Môi Chất Lạnh Và Xu Hướng Sử Dụng Môi Chất Lạnh Trong Những Năm Tới

HỘI KHKT LẠNH & ĐHKK VIỆT NAM

MÔI CHẤT LẠNH VÀ XU HƯỚNG SỬ
DỤNG MÔI CHẤT LẠNH TRONG
NHỮNG NĂM TỚI
PGS. TS Nguyễn Việt Dũng

Tháng 6 - 2016

1


Nội dung
1. Tổng quan
2. Tổng quan về môi chất lạnh (MCL)
3. Thực trạng thị trường ĐHKK & vấn đề
thay thế MCL
4. Thực trạng thị trường máy lạnh & vấn
đề thay thế MCL
Hội thảo tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực ĐHKK Sầm Sơn 2425/06/2016

2


TỔNG QUAN

3


SỰ PHÁ HỦY TẦNG Ô ZÔN & HIỆN TƯỢNG NÓNG
LÊN TOÀN CẦU DO MÔI CHẤT LẠNH 　　　　　　　　　

　　　　　　　
Sự phá hủy tầng Ozone
CFC-12 Ozone
O

Tầng bình lưu

UV

Mặt
trời

10 　 60km

Cl

Khí quyển
H
IR

HCFC-22
C

F
F

O

Earth

C

Nóng lên toàn cầu
O

(Biến đổi khí hậu)

HCFC, HFC
4


NHỮNG NỖ LỰC CỦA QUỐC TẾ
Phá hủy tầng Ozone⇒ ◇ Nghị định thư Montreal;
- Tiến trình cắt giảm CFC bắt đầu từ năm 1987
- HCFC đặt mục tiêu cắt giảm từ năm 1992
và hiện đã thực hiện việc cắt giảm

Các nước phát
triển
Các nước đang
phát triển

CFC 　⇒ HCFC 　⇒ HFC
　
（ R12 ）　 （ R22) 　　 （ R410A)
　　　　 ⇒ HCFC 　⇒ HFC 　 　
⇒　　　　　　　　　　　　　
・ HFC, HFO có mức phát
　　　　　 （ R22) 　　
thải khí（

nhàR410A)
kình thấp,

Nóng lên toàn cầu ⇒ ◇ Nghị định thư Kyoto ;
・ HC môi chất tự nhiên
Được thông qua từ năm 1997 và đang trong quá
(Biến đổi khí hậu 　
trình triển khai và thảo luận

Các nước phát triển Cắt giảm CO2 chủ yếu ở các nước EU và Nhật
Các nước đang phát Bước đầu, các nước phát triển có thể vay mượn
triển
khối lượng cắt5 giảm CO2.


LỘ TRÌNH LOẠI BỎ MÔI CHẤT BẢO VỆ
TẦNG Ô ZÔN
Hiện trạng

• Quốc tế đang hành động để loại bỏ HCFC.
• Các hoạt động này đã sắp hoàn tất ở các nước phát triển.
• Và đang tăng tốc với nhóm nước đang phát triển.
= HPMP (Lộ trình loại bỏ HCFC) được đệ trình lên to LHQ
Chương trinh loại bỏ HCFC (ODP>0)
100%

100

100%
90%

80

65%
60

Nước phát
triển

40

R22→R410A

20

0

1996

1996

2004

2004

Tiến tới

65%

Nước Đang phát

32.50%
triển
25%
R22→??
10%

2010

2010

6

2015

2020

2020

2025

2030

2030

2040


LỘ TRÌNH CẮT GIẢM KHÍ NHÀ KÍNH
(NĐT KYOTO)
1997

2001

Thông qua nghị định thư Kyoto
Mỹ rút khỏi nghị định thư

2008

Thực hiện cam kết Giai đoạn 1
2013
2015
2017
2020

Điều chỉnh kế hoạch mới
Thực hiện cam kết Giai đoạn 2

Khởi động kế hoạch mới
　
　 Mỹ ・ Trung Quốc ・ Ấn Độ cũng phải có
trách nhiệm trong việc cắt giảm phát thải CO2
7


