Thảo luận về máy lạnh

Môi chất làm lạnh cho máy lạnh gia đình và công nghiệp

Chất hấp thụ nhiệt từ môi trường làm lạnh trong hệ thống lạnh được gọi là môi chất làm lạnh. Máy nén sẽ nén môi chất này, bộ ngưng tụ làm cho chất làm lạnh từ trạng thái hơi chuyển sang trạng thái lỏng, thiết bị điều khiển lưu lượng sẽ điều khiển lượng chất làm lạnh đi vào bộ hóa hơi, các đường ống đưa chất làm lạnh từ bộ phận này đến bộ phận khác. Nhiều chất làm lạnh mới đã và đang được nghiên cứu, được đưa vào sử dụng đề đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về bảo vệ môi trường. Phần này sẽ trình bày một số môi chất làm lạnh mới, các môi chất, làm lạnh cũ còn được sử dụng cũng được bao quát, vì nhiều thiết bị làm lạnh cũ vẫn được sử dụng trong vài năm tới.

Máy lạnh Sharp

Nói chung, chất làm lạnh được coi là lưu chất hấp thụ nhiệt bằng quá trình hóa hơi ớ nhiệt độ và áp suất thấp và giải phóng nhiệt này bằng quá trình ngưng tụ ở áp suất và nhiệt độ cao.

Nhiều môi chất lạnh sử dụng hiện nay được coi là nguyên nhân gây hủy hoại tầng ozone. Có hai loại ozone con người tiếp xúc hàng ngày. Ozone ở sát mặt đất là chất ô nhiễm rất độc, gây ra nhiều vẫn đề về sức khỏe con người. Lớp Ozon ở tầng bình lựu, cách mặt đất 10-50 km, có tác dụng bảo vệ sinh vật bằng cách ngăn chặn tia cực tím từ mặt trời đến trái đất. Vê nguyên tắc, cần phải loại bỏ ozone ở sát mặt đất và bảo vệ lớp ozone ở tầng bình lưu

Các đặc tính của môi chất làm lạnh

Hầu hết các chất làm lạnh đang được sử dụng đều ở trạng thái hơi trong các điều kiện nhiệt độ và áp suất khí quyển. Đối với các chất này, cần phải có khả năng chuyển đổi từ dạng hơi sang dạng lỏng và ngược lại. Để thực hiện sự chuyến đổi này, cần phải nén và làm nguội cho chất làm lạnh. Đây là công dụng của thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh. Môi chất làm lạnh có thể ở một trong hai trạng thái: Hơi hoặc lỏng. Nói chung, thuật ngữ “hơi” và “khí” là đồng nghĩa nhưng về mặt kỹ thuật, “hơi” được hiểu là khí ở gần nhiệt độ ngưng tụ. Mọi lưu chất đều có thể tồn tại ở dạng khí hoặc lỏng. Lưu chất có nhiệt độ sôi cao sẽ ở dạng khí chỉ khi được cấp nhiệt đến nhiệt độ đủ cao hoặc áp suất rất thấp. Lưu chất có nhiệt độ sôi thấp sẽ ở dạng hơi trong các điều kiện áp suất và khí quyển bình thường. Các chất làm lạnh fluoro-carbon là loại có nhiệt độ sôi thấp, chúng dễ dàng chuyển thành trạng thái lỏng bằng cách nén và làm nguội hoặc ngưng tụ.

Ví dụ, giả sử nước được dùng làm môi chất lạnh, ở áp suất và nhiệt độ khí quyển, nước ở dạng lỏng. Khi cấp nhiệt cho nước đến 212°F ở áp suất khí quyến ngang mực nước biển, nước sẽ sôi và tiếp tục sôi cho đến khi toàn bộ nước hóa hơi, được gọi là hơi nước. Nếu quá trình cấp nhiệt cho nước được thực hiện với áp suất không đổi, nhiệt độ sẽ không vượt quá 212°F, lượng nhiệt cung cấp được dùng để làm cho nước hóa hơi.

Tương tự, nếu đặt chất làm lạnh trong điều kiện áp suất không đổi, chất này sẽ hóa hơi ở điều kiện nhiệt độ áp suất bình thường. Nhiệt cung cấp cho môi chất lạnh là từ không khí hoặc môi trường xung quanh. Chất làm lạnh lỏng không hóa hơi ở 212oF, nhưng ở nhiệt độ thấp hơn do có nhiệt độ sôi thấp hơn so với nước. Ví dụ, chất làm lạnh R-22 khi tiếp xúc với áp suất khí quyến sẽ sôi ở -41.4oF, với nhiệt độ này, R-22 sẽ hấp thụ đủ nhiệt từ môi trường xung quanh để hóa hơi rất nhanh mà không cần nguồn nhiệt bên ngoài.

Chất làm lạnh, khi sôi, sẽ hấp thụ lượng nhiệt đúng bằng ẩn nhiệt hóa hơi, đây là lượng nhiệt cần thiết để chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi hoặc ngược lại.

Ảnh hưởng của áp suất đối với nhiệt độ sôi

Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất, nghĩa là ứng với mỗi áp suất sẽ có nhiệt độ sôi tương ứng và ngược lại. Do đó, áp suất càng cao, nhiệt độ sôi càng cao, áp suất càng thấp, nhiệt độ sôi càng thấp. Bằng cách sử dụng áp suất, nhiệt độ sôi của chất lỏng có thế thay đối đế đáp ứng các yêu cầu. Ví dụ, nếu chất lỏng có áp suất thấp, điểm sôi sẽ hạ thấp

Một số môi chất lạnh đòi hỏi áp suất cao khi được dùng trong hệ thống lạnh, ví dụ R-112 có điểm sôi là 199°F

Hệ thống lạnh sử dụng môi chất lạnh có nhiệt độ sôi cao đòi hỏi năng lượng lớn hơn so với hệ thông sử dụng môi chất lạnh có nhiệt độ sôi thấp. Phần chủ yếu của công suất vận hành được dùng để nén chất làm lạnh đế môi chất có thế được làm nguội và ngưng tụ. Các môi chất lạnh R-12 và R-502 không yêu cầu áp suất cao, các môi chất R-12, R-22, R-500, R-502 thường được dùng trong các hệ thống điều hòa không khí và hệ thông lạnh thương mại.

Nhiệt độ tới hạn

Nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ của hơi, trên nhiệt độ này hơi không thế hóa lỏng bất kể giá trị của áp suất. Hơi không thể ngưng tụ do các phân tử dao động nhanh đến mức áp suất không thể ép chúng đủ gần nhau để hóa lỏng. Trong chu kỳlàm lạnh, môi chất lạnh chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi và ngược lại khi tuần hoàn qua hệ thống. Do các thay đổi này, môi chất lạnh phải đáp ứng các yêu cầu hệ thống và ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn

Máy lạnh Panasonic