Tiêu chuẩn TCVN 10210:2013 Yêu cầu với hệ thống lạnh trong hệ thống điều hòa di động của phương tiện đường bộ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10210:2013

ISO 13043:2011

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - HỆ THỐNG LẠNH DÙNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ DI ĐỘNG (MAC) – YÊU CẦU AN TOÀN

Road vehicles – Refrigerant systems used in mobile air conditioning systems (MAC) – Safety requirements

Lời nói đầu

TCVN 10210:2013 hoàn toàn tương đương ISO 13043:2011.

TCVN 10210:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường bộ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Trong nhiều năm, R-134a là môi chất lạnh, được lựa chọn cho các hệ thống lạnh để điều hòa không khí di động (MAC) do các tính chất nhiệt động lực học, khả năng sẵn có cho sử dụng trên toàn thế giới và chi phí tương đối thấp của môi chất này. Tuy nhiên sự đóng góp của R-134a vào việc làm toàn cầu nóng lên hiện nay được xem là không thể chấp nhận được. Ngoài ra đã có thể chứng minh được bằng tài liệu rằng tốc độ tăng trưởng của thành phần R-134a trong khí quyển đang tăng lên.

Năm 2006, Liên minh Châu Âu (EU) đã ban hành luật 2006/40/EC cấm sử dụng các khí nhà kính có tiềm năng làm nóng trái đất (GWP) lớn hơn 150. Vì R-134a có GWP > 1300 cho nên chỉ thị của Châu Âu đã cấm sử dụng R-134a cho các kiểu mẫu xe mới từ 1 tháng 1 năm 2011 và cho tất cả các xe mới từ 1 tháng 1 năm 2017.

Ngành công nghiệp ô tô đã đáp lại bằng cách xác định hai loại vật liệu có thể tuân theo yêu cầu về GWP của liên minh Châu Âu và có đặc tính làm lạnh chấp nhận được. Các sản phẩm này là R-744 (cacbonđioxit có GWP=1) và R-1234yf (2,3,3,3 – Tetrafluoroprop-1-ene có GWP=4). Về một số nồng độ, cả hai sản phẩm có thể dẫn tới nguy hiểm cho an toàn của người đi xe và kỹ thuật viên khi bảo dưỡng xe. Tiêu chuẩn này có mục đích xác định các yêu cầu an toàn của thiết bị và hệ thống lạnh được đáp ứng thông qua các giải pháp kỹ thuật có cơ sở khoa học vững chắc và được áp dụng cho thiết kế xe, để duy trì một mức an toàn có thể so sánh được như đối với các hệ thống MAC khi sử dụng R-134a.

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - HỆ THỐNG LẠNH DÙNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ DI ĐỘNG (MAC) – YÊU CẦU AN TOÀN

Road vehicles – Refrigerant systems used in mobile air conditioning systems (MAC) – Safety requirements

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này được áp dụng giới hạn cho các hệ thống lạnh để làm mát hoặc sưởi ấm khoang chở người, khoang để ắc quy, v.v… trên các ô tô chở khách. Tiêu chuẩn quy định các yêu cầu tối thiểu về thiết kế để làm kín môi chất lạnh và các yêu cầu an toàn của các hệ thống này.

Tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến việc sử dụng các môi chất lạnh R-134a, R-1234yf và R-744 trong các bộ phận cấu thành và hệ thống lạnh của xe do nhà sản xuất xe trang bị ban đầu (OEM) và thị trường (không phải OEM) cung cấp.

Các rủi ro có liên quan gắn liền với các hệ thống lạnh này là:

- sự bắn ra các mảnh hoặc chất lỏng do các hệ thống chịu áp lực cao;

- sự hít vào các chất độc hại bao gồm cả các sản phẩm có tiềm năng phân hủy;

- sự lan truyền ngọn lửa.

Do đó tiêu chuẩn này quan tâm đến các yêu cầu về thiết kế bộ phận và hệ thống có liên quan tới bất kỳ mối nguy hiểm nào trong các mối nguy hiểm này mà hệ thống lạnh đòi hỏi phải có.

Bất cứ kịch bản nào bao gồm các bộ phận hoặc thành phần khác với hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) (bộ sấy nóng, quạt, hòa trộn và phân phối không khí) hoặc bất cứ bộ phận nào khác của xe không có liên quan tới hệ thống lạnh sẽ không được đề cập trong tiêu chuẩn này.

Mục đích của tiêu chuẩn này là đảm bảo cho người sử dụng cuối cùng và kỹ thuật viên bảo dưỡng không bị phơi ra trước nguy hiểm trong quá trình sử dụng bình thường, bảo đảm và sửa chữa và loại bỏ xe khi hết tuổi thọ. Vì thế việc sản xuất, bảo quản và vận chuyển môi chất lạnh cũng như phân phối môi chất lạnh và nạp vào máy trong các nhà máy lắp ráp sẽ không thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này.

Đối với các quá trình này sẽ phải quan tâm đến an toàn của các nhân viên đã được cấp chứng chỉ bằng cách đưa ra các tiêu chuẩn sử dụng chung trong công nghiệp và các quy định có liên quan.

Toàn bộ tuổi thọ của xe đã được xem xét để đưa ra tuổi thọ của các hệ thống lạnh.

Đối với hệ thống R-134a, tiêu chuẩn này áp dụng cho bất cứ kiểu mẫu mới nào được đưa ra một năm sau khi tài liệu này được công bố.

Đối với các hệ thống R-1234yf và R-744, tiêu chuẩn này áp dụng từ ứng dụng đầu tiên của các môi chất lạnh này cho bất cứ xe nào.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ANSI/ASHRAE 34 – 2007, Designation and Safety classification of Refrigerants (Ký hiệu và phân loại an toàn của các môi chất lạnh).

SAE J639, Safety standards for Motor Vehicle Refrigerant Vapor Compressions systems (Tiêu chuẩn an toàn cho các hệ thống nén môi chất lạnh của ô tô).

SAE J2064, R-134a and R-1234yf, Refrigerant automobtive air-conditioning hose and assemblies (Bộ phận và ống mềm dẫn môi chất lạnh R-134a và R-1234yf cho điều hòa không khí của xe ô tô).

SAE J2670, Stability and compatibility criteria for additives and flushing materials intended for use in R-1234yf vehicle air-conditoning systems (Tiêu chuẩn về tính ổn định và tương đương cho các chất phụ gia và vật liệu rửa dùng cho các hệ thống điều hòa không khí của xe sử dụng R-134a và R-1234yf).

SAE J2771-CO2 (R-744), Refrigerant removal and charging equipment for mobile refrigerant systems (Thiết bị tháo ra và nạp môi chất lạnh CO2 (R-744) dùng cho các hệ thống lạnh lưu động).

SAE J2772, Measurement of passenger compartment refrigerant concentrations under system refrigerant leakage conditions. (Đo nồng độ môi chất lạnh, của khoang hành khách trong điều kiện có rò rỉ môi chất lạnh của hệ thống).

