Các Môi Chất Từng được Sử Dụng Trong Lịch Sử Ngành Nhiệt Lạnh

Môi chất lạnh là chất hóa học được nạp vào hệ thống lạnh, nhận nhiệt từ nguồn có nhiệt độ thấp rồi đem nhiệt lượng đó cùng với phần nhiệt năng do năng lượng cung cấp từ bên ngoài truyền cho nguồn có nhiệt độ cao hơn.

Môi chất lạnh đóng vai trò quan trọng đối với công nghệ lạnh. Trong quá trình hình thành phát triển, có rất nhiều chất đã được nghiên cứu, thử nghiệm, ứng dụng rồi loại bỏ. Cứ như vậy, mỗi lần môi chất lạnh mới phù hợp ra đời thì công nghệ lạnh lại có một bước phát triển mới.

Xem chi tiết một số sản phẩm điều hòa không khí của công nghệ lạnh hiện nay:

• Điều hoà trung tâm VRF
• Điều hoà Chiller

 1. Phân loại các môi chất lạnh

 Dựa vào thành phần cấu tạo:

• Môi chất lạnh hỗn hợp: là các hỗn hợp được tạo thành từ hai hoặc ba môi chất lạnh đơn chất, mục đích là để tăng cường các ưu điểm và hạn chế các nhược điểm của các môi chất thành phần.
• Môi chất lạnh đơn chất: là môi chất lạnh mà trong thành phần của nó chỉ có một chất nhất định.
• Các hỗn hợp đồng sôi: các chất thành phần có nhiệt độ sôi không chênh nhau quá 10 độ K như R500, R502…
• Các hỗn hợp không đồng sôi: các chất thành phần có nhiệt độ sôi chênh nhau hơn 15 độ K như R404A, R407C…

Dựa vào thành phần hóa học:

• Môi chất vô cơ: NH3(R717), CO2(R744)…..
• Môi chất hữu cơ: chlorofluorocarbon(CFC), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon(HFC)….

Dựa vào mức độ an toàn và độc hại:

• Nhóm I: Các loại môi chất an toàn: R11, R12, R22, R134a, R404A…
• Nhóm II: Các loại môi chất độc hại có thể cháy: R113, R160, R611, R717…
• Nhóm III: Các môi chất dễ cháy nổ, nguy hiểm: R290, R600, R601…

2. Chi tiết các môi chất lạnh phổ biến được sử dụng

Trong lịch sử phát triển ngành nhiệt lạnh, số loại môi chất lạnh đã được sử dụng rất nhiều. Dưới đây giới thiệu sơ lược một số loại ga phổ biến nhất:

• Các Freon là Dẫn xuất từ ‘Hidrocacbon, là tên gọi chung của nhiều loại ga khác nhau, nguyên tử Hidro có thể được thay thế bằng các nguyên tử Flo, Clo, Brom… Các Freon khác nhau được tạo ra khi thay thế số nguyên tử, dẫn tới ký hiệu thay đổi và mục đích sử dụng với từng vùng nhiệt cũng khác nhau. Cụ thể về các Freon thường dùng:
• Amoniac (NH3): Là một chất khí không màu, có mùi hắc, lỏng sôi ở áp suất khí quyển ở nhiệt độ -33.35oC. Amoniac có tính chất nhiệt động tốt, phù hợp với chu trình máy lạnh nén hơi dùng máy nén pittông, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, không dùng cho máy nén tuacbin vì tỉ số áp suất quá thấp.
• R12: Công thức hóa học CCl2F2, là chất khí không màu, có mùi nhẹ, nặng hơn không khí, nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển là -29.8oC. Được sử dụng rất rộng rãi, đặc biệt trong các tủ lạnh cũ, nhưng do có mức độ phá hủy tầng Ozon lớn và hiệu ứng lồng kính cao nên đã không được phép sử dụng từ năm 1996, tuy nhiên trên thực tế, do các thiết bị sử dụng R12 vẫn hoạt động nên thời hạn này được kéo dài thêm 10 năm đối với các nước đang phát triển và do vậy hiện nay lượng R12 trên thị trường ngày càng ít đi.

• R22: Công thức hóa học CHClF2 là chất khí không màu, có mùi nhẹ, nặng hơn không khí, sôi 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 điều hòa không khí, do có ảnh hưởng xấu đến môi trường (phá hủy tầng Ozon) nên cũng chỉ được phép sử dụng cho đến 2020.
• R134A: có công thức hoá học CH2FCF3, là môi chất lạnh không chứa chlorine trong thành phần hoá học nên chỉ số ODP = 0, R134A đã được thương mại hoá trên thị trường và dùng để thay thế cho R12 ở nhiệt độ cao và trung bình, đặc biệt là điều hoà không khí trong ô tô, điều hoà không khí nói chung, máy hút ẩm và bơm nhiệt. Ở giải nhiệt độ thấp R134A không có những đặc tính thuận lợi, hiệu quả năng lượng rất thấp nên không thể dùng được, R134A cũng có những tính chất tương tự như R12.

• R143A: Công thức CF3CH3 , không độc không ăn mòn phần lớn các vật liệu, nhưng dễ cháy nổ. R143a thường dùng trong các hỗn hợp (R507, R404A).
• R410A: Là hỗn hợp của hai Freon đồng sôi, gồm 50% R32 và 50% R125. Đây là môi chất đang được sử dụng phổ biến trong các máy điều hòa nhiệt độ hiện nay vì môi chất này không phá hủy tầng ozon. Khi sử dụng môi chất này cần chú ý: Áp suất ngưng của R410A lớn hơn khoảng 1,6 lần so với R22 nên ống đồng cần dày hơn để không bị nổ. Đây là một hỗn hợp đồng sôi, do đó khi rò rỉ ga, phải xả hết và nạp lại toàn bộ cho hệ thống và nạp ở dạng lỏng. R410A không cháy, không độc hại, bền vững hóa học và không ăn mòn phần lớn các vật liệu.

Trên đây là một vài môi chất đã được các nhà khoa học nghiên cứu và đưa vào sử dụng bắt đầu từ khoảng năm 1931. Qua trải nghiệm thực tế, đã có không ít những luồng chuyển biến trong lịch sử ngành nhiệt lạnh, có những môi chất không còn được sử dụng hiện nay, số còn lại vẫn được tiếp tục nghiên cứu và khắc phục trong hiệu quả sử dụng cũng như bảo vệ môi trường, đây là mối quan tâm hàng đầu của các nhà khoa học trong việc tìm tòi và đưa ra các phương án phù hợp nhất cho nhân loại.

Có thể bạn muốn biết?

• Phân loại hệ thống điều hòa không khí
• Điều hòa trung tâm là gì?
• Điện năng tiêu thụ của điều hòa Trane ?
• Điều hòa Trane được bình chọn là hãng điều hòa tốt nhất tại Mỹ