Với sự phát triển của ngành công nghiệp, ô nhiễm Trái đất ngày càng trở nên nghiêm trọng và bảo vệ môi trường đã trở thành một vấn đề quan trọng được toàn cầu quan tâm. Ngăn chặn sự phá hủy tầng ozon khí quyển và biến đổi khí hậu toàn cầu đã thu hút sự quan tâm rộng rãi của các quốc gia trên thế giới và đã đạt được sự đồng thuận giữa các chính phủ quốc tế, ký kết các hiệp định liên quan.
máy nén
máy nén
Trong lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí, việc CFCS và HCFCS phá hủy tầng ozon trong khí quyển cũng như sự nóng lên toàn cầu do tiêu thụ năng lượng là những vấn đề cần được đánh giá cao trong thiết kế máy nén.
Như đã biết, việc lựa chọn môi chất lạnh là một trong nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế máy nén nên rất được coi trọng.
Để phát triển máy nén mới sử dụng chất làm lạnh thay thế, trước tiên các nhà thiết kế gặp phải hai vấn đề:
Đầu tiên, máy nén phải xác định lại thể tích làm việc của nó để đáp ứng các yêu cầu về áp suất của các tốc độ dòng chảy khác nhau;
Thứ hai, phải giải quyết khả năng tương thích giữa các vật liệu khác nhau tiếp xúc với chất làm lạnh trong máy nén, chẳng hạn như cao su tổng hợp và dầu bôi trơn.
Trong quá khứ, hơn năm mươi chất đã được sử dụng làm chất làm lạnh. Sau Thế chiến II, ngoài việc sử dụng amoniac trong phạm vi công suất làm mát lớn, hầu hết các lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí đều bị chi phối bởi haloalkane CFCS và HCFCS. Việc thay thế CFCS được quy định trong Nghị định thư Montreal năm 1974 đã được thực hiện ở các nước công nghiệp hóa, trong khi kế hoạch thay thế HCFCS sẽ được hoàn thành vào năm 2020; Đối với các nước đang phát triển, nó sẽ bị ngừng tương ứng vào năm 2010 và 2040. Tuy nhiên, ở một số nước phát triển, họ sẵn sàng đạt được trước thời hạn. Hình 6 cho thấy các trường ứng dụng và chất thay thế tiềm năng của CFC-11, CFC-12, HCFC-22 và R502, trước đây thường được sử dụng ở Châu Âu (bên dưới đường mũi tên ngang).
CFC-11
CFC-11 là chất làm lạnh áp suất thấp chủ yếu được sử dụng trong thiết bị làm lạnh ly tâm và chất thay thế chuyển tiếp của nó là HCFC-123. Ngoài ra, HFC-245ca hoặc HFC-245fa cũng là chất làm lạnh áp suất thấp, nhưng chúng có tính dễ cháy. Do đó, các phương pháp giảm quá trình đốt cháy và độc tính của chúng cần được nghiên cứu và việc sử dụng chúng không hiệu quả bằng CFC-11 và HCFC-123. Do đó, nhiều doanh nghiệp đã chuyển sang sử dụng HFC-134a trong thiết bị làm lạnh ly tâm.
CFC-12
Do có nhiều ứng dụng và vấn đề rò rỉ trong điều hòa không khí ô tô, CFC-12 là đối tượng đầu tiên được xem xét để thay thế. HFC-134a có thể được sử dụng thay thế trong tủ lạnh gia đình và máy điều hòa không khí ô tô. HFC-134a có công suất và hiệu suất làm mát tương tự như CFC-12 trong phạm vi nhiệt độ từ trung bình đến cao. Tuy nhiên, trong các điều kiện hoạt động dưới -23 độ, nó mất đi sức hấp dẫn do khả năng làm mát và hiệu quả thấp hơn so với CFC-12. Mặc dù HFC-134a có giá trị ODP bằng 0 đối với khả năng làm suy giảm tầng ôzôn, nhưng giá trị GWP của nó đối với sự nóng lên toàn cầu lại cao tới 1300 (dựa trên giá trị GWP của CO2), về lâu dài cũng sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển và sử dụng.
HCFC-22
HCFC{{0}} đã được sử dụng rộng rãi trong điện lạnh thương mại, điều hòa không khí thương mại và dân dụng, và bơm nhiệt, với giá trị ODP thấp hơn nhiều so với CFC-11 và CFC-12 , chỉ 0,055. Nhưng giá trị GWP của nó khá cao, khoảng 1700. Chính vì những lý do này mà một số quốc gia ở Châu Âu, chẳng hạn như Đức, đang nhanh chóng bị loại bỏ. Hiện đã có một số chất làm lạnh hỗn hợp thay thế cho HCFC-22. Hiệp hội Điện lạnh Hoa Kỳ đã đề xuất bốn loại trong chương trình đánh giá thay thế chất làm lạnh (AREP): HFC-134a, R407C, R410A và R410B. Tuy nhiên, so với ba loại còn lại, HFC-134a có công suất và áp suất làm lạnh thấp hơn và việc sử dụng nó làm chất làm lạnh đòi hỏi phải thiết kế lại hệ thống một cách đáng kể. Do đó, khả năng sử dụng nó thay thế cho HFCF-22 dường như là rất ít, nhưng vẫn có khả năng sử dụng nó trong các thiết bị làm lạnh lớn hơn. Chất làm lạnh không azeotropic R407C có thể là chất thay thế "thích hợp" cho các máy hiện có, vì nó gần với HCFC nhất-22. Sau khi thay thế, cần phải sửa đổi tối thiểu thiết bị hệ thống và chất bôi trơn axit được sử dụng để thay thế dầu khoáng. Cũng cần chú ý đến việc thích ứng với độ trượt nhiệt độ lớn của chất làm lạnh (lên đến 5-7 độ ). Các chất làm lạnh gần azeotropic R410A và R410B là hai hỗn hợp của cùng một HFCS, với sự khác biệt duy nhất là tỷ lệ pha trộn. R410A phù hợp với máy điều hòa không khí loại nhỏ, nhưng áp suất bay hơi của nó gấp khoảng 1,5 lần so với HCFC-22. Do đó, hệ thống sử dụng chất lỏng làm việc này cần phải được thiết kế lại hoàn toàn, vì vậy nó chỉ được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí mới. Thiết kế tối ưu hóa của hệ thống này có thể tăng hiệu quả của nó lên 5 phần trăm.
R502
R502 đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm lạnh ở nhiệt độ thấp. AREP đề xuất hai giải pháp thay thế khả thi: R404A và R507. R404A có công suất và hiệu suất làm lạnh tương tự như R502, nhưng nó cần thử nghiệm nhiều hơn đối với các thành phần hệ thống, đặc biệt là máy nén, khi được sử dụng. Có một thành phần trong thành phần hỗn hợp của R507 đóng vai trò chống cháy, có hiệu suất tương tự như R502, nhưng thử nghiệm độc tính vẫn đang được tiến hành ở Hoa Kỳ; Nhưng ở châu Âu, nó đã được áp dụng cho thiết bị làm lạnh siêu thị.
Apr 06, 2023
Leave a message
Yêu cầu về môi trường đối với máy nén
Send Inquiry
