ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
BNG KÊ HIÃÛU CẠC THÄNG SÄÚ
STT Kê hiãûu Gii thêch Âån vë
1. T Nhiãût âäü
0
C
2.
ϕ
Âäü áøm %
3.
δ
CN
Chiãưu dy cạch nhiãût m
4.
α
Hãû säú ta nhiãût W/m
2
K
5.
λ
Hãû säú dáùn nhiãût ca váût liãûu W/mK
6. K Hãû säú truưn nhiãût W/m
2
K
7. Q Dng nhiãût W
8. F Diãûn têch m
2
9. I Entanpi kJ/kg
10. M Khäúi lỉåüng Táún
11. C Nhiãût dung riãng kJ/kgK
12. Q Dng nhiãût riãng kJ/kg

27.
ω
Váûn täúc m/s

LỜI NÓI ĐẦU

Tỉì láu con ngỉåìi â biãút táûn dủng lảnh ca thiãn nhiãn nhỉ bàng tuút âãø ỉåïp lảnh bo
qun thỉûc pháøm. Tỉì thãú kè 19 phỉång phạp lm lảnh nhán tảo â ra âåìi v phạt triãøn âãún
âènh cao ca khoa hc k thût hiãûn âải.
Ngy nay k thût lảnh â âi sáu vo nhiãưu lénh vỉûc khoa hc nhỉ : cäng nghãû thỉûc
pháøm ,cäng nghãû cå khê chãú tảo mạy, luûn kim, y hc v ngay c k thût âiãûn tỉí Lảnh â
âỉåüc phäø biãún v â gáưn gi våïi âåìi säúng con ngỉåìi. Cạc sn pháøm thỉûc pháøm nhỉ : thët, cạ,
rau, qu nhåì cọ bo qun m cọ thãø váûn chuøn âãún nåi xa xäi hồûc bo qun trong thåìi
gian di m khäng bë hỉ thäúi. Âiãưu ny nọi lãn âỉåüc táưm quan trng ca k thût lảnh trong
âåìi säúng con ngỉåìn. Nỉåïc ta cọ båì biãøn di nãn tiãưm nàng vãư thu sn ráút låïn, cạc xê nghiãûp
âäng lảnh cọ màût trãn mi miãưn ca âáút nỉåïc. Nhỉng âãø sn pháøm thu sn âäng lảnh ca
Viãût Nam cọ chäù âỉïng vỉỵng vng trãn thë trỉåìng näüi âëa v thãú giåïi thç âi hi phi náng cao
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
cháút lỉåüng cäng nghãû lm lảnh nãn nhiãưu xê nghiãûp âang dáưn dáưn thay âäøi cäng nghãû lm
lảnh nhàòm âạp ỉïng nhu cáưu âọ.
Do thåìi gian v kiãún thỉïc cọ hản, sỉû måïi m ca thiãút bë v chỉa cọ kinh nghiãûm thỉc
tãú ,âỉåüc sỉû cho phẹp ca tháưy giạo hỉåïng dáùn, em chn âãư ti thiãút kãú kho lảnh bo qun v
t cáúp âäng IQF 1000kg/mẻ sỉí dủng mäi cháút lảnh måïi.
Trong quạ trçnh tênh toạn, thiãút kãú chàõc chàõn cn nhiãưu thiãúu sọt. Ráút mong nhỉỵng kiãún
âọng gọp, chè dảy ca tháưy cä v cạc bản
Em xin chán thnh cm ån tháưy ĐÀO NGỌC CHÂN v cạc cạn bäü ging viãn â táûn
tçnh giụp âåỵ em âãø âäư ạn ny hon thnh âụng thåìi hản.
 nàơng ,ngy 20 thạng 5 nàm 2004
Sinh viãn

