Tìm hiểu tính chất tác động đến môi trường của các CFC-HCFC và việc thay thế môi chất

Đồ án chuyên ngành 1
TRƯỜNG ĐHCN
TPHCM
KHOA CN NHIỆT LẠNH
---o0o---

GVHD: Lê Trần Cảnh
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*******

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Họ và tên: Võ Thành Trung
Nguyễn Văn Tú

MSSV: 10373391
MSSV: 10371581

Ngành: Công nghệ Nhiệt – Lạnh

Niên khoá: 2011 – 2012

Tên đề tài: Tìm hiểu tính chất tác động đến môi trường của các CFC-HCFC và
việc thay thế môi chất.
1.
2.

3.
4.
5.
6.

Số liệu cho trước:
Nội dung thực hiện:
a.Tổng quan về môi chất lạnh.
b. Tìm hiểu đặc tính của một số môi chất CFC – HCFC và nguyên lý tác động
đến môi trường.
c. Tìm hiểu đặc tính của một số môi chất có thể thay thế.
d. Sự thích ứng (dầu bôi trơn, vật liệu chế tạo…) khi thay thế môi chất.
e. Kết luận.
Các bản vẽ:
Ngày giao nhiệm vụ: 6/6/2012
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/7/2012
Giáo viên hướng dẫn: Lê Trần Cảnh.

Khoa CN Nhiệt – Lạnh

Giảng viên hướng dẫn

1
1


Đồ án chuyên ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

2
2

Đồ án chuyên ngành 1

CHƯƠNG I

GVHD: Lê Trần Cảnh

TỐNG QUANG

I Lịch sử phát triển:
Môi chất lạnh
Môi chất là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu
nhiệt của môi trường cần làm lạnh và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn (là vật
chất tuần hoàn trong hệ thống lạnh).
Môi chất làm nhiệm vụ mang nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp để thải ra nơi có nhiệt
độ cao hơn → đây là thành phần không thể thiếu của máy lạnh nén hơi
Hệ thống lạnh từ cuối những năm 1800 đến năm 1929 sử dụng các loại khí độc hại,
ammonia (NH3), methyl chloride (CH3Cl), và sulfur dioxide (SO2), là chất làm lạnh.
Một số tai nạn chết người xảy ra vào những năm 1920 vì rò rỉ methyl chloride từ hệ
thống lạnh. Mọi người bắt đầu rời khỏi tủ lạnh của họ trong sân sau của họ. Một nỗ lực
hợp tác bắt đầu từ ba công ty Mỹ, Frigidaire, General Motors và DuPont để tìm kiếm một
phương pháp làm lạnh ít nguy hiểm hơn.
Năm 1928, Thomas Midgley, Jr hỗ trợ của Kettering Charles Franklin phát minh ra
một "hợp chất kỳ diệu" được gọi là Freon. Freon đại diện cho chlorofluorocarbons khác
nhau, hoặc CFCs được sử dụng trong thương mại và công nghiệp. CFC là một nhóm các
hợp chất béo hữu cơ có chứa các nguyên tố carbon và flo, và, trong nhiều trường hợp,
halogen khác (đặc biệt là clo) và hydro. Freons là chất không màu, không mùi,
nonflammable, khí không ăn mòn hoặc chất lỏng.
Chlorofluorocarbons (CFC) là những hợp chất rất bền vững, chúng là những hợp
chất hữu cơ gồm carbon, flo, clo, và hydro. CFCs được sản xuất dưới tên thương mại
Freon.

Các sáng chế của chlorofluorocarbons (CFC) trong cuối thập niên 1920 và đầu
những năm 1930 bắt nguồn từ các cuộc kêu gọi cho các lựa chọn thay thế an toàn hơn để
dioxide lưu huỳnh và các chất làm lạnh ammonia được sử dụng tại thời điểm, CFCs
được ứng dụng rộng rãi sau khi chiến tranh thế giới thứ II.
Chloroflourocarbons lần đầu tiên được tạo ra vào năm 1928 là không độc hại, chất
làm lạnh không flamable, và lần đầu tiên được sản xuất thương mại trong những năm
1930 bởi DuPont. Chlorofluorocarbon đầu tiên là CFC-12, carbon duy nhất với hai clo và
hai Fluorines gắn liền với nó.
Phân loại
– Dựa vào thành phần hóa học:

• Môi chất vô cơ: NH3(R717), CO2 (R744), …
• Môi chất hữu cơ: hydrocacbon, halocacbon…
– Dựa vào nhiệt độ sôi và áp suất bão hòa
• Môi chất có áp suất sôi cao: R744
3
3


Đồ án chuyên ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

• Môi chất có áp suất sôi trung bình:R123, R134
• Nhóm môi chất có áp suất sôi thấp:R717, R507
Ngoài ra còn dựa vào tính độc hại và tính dễ cháy nổ để phân loại
Ví dụ : R113
R

1

1

3
số lượng nguyên tử flo trong phân tử
số lượng nguyên tử hydro +1
số lượng nguyên tử cacbon -1
chữ đầu của Refrigerant

Số lượng nguyên tử clo có thể xác định dễ dàng nhờ số hóa trị còn lại của các nguyên
tử cacbon, thí dụ R113 có 3 flo 0 hiđro và 2 cacbon là dẫn xuất của C2H6 vậy công
thức hóa học của R113 là C2Cl3F3. nếu có thành phần brom thì sau ký hiệu có chữ B và
một con số chỉ số lượng nguyên tử brom. R13B1: CBrF3.
Các dẫn xuất từ mêtan CH4 có chữ số đầu tiên = 0 nên không viết. Đó là trường hợp
của R11, R12…
Các chất đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt : R134a: CH2F-CF3
Quy tắc giới thiệu mở rộng đến prôpan C3H8 (R290), tiếp theo butan (C4H10) là R600.
Các olêfin (dẫn xuất từ hydrocacbon chưa no) có số 1 trước 3 chữ số : C2F4 ký hiệu
R1114(CF2=CF2 – tetraflo etylen).
Các hợp chất có cấu trúc vòng có thêm chữ C: C4F8. Kí hiệu RC318.

• Các hỗn hợp không đồng sôi: R4xx,
Ví dụ: R404A R125/R143/R134a: 44/52/4%
Các hỗn hợp đồng sôi: R5xx,
Ví dụ: R502: 48,8% R22 và 51,2% R115 kg/kg
Các hỗn hợp không đồng sôi: là hỗn hợp các môi chất thành phần có nhiệt độ sôi cách
nhau hơn 15độ. Hỗn hợp có nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ sôi thay đổi khi áp suất
ngưng tụ và áp suất sôi không đổi.

4

4


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

Các hỗn hợp đồng sơi: là hỗn hợp thường có 2 hoặc 3 thành phần,mục đích là để tăng
cường các ưu điểm và hạn chế các nhược điểm của các đơn chất. Thường các chất thành
phần có nhiệt độ sơi khơng chênh nhau q 100
KÍ HIỆU CỦA CÁC MƠI CHẤT LẠNH vơ cơ:
Các mơi chất vơ cơ có chữ R và sau đó là 3 chữ số, chữ số thứ nhất là 7 còn 2 chữ số sau
là phân tử lượng làm tròn.
Ví dụ: amoniac: R717, cacbonđioxit: R744
ẢNH HƯỞNG CỦA MƠI CHẤT LẠNH ĐẾN MƠI TRƯỜNG
Ngy nay váún âãư bo vãû mäi trỉåìng â tråí thnh ráút cáúp thiãút cọ nh hỉåíng âãún sỉû phạt
triãøn bãưn vỉỵng ca cạc qúc gia. Âäúi våïi nhiãưu nỉåïc âi âäi våïi viãûc tàng trỉåíng kinh tãú
phi quan tám bo vãû mäi trỉåìn g. Thỉûc tãú cho tháúy mäüt säú nỉåïc â tr giạ
cao cho viãûc phạt triãøn kinh tãú nhỉng khäng quan tám tåïi bo vãû mäi
trỉåìn g.
Bo vãû mäi trỉåìng â tråí thnh váún âãư cáúp thiãút ca ton thãú giåïi. Nhiãưu váún âãư måïi â
cọ tạc âäüng nh hỉåíng lãn ton cáưu. Nhiãưu hiãûn tỉåüng thåìi tiãút trong nhiãưu nàm qua â
cnh bạo chụng ta quan tám hån nỉía âãún bo vãû mäi trỉåìng.
- Nhiãût âäü Trại Âáút : Theo cạc säú liãûu ca Täøng củc khê tỉåüng Hoa K (The State
of the Climate) thç nhiãût âäü trung bçnh ca Trại Âáút cọ xu hỉåïng tàng dáưn trong hån 100
nàm qua. Âàûc biãût trong nhỉỵng nàm cúi thãú k 20 nhiãût âäü tàng vt. Vê dủ nàm 1997
nhiãût âäü trung bçnh tàng 0,43oC so våïi nhiãût âäü trung bçnh c mäüt thåìi gian di trỉåïc âọ.
Ngỉåìi ta ghi nháûn âỉåüc ràòng nàm 1998 l nàm áúm nháút kãø tỉì nàm 1860. Tỉì nàm 1990 ,
chên trong mỉåìi nàm áúm nháút nàòm trong thåìi gian ny. Nàm 2001 cng âỉåüc ghi nháûn l
mäüt trong 2 nàm cọ mỉïc áúm lãn k lủc (cng nàm 1998) , âäưng thåìi ghi nháûn cng l

