Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Các môi chất lạnh thường dùng

Các môi chất lạnh thường dùng

Tải bản đầy đủ - 0trang

hiệu suất làm việc của hệ thống. Khơng hòa tan dầu nên phải có bình tách d ầu

đẩy và các bình thu dầu tránh dầu đọng ở các thi ết bị trao đổi nhi ệt và máy nén

phải có bơm dầu để bôi trơn và các chi ti ết chuy ển động. Amôniăc d ẫn đi ện

nên không dùng được trong các máy nén kín và nữa kín.

+ Tính chất hóa học: Phân hủy thành thành nitơ và hydro ở nhi ệt đ ộ 260oC,

nhưng khi có mặt ẩm và bề mặt thép làm chất xúc tác thì ở nhi ệt đ ộ 120oC đã

phân hủy, do vậy cần phải làm mát thật tốt đầu xylanh và kh ống ch ế nhi ệt đ ộ

cuối tầm nén càng thấp càng tốt. Khơng ăn mòn kim loại đen, đ ồng thau ph ốt

pho và phi kim loại chế tạo máy nhưng ăn mòn đồng và các h ợp kim đ ồng nên

khơng được dùng đồng trong máy nén lạnh amơniăc.

Tính an tồn: có khả năng cháy nổ , ở nồng độ 13.5 – 16% amôniăc sẽ cháy

khi ở nhiệt độ khoảng 651oC, vì vậy các gian máy khơng được dùng ngọn lửa

trần và phải được thơng thống thường xun. Khi hỗn hợp v ới th ủy ngân sẽ

gây nổ nên không được dùng áp kế thủy ngân trong hệ thống amôniăc.

+ Tính chất sinh lý: độc hại với con người, gây kích thích niêm m ạc mắt, dạ

dày, co thắt cơ quan hô hấp, làm bỏng da. Làm gi ảm ch ất l ượng s ản ph ẩm b ảo

quản, làm biến màu rau quả.

+ Tính kinh tế: Rẻ tiền, dễ kiếm, dễ vận chuyển, bảo quản.

b) R22

Cơng thức hóa học CHClF2 là chất khí khơng màu, có mùi nh ẹ, n ặng h ơn

khơng khí, sơi ở áp suất khí quyển ở nhiệt độ -40.8oC. Được ứng dụng rất rộng

rãi trong các ngành công nghiệp,đặc biệt trong lĩnh vực đi ều hòa khơng khí, do

có ảnh hưởng xấu đến mơi trường (phá hủy tần ôzôn) nên cũng chỉ được phép

sử dụng cho đến 2020.

Tính chất vật lý: Có áp suất ngưng tụ cao tương tự amôniăc, nhiệt độ ngưng

42oC, áp suất ngưng tụ 16.1 at. Nhiệt độ cuối tầm nén trung bình nhưng vẫn

cần làm mát đầu máy nén. Áp suất bay hơi thường cao hơn áp su ất khí quy ển,

năng suất lạnh riêng thể tích gần bằng amơniăc nên máy nén l ạnh tương đối

2



gọn. Độ nhớt lớn, tính lưu động kém hơn amơniăc nên đường ống, cửa van l ớn

hơn. Hòa tan dầu hạn chế nên gây khó khăn cho bơi trơn, đặc bi ệt trong

khoảng nhiệt độ từ -20oC đến -40oC, R22 khơng hòa tan dầu nên ng ười ta

tránh không cho hệ thống lạnh dùng R22 làm vi ệc ở ch ế đ ộ nhi ệt đ ộ này.

Khơng hòa tan nước nên có nguy cơ tắc ẩm. Không dẫn đi ện nên s ử dụng t ốt

cho máy nén kín và nửa kín, cần lưu ý lỏng R22 dẫn đi ện nên không đ ể l ỏng l ọt

về máy nén tiếp xúc với phần điện của động cơ.