LỘ TRÌNH CẮT GIẢM KHÍ NHÀ KÍNH
các nước phát triển
Anh

Hơn 34% CO2 cắt giảm tới 2020 (luật chống biến đổi khí hậu 2008)

Đức

Hơn 40% CO2 cắt giảm tới 2020 (luật chống biến đổi khí hậu 2008)

Các nước Tới năm 2020 cắt giảm 20% CO2 so với thời điểm 1990
EU khác
Nhật Bản Cắt giảm trung binh 6% CO2 so với năm 1990 trong giai đoạn
2008-2012 　
⇒ 25% CO2 được cắt giảm so với 1990, theo công bố năm 2009
　（ sử dụng các nguồn năng lượng bền vững 、 tín dụng song
phương ）
Úc
Đánh thuế phát thải CO2 từ năm. 2012 ( Luật năng lượng xanh)
Bra-zin
　　　　

Ban hành luật về ứng phó với biến đổi khí hậu từ năm 2009
v.v..

Trên thực tế lượng phát thải CO2 tăng 38% so với 1990.
8
Đặc biệt tăng nhanh ở các nước Trung
Quốc, Mỹ và Ấn Độ


LỘ TRÌNH LOẠI BỎ HCFC CỦA VIỆT NAM
<9 /2007 The 19th MOP decisions conference >

Tuân thủ nghị
định thư Monreal
hạn ngạch nhập

khẩu R22 vào
Việt Nam hàng
năm dự kiến như
sau:
Thời gian

R22 nhập khẩu (Tấn)

R22 nhập khẩu %

2013

3400

2014

3700

2015-2020

3600

90%

2021-2025

2600

65%

2025-2030

1300

32,5%

2030-2040

100

2,5%

9


LỘ TRÌNH CẮT GIẢM KHÍ NHÀ KÍNH CỦA
VIỆT NAM
• Bên cạnh thực hiện nghị định thư Monreal và
lộ trình loại bỏ HCFC 22
• Theo lộ trình chung của thế giới Việt Nam xem
xét chuyển dần từ việc sử dụng HCFC 22, HFC
134a, HFC 410A, HFC 123, HFC 407A/F,
HFC404A sang sử dụng các môi chất lạnh
(MCL) có ODP=0 và khả năng nóng lên toàn
cầu thấp (GWP thấp) chủ yếu là các MCL tự
nhiên R717(NH3), HC ( R290, R600A)…
10


TỔNG QUAN VỀ MÔI CHẤT LẠNH

11


MÔI CHẤT LẠNH & XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN

12


MÔI CHẤT LẠNH & XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
•

Trong thập niên 90s các môi chất lạnh(MCL) CFC và theo lộ trình HCFC
sẽ được thay thế bằng các MCL HFC với ODP=0;
• HFCs có chỉ số nóng lên toàn cầu GWP cao ví dụ: HFC 134a/1300;
HFC 410A/2000; HFC 404A/3260; HFC 407F/1824… do đó cần phải
thay thế bằng các MCL có ODP=0, GWP thấp;
 Có 2 xu hướng thay thế MCL(i) dùng môi chất tự nhiên(ii) các HFC/HFO
có GWP thấp
(i) MCL tự nhiên R-717 (NH3), R-744 (CO2), HC. Trong đó NH3 là MCL có
đặc tính tốt nhất tuy nhiên lại độc và dễ cháy nổ (nhóm B3), thích hợp
sử dụng trong hệ thống lạnh vừa và lớn. CO2 có áp suất làm việc cao,
điểm tới hạn thấp. Các HC như R-290; R600a/20 có đặc tính nhiệt động
tốt gần R-22 tuy nhiên lại rất dễ cháy nổ nên bị hạn chế sử dụng (nạp
<1,5kg theo ISO 5149:2014) nên chỉ thích hợp dùng ở thiết bị nhỏ
(ii) Các HFOs như R-1234yf/4 và R-1234ze/6 đều đảm bảo ODP=0, GWP
thấp. Tuy nhiên các môi chất này đều dễ cháy (A2L) và có NSL thể tích
thấp nên lượng nạp nhiều. Do đó hiện nay chỉ hạn chế dùng ở các máy
lạnh nhỏ như của ôtô với lượng nạp <1,5kg (ISO 5149: 2014)
13