những năm cuối thế kỉ 20 nhiệt độ tăng vọt. Ví dụ năm 1997 nhiệt độ trung bình tăng
0.43
0
C . So với nhiệt độ trung bình cả một thời gian dài trước đó. Người ta ghi nhận rằng
năm 1998 là năm ấm nhất kể từ năm 1860. Từ những năm 1990, 9 trong 10 năm ấm nhất
trong thời gian này. Năm 2001 cũng được ghi nhận là một trong hai năm ấm nhất có mức
kỉ lục ( cùng với năm 1998 ) đồng thời cũng là năm kỉ lục về lũ lụt và hạn hán trên toàn
cầu. Năm 2001 nhiệt độ trung bình mặt trái đất cao hơn nhiệt độ trung bình trong 30 năm
qua từ năm 1961  1990 là 0,42
0
C, [ 4 ].
-Mực nước biển: Cũng theo tổng cục khí tượng Hoa Kỳ quan sát mực nước biển trên
100 năm qua cho thấy mực nước biển trên toàn cầu tăng lên 20 cm nữa.
-Bệnh ung thư da và đục thuỷ tinh thể : Tầng Ozone thủng nên các tia cực tím có
thể xuyên qua tầng khí quyển và tác động đến con người gây ra những hậu quả nghiêm
trọng như : ung thư da, đục thuỷ tinh thể mắt, giãm hiệu quả miễn dòch … đồng thời cũng
ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái động thực vật trên trái đất.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
Người ta ghi nhân được rằng nước Úc là nước có tỉ lệ ung thư da cao nhất. Năm 2001 ghi
nhận có 300.000 trường hợp mắc bệnh phải điều trò, hơn 720.000 ca phẫu thuật chữa ung
thư da được tiến hành. Chính phủ Úc đã chi hơn 300 triệu USD để chửa bệnh, …
Một trong những vấn đề mà thế giới hết sức quan tâm hiện nay là tất cả các hiện
tượng biến đổi khí hậu ở trên là do hai nguyên nhân chủ yếu : Sự suy giảm tầng Ozone
và hiệu ứng nhà kính làm nóng trái đất.
1.1.1.Tầng Ozone và sự suy thoái:
Tầng Ozone là tầng khí quyển có độ dày khoảng 40 km, cách bề mặt trái đất từ 10 
50 km theo chiều cao. Ozone có khả năng hấp thụ mạnh các tia cực tím (UV ) của bức
xạ mặt trời có bước sóng từ 10  380 nm (1nm = 10
-9

SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
bình lưu chỉ có 1% là từ các chất HCFCs.Khả năng làm suy giảm tầng ozone của các
chất HCFCs không đến 10% so với các CFCs, [4].
Đối với các freon HFCs (các dẫn xuất từ methane ethane,…chỉ chứa flourine và
hydrogen)không chứa chlorine nên không phá huỷ tầng ozone.
Như vậy các chất có tác dụng khác nhau đối với tầng ozone.Để đánh giá khả
năng phá huỷ tầng ozone của các môi chất lạnh khác nhau người ta sử dụng chỉ số phá
huỷ tầng ozone ODP (Ozone Depletion Potentinal)
1.1.2 Hiệu ứng nhà kính:
Bề mặt trái đất có nhiệt độ trung bình khoảng 15
o
C, nhiệt độ này được thiết lập nhờ
hiệu ứng nhà kính cân bằng do khí carbonic và hơi nước ở trạng thái cân bằng sinh thái
trong tầng khí quyển tạo ra. Lớp khí carbonic và hơi nước này có tác dụng như một lồng
kính , nó chỉ cho các tia năng lượng có bước sóng ngắn phát ra từ mặt trới đi qua và phản
xạ lại các tia năng lượng có bươc sóng dài phát ra từ trái đất do đó có tác dụng làm nóng
trái đất.
Người ta nhận thấy trong thành phần không khí, O
2
và N
2
chiếm 99%, tuy chỉ chiếm
1% nhưng các khí còn lại dóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến nhiệt độ của trái đất.
Người ta cho rằng nếu trong không khí chỉ có O
2
và N
2
thì nó sẽ phản xạ hoàn toàn các
tia bức xạ mặt trời.

