Chọn môi chất lạnh cho hệ thống lạnh | NH3 và Freon

Lựa chọn môi chất lạnh hợp lý là một trong những vấn đề rất quan trọng khi thiết kế các hệ thống lạnh.

Môi chất NH₃

NH₃ hay còn gọi là amoniac, là loại môi chất làm lạnh thân thiện với môi trường. Hiện nay hầu hết các hệ thống lạnh trong các nhà máy chế biến thuỷ sản (trừ kho lạnh bảo quản), trong các nhà máy bia đều được thiết kế sử dụng môi chất NH₃. 

Ưu điểm

• NH₃ là rất thích hợp đối với hệ thống lớn và rất lớn, do năng suất lạnh riêng thể tích lớn. Các hệ thống lạnh máy đá cây, máy đá vảy, kho cấp đông, tủ cấp đông các loại và dây chuyền I.Q.F, hệ thống làm lạnh glycol trong nhà máy bia đều rất thích hợp khi sử dụng NH₃.
• Hiệu suất làm lạnh cao: NH₃ có nhiệt ẩn hóa hơi cao, giúp nó hấp thụ và giải phóng nhiệt hiệu quả hơn so với các loại Freon phổ biến. Điều này dẫn đến hệ thống lạnh nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng hơn.
• Thân thiện với môi trường: NH₃ không gây hại cho tầng ozone và có tiềm năng làm nóng toàn cầu (GWP) thấp hơn nhiều so với các loại Freon.

Nhược điểm

• Dễ ăn mòn: NH₃ là làm hỏng thực phẩm và ăn mòn kim loại màu nên không phù hợp khi sử dụng cho các hệ thống nhỏ.
• Khó bảo trì: Hệ thống lạnh sử dụng NH₃ có thể phức tạp hơn để bảo trì so với hệ thống sử dụng Freon.
• Độ độc hại: NH₃ có thể độc hại ở nồng độ cao, do đó cần được sử dụng cẩn thận và có các biện pháp an toàn phù hợp.

Lưu ý

• Không nên sử dụng NH₃ cho các kho lạnh bảo quản, vì đặc điểm của NH₃ là độc và làm hỏng thực phẩm, nếu xảy ra rò rỉ môi chất bên trong các kho lạnh thì rất khó phát hiện, khi phát hiện thì đã quá trễ. 
• Khác với các thiết bị cấp đông, máy đá hoạt động theo mẻ, hàng hoá chỉ đưa vào làm lạnh trong một thời gian ngắn, mỗi lần làm lạnh số lượng hàng không lớn lắm, các kho lạnh hoạt động lâu dài, hàng hoá được bảo quản hàng tháng, có khi cả năm trời, trong quá trình đó xác suất rò rỉ rất lớn, nghĩa là rủi ro rất cao. Mặt khác kho lạnh là nơi tập trung một khối lượng hàng rất lớn, hàng trăm thậm chí nghìn tấn sản phẩm. 
• Giá trị hàng hoá trong các kho lạnh cực kỳ lớn, nếu xảy ra rò rỉ môi chất NH₃ vào bên trong các kho lạnh, hàng hoá bị hỏng các xí nghiệp có thể sẽ bị phá sản. Việc thiết kế kế các kho lạnh sử dụng NH₃ là chứa đựng nhiều nguy cơ và rủi ro cho doanh nghiệp.

Môi chất lạnh Freon

Đối với hệ thống nhỏ, trung bình nên sử dụng môi chất lạnh Freon

Môi chất R134a

Môi chất R134a là môi chất thay thế thích hợp nhất cho R12, nó được sử dụng cho các hệ thống lạnh công suất rất nhỏ như tủ lạnh, điều hòa, máy điều hoà xe hơi… vì năng suất lạnh riêng thể tích nhỏ.

Ưu điểm

• • Thân thiện với môi trường, không gây hại cho tầng ozon: Gas lạnh R134a không chứa clo, nên không gây suy giảm tầng ozon. Đây là một ưu điểm quan trọng của gas R134a, giúp bảo vệ môi trường.
  • Có hiệu suất làm lạnh cao: Gas R134a có nhiệt độ sôi thấp hơn so với gas R12, nên có hiệu suất làm lạnh cao hơn, giúp thiết bị hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng.
  • Giá thành rẻ: Giá thành của gas R134a tương đối rẻ, nên được sử dụng phổ biến trong các thiết bị làm lạnh.

Nhược điểm 

• • Dùng dầu Polyeste (PO) nên dễ bị nhiễm ẩm: Gas R134a sử dụng dầu Polyeste (PO) để bôi trơn máy nén, nhưng dầu PO dễ bị nhiễm ẩm. Khi dầu bị nhiễm ẩm sẽ làm giảm hiệu suất làm lạnh của thiết bị, đồng thời gây ra các vấn đề khác như ăn mòn, rỉ sét,…
  • Khó bảo dưỡng và sửa chữa: Do sử dụng dầu PO dễ bị nhiễm ẩm, nên việc bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị sử dụng gas R134a cũng khó khăn hơn so với thiết bị sử dụng gas lạnh khác.

Môi chất lạnh R22

Môi chất lạnh R22 được sử dụng chủ yếu cho các hệ thống lạnh nhỏ và trung bình, ví dụ trong các máy điều hòa công suất trung bình và lớn (như điều hòa 24000BTU trở lên), môi chất R22 cũng rất thích hợp các kho lạnh bảo quản, kho lạnh thương nghiệp, kho chờ đông và các hệ thống lạnh công suất lớn khác như tủ đông, máy đá đơn lẻ. 

Hiện nay và trong tương lai gần người ta sử dụng R404A hoặc R407C thay cho R22. Trước mắt nước ta còn có thể sử dụng R22 đến năm 2040.

Ưu điểm

• • Khi sử dụng là không làm hỏng thực phẩm
  • Không độc nên được sử dụng cho các kho lạnh bảo quản
  • Không ăn mòn kim loại màu như đồng nên thiết bị gọn nhẹ và rất phù hợp các hệ thống lạnh trong dân dụng như điều hoà, các tủ lạnh thương nghiệp.

Nhược điểm

• • Làm suy giảm tầng ozon nghiêm trọng và gây hiệu ứng nhà kính. 
  • Gây ngạt khi nồng độ không khí vượt ngưỡng: Nếu nồng độ không khí lên quá cao, người dùng sẽ dễ bị ngạt thở do thiếu dưỡng khí, nguy hiểm hơn có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ về lâu dài.
  • Chỉ số nén thấp: Điều này khiến áp suất khí hút về máy nén thấp hơn áp suất bình thường, khiến máy điều hòa phải tiêu thụ nhiều điện nặng hơn, dẫn đến chi phí điện tăng lên.