MÔI CHẤT LẠNH & XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
(iii) HFC 32 có GWP= 675, có đặc tính nhiệt tốt hơn HFC 410A tuy nhiên
tương đối dễ cháy (A2L) nên hiện chỉ dùng ĐHKK gia dụng
 Hiện nay TC 86 của thế giới đang hiệu chỉnh lại ISO 5149 với xu
hướng:

Tăng lượng nạp của các MCL thuộc nhóm A2L lên 12kg cho các máy
đơn lẻ và tới 60kg cho các máy multi, nhiều dàn lạnh;

Thắt chặt kiểm soát với lượng nạp môi chất thuộc nhóm A3 xuống <
1kg kèm theo các đòi hỏi nghiêm ngặt về lắp đặt, vận hành, bảo
dưỡng thiết bị.
⇒ Trong thời gian 2-3 năm tới sẽ có sự mở rộng ứng dụng của MCL
nhóm A2L, chủ yếu cho lĩnh vực ĐHKK gia dụng, bán thương mại và
thương mại
⇒ Trong nhóm A2L, HFC 32 sẽ được kết hợp với các MCL thuộc gốc
HFOs với chỉ số GWP rất thấp (4/6) để tạo ra các hỗn hợp môi chất
không đồng sôi mới có đặc tính phù hợp với các thiết bị ĐHKK hiện có
dùng cho ĐHKK nguyên cụm và chiller;
⇒ Đối với các máy lạnh thương mại HFC 134a sẽ được thay thế bằng
14
các hỗn hợp HFOs và HFCs hoặc hỗn hợp NH3 (R723);


CÁC MÔI CHẤT LẠNH PHỔ BIẾN VÀ CÓ TIỀM NĂNG ƯD
No

Ký hiệu

Công thức

Nhiệt độ sôi
chuẩn, oC*

ODP

GWP

COP**
-15/30oC

Mức độ an toàn

-40,8
-26,0
-35

Nhiệt
độ tới
hạn oC
96
101
101

0,055
0
0

1700
1300
1900

4,68
4,682
-

A1
A1
A1/A2

Rất rộng, sử dụng tới 2030
Máy lạnh, điều hòa vừa và nhỏ
Đang nghiên cứu

-47

73

0

3800

4,308

A1/A1

Máy lạnh, điều hòa loại lớn

-47
-44
-43
-51

71
87
90
72

0
0
0
0

3900
1700
2200
2000

4,346
4,587
4,507

A1
A1/A1
A1/A1
A1/A1

-86

13

0

12000

-

A1

Thay thế R-22 ở nhiệt độ thấp
Dùng thay thế R-22
Đang nghiên cứu
Máy lạnh, điều hòa. Hạn chế là áp suất
làm việc cao
Dùng ở tầng dưới của máy lạnh sâu
Sử dụng rất phổ biến trong hệ thống lớn,
đang được nghiên cứu mở rộng phạm vi
ứng dụng
Được dùng thử nghiệm trong các hệ
thống lớn, và nhỏ. COP cao. Hạn chế là
do dễ cháy nổ

1
2
3

R-22
R-134a

R-413A

4

R-404A

5
6
7
8

R-507A
R-423
R-417A
R-410A

CHClF2
CH2F.CF3
R134a.218/600a
R143a/125/134a
R-143a/125
R-32/125/134a
R-125/134a/600
R-32/125

