Trong làn sóng thay thế chất làm lạnh thân thiện với môi trường, chất làm lạnh hydrocarbon đã càn quét ngành công nghiệp thiết bị gia dụng nhờ giá trị GWP cực thấp của chúng. Khi nói đến hydrocarbon, quen thuộc nhất là isobutane (R600a). Tuy nhiên, gần đây, nhiều kỹ sư làm việc về thiết bị làm lạnh sâu và máy điều hòa không khí chuyên dụng đã đặt câu hỏi: liệu n-butan (R600) có thể được sử dụng làm chất làm lạnh không? Chính xác thì sự khác biệt giữa nó và isobutane là gì? Làm thế nào chúng ta có thể tránh được những cạm bẫy khi lựa chọn? Hôm nay, chúng ta sẽ khám phá cặn kẽ điểm mấu chốt của cặp "anh em đồng phân" này trong giới làm lạnh. Một khi bạn hiểu được điều này, bạn sẽ không bao giờ bối rối trong việc lựa chọn chất làm lạnh nữa.
n-Butan (R600) có thể được sử dụng làm chất làm lạnh, nhưng do nhiệt độ sôi tương đối cao nên nó hiếm khi được sử dụng riêng lẻ trong thiết bị làm lạnh thông thường. Nó chủ yếu được sử dụng làm thành phần điều chỉnh trong chất làm lạnh hỗn hợp hoặc trong các điều kiện vận hành ở nhiệt độ-cao cụ thể.
Nhiều người mới bắt đầu lầm tưởng rằng vì cả hai đều được gọi là butan nên chúng có thể thay thế cho nhau. Điều này là hoàn toàn sai! Điểm sôi của n{1}}butan là -0,5 độ, có nghĩa là nó không dễ bay hơi ngay cả ở nhiệt độ phòng. Nếu bạn nạp n-butan nguyên chất vào máy nén tủ lạnh gia đình thông thường thì khi nhiệt độ môi trường tăng lên, n-butan không thể bay hơi và hấp thụ đủ nhiệt trong thiết bị bay hơi. Áp suất hút của hệ thống sẽ thấp bất thường, công suất làm lạnh giảm mạnh, thậm chí máy nén có thể bị cháy do không đủ làm mát.
Do đó, việc sử dụng n{0}}butan nguyên chất làm chất làm lạnh (R600) khá hẹp. Nó đóng vai trò "hiệu chuẩn" nhiều hơn. Ví dụ: trong một số tủ đông sâu thương mại hoặc hệ thống bơm nhiệt-nhiệt độ cao, các kỹ sư sẽ trộn nó với R290 (propan) theo tỷ lệ cụ thể, sử dụng nhiệt độ tới hạn cao hơn của n-butan để cân bằng áp suất cao của hệ thống và cải thiện điều kiện vận hành của máy nén.
Việc lựa chọn giữa isobutane (R600a) và n{1}}butane phụ thuộc chủ yếu vào yêu cầu về nhiệt độ bay hơi của thiết bị. R600a là lựa chọn hàng đầu cho điện lạnh gia dụng, trong khi R600 được giới hạn ở chế độ trộn lạnh sâu đặc biệt hoặc máy bơm nhiệt-nhiệt độ cao.
Vì chúng ta phải lựa chọn nên chúng ta phải dựa vào dữ liệu. Theo tiêu chuẩn phân loại an toàn và đặc tính vật lý của ASHRAE (Hiệp hội kỹ sư điều hòa không khí, điện lạnh và sưởi ấm{1}}Hoa Kỳ), chúng ta hãy đưa hai anh em này ra để so sánh trực tiếp:{2}}đối-:
| Thông số thuộc tính vật lý cốt lõi | n-Butan (R600) | Isobutan (R600a) | Quyết định-Tạo cơ sở và tác động thực tế cho việc lựa chọn thiết bị làm lạnh |
|---|---|---|---|
| Điểm sôi (1 atm, độ) | -0.5 | -11.7 | Sự khác biệt cốt lõi:R600a có nhiệt độ sôi thấp hơn rất nhiều, khả năng hấp thụ nhiệt bay hơi mạnh hơn R600 rất nhiều, hoàn toàn phù hợp với điều kiện vận hành ngăn đông. |
| Nhiệt độ tới hạn (độ) | 152.0 | 134.7 | R600 có nhiệt độ tới hạn cao hơn, áp suất ngưng tụ của nó tăng chậm hơn trong môi trường-nhiệt độ cao, khiến nó phù hợp với một số trường hợp bơm nhiệt-nhiệt độ cao nhất định. |
| ODP / GWP | 0 / 3 | 0 / 3 | Dữ liệu môi trường của cả hai đều giống hệt nhau; cả hai đều đạt điểm-hoàn hảo về chất làm lạnh thân thiện với môi trường, không làm suy giảm tầng ozone và hiệu ứng nhà kính cực thấp. |
| Phân loại An toàn (ASHRAE) | A3 (độc tính thấp, tính dễ cháy cao) | A3 (độc tính thấp, tính dễ cháy cao) | Cả hai đều là lớp A3! Giới hạn nổ rất rộng (khoảng 1,4% ~ 8,5%), yêu cầu các biện pháp an toàn cực cao và lượng điện tích bị hạn chế. |
| Công suất làm mát thể tích | Thấp hơn | Cao hơn một chút | Với cùng một dung tích máy nén, R600a có thể cung cấp công suất làm mát lớn hơn, giúp tủ lạnh-tiết kiệm năng lượng hơn. |
| Kịch bản ứng dụng chính thống | Bơm nhiệt-nhiệt độ cao đặc biệt, chất trộn chất làm lạnh hỗn hợp | Tủ lạnh gia dụng, tủ đông, máy làm mát đồ uống thương mại | Hơn 90% lựa chọn thiết bị làm lạnh gia đình đều khóa trực tiếp vào R600a. |
Dù sử dụng n{0}}butane hay isobutane, an toàn là ranh giới duy nhất giữa sự sống và cái chết. Số tiền tính phí phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia như GB 9236 và thiết kế chống cháy nổ-không được vi phạm.
