Chất tải lạnh (Refrigerant Carrier / Secondary Refrigerant) là chất trung gian dùng để truyền tải năng lượng lạnh từ thiết bị làm lạnh (chiller, dàn bay hơi, dàn lạnh) đến khu vực cần làm mát.
Nói cách khác, chất tải lạnh không trực tiếp tham gia vào quá trình bay hơi – ngưng tụ như môi chất lạnh (refrigerant), mà chỉ mang nhiệt lượng đi và về giữa các điểm trong hệ thống.
 |
| Chất tải lạnh Glycol. |
1. Vai trò của chất tải lạnh trong hệ thống làm lạnh
Trong các hệ thống lạnh công nghiệp, đặc biệt là trung tâm dữ liệu (data center), kho lạnh, thực phẩm và hóa chất, việc truyền tải năng lượng lạnh hiệu quả là cực kỳ quan trọng.
Chất tải lạnh giúp ổn định nhiệt độ, giảm dao động nhiệt giữa các khu vực, đồng thời giảm tải cho máy nén và tăng hiệu suất năng lượng tổng thể của hệ thống.
2. Đặc tính cần có của một chất tải lạnh tốt
Một chất tải lạnh tiêu chuẩn cần đáp ứng các yếu tố sau:
- Nhiệt dung riêng cao → hấp thu và truyền nhiệt hiệu quả.
- Độ nhớt thấp → dễ lưu thông trong đường ống, giảm tổn thất áp suất.
- Nhiệt độ đóng băng thấp → không bị đông đặc trong điều kiện lạnh sâu.
- Không ăn mòn kim loại, tương thích với vật liệu hệ thống.
- Không độc hại, thân thiện môi trường, dễ xử lý khi rò rỉ.
3. Các loại Glycol thường dùng làm chất tải lạnh
Glycol là nhóm hợp chất hữu cơ có khả năng hạ điểm đóng băng của nước, thường được sử dụng để tạo ra dung dịch tải lạnh (brine) trong hệ thống làm lạnh gián tiếp.
3.1. Ethylene Glycol (EG)
Ethylene Glycol (C₂H₆O₂) là loại glycol phổ biến nhất, có hiệu suất truyền nhiệt cao và chi phí thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lạnh công nghiệp và HVAC.
Tuy nhiên, EG có độc tính cao, nên không được dùng trong ngành thực phẩm hoặc dược phẩm. Khi rò rỉ, cần xử lý cẩn thận để tránh ảnh hưởng môi trường.
3.2. Propylene Glycol (PG)
Propylene Glycol (C₃H₈O₂) là glycol an toàn hơn, không độc, thường được sử dụng trong các hệ thống lạnh tiếp xúc gián tiếp với thực phẩm, đồ uống hoặc dược phẩm.
Dung dịch PG có khả năng chống đông tốt, chống ăn mòn và tương thích với đa số vật liệu kim loại, nhựa, cao su dùng trong hệ thống lạnh.
3.3. Triethylene Glycol (TEG)
Triethylene Glycol (C₆H₁₄O₄) được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, nơi cần độ nhớt cao và khả năng chống bay hơi. Tuy nhiên, nó ít phổ biến hơn EG và PG vì chi phí cao và hiệu suất truyền nhiệt thấp hơn.
3.4. Diethylene Glycol (DEG)
Diethylene Glycol (C₄H₁₀O₃) là hợp chất nằm giữa Ethylene Glycol (EG) và Triethylene Glycol (TEG) về cấu trúc và tính chất. DEG có điểm đóng băng thấp, độ nhớt vừa phải và khả năng truyền nhiệt tốt.
Trong thực tế, DEG được dùng làm chất tải lạnh trong một số hệ thống kín hoặc quy mô nhỏ, nơi yêu cầu hiệu quả truyền nhiệt ổn định và chi phí thấp. Tuy nhiên, DEG có độc tính trung bình – không an toàn bằng PG – nên không được sử dụng cho ứng dụng liên quan đến thực phẩm hoặc dược phẩm.
So với EG, DEG ít bay hơi hơn và ít hút ẩm hơn, giúp kéo dài tuổi thọ dung dịch tải lạnh trong điều kiện vận hành liên tục.
4. Tỷ lệ pha Glycol trong chất tải lạnh
Tỷ lệ pha glycol trong dung dịch tải lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành của hệ thống. Thông thường:
- Ethylene Glycol: 20–40% thể tích (điểm đóng băng ~ -10°C đến -25°C)
- Propylene Glycol: 25–50% thể tích (điểm đóng băng ~ -10°C đến -30°C)
- Diethylene Glycol: 20–35% thể tích (điểm đóng băng ~ -10°C đến -20°C)
Tỷ lệ pha càng cao → khả năng chống đông càng mạnh, nhưng hiệu suất truyền nhiệt sẽ giảm. Vì vậy, cần tính toán cân bằng giữa an toàn và hiệu quả năng lượng.
5. Bảo quản & An toàn
Dung dịch glycol cần được bảo quản nơi khô ráo, tránh ánh nắng trực tiếp. Khi pha trộn, nên dùng nước khử khoáng (demineralized water) để hạn chế cặn khoáng và ăn mòn.
Cần tuân thủ các quy định về an toàn hóa chất, đặc biệt với Ethylene Glycol và Diethylene Glycol do tính độc cao. Mang găng tay, kính bảo hộ khi thao tác và xử lý dung dịch đã qua sử dụng đúng quy định môi trường.
6. Kết luận
Chất tải lạnh đóng vai trò then chốt trong việc truyền tải năng lượng lạnh một cách an toàn, hiệu quả và ổn định. Trong số các loại glycol, Propylene Glycol được xem là lựa chọn ưu tiên nhờ tính thân thiện, không độc và khả năng bảo vệ thiết bị tốt.
Các glycol khác như EG, DEG, TEG vẫn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt ở các hệ thống không tiếp xúc với thực phẩm. Việc lựa chọn đúng loại glycol, tỷ lệ pha và quy trình bảo quản sẽ giúp hệ thống lạnh hoạt động bền bỉ, tiết kiệm năng lượng và an toàn cho môi trường.
