn:
Dầu bôi trơn được sử dụng trong các hệ thống lạnh có máy nén cơ. Nhiệm vụ chủ yếu của dầu bôi trơn là:
- Bôi trơn các chi tiết chuyển động của máy nén, các bề mặt ma sát, giảm ma sát và tổn thất do ma sát gây ra. Riêng máy nén và máy dãn nở ôxy không có dầu bôi trơn vì khi nén, dầu gây ra cháy nổ và khi dãn nở, nhiệt độ hạ đột ngột và dầu đông cứng lập tức;
- Làm nhiệm vụ tải nhiệt từ các bề mặt ma sát pittông, xilanh, ổ bi, ổ bạc,… ra vỏ máy để tỏa ra môi trường, đảm bảo nhiệt độ ở các vị trí trên không quá cao; - Chống rò rỉ các môi chất cho các cụm bịt kín và đệm kín cổ trục;
- Giữ kín các khoang nén trong máy nén trục vít. 1.5.2. Yêu cầu đối với dầu bôi trơn:
Dầu bôi trơn nằm trong máy nén do đó dầu tham gia vào vòng tuần hoàn môi chất lạnh, đi qua tất cả các thiết bị chính và phụ của hệ thống. Chính vì vậy, dầu kỹ thuật lạnh có yêu cầu rất khắc khe:
48
- Có đặc tính chống mài mòn và chống sây sát bề mặt tốt; - Có độ nhớt thích hợp đảm bảo bôi trơn các chi tiết;
- Có độ tinh khiết cao, không chứa các thành phần có hại đối với hệ thống lạnh như: ẩm, axit, lưu huỳnh không được hút ẩm;
- Nhiệt độ bốc cháy phải cao, cao hơn nhiều so với nhiệt độ cuối quá trình nén; - Nhiệt độ đông đặc phải thấp, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ tiết lưu và ở dàn bay hơi;
- Nhiệt độ lưu động phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi để đảm bảo tuần hoàn được trong hệ thống và có thể hồi dầu dễ dàng về máy nén (nếu dầu hòa tan hoàn toàn vào môi chất lạnh, việc tuần hoàn dầu càng dễ dàng);
- Không tạo lớp trở nhiệt trên bề mặt trao đổi nhiệt trong trường hợp này dầu phải hòa tan hoàn toàn vào môi chất;
- Không làm giảm nhiệt độ bay hơi, qua đó làm giảm năng suất lạnh, trong trường hợp này dầu không được hòa tan vào môi chất lạnh;
- Không được dẫn điện, có độ cách điện cao cả ở pha hơi và pha lỏng đặc biệt khi sử dụng cho hệ thống lạnh kín và nửa kín;
- Không gây cháy, nổ;
- Không phân hủy trong phạm vi nhiệt độ vận hành (thường từ -600C đến 1500C, đặc biệt cho máy lạnh ghép tầng -800C thậm chí -1100C);
- Không được tác dụng với môi chất lạnh, với các vật liệu chế tạo máy vô cơ và hữu cơ, dây điện, sơn cách điện, dây quấn động cơ, với vật liệu hút ẩm để tạo ra các sản phẩm có hại trong hệ thống lạnh, nhất là có hại cho động cơ và máy nén; - Tuổi thọ phải cao và bền vững, đặc biệt trong hệ thống lạnh kín, có thể làm việc liên tục từ 20 đến 25 năm ngang với tuổi thọ của lốc tủ lạnh;
- Phải không được độc hại; - Phải rẻ tiền và dễ kiếm;
Trong thực tế, tất nhiên không thể tìm được một loại dầu bôi trơn lý tưởng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên (các yêu cầu nhiều khi cũng mâu thuẫn nhau), ta chỉ có thể tìm được các loại dầu cho từng trường hợp ứng dụng cụ thể để phát huy được các ưu điểm và khắc phục được các nhược điểm của nó.
