Vai trò của môi chất làm lạnh trong hệ thống điều hòa trung tâm

Môi chất làm lạnh đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa trung tâm, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động, chi phí vận hành và tác động môi trường của hệ thống. Bài viết này sẽ đi sâu vào vai trò cụ thể của môi chất làm lạnh trong hệ thống điều hòa trung tâm, giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của nó.

1. Môi chất làm lạnh là gì? Có vai trò như thế nào?

Môi chất làm lạnh hay gas điều hòa là loại chất lỏng được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí. Chất lỏng đặc biệt này không cháy và có khả năng thay đổi trạng thái từ lỏng sang khí và ngược lại ở các điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định (dạng khí ở áp suất và dạng lỏng ở áp suất cao).

Vai trò của môi chất làm lạnh là liên tục tuần hoàn trong hệ thống đến các bộ phận khác nhau của máy điều hòa. Trong quá trình đó, môi chất sẽ hấp thụ nhiệt từ không khí trong phòng, làm lạnh không khí để tạo ra luồng khí mát lan tỏa khắp căn phòng. Sau đó tiếp tục chu trình di chuyển mang nhiệt giải phóng ra môi trường bên ngoài.

Một máy điều hòa thường có 2 bộ phận chính là dàn nóng (lắp ngoài trời có vai trò giải nhiệt) và dàn lạnh (lắp trong phòng có vai trò làm lạnh/ấm không khí). Môi chất làm lạnh sẽ di chuyển qua lại giữa hai bộ phận này thông qua ống dẫn gas bằng đồng. Cơ chế hoạt động như sau:

• Bước 1: Gas được chuyền từ cục lạnh đến cục nóng sẽ đi qua van tiết lưu thông qua đường hạ áp. Tại đây, gas được chuyển sang dạng khí, có áp suất và nhiệt độ thấp.
• Bước 2: Gas tiếp tục di chuyển trên đường hạ áp. Khi di chuyển sẽ hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh khiến nhiệt độ và áp suất tăng lên.
• Bước 3: Gas đi tới van máy nén, tại đây gas sẽ được nén với áp suất cao hơn.
• Bước 4: Gas cao áp và nhiệt độ cao đi qua cục nóng theo đường cao áp, được làm mát nhờ quạt gió và dàn lá nhôm tản nhiệt, dẫn tới nhiệt độ thấp hơn.
• Bước 5: Gas được dẫn tới van tiết lưu qua đường cao áp để tiếp tục giảm nhiệt độ và áp suất, trước khi bắt đầu một chu trình mới ở cục lạnh.

Có nhiều loại môi chất làm lạnh khác nhau, được phân loại dựa trên hai chỉ số là nguy cơ biến đổi khí hậu (GWP) và nguy cơ phá hủy tầng ozone (ODP). Hiện nay có 3 loại gas điều hòa được sử dụng trong máy lạnh là R22, R410A và R32.

– R22: Loại gas từng được sử dụng phổ biến nhưng đã bị ngừng sản xuất trước năm 2010 do tác động tiêu cực tới môi trường.

– R410A: R410A ra đời như một giải pháp gas thân thiện với môi trường để thay thế cho gas R22. 

– R32: Hiện tại R32 là loại môi chất làm lạnh được các hãng điều hòa không khí ứng dụng phổ biến nhất. Nhờ hiệu quả làm lạnh cao, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, R32 được đánh giá là lựa chọn tối ưu cho tương lai.

2. Ba loại môi chất làm lạnh được cho phép sử dụng trên điều hoà

2.1. Gas R22

Gas R22, còn được biết đến với tên gọi Freon, là một trong những chất làm lạnh không cháy, không mùi, không màu thần kỳ đầu tiên trên thế giới. Ra đời vào năm 1928 tại Hoa Kỳ bởi các nhà khoa học Thomas Midgley, Albert Henne và Robert McNary, R22 nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp điều hòa trong nhiều thập kỷ.

Đóng vai trò là hợp chất trò quan trọng trong ngành công nghiệp, R22 được sử dụng rộng rãi để thay thế các loại khí như clo, cung cấp chất lạnh cho dây chuyền máy móc và hệ thống điều hòa trung tâm. Hiệu quả làm lạnh cao cùng giá thành hợp lý giúp R22 trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều thập kỷ. Đặc biệt, R22 từng là lựa chọn phổ biến cho các thương hiệu máy lạnh lâu đời như Panasonic, Daikin, Samsung, Midea, LG.

Tuy nhiên, khi các nhà khoa học phát hiện gas R22 tiềm ẩn nguy cơ phá hủy tầng ozon cùng với hàng loạt các tác động tiêu cực tới môi trường, dòng môi chất lạnh này đã chính thức bị “khai tử” vào năm 2012. Trước đó 2 năm, các thiết bị được thiết kế cho gas R22 cũng bị ngừng được sản xuất. Hiện nay, R22 chỉ còn tồn tại trong một số sản phẩm nội địa, tiêu biểu là hãng Yonan (Trung Quốc).

Vậy ưu điểm của R22 là gì mà loại gas này được dùng phổ biến trong hàng chục thập kỷ và nhược điểm đáng sợ nào đã khiến gas R22 bị khai tư theo Nghị định thư Montreal. Gas R22 từng dẫn đầu trong ngành công nghiệp điều hòa với nhiều ưu điểm: Cải thiện độ an toàn và hiệu suất máy điều hòa, tối thiểu hóa tác động lên tầng Ozon so với môi chất lạnh cùng thời như R11, hấp thụ hơi nước hiệu quả và giá thành hợp lý. 