SAE J2788, HFC-134a (R-134a), Recovery/recycling equipment and recovery/recycling/recharging for mobile air-conditioning systems (Thiết bị phục hồi/tái sinh và phục hồi/tái sinh/nạp lại HFC-134a (R-134a) dùng cho các hệ thống điều hòa không khí lưu động).

SAE J2842, R-1234yf and R744, Design criteria and certification for OEM mobile air conditioning evaporator and service replacemaents (Tiêu chí thiết kế và chứng nhận R-1234yf and R744 dùng cho bộ bốc hơi trong điều hòa không khí di động của OME và dịch vụ thay thế).

SAE J2843-R-1234yf, Recovery/recycling/recharging equipment for flammable refrigerants for mobile air conditoning systems (Thiết bị phục hồi/tái sinh/nạp lại R-1234yf dùng cho các môi chất lạnh để cháy trong các hệ thống điều hòa không khí lưu động).

SAE J2845, Technician training for safe service and containment of refrigerants used in mobile A/C systems (R-744, and R-1234yf) (Đào tạo kỹ thuật viên cho phục vụ bảo quản an toàn các môi chất lạnh sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí di động (R-744 và R 1234yf).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1. Xe (vehicle)

Xe có động cơ đốt trong và/hoặc động cơ điện dẫn động cho sử dụng trên đường bộ, có hoặc không có bộ phận thân (vỏ) bên ngoài, có khối lượng lớn nhất cho phép ít nhất là 400 kg và tốc độ thiết kế lớn nhất bằng hoặc lớn hơn 50 km/h.

CHÚ THÍCH: Xe bao gồm cả xe con và xe thương mại nhẹ (bao gồm cả xe tải hạng nhẹ) trừ xe tải hạng nặng và xe kéo, mini buýt xe buýt chạy đường dài, máy kéo nông nghiệp và xe phục vụ công trình công cộng.

3.1.1. Tốc độ trao đổi không khí (air exchange rate)

Số lần thay đổi không khí trong khoang chở người trong một giờ.

3.1.2. Khoang không khí vào (air inlet plenum)

Khoang được bố trí đối diện với khoang chở người ở đó không khí được thu gom trước khi đi vào xe, không khí được tách khỏi nước, tuyết, các mảnh vụn trước khi đi vào các thành phần (mođun) của HVAC (hệ thống sưởi ấm, thông gió, điều hòa không khí).

3.1.3. Khoang động cơ (engine bay)

Không gian cho lắp đặt một động cơ đốt trong và/hoặc một động cơ điện dẫn động.

CHÚ THÍCH 1: Trong xe có lắp động cơ ở phía trước, đây là không gian giữa lưới phía trước, các tấm chắn bùn bên phía trước, phía trước vạch ngăn (hoặc tường ngăn lửa) đối diện với khoang chở người, được che kín với nắp động cơ.

CHÚ THÍCH 2: Trong xe có lắp động cơ ở phía sau, đây là không gian giữa mặt mút sau và vách ngăn sau của khoang xe, được đưa vào giữa các panen bên cạnh (tấm chắn bên) của khoang động cơ, được che kín bởi cửa sập sau và mặt dưới được ngăn lại ở các mức khác nhau do tấm chắn nắp dưới.

CHÚ THÍCH 3: Trong xe có lắp động cơ ở giữa xe, đây là không gian giữa mặt mút sau và vách ngăn của khoang xe, được đặt vào giữa các panen bên cạnh (tấm chắn bên) của khoang động cơ, được che kín bởi nắp khoang động cơ và mặt dưới được ngăn lại ở các mức khác nhau bởi tấm chắn nắp dưới.

3.1.4. Khoang dưới nắp che (underhood)

Không gian trong buồng động cơ có bố trí các bộ phận của hệ thống lạnh).

CHÚ THÍCH 1: Trong xe có lắp động cơ ở phía trước, không gian này chứa máy nén cơ hoặc điện, bộ ngưng/bộ làm mát khí, cảm biến môi chất lạnh, bình tích năng hoặc bầu chứa/bầu lọc, ít nhất là một bộ phận giãn nở, đường ống, các cụm chi tiết, các cửa nạp và hoặc/phục vụ và một bộ trao đổi nhiệt tùy chọn.

CHÚ THÍCH 2: Trong xe có lắp động cơ ở phía sau và ở giữa, không gian này chứa máy nén cơ hoặc điện và đường ống.

3.1.5. Tuổi thọ của xe (vehicle lifetime)

Tuổi thọ thiết kế của xe theo quy định của nhà sản xuất xe dưới dạng khoảng cách (quãng đường) tính bằng dặm hoặc số năm tuổi thọ.

3.1.6. Phía bên trong xe (vehicle interior)

Khoang hành khách (passenger compartment)

Không gian xe dành cho người lái và các hành khách trong khi xe chạy.

CHÚ THÍCH: Không gian này được che kín so với môi trường xung quanh nhưng có một tốc độ thay đổi không khí nào đó.

3.1.7. Nhà sản xuất xe trang bị ban đầu (OEM) (original equipment manufacturer), OEM

Nhà sản xuất xe.

3.2. Điều hòa không khí di động (mobile air conditioning) MAC

Hệ thống dùng để cung cấp tiện nghi cho hành khách bằng sưởi ấm hoặc làm mát và khử ẩm không khí được trang bị trong khoang chở người với một quạt điện và/hoặc cơ cấu đẩy không khí ra từ các ống phân phối và cửa ra không khí khác nhau vào không gian bên trong xe.

CHÚ THÍCH: Pha sưởi ấm có thể sử dụng nhiệt thải ra của động cơ và/hoặc các bộ phận đốt nóng bằng điện. Pha làm mát được cung cấp bởi một hệ thống lạnh. Điều hòa không khí di động (MAC) cũng có khả năng cung cấp lưu lượng không khí được điều hòa để làm sạch các cửa kính của xe trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Các bộ lọc không khí có đủ mức cách ly để bảo vệ các thiết bị của HVAC và hành khách trong xe tránh được nước, tuyết và các mảnh vụn khác trong không khí lọt vào.

3.2.1. Hệ thống làm lạnh ắc quy bằng thiết bị ngưng tụ, bốc hơi (battery chiller cooling system)

Hệ thống lạnh có phần kéo dài của mạch làm lạnh gồm có một bộ bốc hơi trong một vòng nước muối (hỗn hợp nước/chất chống đóng băng) dùng để làm lạnh nước thành tuần hoàn.

3.2.2. Hệ thống làm lạnh ắc quy trực tiếp (battery direct cooling system)

Hệ thống lạnh có phần kéo dài của mạch làm lạnh gồm có bộ bốc hơi được tích hợp trong bộ ắc quy.

3.2.3. Hệ thống bộ bốc hơi kép (double (dual) evaporator system)

Hệ thống điều hòa không khí có một vòng làm lạnh với một máy nén, một bộ ngưng tụ và hai bộ bốc hơi, hai bộ phận giãn nở thường song song và thường được đặt trong hoặc liền kề với khoang chở người.

3.2.4. Phía áp suất cao (high pressure side)

Hệ thống lạnh từ ngăn xả của máy nén tới ngăn vào bộ phận giãn nở).

