Điện thoại: 0838 855 955
Hotline: 0938 216 668


Vật liệu hút ẩm và axit trong phin lọc gas hệ thống lạnh


Vật liệu hút ẩm trong phin lọc gas lạnh hay còn gọi là đá lọc gas lạnh. Đá lọc gas có các loại như: đá lọc ẩm, đá lọc axit, lõi lọc, đá lọc ẩm và axit. Nhiệm vụ của vật liệu hút ẩm này là loại bỏ các tạp chất gây nguy hiểm cho hệ thống lạnh trong quá trình hoạt động.

 

Trong hệ thống lạnh ammoniac và Freon, ẩm nước lẫn trong vòng tuần hòan môi chất lạnh có nhiều tác hại nghiêm trọng như:

 

- Tác dụng với dầu bôi trơn tạo ra các axit vô cơ, các keo dầu và bùn làm lão hóa dầu;

 

- Kết hợp với môi chất lạnh tạo ra các khí lạ, axit do phân hũy môi chất và thủy phân, cản trở trao đổi nhiệt;

 

- Kết hợp với vật liệu chế tạo máy, cặn bẩn kim loại vô cơ và hữu cơ tạo ra các liên kết oxi hóa, ăn mòn phá hũy các chi tiết máy  và thiết bị;

 

- Do hòa tan hoàn toàn trong môi chất (ammoniac) nên làm tăng nhiệt độ bay hơi, giảm năng suất lạnh, tiêu tốn năng lượng cao hơn;

 

- Do không hòa tan trong môi chất (Freon) nên gây tắc ẩm cho bộ phận van tiết lưu (van tiết lưu cho những hệ thống lơn và ống mao cho hệ thống nhỏ). Tắc ẩm là hiện tượng tắc bộ phận tiết lưu do ẩm trong hệ thống đóng bang bám vào cửa van làm tắc 1 phần hoặc hoàn toàn cửa thoát môi chất, làm ngưng trệ vòng tuần hoàn môi chất lạnh. Nước đóng băng ở cửa van do nhiệt độ giảm xuống đột ngột dưới 00C khi môi chất lẫn nước đi qua tiết diện van tiết lưu. Người ta đã chứng minh rằng, trong tủ lạnh gia đình người ta chỉ cần 15mg hơi nước còn sót lại trong hệ thống đã có thể gây tắc ẩm hoàn toàn cho tủ lạnh.

 

Do tác hại nhiều mặt của hơi ẩm trong hệ thống lạnh nên người ta đã đề ra nhiều biện pháp loại trừ sự có mặt ẩm trong vòng tuần hoàn môi chất lạnh như:

 

- Sấy khô nghiêm ngặt các chi tiết máy và thiết bị trước khi lắp ráp mới hoặc sau chu kỳ bảo dưỡng sữa chữa;

 

- Hạn chế độ ẩm tối thiểu trong môi chất lạnh, đối với ammoniac không vượt quá 0,2% khối lượng, đối với Freon nạp tủ lạnh và máy lạnh kín không quá 6 phần triệu khối lượng;

 

- Sấy chân không nhiều giờ trước khi nạp gas vào hệ thống lạnh;

 

- Sử dụng phin lọc gas lắp trên đường vòng tuần hoàn môi chất đường lỏng và đừng hơi. Phin lọc gas đường lỏng lắp trước bộ phân van tiết lưu và phin lọc gas đường hút lắp sau dàn bay hơi theo chiều chuyển động của môi chất lạnh. Phin lọc gas là 1 ống hình trụ bên trong chứa các hạt chất rắn có tính chất hấp thụ, hấp thụ và giữ lại ẩm cũng như các chất có hại cho hệ thống lạnh như một số axit và khí lạ phun có 2 đầu nối cho môi chất lạnh đi qua. Phin lọc gas nhiều khi kết với với phin lọc gọi là phin sấy lọc, khi đó phin được bố trí thêm các loại lưới thép lưới đồng, dạ, len, nĩ … để giữ lại các vật lạ trong hệ thống gas lạnh như các bụi, gỉ sắt, vẫy hàn trong vòng tuần hoàn môi chất lạnh tránh hỏng hóc cho máy nén và tránh tắc cho cửa thoát của van và đường ống.