nàm k lủt vãư lủt läüi v hản hạn trãn ton cáưu. Nàm 2001 nhiãût âäü trung bçnh bãư màût Trại
Âáút cao hån nhiãût âäü trung bçnh trong 30 nàm tỉì 1961 âãún 1990 l 0,42oC.
- Mỉûc nỉåïc biãøn : Cng theo säú liãûu ca Täøng củc khê tỉåüng Ho K quan sạt màût
nỉåïc biãøn trãn 100 nàm qua cho tháúy, mỉûc nỉåïc biãøn trãn ton cáưu tàng lãn 20cm.
- Bãûnh ung thỉ da v âủc tinh thãø:
Do táưng ozän bë thng nãn cạc tia cỉûc têm cọ thãø xun qua låïp khê quøn v tạc
âäüng âãún con ngỉåìi gáy ra nhỉỵng háûu qu nghiãm trng nhỉ : ung thỉ da, âủc tinh thãø
màõt, gim hiãûu qu ca hãû miãùn dëch..
Ngỉåìi ta ghi nháûn âỉåüc ràòng nỉåïc Ục l nỉåïc cọ t lãû ung thỉ da nhiãưu nháút. Nàm
2001 ghi nháûn cọ 300.000 trỉìåìng håüp màõc bãûnh phi âiãưu trë, hån 720.000 ca pháøu thût
chỉỵa ung thỉ da âỉåüc tiãún hnh . Chênh ph â chi hån 300 triãûu USD âãø chỉỵa bãûnh..

5
5


ỏn chuyờn ngnh 1

GVHD: Lờ Trn Cnh

Mọỹt trong nhổợng vỏỳn õóử maỡ thóỳ giồùi õang hóỳt sổùc quan tỏm hióỷn naỡy laỡ . Tỏỳt caớ caùc
hióỷn tổồỹng bióỳn õọứi khờ hỏỷu ồớ trón õóửu do 2 nguyón nhỏn chuớ yóỳu :
- Sổỷ suy giaớm tỏửn g ozọn
- Hióỷu ổùn g nhaỡ kờnh laỡm noùn g Traùi õỏỳt
1.1.1. Tỏửn g ọzọn vaỡ sổỷ suy thoaùi
Tỏửng zọn laỡ tỏửng khờ quyóứn coù õọỹ daỡy khoaớng 40km, caùch bóử mỷt traùi õỏỳt tổỡ 10 õóỳn
50 km theo chióửu cao. zọn coù khaớ nng hỏỳp thuỷ maỷnh caùc tia cổỷc tờm (UV) cuớa bổùc xaỷ
9

mỷt trồỡi coù bổồùc soùng tổỡ 10380nm(nm=10 m) . Do vỏỷy tỏửng zọn õổồỹc coi laỡ laù chừn cuớa

Traùi ỏỳt, baớo vóỷ caùc sinh vỏỷt cuớa Traùi ỏỳt chọỳng laỷi caùc tia cổỷc tờm coù haỷi cuớa mỷt trồỡi
õỷc bióỷt laỡ bổùc xaỷ cổỷc tờm soùng ngừn UVB (Ultra-Violet-B) coù bổồùc soùng =290ữ300nm.
Hỏỷu quaớ seợ khọn lổồỡng cho sổỷ sọỳng trón Traùi ỏỳt nóỳu nhổ tỏửng zọn bở suy thoaùi vaỡ phaù
huớy. Khi õoù caùc tia cổỷc tờm seợ laỡm tng khaớ nng mừc bóỷnh ung thổ da, bóỷnh õuỷc thuớy
tinh thóứ, phaù huớy hóỷ thọỳng mióứn dởch cuớa cồ thóứ con ngổồỡi, giaớm nng suỏỳt cỏy trọửng, laỡm
mỏỳt cỏn bũng sinh thaùi õọỹng vỏỷt bióứn vaỡ nhióửu taùc haỷi khaùc. Hỏửu hóỳt caùc hoaỷt õọỹng sọỳng
trón Traùi õỏỳt seợ bở aớnh hổồớng mọỹt caùch nghióm troỹng.

6
6


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

Qua nhiãưu nghiãn cỉïu, cạc nh khoa hc â phạt hiãûn ra sỉû suy thoại v cạc läù thng
ca táưng Äzän tỉì nhỉỵng nàm 1950. Giạo sỉ Paul Crutxen ngỉåìi Âỉïc â phạt hiãûn ra sỉû
suy thoại v cạc läø thng ca táưng äzän. Nhỉng âãún nàm 1974 cạc nh khoa hc ngỉåìi
M l Sherwood Powland v Mario Molina måïi phạt hiãûn ra ràòng cạc mäi cháút lảnh
Frãän cọ chỉïa Chlorine âàûc biãût l cạc cháút CFCs chênh l th phảm phạ hy táưng Äzän
v gáy hiãûu ỉïng nh kênh cho Trại Âáút.
Cạc mäi cháút lảnh CFCs ráút bãưn vỉỵng trong táưng âäúi lỉu ca khê quøn, Frãän ny tuy
nàûng hån khäng khê nhỉng sau nhiãưu nàm nọ cng lãn âãún táưng bçnh lỉu. Dỉåïi tạc dủng
bỉïc xả ca cạc tia cỉûc têm phán tỉí CFC bë phạ våỵ gii phọng ra ngun tỉí chlorine tỉû do.
Cạc ngun tỉí chlorine tỉû do ny hoảt âäüng nhỉ mäüt cháút xục tạc trong quạ trçnh phạ hy
táưng Äzän, nọ khäng bë máút âi trong phn ỉïng quang họa.
Do chlorine täưn tải ráút láu trong khê quøn (khong100 nàm hồûc hån) nãn kh nàng
phạ hy Äzän ráút låïn. Ngỉåìi ta ỉåïc tênh cỉï mäüt ngun tỉí chlorine cọ thãø phạ hy
100000 phán tỉí Äzän.

Cạc Frãän HCFCs (cạc dáùn xút tỉì methane, ethane.. chỉïa chlorine, flourine v
hydrogen) êt nguy hiãøm hån vì âäü bãưn vỉỵng họa hc ca chụng kẹm hån CFCs. Thỉåìng
chụng bë phán hy tỉû nhiãn trỉåïc khi lãn âãún âỉåüc táưng bçnh lỉu chè mäüt pháưn nh
chlorine ca HCFC thoạt ra cọ thãø di chuøn âãún låïp Äzän ca táưng bçnh lỉu nãn kh
nàng phạ hy táưng Äzän êt hån .Ngỉåìi ta tênh trong täøng lỉåüng clo phạt sinh trãn táưng
bçnh lỉu chè cọ 1% l tỉì cạc cháút HCFC.
Kh nàng lm suy gim táưng Äzän ca cạc HCFCs chè khäng âãún 10% so våïi cạc
CFCs .
Âäúi våïi cạc frãän HCFs (cạc dáùn xút tỉì methane, ethane.. chè chỉïa flourine v
hydrogen) khäng chỉïa ngun tỉí clo khäng phạ hy táưng Äzän.
Nhỉ váûy cạc frãän cọ tạc dủng khạc nhau âãún táưng äzän.
Âãø âạnh giạ kh nàng phạ hy táưng äzän ca cạc mäi cháút lảnh khạc nhau ngỉåìi ta sỉí
dủng chè säú phạ hy táưng äzän ODP (Äzän Depletion Potential).
1.1.2. Hiãûu ỉïn g nh kênh
Nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất được quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng
mặt trời chiếu xuống trái đất và lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ.Ở trạng thái ổn
định nhiệt độ của trái đất là 150C.
Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xun qua tầng ozon và lớp
khí CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trái đất vào vũ trụ là bước sóng dài,
khơng có khả năng xun qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 + hơi nước trong khí quyển hấp
thụ.Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh trái đất tăng lên.

