Trong thiết kế hệ thống làm lạnh của bể nhiệt độ thấp (chẳng hạn như phạm vi nhiệt độ phòng từ 40 ° C), việc lựa chọn chất làm lạnh cần xem xét tổng hợp các yêu cầu về nhiệt độ, bảo vệ môi trường, an toàn và hiệu quả của hệ thống. Sau đây là các nhân tố then chốt và các lựa chọn đề nghị:

1. Cân nhắc cốt lõi
Phạm vi nhiệt độ: Đảm bảo chất làm lạnh vẫn có áp suất bay hơi thích hợp (tránh chân không) và áp suất ngưng tụ (tránh quá cao) ở nhiệt độ thấp mục tiêu.
Thân thiện với môi trường: Ưu tiên chất làm lạnh có GWP và ODP thấp.
An toàn: Quan tâm đến độc tính (phân loại A1/A2L/A3) và tính dễ cháy (phân loại B1/B2L/B3).
Tính chất nhiệt động lực học: hiệu quả làm lạnh cao (giá trị COP), tỷ lệ áp suất phù hợp và khối lượng làm lạnh khối lượng đơn vị.
Khả năng tương thích: Khả năng tương thích với máy nén, dầu bôi trơn và vật liệu hệ thống.

2. Khuyến nghị chất làm lạnh thông thường
(1) Chất làm lạnh truyền thống (loại bỏ dần nhưng vẫn có ứng dụng)
R404A
Phạm vi nhiệt độ: trên 46 ° C, đã từng được sử dụng rộng rãi ở nhiệt độ thấp.
Nhược điểm: GWP cao (≈3922), đang được thay thế.
R22 (loại bỏ dần)
Phạm vi nhiệt độ: trên 40 ° C, nhưng ODP ≠ 0, đã bị hạn chế.
# (2) Môi chất lạnh thay thế thân thiện với môi trường
R448A / R449A
Thay thế R404A, GWP ≈1400, A1 cấp độ an toàn cho 45 ° C trở lên.
R507A
Hiệu suất nhiệt độ thấp tương tự như R404A, GWP ≈3985, cần cân nhắc bảo vệ môi trường.
R454C (A2L)
GWP≈148， Tính dễ cháy thấp, thích hợp dưới 30 ° C, cần thiết kế chống rò rỉ.
# 3) Chất làm lạnh tự nhiên
CO₂ (R744)
Chu kỳ siêu tới hạn có thể được sử dụng trên 40 ° C, thân thiện với môi trường (GWP=1), nhưng hệ thống áp suất cao (yêu cầu thiết kế chịu áp suất).
Amoniac (R717)
Hiệu quả cao và thân thiện với môi trường, nhưng độc hại (B2L), phù hợp với các hệ thống công nghiệp lớn.
Khí propane (R290)
hiệu quả năng lượng cao, GWP≈3， Tuy nhiên, rất dễ cháy (A3), đòi hỏi các biện pháp chống cháy nổ nghiêm ngặt.

3. Chương trình yêu cầu nhiệt độ thấp đặc biệt
Hệ thống xếp chồng:
Xếp chồng hai giai đoạn có thể được sử dụng ở nhiệt độ cực thấp (ví dụ 80 ° C), chẳng hạn như R404A/R448A cho giai đoạn nhiệt độ cao, R23 cho giai đoạn nhiệt độ thấp (GWP cao, kín đáo) hoặc R170 (ethane, loại A3).

4. Đề xuất lựa chọn
40 ° C đến 10 ° C: Ưu tiên R448A/R449A hoặc R454C (Cân bằng môi trường và hiệu suất).
Nhiệt độ thấp hơn: Hãy xem xét hệ thống xếp chồng lên nhau hoặc chu trình xuyên tới hạn CO ₂.
Cảnh bắt buộc về môi trường: Chọn R744 (CO₂) hoặc R290 (yêu cầu thiết kế an toàn).