Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng

Trong khi chưa tìm được môi chất lạnh lý tưởng, vừa an toàn, không độc hại, vừa thân thiện với

môi trường không phá hủy tầng ozone, không làm nóng địa cầu, từ 2013, môi chất R32 đã được ứng dụng

trong trong điều hòa không khí phòng RAC ở Nhật, Trung Quốc, Indonesia, Thái lan và một số nước châu

Á khác. Máy điều hòa R32 cũng đã xuất hiện trên thị trường Việt Nam. Bài báo cung cấp các số liệu nhiệt

đông, bảng hơi bão hòa, đồ thị lgp-h cùng các thông liên quan để đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, đào tạo,

lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các loại máy này cho những cán bộ, giảng viên, kỹ sư kỹ thuật

viên có liên quan và những người quan tâm.

Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng trang 1

Trang 1

Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng trang 2

Trang 2

Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng trang 3

Trang 3

Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng trang 4

Trang 4

Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng trang 5

Trang 5

pdf 5 trang duykhanh 24100
Bạn đang xem tài liệu "Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng

Môi chất lạnh R32, tính chất nhiệt động, bảng, đồ thị và khả năng ứng dụng
sư kỹ thuật 
viên có liên quan và những người quan tâm.
Từ khóa: Môi chất lạnh R32
1. Mở đầu
Kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí (ĐHKK) 
đã trải qua giai đoạn phát triển gần 200 năm kể từ 
ngày Perkins đăng ký bằng phát minh máy lạnh nén 
hơi năm 1934. Song hành với sự phát triển đó là sự 
phát triển của môi chất lạnh (MCL). Căn cứ vào 
đặc điểm tính chất mà người ta chia MCL thành 4 
thế hệ: 
- Thế hệ 1: kéo dài khoảng 100 năm từ 1834 
đến 1930. Các MCL chủ yếu là các chất lỏng tự 
nhiên dễ bay hơi như cồn, rượu, ê te, propan, butan, 
ammoniac, SO2... Chúng có đặc điểm là độc hại và 
dễ cháy nổ.
- Thế hệ thứ 2: (1931 đến 1990), khi các 
Freon khác nhau như R11, 12, 13, 22, 500, 502 
được sử dụng. Đó là các chất có tính chất nhiệt 
động tuyệt vời, không cháy nổ và không độc hại.
Để quảng bá cho tính không độc, có nhà khoa học 
đã hít đầy ngực R12 trên diễn đàn. Chúng được gọi 
là môi chất lạnh lý tưởng.Tuy nhiên năm 1974, hai 
nhà bác học Roland và Molina phát hiện ra MCL 
“lý tưởng” đó phá hủy tầng Ozone. Nghị định thư 
Montreal 1987 ra đời để cấm các MCL này. Đó 
chính là các nhóm chất CFC (ChloroFluoroCarbon) 
có ODP Ozone Depletion Potential) rất cao.
- Thế hệ thứ 3: (1990 - 2010), là các chất 
như R134a và các hỗn hợp của chúng như R404A, 
407C, 410A, 507 không chứa Clo thuộc nhóm 
HFC (HydroFluoroCarbon) có ODP = 0. Chúng 
