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

- Tác dung 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 hưu 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(amoniăc) nên làm tăng nhiệt độ bay hơi,giãm năng suất lạnh,tiêu tốn năng lượng cao hơn;

- do không hòa tan trong môi chất(Freôn) nên gây tắc ẩm cho bộ phận tiết lưu (van tiết lưu và ống mao (ống kapile)).tắc ẩm là hiện tượng tắc bộ phân tiết lưu do ẩm trong hệ thống đóng băng bám vào cửa van làm tắc 1 phần hoặc hoàn toàn cửa thoát môi chất,làm ngung trệ vòng tuần hoàn môi chất lạnh.nước đóng thành băng ở cửa van do nhiệt độ giảm xuống đột ngột dưới 0oC khi môi chất lẫn nước đi qua tiết diện tiết lưu.người ta đã chứng minh rằng,trong tủ lạnh gia đình người ta chỉ cần 15 mg 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 chũa;

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

- sấy chân không nhiều giờ trước khi nạp ga và hệ thống lạnh;

- sử dụng phin sấy lắp trên vòng tuần hoàn môi chất đường lỏng và đường hơi.phin sấy đường lỏng lắp trước bộ phân tiết lưu và phin sấy đường hơi lắp sau dàn bay hơi theo chiều chuyển động của môi chất lạnh.phin sấy là 1 ống hình trụ bên trong chứa các hạt chất rắn có tính chất hấp thụ,hấp phụ và giữ lại ẩm cũng như các chất có hại cho hệ thống lạnh như một số axit và khí lạ phin có 2 đầu nôi cho môi chất lạnh đi qua .phin sấy nhiều khi kết hợp 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 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 sấy là 1 thiết bị phụ trong hệ thống lạnh nhưng nó rất quan trọng đảm bảo cho hệ thống lạnh hoạt đông bình thường với độ tin cậy và tuổi thọ cao.

7.2 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 giữ 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 tắt ẩm trong hệ thống lạnh freôn.

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 cấu 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 pham vi nhiệt độ vận hành;

- Có khả năng tái sinh dể 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 hưu cơ để tạo ra các hóa chất có hại khác;

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

- 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) lien kết cơ học với ẩm gọi là quá trình hấp phụ ẩm;

b) lien 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.

4 các 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 zeolit gồm zeolit 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 bề mặt,số lượng và kích thước lổ nhỏ li ti 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 trong 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 lổ nhỏ này có kích thước lớn hơn phân tử nước ít chút nên có khả năng giữ các phân tử nước lại nhờ lực lien kết nhung lại để cho môi chất lạnh,dầu bôi trơn có kích thước phân tử lớn đi qua dể dàng.vd: các lỗ nhỏ li ti của zeolit dùng trong hệ thống lạnh làm chất hút ẩm có đường kính đồng đều khoảng 4 Ao có thể hấp thụ các phân tử nước (đường kính phân tử 2,7 Ao ),các khí cacbonic (2,8 Ao),nitơ(3 Ao) và Clo (3,5 Ao).các môi chất lạnh amoniac,Freon và dầu bôi trơn đều có đường kính phân tử lớn hơn 4 Ao nên không bị hấp thụ.

Nguyên nhân cơ bản của sự hấp thụ là lực liên kết tác đông lẫn nhau giữa các phân tử,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 giửa áp suất riêng phần hơi nước trong hệ thống lạnh trên áp suất bảo hòa.đây là yêu cầu quan trong đối với chất hút ẩm.chất hút ảm phải hút được ẩm còn sót lại trọng hệ thống với khối lượng rất nhỏ nghĩa là ở áp suất riêng phần hơi nước rất nhỏ trong hệ thống.

Áp suất riêng phần hơi nước có ảnh hưởng đặc biệt đến khả năng hấp phụ ở phạm vi rất thấp từ 0 đến 50 pa.nhiệt đô cũng ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp phụ.silicagel,giảm khả năng hấp phụ đáng kể ở nhiệt đô từ 40 đến 500C,vậy phin sấy silicagel không đặt ở các thiết bị có nhiệt độ cao như máy nén,dàn ngưng tụ,bình chứa cao áp.tái sinh silicagel ở nhiệt độ 120-2000C trong vòng 24h.khả năng hấp phụ của zeolit ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt đô .zeolit vẩn có khả năng hấp phụ tốt ở nhiệt độ 50-600C ,nên phin sấy zeolit có thể đặt bất kỳ chỗ nào trong hệ thống lạnh.tái sainh zeolit ơ nhiệt độ từ 400-500oC tuy nhir6n thực tế không thể tái sinh vì đã bị bám bẩn và 1 màng dầu bao phủ .mọi cố gắn tái sinh bằng cách gia nhiệt chỉ gây thêm trục trặc cho hê thống,vì sự phân ra của chúng.sau khi tái sinh các hạt này có tính kỵ nước tức là không thể hấp thụ nước được nửa.

Tuy nhiên ta có thể dung các loại hóa chất để tẩy rửa và tái sinh các hạt nhưng phương pháp này tỏ ra không kihn tế vì tốn hóa chất giá thành cao hơn các hạt mới.

Do có khả năng hấp phụ nước lớn,ít phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ nên zeolit càng ngày càng quan trọng trong kỹ thuật lạnh.hiện nay người ta chế tạo được nhiều zeolit khác nhau,diện tích bề mặt rất lớn đạt tới 800m2/gam với các kích thước lổ li ti hoàn toàn thống nhất zeolit dung 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 hệ thống lạnh freon R12 và R22,lắp đặc trên đường lỏng sau bình chứa và trước tiết lưu,khi thay thế Na bằng kali hoặc Ca có thể chế tạo được zeolit đường kính 3-9 Ao.silicagel là SiO2 ở dàn xốp không định hình,kích thước lỗ không cố định,diện tích bề mặt đạt tới 500m2/gam.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,NH¬3,SO2,H2S và hidro cacbon.

Hiện nay người ta 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

Các chất hấp thụ ẩm nhờ liên kết hóa học tạo các tinh thể ngâm nước hoặc các hidrat như sunfat canxi,cloruacanxi hoặc perelorat mahe ít có ý nghĩa trong kỹ thuật lạnh nên hạn chế các hấp thụ này đặc biệt như clorua canxi không phù hợp vời 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,oxitbari,penoxit phôtpho 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