Luận án Nghiên cứu xác định tính chất nhiệt động và khả năng ứng dụng của một số HFO trong lĩnh vực điều hòa không khí

980 0,06 65,10 258,00 192,90 0,25 0,93 
15 438 0,000990 0,05 72,10 261,00 188,90 0,28 0,93 
20 509 0,001009 0,04 79,30 264,00 184,70 0,30 0,93 
25 588 0,001024 0,04 86,60 267,00 180,40 0,32 0,93 
30 677 0,001040 0,03 93,90 270,00 176,10 0,35 0,93 
35 775 0,001057 0,03 101,00 273,00 172,00 0,37 0,93 
40 883 0,001075 0,02 109,00 276,00 167,00 0,40 0,93 
45 1000 0,001095 0,02 117,00 279,00 162,00 0,42 0,93 
50 1130 0,001116 0,02 125,00 281,00 156,00 0,45 0,93 
55 1280 0,001140 0,02 133,00 283,00 150,00 0,47 0,93 
60 1430 0,001166 0,01 141,00 285,00 144,00 0,50 0,93 
65 1600 0,001195 0,01 150,00 287,00 137,00 0,52 0,93 
70 1790 0,001227 0,01 159,00 289,00 130,00 0,55 0,92 
75 1990 0,001264 0,01 168,00 290,00 122,00 0,57 0,92 
80 2210 0,001309 0,01 177,00 290,00 113,00 0,60 0,92 
85 2440 0,001361 0,01 187,00 290,00 103,00 0,63 0,91 
90 2700 0,001425 0,01 198,00 289,00 91,00 0,65 0,90 
95 2980 0,001506 0,01 209,00 287,00 78,00 0,68 0,89 
100 3280 0,001616 0,00 221,00 283,00 62,00 0,71 0,88 
105 3600 0.001783 0.00 235.00 277.00 42.00 0.75 0.86 
3.2.5 Thông số nhiệt động của R1243zf trong vùng 1 pha 
Bảng 3.11 liệt kê các thông số nhiệt động như entanpy, entropy, thể tích riêng của R1243zf 
theo nhiệt độ và áp suất thu được từ phương trình dựa trên lý thuyết tương tác phân tử. 
Để phục vụ cho việc tính toán, thiết kế các hệ thống máy lạnh sử dụng môi chất R1243zf 
thì cần phải có các bảng số liệu nhiệt động hoặc đồ thị để tra tính. Vì vậy, trong phần này, 
tác giả trình bày bảng số liệu nhiệt động của môi chất R1243zf. Số liệu trong bảng bắt đầu 
với điểm gốc: Tref = -40 °C; Entanpy gốc href = 0 J/kg; Entropy gốc sref = 0 J/(kgK). 
84 
Bảng 3.11 Thông số nhiệt động của R1243zf trong vùng 1 pha 
T, °C h, s, v 
p, MPa 
0,01 0,5 1 2 3 4 5 
-40 
v, m3/kg 2,008032 0,000870 0,000870 0,000870 0,000870 0,000862 0,000862 
h, kJ/kg 226,00 0,21 0,43 0,90 1,36 1,83 2,30 
s, kJ/(kgK) 1,110 -0,001 -0,002 -0,003 -0,005 -0,007 -0,009 
-35 
v, m3/kg 2,049180 0,000885 0,000877 0,000877 0,000877 0,000877 0,000870 
h, kJ/kg 230,00 6,30 6,52 6,97 7,42 7,88 8,34 
s, kJ/(kgK) 1,130 0,025 0,024 0,022 0,021 0,019 0,017 
-20 
v, m3/kg 2,183406 0,000909 0,000909 0,000909 0,000901 0,000901 0,000901 
h, kJ/kg 242,00 25,10 25,30 25,70 26,10 26,50 26,90 
s, kJ/(kgK) 1,180 0,102 0,101 0,099 0,097 0,095 0,093 
0 
v, m3/kg 2,358491 0,000952 0,000952 0,000952 0,000943 0,000943 0,000943 
h, kJ/kg 259,00 51,40 51,60 51,90 52,20 52,50 52,80 
s, kJ/(kgK) 1,240 0,202 0,200 0,198 0,196 0,193 0,191 
5 
