Công Nghiệp Xu hướng ứng dụng môi chất mới và máy nén cho hệ thống ĐHKK Trung Tâm

thiensu49

Thành Viên [LV 2]
Xu hướng phát triển máy nén lạnh trên thế giới

Xu hướng phát triển máy nén lạnh trên thế giới thời gian qua định hướng theo 2 chủ đề chính là:

- Chuyển đổi môi chất lạnh từ CFC và HCFC sang các môi chất lạnh tự nhiên như HC và C02... cả trong máy lạnh và điều hoà không khí.

- Tăng hiệu quả máy nén tiết kiểm năng lượng đáp ứng nghị định thư Tokyo về giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

Máy nén lạnh chủ yếu vẫn là các loại truyền thống như piton, roto, trục vít, tuabin và mới nhất là máy nén xoắn ốc. Các loại máy lạnh đó tuỳ từng trường hợp cụ thể được lắp đặt cho máy điều hoà không khí RAC, PAC máy làm lạnh nước (chiller), máy lạnh công nghiệp hoặc dân dụng như tủ lạnh gia đình, máy hút ẩm, lạnh thương nghiệp. Sau đây chúng ta sẽ khảo sát từng loại máy.

1. Máy nén dùng cho máy điều hoà phòng RAC (Room Air conditioner).

Năm 2002 số lượng máy nén dùng trong các máy điều hoà không khí phòng RAC được sản xuất trên toàn thế giới ước tính 34.030.000 chiếc gồm 85% máy nén roto, 10% pit tông và 5% là xoắn ốc, chủ yếu vẫn là cho môi chất R22 (76%), R410A (20%) và R407C (4%).

Để hạ giá thành sản phẩm, hầu hết các nhà máy chế tạo máy nén của Nhật Bản đều chuyển sang Trung Quốc và Thái Lan là những nơi có giá nhân công còn tương đối rẻ. Môi chất lạnh chuyển từ CFC và HCFC sang HFC; ví dụ 95% máy nén RAC sản xuất ở Nhật Bản hiện nay dùng cho R410A nhưng ở Trung Quốc và Thái Lan, hầu hết vẫn là môi chất HCFC (R22). Người ta dự đoán khoảng 5 năm nữa, số máy nén R410A sẽ tăng lên khoảng 25% (bảng 1)

- Tăng hiệu suất máy nén:

Tiết kiệm năng lượng là chỉ tiêu quan trọng mà mỗi nhà sản xuất máy nén đều đầu tư nghiên cứu phát triển. Vì đây là định hướng chung của toàn thế giới nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Hệ số lạnh và nhiệt trung bình của máy điều hoà không khí RAC loại năng suất lạnh 2,8 kW đã đạt tới 5,89 đến 6,01. Đạt được các kết quả có tính đột phá lớn như vậy là nhờ các yếu tố chính như sau:

a. Chuyển máy nén từ chế độ ON - OFF sang chế độ biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh.

b. Chuyển động cơ máy nén từ kiểu điện xoay chiều sang 1 chiều;

c. Phát triển dạng máy nén mới như roto 2 pitton hoặc máy nén xoắn ốc (scroll) có hiệu suất cao hơn;

d. Sử dụng môi chất lạnh mới với hiệu suất nhiệt cao hơn (R 410A thay cho R 22)...

Bảng 1. Sản lượng và tỷ lệ các loại máy nén phân chia theo kiểu máy nén và theo môi chất lạnh năm 2003 (theo JARN)
Lĩnh vực ứng dụng Sản lượng (Bộ) % theo kiểu máy nén % theo loại môi chất
Máy điều hoà phòng RAC 34.030.000 Roto: 85% Piton: 10% Xoắn ốc: 5% R22:76% R410A:20% R407C: 4%
Máy điều hoà tổ hợp Loại nhỏ 5.427.000 Roto: 47% Piton: 32% Xoắn ốc: 21% R22:86% R410A:12% R407C: 1%
Loại lớn và lắp máy 7.800.000 Piton: 41% Xoắn ốc: 59% R22:97% R410A: 2% R407C: 1%
Máy làm lạnh nước (chiller) Máy nén thể tích 179.000 Trục vít: 23% Roto: 8% Piton: 27% Xoắn ốc: 42% R22:50% R410A:28% R407C: 22%
Máy nén tuabin 9.100 R123: 34% R134A: 66%
Máy lạnh công nghiệp và thương nghiệp Trục vít: 1% Roto: 67% Piton: 22% Xoắn ốc: 10%