 

 Phin lọc gas Danfoss là 1 thiết bị phụ trong hệ thống lạnh nhưng nó rất quan trọng đảm bảo cho hệ thống lạnh hoạt động bình thường với độ tin cậy và tuổi thọ cao.

 

Các vật liệu hút ẩm chính

 

1. Nhiệm vụ của vật liệu hút ẩm

 

Vật liệu hút ẩm trong hệ thống lạnh có nhiệm vụ chính sau:

 

- Hút ẩm và giữa lại các axit, các chất lạ có hại sinh ra trong quá trình vận hành máy lạnh, “sấy khô” môi chất lạnh, loại trừ tác hại của ẩm trong hệ thống lạnh có thể gây ra cho dầu bôi trơn và chi tiết máy cũng như thiết bị.

 

- Chóng tắc ẩm trong hệ thống lạnh Freon.

 

2. Yêu cầu đối với vật liệu hút ẩm

 

Căn cứ vào chức năng của vật liệu hút ẩm trong hệ thống lạnh, các vật liệu hút ẩm phải đáp ứng các yêu cầu sau:

 

- Có khả năng hút ẩm cao tính theo lượng ẩm hút được trên 1 đơn vị khối lượng ngay ở áp suất riêng hơi nước thấp;

 

- Có khả năng hút được các loại axit và khí lạ có hại sinh ra trong quá trình vận hành hệ thống lạnh;

 

- Khả năng hút ẩm và các sản phẩm có hại không phụ thuộc vào nhiệt độ trong phạm vi nhiệt độ vận hành;

 

- Có khả năng tái sinh dễ dàng nhờ nhiệt hoặc hóa chất;

 

- Không tác dụng với môi chất lạnh, dầu bôi trơn, ẩm và các sản phẩm phụ cũng như vật liệu chế tạo máy vô cơ và hữu cơ để tạo ra các hóa chất có hại khác;

 

- Không làm chất xúc tác cho các phản ứng có hại trong hệ thống lạh;

 

- Có hình dáng cố định, không bị tơi rã cuốn theo môi chất lạnh làm tắc bộ phận tiết lưu và các đường ống;

 

- Rẽ tiền, dễ kiếm;

 

Trong thực tế không có vật liệu hút ẩm lý tưởng. Người ta phải chọn các vật liệu hút ẩm cho từng trường hợp ứng dụng để phát huy được các ưu điểm và các hạn chế được các nhược điểm của chúng.

 

3. Nguyên tắc hút ẩm:

 

Tác dụng hút ẩm dựa trên 3 nguyên tắc chủ yếu sau:

 

a. Liên kết cơ học với ẩm gọi là qúa trình hấp phụ ẩm;

 

b. Liên kết hóa học với hơi nước tạo ra các tinh thể ngậm nước hoặc các hydrat gọi là quá trình hấp thụ;

 

c. Phản ứng hóa học với nước tạo ra các chất mới.

 

Bảng 1 giới thiệu một số vật liệu hút ẩm dựa trên ba nguyên tắc hút ẩm đã nêu, khả năng và phạm vi ứng dụng của nó trong kĩ thuật lạnh

 

 

Bảng 1. Phân loại vật liệu hút ẩm

 

4. Cấu tạo vật liệu hút ẩm dựa trên liên kết cơ học  

 

Sử dụng chủ yếu trong hệ thống lạnh gồm silicagel SiO2, đất sét hoạt tính AL2O3 và các loại rây phân từ zeolite gồm zeolite silicat nhôm kali natri, canxi …

 

Khả năng hấp phụ ẩm của các vật liệu hút ẩm này phụ thuộc vào lực hút trên bề mặt vật liệu diện tích bền mặt, số lượng và kích thước lổ nhỏ liti trên bề mặt vật liệu cung như áp suất riêng phần, ngoài ra có khả năng hút được các tạp chất có hại như axit bazo hình thành trng vòng tuần hoàn môi chất khi vận hành các hệ thống lạnh.