3.2.5. Phía áp suất thấp (low pressure side)

Hệ thống lạnh từ ngăn xả của bộ phận giãn nở tới ngăn vào của máy nén, bao gồm cả hộp trục khuỷu của máy nén.

3.2.6. Hệ thống lạnh (refrigerant system)

Hệ thống gồm các bộ phận (thành phần) làm lạnh ví dụ máy nén, bộ ngưng tụ/bộ làm lạnh khí, bầu chứa hoặc bầu lọc, cảm biến môi chất lạnh, ít nhất là một bộ phận giãn nở và một bộ bốc hơi, các cụm đường ống, các đầu nạp và/hoặc đầu nạp hút và một bộ trao đổi nhiệt bên trong tùy chọn.

CHÚ THÍCH: Các phần khác nhau của một hệ thống lạnh đáp ứng độ kín chống rò rỉ theo yêu cầu thiết kế và tạo thành một chu trình làm lạnh khép kín trong đó môi chất lạnh có thể tuần hoàn ở các áp suất khác nhau. Các đường ống dẫn môi chất lạnh nối giữa các bộ phận với nhau. Các cảm biến áp suất và nhiệt độ nhận biết điều kiện làm lạnh. Để nâng cao hiệu suất, có thể tích hợp (lắp) một bộ trao đổi nhiệt bên trong giữa phía áp suất cao và phía áp suất thấp. Chu trình làm lạnh được thiết lập trong quá trình lắp ráp các thành phần của hệ thống lạnh vào xe, nối các bộ phận với thân xe và nạp môi chất lạnh được chỉ định.

3.3. Bộ phận hệ thống lạnh (refrigerant system components)

Các chi tiết và cụm chi tiết cấu thành hệ thống lạnh.

3.3.1. Bộ tích năng (accumulator)

Bình có khả năng chứa môi chất lạnh lỏng được nối giữa đầu ra của bộ bốc hơi và đầu vào của máy nén hoặc bộ trao đổi nhiệt bên trong.

CHÚ THÍCH 1: Bộ tích năng có thể chứa chất khử ấm để loại hơi ẩm ra khỏi môi chất lạnh. Bộ tích năng có thể chứa một bộ trao đổi nhiệt gắn liền bên trong.

CHÚ THÍCH 2: Bộ tích năng điện sử dụng khi bộ phận giãn nở là một vòi phun hoặc khi hệ thống là hệ thống xuyên tới hạn R-744.

3.3.2. Máy nén (compressor)

Bộ phận làm tăng bằng cơ học áp suất của hơi môi chất lạnh bằng cách hút hơi này vào khi môi chất lạnh ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp từ bộ bốc hơi hoặc từ đầu ra của bộ trao đổi nhiệt bên trong và nén hơi này thành hơi môi chất lạnh có nhiệt độ cao và áp suất cao để cung cấp cho bộ ngưng tụ hoặc đầu vào bộ làm lạnh khí.

3.3.3. Bộ ngưng tụ (condenser)

Bộ phận (bộ trao đổi nhiệt) trong đó môi chất lạnh đã bốc hơi được hóa lỏng bằng cách thải nhiệt và nhiệt được thải vào không khí xung quanh khi đi qua bộ phận này.

3.3.4. Công nghệ kết nối (connecting technology)

Đầu nối ống có thể sử dụng để liên kết giữa các bộ phận và các cụm đường ống trong chu trình làm lạnh.

3.3.5. Chỗ uốn (crimping)

Khu vực đường ống dẫn môi chất lạnh ở đó ống được nối cố định với ống mềm.

3.3.6. Chất khử ẩm (desiccant)

Chất hút ẩm hút thu hoặc liên kết nước tự do từ hệ thống lạnh khép kín tới khi nó bị bão hòa.

CHÚ THÍCH: Các chất khử ẩm thường gặp là chất rắn và hoạt động thông qua hút thu hoặc hấp thụ nước hoặc phối hợp cả hai quá trình này. Các chất khử ẩm có thể hoạt động thông qua sự liên kết vật lý hoặc hóa học của các phân tử nước.

3.3.7. Bộ bốc hơi (evaporator)

Bộ phận (bộ trao đổi nhiệt) hút thu nhiệt từ dòng không khí của khoang xe trước khi đi vào khoang xe hoặc từ các nguồn khác (ắc quy, chất lỏng của vòng hoặc mạch thứ cấp v.v…)

CHÚ THÍCH: Môi chất lạnh được biến đổi từ trạng thái lỏng chiếm ưu thế sang trạng thái hơi hoặc trạng thái hơi quá nhiệt chiếm ưu thế trong bộ bốc (bay) hơi.

3.3.8. Bộ phận giãn nở (expansion device)

Van tiết lưu ống hoặc van tiết lưu có khả năng điều chỉnh qua đó môi chất lạnh giãn nở thành hơi có áp suất thấp bão hòa trước khi đi vào bộ bốc hơi.

CHÚ THÍCH: Môi chất lạnh được tiết lưu từ phía áp suất cao sang phía áp suất thấp.

3.3.9. Ống mềm (flexible hose)

Chi tiết mềm dẻo của cụm đường ống dẫn môi chất lạnh cho phép có chuyển động tương đối giữa các bộ phận trong xe.

3.3.10. Bộ làm lạnh khí (gascooler)

Bộ phận (bộ trao đổi nhiệt) dùng để lấy nhiệt khỏi môi chất lạnh trong môi chất lạnh quá tới hạn của hệ thống xuyên tới hạn.

3.3.11. Bộ phận sưởi, thông gió và điều hòa không khí (heating, ventilation and air conditioning unit) HVAC

Bộ phận ở bên trong xe bao gồm chủ yếu là các chi tiết dạng thân hộp, quạt, bộ lọc không khí, bộ bốc hơi, lõi bộ đốt nóng, và/hoặc bộ đốt nóng bằng điện, bộ giảm chấn khí nén, các động cơ, các bộ điều khiển dùng dây dẫn, các ống dẫn không khí v.v…

CHÚ THÍCH: Các ranh giới của hệ thống cho các bộ phận bên trong là các cửa cho không khí vào đối với không khí bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn và các cửa ra tới khoang chở người.

3.3.12. Bộ trao đổi nhiệt bên trong (internal heat exchanger)

Bộ phận dùng để vận chuyển nhiệt đã xác định từ phía chất lỏng cao áp sang phía hút thấp áp của hệ thống lạnh.

3.3.13. Bầu chứa/bộ sấy chất lỏng (liquid receiver/dryer)

Bầu nối cố định với phía áp suất cao của hệ thống bằng các đầu nối vào và ra để tích môi chất lạnh lỏng trước bộ phận giãn nở.

CHÚ THÍCH: Bầu chứa có chứa chất khử ẩm để lấy đi hơi ẩm. Bầu chứa thường là một bộ phận gắn liền (được tích hợp) của bộ ngưng tụ.

3.3.14. Chất bôi trơn (lubricant)

Chất lỏng tuần hoàn một phần trong hệ thống lạnh cùng với môi chất lạnh để giảm ma sát giữa các bề mặt trong chuyển động tương đối chủ yếu là bằng một màng chất lỏng.