7
7


Đồ án chuyên ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

Lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ của trái
đất trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh CO2 còn có một số khí khác cũng được gọi chung là
khí nhà kính như NOx, Metan, CFC.
Để đánh giá khảa năng làm nóng địa cầu của các môi chất lạnh khác nhau người ta đưa ra
chỉ số làm nóng địa cầu
GWP ( Global Warming Potential) là chỉ số làm nóng địa cầu, người ta lấy GWP của
CO2=1
- Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng Pháp, do Jean Baptiste
Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên,
- Hiệu ứng nhà kính dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia
sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân
tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn
bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.
Hiệu ứng này đã được sử dụng từ lâu trong các nhà kính trồng cây. Ngoài ra hiệu ứng
nhà kính còn được sử dụng trong kiến trúc, dùng năng lượng mặt trời một cách thụ
động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà ở.
Từ khoảng 100 năm nay con người tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy cảm giữa
hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của mặt trời. Sự thay đổi nồng độ của các khí
nhà kính trong vòng 100 năm lại đây (điôxít cacbon tăng 20%, mêtan tăng 90%) đã
làm tăng nhiệt độ lên 20°C.
CFC (clo-flo-cacbon) là các chất nguy hiểm nhất kể cả với tầng ozon và hiệu ứng
nhà kính. Thành phần hóa học chỉ gồm Clo, Flo và Cacbon như R11, R12… các chất
này đứng đầu danh sách các chất bị cấm.
HCFC (hydro-clo-flo-cacbon) là các chất ít nguy hiểm hơn. Ngoài thành phần Clo,
Flo chúng có chứa 1 hoặc nhiều nguyên tử hyđro. Chính thành phần hyđro làm cho
chúng bị phân hủy nhanh và khả năng phá hủy tầng ozon giảm. Tuy nhiên các chất
này vẫn gây hiệu ứng nhà kính cao. Tùy theo tính chất cụ thể của từng môi chất,
chúng có thể được lựa chọn là môi chất quá độ đến năm 2020- 2030. Đại diện tiêu
biểu là R22 và R123
HFC (hydro-flo-cacbon) là các chất không phá hủy tầng ozon, nhưng vẫn gây hiệu

ứng nhà kính. Đại diện là R134a

8
8


ỏn chuyờn ngnh 1

GVHD: Lờ Trn Cnh

óứ õaùnh giaù khaớ nng gỏy hióỷu ổùng nhaỡ kờnh cuớa caùc mọi chỏỳt laỷnh khaùc nhau
ngổồỡi ta sổớ duỷng chố sọỳ laỡm noùng traùi õỏỳt GWP (Global Warming Potential).
Sau õỏy laỡ chố sọỳ phaù huớy tỏửng zọn ODP vaỡ laỡm noùng traùi õỏỳt GWP cuớa mọỹt sọỳ
mọi chỏỳt laỷnh lỏỳy R11 laỡm chuỏứn:

Baớn g 1.1: Chố sọỳ ODP, GWP cuớa mọỹt sọỳ mọi chỏỳt laỷn h thọng duỷn g
Mọi
Nọửng õọỹ thóứ tờch Thồỡi gian tọửn taỷi Chố sọỳ ODP Chố sọỳ GWP
chỏỳt
trong kq (10-12)
trong kq (nm)
(R11=1)
(R11=1)
R10
140
50
1,1
0,35
R11
250

65
1,0
1,0

9
9


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

R12
R12B1
R13
R13B1
R14
R20
R22
R40
R113
R114
R114B2
R115
R116
R123
R124
R125
R134a
R140a

R141b
R142b
R143
R152a
CHỈÅNG 2 : TẠC

450
120
0,9-1
3
15
3
10
400
0,45
7
100
8-13
Cọ
70
10.00
0
Cọ
10
0,6
Cọ
60
15
0,05
0,35

600
1,5
Cọ
Cọ
35
90
0,85
1,35
15
200
0,7
4
6
5
400
0,4
7,5
4
>500
0
Cọ
2
0,02
0,02
6
0,02
0,1
28
0
0,6

16
0
0,26
140
7
0,15
0,025
8
0,1
0,09
19
0,06
0,36
41
0
0,75
2
0
0,03
ÂÄÜN G CA FRÃÄN C ÂÃÚN MÄI TRỈÅÌN G
V MÄI CHÁÚT LẢN H MÅÏI THAY THÃÚ
2.1. MÄI CHÁÚT FRÃÄN C V TẠC HẢI ÂÃÚN MÄI TRỈÅÌN G
Cạc mäi cháút lảnh Frãän â v âang âỉåüc sỉí dủng trong ngnh k thût lảnh bao
gäưm cạc mäi cháút ch úu sau âáy:
- Lm mäi cháút lảnh : R12, R22 v R502
- Chãú tảo bäüt xäúp lm cạc táúm panel cạch nhiãût : R11
Nọi chung cạc mäi cháút lảnh l håüp cháút hỉỵu cå ca cạc ngun täú Cạcbon ( C ),
Hiârrä ( H ), Clo (Cl). Flo (F).. Tu thüc vo thnh pháưn m ngỉåìi ta chia ra lm cạc
nhọm sau âáy :
2.1.1 Cạc cháút CFC s :

L håüp cháút ca Cạc bon, Flo v Clo . Âọ l cạc cháút trong nhọm I phủ lủc A, Nhọm I
phủ lủc B. Cäng thỉïc hoạ hc cọ dảng nhỉ sau CmFnClk
Cạc cháút CFCs l nhỉỵng tạc nhán gáy phạ hu táưng Äzän låïn nháút . Chè säú phạ hu táưng
Äzän ca nọ låïn hån hàón so våïi cạc cháút khạc. Nhỉ váûy trong cạc mäi cháút sỉí dủng trong
k thût lảnh cọ R11 v R12 l cạc cháút CFCs.
Ngỉåìi ta nháûn tháúy cạc cháút CFC ráút bãưn vỉỵng trong khäng khê , tuy nàûng hån khäng khê
nhỉng sau nhiãưu nàm nọ cng âỉåüc âáøy lãn táưng bçnh lỉu. ÅÍ âọ dỉåïi tạc dủng ca cạc tia
cỉûc têm cạc cháút CFC phán hu v gii phọng Clo. Cạc phán tỉí clo hoảt âäüng nhỉ mäüt
cháút xục tạc trong quạ trçnh phạ hu táưng Äzän v khäng máút âi sau phn ỉïng quang hoạ.
Clo täưn tải ráút láu trong khê quøn, hån 100nàm nãn kh nàng phạ hu ráút låïn . Ngỉåìi ta
10
10


ỏn chuyờn ngnh 1

GVHD: Lờ Trn Cnh

CL
CL

CF2CL2 (CFC-12)
F

CL

TIA CặC TấM
(UV)

C

F

CL

F

C
F

CF2CL

CL

õaợ tờnh õổồỹc laỡ cổù mọỹt nguyón tổớ clo coù thóứ phaù huyớ 100.000 phỏn tổớ zọn. Vỗ thóỳ caùc
chỏỳt CFC sổỷ suy giaớm tỏửng zọn , 70% laỡ do caùc CFCs.
Hỗnh 2-1 : Quaù trỗnh phỏn huyớ R12 dổồùi taùc duỷn g cuớa tia cổỷc tờm
Quaù trỗnh phaù huyớ zọn cuớa caùc CFC õổồỹc trỗnh baỡy trón hỗnh 2-2
Hỗnh 2-2 : Quaù trỗnh phaù huyớ tỏửn g zọn cuớa caùc chỏỳt CFCs
O
CFCl

3

Tia UV

2

O
CL(chlorine)

CFCl
O

3

3

O

Cl

2

CLO(chlorine oxide)

2

O
Oxygene

Ngổồỡi ta nhỏỷn thỏỳy caùc chỏỳt CFCs coỡn laỡ chỏỳt gỏy ra hióỷu ổùng nhaỡ kờnh rỏỳt lồùn, mỷc duỡ
chố chióỳm khoaớng 0,0000001 phỏửn trm trong khờ quyóứn nhổng caùc chỏỳt CFC laỡm noùng
Traùi õỏỳt vồùi tyớ lóỷ 21%.