 

Diện tích bề mặt của vật liệu là tổng diện tích bên trong của các lổ nhỏ li ti trong vật liệu. Những lỗ nhỏ này có kích thước lớn hơn phân tử nước ít chút nên có khả năng giữ các phân tử nước lại nhờ lực liên kết chúng lại để cho môi chất lạnh, dầu bôi trơn có kích thước phân từ lớn đi qua dễ dàng. Ví dụ: các lỗ li ti của zeolite dùng trong hệ thống lạnh làm chất hút ẩm có đường kính ống đều khoảng 4Ao có thể hấp thụ các phân tử nước (đường kính phân từ 2,7 Ao), các chất khí cacbonic (2,8 Ao), nito (3Ao) và Clo (3,5 Ao). Các môi chất lạnh ammoniac, Freon và dầu bôi trơn đều có đường kính phân từ lớn hơn 4Ao nên không bị hấp thụ.

 

Nguyên nhân cơ bản của sự hấp thụ là lực liên kết tác động lẫn nhau giữa các phân từ, bởi vậy năng lượng bề mặt của vật rắn cũng đóng vai trò quan trọng như trường lực riêng không đồng nhất của bề mặt thực và momen lưỡng cực của chất bị hấp thụ. Một ảnh hưởng khác tới khả năng hấp thụ là tỉ số giữa áp suất riêng phần hơi nước trong hệ thống lạnh trên áp suất bảo hòa. Đây là yêu cầu quan trọng đối với chất hút ẩm. Chất hút ẩm phải hút được ẩm còn sót lại trong hệ thống với khối lượng rất nhỏ nghĩa là ở áp suất riêng phần hơi nước rất nhỏ trong hệ thống. Hình 1 biểu diễn khả năng hập thụ ẩm của ba loại vật liệu hút ẩm phụ thuộc vào áp suất riêng phần của hơi nước trong hệ thống. Đất sét hoạt tính có sự hập thụ hơi ẩm tương đối ổn định rất ít phụ thuộc vào áp suất riêng hơi nước. Silicagel có sự phụ thuộc lớn hơn nhưng khả năng hấp thụ gần ngang nhau. Riêng khả năng hấp thụ của zeolot 4Ao lớn hơn silicagel và đất sét hoạt tính khoảng 4 đến 5 lần.

 

 

Hình 1. Lượng nước hấp thụ phụ thuộc vào áp suất riêng phần hơi nước của các vật liệu hút ẩm

 

Áp suất riêng phần hơi nước có ảnh hưởng đặc biệt đến khả năng hấp thụ ở phạm vi rất thấp từ 0 đến 50Pa. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng lớn đến khả năng hập phụ silicagel, giảm khả năng hấp thụ đáng kể ở nhiệt độ từ 40 đến 500C, vì vậy phin lọc gas silicagel không đặt ở gần các thiết bị có độ nén cao như máy nén, dàn ngưng tụ, bình chứa cao áp. Tái sinh silicagel ở nhiệt độ 120 đến 12000C trong vòng 12h. Khả năng hập thụ của zeolit ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Zeolit vẫn có khả năng hập thụ tốt ở nhiệt độ 50 đến 60 0C, Ao nên phin sấy zeolit có thể đặt bất kì chỗ nào trong hệ thống lạnh. Tái sinh zeolit ở nhiệt độ từ 4200C đến 5000C. Tuy nhiên theo nhiều kết quả nghiên cứu, các hạt silicagel và zeolit đã sử dụng trong hệ thống lạnh, lấy ra khi bảo dưỡng, sửa chữa hầu như không thể tái sinh vì đã bám bẩn và bị một màng dầu bao phủ. Mọi cố gắng tái sinh bằng cách gia nhiệt chỉ gây thêm trục trặc cho hệ thống vì sự phân rã của chúng. Sau khi tái sinh các hạt này còn có tính kị nước (không hấp thụ nước).