( R11=1)
Chỉ số GWP
(R11 = 1)
R10 140 50 1,1 0,35
R11 250 65 1,0 1,0
R12 450 120 0,9÷1 3
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
R12B1 - 15 3 -
R13 10 400 0,45 7
R13B1 - 100 8÷13 Có
R14 70 10000 0 Có
R20 10 0.6 Có -
R22 60 15 0.05 0.35
R40 600 1.5 Có Có
R113 35 90 0.85 1.35
R114 15 200 0.7 4.0
R114b2 - - 6 -
R115 5 400 0.4 7.5
R116 4 >500 0 có
R123 - 2 0.02 0.02
R124 - 6 0.02 0.1
R125 - 28 0 0.6
R134a - 16 0 0.26
R140a 140 7 0.15 0.025
R141b - 8 0.1 0.09
R142b - 19 0.06 0.36
R143 - 41 0 0.75
R125a - 2 0 0.03
1.2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu:

Môi chất lạnh là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động carnot ngược chiều
để bơm một dòng nhiệt từ một môi trường có nhiệt độ thấp đến một môi trường có nhiệt
độ cao hơn, [2].
b>Các yêu cầu đối với môi chất lạnh :
Do đặc điểm của chu trình lạnh, của hệ thống thiết bò, điều kiện vận hành, bảo
dưỡng, sửa chữa, an toàn cháy nổ, an toàn độc hại,…, môi chất lạnh cần phải có các tính
chất phù hợp sau, [2].
- Tính chất bảo vệ môi trường : Không làm ô nhiễm môi trường, không có hại đối với
môi trường.
- Tính chất hoá học:
+ Phải bền vững về mặt hoá học trong phạm vi áp suất và nhiệt độ làm việc, không
được phân huỷ hoặc polyme hoá.
+ Phải trơ về mặt hoá học, không ăn mòn vật liệu chế tạo thiết bò của hệ thống, không
phản ứng với dầu bôi trơn, ôxy trong không khí và hơi ẩm.
+ Phải an toàn, không gây cháy, nổ .
- Tính chất sinh lý :
+ Không được độc hại đối với con người và các cơ thể sống khác, không gây phản ứng
với cơ quan hô hấ, không tạo các khí độc hại khi tiếp xúc với ngọn lửa hàn và vật liệu
chế tạo máy.
+ Phải có mùi đặt biệt để dễ dàng phát hiện khi rò rỉ và có biện pháp phòng chống an
toàn . Nếu môi chất không có mùi thì co thể pha thêm chất có mùi vào để dễ nhận biết
nếu chất đó không ảnh hưởng đến chu trình máy lạnh .
+ Không được làm hỏng hay ảnh hưởng xấu đến sản phẩm bảo quản khi rò rỉ .
- Tính chất vật lí:
+ Ở điều kiện môi trường, áp suất ngưng tụ không được quá cao để số cấp nén của máy
nén càng ít càng tốt, giảm rò rỉ môi chất, giảm chiều dày vách của các thiết bò áp lực để
tiết kiệm vật liệu kim loại và an toàn, giảm nguy cơ nổ vỡ thiết bò.
+ p suất bay hơi không được quá thấp ở điều kiện môi trường, phải lớn hơn áp suất khí
quyển một ít để hệ thống không bò chân không, tránh rò lọt không khí vào hệ thống.
+ Nhiệt độ đông đặc (t