11
11


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

CH4
O3
NO2

CFCs

12%

21%

7%
6%
54%

CO2

Dỉåïi âáy l mỉïc âäü lm nọng Trại âáút ca cạc cháút .
Hçnh 2-3: Mỉïc âäü lm nọn g Trại Âáút ca cạc cháút

Bn g 2-1: Mỉïc tạc hải ca cạc CFC
Tạc hải ca CFCs
Mỉïc âäü phạ hoải
- Phạ hu táưng Äzän
70% khäúi lỉåüng Äzän bë
phạ hu l do cạc CFCs
- Lm nọng Trại Âáút
Gọp 21% ngun nhán lm
nọng Trại Âáút

2.1.2 Cạc cháút HCFC :
L håüp cháút ca 4 ngun täú Cạc bon, Hiârrä, Flo v clo. Âọ l cạc cháút thüc nhọm I,
phủ lủc C. So våïi cạc cháút CFC thç cạc cháút HCFC chè säú phạ hu táưng Äzän tháúp hån,
chỉa âãún 10%.
Trong k thût lảnh R22 chênh l cháút HCFC, k hiãûu HCFC-22, riãng R502 l häùn
håüp ca HCFC-22 (49%) v CFC-115 (51%)
Cạc cháút HCFC cọ âäü bãưn vỉỵng hoạ hc kẹm nãn thỉåìng bë phán hu tỉû nhiãn trỉåïc
khi âãún táưng bçnh lỉu . Chè cọ mäüt pháưn clo ráút nh cọ thãø di chuøn âãún âỉåüc táưng bçnh
lỉu . Ngỉåìi ta ỉåüc tênh trong täøng säú lỉåüng clo phạt thi vo táưng bçnh lỉu , cạc ngun tỉí
clo tỉì cạc cháút HCFC chè chiãúm khong 1% .
2.1.3 Cạc cháút HFC :
L håüp cháút hỉỵu cå ca cạc ngun täúc Hiârrä, Flo v Cạcbon. Trong thnh pháưn ca
HFC khäng chỉïa ngun täú clo nãn âọ l mäi cháút an ton, mäi cháút ca tỉång lai.
2.2. CÄNG ỈÅÏC QÚC TÃÚ V CHỈÅNG TRÇNH HU B CẠC CFC,
HCFC
2.2.1 Nhỉỵn g tho thûn Qúc tãú vãư viãûc loải b cạc cháút lm suy gim táưn g
Äzän

Âãø âi âãún tho thûn chung â cọ nhiãưu Häüi nghë Qúc tãú nhọm hp. Cạc kãút qu tho
thûn âỉåüc ghi åí trong 02 vàn kiãûn quan trng l :
- Cäng ỉåïc Viãn ngy 22 thạng3 nàm 1985 .
- Nghë âënh thỉ Montreal thạng 10 nàm 1987 vãư cạc cháút lm suy gim táưng Äzän
Ngoi ra cạc häüi nghë sau âọ cng â theo di v bäø sung nhiãưu näüi dung khạc, âiãøn
hçnh l :

12
12


ỏn chuyờn ngnh 1

GVHD: Lờ Trn Cnh

- Họỹi Nghở lỏửn 2 ồớ Luỏn ọn tổỡ 27-29 thaùng 6 nm 1990
- Họỹi Nghở lỏửn 4 taỷi Copenhaghen tổỡ 23-25 thaùng 11 nm 1992
- Họỹi Nghở lỏửn 7 ồớ Vión tổỡ 5-7 thaùng 12 nm 1995
2.2.2 Chổồng trỗnh loaỷi boớ caùc CFC vaỡ HCFC
Vióỷt Nam khọng saớn xuỏỳt maỡ chố nhỏỷp khỏứu ODS (Ozone Depletion Substances). Theo
sọỳ lióỷu õióửu tra cuớa Tọứng cuỷc khờ tổồỹng thuớy vn nm 1993 Vióỷt Nam nhỏỷp vaỡ sổớ duỷng
409.86 tỏỳn, bỗnh quỏn õỏửu ngổồỡi khoaớng 0.004kg/ngổồỡi nm thuọỹc nhoùm III nhoớ hồn 0,3
kg/ngổồỡi.nm, nũm trong nhoùm caùc nổồùc tióu thuỷ DOS ờt nhỏỳt thóỳ giồùi õổồỹc ghi ồớ õióửu 5
cuớa nghở thổ Montreal.
Trong nm 2002 õaợ sổớ duỷng khoaớng 200 tỏỳn CFC, HCFC cho vióỷc naỷp lỏửn õỏửu, naỷp bọứ
sung, baớo dổồớng, sổớa chổợa caùc hóỷ thọỳng laỷnh cọng nghióỷp thổồng maỷi vaỡ dỏn duỷng trong
hồn ba trm xổồớng dởch vuỷ õióỷn laỷnh trong caớ nổồùc, phuỷc vuỷ caùc ngaỡnh kinh tóỳ khaùc nhau
õỷc bióỷt laỡ õọng laỷnh thuớy saớn, thởt vaỡ rau quaớ maỡ caùc mọi chỏỳt sổớ duỷng chuớ yóỳu laỡ R12,
R22, R502. Dổỷ baùo trong 2-3 nm tồùi, lổồỹng tióu thuỷ CFC, HCFC cuớa Vióỷt Nam cuợng chố
nũm trong khoaớng 400-500 tỏỳn/nm, sau õoù seợ giaớm dỏửn tióỳn tồùi loaỷi boớ hoaỡn toaỡn.
a. ọỳi vồùi CFC
ỗnh chố hoaỡn toaỡn vióỷc tióu thuỷ CFC kóứ tổỡ ngaỡy 1/1/1996.
Rióng õọỳi vồùi caùc nổồùc thuọỹc õióửu 5 cuớa Nghở õởnh naỡy õổồỹc trỗ hoaợn õóỳn nm 2010.
b.ọỳi vi HCFC
Lỏỳy nm1996 laỡm chuỏứn õóứ tờnh lổồỹng tióu thuỷ bỗnh quỏn õỏỡu ngổồỡi.
-1/1/1996 ngổng saớn xuỏỳt vaỡ sổớ duỷng.
-1/1/2004 giaớm lổồỹng tióu thuỷ 35% sovồùi nm 1996.
-1/1/2010 giaớm lổồỹng tióu thuỷ 65% sovồùi nm 1996.
-1/1/2015 giaớm lổồỹng tióu thuỷ 95% sovồùi nm 1996.
-1/1/2020 giaớm lổồỹng tióu thuỷ 95,5% sovồùi nm 1996.
-1/1/2030 giaớm lổồỹng tióu thuỷ 100% sovồùi nm 1996 .
Rióng vồùi caùc nổồùc thuọỹc õióửu 5 cuớa nghở õởnh naỡy õổồỹc trỗ hoaợn vióỷc õỗnh chố hoaỡn

toaỡn vaỡo nm 2040.
Bng tng hp chng trỡnh loi b cỏc CFC v HCFC cỏc nc
Nm
Caùc nổồùc phaùt trióứn
Caùc nổồùc õang phaùt trióứn
1/1/1996 - Loaỷi trổỡ CFCs ồớ phuỷ luỷc A vaỡ B
Chổa aùp duỷng
- Loaỷi trổỡ HBFCs
- Loaỷi trổỡ Cacbon tetrachloride
- Loaỷi trổỡ Methyl chloroform
- Giổợ nguyón mổùc HCFCs cuớa nm
1989 + 2,8% lổồỹng tióu thuỷ CFCs
nm 1989 (nm cồ sồớ)
1/1/1999
- Giổợ nguyón mổùc CFCs trong
phuỷ luỷc A ồớ mổùc trung bỗnh thồỡi
kyỡ 1995-1997
1/1/2001 - Giaớm Methyl bromide 25%
1/1/2002
- Giổợ nguyón halons ồớ mổùc
trung bỗnh thồỡi kyỡ 1995-1997
- Giổợ nguyón methyl bromide ồớ
mổùc trung bỗnh thồỡi kyỡ 19951998
1/1/2003
- Giaớm 20% CFCs trong phuỷ luỷc
B ồớ mổùc trung bỗnh thồỡi kyỡ
1998-2000
- Giổợ nguyón mổùc methyl
chloroform ồớ mổùc trung bỗnh
thồỡi kyỡ 1998-2000

13
13


Đồ án chun ngành 1
1/1/2004
1/1/2005

- Gim 35% cạc cháút HCFCs
- Gim 50% methyl bromide

1/1/2007

1/1/2010

- Gim 65% HCFCs
- Loải trỉì methyl bromide

1/1/2005

- Gim 90% cạc HCFCs

1/1/2016
1/1/2020
1/1/2040

- Loải trỉì HCFCs (riãng cạc dëch vủ
km theo âỉåüc kẹo di tåïi nàm 2030)

GVHD: Lê Trần Cảnh
- Gim 50% CFCs trong phủ lủc
A mỉïc trung bçnh thåìi k 19951997
- Gim 50% halons mỉïc trung
bçnh thåìi k 1995-1997
- Gim 85% carbon
trtrrachloride mỉïc trung bçnh
thåìi k 1998-2000
- Gim 30% methyl chloroform
mỉïc trung bçnh thåìi k 19982000
- Gim 85% CFCs trong phủ lủc
A mỉïc trung bçnh thåìi k 19951997
- Gim 85% CFCs trong phu lủc
B mỉïc trung bçnh thåìi k 19982000
- Loải trỉì 100% CFCs, halons v
carbon tetrachloride theo sỉía âäøi
tải Häüi nghë Ln Âän
- Gim 70% methyl chloroform
mỉïc trung bçnh thåìi k 19982000
- Loải trỉì 100% methyl
chloroform
- Giỉỵ ngun HCFCs åí mỉïc
2015
- Loải trỉì HCFCs

2.3 MÄI CHÁÚT MÅÏI THAY THÃÚ
2.3.1 u cáưu âäúi våïi mäi cháút måïi
Mäi cháút lảnh måïi phi âạp ỉïng cạc nhiãûm vủ cå bn sau âáy :
1. Khäng chỉïa chlorine trong thnh pháưn họa hc, âọ l cạc cháút HCFs. Do khäng
cọ thnh pháưn chlorine nãn chè säú ODP ca chụng bàòng khäng v chè säú GWP cng nh

nãúu thnh pháưn cng êt flourine .
2. Cọ cạc tênh cháút nhiãût âäüng täút
3. An ton : khäng âäüc, khäng chạy, näø
4. Kinh tãú v dãù kiãúm
Trãn cå såí nhiãưu cäng trçnh nghiãn cỉïu ngỉåìi ta â âỉa bn g cạc
mäi cháút thay thãú củ thãø dỉåïi âáy .

