Chương 6: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH
6.1 Xác định thông số làm việc 1 Môi chất lạnh [6]
6.1.1 Môi chất lạnh [6]
Môi chất lạnh là chất môi giới được sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để bơm một dòng nhiệt từ môi trường có nhiệt độ thấp đến một môi trường khác có nhiệt độ cao hơn.
Yêu cầu đối với môi chất lạnh • Tính chất hóa học
- Không độc hại đối với môi trường, không làm ô nhiễm môi trường.
- Phải bền vững về mặt hóa học trong phạm vi áp suất và nhiệt độ làm việc, không được phân hủy hoặc polymer hóa.
- Phải trơ về mặt hóa học, không ăn mòn các chất vật liệu chế tạo máy, không phản ứng với dầu bôi trơn, oxy trong không khí và hơi ẩm.
- An toàn, không cháy nổ. • Tính chất vật lý
- Aùp suất ngưng tụ không được quá cao để giảm rò rỉ môi chất, giảm chiều dày vách thiết bị và giảm nguy hiểm do vỡ nổ.
- Aùp suất bay hơi không được quá nhỏ, phải lớn hơn áp suất khí quyển chút ít để hệ thống không bị chân không, tránh lọt không khí vào trong hệ thống.
- Nhiệt độ đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi nhiều. - Nhiệt độ tới hạn phải thấp hơn nhiệt độ ngưng tụ nhiều.
- Nhiệt ẩn hóa hơi r = h” – h’ và nhiệt dung riêng c của môi chất lỏng càng lớn càng tốt.
- Năng suất lạnh riêng thể t ích càng lớn càng tốt. - Độ nhớt động càng nhỏ càng tốt.
- Hệ số dẫn nhiệt l, hệ số tỏa nhiệt a càng lớn càng tốt. - Sự hòa tan dầu của môi chất.
- Môi chất hòa tan nước càng nhiều càng tốt.
- Không dẫn điện.
• Tính chất sinh lý
- Không được độc hại với người và cơ thể sống. Không tạo các chất độc khi tiép xúc với ngọn lửa que hàn và vật liệu chế tạo máy.
- Phải có mùi đặc biệt để dễ dàng phát hiện khi rò rỉ.
- Không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm bảo quản. • Tính kinh tế
- Giá thành rẻ.
- Dễ kiếm và vận chuyển, bảo quản dễ dàng.
- Thực tế không có môi chất lý tưởng đáp ứng hết tất cả các yêu cầu trên. Khi chọn môi chất lanh, ta cần phát huy hết tối đa các ưu điểm và hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm.
Môi chất lạnh R134a: [15], [17], [19] (CFC12; 1,1,1,2-tetrafluoroethane) là môi chất lạnh thay thế có ODP = 0, được sử dụng thay thế cho R12 ở dãy nhiệt độ cao và trung bình nên có những đặc tính giống R12, có chỉ số làm nóng địa cầu bằng 90% củaR12.
Công thức hóa học: CH2F-CF3.
Phân tử lượng M = 102,03 kg/kmol.
Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển là -26,2oC.
Nhiệt độ đóng băng: -101 oC.
Nhiệt độ tới hạn: tc = 101,15 oC.
Aùp suất tới hạn tuyêt đối: 40,64 bar.
Mật độ tới hạn: 0.508 kg/dm3.
Nhiệt dung riêng của lỏng sôi: 1,26 kJ/kgK.
Nhiệt ẩn hóa hơi: r = 215,5 kJ/kg.
Sức căng bề mặt: σ= 0,0149 N/m.
Các dầu bôi trơn gốc dầu khoáng, dầu tổn hợp và dầu alkybenzol không hòa tan R134a. Các loại dầu polyalkylenglycol PAG, được sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí trên ôtô. Các loại dầu polyolester POE được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng lạnh khác. Mỗi loại dầu đều có ưu nhược điểm do đó phải cân nhắc trước khi sử dụng, tốt nhất nên tham khảo ý kiến của nhà chế tạo máy nén và các nhà sản xuất dầu lạnh.
Dầu bôi trơn máy lạnh: trong các hệ thống lạnh R134a ta sử dụng các dầu tổng hợp E, là loại dầu tổng hợp trên cơ sở ester (E), hòa tan một phần trong các môi chất lạnh không chứa clo (HFC).