lập tức được đưa vào sử dụng và được coi là cứu 
tinh của nhân loại.Trớ trêu thay, HFC lại làm trái 
đất nóng lên, gây ra biến đổi khí hậu, nước biển 
dâng, thiên tai, bão lụt, do GWP (Global Warming 
Potential) quá cao. Từ vị “cứu tinh”, chúng biến 
thành “tội đồ”. Nghị định thư Kyoto 1997 ra đời 
đưa ra lộ trình hạn chế sản xuất và sử dụng HFC. 
- Thế hệ thứ 4: (2010 - nay), do sự khan hiếm 
của các lựa chọn khả thi, MCL thế hệ 4 cần được xem 
xét đồng thời tất cả các yêu cầu đặc biệt là yêu cầu về 
môi trường, và cần phải được đánh giá tổng thể và 
lồng ghép để đi đến quyết định lựa chọn chính xác 
MCL của tương lai. Các HFO (HydroFluoroOlefin) 
như R1234yf và R1234ze được quan tâm đặc biệt 
đến vì GWP = 4 ÷ 8. Ngoài ra, các môi chất của thế 
hệ 1 và 3 còn được sàng lọc lại với tiêu chí là GWP 
đủ nhỏ, ODP bằng không hoặc đủ nhỏ, chấp nhận 
tính đễ cháy và độc hại có mức độ. Ở Mỹ, HFO 
được khuyến khích sử dụng trong điều hòa ô tô và 
trong các chiller sản xuất nước lạnh. Ở Trung Quốc 
Propan được sử dụng rộng rãi. Ở Nhật thì ngược lại, 
HFC R32 được khuyến cáo sử dụng trong các loại 
máy điều hòa không khí RAC kể cả PAC, VRF tạm 
thời thay thế cho các HFC bị cấm. Cuộc tìm kiếm 
môi chất lạnh thế hệ 4 vẫn đang tiếp diễn với rất 
nhiều khó khăn và tranh cãi chung quanh 4 mục tiêu 
là tính thân thiện với môi trường, an toàn, hiệu suất 
năng lượng cao và giá thành hạ.Trong bài báo này 
chúng tôi xin giới thiệu về MCL R32.
2. Các tính chất nhiệt động
R32 có công thức hóa học CH2F2, nhiệt độ 
sôi thường -51,7oC, có đặc tính nhiệt động rất tốt 
tương tự như R22 và 502 [1,2]. R32 không độc TLV 
= 1000 ppm, AEL = 1000 ppm. Do có đến 2 nguyên 
tử Hyđrô trong phân tử nên R32 thuộc loại dễ cháy 
hơn so với R22, an toàn cháy nổ kém hơn so với 
R22. Ưu điểm chủ yếu của R32 chỉ là thân thiện 
hơn với môi trường. R32 là HFC nên công nghệ ga, 
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology42 Khoa học & Công nghệ - Số 11/Tháng 9 - 2016
dầu, bôi trơn, bảo dưỡng, sửa chữa tương tự như 
HFC 410A.
R32 bền vững về nhiệt và hóa, không ăn 
mòn và tác dụng với vật liệu chế tạo máy như thép, 
đồng, nhôm và đồng thau. Tuy nhiên cần tránh sử 
dụng kẽm, ma nhê, chì vì chúng bị R32 ăn mòn. 
R32 được sử dụng là đơn chất cho máy điều hòa, 
trước hết là điều hòa phòng chủ yếu do GWP = 675 
tương đối thấp so với các HFC khác. Tuy có GWP 
thấp, nhưng vẫn cao hơn nhiều so với yêu cầu của 
EU là ≤ 150. 
Tuy nhiên R32 có nhược điểm là áp suất rất 
cao và nhiệt độ cuối tầm nén quá cao. Trước đây 
nó chỉ được sử là thành phần trong hỗn hợp (R32 
chiếm 23% trong R407C và 50% trong R410A). 
Theo [4,5] do nhiệt độ cuối tầm nén cao nên khó 
có thể sử dụng trong tủ lạnh và máy lạnh thương 
nghiệp mà chỉ có thể sử dụng trong kỹ thuật ĐHKK, 
đặc biệt RAC. Bảng 1 giới thiệu thông số của R32 so 
sánh với một số MCL thông dụng cho máy ĐHKK.
Bảng 1. Thông số của R32 so sánh với một số môi 
chất thông dụng
Hạng mục R134a R22 R410A R32
Công thức 
hóa học
CH2FCF3 CHClF2 R32/125 CH2F2
Phân tử 
lượng
102.03 86.47 72.58 52.02
Điểm sôi 
tiêu chuẩn, 
oC
-26.1 -40.8 -51.6 -51.7
Nhiệt độ 
tới hạn, oC
101.1 96.2 72.5 78.2
Áp suất tới 
hạn, MPa
4.06 4.99 4.95 5.78
Mật độ tới 
hạn, kg/m3
515 513 329
Giới hạn 
bắt lửa 
dưới LFL, 
%
non non non 13.3
Nhiệt trị 
HOC, 
MJ/kg
4,2 2,2 - 4.4 9.4
Nhóm an 
toàn
A1 A1 A1 A2L
Tuổi thọ 
trong khí 
quyển, 
năm
13,6 11,8 5 - 15 5.6
ODP 0.000 0.034 0.000 0.000
GWP (100 
năm)
1600 1900 2340 675
Các ứng 
dụng chính
Thay thế 
tạm thời 
cho R22
ĐHKK 
và nhiều 
ứng 
dụng 
khác 
ĐHKK Thay 
thế cho 
R22, 
R410A
Bảng 2 giới thiệu so sánh thông số chu trình 
tiêu chuẩn cho ĐHKK phòng với nhiệt độ bay hơi 
5oC, độ quá nhiệt hơi hút Δt
qn
 = 5 K (nhiệt độ phòng 
27oC), nhiệt độ ngưng tụ 50oC, độ quá lỏng lỏng Δt
ql
= 5 K (nhiệt độ môi trường 35oC) đối với 4 loại MCL 
đã nêu. Qua Bảng 2 ta thấy: Nhược điểm là R32 có 
áp suất ngưng tụ cao nhất, nhiệt độ cuối tầm nén cao 
nhất, gây khó khan cho việc ứng dụng. Nhược điểm 
khác là hệ số lạnh thuộc loại thấp nên tiêu tốn năng 
lượng hơn so với R410A và R22.Ưu điểm là năng 
suất lạnh khối lượng và thể tích cũng cao nên máy 
nén rất gọn nhẹ. Ưu điểm khác là giá R32 khá rẻ do 
công nghệ sản xuất đã có sẵn, và lượng nạp R32 vào 
máy chỉ còn khoảng 70% so với R410A [3], làm cho 
tổng phát thải khí nhà kính giảm, tổng chi phí về 
thương mại dịch vụ giảm đi nhiều.
Bảng 2. So sánh thông số chu trình ĐHKK tiêu 
chuẩn t
o
 = 5 oC, t
k
 = 50 oC
Hạng 
mục
Đơn 
vị
R134a R22 R410A R32
Áp suất 
ngưng tụ 
bar 13,2 19,3 30,6 31,3
Áp suất 
bay hơi
bar 3,5 5,8 9,34 9,5
Tỉ số nén - 3,77 3,33 3,28 3,29
Nhiệt độ 
đầu đẩy
oC 62 76 77 89
Năng 
suất lạnh 
khối 
lượng 
kJ/kg 142 156 192 246
Thể tích 
riêng hơi 
hút 
m3/kg 0,064 0,0430 0,029 0,0396
Năng 
suất lạnh 
thể tích
kJ/m3 2230 3630 5276 6210
Công nén 
riêng 
kJ/kg 30 29 39 52
Hệ số 
lạnh lý 
thuyết 
COP
- 4,73 5,38 4,92 4,73
% hiệu 
suất so 
với 410A
96,1 113 100 96,1
Bảng 3 giới thiệu sự tương thích của các 
dụng cụ lắp đặt. Như vậy, bộ van nạp, dây nạp, bộ 
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 11/Tháng 9 - 2016 Journal of Science and Technology 43
loe ống, chìa khóa lực, đầu rắc co chuyển đổi, và 
bình chúa thu hồi ga của R32 là tương thích với 
R410A nhưng không tương thích với R134a và 
R22. Dầu bôi trơn của R32 cũng tương tự như của 
R410A do cùng nhóm HFC.
Bảng 3. Sự tương thích của các dụng cụ lắp đặt
Hạng mục R134a R22 R410A R32
Bộ van nạp MCL không không có có
Dây nạp MCL không không có có
Bộ loe ống không không có có
Chìa khóa lực không không có có
Đầu răc co chuyển 
đổi
không không có có
Bình chứa sau thu 
hồi 
không không có có
Cân định lượng; 
Dụng cụ uốn ống; 
Bơm chân không; 
Máy dò ga điện tử
có có có có
3. Bảng hơi bão hòa
Bảng 4 giới thiệu bảng hơi bão hòa của R32 
(rút gọn từ [2], chi tiết hơn xem trong [2]). 
 Bảng 4. Bảng hơi bão hòa của R32
t
oC
p
MPa
v’
dm3/kg
v’’
dm3/kg
ρ’
kg/m3
ρ’’
kg/m3
h’
kJ/kg
r
kJ/kg
h”
kJ/kg
s’
kJ/kgK
s”
kJ/kgK
-120 0,00049 0,73148 50413,4 1367,10 0,01984 11,393 443,37 454,77 0,1030 2,9981
-115 0,00086 0,73727 29397,2 1356,35 0,03402 18,312 439,78 458,09 0,1474 2,9281
-110 0,00146 0,74324 17804,4 1345,47 0,05617 25,275 736,11 461,39 0,1907 2,8638
-105 0,00240 0,74938 11159,2 1334,44 0,08961 32,304 432,36 464,67 0,2332 2,8045
-100 0,00382 0,75570 7214,89 1323,27 0,13860 39,415 428,50 467,92 0,2749 2,7497
-95 0,00590 0,76223 4798,19 1311,94 0,20841 46,633 424,52 471,15 0,3160 2,6989
-90 0,00887 0,76896 3273,93 1300,45 0,30544 53,966 420,38 474,35 0,3565 2,6518
-85 0,01302 0,77592 2286,73 1288,80 0,43731 61,409 416,08 477,49 0,3966 2,6081
-80 0,01867 0,78311 1631,64 1276,96 0,61288 68,974 411,59 480,56 0,4363 2,5672
-75 0,02622 0,79055 1187,13 1264,94 0,84237 76,668 406,90 483,57 0,4756 2,5291
-70 0,03614 0,79826 879,254 1252,73 1,13733 84,482 401,99 486,47 0,5145 2,4933
-65 0,04893 0,80625 661,941 1240,31 1,51071 92,416 396,87 489,28 0,5530 2,4597
-60 0,06518 0,81455 505,853 1227,67 1,97686 100,46 391,51 491,97 0,5911 2,4279
-55 0,08552 0,82318 391,916 1214,81 2,55157 108,60 385,93 494,54 0,6288 2,3979
-50 0,11066 0,83215 307,473 1201,70 3,25232 116,86 380,10 496,96 0,6661 2,3695
-45 0,14133 0,84151 244,044 1118,33 4,09763 125,16 374,06 499,23 0,7028 2,3424
-40 0,17835 0,85129 195,772 1174,69 5,10799 133,52 367,81 501,33 0,7389 2,3165
-35 0,22256 0,86150 158,593 1160,76 6,30546 141,90 361,36 503,27 0,7744 2,2917
-30 0,27485 0,87221 129,625 1146,51 7,71456 150,32 354,69 505,02 0,8092 2,2679
-25 0,33617 0,88344 106,833 1131,93 9,36042 158,72 347,86 506,58 0,8431 2,2449
-20 0,40750 0,89526 88,7191 1116,99 11,2715 167,08 340,86 507,95 0,8762 2,2227
-15 0,48984 0,90773 74,1838 1101,65 13,4800 175,42 333,68 509,10 0,9086 2,2012
-10 0,58426 0,92090 62,4296 1085,90 16,0181 183,68 326,38 510,06 0,9399 2,1802
-5 0,69185 0,93487 52,8382 1069,67 18,9257 191,88 318,90 510,79 0,9704 2,1597
0 0,81378 0,94972 44,9553 1052,94 22,2443 200,00 311,29 511,29 1,0000 2,1396
5 0,95124 0,96557 38,4310 1035,65 26,0206 208,02 303,55 511,57 1,0286 2,1199
10 1,10550 0,98257 32,9886 1017,74 30,3135 215,97 295,62 511,60 1,0564 2,1005
15 1,27791 1,00086 28,4202 999,137 35,1862 223,86 287,51 511,37 1,0834 2,0812
20 1,46989 1,02067 24,5602 979,749 40,7163 231,69 279,17 510,86 1,1097 2,0620
25 1,68300 1,04224 21,2758 959,469 470,018 239,54 270,53 510,06 1,1355 2,0429
30 1,91891 1,06591 18,4661 938,161 54,1532 247,40 261,54 508,93 1,1608 2,0236
35 2,17946 1,09212 16,0440 915,651 62,3285 255,38 252,05 507,43 1,1860 2,0040
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology44 Khoa học & Công nghệ - Số 11/Tháng 9 - 2016
40 2,46666 1,12144 13,9416 891,709 71,7278 263,59 241,89 505,48 1,2114 1,9839
45 2,78278 1,15470 12,1031 866,027 82,6233 272,14 230,86 503,00 1,2374 1,9630
50 3,13033 1,19308 10,4827 838,167 95,3953 281,22 218,65 499,87 1,2644 1,9411
55 3,51216 1,23842 9,03708 807,479 110,655 291,13 204,73 495,86 1,2934 1,9173
60 3,93148 1,29380 7,72915 772,916 129,380 302,28 188,35 490,63 1,3256 1,8909
65 4,39198 1,36501 6,51894 732,598 153,399 315,38 168,16 483,54 1,3628 1,8601
70 4,89784 1,46529 5,34937 682,461 186,938 331,84 141,31 473,14 1,4090 1,8208
75 5,45391 1,64093 4,06234 609,410 246,164 355,82 98,288 454,11 1,4758 1,7582
78,41 5,83000 2,32558 2,32558 430,000 430,000 401,99 0,0000 401,99 1,6058 1,6058
4. Đồ thị lgp-h [1,2]
5. Kết luận
Từ năm 2013, nhiều công ty Nhật đã sử dụng 
R32 trong máy điều hòa phòng RAC [3]. Trung 
Quốc và một số nước Đông Nam Á như Indonesia 
[7], Thái Lan [8] cũng sản xuất RAC với R32. Ở 
Thái lan có tới 12 xí nghiệp sản xuất RAC với R32, 
chiếm 20 % thị phần, trị giá khoảng 1,27 tỷ USD 
[8]. Máy điều hòa phòng R32 cũng đang được bán 
rộng rãi trên thị trường Việt Nam.Việc tìm hiểu các 
số liệu nhiệt động cơ bản của R32 là hết sức cần 
thiết. Bài báo này cung cấp số liệu về tính chất nhiệt 
động, bảng và đồ thị phục vụ cho công tác đào tạo, 
nghiên cứu, đánh giá so sánh các chu trình cũng 
như phục vụ cho công tác lắp đặt, vận hành, kiểm 
tra, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa máy và thiết bị. 
Tuy nhiên, chúng ta chưa nên sử dụng rộng 
rãi R32 ngoài máy điều hòa phòng. Vì Việt nam là 
nước nghèo, mới có ân huệ được Liên Hợp Quốc 
cho sử dụng R22 đến năm 2040. R22 là công nghệ 
đã ổn định trên 80 năm, quen thuộc và hiệu quả, bảo 
dưỡng sửa chữa dễ dàng, có thể ứng dụng rộng rãi 
trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế với hiệu quả 
năng lượng cao. Chúng ta không nên bỏ phí ân huệ 
đó. Rút kinh nghiệm từ R134a, R407C, R410A, khi 
mới ra đời cách đây 20 năm, đã được quảng cáo 
như môi chất lạnh vĩnh viễn của tương lai, nhưng 
đến nay lại phải vứt bỏ.Các môi chất này đâu có rẻ, 
đắt hơn R22 từ 8-10 lần, có khi còn cao hơn. Chúng 
ta hãy chờ đợi khoảng mươi năm cho đến khi các 
MCL mới được sử dụng ổn định cũng chưa muộn.
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 11/Tháng 9 - 2016 Journal of Science and Technology 45
Tài liệu tham khảo
[1]. Nguyễn Đức Lợi, Ga, Dầu và Chất tải lạnh, NXB Giáo dục 2008.
[2]. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Môi chất lạnh, NXB giáo dục 1998.
[3]. Daikin, Môi chất lạnh thế hệ mới R32, Hội thảo loại trừ CFC và tiết kiệm năng lượng, nâng cao 
hiệu suất năng lượng trong lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí, Hà nội ngày 10.12.2013.
[4]. Nguyễn Đức Lợi, Nghiên cứu khả năng thay thế R134a bằng R1234ze(E) và R32 trong tủ lạnh 
gia dụng và thương nghiêp, Tạp chí năng lượng Nhiệt số 117 tháng 5.2014, tr.6-10.
[5]. Nguyễn Đức Lợi, Môi chất lạnh mới R1234yf và R32, so sánh lý thuyết với R134a trong tủ và 
máy lạnh thương nghiệp, Tạp chí KHCN các trường Đại học Kỹ thuật số 102, tr. 117-121.
[6]. Dragon Wu TCL, Study on Heat Pump Water Chiller with R290 and R32, Agenda for the Asia and 
the Pacific RegionalWorkshop on Envirommentally Friendly Refrigerants in Room Air Conditioner 
(RAC) and Compressor Manufacturing Plants, 29 Febr.to 3 March 2016 Schenzhen China.
[7]. Ari D. Pasek, Iwan Chandra, Indonesia Experience in Implementing HPMP in Manufacturing 
Sector, Agenda for the Asia and the Pacific RegionalWorkshop on Envirommentally Friendly 
Refrigerants in Room Air Conditioner (RAC) and Compressor Manufacturing Plants, 29 Febr.to 3 
March 2016 Schenzhen China.
[8]. Thailand Department of Industry Works. Update on HPMP Stage I of Thailand AC Sector, 
Agenda for the Asia and the Pacific RegionalWorkshop on Envirommentally Friendly Refrigerants 
in Room Air Conditioner (RAC) and Compressor Manufacturing Plants, 29 Febr. To 3 March 2016 
Schenzhen China.
[9]. Nguyễn Đức Lợi, Các thế hệ môi chất lạnh và bảo vệ môi trường sống, Tạp chí năng lượng 
Nhiệt số 122 (01/2015) tr. 9-13.
REFRIGERANT R32, THERMODYNAMIC PROPERTIES, TABLE, DIAGRAM
AND APPLICATION ABILITIES
Abstract:
While not yet found the ideal refrigerant, safe, non-toxic, environmentally friendly, no ozone 
depletion, low greenhouse effect, from 2013, the R32 refrigerant has been applied in the RAC (room air 
conditioners) in Japan, China, Indonesia, Thailand and some other Asian countries. R32 Air Conditioners 
have also appeared on the Vietnam market. This paper provides thermodynamic properties, saturated steam 
tables, lgp-h diagram with relevant information... to meet the needs of research, training, installation, 
operation, maintenance and repair of this kind of RACs for the lecturers, students, engineers, technician ... 
and interested persons.
Keywords: Refrigerant R32

File đính kèm:

  • pdfmoi_chat_lanh_r32_tinh_chat_nhiet_dong_bang_do_thi_va_kha_na.pdf