14
14


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

2.3.2 Cạc mäi cháút lản h âãư nghë thay thãú
Bn g 2.2. Bn g mäi cháút thay thãú
Mäi
Thay thãú Khong ODP
GWP
PRC
Âäü
Tênh âäüc
cháút
cho
nhiãût âäü R11=1
trỉåü
c
hảiTLV,
2

4
nhiãû
t
ppm
CO =1 CH = âäü,K
1
Mäi cháút lảnh tỉång lai (khäng chỉïachlorine)
R134a R12
C,M,(F)
0
1200
0
0
1000
(R22)
R404a R502
M,F
0
3520
0
0,7
1000
R407a R502
M,F
0
1960
*
6,6
1000
R407b R502

M,F
0
2680
*
4,4
1000
R407c R22
C,M
0
1600
0
7,4
1000
R507
R502/R2 M,F
0
3600
*
0
1000
2
Mäi cháút lảnh tỉû nhiãn
R290
R22/R50 C,M,F
0
0
300
0
1000
2

R600a R12
C,M,F
0
0
400
0
1000
R717
R22
C,M,F
0
0
*
0
50
C - Chãú âäü âiãưu ha khäng khê (Air conditioning)
M - Chãú âäü lảnh trung bçnh (Medium Cooling)
F - Chãú âäü lảnh sáu (Freezing)
TLV - Giåïi hản âäüc hải cho phẹp (Toxicity Limit Value)
PRC - Chè säú phn ỉïng quang họa ( Photos Reaction Chemical );
*: Chỉa biãút
2.3.3 Tênh cháút cå bn ca mäüt säú mäi cháút lản h måïi
1. HCF-134a
L mäi cháút lảnh khäng chỉïa chlorine, nãn cọ chè säú ODP = 0 â âỉåüc
thỉång mải họa trãn thë trỉåìng cạch âáy â hån 20 nàm våïi cạc tãn R134a dng âãø thay
thãú cho R12 åí di nhiãût âäü cao v trung bçnh, âàûc biãût l âiãưu ha khäng khê trong ätä,
âiãưu ha khäng khê nọi chung, mạy hụt áøm v båm nhiãût. ÅÍ di nhiãût âäü tháúp R134a
khäng cọ nhỉng âàûc tênh thûn låüi, hiãûu qu nàng lỉåüng ráút tháúp nãn khäng thãø ỉïng dủng
âỉåüc, R134a cng cọ nhỉỵng tênh cháút tỉång tỉû nhỉ R12 nhỉ :
- Khäng gáy chạy näø, khäng âäüc hải, khäng nh hỉåíng xáúu âãún cå thãø säúng.

- Tỉång âäúi bãưn vỉỵng vãư màût họa hc v nhiãût,
- Khäng àn mn cạc kim loải chãú tảo mạy, cọ tênh cháút v váût l ph håüp..
R134a cọ cạc thäng säú váût l v nhiãût âäüng sau âáy
- Cäng thỉïc họa hc
: CH2F-CF3
- Phán tỉí lỉåüng
: M=102,03 kg/kmol
- Nhiãût âäü säi åí 1atm
- Nhiãût âäü âäng âàûc
- Nhiãût âäü tåïi hản
- p sút tåïi hản
- Máût âäü tåïi hản

s

0

: t =-26,3 C .
0

z

:t =-101 C.
c

0

: t =101,15 C.
c

:p =40,64 bar.
3
ρ
: =0,508 kg/dm .

15
15


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

- Máût âäü lng säi (åí 1atm)

:
0

- Máût âäü håi bo ha (åí 25 C)
- Nhiãût dung riãng ca lng säi

ρl

ρh

=1,377 kg/l

: =1,207 kg/l.
: C=1,26 kj/kg.k.

0

- Nhiãût áøn họa håi (åí 25 C, 1atm)

:r=215,5 kj/kg.k
σ
: =0,0149 N/m.

0

- Sỉïc càng bãư màût (åí 25 C, 1atm)
0

- Säú m âoản nhiãût (åí 30 C, 1atm)

:k=1,093.
µ=
- Âäü nhåït âäüng hc ca lng mäi cháút åí 25 C :
20,5.10-5 pa.s
−5
µ=
ca håi bo
:
1,2.10 Pa.s.
0

- Hãû sä dáùn nhiãût ca lng säi mäi cháút åí 25 C :
o

ca håi bo ha :

λ=

0,0832W/m.K

λ=

0,0143W/m.K

0

- Âäü ha tan nỉåïc trong HCF-134a åí 25 C, 1atm : 0,11%.
0

- Âäü ha tan HCF-134a nỉåïc trong åí 25 C, 1atm : 0,15%.
- Giåïi hản chạy trong khäng khê
: khäng chạy
bc

0

- Nhiãût âäü tỉû bäúc chạy
:t =770 C.
- Chè säú phạ hy Ozone
: ODP=0.
- Chè säú lm nọng âëa cáưu
: GWP=0,25
Cng nhỉ R12, R143a ph håüp våïi háưu hãút cạc kim loải, phi kim loải v håüp kim chãú tảo
mạy trỉì km, manhã, chç v håüp kim nhäm våïi thnh pháưn manhã låïn hån 2% khäúi lỉåüng.
Âäúi våïi phi kim loải, R134a cọ tênh ph håüp cao hån

Tuy HFC 134a l mäi cháút khäng âäüc nhỉng theo sỉû nghiãn cỉïu ca cạc nh khoa hc
hng DUPONT thç cáưn chụ ràòng khi träün HFC-134a våïi mäüt loải cháút khê hồûc lng no
âọ gáy chạy näø thç s tảo ra mäüt cháút gáy chạy. Vç thãú khäng âỉåüc träün láùn HCF-134a våïi
báút k loải cháút khê hồûc lng no gáy chạy näø.
Cạc loải dáưu bäi trån gäúc khoạng, dáưu täøng håüp v dáưu alkylbenzol khäng ho tan R134a.
Nãúu âiãưu kiãûn u cáưu R134a phi ha tan trong dáưu thç cáưn phi chn cạc loải dáưu
polyalkylenglycols PAG, polyglycols PG hồûc polyol esters POE. Khi thay thãú mäi cháút
lảnh dáưu bäi trån cáưn phi cán nhàõc cáøn tháûn v hi cạc nh sn xút vãư cạc ỉïng dủng cho
tỉìng trỉåìng håüp củ thãø.
2. R407C (SUVA AC9000)
L mäüt häùn håüp gáưn âäưng säi ca cạc mäi cháút HFC-32, HFC-125, HFC-134a âỉåüc
hng Dupont âỉa ra thë trỉåìng dỉåïi cại tãn thỉång mải Suva AC9000 hay hng ICI våïi
tãn KLEA 407C. Mäi cháút R407c âỉåüc dng âãø thay thãú cho mäi cháút lảnh HCFC -22
trong lénh vỉûc lảnh cäng nghiãûp, âiãưu ha khäng khê, båm nhiãût v mäüt säú ỉïng dủng khạc.
Mäi cháút R407C (Suva AC9000) cọ cạc thäng säú nhiãût váût l nhỉ sau:
- Thnh pháưn họa hc (theo khäúi lỉåüng) :
23% HFC-32, 25% HCF -125, 52% HFC-134a
- Phán tỉí lỉåüng
: M=86,2 kg/kmol

16
16


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh
0

s

- Nhiãût âäü säi åí 1atm

: t =-43,56 C .
c

0

- Nhiãût âäü tåïi hản

: t =86,2 C.

- p sút tåïi hản

: p =4619,1 bar.
3
ρc
: =527,3 kg/m .

c

- Máût âäü tåïi hản

3

- Thãø têch tåïi hản

: Vc=0,00190 kg/m .