v, m3/kg 2,398082 0,000971 0,000962 0,000962 0,000962 0,000952 0,000952 
h, kJ/kg 263,00 58,20 58,30 58,60 58,90 59,20 59,50 
s, kJ/(kgK) 1,250 0,226 0,225 0,223 0,220 0,218 0,216 
10 
v, m3/kg 2,444988 0,000980 0,000980 0,000971 0,000971 0,000962 0,000962 
h, kJ/kg 267,00 65,10 65,20 65,50 65,70 66,00 66,30 
s, kJ/(kgK) 1,270 0,251 0,250 0,247 0,244 0,242 0,240 
35 
v, m3/kg 2,659574 0,047393 0,001055 0,001047 0,001041 0,001034 0,001028 
h, kJ/kg 290,00 280,00 101,00 101,00 101,00 101,00 102,00 
s, kJ/(kgK) 1,350 0,985 0,372 0,368 0,365 0,362 0,359 
50 
v, m3/kg 2,793296 0,050761 0,022272 0,001106 0,001095 0,001086 0,001078 
h, kJ/kg 305,00 296,00 285,00 125,00 124,00 124,00 124,00 
s, kJ/(kgK) 1,390 1,040 0,949 0,442 0,438 0,434 0,430 
100 
v, m3/kg 3,225806 0,060976 0,028736 0,012121 0,005848 0,001477 0,001395 
h, kJ/kg 357,00 351,00 344,00 327,00 300,00 215,00 210,00 
s, kJ/(kgK) 1,540 1,190 1,120 1,020 0,928 0,693 0,677 
85 
3.2.6 Đồ thị lgp-h của môi chất R1243zf 
Để phục vụ cho việc tính toán, thiết kế các hệ thống máy lạnh sử dụng môi chất 
R1243zf thì cần phải có các bảng số liệu nhiệt động hoặc đồ thị để tra tính. Vì vậy, trong 
phần này, tác giả trình bày đồ thị lgp-h của môi chất R1243zf trên Hình 3.14. Số liệu 
trong đồ thị bắt đầu với điểm gốc: Tref = -40 °C; Entanpy gốc href = 0 J/kg; Entropy gốc 
sref = 0 J/(kgK). 
Hình 3.14 Đồ thị lgp-h của R1243zf 
3.3 Kết luận chương 3 
Chương 3 đã được nghiên cứu, thực hiện với 4 mục tiêu với kết quả như sau: 
(1) Tìm kiếm, phân tích các thông tin số liệu nhiệt động lý thuyết và thực nghiệm cho 
đến thời điểm hiện tại của 2 môi chất R1234ze(Z) và R1243zf. 
86 
(2) Dựa trên các số liệu lý thuyết và thực nghiệm hiện có đã xác định được bộ thông 
số các đại lượng đặc trưng trong mô hình tương tác phân tử cho 2 chất trên: 
+ R1234ze(Z): T0 = 413,83 K; ρ0 = 4,057 mol/l; α = 1,44 và Q*² = 2,756. 
+ R1243zf: T0 = 326,83 K; ρ0 = 4,375 mol/l; α = 1,39 và Q*² = 1,136. 
(3) Đã xác định được bộ số liệu nhiệt động cho môi chất R1234ze(Z) và R1243zf 
trong vùng lỏng chưa sôi, lỏng bão hòa, hơi bão hòa khô và hơi quá nhiệt. Bộ số liệu 
nhiệt động thu được đã được đánh giá độ chính xác thông qua các kết quả thực nghiệm 
đã công bố để khẳng định độ tin cậy của bộ số liệu. 
+ Đối với R1234ze(Z): Kết quả thu được trên đường bão hòa có sai lệch rất ít so với 
các số liệu công bố thực nghiệm. Áp suất bão hòa và khối lượng riêng bão hòa có sai 
lệch AAD là 0,43 %. Với dữ liệu dự đoán cho vùng lỏng chưa sôi và hơi quá nhiệt, khối 
lượng riêng tính từ mô hình tương tác phân tử có sai lệch trung bình 0,68 % cho vùng 
lỏng chưa sôi và 1,6 % cho vùng hơi quá nhiệt. 