3.3.15. Đường ống (tubing)

Đường ống cứng dẫn môi chất lạnh bao gồm cả các chi tiết gia cường và nối vào các vòng bít cho mối nối.

3.3.16. Cụm đường ống (piping assembly)

Đường ống hoặc các ống mềm (bao gồm cả các ống xếp, công nghệ, nối ghép) nối các bộ phận khác nhau của hệ thống lạnh với nhau.

CHÚ THÍCH: Cụm đường ống được lắp trên cả hai đầu nút với công nghệ nối ghép vào bộ phận của hệ thống lạnh.

3.3.17. Van an toàn áp suất (pressure relief device)

Cơ cấu cơ khí được thiết kế để tự động giảm áp suất của hệ thống lạnh sao cho không vượt quá áp suất lớn nhất.

3.3.18. Bộ cảm biến áp suất/nhiệt độ (pressure/temperature sensor)

Cơ cấu dùng để đo áp suất và/hoặc nhiệt độ trong hệ thống lạnh.

CHÚ THÍCH: Một tín hiệu điện hoặc số được phát ra từ cơ cấu này và gửi tới hệ thống điện của xe để điều khiển hệ thống lạnh. Bộ cảm biến được gắn vào một bộ phận hoặc đường ống/ống mềm của hệ thống lạnh, được bịt kín với mạch và tiếp xúc trực tiếp với dòng môi chất lạnh hoặc ở trong dòng môi chất lạnh.

3.3.19. Đầu nạp hút (service port)

Đầu nạp hút hệ thống điều hòa không khí di động (MAC) để có thể nạp, xả, rút chân không và kiểm tra áp suất đối với mạch môi chất lạnh.

3.4. Điều kiện biên của hệ thống lạnh (refrigerant system boundary conditions)

Các điều kiện vật lý ở các biên giới của hệ thống lạnh.

CHÚ THÍCH: Tất cả các kích thước và đơn vị vật lý được biểu thị theo các đơn vị SI và tất cả các áp suất được chỉ thị được quy định là áp suất tuyệt đối trừ khi có quy định khác.

3.4.1. Nhiệt độ môi trường xung quanh (ambient temperature)

Nhiệt độ của không khí xung quanh xe.

3.4.2. Nhiệt độ bên trong bộ phận (component inside temperature)

Nhiệt độ bên trong mà một bộ phận sẽ đạt được ở trong một xe chịu tác động chủ yếu của nhiệt độ môi trường xung quanh, nhiệt độ không khí xung quanh các bộ phận, độ dẫn nhiệt từ/đến các bộ phận khác, độ biến đổi nhiệt từ/đến một chất lỏng và bức xạ nhiệt từ/đến các bộ phận khác, tốc độ của động cơ, trạng thái của hệ thống và môi chất lạnh được xem xét.

CHÚ THÍCH: Có thể xác định được nhiệt độ này trên bề mặt bên trong của bộ phận được sử dụng trong ứng dụng và nhiệt độ này đạt giá trị nhỏ nhất khi không có dòng nhiệt đến hệ thống lạnh. Trong phần lớn các trường hợp không xảy ra độ chênh lệch nhiệt độ có liên quan đến kỹ thuật giữa dòng môi chất lạnh và bề mặt bên trong của bộ phận.

3.4.3. Nhiệt độ bên ngoài bộ phận (component outside temperature)

Nhiệt độ bên ngoài mà bộ phận sẽ đạt được do dòng nhiệt bên ngoài ở trong một xe chịu tác động chủ yếu của nhiệt độ không khí xung quanh bộ phận, độ dẫn nhiệt từ/đến các bộ phận khác, độ biến đổi nhiệt từ/đến một chất lỏng và bức xạ nhiệt từ/đến các bộ phận khác.

CHÚ THÍCH: Nhiệt độ này có thể được xác định trên bề mặt ngoài của bộ phận được sử dụng trong ứng dụng và có thể đạt được giá trị lớn nhất khi hệ thống lạnh không vận hành hoặc được xả. Nhiệt độ bên ngoài bộ phận phụ thuộc chủ yếu vào vị trí của bộ phận trong xe, nhiệt độ môi trường xung quanh và các điều kiện vận hành. Các điều kiện vận hành luôn thay đổi trong quá trình hoạt động của xe.

3.4.4. Áp suất lớn nhất (maximum pressure)

Áp suất cao nhất được thiết kế cho hệ thống lạnh.

3.4.5. Nhiệt độ lớn nhất (maximum temperature)

Nhiệt độ cao nhất được thiết kế cho hệ thống lạnh.

3.4.6. Áp suất vận hành (operating pressure)

Áp suất trong bộ phận của hệ thống lạnh khi vận hành.

3.4.7. Nhiệt độ bề mặt ngoài của các bộ phận động cơ (outer surface temperature of engine components)

Nhiệt độ bên ngoài mà một bộ phận của động cơ đạt được khi động cơ xe đang vận hành, chịu tác động chủ yếu của tải trọng động cơ, tốc độ động cơ, nhiệt độ môi trường xung quanh, nhiệt độ không khí xung quanh các bộ phận, độ dẫn nhiệt từ/đến các bộ phận khác, độ biến đổi nhiệt từ khí xả đến không khí, và bức xạ từ/đến các bộ phận khác trong các điều kiện động lực học.

CHÚ THÍCH: Nhiệt độ này có thể được xác định trên bề mặt ngoài của bộ phận động cơ được sử dụng trong ứng dụng và đạt được giá trị lớn nhất khi động cơ đang vận hành ở một tải trọng cao và tốc độ xe thấp hoặc bằng không. Nhiệt độ bên ngoài của bộ phận cũng phụ thuộc vào vị trí của nó so với ống xả, vị trí của bộ phận trong khoang động cơ và các điều kiện môi trường xung quanh/vận hành. Các điều kiện vận hành luôn thay đổi trong quá trình hoạt động của xe.

3.5. Môi chất lạnh (refrigerant)

Chất lỏng dùng để truyền nhiệt trong một hệ thống lạnh, hấp thụ nhiệt ở một nhiệt độ thấp và áp suất thấp và thải nhiệt ở một nhiệt độ cao hơn và áp suất cao hơn khi đòi hỏi phải có sự thay đổi trạng thái của chất lỏng.

3.5.1. R-1234yf

HFO-1234yf,2,3,3,3-Tetrafluoroprop-1-ene (CF3CFCH2) được dùng làm môi chất lạnh

CHÚ THÍCH: Vì với một chu trình làm lạnh của R-134a, trong một chu trình làm lạnh của R-1234yf, cả hai sự hấp thụ nhiệt và thải nhiệt đều xảy ra ở dưới điểm tới hạn (R-1234yf ngưng trị giống như R-134a trạng thái phía áp suất cao).

3.5.2. R-134a

HFO-134a, 1,1,1,2 – Tetrafluorethane (CH2FCF3) được dùng làm môi chất lạnh.

