Chất làm lạnh là gì? Đây là những chất lỏng đặc biệt. Chúng được sử dụng trong máy điều hòa không khí và tủ lạnh. Môi chất lạnh trải qua giai đoạn chuyển từ thể lỏng sang thể khí khi nó hấp thụ nhiệt và trở lại thể lỏng khi máy nén nén khí. Việc lựa chọn chất làm lạnh lý tưởng dựa trên các đặc tính nhiệt động lực học. Nó phải không ăn mòn, an toàn, không độc hại và không cháy.
Lược sử về Chất làm lạnh
Nhà khoa học người Bỉ Frederic Sworths đã đi tiên phong trong việc tổng hợp CFC vào cuối những năm 1890. Khám phá của ông xảy ra sau khi thay thế clorua trong cacbon tetraclorua bằng futuride để tổng hợp CFC-11 và CFC-12. Vào cuối những năm 1920, Thomas Midgley Jr. đã cải tiến quy trình tổng hợp và thách thức việc sử dụng CFC làm chất làm lạnh để thay thế amoniac, chloromethane và sulfur dioxide thường được sử dụng vào thời điểm đó.
Chúng có hại, dễ cháy và một số thậm chí còn độc hại. Phổ biến nhấtchất làm lạnh là CFC được gọi là Freon - tên thương hiệu của DuPont cho tủ lạnh "R-12". Theo yêu cầu của những năm 30 của thế kỷ trước, những chất làm lạnh này dường như là những chất khí lý tưởng, dựa trên cơ sở khoa học và an toàn hơn, không ăn mòn và giá thành sản xuất rẻ.
Mãi đến những năm 1970, các phân tử clo mới được phát hiện có khả năng phá hủy hoàn toàn tầng ôzôn và bị cấm. Vào những năm 1970, các nhà khoa học phát hiện ra rằng chất làm lạnh amoniac cản trở sự xâm nhập của tia hồng ngoại vào chúng, khi chúng tích tụ trong khí quyển và gây ra sự truyền nhiệt, dẫn đến biến đổi khí hậu, vì vậy hợp chất này đã bị cấm.
Trong những năm 1990 và 2000, CFC được thay thế bằng HCFC (hydrochlorofluorocarbons) và HCFC phổ biến nhất là "R-22" có ít tác động tàn phá hơn đối với ozone, tuy nhiên nó vẫn nguy hiểm. Để giải quyết vấn đề suy giảm tầng ôzôn, các nhà khoa học đã đưa ra chất HFC không chứa clo. Tuy nhiên, sau đó họ nhận ra rằng HFC vẫn đang gây hại cho môi trường thông qua khí nhà kính.
Các loại phương tiện làm lạnh hiện đại
Ủy ban Châu Âu đã yêu cầu rằng chất làm lạnh R134A không được sử dụng cho các xe du lịch đã được chứng nhận được bán tại Liên minh Châu Âu. Nhiệm vụ này ban đầu được dự định cho ngày 1 tháng 1 năm 2011. Tuy nhiên, do chất làm lạnh mới chưa được cung cấp cho thị trường chung nên thời hạn này đã được kéo dài đến ngày 1 tháng 1 năm 2013.
Bắt đầu từ tháng 1 năm 2017, tất cả đều được đăng ký mớixe được yêu cầu sử dụng chất làm lạnh thay thế. Năm 2018, chỉ 60% xe du lịch mới sản xuất tại châu Âu sử dụng môi chất lạnh an toàn. Các phương tiện được bán bên ngoài Liên minh Châu Âu tiếp tục sử dụng R134A hoặc chất làm lạnh thậm chí còn nguy hiểm hơn.
Các loại môi chất lạnh chính:
- CFCs - chlorofluorocarbons.
- HCFC - HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC - HydroFluoroCarbons.