+ Đối với R1243zf: Kết quả thu được trên đường lỏng bão hòa có sai lệch rất ít so với các 
số liệu công bố thực nghiệm. Áp suất bão hòa và khối lượng riêng bão hòa có sai lệch AAD 
lần lượt 0,12 % là 0,08 %. Với dữ liệu dự đoán cho vùng lỏng chưa sôi và hơi quá nhiệt, khối 
lượng riêng lỏng quá lạnh tính từ mô hình tương tác phân tử có sai lệch trung bình 0,2 %, áp 
suất pha hơi tính từ mô hình tương tác phân tử có sai lệch trung bình 0,56 %. 
Với số liệu đã được đánh giá, bộ số liệu nhiệt động của R1234ze(Z) và R1243zf hoàn 
toàn có thể ứng dụng cho các nghiên cứu tiếp theo về phân tích đánh giá khả năng ứng 
dụng trong các chu trình lạnh. 
Kết quả từ nghiên cứu cho thấy số liệu nhiệt động của môi chất R1243zf được tính 
theo biểu thức (2.4) và (2.7) có độ chính xác cao hơn khi sử dụng công thức (2.6) và 
(2.8). Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả được nghiên cứu và công bố bởi 
Castro-Marcano và cộng sự [93]. 
(4) Bộ số liệu nhiệt động thu được đã được trình bày dưới dạng bảng và đồ thị để 
thuận lợi cho các nghiên cứu, tính toán sau này. 
87 
 Chương 4 – NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT CHU TRÌNH LẠNH SỬ 
DỤNG MÔI CHẤT LẠNH TIỀM NĂNG 
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm để đánh giá hiệu quả biến đổi năng lượng 
cũng như xác định các đại lượng đặc trưng của chu trình, hệ thống thiết bị nhiệt có thể 
được thực hiện khi có bộ số liệu nhiệt động chính xác và tin cậy. Ưu điểm của nghiên 
cứu chu trình lý thuyết là có thể tiến hành nghiên cứu tính toán theo nhiều tiêu chí khác 
nhau, có thể tính cho mọi trường hợp, mọi ứng dụng. Mục tiêu của luận án là mong 
muốn nghiên cứu khả năng thay thế của các môi chất tiềm năng trong các hệ thống 
ĐHKK. Dựa trên cơ sở phương pháp và quy trình đã được nghiên cứu, đề xuất ở 
chương 2, chương này tiến hành nghiên cứu chu trình lạnh sử dụng các môi chất thay 
thế tiềm năng R1234ze(Z), R1243zf, R1234yf, R1234ze(E) và các môi chất thông dụng 
truyền thống R134a, R152a, R22, R32, R245fa. Điều kiện làm việc được lựa chọn theo 
điều kiện thiết kế chuẩn cho hệ thống ĐHKK. Ngoài ra, các chế độ có nhiệt độ bay hơi 
và ngưng tụ khác nhau cũng được thay đổi để đánh giá các tiêu chí: nhiệt độ đầu đẩy 
máy nén, áp suất hơi hút, hiệu quả làm lạnh COP, năng suất lạnh riêng thể tích qv, và 
tỉ số nén. Từ đó đưa ra một số kết luận thu được từ nghiên cứu lý thuyết. 
4.1 Sơ đồ nguyên lý 
Hình 4.1 và Hình 4.2 mô tả sơ đồ thiết bị và đồ thị lgp-h của chu trình máy lạnh 
nén hơi cơ bản. Hệ thống máy lạnh này gồm 4 thiết bị chính: Máy nén (MN), thiết bị 
ngưng tụ (TBNT), thiết bị tiết lưu (TL), thiết bị bay hơi (TBBH). Đồ thị trạng thái 
lgp-h biểu thị các quá trình nhiệt động tương ứng: quá trình nén đoạn nhiệt không 
thuận nghịch trong máy nén (1-2), quá trình làm mát và ngưng tụ trong thiết bị ngưng 
tụ (2-3), quá trình tiết lưu trong thiết bị tiết lưu (3-4), quá trình hóa hơi trong thiết bị 
bay hơi (4-1). Trong nghiên cứu này, ta giả thiết môi chất vào máy nén trong chu 
trình cơ bản là hơi bão hòa khô, môi chất ra khỏi thiết bị ngưng tụ là lỏng bão hòa, 
không có tổn thất áp suất ở thiết bị bay hơi và ngưng tụ. 