9

R-508

R-23/116

10

R-717

NH3

-33,4

133

0

0

4,76

B2

11
12
13
14
15
16

R-600a
R-290
R-1270
R-744

R-764
R32

CH(CH3)3
C3H8
C3H6
CO2
SO2

-12
-42
-48
-57
-10
-51,65

135
97
92
31
157
78.11

0
0
0
0
0
0

20
20
20
1
0
675

4,706
4,616
4,614
2,56
4,87
4,55

A3
A3
A3
A1
A2
A2L

17

R-1244yf CH2=CFCF3

-29,41

104,7

0

4

-

A2L

18

R-1244ze CHF=CFCF3

-17,95

109,36

0

6

-

A2L

19

DR-5

R32/1234yf

-

-

0

490

-

A2L

20

L-41a

R32/1234yf/123
4ze

-

-

0

495

-

A2L

Phạm vi ứng dụng

Dùng trong máy lạnh tầng và bơm nhiệt.
Ít được sử dụng
Đang nghiên cứu sử dụng trong ĐHKK
gia dụng. Khả năng gây cháy thấp
Đang nghiên cứu sử dụng trong ĐHKK
otô. Khả năng gây cháy thấp nhưng cao
hơn R-32, giá thành đắt, năng suất lạnh
thể tích thấp
Đang nghiên cứu sử dụng trong ĐHKK
otô. Khả năng gây cháy thấp nhưng cao
hơn R-32, giá thành đắt, năng suất lạnh
thể tichkhông cao
Đang nghiên cứu để dùng trong hệ thống
ĐHKK trung tâm
Đang nghiên cứu để dùng trong hệ thống
ĐHKK trung tâm


CÁC MÔI CHẤT LẠNH ĐANG ĐƯỢC NGHIÊN CỨU
Cấu tạo
Ký hiệu
R-1234yf
R-1234ze
AC5
ARM-42a
ARM-30a
LTR6A
D2Y-65

DR-7
D2Y-60
L-40
L-20
HPR1D
ARM-70a
DR-5
ARM-31a
L-41a
L-41b
N-13a
N-13b
AC5X
XP-10
R-32/R-152a
R-32
R-32/R-134a
D4Y
ARM-41a
N-20
D52Y

Nhà sản xuất
Honeywell,
Arkema,
Daikin
Honeywell
Mexichem
Arkema
Arkema

Mexichem
Daikin
DuPont
Daikin
Honeywell
Honeywell
Mexichem
Arkema
DuPont
Arkema
Honeywell
Honeywell
Honeywell
Honeywell
Mexichem
DuPont
National Refrigerants
Daikin,
National
Refrigerants
National Refrigerants
Daikin
Arkema
Honeywell
Daikin

Thành phần

Tỉ lệ KL (%)

AR4
GWP-100

R-1234yf

(100)

4

R-1234ze
R-32/R-152a/R-1234ze
R-134a/R-152a/R-1234yf
R-32/R-1234yf
R-32/R-744/R-1234ze
R-32/R-1234yf
R-32/R-1234yf
R-32/R-1234yf
R-32/R-152a/R-1234yf/R-1234ze
R-32/R-152a/R-1234ze
R-32/R-744/R-1234ze
R-32/R-134a/R-1234yf
R-32/R-1234yf
R-32/R-134a/R-1234yf
R-32/R-1234yf/R-1234ze
R-32/R-1234ze
R-134a/R-1234yf/R-1234ze
R-134a/R-1234ze
R-32/R-134a/R-1234ze
R-134a/R-1234yf
R-32/R-152a

(100)
(12/5/83)
(7/11/82)
(29/71)
(30/7/63)
(35/65)
(36/64)
(40/60)
(40/10/20/30)
(45/20/35)
(60/6/34)
(50/10/40)
(72.5/27.5)
(28/21/51)
(73/15/12)
(73/27)
(42/18/40)
(42/58)
(7/40/53)
(44/56)
(95/5)