lưu
+ phải không dẫn điện, có thể sử dụng cho máy nén kín và nữa kín.
- Tính kinh tế:
+ Dễ chế tạo, giá thành rẻ.
+ Dễ kiếm, nghóa là việc sản xuất vận chuyển, bảo quản dễ dàng.
- Trong thực tế không có một môi chất nào đáp ứng được tất cả các yêu cầu trên, do đó
khi chọn môi chất cho một ứng dụng cụ thể cần phát huy được ưu điểm một cách tối đa
và hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm của nó
2.1.2 Môi chất lạnh freon cũ và tác hại của nó đến môi trường
Các môi chất lạnh freon dã và đang được sử dụng tronh nghành kỉ thuật lạnh bao
gồm các môi chất chủ yếu sau:
- Làm môi chất lạnh :R12, R22, R502
- Chế tạo hạt xốp làm các tấm panel cách nhiệt : R11
Nói chung các môi chất lạnh là hợp chất hữu cơ của các nguyên tố cacbon (C), hidrô(H),
clo(Cl), flo(F)… Tuỳ thuộc vào thành phần mà người ta chia ra làm các nhóm sau :
2.1.2.1 các chất CFC s:
Là hộp chất của cacbon, flo và clo công thức có dạng : CmFnCLk
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
Các chất CFCs là những tác nhân gây phá huỷ tầng ozone lớn nhất. Chỉ số phá huỷ
tầng ozone của nó lớn hơn hẳng so với các chất khác. Như vậy trong các môi chất sử
dụng trong kó thuật lạnh có R11 và R12 là các đại diện của CFC
s
.
Người ta nhận thấy các CFCs rất bền vững trong không khí, tuy nặng hơn không khí
nhưng sau nhiều năm nó cũng được đẩy lên tầng bình lưu. Ở đó dưới tác dụng của tia cực
tím, các CFCs phân huỷ và giải phóng chlorine.Các nguyên tử chlorine hoạt động như
một chất xúc tác trong quá trình phá huỷ tầng ozone và không mất đi sau phản ứng
quang hoá. Chlorine tồn tại rất lâu trong khí quyển (hơn 100 năm ) nên khả năng phá
huỷ tầng ozone của nó rất lớn. Người ta đã tính được cứ một nguyên tử chlorine có thể

Là hợp chất của 4 nguyên tố: Cacbon, Hiđro, Flo và Clo. So với các chất CFCs thì
các chất HCFCs có chỉ số phá huỷ tầng ozone thấp hơn, chưa đến 10%.
Trong kỹ thuật lạnh R22 là chất đại diện của HCFCs, ký hiệu là HCFC-22. Riêng R502
là hỗn hợp của HCFC-22 (48,8%) và CFCs-115(51,2%). Các chất HCFCs có độbền vững
hoá học kém nên thường bò phân huỷ tự nhiên trước khi đến tầng bình lưu. Chỉ có một
phần chlorine rất nhỏ có thể di chuyển đến được tầng bình lưu. Người ta ước tính trong
tổng số lượng chlorine phát thải vào tầng ozone, các nguyên tử chlorine từ các chất
HCFCs chỉ chiếm khoảng 1%.
2.1.2.3 Các chất HFCs :
Là hợp chất hữu cơ của các nguyên tố Hiđrô cacbon và Flo .Trong thành phần của
các chất HFC không chứa nguyên tố Chlorine nên nó không làm suy giảm tầng ozone,
do đó có thể coi là môi chất lạnh an toàn tuy nhiên nó cũng góp phần vào quá trình làm
tăng hiệu ứng nhà kính .
2.1.3 Công ước quốc tế và chương trình huỷ bỏ các CFCs và HCFCs.
2.1.3.1 Những thỏa thuận quốc tế về việc loại bỏ các chất suy giảm tầng ozone :
Để đi đến thoả thuận chung, nhiều hội nghò quốc tế đã nhóm họp. Các kết quả thoả
thuận được ghi trong 02 văn kiện quan trọng là :
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 11
Tia UV
CFCl
2
Cl(Chlorene)
O
2
Cl
O
2
Oxygenne
CLO(chlorene oxide)
O