1.5.3. Phân loại dầu bôi trơn:
Dầu kỹ thuật lạnh có thể chia thành 02 nhóm chính là dầu khoáng và dầu tổng hợp. Ngoài ra còn một nhóm phụ nữa là dầu khoáng có phụ gia tổng hợp.
- Dầu khoáng: các loại dầu khoáng không có công thức hóa học cố định mà là hỗn hợp của nhiều thành phần gốc hyđrôcacbon từ dầu mỏ. Hiện nay dầu khoáng được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống lạnh.
- Dầu tổng hợp: Dầu tổng hợp được sản xuất từ các chất khác nhau như polyclycôl, các loại este, silicol hoặc các dầu tổng hợp gốc hyđrôcacbon. So với dầu khoáng, dầu tổng hợp có chất lượng bôi trơn tốt hơn khi hỗn hợp với môi chất lạnh, nhiệt độ đông đặc cũng thấp hơn, sự mài mòn chi tiết thấp hơn nhưng giá thành cao hơn.
- Dầu khoáng có phụ gia tổng hợp: để cải thiện một số tính chất của dầu khoáng, người ta cho thêm vào dầu khoáng một số phụ gia tổng hợp. Trên thực tế có thể sử dụng hỗn hợp dầu khoáng và dầu tổng hợp nhưng phải rất thận trọng vì có thể
49
hỗn hợp không phát huy được các đặc tính yêu cầu mà lại tăng thêm các nhược điểm. Chính vì vậy, phải tiến hành các thử nghiệm thận trọng trước khi sử dụng. - Dầu este là loại dầu đặc biệt dùng cho các môi chất freon không có clo.
1.5.4. Các tính chất cơ bản:
- Độ nhớt: Độ nhớt của dầu bôi trơn là thông số quan trọng nhất, quyết định chất lượng của việc bôi trơn, giảm tổn thất do ma sát, giảm mài mòn thiết bị, tăng cường độ kín cho đệm kín cổ trục, các đệm khác. Độ nhớt của dầu giảm đi khi bị môi chất lạnh hòa tan. Đặc biệt khi nhiệt độ bay hơi thấp cần có tỷ lệ hòa trộn thích hợp để đảm bảo dòng chảy, hồi lưu được dầu về máy nén.
- Khối lượng riêng: của dầu lạnh nằm trong khoảng 0,87 ÷ 1,01g/cm3, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và hàm lượng cacbuahyđrô thơm.
- Nhiệt độ đông đặc và nhiệt độ lưu động: Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ khi dầu đã hóa đặc. Nhiệt độ lưu động là nhiệt độ mà dầu còn có khả năng lưu động trong thiết bị và đường ống, bảo đảm vòng tuần hoàn của dầu bôi trơn trong hệ thống. Thường nhiệt độ lưu động cao hơn nhiệt độ đông đặc 3 ÷ 50C
- Nhiệt độ bốc cháy: phụ thuộc vào sự có mặt của nhóm dễ bay hơi trong dầu. Yêu cầu nhiệt độ bốc cháy của dầu khoáng là 160 ÷ 1800C trở lên.
- Tính axit của dầu lạnh phải thấp để tránh ăn mòn chi tiết, các hàm lượng lưu huỳnh tự do, các chất cặn như hắc ín phải nhỏ vì chúng là các thành phần cơ bản làm biến chất, lão hóa và tạo bùn của dầu.
- Hàm lượng nước và tính hút ẩm của dầu: Nước hòa tan ít trong dầu, tuy nhiên dầu lạnh có tính hút ẩm. Tính hút ẩm tăng khi nhiệt độ tăng. Nước có thể hòa tan trong dầu khoáng. Tốc độ hút ẩm của dầu phụ thuộc vào từng loại dầu.