3.5.3. R-744

Cacbon đioxit được dùng làm môi chất lạnh

CHÚ THÍCH: Trong một quy trình làm lạnh của R-744, sự hấp thụ nhiệt xảy ra ở dưới điểm tới hạn. Ở nhiệt độ vừa phải của môi trường xung quanh, sự thải nhiệt xảy ra ở các nhiệt độ dưới tới hạn và R-744 ngưng tụ. Ở các nhiệt độ cao của môi trường xung quanh, sự thải nhiệt trong chu trình làm lạnh xảy ra trong vòng vượt quá mức tới hạn. Hiện trường này dẫn đến một chu trình xuyên tới hạn trong đó máy nén xả môi chất lạnh ở một điều kiện (áp suất) trên điểm tới hạn.

3.6. An toàn (safety)

Tập hợp các phương tiện, điều kiện hoặc yêu cầu dùng để giảm tới mức tối thiểu các rủi ro.

3.6.1. Mối nguy hiểm (hazard)

Biến cố có tiềm năng gây tổn hại cho mỗi cá nhân và môi trường.

3.6.2. Rủi ro (risk)

Trị số đánh giá của xác suất hoặc khả năng có thể xảy ra của một mối nguy hiểm đã cho.

CHÚ THÍCH: Các rủi ro được đánh giá thông qua quá trình đánh giá rủi ro.

4. Mục tiêu của an toàn

4.1. Quy định chung

Mục đích của tiêu chuẩn này là giảm tới mức tối thiểu rủi ro có thể xảy ra cho con người, hành khách đi xe, xe và những người tham gia giao thông, của cải và môi trường do các hư hỏng của hệ thống điều hòa không khí di động và môi chất lạnh được sử dụng gây ra. Mục tiêu của an toàn là duy trì mức an toàn có thể so sánh được như mức an toàn của các hệ thống điều hòa không khí di động (MAC) sử dụng R-134a. Mối nguy hiểm có tiềm năng có thể gắn liền với các điều kiện sau:

a) Các đặc tính vật lý và hóa học của môi chất lạnh (nghĩa là áp suất, tính độc hại, khả năng dễ cháy) cũng như lượng nạp môi chất lạnh, các áp suất và nhiệt độ xảy ra trong các chu trình làm lạnh;

b) Thể tích của khoang hành khách, tốc độ trao đổi không khí ở bên trong xe và các bộ phận của hệ thống lạnh được bố trí trong không gian bên trong của xe;

c) Nồng độ cao của môi chất lạnh ở phía trong xe hoặc không gian dưới nắp che trong buồng động cơ tạo ra mối nguy hiểm cho sức khỏe do trực tiếp hít phải môi chất lạnh hoặc hít phải các sản phẩm phân hủy của môi chất lạnh;

d) Sự phơi ra một cách bất ngờ trước ngọn lửa để hở do sự bốc cháy của nồng độ đủ mức của môi chất lạnh trong không gian;

e) Sự phơi nhiễm một cách bất ngờ trước các sản phẩm phân hủy của môi chất lạnh lọt vào cabin do sự bố cháy hoặc phân hủy do nhiệt của môi chất lạnh bị rò rỉ trong không gian dưới nắp che;

f) Các yếu tố gây căng thẳng quá mức có liên quan đến sự giải phóng môi chất lạnh như tiếng ồn trong khởi động, sự kích thích gây bực tức hoặc các yếu tố gây xao lãng khác cho lái xe có thể gây ra mối nguy hiểm cho các hành khách hoặc những người tham gia giao thông khác;

g) Chất lượng và tuổi bền của các bộ phận trong hệ thống điều hòa không khí đối với tuổi thọ của xe phải được xem xét vì yếu tố này có thể ảnh hưởng đến mức rủi ro;

h) Sự sửa chữa không thích hợp hoặc sự hư hỏng nghiêm trọng trong bảo dưỡng dẫn đến các lỗi rò rỉ của hệ thống lạnh cùng với chất lượng và số lượng môi chất lạnh;

i) Sự xảy ra các hư hỏng và trục trặc của xe cũng có thể tác động đến mức rủi ro gắn liền với hệ thống lạnh;

j) Nồng độ môi chất lạnh tăng lên trong khoang hành khách do lượng nạp cao hơn và các mối nối của các đường ống bổ sung (ví dụ như áp dụng hệ thống làm lạnh ắc quy, các hệ thống bốc hơi kép v.v…);

k) Nhiệt độ tăng cao trên bề mặt ngoài của các bộ phận động cơ gắn liền với việc sử dụng R-1234yf trong trường hợp phát triển mới các hệ thống MAC và các ứng dụng của chúng trong xe. Các rủi ro phải được nhận dạng thông qua một quá trình phân tích rủi ro có hệ thống bao gồm sự phân tích hệ thống và các bộ phận một cách chi tiết, môi trường của hệ thống và ý định sử dụng. Phải xem xét các dữ liệu hư hỏng theo thời gian nếu có. Phải xem xét mức độ nghiêm trọng và khả năng có thể xảy ra của mỗi rủi ro gắn liền với tất cả các mối nguy hiểm được nhận dạng.

Phương pháp luận đánh giá rủi ro được mô tả trong 4.2. Thông tin cho hỗ trợ đánh giá rủi ro đối với mỗi môi chất lạnh được cho trong 4.3.

Các yêu cầu phụ tối thiểu về an toàn của các hệ thống và bộ phận được mô tả trong các Điều 5 và Điều 6.

4.2. Đánh giá rủi ro

Đánh giá rủi ro của một hệ thống điều hòa không khí di động (MAC) là một quá trình nhiều bước trong đó các loại dữ liệu khác nhau được xem xét và sau đó được dùng để triển khai một phương pháp đánh giá bằng toán học rủi ro có tiềm năng đối với sức khỏe. Quy trình đánh giá rủi ro gồm có các bước sau:

a) Kiểm tra lại các dữ liệu sẵn có về tính độc hại của môi chất lạnh. Có thể thu được các dữ liệu từ các tài liệu khoa học đã được kiểm chứng kỹ càng hoặc từ các nghiên cứu mới được đưa vào ứng dụng. Trong trường hợp các nghiên cứu mới được đưa vào ứng dụng, phải kiểm tra lại các báo cáo nghiên cứu để đảm bảo rằng các nghiên cứu đã được tiến hành thích hợp dưới dạng đề án nghiên cứu, báo cáo các kết quả và các sai lệch cần lưu ý so với thủ tục nghiên cứu và các kết luận được rút ra từ các dữ liệu của phòng thử nghiệm;

b) Xác định các ảnh hưởng độc hại nhiều nhất đối với sự phơi nhiễm trước môi chất lạnh, các mức độ ở đó xảy ra các ảnh hưởng này, và bất cứ các tiêu chuẩn nào về sức khỏe con người có liên quan đến các ảnh hưởng này, bao gồm cả các yếu tố an toàn cần được xem xét;

c) Đánh giá tính độc hại tuyệt đối cũng như tính độc hại tương đối của môi chất lạnh khi so sánh với R-134a dựa trên các dữ liệu sẵn có về tính độc hại;