+



Tính chất hóa học: phân hủy ở nhiệt độ 550oC khi có chất xúc tác là



thép, ở nhiệt độ cao hơn R22 sẽ tự phân hủy thành những ch ất rất đ ộc h ại.

Không tác dụng với kim loại và phi kim loại chế tạo máy nh ưng gây tr ương

phồng một số các chất hữu cơ như cao su và chất dẻo.

+ Tính an tồn: khơng cháy nổ nhưng khi phân hủy ở nhiệt độ cao sẽ sinh

ra các sản phẩm rất độc hại.

+ Tính chất sinh lý: khơng độc hại cũng khơng s ử d ụng duy trì s ự s ống.

Khơng làm biến chất sản phẩm bảo quản.

+ Tính kinh tế: đắt, nhưng dễ kiếm, vận chuyển, bảo quản dễ.

c) R12

Công thức hóa học CCl2F2

Tính chất : là chất khí khơng màu, có mùi nhẹ, nặng hơn khơng khí, nhi ệt

độ sơi ở áp suất khí quyển là -29.8oC. Được sử dụng rất rộng rãi, đặc bi ệt

trong các tủ lạnh cũ, nhưng do có mức độ phá hủy tần ơzơn l ớn và hi ệu ứng

lồng kính cao nên đã khơng được phép sử dụng từ năm 1996, tuy nhiên trên

thực tế, do các thiết bị sử dụng R12 vẫn hoạt đ ộng nên th ời h ạn này đ ược kéo

dài thêm 10 năm đối với các nước đang phát triển và do vậy hi ện nay l ượng

R12 trên thị trường ngày càng ít đi.



3



Tính chất vật lý: Có áp suất luân ngưng tụ trung bình, v ới nhi ệt đ ộ ng ưng

tụ 42oC, áp suất ngưng tụ khoảng 10atm. Nhiệt độ cuối tầm nén th ấp, áp su ất

bay hơi thấp hơn 1 at. Năng suất lạnh riêng th ể tích nh ỏ (kho ảng 60% c ủa

amơniăc) nên lưu lượng tuần hồn trong hệ thống cũng lớn lên, vì vậy ch ỉ thích

hợp cho hệ thống có cơng suất nhỏ (như tủ lạnh gia đình). Khả năng trao đ ổi

nhiệt kém hơn của amơniăc.

e) R134A

R134A có cơng thức hố học CH2F-CF3,

Tính chất : là mơi chất lạnh khơng chứa chlorine trong thành ph ần hố h ọc

nên chỉ số ODP = 0, R134A đã được thương mại hoá trên thị trường và dùng đ ể

thay thế cho R12 ở nhiệt độ cao và trung bình, đặc bi ệt là đi ều hồ khơng khí

trong ơ tơ, điều hồ khơng khí nói chung, máy hút ẩm và b ơm nhi ệt. Ở gi ải

nhiệt độ thấp R134A khơng có những đặc tính thuận l ợi, hiệu quả năng l ượng

rất thấp nên không thể dùng được, R134A cũng có những tính ch ất tương tự

như R12 :

Khơng gây cháy nổ, không độc hại, không ảnh hưởng sấu đến cơ thể sống.

Tương đối bền vững về mặt hoá học và nhiệt.

Khơng ăn mòn các kim loại chế tạo máy, có các tính chất v ật lý phù h ợp . . .

Cũng như R12, R134A phù hợp hầu hết các kim loại, phi kim lo ại và h ợp

kim chế tạo máy, như kẽm , magie, chì và hợp kim nhôm v ới thành ph ần magie

lớn hơn 2% khối lượng. Đối với phi kim loại R134A có tính phù hợp cao hơn.