Tuy nhiên, chúng đều đã hoặc sẽ bị thay thế trong thời gian tới do tác động của môi trường. Chất làm lạnh HFO hiện đang bắt đầu thay thế CFC vì chúng có khả năng làm nóng toàn cầu thấp hơn nhiều và không làm suy giảm tầng ôzôn, mặc dù một số rất dễ cháy. Hiện nay, thế hệ thứ 4 của môi chất lạnh đang gia nhập thị trường, có đặc tính nhiệt động lực học tuyệt vời và thân thiện với môi trường.
Chọn giải pháp thay thế cho R12
Môi chất lạnh
R12 vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng làm lạnh. Thật vậy, rất khó để tìm ra một loại có thể thay thế chất làm lạnh phổ thông này trong điều kiện hoạt động. R134A là phù hợp nhất cho những mục đích này.
So sánh R134A và R12:
- Công suất ở nhiệt độ thiết bị bay hơi -7 ° C là như nhau đối với cả môi chất lạnh và dưới -7 ° C, nếu R12 được thay thế bằng chất làm lạnh r134A, thì hiệu quả làm lạnh sẽ bị giảm đáng kể. Trong những trường hợp như vậy, nên sử dụng hỗn hợp chất làm lạnh thay vì thay thế R134A. Freon 134 cũng có thể được sử dụng cho nhiệt độ thấptình huống.
- Hệ số truyền nhiệt cho R134A cao hơn R12. Nếu chúng tồn tại trong cùng một pha lỏng, hệ số truyền nhiệt của môi chất lạnh R134A cao hơn 27–37%, và trong pha khí cao hơn 37–45%. Nếu chúng tồn tại ở hai pha, lỏng và khí, hệ số truyền nhiệt cho R134A cao hơn 28% đến 34% trong thiết bị bay hơi và cao hơn 35 đến 41% trong bình ngưng.
- Hiệu quả làm mát của R134A lớn hơn khoảng 22% so với R12. Do đó, tốc độ dòng chảy khối lượng R134A yêu cầu trên một tấn lạnh thấp hơn khoảng 18% so với R12. Điều này có nghĩa là đối với một công suất nhất định của hệ thống lạnh, lượng yêu cầu của nó sẽ ít hơn 18% so với khi sử dụng R12. Có nghĩa là, trong tất cả các thiết bị mà R12 được thay thế bằng freon 134, lượng chất làm lạnh cần được nạp nhỏ hơn R12. Tuy nhiên, thể tích riêng của R134A lớn hơn R12 một chút, nên đối với cùng một lượng chất làm lạnh, thể tích chiếm của R134A lớn hơn R12.
- Sự gia tăng hiệu quả làm mát của R134A được bù đắp bởi sự gia tăng thể tích cụ thể của nó. Do đó, R134a được sạc trong các hệ thống đã sửa đổi sẽ ít hơn R12 từ 5–10%.
Chuyển đổi R12 sang R134A
Một số cơ sở lắp đặt ban đầu sử dụng amoniac làm chất làm lạnh. Tuy nhiên, hầu hết những chiếc xe hiện đại được chế tạo trước năm 1995 đều sử dụng R12. R12 là chất làm lạnh ic2 công nghệ tiên tiến và hiệu quả, tuy nhiên sau đó nó bị phát hiện là khí làm suy giảm tầng ôzôn và việc sản xuất và sử dụng nó bị hạn chế.
Sau năm 1995, nó được thay thế bằng R134A, và nó vẫnđược sử dụng trên nhiều ô tô. Nếu hộ gia đình có một chiếc ô tô cũ với hệ thống điều hòa không khí R12, thì những người lái xe ô tô sẽ gặp vấn đề lớn với việc bổ sung hệ thống đó trong trường hợp rò rỉ hoặc bảo dưỡng. Ngành công nghiệp bắt đầu sản xuất các bộ điều hợp đặc biệt, sau đó quá trình chuyển đổi hệ thống sang R134A trở nên đơn giản.
Thay đổi đối với hệ thống làm mát
Để chuyển đổi R12 sang R134A, chỉ cần thực hiện một số thay đổi nhỏ đối với hệ thống. May mắn thay, máy nén được sử dụng trong hệ thống R12 cũ sẽ vẫn hoạt động với chất làm lạnh R134A và sẽ có hiệu suất tương đương. Dàn ngưng và dàn bay hơi chỉ là bộ trao đổi nhiệt, vì vậy chúng cũng không cần thay đổi để chạy chất làm lạnh khác.