6
92
117
199
206
239
246

272
285
331
414
482
490
491
494
494
604
604
622
631
647

R-32

(100)

675

R-32/R-134a
R-134a/R-1234yf
R-32/R-134a/R-1234yf
R-32/R-125/R-134a/R-1234yf/R-1234ze
R-32/R-125/R-1234yf

(95/5)
(60/40)
(6/63/31)

(12.5/12.5/31.5/13.5/30)
(15/25/60)

713
860
943
975
979


THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG ĐHKK
& VẤN ĐỀ THAY THẾ MÔI CHẤT
LẠNH

17


THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG ĐHKK

Tổng doanh số thị trường ĐHKK

18


THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG ĐHKK
Đặc điểm thị trường ĐHKK:
 ĐHKK gia dụng chiếm tới khoảng 98% thị trường. Trong đó phổ biến
nhất là ĐHKK với năng suất lạnh 9000 BTU/h và 12000 BTU/h với tỉ lệ
chiếm lần lượt là 56% và 34%;
 ĐHKK kiểu cũ sử dụng HCFC-22 chiếm khoảng 67-70% số lượng tiêu

thụ của thị trường và đạt khoảng 1 triệu chiếc vào năm 2015. Trong đó
70% là nhập khẩu Nếu tính trung bình lượng HCFC-22 nạp vào trung bình
là 0,7-0,8kg số lượng MCL HCFC-22 gián tiếp đưa thêm vào VN hàng
năm lên tới 600-700 MT;
30-35% doanh số là ĐHKK invecter dùng HFC 410A và HFC-32
Lượng máy tủ và nguyên cụm có NSL> 100.000BTU/h chỉ xấp xỉ 2000
bộ/năm. 70% sử dụng HCFC-22;
 Lượng máy đa cụm (multi split type, VRV,VRF) khoảng 8000-10000
bộ/năm. Trong đó >95% sử dụng HFC-410A, tỉ lệ nhỏ dùng HCFC-22.
 Chiller giải nhiệt nước và gió khoảng 300 bộ / năm phần lớn sử dụng
MCL HFC 134a, một số ít sử dụng HCFC 123 (Trane)
19


XU HƯỚNG THAY THẾ MCL ĐHKK
ĐHKK Gia dụng:
 Đối với các ĐHKK có lượng ga nạp <1,5kg, HCFC-22 có thể thay thế
bằng HC290
 Đối với ĐHKK sử dụng HFC 410a chuyển đổi sang sử dụng HFC -32

ĐHKK thương mại và công nghiệp:
 Đối với ĐHKK loại tủ và nguyên cụm (NSL.100.000 BTU/h) sử dụng
HCFC 22, xu hướng chuyển đổi tạm thời sang sử dụng HFC 410A và
trong tương lai có thể dùng hỗn hợp HFO và HFC để thay thế (3-5 nữa sẽ
xuất hiện)

ĐHKK Trung tâm (chiller)
Hiện trang vẫn sử dụng môi chất HFC 134a, HCFC-123. Trong thời gian
tới (5-6 năm) sử dụng hỗn hợp HFO-HFC và NH3

20


XU HƯỚNG THAY THẾ MCL ĐHKK
ĐHKK Gia dụng:
 Ở Việt Nam các nhà lắp ráp trong nước khuyến cáo nên chuyển sang sử
dụng MCL HC290 hoặc HFC-32
 Đối với nhập khẩu khuyến khích tăng sử dụng HFC -32. Nếu số lượng
ĐHKK dùng HFC-32 tăng lên 10% thị trường sẽ tiết giảm phát thải là
750.000 tấn CO2 trong vòng đời 15 năm