b> Đối với HCFCs :
Lấy năm 1996 làm chuẩn để tính lượng tiêu thụ bình quân đầu người.
- 01/01/1996 Ngưng sản xuất và sử dụng.
- 01/01/2000 Giảm lượng tiêu thụ 35% so với năm1996.
- 01/01/2010 Giảm lượng tiêu thụ 65% so với năm 1996.
- 01/01/2015 Giảm lượng tiêu thụ 95% so với năm 1996.
- 01/01/2020 Giảm lượng tiêu thụ 95,5% so với năm 1996.
- 01/01/2030 Giảm lượng tiêu thụ 100% so với năm 1996.
Riêng các nước thuộc điều 5 của nghò đònh này được trì hoãn việc đình chỉ hoàn toàn
vào năm 2040.( Việt Nam thuộc diện này ).
2.1.4 Các môi chất lạnh đề xuất để thay thế cho các Freon cũ bò cấm :
2.1.4.1 Yêu cầu đối với môi chất lạnh mới :
Môi chất lạnh mới phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau :
1. Không chứa chlorine trong thành phần hoá học, đó là các chất HFCs, môi chất
lạnh tự nhiên, …Do không có thành phần chlorine nên chỉ số ODP của nó bằng không và
chỉ số GWP càng nhỏ nếu thành phần hoá học càng ít flourine.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
2. Có các tính chất nhiệt động tốt.
3. An toàn không độc hại, không cháy nổ,…
4. Kinh tế và dễ kiếm.
2.1.4.2 Các môi chất lạnh được đề nghò thay thế cho môi chất lạnh Freon cũ:
Trên cơ sở nhiều công trình nghiên cứu khác nhau, các nhà sản xuất đã đề nghò một
số môi chất lạnh mới để thay thế cho các môi chất lạnh phổ biến nhất dưới đây:
Bảng 2.1 : Bảng môi chất thay thế
Môi chất
Thay thế
cho
Khoảng
nhiệt độ

∗
0 1000
Môi chất lạnh tự nhiên
R290 R22/R502 C, M, F 0 0 300 0 1000
R600a R12 C, M, F 0 0 400 0 1000
R717 R22 C, M, F 0 0
∗
0 50
Ghi chú :
C - Chế độ điều hoà không khí ( Air conditioning );
PRC - Chỉ số phản ứng quang hoa.
M - Chế độ lạnh trung bình ( Medium cooling) quang hoá(photos reaction chemical ).
F - Chế độ lạnh sâu ( Freezing ).
TLV - Giới hạn độc hại cho phép ( Toxicity Limit Value );
* - Chưa biết.
2.1.4.3 Các tính chất cơ bản của một số môi chất lạnh mới:
a> HFC-134a : (R134a)
R134a là môi chất lạnh không chứa chlorine trong thành phần hoá học nên chỉ số
ODP = 0, R134a đã được thương mại hoá trên thò 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 :
- Không gây cháy nổ, không độc hại, không ảnh hưởng sấu đến cơ thể sống.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
- Tương đối bền vững về mặt hoá học và nhiệt.
- Không ăn mòn các kim loại chế tạo máy, có các tính chất vật lý phù hợp . . .
R134a có các tính chất vật lý và nhiệt động sau [4] :
Công thức hoá học : CH

Mật độ hơi bảo hoà ( ở 25
0
C ) : ρ
h
=1,207

kg/l
Nhiệt dung riêng của lỏng sôi : C = 1,26 kJ/Kg.K
Nhiệt ẩn hoá hơi ( 25
0
C, 1 atm ): r = 215,5 kJ/Kg.K
Sức căn bề mặt ( 25
0
C, 1 atm ): σ = 0,0149 N/m
Số mũ đoạn nhiệt (30
0
c, 1atm ) : K = 1,093
Độ nhớt động lực học của lỏng môi chất 25
0
C : µ = 20,5.10
-5
Pa.s
Độ nhớt động lực học của hơi bão hoà : µ = 1,2. 10
-5
Pa.s
Hệ số dẫn nhiệt của lỏng sôi môi chất ở 25
0
C : λ
l
= 0,0832 W/mK

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
b> R407C (SUVA AC9000):
R407c là một hổn hợp gần đồng sôi của các môi chất HFC-32, HFC-125 và HFC-
134a; được hảng DOPONTđưa ra thò trường với cái tên thương mại Suva AC9000 hay
hãng ICI với tên KLEA407C. R407c được dùng thay thế cho HCFC-22 trong lónh vực
lạnh công nghiệp, điều hoà không khí, bơm nhiệt và một số ứng dụng khác.
Môi chất R134a có các thông số nhiệt vật lý sau :
+ Thành phần hoá học (theo khối lượng ) : 23% HFC-32; 25% HFC-125; 52% HFC-
134a.
+ Phân tử lượng : M = 86,2 Kg/kmol
+ Nhiệt độ sôi (1atm) : t
s
= -43,56
0
C
+ Nhiệt độ tới hạn: t
c
=86,2
0
C
+ p suất tới hạn: P
c
= 4619,1 kPa
+ Mật độ tới hạn: ρ
c
= 527,3 Kg/cm
3
+ Thể tích tới hạn: V
c
=0,00190 m