Một trong những linh kiện cần thay mới là máy sấy. Yếu tố cuối cùng của hệ thống sẽ cần được thay đổi là các cổng áp suất. R134A sử dụng các cổng khác nhau để sạc hệ thống và đo áp suất, vì vậy các cổng R12 cũ cần được loại bỏ và thay thế hoặc bổ sung bằng bộ điều hợp. Sau khi mua các thiết bị cần thiết, hãy loại bỏ chất làm lạnh và dầu cũ. Khi lắp đặt chất làm lạnh ic2 mới, dầu PAG tương thích R134A cũng phải được thêm vào để giữ cho máy nén được bôi trơn.
Sau khi chuyển đổi hệ thống từ R12 sang R134A, điều quan trọng là phải kiểm tra áp suất hệ thống trong vài ngày để đảm bảo mọi thứ hoạt động bình thường. Nếu phát hiện thấy bất kỳ rò rỉ nhỏ nào trong hệ thống, hãy áp dụng Red Angel A / C Stop Leak để niêm phonghệ thống.
Chất làm lạnh an toàn hơn freon
HCFC R-22 thông thường, đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ, không tốt cho môi trường như các chuyên gia từng nghĩ. Cơ quan Bảo vệ Môi trường đã làm việc để loại bỏ dần chất làm lạnh và cuối cùng đã cấm hoàn toàn chất này. Giai đoạn loại bỏ R-22 bắt đầu vào năm 2010. Đến năm 2020, việc sử dụng chất làm lạnh sẽ bị hạn chế nghiêm trọng và bị cấm hoàn toàn vào năm 2030.
Chất làm lạnh thân thiện với môi trường nhất hiện có trên thị trường là "R-290" và "R-600A". Chúng là HC, hoặc hydrocacbon, và tên hóa học của chúng là "Propane" cho R-290 và "Isobutane" cho R-600A. Chúng 100% không chứa halogen, không có khả năng làm suy giảm tầng ôzôn và ít nguy hại nhất về khả năng gây nóng lên toàn cầu. Chúng cũng có hiệu quả năng lượng cao, nhưng rất dễ cháy vì chúng là hydrocacbon. Hiện nay, các loại gas lạnh “xanh” nhất là R134A, R-407C, R-410A. Các nhà sản xuất sản xuất các chất làm lạnh này tuyên bố rằng các chất này là tuyệt đối an toàn.
Xi lanh với freon R134A
Với việc phát hiện ra tác hại của chất làm lạnh CFC và HCFC đối với tầng ôzôn, nhóm này đã được sử dụng rộng rãi để thay thế. Chất làm lạnh trong tủ lạnh R134A là hydrofluorocarbon (HFC), không có khả năng làm suy giảm tầng ôzôn và ít hoặc không có hiệu ứng nhà kính.
Môi chất lạnh R134Alà một hợp chất hóa học tetrafluoroethane, bao gồm hai nguyên tử carbon, hai nguyên tử hydro và bốn nguyên tử flo. Công thức hóa học của nó là CF3CH2F. Trọng lượng phân tử của chất làm lạnh R134A là 133,4 và điểm sôi của nó là 26,1 ° C. R134A không cháy và không nổ, có độc tính bình thường và ổn định hóa học tốt, có ái lực hơi cao với độ ẩm.
R134A rất giống với R12 về các đặc tính vật lý và nhiệt động lực học nói chung. Do đó, nó được coi là một sự thay thế tuyệt vời. Các đặc tính của môi chất lạnh R134 như sau:
- Nhiệt độ tự động đánh lửa - 770 ° C.
- Tỷ lệ suy giảm tầng ôzôn - 04.
- Độ hòa tan trong nước 0,11 trọng lượng% 25 C.
- Nhiệt độ tới hạn - 122 ° C.
