1.5.1. Môi chất lạnh
Mơi chất lạnh cịn gọi là gas lạnh: là chất tuần hoàn trong hệ thống điều hịa có tác dụng làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt từ việc giãn nở và bay hơi.
Mơi chất lạnh cịn gọi là tác nhân lạnh hay ga lạnh trong hệ thống điều hịa khơng khí phải đạt đƣợc những yêu cầu sau đây:
+ Môi chất lạnh phải có điểm sơi thấp dƣới 00C để có thể bốc hơi và hấp thụ ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp.
+ Phải có tính chất tƣơng đối trơ, hịa trộn đƣợc với dầu bơi trơn để tạo thành một hóa chất bền vững, khơng ăn mịn kim loại hoặc các vật liệu khác nhƣ cao su, nhựa.
+ Đồng thời chất làm lạnh phải là chất không độc, không cháy và không gây nổ, không sinh ra các phản ứng phá hủy môi sinh và môi trƣờng khi nó xả ra vào khí quyển [4].
Phân loại :
Môi chất lạnh R-12:
Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có cơng thức hóa học là CCl2F2(CFC). Nó là một chất khí khơng màu, nặng hơn khơng khí bốn
lần ở 300C, có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sơi là -29,80
C, áp suất hơi trong bộ bốc hơi là 30 (PSI) và trong bộ ngƣng tụ là 150÷300 (PSI), có nhiệt lƣợng ẩn để bốc hơi là 70 BTU/ 1Pound.
Ƣu điểm
R-12 rất dễ hịa tan trong dầu khống chất và khơng tham gia phản ứng với các kim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống. Cùng với đặc tính có khả năng lƣu thông xuyên suốt trong hệ thống ống dẫn nhƣng khơng bị giảm thiểu hiệu suất. Chính những đặc điểm này đã làm cho R-12 đƣợc xem là chất làm lạnh lý tƣởng để sử dụng trong hệ thống điều hịa ơ tơ.
Nhƣợc điểm
Tuy nhiên, khi ngƣời ta nghiên cứu đã phát hiện ra rằng R-12 có đặc tính phá hủy tầng ơzon và gây nên hiệu ứng nhà kính, do các phân tử R-12 có thể bay lên khí quyển trƣớc khi phân giải. Tại đây, nguyên tử clo tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O3trong tầng ơzon khí quyển. Chính điều này đã làm phá hủy tầng ozon của khí quyển. Do đó ngày nay mơi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lƣu hành trên thị trƣờng.
Mơi chất lạnh R-134a
Hình 1.21.Mơi chất lạnh R-134a
Mơi chất lạnh R-134a có cơng thức hóa học là CF3-CH2F (HFC). Do trong thành phần hợp chất khơng có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành công nghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất lạnh R- 134a.
Mơi chất R-134a có điểm sơi là -26,5C và có lƣợng nhiệt ẩn để bốc hơi là 77,74 BTU/Pound. Điểm sôi này cao hơn so với môi chất R-12 nên hiệu suất của R-134a khơng bằng R-12. Vì vậy hệ thống điều hịa khơng khí ơ tơ dùng mơi chất lạnh R-134a phải đƣợc thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng lƣợng khơng khí giải nhiệt qua giàn nóng. Ngồi ra R-134a cịn có nhƣợc điểm nữa đó là khơng kết hợp đƣợc với dầu bôi trơn ở hệ thống R- 12.
Hình 1.22.Đường cong áp suất hơi của mơi chất lạnh R-134a 1.Nhiệt độ của môi chất 4.Chất lỏng
2.Khí 5.Áp suất 3.Điểm sôi
Đồ thị đƣờng cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a mô tả mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của môi chất lạnh R-134a. Đồ thị chỉ ra điểm sôi của R-134a ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất. Phần diện tích trên đƣờng cong áp suất biểu diễn R- 134a ở trạng thái khí và phần diện tích dƣới đƣờng cong áp suất biểu diễn R-134a ở trạng thái lỏng. Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất. Ngƣợc lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng cách giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất.
Nhƣ vậy, khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hịa khơng khí bằng mơi chất lạnh R-134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống điều hịa nếu nó khơng phù hợp với R-134a, cũng nhƣ phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của hệ thống. Dầu bôi trơn chuyên dùng với môi chất lạnh R-134a là các chất bôi trơn tổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE). Ta có thể phân biệt đƣợc giữa hai mơi chất lạnh R-12 và R-134a vì thơng thƣờng nó đƣợc ghi rõ và dán trên các bộ.
1.5.2. Dầu bôi trơn
Hình 1.23.Dầu bơi trơn máy nén
Chức năng:
Bơi trơn các chi tiết của máy nén tránh mòn khuyết và kẹt cứng, một phần dầu nhờn sẽ hịa lẫn với mơi chất lạnh và tuần hoàn trong hệ thống giúp van giãn nở hoạt động chính xác, bơi trơn phốt trục máy nén,...
Lƣợng dầu bôi trơn máy nén:
Nếu khơng có đủ lƣợng dầu bơi trơn trong hệ thống điều hồ, thì máy nén khơng thể đƣợc bôi trơn tốt. Mặt khác nếu lƣợng dầu bôi trơn máy nén quá nhiều, thì một lƣợng lớn dầu sẽ phủ lên bề mặt trong của giàn lạnh và làm giảm hiệu quả quá trình trao đổi nhiệt và do đó khả năng làm lạnh của hệ thống bị giảm xuống [4].
Chú ý:
Dầu máy nén sử dụng trong hệ thống R-134a không thể thay thế cho dầu máy nén dùng trong R-12. Nếu dùng sai dầu bơi trơn có thể làm cho máy nén bị kẹt.
1.6. Cấu tạo và chu trình làm lạnh cơ bản của hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