Giám đốc nhà máy chế tạo máy nén lạnh Quảng Đông cho biết, vào năm 2005, máy nén lạnh biến tần sẽ chiếm 30% sản lượng nhà máy. Máy nén roto 2 pitton được thử nghiệm thành công ở Nhật Bản năm 1985 đang được sản xuất hàng loạt rất mạnh mẽ.

Năm 1988 cũng ở Nhật Bản, người ta đã thử nghiệm thành công phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh nhờ biến tần. Với 2 thành công trên người ta đã thực hiện được các mục tiêu quan trọng là nâng công suất máy nén lên gấp đôi, tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể nhờ biến tần và áp dụng các máy nén công suất lớn nhưng tốc độ chậm giảm đáng kể tiếng ồn, rung động, tăng tiện ghi điều hoà phòng RAC.

- Các kết quả RD (Research - Developpment) nghiên cứu phát triển đáng lưu ý là: Hãng Matsushita công bố kết quả nghiên cứu khả quan về máy nén C02 kiểu xoắn ốc động cơ chổi than 1 chiều thể tích quét 4cc. Công ty cho biết hiệu suất có thể sánh ngang với máy nén xoắn ốc R410A. Ở Ý, hãng Delonghi đã cho ra đời ba mẫu máy điều hoà phòng RAC môi chất R290 (propan) năng suất lạnh từ 2 đến 3,6 kW.

2. Máy nén tổ hợp gọn PAC (Packaged Air Conditiner)

Số lượng máy nén dùng cho máy điều hoà tổ hợp gọn 2 cụm PAC được sản xuất năm 2002 khoảng 5.427.000 chiếc loại nhỏ và 7.800.000 dùng cho loại lớn và kiểu điều hoà lắp mái.

- Đẩy mạnh tiết kiệm năng lượng:

Ở Mỹ, một tiêu chuẩn mới cho hiệu suất máy điều hoà phòng đã được phê chuẩn, trong đó hiệu suất năng lượng cả năm SEER (Seasonal Energy Efficicucy Ratio) phải tăng thêm 20% từ 10 lên 12 cho tới năm 2006. Tiêu chuẩn này thúc đẩy sự cạnh tranh về tiết kiệm năng lượng. Hãng Copeland có thể tăng SEER bằng máy nén xoắn ốc, hãng Tecumseh bằng kiểu máy nén piton \"Vector\" và hãng Bristol bằng kiểu \"Inertia\".

Ở Nhật Bản, do quy chế sửa đổi về tiết kiểm năng lượng (bảng 2, thúc đẩy, kiểu máy nén biến tần 5 mã lực đã ra đời và đạt hiệu suất COP từ 4,03 đến 4,50, vượt xa so với quy chế yêu cầu.

Bảng 2: Quy chế tiết kiệm năng lượng: COP cần đạt (danh định cho là lạnh và sưởi ấm) cho máy điều hoà Qo ,3 cm3 2,89 cm3 3,4 cm3

- Máy điều hoà ôtô:

Hãng Toyota đã sử dụng máy điều hoà dùng C02. Bảy nhà sản xuất xe hơi của Đức; Aud; BMW, Daimler Chrisler, Ford, Opel, Porsch và Volkswagen cũng sẽ sử dụng máy điều hoà C02 vào năm 2006 liên kết với Toyota, Denso Kariya Nhật Bản năm 2003 cũng đã cho ra đời chiếc xe đầu tiên có máy điều hoà dùng môi chất lạnh tự nhiên.

Công ty Sanyo đã phát triển từ 1999 một máy nén kín C02 cho điều hoà lắp đặt vào một máy bán hàng tự động và triển lãm tại hội chợ VENDEX 2000 tại Nhật Bản.