- Máût âäü lng bo ha(åí 1atm)

:

ρl

ρh

3

=1381 kg/ m .
3

-Máût âäü håi bo ha (åí 1atm)
: =4,58kg/. m .
-Nhiãût áøn họa håi (1atm)
: r=251,6 kj/kg.k
- Chè säú phạ hy Ozone
: ODP=0.
- Chè säú lm nọng âëa cáưu
: GWP=0,28
Mäi cháút R407C cọ cạc âàûc tênh váûn hnh an ton, cọ hiãûu qu nàng lỉåüng v cäng sút
lảnh tỉång tỉû nhỉ HCFC-22. Nọ khäng chè âỉåüc sỉí dủng ttrong thiãút bë måïi m c trong
hãû thäúng âang sỉí dủng HCFC-22
Mäi cháút R407 cháút cọ sỉû trỉåüt nhiãût âäü trong quạ trçnh ngỉng tủ v bay håi, nhiãût âäü
0

trỉåüt khong 7,4 C. Âiãưu ny s cọ nguy cå lm tàng kh nàng täøn tháút mäi cháút trong hãû
thäúng v trong mäüt säú trỉåìng håüp cọ thãø lm ngỉng tủ mäi cháút lng trong bçnh bay håi,
nguy hiãøm. Mäi cháút R407C ph håüp våïi háưu hãút cạc kim loải, håüp kim v phi kim chãú
tảo mạy.

Cạc thnh pháưn häùn håüp chỉïa trong R407C l cạc HCF nãn cọ âäüc tênh tháúp nhỉng cáưn
chụ ràòng khi gáưn ngưn cọ nhiãût cao hay ngn lỉía thç R407C nọ thãø bë phán hy thnh
cạc cháút âäüc hải nhỉ HF. Vç thãú nãn trạnh âãø R407C tiãúp xục våïi ngưn nhiãût cọ nhiãût âäü
cao hay ngn lỉía tráưn.
Âäúi våïi dáưu bäi trån cho mäi cháút R407C thç c hai nh sn xút Dupont v ICI âãưu cọ
nháûn âënh: khäng nãn sỉí dủng dáưu khoạng m nãn sỉí dủng dáưu POE âãø bäi trån cho mäi
cháút R407C nhỉ cạc mäi cháút HFC khạc. Tuy nhiãn khi thay thãú mäi cháút R407C dáưu bäi
trån cáưn phi cán nhàõc cáøn tháûn v hi cạc nh sn xút vãư cạc ỉïng dủng cho tỉìng trỉåìng
håüp củ thãø.
3. R404a (Suva HP62)
Hng DUPONT (M) giåïi thiãûu sn pháøm R404A ca hng cọ tãn thỉång
mải l Suva HP62, âáy l mäüt häùn håüp âäưng säi m trong thnh pháưn ca nọ khäng chỉïa
chlorine, nãn cọ chè säú ODP = 0 .
Mäi cháút R404A cọ cạc âàûc tênh täút nháút trong cạc mäi cháút thay thãú cho
R502. So våïi mäi cháút R502 nọ cọ cäng sút v hiãûu sút tỉång tỉû nhỉng cọ nhiãût âäü cúi
0

táưm nẹn tháúp hån âãún 9 C, âm bo tøi th ca mạy nẹn, cạc chi tiãút v dáưu bäi trån cao
hån. Màûc khạc Suva HP62 cọ nhỉỵng âàûc tênh truưn nhiãût täút hån R502 do váûy khi cọ sỉû
gim hiãûu sút nẹn trong hãû thäúng thç cọ thãø khàõc phủc bàòng cạch ci thiãûn quạ trçnh
truưn nhiãût trong hãû thäúng. Suva HP62 thỉåìng âỉåüc sỉí dủng trong nhỉỵng thiãút bë måïi v
trong nhỉỵng hãû thäúng dng R502 m thåìi gian sỉí dủng cn lải trãn 7 nàm.
Suva HP62 cọ cạc thäng säú nhiãût váût l sau :
- Thnh pháưn họa hc (theo khäi lỉåüng):

17
17


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

44% HFC-125, 52 %HCF-143a, 4% HFC-134a
- Phán tỉí lỉåüng
: M=97,6 kg/kmol.
0

s

- Nhiãût âäü säi åí 1atm

: t =-46,5 C.
0

c

- Nhiãût âäü tåïi hản

: t =72,1 C.

- Ạp sút tåïi hản

: p =3,732 Mpa.
3
ρc
: =484,5 kg/m .
3
ρl
: =1048 kg/m .

3
ρh
: =18,2. kg/m .

c

- Máût âäü tåïi hản
0

- Máût âäü cháút lng (åí 25 C)
0

- Máût âäü håi bo ha (åí -15 C)
0

- Nhiãût dung riãng - lng mäi cháút åí 25 C:

C=1,53 kj/kg.k.

0

håi mäi cháút åí 25 C,1atm: C=0,87 kj/kg.k.
0

- Nhiãût áøn họa håi (åí 25 C, 1atm)
0

- Âäü nhåït âäüng hc ca lng mäi cháút åí 25 C
ca håi bo ho

:r=202,1 kj/kg.k
−4
µ=
:
1.28.10 pa.s
−5
µ=
:
1,22.10 Pa.s.

0

- Hãû säú dáùn nhiãût ca lng säi mäi cháút åí 25 C :

λ=

λ=

0,0683/m.k

ca håi bo ha åí1atm
:
0,0134
- Giåïi hản chạy trong khäng khê
: khäng chạy
- Chè säú phạ hy Ozone
: ODP=0.
- Chè säú lm nọng âëa cáưu
: GWP=0,94
Suva HP62 cọ sỉû trỉåüt nhiãût âäü trong quạ trçnh ngỉng tủ v bay håi, tuy nhiãn nhiãût âäü

0

trỉåüt ráút nh khäng quạ 0,7 C do âọ khäng âạng kãø. Âiãưu ny s khäng cọ nguy cå tàng
khà nàng täøn tháút mäi cháút trong hãû thäúng. Suva HP62 ph håüp våïi háưu hãút cạc kim loải,
håüp kim v phi kim loải chãú tảo mạy. Suva HP62 cng tỉång thêch våïi cạc kim loải sỉí
dủng trong hãû thäúng R502 nãn âáy l âàûc âiãøm thûn låüi trong viãûc thay thãú mäi cháút cho
cạc hãû thäúng âang sỉí dủng R502.
Suva HP62 l mäi cháút khäng âäüc nhỉng theo sỉû nghiãn cỉïu ca cạc nh khoa hc hng
Dupont thç cáưn chụ ràòng khi âãø Suva HP62 gáưn ngưn cọ nhiãût âäü cao hay ngn lỉía thç
nọ cọ thãø bë phán hy thnh cạc cháút âäüc hải nhỉ HF,.. vç thãú cáưn trạnh âãø Suva HP62 tiãúp
xục våïi ngưn cọ nhiãût âäü cao, tia lỉía âiãûn hay ngn lỉía .
0

ÅÍ ạp sút khê quøn v nhiãût âäü lãn âãún 80 C thç bn thán Suva HP62 khäng gáy chạy.
Tuy nhiãn mäi cháút Suva HP62 khäng âỉåüc ha träün våïi khäng khê khi kiãøm tra r rè
hồûc sỉí dủng hồûc cho phẹp sỉû cọ màût ca khäng khê våïi mäüt lỉåüng låïn (tỉì 60% thãø têch
tråí lãn) åí ạp sút khê quøn hồûc åí nhiãût âäü cao vç nọ cọ thãø gáy nãn chạy näø.

18
18


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

Cạc loải dáưu bäi trån gäúc khoạng, dáưu täøng håüp v dáưu alkybenzol khäng ha tan Suva
HP62. Nãúu âiãưu kiãûn u cáưu Suva HP62 phi ha tan trong dáưu thç cáưn phi chn cạc
loải dáưu polyalkylenglycols PAG, polyglycols PG hồûc polyolesters POE.Trong âọ dáưu
bäi trån POE l thêch håüp våïi Suva HP62 hån c vç nọ cọ tênh ha tan täút cng nhỉ khäng

tạc dủng våïi kim loải chãú tảo mạy nhỉ âäưng, nhäm, sàõt Hng DUPONT âãư nghë dng dáưu
bäi trån Mobil EAL Aretic 22CC cho sn pháøm Suva HP62 ca mçnh.
Trãn thë trỉåìng, mäi cháút R404a âỉåüc nhiãưu hng sn xút âãø sỉí dủng cho hãû thäúng lảnh
cäng nghiãûp cọ tãn thỉång mải vê dủ nhỉ: Relin HX3 (Hoechst), FX 70..
***