d) Đánh giá tính dễ cháy của môi chất lạnh, bao gồm cả việc xác định các giới hạn cháy trên và dưới, nếu thích hợp, năng lượng nhỏ nhất của sự bốc cháy, nhiệt độ nhỏ nhất của sự bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy và tốc độ đốt cháy cơ bản;

e) Đánh giá các nồng độ có tiềm năng của môi chất lạnh trong không khí trong trường hợp môi chất lạnh thoát ra trong khoang hành khách, khoang động cơ hoặc các khu vực sửa chữa xe;

f) Đối với các môi chất lạnh hydrocacbon có chứa flo, xác định tiềm năng và mức độ phơi ra trước hydro florua (HF) do sự đốt cháy môi chất lạnh hoặc sự phân hủy do nhiệt;

g) Đánh giá các xác suất xảy ra các rủi ro riêng có liên quan đến sự phơi ra trước môi chất lạnh, sự bốc cháy của môi chất lạnh và sự phôi nhiễm trước hydro florua (HF), khi thích hợp, thông qua sử dụng phép phân tích lỗi theo sơ đồ hình cây (FTA-Faiture Tree Analysis), phân tích dạng hư hỏng và các ảnh hưởng (FMEA) – Faiture Mode and Effects Analysis) hoặc bất cứ phương pháp tương đương nào khác.

4.3. Dữ liệu đầu vào có liên quan và kịch bản đánh giá rủi ro

4.3.1. Hệ thống điều hòa không khí di động (MAC) sử dụng R-134a

R-134a là môi chất lạnh được chấp nhận hiện nay trên toàn thế giới và đã được chứng minh trong sử dụng về an toàn trong các hệ thống MAC. Vì vậy không có yêu cầu phải đánh giá rủi ro.

4.3.2. Hệ thống điều hòa không khí di động (MAC) sử dụng R-1234yf

Chiến lược an toàn cho môi chất lạnh đối với nhà sản xuất xe sẽ là thực hiện đánh giá rủi ro cho các hệ thống lạnh R-1234yf sẽ được sử dụng trong các xe mới. Đánh giá rủi ro phải bao gồm, nhưng không bị giới hạn cho việc xem xét các dữ liệu đầu vào dưới đây (các giá trị được cho trong Phụ lục A).

a) Các dữ liệu đầu vào có liên quan

1) Tính độc hại của môi chất lạnh và các sản phẩm phân hủy

i) Giới hạn phơi nhiễm cho phép (PEL);

ii) Giới hạn phơi nhiễm do nghề nghiệp (OEL);

iii) Giới hạn phơi nhiễm trước độc hại nghiêm trọng (ATEL);

iv) Chỉ số nguy hiểm của tính độc hại (HI) = Nồng độ phơi nhiễm được đánh giá (ppm)/ATEL (ppm);

v) Mức hướng dẫn cho phơi nhiễm nghiêm trọng (AGEL-2) đối với các sản phẩm phân hủy có tiềm năng của môi chất lạnh.

2) Tính dễ bốc cháy của môi chất lạnh

i) Giới hạn dưới của tính dễ bốc cháy (LFL);

ii) Giới hạn trên của tính dễ bốc cháy (UFL);

iii) Năng lượng nhỏ nhất của bốc cháy (MIE);

iv) Nhiệt độ tự bốc cháy;

v) Nhiệt của đốt cháy;

vi) Tốc độ đốt cháy;

vii) Nhiệt độ bốc cháy của bề mặt nóng;

viii) Nguồn bốc cháy có liên quan;

ix) Nồng độ của hỗn hợp môi chất lạnh/dầu bôi trơn.

Phải xác định các nồng độ của môi chất lạnh thông qua việc lập mô hình hoặc đo. Các kết quả phải được tính toán theo giá trị trung bình có trọng lượng theo thời gian (TWA) đối với một khoảng thời gian thích hợp với các giới hạn độc hại có liên quan. Đối với tính dễ bốc cháy, phải sử dụng nồng độ đỉnh để so sánh các giới hạn của tính dễ bốc cháy.

b) Các kịch bản phải được xem xét trong đánh giá rủi ro

1) Sự phơi nhiễm trước nồng độ của R-1234yf vượt quá các giới hạn của sức khỏe do sự rò rỉ nhỏ hoặc lớn trong khoang hành khách. Sự rò rỉ nhỏ (các rò rỉ do ăn mòn như đã quy định trong SAE J 2772) gắn liền với rò rỉ trong hệ thống MAC trong quá trình vận hành bình thường khi một rò rỉ lớn (như đã quy định trong SAE J2772) kết hợp với một hư hỏng của đường ống gây ra bởi va chạm của xe;

2) Sự phơi nhiễm trước nồng độ của R-1234yf vượt quá các giới hạn của sức khỏe trong quá trình bảo dưỡng xe;

3) Sự cố bốc cháy gắn liền với sự rò rỉ nhỏ hoặc lớn trong khoang hành khách;

4) Sự cố bốc cháy gắn liền với sự rò rỉ nhỏ hoặc lớn trong khoang động cơ;

5) Sự cố bốc cháy do R-1234yf thoát ra trong quá trình bảo dưỡng xe;

6) Sự phóng ra chất lỏng hoặc mảnh vụn do hệ thống có áp suất cao bị nổ;

7) Sự phơi nhiễm trước các sản phẩm phân hủy (ví dụ hydro florua) vượt quá các giới hạn của sức khỏe (AEGL2) do sự phân hủy bởi nhiệt của môi chất lạnh trong trường hợp môi chất lạnh thoát ra khi có hư hỏng của hệ thống MAC hoặc đám cháy trong xe do bị hư hỏng.

4.3.3. Hệ thống điều hòa không khí di động (MAC) sử dụng R-744

Chiến lược an toàn cho môi chất lạnh đối với mỗi nhà sản xuất xe là thực hiện đánh giá rủi ro các hệ thống lạnh R-744 sẽ được sử dụng trong các xe mới. Đánh giá rủi ro phải bao gồm, nhưng không bị giới hạn cho sự xem xét các dữ liệu đầu vào dưới đây (các giá trị được cho trong Phụ lục A).

a) Các dữ liệu đầu vào có liên quan

1) Tính độc hại của môi chất lạnh

i) Các giới hạn phơi nhiễm đỉnh và TWA của ATEL1) trong 5 min phơi nhiễm như đã xác định từ các nghiên cứu trong tài liệu về y tế;

ii) PEL;

iii) OEL.

Phải xác định các dữ liệu về nồng độ của môi chất lạnh thông qua việc lập mô hình và đo. Các kết quả phải được tính toán theo các giá trị trong bình có trọng lượng theo thời gian (TWA) đối với một khoảng thời gian thích hợp với các giới hạn độc hại có liên quan.

b) Các kịch bản phải được xem xét trong đánh giá rủi ro

1) Sự phơi nhiễm trước nồng độ của R-744 vượt qua các giới hạn của sức khỏe do sự rò rỉ nhỏ hoặc lớn trong khoang chở người. Sự rò rỉ nhỏ (các rò rỉ do ăn mòn như đã quy định trong SAE J2772) gắn liền với rò rỉ trong hệ thống MAC trong quá trình vận hành bình thường trong khi một rò rỉ lớn (như đã quy định trong SAE J2772) kết hợp với một hư hỏng của đường ống do va chạm của xe gây ra;

2) Sự phơi nhiễm trước nồng độ của R-744 vượt quá các giới hạn của sức khỏe trong quá trình bảo dưỡng xe;

3) Sự phóng ra chất lỏng hoặc mảnh vụn do hệ thống có áp suất cao bị nổ;

4) Sự giật mình của người lái xe do hư hỏng hệ thống có áp suất cao dẫn đến sự cố có thể xảy ra.