 

Hình 2. Đá lọc gas Danfoss trước khi sử dụng

 

Phin loc gas, phin loc gas danfoss, phin loc he thong lạnh

 

Hình 3. Đá lọc Danfoss sau khi sử dụng. Rất khó để tái chế sử dụng lại.

 

Tuy nhiên ta có thể dùng các loại hóa chất để tẩy rửa và tái sinh các hat nhưng phương pháp này tỏ ra không kinh tế vì tốn hóa chất giá thành cao hơn các đá lọc gas Danfoss mới.

 

Do có khả năng hập thụ nước lơn, ít phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ nên zeolite càng ngày càng quan trọng trong kỹ thuật lạnh. Hiện nay người ta chế tạo được nhiều zolit khac nhau, diện tích bề mặt rất lớn đạt 800 m2/gram với các kích thước lổ liti hoàn toàn thống nhất zelot dùng trong kỹ thuật lạnh có công thức Na12(ALO2)12(SiO2) 12 kí hiệu là 4A hoặc A4, đường kính lổ đồng nhất là 4Ao, đặc biệt dùng trong các hệt hống lạnh Freon R12 và R22, lắp đặt trên đường lỏng sau bình chứa và trước van tiết lưu, khi thay thế Na bằng kali hoặc Ca có thể chế tạo được zeolite đường kính 3-9 Ao. Silicagel là SiO2 ở dạng xốp không định hình, kích thước lỗ không cố định, diện tích bề mặt đạt tới 500m2/grom. Đất sét hoạt tính có cấu trúc tương tự. Ngoài khả năng hút ẩm nó còn hút axit bazo và các chất lạ như CO2, NH3, SO2, H2S và dydro cacbon.

 

Hiện nay người đang nghiên cứu các phin lọc kết hợp 2 hay nhiều vật liệu hút ẩm khác nhau để đạt được yêu cầu loại trừ nhiều loại chất lạ có hại trong hệ thống lạnh.

 

5. Các chất hấp thụ của vật liệu hút ẩm

 

Các chất hấp thụ ẩm nhờ liên kết hóa học tạo các tinh thể ngậm nước hoặc các hydrat như sunfat canxi, cloruacanxi hoặc perelorat mahe ít co ý nghĩa trong kỹ thuật lạnh nên hạn chế các chất hấp thụ này đặc biệt như clorua canxi không phù hợp với các môi chất lạnh. Nếu sử dụng không được bố trí trên đường lỏng.

 

6. Các chất phản ứng hóa học với nước

 

Các chất có phản ứng hóa học với nước để tạo ra các hóa chất mới tuy có hiệu quả khử ẩm rất cao nhưng nhất thiết không nên sử dụng trong hệ thống lạnh. Các vật liệu hút ẩm loại này như vôi sống, oxit bari, penoxit phôt pho bố trí trong hệ thống lạnh có thể tạo ra các loại axit bazo gây ăn mòn thiết bị làm lão hóa và phá hủy dầu bôi trơn, phá hủy sơn cách điện làm chập mạch cuộn dây.

 

Xem thêm:

 

>> Phin lọc gas Danfoss

 

>> Đặc tính vật liệu cách nhiệt lạnh là gi?

 

>> Đặc tính vật liệu phi kim trong hệ thống lạnh

 

>> Vật liệu cách ẩm

 

>> Vì sao phải cách nhiệt lạnh?

 

>> Đặc tính dầu nhớt lạnh công nghiệp

 

>> Các đặc tính riêng biệt của dầu nhớt lạnh trong hệ thống lạnh, hệ thống điều hòa

 

>> Hướng dẫn sử dụng dầu nhớt lạnh trong hệ thống điều hòa, kho lạnh

Tin khác



Sản phẩm đã xem


Copyright © 2015 www.baogiavattu.com

Báo Giá Vật Tư tổng hợp
www.baogiavattu.com - CHUYÊN CUNG CẤP THIẾT BỊ VẬT TƯ CÔNG NGHIỆP & DÂN DỤNG!

Văn phòng: 372/5F Tùng Thiện Vương, Phường 13, Quận 8, Tp. Hồ Chí Minh

Email: baogiathietbivattu@gmail.com