CHỈÅNG III
SO SẠN H ÂÀÛC TÊNH NHIÃÛT CHU TRÇNH MẠY LẢN H
SỈÍ DỦN G FRÃÄN V CẠC MÄI CHÁÚT LẢN H MÅÏI
Trong chỉång ny s tiãún hnh tênh toạn, xạc âënh cạc thäng säú nhiãût chu trçnh cho
nhiãưu mäi cháút lảnh v åí nhiãưu chãú âäü lm viãûc khạc nhau, nhàòm so sạnh, âạnh giạ mỉïc
âäü tỉång thêch giỉỵa cạc mäi cháút lảnh frãän v mäi cháút lảnh thay thãú .Tỉì âọ tçm ra mäi
cháút lảnh thêch håüp nháút cho tỉìng mäi cháút âang sỉí dủng trong tỉìng phảm vi nhiãût âäü nháút
âënh.
Cạc trỉåìng håüp s tênh toạn củ thãø nhỉ sau :
- Nhiãût âäü ngỉng tủ 35 oC v 40oC
- Nhiãût âäü bay håi : 0, -5, -10, -15, -20 , -25, -30, - 35, -40 , -45oC
- Chu trçnh mạy lảnh : Mạy lảnh 1 cáúp v 2 cáúp.
- Mäi cháút : R12, R22, R502, R134A, R404A, R407A, R407B, R407C
- Cạc thäng säú cáưn xạc âënh : Hãû säú lảnh ε , Hiãûu sút sexergie ηE, Nàng sút lảnh qo,
nàng sút lảnh riãng thãø têch qv , nhiãût ngỉng tủ riãng qk, cäng nẹn riãng l, nhiãût âäü cúi
quạ trçnh nẹn t2, t säú ạp sút Π = pk/po , hãû säú cáúp λ
3.1 CHU TRÇNH MẠY LẢN H NẸN HÅI MÄÜT CÁÚP
3.1.1 Cå såí l thuút
* Så âäư ngun l v âäư thë T-S
Hçnh 3.1 : Chu trçnh v âäư thë mạy lản h 1 cáúp cọ häưi nhiãût
T
3

II

2
I

2
4 3

III

5

4
IV
5

1'

1

V
1'

S

19
19


Đồ án chun ngành 1

GVHD: Lê Trần Cảnh

* Tênh toạn chu trçnh
- Cäng nẹn riãng l
l = i2 - i1 [kJ/kg]. (3-1)
- Nàng sút lảnh riãng qo
qo = i1' - i5 [kJ/kg]. (3-2)
- Nàng sút nhiãûût riãng ta ra tải thiãút bë ngỉng tủ qk
qk = i2 - i3 [kJ/kg]. (3-3)
- Nàng sút lảnh riãng thãø têch qv:
qv =

qo
v1

[kJ/m3]. (3-4)
- Nhiãût lỉåüng trao âäøi åí thiãút bë häưi nhiãût qhn:
qhn = i1 - i1' = i3 - i4 [kJ/kg].
(3-5)
- Hãû säú lm lảnh ca chu trçnh ε:
q
ε= o
l
(3-6)
- Hiãûu sút Exergi ca chu trçnh η:
η=

TF − TO
.ε
TO

(3-7)
TF: Nhiãût âäü tuût âäúi ca mäi trỉåìng, K.
To: Nhiãût âäü bay håi tuût âäúi, K.
3.1.2 Xáy dỉûn g bi toạn
Âãø xáy dỉûng cạc âàûc tênh nhiãût chu trçnh mạy lảnh 1 cáúp (chãú âäü âiãưu ho v chãú âäü lảnh
trung bçnh), åí s tiãún hnh tênh toạn cho chu trçnh mạy lảnh 1 cáúp våïi cạc thäng säú nhỉ
sau:
- Nhiãût âäü ngỉng tủ: tk = 35oC v 40oC
- Âäü quạ nhiãût:
∆tqn = 15oC
- Nhiãût âäü bay båi: to = 0, -5, -10, -15, -20, -25v -30oC
- Hãû thäúng cọ thiãút bë häưi nhiãût.
3.1.3 Kãút qu tênh toạn v phán têch
1. Hãû säú lản h ε
* Kãút qu tênh toạn
Kãút qu tênh toạn hãû säú lảnh ca chu trçnh mạy lảnh 1 cáúp cọ häưi nhiãût åí nhiãưu chãú
âäü nhiãût khạc nhau âỉåüc âỉa ra trãn bng 3-1 v âäư thë hçnh 3-2:
Bảng 3-1: Kết quả tính tốn của chu trình máy lạnh cấp 1 có hồi nhiệt
NHIÃÛT ÂÄÜ
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
Nhiãût âäü ngỉng tủ t k = 35 o C
R12
2,85

3,23
3,65
4,17
4,83
5,61
6,71
R22
2,76
3,14
3,57
4,09
4,68
5,49
6,55
R134A
2,72
3,09
3,43
4,06
4,70
5,51
6,51
R407C
2,67
3,01
3,45
3,93
4,57
5,31
6,30

R407A
2,62
2,95
3,37
3,85
4,49
5,22
6,26

20
20


ỏn chuyờn ngnh 1
R502
R407B
R404A

2,60
2,48
2,40

R12
R22
R134A
R407C
R407A
R502
R407B
R404A

2,56
2,48
2,45
2,37
2,32
2,30
2,17
2,09

7

GVHD: Lờ Trn Cnh
2,94
2,81
2,76
Nhióỷt õọỹ
2,89
2,8
2,76
2,67
2,59
2,58
2,46
2,38

3,35
3,84
4,48
3,23

3,73
4,30
3,15
3,63
4,26
o
ngổng tuỷ t k = 40 C
3,25
3,68
4,22
3,15
3,59
4,09
3,06
3,59
4,12
3,04
3,44
3,95
2,94
3,34
3,86
2,93
3,34
3,83
2,8
3,2
3,69
2,72
3,13

3,63

5,15
5,08
5,06

6,26
6,02
6,03

4,89
4,71
4,73
4,57
4,43
4,41
4,31
4,29

5,71
5,55
5,59
5,26
5,27
5,22
5,04
5,01


R12

R22

6

R134A

5

R407C
R407A

4

R502
R407B

3

R404A

2

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

Hỗnh 3-2 : Hóỷ sọỳ laỷn h ồớ t k = 35 o C

* Nhỏỷn xeùt
Qua kóỳt quớa tờnh toaùn cho nhióửu chóỳ õọỹ nhióỷt khaùc nhau trong phaỷm vi nhióỷt õọỹ cao vaỡ
trung bỗnh coù thóứ nhỏỷn thỏỳy :
- Hóỷ sọỳ laỷnh cuớa caùc mọi chỏỳt giaớm dỏửn theo caùc mọi chỏỳt sau õỏy R12 R22 R134A
R407C R407A R502 R407B R404A
- Trón hỗnh 3-2 cho thỏỳy õổồỡng õỷc tờnh = (to) cuớa caùc mọi chỏỳt õóửu tổồng tổỷ
nhau vaỡ rỏỳt gỏửn nhau, sai lóỷch khọng õaùng kóứ , khọng quaù 10%. Nhổ vỏỷy hióỷu quaớ laỡm
laỷnh cuớa caùc mọi chỏỳt laỷnh õóửu õaỷt yóu cỏửu .
- Vóử trở sọỳ hóỷ sọỳ laỷnh cuớa R12, R22 gỏửn vồùi R134A vaỡ R407C vaỡ R502 gỏửn vồùi R407B.
2. Nng suỏỳt laỷn h q o (kJ/kg)
* Kóỳt quaớ tờnh toaùn

21
21


ỏn chuyờn ngnh 1

GVHD: Lờ Trn Cnh

Kóỳt quaớ tờnh toaùn nng suỏỳt laỷnh rióng qo cuớa chu trỗnh maùy laỷnh 1 cỏỳp coù họửi nhióỷt
ồớ nhióửu chóỳ õọỹ nhióỷt khaùc nhau õổồỹc õổa ra trón baớng 3-2 vaỡ õọử thở hỗnh 3-3:

Baớn g 3-2 Kóỳt quaớ tờnh toaùn nng suỏỳt laỷn h rióng q o cuớa
1 cỏỳp coù họửi nhióỷt
NHIT ĩ
-30
-25
-20
-15
-10
Nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ t k = 35 o C
R407C
161,90 165,07 168,20 171,38 174,31
R22
161,15 163,34 165,48 167,55 169,56
R407A
147,71 150,83 153,92 156,95 159,92
R134A
143,12 146,22 149,29 152,33 155,33
R407B
114,34 117,39 120,40 123,36 126,24
R12
115,14 117,42 119,68 121,92 124,13
R404A
109,26 112,42 115,53 118,58 121,57
R502
102,07 104,45 106,45 109,08 111,23
Nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ t k = 40 o C
R407C
152,9 156,07 159,2 162,38 165,31
R22
154,15 156,34 158,48 160,55 162,56