thế môi chất R407C, dầu bôi trơn cần phải cân nhắc cẩn thận và hỏi các nhà sản xuất về
các ứng dụng cho từng trường hợp cụ thể.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
c> R404a (Sava HP62) :
Hãng DOPONT (Mó) giớiù thiệu sản phẩm R404a của hãng có tên thương mại là
Sava HP62, đây là một hỗn hợp gần đồng sôi mà trong thành phần hoá học của nó
không chứa chlorine nên chỉ số ODP = 0.
R404a có các đặc tính tốt nhất trong các môi chất thay thế cho R502, nó có công
suất và hiệu suất tương tự như R502 nhưng nhiệt độ cuối tầm nén thấp hơn đến 9
0
C, đảm
bảo tuổi thọ máy nén, các chi tiết và dầu bôi trơn cao hơn. Mặt khác R404a có những
đặc tính truyền nhiệt tốt hơn R502, do vậy khi có sự giảm hiệu suất nén trong hệ thống
thì có thể khắc phục bằng cách cải tiến quá trình truyền nhiệt trong hệ thống. Suva HP62
thường được sử dụng trong những thiết bò mới và trong những hệ thống dùng R502 mà
thời gian sử dụng còn lại trên 7 năm.
R404a có các thông số nhiệt vật lý sau :
+ Thành phần hóa học ( theo khối lượng ) : 44% HFC-12; 52% HFC-143a;
4%HFC-134a.
+ Phân tử lượng : M = 97,6,Kg/kmol
+ Nhiệt độ sôi ở 1atm : t
s
= -46,5
0
C
+ Nhiệt độ tới hạn : t
c
= 72,1
0

0
C : µ = 1,28.10
-4
Pa.s
: của hơi bảo hoà (1atm) : µ = 1,22.10
-5
,Pa.s
+ Hệ số dẫn nhiệt của lỏng sôi môi chất ở 25
0
C : λ = 0,0683 W/mK
+ Hệ số dẫn nhiệt hơi bảo hoà (1atm) : λ = 0,0134 W/mK
+ Giới hạn cháy trong không khí : không cháy
+ Chỉ số phá huỷ Ozone : ODP = 0
+ Chỉ số làm nóng đòa cầu : GWP = 0,94 (so với R11)
Sava HP62 có sự trượt nhiệt độ trong quá trình ngưng tụ và bay hơi. Tuy nhiên,
nhiệt độ trượt rất nhỏ, không quá 0.7
0
C do đó không đáng kể. Điều này sẽ không có
nguy cơ tăng khả năng tổn thất môi chất trong hệ thống. R404a phù hợp hầu hết các kim
loại, hợp kim và các phi kim loại chế tạo máy. R404a cũng tương thích với các kim loại,
hợp kim sử dụng trong hệ thống R502 nên đây là đặc điểm thuận lợi trong việc thay thế
môi chất cho các hệ thống đang sử dụng R502.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
R404a là môi chất không độc nhưng theo sự nghiên cứu của các nhà khoa học hãng
DOPONT thì cần chú ý rằng, khi để Sava HP62 gần nguồn có nhiệt độ cao hay ngọn lửa
thì nó có thể bò phân huỷ thành các chất độc hại như HF . . .Vì thế cần tránh để R404a
tiếp xúc với nguồn có nhiệt độ cao, tia lửa điện hay ngọn lửa.
Ở áp suất khí quyển và nhiệt độ lên đến 80
0

q
0
, năng suất lạnh riêng thể tích q
V
, nhiệt ngưng tụ riêng q
K
, công nén riêng l, nhiệt độ
cuối quá trình nén t
2
, tỷ số nén π = q
K
/ q
0
, hệ số cấp λ.
Nhiệt độ quá nhiệt : ∆ t
qn
=15
0
C
Hệ thống có thiết bò hồi nhiệt.
2.2.1.1 Sơ đồ nguyên lý và đồ thò T – S
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
T
4
b)
3
1
2
3