Tuy R134A là mơi chất khơng độc nhưng theo sự nghiên cứu của các nhà

khoa học hãng DOPONT thì cần chú ý rằng khi tr ộn R134A v ới m ột lo ại khí

hoặc lỏng nào đó gây cháy nổ thì sẽ tạo ra một ch ất gây cháy vì th ế khơng đ ược

trộn lẫn R134A với bất kỳ chất khí hoặc lỏng nào gây cháy nổ.



4



Các loại dầu bơi trơn gốc khống, dầu tổng hợp alkylbenzol khơng hồ tan

R134A. Nếu điều kiện u cầu R134A phải hồ tan trong dầu thì cần phải chọn

các loại dầu polyalkylenglycols PAG, polyglycols PG hoặc plyclesters POE. Khi

thay thế môi chất lạnh, dầu bôi trơn cần phải cân nhắc cẩn thận và hỏi các nhà

sản xuất về cách ứng dụng cho các trường hợp cụ thể.

2. Chu trình lạnh

a) Khái niệm cơ bản

Quá trình lạnh là quá trình thu nhiệt từ nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp rồi

truyền cho vật có nhiệt độ cao hơn. Cần phải tiêu t ốn cơng bên ngồi Kỹ thu ật

làm lạnh thường được dùng trong hấp thụ, sấy thăng hoa, tách khí, bảo qu ản

thực phẩm,…

Phân loại quá trình lạnh:

- Lành lạnh ôn độ/lạnh đông: từ nhiệt độ thường đến -100°C

- Làm lạnh dưới -100°C

- Lạnh thâm độ: từ -100°C đến -231°C

- Lạnh băng thâm độ: 40 đến 0,3°K

- Siêu lạnh thâm độ: đến 0,00002°K

b) Cơ sở nhiệt đơng của q trình lạnh đơng



5



hình 1: Ngun tắc của q trình lạnh



1 - 2: nén đoạn nhiệt hơi tác nhân lạnh,nhi ệt độ hơi thay đổi từ T0 – T, tiêu

hao công L1

2 - 3: ngưng tụ đẳng nhiệt tác nhân lạnh, nhi ệt lượng Q tỏa ra môi tr ường

xung quanh

3 - 4: giãn đoạn nhiệt lỏng tác nhân lạnh, nhiệt độ cuối là T0, sinh công L0

4 - 1: bay hơi lỏng tác nhân lạnh, thu nhiệt Q0 của nguồn lạnh

Tác nhân lạnh thu nhiệt của nguồn lạnh, entropi giảm đi một lượng: Q0

/T0

- Công tiêu hao cần thiết cho máy lạnh:

Lượng nhiệt Q0 do tác nhân lạnh thu vào gọi là năng suất của máy l ạnh

Tác nhân lạnh ngưng tụ tỏa nhiệt cho nguồn nóng, Entropi của nguồn nóng

tăng lên một lượng: : Q0 + L1-L0/T0

BIỂU ĐỒ T-S CỦA Q TRÌNH LẠNH



6



hình 2: Biểu đồ T-S của q trình lạnh;

1 -2: nén đoạn nhiệt, tiêu công L1

2-3: ngưng tụ đẳng nhiểu đẳng áp cấp nhiệt Q:

3-4: giãn đoạn nhiệt, sinh công L2:

4-1: Bốc hơi đẳng nhiệt đẳng áp thu nhiệt Qo



Năng suất lạnh biểu diễn bởi diện tích 1- 4 - 5 – 6

Lượng nhiệt do tác nhân lạnh ngưng tụ tỏa ra cho nguồn nóng ở nhi ệt độ T

biểu diễn bởi diện tích 2- 3 - 5 - 6

Hiệu số giữa hai diện tích là cơng tiêu hao L bi ểu di ễn bởi di ện tích 1-2-3-4

B



7



c) Chu trình lý tưởng của máy nén hơi



hình 3: Sơ đồ máy lạnh kiểu nén hơi

Chu trình Carno nghịch được coi là chu trình lý tưởng cho máy l ạnh nén hơi

Máy nén hút hơi ẩm tử thiết bị bay hơi có nhiệt độ T0 và áp suất P0

Hơi được nén tới áp suất P và nhiệt độ T

Hơi tác nhân lạnh được đưa vào thiết bị ngưng tụ, ngưng tụ thành lỏng

Tác nhân lạnh sau ngưng tụ được đưa vào máy giãn đến ap su ất P0 , nhi ệt

độ T0

Tác nhân lạnh ra khỏi máy giãn đi vào thiết bị bay hơi, hút vào máy nén và

lặp lại từ đầu

d) Chu trình thực của máy lạnh

Chu trình thực khác với chu trình lý tưởng



8



hình 4: Chu trình của máy lạnh

- Thay máy giãn bằng van tiết lưu

- Hơi tác nhân lạnh được nén ở trạng thái bão hòa chứ (1’) khơng ph ải ở

vùng hơi ẩm

- Nén quá nhiệt : 1’-2’

- Làm lạnh hơi quá nhiệt, 2’-2

- Ngưng tụ : 2-3

- làm quá lạnh : 3-3’

- giãn qua van tiết lưu 3’-4’’’



f) Tác nhân lạnh

- Tác nhân lạnh ảnh hưởng đến: kích thước máy lạnh, vật liệu chế tạo, áp

suất làm việc

- Các yêu cầu với tác nhân lạnh:



9



• Nhiệt độ tới hạn lớn: đảm bảo có thể dùng nước hoặc khơng khí đ ể làm

lạnh hơi ngưng tụ

• Nhiệt bay hơi lớn: lượng tác nhân lạnh dùng sẽ nhỏ

• Thể tích hơi riêng phần nhỏ: kích thước máy lạnh nhỏ

• Áp suất bay hơi lớn hơn áp suất khí quyển

• Khơng tạo thành hợp chất với dầu bơi trơn máy

• Khơng cháy nổ, khơng độc hại, rẻ tiền

+ Amoniac:

Amoniac là tác nhân lạnh rất phổ biến cho máy lạnh , loại máy nén pittông .

NH , có ưu điểm : thể tích hơi nhỏ , nhiệt độ tới hạn l ớn ( n = 132 , 4°C ) su ất

làm việc trong thiết bị ngưng tụ không cao quá ( 9 - 14 at ) , áp su ất b ốc h ơi

không quá thấp , dễ phát hiện rò rỉ .

Nhược điểm : độc hại , có mùi đặc trưng , ăn mòn đồng và các h ợp kim có đ ồng

, có thể tạo với khơng khí thành hỗn hợp cháy nổ . Do đó , ph ải tuy ệt đ ối tuân

theo các chế độ an toàn lao động . Amoniac chỉ được dùng cho máy l ạnh năng

suất lớn , không dùng cho máy lạnh năng suất nhỏ hoặc tủ lạnh gia đình . .

+ Cloflocacbon :

Cloflocacbon ( CFC ) là tác nhân lạnh phổ biến nhất vì nó khơng đ ộc h ại đ ối v ới

con người , không gây cháy nổ . Ngoài việc cloflocacbon được dùng làm tác nhân

lạnh , nó còn được cùng làm chất thổi bọt , chất gây áp suất trong bình x ịt và

chất tẩy , . . .

Tùy theo cơng thức hóa học mà chúng có tên gọi khác nhau freon 11 , freon 12 . .

. ( theo tiếng Nga ký hiệu là , theo hệ phương Tây ký hi ệu là R ) .