88 
Hình 4.1 Sơ đồ thiết bị hệ thống máy lạnh 
nén hơi cơ bản 
Hình 4.2 Đồ thị lgp-h của chu trình 
máy lạnh nén hơi cơ bản 
4.2 Phạm vi nghiên cứu lý thuyết chu trình lạnh 
4.2.1 Các chế độ nghiên cứu 
Trong phần này, nghiên cứu lý thuyết cho chu trình máy lạnh nén hơi cơ bản 
sử dụng các môi chất R1234ze(Z), R1243zf, R22, R134a, R32, R245fa, R152a, 
R1234yf, R1234ze(E) làm MCL được tiến hành. Các chế độ nghiên cứu trong luận 
án được thể hiện trong Bảng 4.1. Dựa trên các thông số vận hành tiêu chuẩn cho các 
máy ĐHKK [94], chế độ nghiên cứu chuẩn cho hệ thống máy ĐHKK được lựa chọn 
là: nhiệt độ bay hơi 5 C và nhiệt độ ngưng tụ là 50 C. Theo TCVN 5687-2010 
Thông gió- ĐHKK tiêu chuẩn thiết kế [95], nhiệt độ sôi của MCL trong giàn bay hơi 
kiểu ống làm lạnh nước thiết kế không nhỏ hơn dương 2 °C, còn đối với các giàn bay 
hơi kiểu khác, nhiệt độ thiết kế không nhỏ hơn -2 °C. Vì vậy, nhiệt độ bay hơi được 
nghiên cứu trong dải từ -5 C đến 15 C. Môi trường giải nhiệt của thiết bị ngưng tụ 
sử dụng trong ĐHKK thường là không khí hoặc nước. Điều này dẫn đến nhiệt độ 
ngưng tụ sẽ bị dao động do không khí và nước làm mát hoàn toàn phụ thuộc vào điều 
89 
kiện thời tiết bên ngoài. Chính vì vậy, trong luận án, nhiệt độ ngưng tụ được nghiên 
cứu trong dải từ 40 C đến 60 C. 
Bảng 4.1 Các chế độ nhiệt độ bay hơi và ngưng tụ của hệ thống máy lạnh 
Các chế độ tính toán 
Chế 
độ 1 
Chế 
độ 2 
Chế 
độ 3 
Chế 
độ 4 
Chế 
độ 5 
Nhiệt độ 
bay hơi, 
C 
Nhiệt độ 
ngưng 
tụ, C 
Nhiệt độ bay hơi, C -5 0 5 10 15 50 
Nhiệt độ ngưng tụ, C 40 45 50 55 60 5 
4.2.2 Lựa chọn môi chất 
Bảng 4.2 giới thiệu các tính chất chung của MCL được nghiên cứu ở đây. Khi lựa 
chọn các MCL thay thế cho R134a, R22, bên cạnh việc xem xét tới tính môi trường, tính 
an toàn của môi chất thì sự phù hợp về tính chất nhiệt động cũng cần được xét đến. 
Xét về các thông số nhiệt động tiêu chuẩn, các chất nghiên cứu trong chương này 
đều thỏa mãn nhiệt độ sôi thường nhỏ hơn 15 ºC và nhiệt độ tới hạn lớn hơn 50 ºC. 
Xét về tính môi trường, ngoài 3 môi chất R22, R134a, R245fa có chỉ số GWP lớn 
hơn mức yêu cầu 750 thì các môi chất còn lại đều có chỉ số GWP <750. Các môi chất 
này đều thỏa mãn điều kiện làm MCL tiềm năng thay thế theo tiêu chí về môi trường. 
Xét về tính an toàn, các môi chất được nghiên cứu đều được phân loại thuộc nhóm 
A1, A2L, và A2, nên cũng thỏa mãn tiêu chí về tính an toàn. 