môi chất lạnh Freon cũ như sau(theo TL4) :
a>Thay thế cho R12 :
Trong bảng đánh giá này sử dụng độ sai lệch tương đối để đánh giá. Cách tính như sau:
A
R12
(%) =
12
12
R
Rx
A
AA −
*100%.
A
x
:Thông số nhiệt chu trình của một môi chất lạnh thay thế nào đó.
A
R12
: Thông số nhiệt chu trình của R12.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
Bảng2.2
Môi chất
Thông số
R134a R404a R407a R407b R407c
Hệ số làm lạnh
ε
2,76,5
Được
2,46,0

02,6%
Tốt
≈
40%
Không tốt
Năng suất lạnh riêng
thể tích q
v
08%
Tốt
5864%
Không tốt
4455%
Không tốt
5362%
Không tốt
3746%
Không tốt
Công nén riêng l
2830%
Chưa tốt
913%
Được
3840%
Không tốt
1315%
Được
≈
50%
Không tốt

-30
0
C; t
K
= 35
0
C
10,5
Được
7,9
Tốt
9,4
Được
8,8
Tốt
9,7
Được
Hệ số cấp λ 0,74 
0,87
Được
0,77 
0,88
Được
0,77 
0,88
Được
0,77 
0,88
Được
0,76 

%100.
22
22
22
R
Rx
R
A
AA
a
−
=
.
A
x
-Thông số nhiệt chu trình của một môi chất lạnh thay thế nào đó.
A
R22
–Thông số nhiệt chu trình của R22.
Bảng 2.3
Môi chất
Thông số
R134a R404a R407a R407b R407c
Hệ số làm lạnh
ε
2,76,5
Được
2,46,0
Được
2,66,3

≈
40%
Không tốt
Năng suất lạnh riêng
q
v
711%
Được
2632%
Không tốt
48%
Tốt
2429%
Không tốt
0,54%
Tốt
Công nén riêng l
810%
Được
2122%
Không tốt
03,5%
Tốt
1821%
Không tốt
4 7%
Tốt
Nhiệt ngưng tụ riêng
q
k

0
C’t
K
=35
0
C
10,5
Được
7,9
Tốt
9,4
Được
8,8
Tốt
9,7
Được
Hệ số cấp λ 0,74 
0,87
Được
0,77 
0,88
Được
0,77 
0,88
Được
0,77 
0,88
Được
0,76 
0,88

exergie là giá trò thực tế của nó.
Kết luận:
Căn cứ vào việc so sánh các đặc tính nhiệt chu trình của các môi chất lạnh mới và
R22 trên bảng 2.3 ta có thể rút ra kết luận :
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
Ở phạm vi nhiệt độ caovà trung bình sử dụng R407A và R407C để thay cho R22 là
thích hợp nhất, các chỉ tiêu đánh giá đều đạt yêu cầu và tốt. Ngoài ra có thể sử dụng
R134A để thay thế R22 tuy nhiên khi có kích thước máy nén sai khác nhau đáng kể.
c>Thay thế cho R502 :
Trong bảng đánh giá này sử dụng độ lệch tương đối để đánh giá, cách tính như sau:
A
R502
(5)=
%100*
502
502
R
R
A
AAx −
. Trong đó :
A
x
: Thông số nhiệt chu trình của một môi chất thay thế nào đó. A
R502
: thông số nhiệt chu
trình của môi chất R502.
Bảng 2.4
Môi chất

40%
Được
710%
Được
4345%
Không tốt
1214%
Được
5659%
Không tốt
Năng suất lạnh riêng thể
tích q
v
3747%
Không tốt
2,64,3%
Tốt
3,112,6
Được
2,37,4%
Tốt
8,217%
Được
Công nén riêng l 3234%
Không tốt
1416%
Được
≈
43%
Không tốt