- Sức căng bề mặt của dầu ảnh hưởng đến chất lượng bôi trơn và chống mài mòn của chúng. Sức căng bề mặt của dầu phụ thuộc vào nhiệt độ, loại dầu, độ hòa tan, loại môi chất lạnh và quyết định độ nhớt của dầu.
- Điểm anilin: là nhiệt độ tới hạn của sự hòa tan dầu vào anilin để tạo ra dung dịch đồng nhất. Điểm anilin dùng để định hướng đánh giá tính ổn định và sự hòa tan dầu trong môi chất lạnh.
- Màu sắc của dầu rất sáng hoặc có màu gián sáng. Căn cứ vào màu sắc có thể đánh giá được chất lượng dầu. Màu của dầu càng tốt chứng tỏ hàm lượng hắc ín trong dầu cao.
- Hình dạng của dầu đặc trưng cho sự trong suốt hay không trong suốt khi quan sát qua một chiều dày dầu nhất định. Dầu lạnh phải có độ trong suốt cao.
- Nhiệt dung riêng của các loại dầu lạnh nằm trong khoảng 1,6 ÷ 2,2 kJ/kgK - Độ dẫn điện: Đối với các máy lạnh kiểu kín và nửa kín, vì động cơ được bố trí nằm trong vỏ máy nén nên dầu có độ cách điện cao, điện áp xuyên thủng lớn để đảm bảo động cơ làm việc an toàn.
- Độ dẫn nhiệt: hệ số dẫn nhiệt của dầu tương đối nhỏ, nằm trong khoảng 0,1 ÷ 0,16W/mK. Trong hệ thống lạnh, hệ số dần nhiệt càng lớn càng thuận lợi cho các quá trình trao đổi nhiệt.
1.6. Quy trình thu hồivà tái chế 1.6.1. Định nghĩa 1.6.1. Định nghĩa
- Thu hồi: Chuyển môi ch
và bảo quản nó trong một bình ch hay xử lý nào khác.
-Tái chế: Quá trình xử lý l tính sản phẩm mới, có thể hóa học môi chất lạnh đó đ ứng. Thuật ngữ này thườ sẵn có ở nơi cơ sở vật chấ
- Lắng gạn: là việc chuyển môi ch về áp suất và nhiệt độ.
Trước khi bắt đầu quá trình thu h không và kết nối trực tiếp v
làm lạnh bình chứa thu hồ 1.6.2 Thu hồi môi chất lạnh
- Tất cả môi chất lạnh CFC, HCFC và HFC; và h CHC và HCFC PHẢI đượ
Có thể thực hiện việc này b
Máy thu hồi chỉ đơn giản là máy nén. Bơm ch Cửa nạp là phần hút của máy nén
Cửa xả hướng đến bể thu h
Bể thu hồi đóng vai trò là bình ch
50
n môi chất lạnh ở bất kỳ điều kiện nào từ một hệ t bình chứa bên ngoài mà không cần thiết ph
lý lại các môi chất lạnh đã được sử dụng đ ể gồm phương pháp chưng cất. Đòi hỏi ph nh đó để xác định được đặc tính sản phẩm phù h
ờng ám chỉ việc ứng dụng các quy trình và th ất phục vụ tái chế và sản xuất chuyên dụng
n môi chất lỏng vào một bình chứa nhờ vào chênh l u quá trình thu hồi, bình chứa thu hồi có thể đư
p với bình chứa thu nạp thông qua cổ góp có đ ồi sẽ thúc đẩy quá trình dịch chuyển môi ch
nh
nh CFC, HCFC và HFC; và hỗn hợp chứa môi ch ợc thu hồi mọi lúc từ hệ thống.
c này bằng cách sử dụng bơm hoặc máy thu hồ
Máy thu hồi
n là máy nén. Bơm chỉ bơm hơi nước. a máy nén
thu hồi
ò là bình chứa thu nhận.
ệ thống nào đó t phải kiểm tra
ng để có được đặc i phải phân tích m phù hợp phải đáp nh và thủ tục chỉ