Bảng 4.2 Tính chất chung của một số MCL được lựa chọn nghiên cứu 
Tính chất R 22 R 32 R134a R152a R 245fa 
R1234 
yf 
R1234 
ze(E) 
R1234 
ze(Z) 
R1243 
zf 
Khối lượng phân tử, g/mol 86,47 52,02 102,03 66,05 134,05 114 114,04 114,04 96,05 
Nhiệt độ sôi thường, C -40,8 -51,7 -26,1 -24,0 15,1 -29,45 -18,97 9 -18 
Nhiệt độ tới hạn, C 96,2 78,2 101,1 104,9 154,1 94,70 109,36 423,27 378,8 
Áp suất tới hạn, MPa 4,99 5,78 4,06 3,59 4,43 3,38 3,63 3,533 3,74 
GWP 1810 675 1430 124 1030 4 6 1,4 0,82 
Xếp loại an toàn A1 A2L A1 A2 A1 A2L A2L A2L A2L 
Ghi chú: A2L là loại MCL có tính cháy nổ thấp với tốc độ cháy lớn nhất ≤ 10 cm/s 
Hình 4.3 mô tả một đoạn đường cong bão hòa của các môi chất trong dải nhiệt độ 
268K đến 419K, trong đó (●) biểu diễn các điểm trạng thái của môi chất R134a và 
(■) biểu diễn các điểm của môi chất R22. Hình 4.3 cho thấy đường cong áp suất bão 
hòa của R1234yf, R1243zf, R152a, R1234ze(E) tương đối sát với đường cong áp suất 
90 
bão hòa của môi chất R134a. Đường cong áp suất bão hòa của R245fa và R1234ze(Z) 
tương đối gần nhau. 
Hình 4.3 Đường áp suất bão hòa tương ứng với nhiệt độ 
4.3 Cơ sở tính toán 
Giả thiết không có tổn thất nhiệt và tổn thất áp suất trên đường ống và trên các 
thiết bị. Một số các đại lượng đặc trưng như hiệu quả biến đổi năng lượng COP, tỉ số 
nén, năng suất lạnh riêng thể tích và hiệu suất nén không thuật nghịch có thể xác định 
như sau: 
Hiệu quả biến đổi năng lượng được định nghĩa bằng năng lượng hữu ích thu được 
trên năng lượng cấp vào. Hiệu quả biến đổi năng lượng trong chu trình, thiết bị hoạt 
động theo chu trình ngược chiều đôi khi còn được gọi là chỉ số hiệu quả (Coefficient 
Of Performance - COP). Hiệu quả biến đổi năng lượng của chu trình, thiết bị hoạt 
động theo chu trình ngược chiều có 2 loại: 1) hiệu quả biến đổi năng lượng của chu 
trình, thiết bị hoạt động theo chu trình ngược chiều sử dụng năng lượng hữu ích thu 
được ở vùng nhiệt độ thấp (nguồn lạnh) được gọi là hiệu quả biến đổi năng lượng của 
chu trình, thiết bị lạnh [96], đôi khi còn được gọi là chỉ số hiệu quả máy lạnh [97] 
(cooling Coefficient Of Performance - COPc); 2) hiệu quả biến đổi năng lượng của 
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
-5 45 95 145
L
g
p
, 
M
P
a
T, K
R22 R32 R134a
R152a R245fa R1234yf
R1234ze(E) R1243zf R1234ze(Z)
91 
chu trình, thiết bị hoạt động theo chu trình ngược chiều sử dụng năng lượng hữu ích 
thu được ở vùng nhiệt độ cao (nguồn nóng) được gọi là hiệu quả biến đổi năng lượng 
của chu trình bơm nhiệt, đôi khi còn được gọi là chỉ số hiệu quả bơm nhiệt (heating 
coefficient of performance - COPh). 
Luận án này nghiên cứu và đánh giá hiệu quả biến đổi năng lượng của chu trình 
ngược chiều sử dụng năng lượng hữu ích là năng lượng thu được ở vùng nhiệt độ 
thấp. Vì vậy, thuật ngữ "chỉ số hiệu quả máy lạnh" như trong các tài liệu QCVN 
không được sử dụng. Thay vào đó, luận án này sử dụng thuật ngữ "hiệu quả biến đổi 
năng lượng của chu trình lạnh". Hiệu quả biến đổi năng lượng của chu trình lạnh lý 
thuyết được tính: 
1 4
0
h h
COP 
l
−
= (4.1) 
Trong đó, h4 và h1 là giá trị entanpy ở đầu vào và đầu ra của thiết bị bay hơi, kJ/kg. 
l0 là công tiêu tốn trong quá trình nén đoạn nhiệt của máy nén, kJ/kg. 