5. Yêu cầu về mức của hệ thống

5.1. Hệ thống lạnh

5.1.1. Loại môi chất lạnh

Hệ thống chỉ được nạp môi chất lạnh theo yêu cầu của thiết kế.

5.1.2. Lượng lớn nhất của môi chất lạnh

Nhà sản xuất xe quy định lượng nạp giới hạn trên của môi chất lạnh trong hệ thống lạnh.

Lượng nạp lớn nhất còn phải được xét đến các dung sai của thiết bị nạp trong sản xuất và trong bảo dưỡng.

5.1.3. Xác định nồng độ môi chất lạnh trong xe

Môi chất lạnh sẽ được chứa trong bộ bốc hơi được phơi trong khoang chở người hoặc trước hệ thống phân phối không khí. Nồng độ môi chất lạnh gia tăng trong không khí thở của khoang chở người có thể lại tăng thêm do sự rò rỉ bất ngờ và nồng độ môi chất lạnh này chịu ảnh hưởng chủ yếu của độ lớn rò rỉ và chế độ vận hành của bộ phận và của xe.

Phương pháp chuẩn để đo nồng độ trong cabin theo SAE J2772.

5.1.3.1. Thể tích khoang hành khách của xe và tốc độ trao đổi không khí

Nhà sản xuất xe quy định các kích thước hình học và như thế quy định thể tích của xe trong quá trình phát triển mới. Thể tích này có thể thay đổi một chút theo các phương án thiết kế bên trong xe.

Nhà sản xuất xe trang bị ban đầu (OEM) phải quan tâm đến tốc độ trao đổi không khí nhỏ nhất tùy thuộc vào thể tích của cabin và lượng môi chất lạnh, khi bảo đảm rằng nồng độ môi chất lạnh không đạt tới mức lớn nhất như đã quy định trong 4.3.

5.1.3.2. Phương pháp chuẩn

SAE J2772 tập trung vào việc xác định nồng độ môi chất lạnh trong cabin của xe tăng lên do rò rỉ môi chất lạnh đã được thừa nhận. Cần lập ra một tiêu chuẩn trong công nghiệp để xác định nồng độ môi chất lạnh trong khoang phía trong của xe. Để tạo ra một mức môi chất lạnh trong khoang xe, cần lắp một nguồn môi chất lạnh bên ngoài vào thiết bị sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC)-một môđen của luồng không khí cấp cho khoang chở người. Phép đo phải bao hàm các biên giới theo thiết kế của khoang xe, cách sử dụng chế độ vận hành HVAC của xe và hệ thống lạnh.

5.1.4. Lượng nạp môi chất lạnh lớn nhất cho hệ thống lạnh R-744

Lượng nạp riêng lớn nhất đối với một hệ thống R-744 không được vượt quá 250 g/dm³ thể tích bên trong của hệ thống lạnh để cung cấp một giới hạn đủ mức cho van an toàn áp suất ở phía áp suất thấp.

CHÚ THÍCH: Điểm tới hạn của R-744 là ở 31,1 ⁰C (88⁰F) và 7,38 MPa. Một khi nhiệt độ của bộ phận lạnh nhất tăng lên quá 31,1⁰C (88⁰F), toàn bộ R-744 trong hệ thống sẽ bị quá nhiệt và áp suất của hệ thống sẽ phụ thuộc vào các nhiệt độ của các bộ phận trong hệ thống và tổng lượng nạp môi chất lạnh. Với lượng nạp riêng 250 g/dm³ và nhiệt độ của tất cả các bộ phận là 60⁰C (140⁰F), áp suất tĩnh hợp thành phần của hệ thống sẽ là 9,3 MPa ở 80⁰C (176⁰F) và thể tích 1,5 dm³ phải chứa không vượt quá khoảng 375g R-744.

5.1.5. Chất phụ gia của môi chất lạnh

Các nhà sản xuất xe trang bị ban đầu (OEM) phải bảo đảm các chất phụ gia do họ quy định không được dẫn đến các mức độc hại hoặc dễ bốc cháy cao hơn vượt quá các mức được xem xét trong đánh giá rủi ro. Các OEM không thể biết trước được các chất phụ gia nào có thể được đưa vào hàng hóa sau khi mua. Các nhà cung cấp các chất phụ gia trong hàng hóa sau khi mua phải chịu trách nhiệm duy nhất về tính thích hợp của các sản phẩm của họ.

SAE J2670 và SAE J639 cung cấp thông tin bổ sung về an toàn.

5.2. Các phạm vi nhiệt độ và áp suất

Các yêu cầu tối thiểu về thiết kế chuẩn đối với các giới hạn áp suất và nhiệt độ cho các hệ thống MAC được quy định trong Phụ lục B.

Nhà sản xuất có thể lập ra nhiều giá trị yêu cầu hơn so với các giới hạn này.

5.3. Lắp đặt hệ thống

5.3.1. Kiến nghị về các mối nối trên tuyến đường ống và trong mạch đường ống trong khoang động cơ của xe

Kiện được bao gói của hệ thống lạnh và tuyến đường ống không được xâm phạm vào khoang sáng gầm xe. Hệ thống lạnh phải được thiết kế để giảm tới mức tối thiểu rủi ro va chạm với mặt đất hoặc các vật lỏng ra.

Các đầu nạp hút phải được bố trí để dễ dàng lắp các ống mềm phục vụ và phải có hướng để cho phép tiếp cận an toàn.

Thiết bị các hệ thống R-1234yf phải quan tâm đến sự va chạm của môi chất lạnh và dầu bị rò rỉ ra trên các bề mặt nóng.

5.3.2. Mối nối trên tuyến đường ống và trong mạch đường ống trong cabin xe

Trong các xe, bộ bốc hơi là một phần của thiết bị sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) được bố trí trong khoang chở người. Đường ống và các bộ phận khác của hệ thống lạnh được bố trí bên ngoài hệ thống lạnh hoặc được gắn thêm vào bên trong HWAC. Hơn nữa một số xe còn có một HVAC thứ hai được lắp đặt với tuyến ống bên trong không gian phía trong của xe.

Với các hệ thống lạnh R-134a, về phương diện an toàn của cabin, không có các hạn chế đối với bố trí và định vị các điểm nối, các bộ phận và đường ống với các hệ thống lạnh R-1234yf và R-744, các mối nối phải:

- Được bố trí bên ngoài khoang chở người và bên ngoài đường dẫn dòng không khí của cabin, hoặc;

- Bảo đảm độ kín chống rò rỉ theo thiết kế và tuân theo các khuyến nghị về an toàn chống rò rỉ trong bảo dưỡng và sửa chữa nếu các mối nối ở bên trong cabin hoặc đường dẫn dòng không khí.