5. Tủ lạnh gia đình

Khoảng 82 triệu tủ lạnh gia đình được sản xuất hàng năm trên thế giới mà máy nén của nó là loại piton kín. Các điểm đáng lưu ý là:

- Chuyển đổi qua môi chất lạnh tự nhiên:

Tuy Hydrocarbon như propan (R290) và isobutan (R600a) là môi chất dễ cháy gây tốn kém đầu tư cho công việc phòng chống cháy nổ có chỉ số làm nóng địa cầu GWP cao nhưng nó vẫn đang được sử dụng rộng rãi ở Đức và Bắc Âu. Một số hãng sản xuất lớn ở Nhật Bản cũng đã sử sụng R600a. Năm 2001, thời hạn cấm R12 có hiệu lực cho cả các máy lạnh nhỏ, Trung Quốc và Ấn Độ cũng chuyển sang sử dụng R600a cho tủ lạnh. Ở Nhật Bản, năm 2002 85% tủ lạnh dùng R134a, 10% R600a và chỉ có 5% dùng R407A và R401A.

- Chuyển sang biến tần:

Nhằm giảm điện năng tiêu thụ, các nhà sản xuất chuyển đổi từ máy nén ON - OFF sang máy nén biến tần và nghiên cứu nâng cao hiệu quả cách nhiệt.

6. thiết bị lạnh thương nghiệp:

- Chuyển sang môi chất HFC

Các loại máy lạnh thương nghiệp nhỏ có xu hướng được chuyển sang R134a; tuy nhiên các loại máy cỡ trung lại sử dụng R404a. Ở Nhật Bản, số lượng máy chuyển sang R134a ước tính dưới 10% và chuyển sang R404a dưới 20%.

- Tăng kiểu máy nén xoắn ốc kín:

Máy nén xoắn ốc kín ngày càng thay thế máy nén piton nửa kín trong các thiết bị lạnh siêu thị. Ở Nhật Bản, nhằm tiết kiệm năng lượng và hạ giá thành, thiết bị lạnh siêu thị gồm khoảng 60% máy nén xoắn ốc. máy nén pitton nửa kín chỉ còn khoảng 40%.

- Mở rộng hệ thống ghép tầng R404A/C02

Các hệ thống lạnh ghép tầng R404a/C02 đang được mở rộng sử dụng cho các siêu thị. Ông S.Haaf (công ty Linde Đức) tại hội thảo AERCOM 2002 cho biết hệ thống ghép tầng R404A/C02 cho phép giảm lượng nạp 404a đáng kể so với hệ 404a độc lập. Đầu tư ban đầu và chi phí vận hành cũng giảm đáng kể. hệ thống này hiện chiếm tới 50% thị phần cho siêu thị ở châu Âu.

7. Thiết bị lạnh công nghiệp :

- Chuyển đổi sang môi chất tự nhiên

Ở EU, môi chất NH3 trở thành môi chất chủ yếu cho lạnh công nghiệp, trong khi nó mới chỉ bắt đầu phát triển ở Mỹ - Nhật và Đông Nam Á, tuy NH3 đã có lịch sử lâu đời từ hơn 100 năm nay.

Không khí cũng được sử dụng làm môi chất lạnh trong các thiết bị lạnh chu trình nén khí của hãng Kajam dùng cho tủ lạnh nhiệt độ thấp và MHI cũng đang phát triển chúng.

- Các hệ thống ghép tầng cho máy kết đông và kho lạnh nhiệt độ thấp:

Các hệ thống ghép tầng NH3/C02, R290/C02 và R4-4a/C02 đang được phát triển rất mạnh mẽ ở châu Âu và đã được sử dụng ở trên 10 địa điểm.

York đã phát triển một hệ thống ghép tầng C02/NH3 và đang được sử dụng ở Đức. Hệ thống năng lượng sử dụng cho các yêu cầu nhiệt độ bay hơi từ - 30 đến - 50oC.

Ở nhiệt độ bay hơi -40 đến -50oC hệ thống này tiết kiệm năng lượng hơn so với chu trình NH3 2 cấp.

(Nguồn: KHCNN)
 
Back
Bên trên