Tỉ số nén (Pressure ratio: Π) 
k
0
p
p
 = (4.2) 
Trong đó pk và p0 là giá trị áp suất ngưng tụ tuyệt đối và áp suất bay hơi tuyệt đối 
Năng suất lạnh riêng thể tích (Volumetric Cooling Capacity: qv, J/m3) 
v 1 4 1q (h h ) = − (4.3) 
Trong đó 1 là khối lượng riêng của hơi hút máy nén. 
Hiệu suất nén không thuận nghịch η: 
1 2s
1 2
h h
h h
−
 =
−
 (4.4) 
Trong đó, h2s là giá trị entanpy của môi chất sau máy nén trong quá trình đoạn 
nhiệt, kJ/kg. h2 là giá trị entanpy của môi chất sau máy có tính đến hiệu suất nén 
không thuận nghịch, kJ/kg. 
92 
4.4 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chu trình 
Hiệu quả biến đổi năng lượng của chu trình trong một hệ thống phụ thuộc vào rất 
nhiều yếu tố từ khâu thiết kế, chế tạo, lắp đặt, đến vận hành. Trong các khâu thiết kế, 
chế tạo, công suất của các thiết bị trong hệ thống như máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết 
bị tiết lưu, thiết bị bay hơi cần có độ tương thích cao. Công nghệ chế tạo của các thiết 
bị chính và thiết bị phụ trong hệ thống cũng có ảnh hưởng đến hiệu quả biến đổi năng 
lượng. Khâu lắp ráp, lắp đặt hệ thống cần đảm bảo đúng các quy chuẩn lắp ráp, lắp 
đặt để hệ thống có thể đạt được hiệu quả biến đổi năng lượng như thiết kế. Tuy nhiên, 
hiệu quả biến đổi năng lượng thực tế đạt được bao nhiêu còn phụ thuộc rất lớn vào 
điều kiện vận hành của hệ thống. Đặc biệt là nhiệt độ ngưng tụ, nhiệt độ bay hơi và 
hiệu suất không thuận nghịch. Trong phần này sẽ thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng 
của 3 yếu tố này với hiệu quả biến đổi năng lượng. 
Từ các cặp chế độ tính toán khác nhau ở Bảng 4.1, các phương trình tính toán (4.1) 
đến (4.4) đã xác định được các thông số và đại lượng đặc trưng của chu trình sử dụng 
các MCL trong Bảng 4.2. Phần dưới đây sẽ biểu diễn quan hệ giữa các đại đượng và 
thông số đặc trưng của chu trình lạnh sử dụng các MCL khác nhau. 
4.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi 
Nhiệt độ bay hơi của môi chất chủ yếu phụ thuộc vào thiết bị trao đổi nhiệt, chế 
độ vận hành và tải lạnh yêu cầu. Nhiệt độ bay hơi là một trong những thông số quan 
trọng ảnh hưởng đến đặc tính của hệ thống và hiệu quả biến đổi năng lượng. Vì vậy, 
phần này sẽ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi đến các đại lượng, 
thông số đặc trưng của chu trình. Các kết quả nghiên cứu dưới đây được thực hiện 
cho chế độ ngưng tụ không đổi 50 ºC và nhiệt độ bay hơi thay đổi từ -5 ºC đến 15 ºC. 
93 
Hình 4.4 Quan hệ của nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ đầu đẩy của máy nén 
Hình 4.4 cho thấy môi chất R32 có nhiệt độ đầu đẩy cao nhất trong tất cả các môi 
chất khảo sát, và cao hơn 28,8 K so với nhiệt độ đầu đẩy của máy lạnh sử dụng môi 
chất R22. Điều này có thể gây ra một số bất lợi nhất định đối với dầu bôi trơn như bị 
hiện tượng oxy hóa, lão hóa dầu. R1234yf và R245fa có nhiệt độ đầu đẩy xấp xỉ bằng 
nhau và thấp nhất. Xét về khía cạnh nhiệt độ đầu đẩy máy nén, các môi chất dòng 
HFO đều có nhiệt độ đầu đẩy thấp ở các nhiệt độ bay hơi tương ứng khi so với môi 
chất R134a và R22 chứng tỏ có khả năng thay thế tốt cho môi chất R134a, R22 hiện 
có trong các hệ thống lạnh. 