R11 : CFCl ; R12 : CFCl ; R13 : CFCl ; R21 : CHFCL ) ; R22 : CHF CI



10



Nhược điểm CFC hoặc HCFC : rất nhẹ , có thể tồn tại trong khí quy ển đ ến 100

năm . Trong thời gian này , chúng tập trung ở tầng phân giải b ởi ánh sáng M ặt

trời , tạo ra chất clorin , chất này phí . h ủy tầng Ozon ( 0200 là d ạng oxy có loa

11 Lyên tử ) . Người ta thấy rằng một nguyên tử clorin có khả năng phá h ủy

hàng ngàn phần tử Zon . Tầng Ozon bảo vệ hành tinh chúng ta khỏi bị bức xạ tia

cực tím . Khi tầng 2 , 0 bị mỏng đi năng ung thư da và đục nhân m ất tăng lên ,

năng suất cây trồng giảm đi . Ở Nam cực , tầng ozon bị phá hủy nghiêm trọng và

ngày càng lan rộng dần lên phía Bắc . Theo Nghị định thư Montreal , các n ước

sử dụng nhiều CFC , như Mỹ , Nga , Anh , Đức , . . . ph ải ch ấm d ứt s ản xu ất

chúng . Còn các nước sử dụng ít phải loại dẫn đến năm 2010 .

+ Hydrocacbon

Hiện nay , các hydrocacbon là các chất thay thế cho CFC làm tác nhân l ạnh . Đ ối

với tủ lạnh gia đình và các máy lạnh thương mại thì ba tác nhân lạnh sau đây

được quan tâm nghiên cứu :

- Propan nguyên chất R290 .

- Isobutan nguyên chất R600a .

- Hợp chất của propan R290 và isobutan ( R290 / R600a ) .

Ứng dụng

- Propan được dùng trong công nghiệp lớn .

- Isobutan phần lớn được dùng cho tủ lạnh gia đình , ví dụ , Đức và Thụy Sĩ ,

trên 90 % máy lạnh gia đình dùng isobutan .

- Hợp chất hydrocacbon được dùng cho máy lạnh thương mại .

Các loại Hydrocacbon có các ưu điểm sau :

- Nhiệt lượng hơi lớn hơn CFC , nghĩa là lượng nhiệt thu vào khi tác nh ấn l ạnh

bay hơi sẽ lớn hơn .



11



- Khối lượng riêng của hydrocacbon nhỏ hơn CFC , chỉ bằng 40 % so v ới R12

nạp vào máy

Nhược điểm cơ bản của hydrocacbon là dễ gây cháy nổ khi trộn lẫn v ới khơng

khí và có mối nổ . Đối với isobutan giới hạn cháy dưới là 1 , 85 % R600a gi ới

hạn cháy trên là 8 , 5 % R600a . Còn đối với hỗn h ợp R290 / R600a thì gi ới h ạn

dưới là 1 , 95 % ( nếu thấp hơn 1 , 95 % , trong không nhiên li ệu đ ể cháy ) , gi ới

hạn trên của hỗn hợp là , 1 % . Nếu trên n ữa thì khơng đ ủ oxy đ ể phát cháy

( tính theo khối lượng là 35g / m và 165g / m ) . Khi tác nhân l ạnh hydrocacbon

bị rò rỉ , nó khơng phân tán đều trong khơng khí mà tích tụ ở độ th ấp bên d ưới .

Máy lạnh chạy bằng hydrocacbon cần phải đặt cách xa các mối lửa ti ềm tàng

như : công tắc đèn , môtơ quạt , rơle bộ nén bị hở , dây đi ện n ối l ỏng v . v . Ch ỗ

đặt máy cẩn thơng gió thật tốt.

g) Chất tải lạnh



hình 5: chu trình vận chuyển của chất tải lạnh.

- Dùng chất tải lạnh với vai trò là chất trung gian mang nhi ệt t ừ v ật làm

lạnh đến tác nhân lạnh

- Chu trình vận chuyển của chất tải lạnh: - Bơm tuần hồn đi theo vòng kín

- Lấy nhiệt của vật làm lạnh tại thiết bị bốc hơi

- Chất tải lạnh thường dùng: - NaCl,CaCl2 , MgCl2

12



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Các môi chất lạnh thường dùng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×