5.4. Phương pháp hạn chế áp suất và nhiệt độ

5.4.1. Phương pháp hạn chế sự quá áp

Hệ thống phải được thiết kế để bảo đảm cho áp suất không được vượt quá áp suất lớn nhất. Nếu sử dụng một van an toàn áp suất thì van này phải thông hơi tới vị trí để giảm rủi ro tới mức tối thiểu.

5.4.2. Phương pháp hạn chế sự quá nhiệt độ

Hệ thống phải được thiết kế để đảm bảo cho nhiệt độ môi chất lạnh không vượt quá nhiệt độ lớn nhất của môi chất lạnh.

6. Yêu cầu về mức của bộ phận

6.1. Yêu cầu chung

6.1.1. Áp suất nổ

Các bộ phận mới (các bộ phận không chịu tác động của các ứng suất mới từ trước) phải có áp suất nổ giới hạn không nhỏ hơn hai lần áp suất lớn nhất được quy định trong Phụ lục B cho các phía áp suất cao/thấp của hệ thống lạnh. Đối với các bộ phận R-744 trên phía áp suất cao của hệ thống lạnh có thể có độ bền kéo bị giảm đi do nhiệt độ và áp suất (nghĩa là buồng đầu ra của máy nén, bộ làm mát khí và đường ống nối giữa các bộ phận này) phải được thử như sau.

- Các bộ phận phải được phơi ra trước các điều kiện vận hành thích hợp của hệ thống để mô phỏng tuổi thọ quy định của hệ thống lạnh (nhiệt độ, áp suất, chu trình áp suất, rung, ăn mòn v.v…) tương quan với cách sử dụng xe;

- Áp suất nổ không được nhỏ hơn 1,5 lần áp suất lớn nhất như đã quy định trong Phụ lục B, khi được thử ở mỗi nhiệt độ vận hành của bộ phận sau khi phơi ra trước các điều kiện vận hành được mô phỏng của hệ thống.

6.1.2. Vật liệu

Vật liệu của các bộ phận tạo thành hệ thống lạnh trong xe phải thích hợp với các phạm vi áp suất và nhiệt độ vận hành lớn nhất trong tuổi thọ của xe. Phải xem xét môi trường vận hành trong một xe, ví dụ, vận tốc xe, tải trọng cơ học, rung, mài mòn do các hạt, môi trường ăn mòn như sự phun muối và nước muối trên đường, hoặc các chất trong không khí.

Đối với các bộ phận được lắp vào phía bên trong xe hoặc trong dòng không khí tới phía trong cabin của xe, ở đó hư hỏng do ăn mòn có thể tạo ra một nồng độ nguy hiểm trong khoang hành khách thì việc lựa chọn vật liệu phải bảo đảm cho không xảy ra tốc độ rò rỉ tăng lên một cách bất ngờ.

Hơn nữa, vật liệu cần có đủ độ bền để chống lại phản ứng hóa học và các ăn mòn vật lý từ môi chất lạnh và các chất bôi trơn trong vận hành liên tục có thể làm thay đổi đặc tính nhiệt độ/áp suất của môi chất lạnh trong điều kiện thay đổi lượng nạp môi chất lạnh cũng như trong điều kiện rỗng khi lượng nạp được xả ra hết.

Việc lựa chọn vật liệu phải quan tâm đến các thay đổi của tính chất vật liệu do các tác động cơ học, hóa học, nhiệt của quá trình sản xuất và thêm vào đó là do bảo quản bộ phận.

Đối với các bộ phận được lắp ráp từ các vật liệu khác nhau hoặc các chi tiết được chế tạo bằng các vật liệu khác nhau được nối ghép bằng tiếp xúc vật lý với các bộ phận khác thì có thể xảy ra ăn mòn điện hóa nếu các bộ phận được phơi ra trong môi trường ẩm ướt vì nước nhiễm bẩn tác động như một dung dịch điện phân. Các yếu tố như tỷ số diện tích bề mặt của anot và catot, loại vật liệu và các điều kiện vận hành (nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng muối v.v…) sẽ ảnh hưởng tới ăn mòn điện hóa.

Các vật liệu phi kim loại như cao su, chất dẻo và các chất đàn hồi phải đáp ứng các yêu cầu về cơ, nhiệt, hóa học và vật lý chống lại hỗn hợp môi chất lạnh/dầu bôi trơn và không được tạo ra các sản phẩm gây ra mối nguy hiểm cháy. Phải quan tâm đến các tính chất điện của các vật liệu gây ăn mòn điện hóa.

6.2. Đường ống và công nghệ nối ghép

6.2.1. Thông tin chung

Đường ống và các phụ tùng công nghệ nối ghép của đường ống trong hệ thống lạnh phải được thiết kế sao cho trong điều kiện sử dụng bình thường, hành khách hoặc người ở sát ngay cạnh xe không thể bị phơi nhiễm môi chất lạnh rò rỉ do nồng độ cao không chấp nhận được và các son khí của dầu và/hoặc sự phóng ra của chất lỏng hoặc các mảnh vụn.

Đường ống và các bộ phận kẹp chặt phải được thiết kế để giảm tới mức tối thiểu sự lắp ráp sai gây ra nguy hiểm.

6.2.2. Yêu cầu về độ kín

Phải đáp ứng các yêu cầu về độ kín trong lắp ráp và sử dụng. Các giá trị độ kín đối với các bộ phận bên trong khoang chở người không được vượt quá các tốc độ rò rỉ do ăn mòn như đã quy định trong SAE J2772.

6.2.3. Yêu cầu về thiết kế đường ống

Nếu đường ống không thể dùng cho các môi chất lạnh khác nhau thì các ống phải được ghi nhãn cho sử dụng một môi chất lạnh riêng trừ khi có sự khác biệt nhỏ về cơ học để tránh việc sử dụng khác so với dự định. Các ống có áp suất thấp phải được ghi nhãn sao cho không thể nối ghép chúng với các bộ phận có áp suất cao.

6.2.4. Yêu cầu về thiết kế tạo mối nối

Đối với R-744, công nghệ nối ghép mối nối phải dẫn đến rò rỉ trước khi mối nối bị tách ra một cách bất ngờ nếu chi tiết kẹp chặt bị nới lỏng hoặc bị tháo lỏng có chủ ý để cảnh báo rằng hệ thống đang chịu áp lực. Các chi tiết bít kín dùng cho công nghệ nối ghép phải được bảo vệ trong quá trình vận chuyển và không được hư hỏng dễ dàng trong quá trình lắp. Các chi tiết bít kín phải có thể sử dụng được và không được sử dụng lại sau khi tháo mối nối.

Các phụ tùng công nghệ nối ghép được sử dụng lại phải cho phép tháo ra an toàn và tin cậy ít nhất là 10 lần.

6.2.5. Ống mềm và các chỗ uốn

Các chi tiết làm việc được dùng cho thay thế trong hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị ban đầu (OEM) về rò rