Chất tải lạnh là một loại chất liệu được sử dụng trong hệ thống làm lạnh để chuyển đổi và kiểm soát nhiệt độ. Chất tải lạnh thường được sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí, tủ lạnh, hệ thống làm lạnh công nghiệp và các ngành công nghiệp khác.
Chất tải lạnh có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng lạnh. Khi chất tải lạnh hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, nó chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang hơi, và khi nhiệt độ giảm xuống, chất tải lạnh sẽ được hóa lỏng lại và trả lại nhiệt cho không khí hoặc môi trường xung quanh.
Các ứng dụng của chất tải lạnh rất đa dạng. Trong ngành công nghiệp, chất tải lạnh được sử dụng để làm lạnh các máy móc công nghiệp, làm lạnh các quy trình sản xuất và bảo quản hàng hóa nhạy cảm với nhiệt độ. Trong các hệ thống điều hòa không khí và tủ lạnh, chất tải lạnh giúp duy trì nhiệt độ thoải mái và bảo quản thực phẩm. Chất tải lạnh cũng được sử dụng trong các ứng dụng y tế, chẳng hạn như lưu trữ mẫu máu và vắc-xin ở nhiệt độ thích hợp.
HRT (Heat Refrigeration Technology) là một nhà thầu HVAC (Hệ thống điều hòa không khí, thông gió và làm lạnh) hàng đầu tại Hà Nội, Việt Nam. HRT cung cấp các dịch vụ liên quan đến hệ thống làm lạnh, bao gồm thiết kế, lắp đặt và bảo trì các hệ thống HVAC. Qua trang web www.hrt.vn, bạn có thể tìm hiểu thêm về các dịch vụ và sản phẩm của HRT. Ngoài ra, bạn có thể liên hệ với HRT qua hotline: 0903.080.080 hoặc qua Zalo: 0916.18.1080 để được tư vấn và hỗ trợ.
Chất Tải Lạnh Là Gì?
- Là chất trung gian nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh tới thiết bị bay hơi cung cấp cho môi chất lạnh tới tới thiết bị bay hơi. Hiện nay người ta thường dùng chất tải lạnh như nước muối, nước, hợp chất hữu cơ v.v…
- Một số yêu cầu chung của chất tải lạnh
- Nhiệt độ đông đặc thấp hơn nhiều so với nhiệt độ bay hơi của môi chất.
- Khó bay hơi ở nhiệt độ môi trường.
- Độ nhớt cao, khối lượng riêng nhỏ làm giảm áp suất ở đường ống.
- Không phân hủy ở nhiệt độ làm việc .
- Không cháy nổ.
- Không độc hại với cơ thể sống.
- Không ảnh hưởng tới sản phẩm làm lạnh.
- Rẻ tiền, dễ kiếm.
- Nước ( H2O)
- Vì nước đông đặc ở nhiệt độ 0ºC do đó nước thường được sử dụng ở hệ thống lạnh có nhiệt độ dương (+). Do đó được sử dụng ở máy điều hòa trung tâm, máy bảo quản.
- Nước muối (NaCl, CaCl2)
- Dung dịch nước muối NaCl: Nếu pha theo tỷ lệ 23% trọng lượng nước muối thì nước muối này đông đặc ở nhiệt độ (-20ºC), thường được sử dụng ở một số hệ thống lạnh thấp như máy làm kem, máy làm đá v.v…
– Dung dich nước muối CaCl2: Nếu pha theo tỷ lệ 29% trọng lượng thì dung dịch đó đông đặc ở nhiệt độ (-51ºC). Thường được sử dụng ở một số hệ thống lạnh công nghiệp.
Trước kia chất tải lạnh thường được sử dụng ở nước ta là các dung dịch muối như NaCl, CaCl2 ... Tuy nhiên, các dung dịch muối này là những môi trường xâm thực rất mạnh và là nguyên nhân dẫn đến ăn mòn kim loại có mặt trong hệ thống, gây ra sự phá huỷ trang thiết bị làm giảm hiệu quả kinh tế và ảnh hưởng tới quá trình sản xuất.
Gần đây, do nhu cầu phát triển sản xuất, đổi mới công nghệ trong ngành thực phẩm, các trang thiết bị công nghệ mới đòi hỏi các sản phẩm phục vụ kèm theo phải đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cao của máy móc, thiết bị. Vì vậy chất tải lạnh cũng dần được chuyển đổi từ các dung dịch muối sang loại môi chất khác nhằm khắc phục được các nhược điểm của các chất tải lạnh truyền thống.
Do là sản phẩm mới sử dụng cho trang thiết bị, công nghệ mới nên hiện tại ở nước ta chưa có sản phẩm chất tải lạnh được sản xuất trong nước mà phải sử dụng các sản phẩm nhập ngoại hoặc được cung ứng bởi các hãng nước ngoài.
Qua việc đánh giá phân tích tình hình sử dụng trong nước, có thể thấy nghiên cứu sản xuất chất tải lạnh đáp ứng được nhu cầu chất tải lạnh đối với các hệ thống làm lạnh trong các nhà máy chế biến thuỷ sản và chế biến thực phẩm.
Việc nghiên cứu thành công chất tải lạnh gốc glycol sẽ góp phần ổn định sản xuất cho các nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm do chủ động được nguồn cung chất tải lạnh trong nước đồng thời tiết kiệm ngoại tệ khi phải nhập ngoại sản phẩm cùng loại
Yêu cầu đối với chất tải lạnh
Chất tải lạnh lý tưởng cần có các tính chất sau đây:
- Điểm đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ làm việc của hệ thống nhiều. Trong thực tế, phải có hiệu nhiệt độ an toàn là 5oC, ví dụ nếu yêu cầu nhiệt độ làm việc của hệ thống là -15oC thì nhiệt độ đông đặc của chất tải lạnh ít nhất phải đạt -20oC hoặc thấp hơn nữa.
- Nhiệt độ sôi phải đủ cao để không bị bay hơi tốt thất vào môi trường khi máy lạnh không hoạt động, nghĩa là phải không dễ bay hơi. Đối với các chất dễ bay hơi như cồn, rượu... phải cho tuần hoàn trong hệ thống kín để tránh tổn thất do bay hơi.
- Không được ăn mòn thiết bị, gây han rỉ đối với máy móc và thiết bị, làm giảm tuổi thọ, gây ra các hỏng hóc.
- Không ảnh hưởng đến các vật liệu làm kín.
- Dễ dàng kiểm tra nhiệt độ đông đặc.
- Không cháy, không gây nổ.
- Không độc hại với cơ thể sống, không làm mất phẩm chất hàng hoá bảo quản.
- Hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng càng lớn càng tốt vì chất tải lạnh cần có tính chất trao đổi nhiệt tốt và khả năng trữ lạnh lớn.
- Độ nhớt và khối lượng riêng càng nhỏ càng tốt vì độ nhớt nhỏ, tổn thất áp suất trên đường ống giảm, công tiêu tốn cho việc tuần hoàn chất tải lạnh giảm ; khối lượng riêng nhỏ cũng làm giảm công bơm đồng thời tăng hệ số trao đổi nhiệt.
- Cần có tính kinh tế tốt nghĩa là rẻ tiền, dễ kiếm, dễ vận chuyển và bảo quản. Không có chất tải lạnh lý tưởng đáp ứng đầy đủ các tính chất trên. Trong thực tế, chỉ có chất tải lạnh có cả các ưu nhược điểm. Khi ứng dụng trong các trường hợp cụ thể cần phải chọn chất tải lạnh sao cho nó phát huy được các ưu điểm và hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm của nó.
Nguyên lý làm việc của hệ thống làm lạnh
Hệ thống làm lạnh bao gồm một số bộ phận chính sau: Thùng chứa dung dịch chất tải lạnh, bơm dung dịch và hệ thống làm lạnh trung tâm bao gồm máy nén một cấp, dàn bay hơi làm lạnh dung dịch chất tải lạnh ; dàn ngưng tụ chất tải lạnh sơ cấp
 |
| Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống làm lạnh |
Hệ thống làm lạnh thứ cấp được cấu tạo từ nhiều vật liệu khác nhau bao gồm các kim loại và hợp kim khác nhau và các vật liệu làm kín khác như nhựa, polime, cao su... Tuỳ thuộc vào các thiết kế hệ thống làm lạnh khác nhau để có được chi phí tối ưu mà các thiết bị của hệ thống làm lạnh được thiết kế với các vật liệu kim loại khác nhau. Các dạng vật liệu kim loại chế tạo thiết bị thường sử dụng trong hệ thống làm lạnh được đưa ra trong bảng:
| Dạng vật liệu | Các chi tiết bộ phận |
| Đồng | Các ống dẫn glycol, ống truyền nhiệt của dàn bay hơi |
| Hợp kim đồng - kẽm | Các van |
| Thép | Ống dẫn glycol, thùng chứa, các van |
| Nhôm | Bơm tuần hoàn, dàn lạnh |
| Gang | Các van, bơm tuần hoàng |
Các chất tải lạnh thông dụng
- Việc lựa chọn loại chất tải lạnh và một số tính chất căn cứ trên điều kiện hoạt động của hệ thống làm lạnh. Yêu cầu quan trọng nhất khi lựa chọn chất tải lạnh là tính tương thích của chất tải lạnh với các thành phần kim loại trong hệ thống làm lạnh. Khả năng tương thích với các vật liệu trong thành phần hệ thống làm lạnh đó là đảm bảo kéo dài thời gian sử dụng của hệ thống. Các yêu cầu khác đối với chất tải lạnh bao gồm độ dẫn nhiệt và tỷ nhiệt cao, độ nhớt thấp, nhiệt độ đông đặc thấp, nhiệt độ chớp cháy cao, độ ăn mòn thấp, độ độc thấp, và bền nhiệt. Dựa trên các tiêu chuẩn này, hầu hết chất tải lạnh thông thường được sử dụng là: Nước Các chất tải lạnh tuần hoàn trước hết phải kể đến nước. Nước là chất tải lạnh lý tưởng vì nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu nhưng nó có nhược điểm là điểm đông cao nên chỉ ứng dụng được cho nhiệt độ trên 0oC. Nước được sử dụng làm chất tải lạnh từ các nguồn khác nhau như nước sinh hoạt hoặc nước đã qua quá trình trao đổi ion. Nước sinh hoạt có ưu điểm là có sẵn và rẻ tiền tuy nhiên nó có chứa nhiều tạp chất gây ăn mòn các kim loại trong hệ thống làm lạnh.
- Nước có thể ăn mòn các kim loại khác nhau trong hệ thống làm lạnh phụ thuộc vào thành phần hoá học của nước. Các ion clo và sulphát thường có mặt trong nước sinh hoạt và dễ gây ăn mòn. Hàm lượng ion can xi và magiê trong nước cũng cần được xem xét vì các ion này sẽ tạo cặn trên bề mặt truyền nhiệt và đường ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và gây tắc ống dẫn.
- Nước đã qua xử lý trao đổi ion là nước mà không chứa các ion như canxi, sắt, đồng, clo, brôm. Quá trình tách các tạp chất khoáng có hại và các muối và tạp chất6 khác có thể gây ăn mòn và tạo cặn trong hệ thống làm lạnh. Bởi vì so với nước sinh hoạt, nước trao đổi ion có trở kháng cao. Nước trao đổi ion là chất cách điện tốt. Tuy nhiên, khi tăng trở kháng của nước (loại bỏ các ion trong nước) thì cũng tăng đáng kể độ ăn mòn. Nước sau khi đã qua xử lý trao đổi ion có độ pH khoảng 7,0 nhưng sẽ nhanh chóng mang tính axit khi tiếp xúc với không khí. Khí CO2 trong không khí sẽ hoà tan vào trong nước tạo thành các ion ăn mòn và lúc đó nước sẽ nhanh chóng có độ pH khoảng 5,0 mang tính axit. Vì thế khi sử dụng nước càng tinh khiết cần thiết phải sử dụng các chất ức chế ăn mòn.
Dung dịch nước muối vô cơ
- Nước muối là dung dịch của nước với một loại muối nào đó. Nhiệt độ đông đặc của nước muối phụ thuộc vào loại muối và nồng độ muối trong dung dịch. Trong kỹ thuật lạnh người ta hay sử dụng dung dịch muối ăn NaCl và muối CaCl2. Dung dịch muối ăn rẻ tiền, dễ kiếm nhất nhưng nhiệt độ đông đặc thấp nhất có thể chỉ là -21,2oC nên chỉ sử dụng được cho nhiệt độ đến -15oC. Nếu cần nhiệt độ thấp hơn phải sử dụng dung dịch muối CaCl2, nhiệt độ cùng tinh đạt -55oC ở nồng độ 29,9%. Ngoài ra còn có thể sử dụng các dung dịch muối khác như K2CO3 và MgCl2.
- Tính chất chung của các muối là an toàn, không cháy nổ, không độc hại nhưng ăn mòn mạnh kim loại chế tạo máy. Tuy nhiên độ ăn mòn còn tuỳ thuộc vào loại dung dịch muối, và thành phần kim loại khác nhau. Chính vì vậy đối với từng ứng dụng cụ thể trong công nghiệp và có thể chọn dung dịch muối phù hợp.
Các hợp chất hữu cơ
- Các hợp chất hữu cơ như metanol CH3OH, etanol C2H5OH, glycol, glyxerin được thêm vào nước với tỷ lệ lớn nhất có thể được sử dụng làm các chất tải lạnh ở các nhiệt độ khác nhau và có thể đạt được nhiệt độ đông đặc thấp hơn nhiều so với các dung dịch muối vô cơ. Tuy nhiên metanol CH3OH có độc tính cao nên không được ứng dụng được trong công nghiệp thực phẩm. Nhược điểm chính của etanol là nhiệt độ sôi thấp 78°C, áp suất hơi lớn, khi tạo dung dịch với nước làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch nước do đó dễ bay hơi và không an toàn cháy nổ. So với các rượu đơn chức, các glycol và glyxerin có nhiệt độ sôi cao, có tác dụng làm hạ điểm đông đặc của nước, cũng như làm tăng nhiệt độ sôi của hỗn hợp với nước.
Tính chất vật lý của một số hợp chất hữu cơ tạo dung dịch với nước làm chất tải lạnh.
| Tính chất | Nước | Metanol | Etanol | Glyxerin | Etylen Glycol | Propylen Glycol |
| Khối lượng phân tử | 18,106 | 32,04 | 46,07 | 92,09 | 62,07 | 76,09 |
| Tỷ trọng ở 25oC | 1,00 | 0,7924 | 0,7905 | 1,2636 | 1,110 | 1,032 |
| Tỷ nhiệt, cal/g.oC | 0,9976 | 0,600 | 0,581 | 0,577 | 0,574 | 0,600 |
| Tỷ nhiệt, cal/g.oC | 0,9976 | 0,600 | 0,581 | 0,577 | 0,574 | 0,600 |
| Tỷ nhiệt, cal/g.oC | 0,9976 | 0,600 | 0,581 | 0,577 | 0,574 | 0,600 |
| Áp suất hơi ở 20oC, mmHg | 17,535 | 96,1 | 44,1 | 0,00035 | 0,06 | <0,1 |
| Áp suất hơi ở 20oC, mmHg | 17,535 | 96,1 | 44,1 | 0,00035 | 0,06 | <0,1 |
| Độ nhớt ở 25oC, cp | 1,01 | 0,59 | 1,19 | 1,499 | 20,9 | 60,5 |
Ứng Dụng Của Chất Tải Lạnh Trong Các Lĩnh Vực Công Nghiệp
Ngành công nghiệp sản xuất rượu bia và nước giải khát
Bia là sản phẩm thực phẩm thuộc loại đồ uống độ cồn thấp, thu nhận được bằng cách lên men rượu ở nhiệt độ thấp dịch đường (từ gạo, ngô, tiểu mạch, đại mạch...), nước và hoa húp lông. Trong quá trình sản xuất bia, dung dịch chất tải lạnh có nồng độ 30-50% thể tích trong nước được làm lạnh trong thiết bị làm lạnh sơ cấp sau đó được tuần hoàn qua vỏ áo làm lạnh của các thùng chứa bia và thùng ủ men bia để làm lạnh. Dung dịch chất tải lạnh này cho phép dễ dàng điều khiển nhiệt độ của các thùng chứa men bia. Chất tải lạnh gốc glycol có độ độc rất thấp, tuy nhiên các chất tải lạnh này có thể được tạo vị ảo và tạo màu để dễ dàng nhận thấy khi sự cố rò rỉ bất ngờ xảy ra trong quá trình vận hành sản xuất bia. Chất tải lạnh glycol được ứng dụng chủ yếu trong các nhà máy bia cho hệ thống lạnh trung tâm để làm lạnh các đối tượng sau:
- Làm lạnh các tank lên men và tank thành phẩm: Sử dụng dung dịch glycol có nhiệt độ thấp khoảng -5 ÷ -7°C.
- Làm lạnh nhanh nước 1°C : nước được làm lạnh nhờ glycol đến khoảng 1°C qua thiết bị làm lạnh nhanh kiểu tấm bản.
- Làm lạnh nhanh dịch đường sau hệ thống nấu : Sử dụng glycol có nhiệt độ thấp khoảng -8°C để hạ nhiệt độ dịch đường từ 20°C xuống 8°C.
Ngành công nghiệp lạnh đông thực phẩm đóng gói
Các chất chống đông gốc glycol được sử dụng trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm đông lạnh đóng gói. Các thực phẩm đóng gói này có thể là thịt lợn, cá, hải sản, rau, hoa quả. Bảo quản đông lạnh bằng chất tải lạnh glycol làm tăng hiệu quả xử lý thực phẩm và cho phép sự đông lạnh thực phẩm đồng đều.
Trong một số quá trình bảo quản thực phẩm kiểu nhúng chìm, thực phẩm được đóng gói chặt và làm kín trong túi chịu nước và ngăn cách không khí. Sau đó các thực phẩm này được nhúng trong bể dung dịch chất tải lạnh ở nhiệt độ -11°C với nồng độ dung dịch chất tải lạnh 40-50% thể tích. Trong một kiểu bảo quản thực phẩm đóng gói khác, thực phẩm đóng gói được đưa qua hệ thống thiết bị đông lạnh, tại đó thực phẩm được phun dung dịch chất chống đông gốc glycol với nồng độ 40-50% thể tích đến khi đạt được độ dày lớp băng thích hợp trên thực phẩm từ 10-13mm. Sau đó thực phẩm đóng gói được rửa bằng nước để tách chất glycol dư và sau cùng thực phẩm được chuyển tới phòng đông lạnh.
Một số chất tải lạnh gốc propylen glycol phổ biến trên thế giới
| Tên chất tải lạnh | Tên hãng | Tính chất |
| CALTEX ANTIFREEZE | CALTEX | Nhiệt độ đông đặc dung dịch 50%v : -37ºC Giới hạn pha với nước : 30 – 50% thể tích Trị số kiềm dư : min 10 ml HCl 0,1N Giá trị pH ở 25°C : 8-11 Chỉ số khúc xạ : 1,433 – 1,437 Tỷ trọng ở 15°C : 1,05-1,06 Độ tạo bọt : max 50 ml / max 5 giây Chống ăn mòn kim loại : đạt |
| Coolflow FG | Coolflow | Nhiệt độ đông đặc : < -50ºC Giới hạn pha với nước : 30 – 50% thể tích Trị số kiềm dư : min 16 ml HCl 0,1N Độ độc LD50 (chuột ) : > 15.000 mg/kg Khả năng phân huỷ sinh học : 90% Giá trị pH ở 25°C : 8-10 Chỉ số khúc xạ : 1,433 – 1,437 Tỷ trọng ở 15°C : 1,050 – 1,060 Nhiệt độ sôi : 157°C Độ tạo bọt : max 50 ml / max 5 giây Chống ăn mòn kim loại : đạt |
| ZITREC LC | ZITREC | Nhiệt độ đông đặc : < -50ºC Giới hạn pha với nước : 30 – 50% thể tích Trị số kiềm dư : min 12 ml HCl 0,1N Độ nhớt (dạng đặc ) : 56 cSt Độ độc LD50 (chuột ) : > 15.000 mg/kg Khả năng phân huỷ sinh học : 90% Giá trị pH ở 25°C : 8-10 Chỉ số khúc xạ : 1,433 – 1,437 Tỷ trọng ở 15°C : 1,050 – 1,060 Nhiệt độ sôi : 165°C Độ tạo bọt : max 50 ml / max 5 giây Chống ăn mòn kim loại : đạt |
HRT Cam Kết:
✔ Hàng hóa có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng đầy đủ CO, CQ
✔ Đảm bảo về chất lượng hàng hoá chính hãng, nhập khẩu mới 100%
✔ Đội ngũ nhân viên kỹ thuật có tay nghề giỏi, thái độ nhiệt tình và chu đáo.
✔ Chăm sóc khách hàng chu đáo: Kiểm tra định kỳ hệ thống, bảo trì chuyên nghiệp
✔ Sẵn sàng xử lý sự cố: Xử lý lỗi lắp đặt trong vòng 24 giờ - Xử lý lỗi sản phẩm trong vòng 48h
✔ Cập nhật thông tin sản phẩm mới nhất, mô tả chi tiết các thông số và lợi ích từng sản phẩm
✔ Khảo sát và tư vấn miễn phí giải pháp về điều hòa không khí & thông gió
✔ Luôn cung cấp sản phẩm tốt, chính hãng, giá cả hợp lý và bảo hành dài hạn
✔ Vận chuyển và lắp đặt trong ngày (với khách hàng trong nội thành Hà Nội)
✔ Với khách hàng ngoại tỉnh cam kết giao hàng nhanh nhất có thể
HRT Rất hi vọng sẽ sớm được gặp gỡ hỗ trợ và phục vụ quý khách trong tương lai gần!
Video Ý nghĩa của Logo: HRT (Heat Refrigeration Technology) - HRT JSC
Công Ty HRT – Nhà Thầu HVAC hàng đầu tại Hà Nội – Chuyên thiết kế thi công Điều Hòa Thông Gió.
Địa chỉ ĐKKD: Số 4 ngõ 6 phố Miêu Nha, P. Tây Mỗ, Q. Nam Từ Liêm, Hà Nội.
Địa chỉ VP: Số 18 TT16 Khu Đô Thị Sinh Thái Xuân Phương, Quận Nam Từ Liêm, Hà Nội.
Hotline: 0903.080.080/ Zalo: 0916.18.1080
Email : Sales@hrt.com.vn
Các Website chính thức của HRT
| Trở về trang chủ |