- Mã màu: xanh lam nhạt.
- Tiềm năng Nóng lên Toàn cầu (GWP) 1200.
- Nhiệt độ môi chất lạnh, điểm sôi -26,1 ° C.
Đặc tính nhiệt động của R-407C
Về đặc tính của nó, nó tương ứng với các đặc tính có trong R-22. R-407C là chất thay thế môi chất lạnh phổ biến cho những người muốn nâng cấp thiết bị R-22. Hỗn hợp hydrofluorocarbon bao gồm pentafluoroethane, difluoromethane và 1, 1, 1, 2-tetrafluoroethane. Một chất làm lạnh thay thế được sử dụng rộng rãi phổ biến trong điều hòa không khí đóng gói và hệ thống tách không chổi than, cũng như điều hòa không khí nhẹ và hệ thống mở rộng trực tiếp được tìm thấy trong các ứng dụng dân dụng, thương mại và công nghiệp. R-407C cũng hoạt động trong các hệ thống lạnh nhiệt độ trung bình và nhiềuthiết bị mới.
Thiết bị mới sử dụng nitơ làm điện tích giữ hoạt động tốt nhất với R-407C do sử dụng tinh dầu polyol. Trong khi các thiết bị mới và hệ thống làm lạnh là phổ biến nhất, R-407C có thể được nâng cấp trên một số hệ thống R-22 nếu quy trình thay dầu được bao gồm. Phương pháp thay thế Freon này được coi là thân thiện với môi trường do khả năng làm suy giảm tầng ôzôn bằng không.
Tiềm năng suy giảm tầng ôzôn R-404A
Nó là 0 trong chất làm lạnh này, giống như R-407C và R-134A. Nó thường được sử dụng cho các hệ thống lạnh yêu cầu -45 ° C đến 15 ° C. Nó hữu ích nhất trong các ứng dụng vận tải thương mại và công nghiệp do dải nhiệt độ hoạt động rộng. Nó rất giống với R-22 và mang lại hiệu suất tốt hơn. Vì R-404A không phản ứng nhanh với không khí hoặc nước nên nó được coi là an toàn cho nhiều mục đích sử dụng. Nó cũng không cháy, không màu và không mùi.
Tuy nhiên, cũng như bất kỳ chất làm lạnh nào, người dùng phải luôn có những biện pháp phòng ngừa thích hợp để bảo vệ mình. Tiếp xúc trực tiếp với R-404A vẫn có thể gây tê cóng và tiếp xúc quá nhiều với lửa hoặc nhiệt có thể làm vỡ bình chứa. R-404A khá phổ biến và có thể mua tại các cửa hàng chuyên cung cấp các sản phẩm sưởi ấm và làm mát.
Hỗn hợp của hai chất làm lạnh hydrofluorocarbon, difluoromethane và pentafluoroethane, làmột chất làm lạnh làm suy giảm tầng neozone cung cấp hiệu quả năng lượng tốt hơn R-22 và R-407C và không sử dụng clo trong công thức của nó. Nó được coi là phù hợp hơn để thay thế cho R-22 do áp suất và khả năng làm mát cao hơn.
Tính năng R-410A
Nếu người dùng quyết định mua thiết bị sử dụng R-410A, quá trình này thường khá đơn giản. Trên thực tế, nhiều công ty điều hòa không khí và điện lạnh sản xuất các thiết bị đặc biệt để sử dụng với R-410A. Mặc dù nó phổ biến nhất trong các thiết bị làm lạnh, điều hòa không khí và tủ lạnh thương mại, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là phương pháp thay thế Freon này sẽ không hoạt động với các thiết bị A / CR-22.
Chất làm lạnh
R-410A có định mức áp suất cao hơn, vì vậy cần có một đồng hồ đo đường ống khác với đồng hồ đo thông thường được sử dụng với R-22. Chất làm lạnh phải được nạp ở dạng lỏng và chỉ trong thời gian ngắn. R-410A được bán dưới một số thương hiệu: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 và Puron. Nó khá dễ dàng để mua trực tuyến và trong các cửa hàng đặc sản.