45
55
65
75
85
95
105
-5 0 5 10 15
N
h
iệ
t 
đ
ộ
 đ
ầ
u
 đ
ẩ
y
 m
á
y
 n
én
, 
ºC
Nhiệt độ bay hơi, ºC
R22 R32 R134a
R152a R245fa R1234yf
R1234ze(E) R1234ze(Z) R1243zf
94 
Hình 4.5 Quan hệ của nhiệt độ bay hơi và áp suất hơi hút của máy nén 
Theo Hình 4.5, thứ tự giảm dần của áp suất hơi hút của các môi chất là R32, R22, 
R1234yf, R134a, R1243zf, R152a, R1234ze(E), R1234ze(Z) và R245fa. Trong tất cả 
các đường biểu diễn, R1234yf có áp suất hút rất gần với R134a và chỉ cao hơn R134a 
3 %. Các MCL thuộc nhóm HFO đều có đường biểu diễn áp suất hơi hút lân cận với 
R134a. Riêng môi chất R1234ze(Z) có áp suất hút thấp hơn các đồng phân HFO khác. 
Ứng với nhiệt độ bay hơi thấp nhất -5 °C thì áp suất hút của R1234ze(Z) là 0,06 MPa. 
Áp suất làm việc này dẫn tới hệ thống hoạt động ở chế độ chân không. Đây là chế độ 
vận hành không khuyến khích cho các hệ thống lạnh, vì vậy R1234ze(Z) chỉ nên ứng 
dụng cho các ứng dụng bơm nhiệt nhiệt độ cao và trung bình (> 10 °C). R245fa có 
áp suất hơi hút thấp nhất, thấp hơn 81 % so với R134a. R245fa đang được ứng dụng 
thay thế cho chất R114 trong các bơm nhiệt nhiệt độ cao và trung bình. Tuy nhiên 
R245fa có chỉ số GWP cao 1030, nên hiện nay cũng đang được nghiên cứu tìm MCL 
để loại bỏ dần. Hình 4.5 cho thấy đường áp suất hơi của R1234ze(Z) và R245fa tương 
đối gần nhau, nên R1234ze(Z) đang được quan tâm là môi chất tiềm năng thay thế 
cho R245fa. 
0,02
0,26
0,50
0,74
0,98
1,22
-5 0 5 10 15
Á
p
 s
u
ấ
t 
h
ơ
i 
h
ú
t,
 M
P
a
Nhiệt độ bay hơi, ºC
R22 R32
R134a R152a
R245fa R1234yf
R1234ze(E) R1234ze(Z)
R1243zf
95 
Hình 4.6 Quan hệ của nhiệt độ bay hơi và tỉ số nén 
Hình 4.6 thể hiện quan hệ của nhiệt độ bay hơi và tỉ số nén. Trên hình cho thấy xu 
hướng khi tăng nhiệt độ bay hơi thì tỉ số nén giảm, nhiệt độ bay hơi càng thấp thì 
chênh lệch tỉ số nén của chu trình sử dụng các MCL khác nhau càng cao. Tỉ số nén 
tối đa có thể đạt được của máy nén thường bị giới hạn bởi thiết kế cơ học. Nên nếu 
môi chất có tỉ số nén cao sẽ dẫn đến việc thay thế môi chất vào một hệ thống lạnh 
đang hoạt động bị hạn chế. Thậm chí sẽ không thay thế được. Tỉ số nén cao cũng dẫn 
tới máy nén tiêu tốn năng lượng nhiều hơn. Khi xét riêng cho từng môi chất, trong cả 
5 chế độ bay hơi, tỉ số nén của R245fa cao nhất nên đây là môi chất tiêu tốn nhiều 
công nén nhất. Một số cặp môi chất có giá trị tỉ số nén tương đối gần nhau là R134a 
và R152a, R32 và R22. Độ sai lệch giữa 2 cặp này lần lượt là 0,49 % và 0,76 %. Do 
đó, khi xét về tỉ số nén, R15