ĐHKK thương mại và công nghiệp:
 Đối với ĐHKK loại tủ và nguyên cụm (NSL.100.000 BTU/h) sử dụng
HCFC 22, khuyến cáo chuyển đổi sang sử dụng HFC 410A. Tăng cường
công tác bảo trì bảo dưỡng hợp lý để giảm thất thoát HCFC-22

ĐHKK Trung tâm (chiller)
Tăng cường tập huấn nâng cao năng lực vận hành sửa chữa các loại
Chiller dùng HCFC-22 HFC 134a, HCFC123 để giảm tổn thất rò rỉ. Khuyến
khích dùng chiller có hiệu suất cao
21


THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG MÁY
LẠNH
& VẤN ĐỀ THAY THẾ MÔI CHẤT
LẠNH

22

THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG MÁY LẠNH

Là thị trường đầy tiềm năng và chưa có
một đánh giá đầy đủ gồm:
 tủ lạnh gia dụng
 kho lạnh, quầy lạnh thương mại
 hệ thống lạnh công nghiệp

23


THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG TỦ LẠNH GIA DỤNG
& VẤN ĐỀ THAY THẾ MCL
Là thị trường lớn thứ 2 của ASEAN. Hiện nay có khoảng 12-15 triệu tủ
lạnh đang được sử dụng ở Việt Nam. Doanh số toàn thị trường năm 2015
đạt khoảng 2,2 triệu chiếc, tốc độ tăng trưởng trung bình 10-12%/ năm ,
trong đó:
Khoảng 2/3 ( 67%) là tủ lạnh loại vừa dạng 2 buồng dung tích<300 lít. Tủ
lạnh loại này thường sử dụng HFC 134a (GWP 1300)
 Phần lớn còn lại là tủ dạng lớn hơn và cũng dùng HFC 134a
 Một phần nhỏ các tủ lạnh kiểu mới dùng các máy nén biến tần, đặc biệt
các tủ lạnh Side- by –Side sử dụng HC 600a(Isobutan GWP 3). Ước tính
số lượng tủ lạnh sử dụng MCL HC 600a chỉ khoảng 3-5% thị trường.
Xu hướng thế giới sẽ dần thay thế HFC 134a bằng các tủ dùng HC
600a (50%)
 Việt Nam: khuyến cáo các nhà lắp ráp trong nước mở rộng các sản
phẩm dùng HC 600a, giảm giá thành tăng tỉ lệ sử dụng HC 600a.
24

THỰC TRẠNG THỊ TRƯỜNG TỦ LẠNH THƯƠNG MẠI
& VẤN ĐỀ THAY THẾ MCL
Tủ lạnh thương mại rất đa dạng từ quầy trưng bày lạnh với năng suất lạnh
vài kW, cho đến những kho lạnh thương mại của các siêu thị lớn có năng
suất lạnh tới 100kW có những đặc điểm sau:
Đây là lĩnh vực chưa được nghiên cứu và kiểm soát kỹ. Các sản phẩm
đan xen giữa nhập khẩu và lắp ráp chế tạo trong nước. Các kho lạnh nhỏ
thậm chí dùng máy second hand là phổ biến.
 Phần lớn các thiết bị là sử dụng môi chất HCFC-22, một phần dùng HFC
134a, một số ít thiết bị nhập khẩu từ EU dùng HFC 404A..
Xu hướng thế giới sẽ dần thay thế HCFC 22, HFCs bằng các thiết bị
lạnh dùng MCL HCs (HC 600a, HC 290 và HC 436 với lượng nạp môi
chất cho thiết bị lạnh riêng lẻ không vượt quá 1,5kg theo ISO 5149).
Trong tương lai có thể dùng HFOs hoặc hỗn hợp HFO với HFCs, CO2
hoặc hệ tầng/ môi chất lạnh trung gian HFOs/CO2
 Việt Nam: khuyến cáo sử dụng các sản phẩm dùng MCL HC 600a, HC
290 kèm theo việc nâng cao năng lực bảo trì sửa chữa.
25