Bất kể là R600 hay R600a, chỉ cần có chữ "A3" phía trước tức là cực kỳ dễ cháy nổ. Theo "Quy tắc an toàn cho thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí" (GB 9236) và tiêu chuẩn IEC 60335-2-89, lượng sạc một mạch cho thiết bị sử dụng chất làm lạnh hydrocarbon như vậy thường được giới hạn nghiêm ngặt trong vòng 150g (tùy thuộc vào diện tích phòng).
Điều này có nghĩa là khi thiết kế hệ thống, bạn tuyệt đối không thể lấp đầy một cách bạo lực như trước đây với Freon. Tất cả các bộ phận điện (chẳng hạn như bộ điều nhiệt, rơ-le) phải được thay thế bằng loại-chống cháy nổ hoặc-không có tia lửa. Đường hàn đường ống phải-không bị rò rỉ. Ngay cả quá trình sơ tán trong quá trình bảo trì cũng yêu cầu bơm chân không có chức năng xả{6}}chống cháy nổ. Chọn sai chất làm lạnh giữa n{8}}butan và isobutane có thể chỉ dẫn đến làm mát không đủ, nhưng không đảm bảo an toàn đúng cách sẽ dẫn đến cháy nổ.
Tuổi thọ và hiệu suất năng lượng của hệ thống lạnh không chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn mà quan trọng hơn là vào độ tinh khiết của chất làm lạnh hydrocarbon. Là công ty chủ chốt trong lĩnh vực tách hydrocarbon mịn, ZL Energy sử dụng công nghệ tinh chế tối ưu để loại bỏ rủi ro tắc nghẽn băng máy nén và mạ đồng tại nguồn.
Nhiều nhà máy điện lạnh cố gắng giảm chi phí bằng cách mua khí butan giá rẻ từ các xưởng nhỏ nhưng phải đối mặt với tình trạng-trả lại hàng và sửa chữa quy mô lớn ngay sau khi sạc máy nén. Tại sao? Vì n{2}}butan và isobutane thô chứa quá nhiều nước bão hòa và sunfua.
Độ ẩm sẽ đóng băng trong-thiết bị bay hơi ở nhiệt độ thấp, trực tiếp gây ra "tắc nghẽn băng" mao mạch và tủ lạnh sẽ không làm mát. Một lượng nhỏ lưu huỳnh, trong môi trường-nhiệt độ cao của máy nén, sẽ phản ứng với vết đồng trong hệ thống để tạo thành dạng đồng sunfua, bám vào các tấm van ("mạ đồng"), khiến máy nén bị mất kín và bị loại bỏ hoàn toàn.
Là nhà sản xuất nguồn có nguồn gốc sâu xa trong lĩnh vực hydrocarbon, ZL Energy có các tiêu chuẩn cực kỳ nghiêm ngặt đối với việc tinh chế hydrocarbon cấp chất làm lạnh-. Cho dù đó là n{2}}butan hay isobutane, ZL Energy, dựa vào quá trình chưng cất sâu và sàng lọc phân tử, khử lưu huỳnh tiên tiến, có thể ổn định độ tinh khiết của sản phẩm ở mức trên 99,5% hoặc thậm chí trên 99,9%, giảm nghiêm ngặt hàm lượng nước xuống dưới 10 ppm và kiểm soát tổng hàm lượng lưu huỳnh trong vòng 1 ppm. Đối với các kỹ sư điện lạnh, việc chọn chất làm lạnh hydrocarbon có độ tinh khiết cao-cung cấp trực tiếp{9}}của ZL Energy tương đương với việc trực tiếp loại bỏ các nguyên nhân gốc rễ gây ra hiện tượng tắc nghẽn hệ thống và mạ đồng, mang lại nền tảng an toàn đáng tin cậy nhất cho hệ thống làm lạnh A3, vốn có yêu cầu cực kỳ khắt khe về lượng điện nạp.