Máy lạnh xe
Một chỉ thị năm 2006 của EU yêu cầu tất cả các loại xe mới được bán tại EU phải được trang bị chất làm lạnh có khả năng làm nóng toàn cầu (GWP) thấp. Giới hạn được đặt thành GWP 150 mà YF hiện có thể cung cấp. Ưu điểm của nó là thuộc tính tự xử lý - nó hoàn toàn phân hủy trong bầu khí quyển trong khoảngmười một ngày.
Mặc dù thực tế là HFO1234yf đã được chấp nhận như một chất làm lạnh mới, Đức vẫn còn nghi ngờ. Daimler và một số nhà sản xuất khác của Đức và các cơ quan quản lý tin rằng YF là nguy hiểm do tính dễ cháy cao. Đáp lại, Đức đã chấp thuận cho một số xe Daimler tiếp tục chạy trên R134A, trái với chỉ thị của EU.
Ủy ban Châu Âu thậm chí đã đe dọa hành động pháp lý chống lại Đức vì không thực hiện đầy đủ các quy định phát thải chất làm lạnh mới. GM và Toyota đã công khai bày tỏ sự ủng hộ của họ đối với YF và tuyên bố rằng họ coi chất này là an toàn.
Chi phí của hệ thống mới
Chi phí bổ sung của chất làm lạnh YF mới nằm trong khoảng 30-50 EUR. Hệ thống YF kém hiệu quả hơn và yêu cầu sử dụng thêm bộ trao đổi nhiệt bên trong.
Vì chi phí quy trình sản xuất cho YF cao hơn R134A nên sản phẩm này sẽ phải trả thuế nhập khẩu trong nhiều năm, đặc biệt là từ năm 2018 khi tất cả các phương tiện mới đăng ký tại Liên minh Châu Âu sẽ bắt buộc phải sử dụng chất làm lạnh khác với R134A. từ R134A.
Tăng giá từ ngày 2018-02-01:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Hiện đại hóa hệ thống R-22
Thay thế R22 bằng R134A là một quá trình khá đơn giản. Trước hết, nên loại bỏ R22 đầy đủ khỏi hệ thống. Khi đó cần phải loại bỏ toàn bộ dầu bôi trơn ra khỏi hệ thống(lượng dầu tối đa còn lại bên trong hệ thống là 5% tổng lượng dầu có trong hệ thống). Dầu khoáng nên được thay thế bằng dầu este tổng hợp. Máy sấy và bộ lọc dầu cũng nên được thay thế.
Lượng R134A cần thiết trong hệ thống là 90 đến 95% R22. Nhãn phải được dán trên các hệ thống đã được nâng cấp với R134A mô tả chất làm lạnh và dầu bôi trơn mới. Mặc dù quá trình này rất dễ dàng, nhưng điều quan trọng là phải thực hiện cẩn thận. Dư lượng R-22 trong hệ thống có thể dẫn đến nhiễm bẩn chéo. Nó đối với R-22 và R-134A có thể làm cho hệ thống làm mát của ô tô kém tin cậy và nâng áp suất đầu nén lên mức nguy hiểm, dẫn đến hỏng hóc toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, R-134A yêu cầu một hỗn hợp dầu đặc biệt - polyarylene.
Năm 1987, Nghị định thư Montreal được công bố, đây là một hiệp ước quốc tế ở nhiều quốc gia nhằm giúp chống lại lớp hư hỏng của Ô-zone. Một trong những sáng kiến của ông là loại bỏ dần các khí CFC trên toàn thế giới. Năm 1994, Mỹ chấm dứt việc sử dụng R-12 trong ngành công nghiệp ô tô. R-12 đã được thay thế bằng HFC thay thế R-134a. Năm 2010, theo Nghị định thư Montreal, Mỹ tuyên bố sẽ loại bỏ dần việc sử dụng R-22 trong các ứng dụng trong tương lai. Tất cả các máy mới sẽ nhắm mục tiêu HFC R-410A, không chứa clo.