Tốt
6072
Được
Tỷ số áp suất π ở t
0
=-
30
0
C; t
k
=35
0
C
10,5
Được
7,9
Tốt
9,4
Được
8,8
Tốt
9,7
Được
Hêï số cấp λ 0,740,8
7
Được
0,770,88
Được
0,770,88
Được

Lưu ý :Giá trò % cho trong bảng trên là mức sai lệch so với môi chất R50, riêng hiệu
suất exergie là giá trò thực của nó.
Kết luận :
Căn cứ vào việc so sánh các đặc tính nhiệt chu trình của môi chất lạnh mới và R502
nêu trên bảng 2.4 ta có thể rút ra kết luận :
Ở phạm vi nhiệt độ cao và trung bình sử dụng R404a và R407b để thay thề cho R502 là
thích hợp nhất, các chỉ tiêu đánh giá đều đạt và tốt.
2.2.2 Chu trình máy lạnh nén hơi hai cấp :
2.2.2.1. Sơ đồ nguyên lý và đồ thò lgp-i :
Sơ đồ nguyên lí và đồ thò lgp-i được trình bày như sau
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 22
4
lgP
I
S
Ỉ
T
1
1
’
’
1
1
’
’
2
2
3=8
3=8
4

5
’
’
5
6
7
9
10
b)
a)
Đồ thò T-S Đồ thò lgp-i
4
3=8
2
1
10
5
5’
7
9
BH
NCA
NHA
NT
BTG
TL1
1
TL2
Sơ đồ nguyên lý
6

,

nhiệt độ cuối tầm nén cấp hai (t
4
).
2.2.2.2 Kết quả tính toán:
Căn cứ vào kết quả nghiên các đặc tính nhiệt chu trình của hệ thống lạnh 2 cấp các
nhà khoa học đã nghiên cứu và rút ra được các bảng đánh giá sau đây (theo TL4) :
a>Thay thế cho R22 :
Bảng2.5
Môi chất
Thông số
R404A R407A R407B
Hệ số lạnh ε 1,71 ÷ 2,63
Được
1,88 ÷ 2,97
Được
1,37 ÷ 2.84
Được
Năng suất lạnh riêng q
0
32 ÷ 37%
Không tốt
10÷13%
Được
30 ÷ 35%
Không tốt
Năng suất lạnh riêng
thể tích q
v

Tốt
43,1 ÷ 46,7
0
C
Tốt
39,8 ÷ 41,5
0
C
Tốt
Lưu ý: Các đại lượng % là sai lệch tương đối so với R22
Kết luận: Qua bảng 2.5 ta có thể rút ra kết luận sau:
Có thể sử dụng R407A để thay thế R22 trong phạm vi nhiệt độ thấ, tuy nhiên đây
chưa phải là phương pháp tối ưu vì sai lệch tương tối cao đặc biệt là năng suất lạnh riêng
thể tích q
v
.Trong điều kiện cùng kích thước máy nén thì sử dụng R404A là thích hợp
nhất.
SVTH :ĐỖ TIẾN VŨ 99N2 Trang: 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
b. Thay thế cho R502 :
Bảng 2.6
Môi chất
Thông số
R404A R407A R407B
Hệ số lạnh ε 1,7÷2,63
Được
1,88÷2,97
Được
1,37÷2.84
Được

Được
Nhiệt độ cuối quá trình
nén t
4
,
0
C
38,3÷39,4
0
C
Tốt
43,1÷46,7
0
C
Tốt
39,8÷41,5
0
C
Tốt
+ Căn cứ vào bảng 2.2.22 ta có thể rút ra kết luận :
Có thể sử dụng R404A để thay thế cho R502 trong phạm vi nhiệt độ thấp các kết quả
đánh giá đều đạt yêu cầu và tốt
2.3. Kết luận : Qua kết quả tính toán và các bảng đánh giá ta có thể rút ra các cặp môi
chất phù hợp sau đây:
- Ở nhiệt độ cao và trung bình (may nén 1 cấp ):
Bảng 2.7
STT Frêôn cũ Môi chất lạnh thay thế
1 R12 R134A (R404A)
2 R22 R407C (R134A)
3 R502 R404A (R407B)