R407A
138,71 141,83 144,92 147,95 150,92
R134A
136,12 139,22 142,29 145,33 148,33
R12
110,14 112,42 114,68 116,92 119,13
R407B
105,84 108,89 111,9 114,86 117,74
R404A
100,26 103,42 106,53 109,58 112,57
R502
96,07
98,45 100,79 103,08 105,23

chu trỗnh maùy laỷn h
-5

0

177,27
171,50
162,82
158,30
129,06
126,32
124,47
113,51

180,16
173,37

165,64
161,22
131,78
128,48
127,29
115,64

168,27
164,5
153,82
151,3
121,32
120,56
115,47
107,51

171,16
166,37
156,64
154,22
123,48
123,28
118,29
109,64

* Nhỏỷn xeùt :
- Nng suỏỳt laỷnh rióng qo cuớa caùc mọi chỏỳt laỷnh trong cuỡng mọỹt chóỳ õọỹ nhióỷt giaớm
theo thổù tổỷ sau R407C R22 R407A R134A R407B R12 R404A
R502
- Nóỳu cn cổù vaỡo nng suỏỳt laỷnh rióng qo thỗ coù thóứ :

+ Sổớ duỷng mọi chỏỳt R407C vaỡ R407A õóứ thay thóỳ R22 sai lóỷch
tổồng õọỳi chố nũm trong khoaớng 0,5ữ4% vaỡ 4ữ8% .
+ Sổớ duỷng R404A õóứ thay thóỳ R502, sai lóỷch chố 7ữ10%.
+ Sổớ duỷng R404A vaỡ R407B õóứ thay thóỳ R12, sai lóỷch chố 1ữ5% vaỡ 0ữ2,6% .
- Mổùc sai lóỷch cuớa nng suỏỳt laỷnh rióng qo giổợa caùc mọi chỏỳt nghión cổùu coù thóứ lón
tồùi 50%. Vỗ vỏỷy tuyỡ thuọỹc vaỡo cọng suỏỳt laỷnh cuớa tổỡng hóỷ thọỳng maỡ sổớ duỷng caùc mọi chỏỳt
khaùc nhau cho thờch hồỹp.

22
22


ỏn chuyờn ngnh 1

200

GVHD: Lờ Trn Cnh

Qo, kJ/kg

R407C

175

R22
R407A

150

R134A

R407B

125

R12
R404A

100

R502

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

to, oC

Hỗnh 3-3 : Nng suỏỳt laỷn h rióng q o (kJ/kg) ồớ t k = 35 o C
3. Nng suỏỳt laỷn h rióng thóứ tờch q v (kJ/m 3 )
* Kóỳt quaớ tờnh toaùn

Kóỳt quaớ tờnh toaùn nng suỏỳt laỷnh rióng thóứ tờch qv cuớa chu trỗnh maùy laỷnh 1 cỏỳp coù
họửi nhióỷt ồớ nhióửu chóỳ õọỹ nhióỷt khaùc nhau õổồỹc õổa ra trón baớng 3-3 vaỡ õọử thở hỗnh 3-4:
Baớn g 3-3 Kóỳt quaớ tờnh toaùn nng suỏỳt laỷn h rióng thóứ tờch q v cuớa chu trỗnh
maùy laỷn h 1 cỏỳp coù họửi nhióỷt
NHIT ĩ
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
o
Nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ t k = 35 C
R502
1.110
1.368
1.669
2.026
2.429
2.911
3.456
R22
1.094
1.359
1.659
2.010
2.408
2.864
3.411

R404A
1.062
1.331
1.645
2.014
2.432
2.941
3.547
R407B
1.028
1.281
1.603
1.981
2.411
2.929
3.537
R407A
970
1.216
1.512
1.861
2.282
2.767
3.348
R407C
919
1.152
1.443
1.768
2.178

2.627
3.171
R12
672
837
1.023
1.248
1.509
1.814
2.166
R134A
590
755
947
1.179
1.455
1.782
2.172
Nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ t k = 40 o C
R22
1.047
1.301
1.589
1.926
2.309
2.747
3.274
R502
1.045
1.289

1.575
1.915
2.298
2.757
3.277
R404A
974
1.224
1.571
1.861
2.252
2.728
3.296
R407B
952
1.188
1.490
1.845
2.249
2.736
3.309
R407A
911
1.143
1.424
1.755
2.153
2.614
3.166

23
23


ỏn chuyờn ngnh 1
R407C
R12

868
643

GVHD: Lờ Trn Cnh
1.090
802

1.365
981

1.675
1.197

2.066
1.449

2.494
1.743

3.012
2.081

Hỗnh 3-4 : Nng suỏỳt laỷn h rióng thóứ tờch, q v (kJ/m 3 ) ồớ 35 o C
3.500

Qv, kJ/m3

R502

3.000

R22

2.500

R404A
R407B

2.000

R407A

1.500

R407C

1.000

to, oC

R12
R134A

500
-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

* Nhỏỷn xeùt
- Nng suỏỳt laỷnh rióng thóứ tờch qv cuớa caùc mọi chỏỳt laỷnh trong cuỡng mọỹt chóỳ õọỹ
nhióỷt giaớm theo thổù tổỷ sau R502 R22 R404A R407B R407A R407C
R12 R134A
- Nóỳu cn cổù vaỡo nng suỏỳt laỷnh rióng thóứ tờch qv thỗ :
+ Sổớ duỷng R134A õóứ thay thóỳ R12 , sai lóỷch 0ữ8%, coỡn caùc mọi chỏỳt
khaùc thỗ khọng thờch hồỹp do sai lóỷch quaù lồùn.
+ Sổớ duỷng mọi chỏỳt R404A vaỡ R407B õóứ thay thóỳ R22, sai lóỷch
0,2ữ4% vaỡ 0ữ6%
+ Sổớ duỷng R404A vaỡ R407B õóứ thay R502, sai lóỷch 2,6ữ4,3% vaỡ 2,3ữ7,4%
- Do qv laỡ õaỷi lổồỹng quyóỳt õởnh kờch thổồùc maùy neùn nón trong õióửu kióỷn maùy neùn
coù kờch thổồùc giọỳng nhau thỗ cn cổù vaỡo nng suỏỳt laỷnh rióng thóứ tờch qv laỡ thờch hồỹp nhỏỳt.
4. Cọng neùn rióng l, kJ/kg
* Kóỳt quaớ tờnh toaùn

Kóỳt quaớ tờnh toaùn cọng neùn rióng l cuớa chu trỗnh maùy laỷnh 1 cỏỳp coù họửi nhióỷt ồớ
nhióửu chóỳ õọỹ nhióỷt khaùc nhau õổồỹc õổa ra trón baớng 3-4 vaỡ õọử thở hỗnh 3-5:
Baớn g 3-4 Kóỳt quaớ tờnh toaùn cọng neùn rióng l cuớa chu trỗnh maùy laỷn h 1 cỏỳp
coù họửi nhióỷt
NHIT
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
ĩ
Nhióỷt õọỹ ngổng tuỷ t k = 35 o C
R407C
60,69
54,84
48,77
43,57
38,15
33,38
28,61
R22
58,35
51,94
46,35
40,96
36,21
31,24
26,48

R407A
56,38
51,05
45,73
40,77
35,63
31,22
26,44

24
24


ỏn chuyờn ngnh 1
R134A
R407B
R404A
R12
R502

52,56
46,11
45,51
40,43
39,31

R407C
R22
R12
R407A

R134A
R407B
R404A
R502

64,38
62,28
62,28
59,87
55,53
48,87
48,00
41,82

GVHD: Lờ Trn Cnh
47,32
43,48
41,78
37,24
40,07
36,62
36,36
32,81
35,47
31,92
Nhióỷt õọỹ ngổng
58,52
52,45
55,87
50,28

55,87
50,28
54,72
49,22
50,45
46,51
44,34
40,00
43,44
39,10
38,13
34,43

37,50
33,06
33,10
29,36
32,69
28,55
29,26
25,72
28,38
24,82
tuỷ t k = 40 o C
47,25
41,84
44,69
39,73
44,69
39,73

44,26
39,12
40,47
36,03
35,86
31,92
34,96
31,03
30,89
27,48

28,71
25,42
24,62
22,52
22,02

24,77
21,88
21,11
19,16
18,48

36,85
34,96
34,96
34,71
31,99
27,98
26,90

24,38

32,51
30,00
30,00
29,75
27,60
24,44
23,59
20,99

Hỗnh 3-5 : Cọng neùn rióng l (kJ/kg) ồớ t k = 35 o C
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15

l, kJ/kg
R407C
R22
R407A
R134A
R407B

R404A
R12
R502

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0 to, oC

* Nhỏỷn xeùt
- Cọng neùn rióng l cuớa caùc mọi chỏỳt laỷnh trong cuỡng mọỹt chóỳ õọỹ nhióỷt giaớm dỏửn
theo thổù tổỷ sau R407C R22 R407A R134A R407B R404A R12
R502
- Nóỳu cn cổù vaỡo cọng neùn rióng l ta thỏỳy :
+ Sổớ duỷng R404A vaỡ R407B õóứ thay R12 , sai lóỷch tổồng õọỳi nũm
trong khoaớng 9ữ13% vaỡ 13ữ15%
+ Sổớ duỷng R407A vaỡ R407C õóứ thay R22, sai lóỷch 0ữ3,5% vaỡ 4ữ7%

25
25