Tuy nhiên, nhược điểm của R22 bao gồm khả năng gây ngạt thở khi nồng độ không khí lên quá cao do thiếu dưỡng khí, nguy hiểm hơn có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ về lâu dài. Hơn nữa, mặc dù đã được cải tiến về khả năng tác động tới môi trường so với các loại gas cùng thời nhưng vẫn tiềm ẩn nguy cơ gây tổn hại tầng Ozon. 

Theo Nghị định thư Montreal, nhóm hợp chất HFC (hydrofluorocarbon) bao gồm gas R22 đã bị cấm sử dụng trên diện rộng bởi tác động đến tầng Ozon. Do đó, việc thay thế R22 bằng các loại gas thân thiện với môi trường hơn là xu hướng tất yếu trong tương lai.

2.2. Gas R410A

Năm 1997, Nghị định thư Kyoto về biến đổi khí hậu ra đời, thúc đẩy việc tìm kiếm những giải pháp thay thế cho R22 – loại gas gây ảnh hưởng đến tầng ozone. Nhờ vậy, gas R410A hay còn gọi là Puron, do Carrier Corporation – Hoa Kỳ phát minh và lần đầu tiên được đưa vào sử dụng năm 1996 trong những chiếc máy lạnh Carrier.

Đặc điểm nổi bật:

– Hỗn hợp độc đáo: R410A là hỗn hợp của HFC-32 và HFC-125, sở hữu màu hồng đặc trưng (pantone 507), khác biệt hoàn toàn so với R22 không màu.

– Hiệu quả làm lạnh cao: R410A mang đến hiệu quả làm lạnh vượt trội, phù hợp cho các hệ thống tầm trung (50-250 kw) như máy điều hòa khí cục bộ dân dụng, máy làm lạnh và hệ thống làm lạnh thương mại.

– Tiết kiệm năng lượng: gas R410A giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể so với R22, góp phần bảo vệ môi trường và giảm chi phí sử dụng.

Hiện nay, gas R410A thường được sử dụng cho các dòng máy lạnh inverter bởi khả năng tối ưu hóa hiệu quả làm lạnh và tiết kiệm điện năng vượt trội. Nhiều thương hiệu uy tín như Carrier, Daikin, Mitsubishi Electric, Sanyo, LG, Sharp, Panasonic, Reetech… đều có sản phẩm sử dụng gas R410A.

Nói chung, gas R410A có thể coi là một trong những dòng môi chất làm lạnh phổ biến hiện nay. Tuy nhiên, bạn cũng cần chú ý tới một số nhược điểm của loại gas này, bao gồm:

– Tạo ra khí độc khi tiếp xúc với lửa: Gas R410A khi bị rò rỉ ở nhiệt độ cao hoặc cháy trực tiếp có thể tạo ra khí Phosgene (COCl2) – một loại khí độc cực mạnh từng được sử dụng trong thế chiến thứ nhất.

– Dễ gây ngạt khí: Mật độ bay hơi của gas R410A cao hơn mật độ không khí. Khi bị rò rỉ, loại gas này sẽ nằm ở tầm thấp, gây ra tình trạng thiếu oxy.

– Khó bảo trì: Để bảo trì hoặc thay gas R410A, người ta cần rút toàn bộ lượng gas còn dư ra ngoài thay vì chỉ bơm thêm vào như R22.

– Gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu: Tuy đã khắc phục được nhược điểm ảnh hưởng tầng ozon của gas R22 nhưng gas R410A vẫn có tác động nhất định tới môi trường. Trong đó, nó gây ra tình trạng nóng lên toàn cầu với chỉ số lên đến 2088 lần so với carbon dioxide.

2.3. Gas R32

Thực tế, R32 là thành phần chính trong gas R410A (chiếm 50%). Tuy nhiên, R32 được đánh giá cao hơn về tiêu chí thân thiện với môi trường. Cả R32 và R410A đều không ảnh hưởng đến tầng ozone. Tuy nhiên, R32 thậm chí có chỉ số nguy cơ gây biến đổi khí hậu (GWP) thấp hơn ⅓ so với gas R410A. 

Daikin chính là đơn vị tiên phong phát minh ra gas R32. Sau đó, nhằm thể hiện cam kết bảo vệ môi trường, Daikin đã công bố sáng chế gas R32 trên toàn cầu, bắt đầu từ thị trường nội địa và nhanh chóng lan rộng sang Úc, Ấn Độ, châu Âu…

Gas R32 được ứng dụng trong các hệ thống điều hòa từ khoảng năm 1989 đến 1994. Hiện nay, R32 đã trở thành lựa chọn phổ biến của nhiều thương hiệu uy tín như Daikin, Mitsubishi, Hitachi, Panasonic, Casper, Fujitsu, MHI, Electrolux… Đây cũng là môi chất lạnh được đánh giá là thích hợp và hiệu quả nhất ở thời điểm hiện tại.

Ngoài nhược điểm là giá thành cao hơn các dòng môi chất lạnh khác, gas R32 mang lại nhiều ưu điểm vượt trội bao gồm: Thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng và tiền điện, ít chiếm dụng không gian, an toàn hơn với sức khỏe con người và đặc biệt là khả năng chống cháy nổ. 

Nhìn chung, gas R32 là chất làm lạnh vượt trội nhất hiện nay, mang đến giải pháp không khí tốt nhất cho người dùng cũng như tối thiểu hóa tác động lên môi trường khí quyển.

Môi chất làm lạnh đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa trung tâm. Việc lựa chọn và sử dụng môi chất làm lạnh phù hợp có thể giúp tăng hiệu quả hoạt động, giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò của môi chất làm lạnh, cũng như lựa chọn được loại gas điều hòa phù hợp cho hệ thống điều hòa trung tâm của mình.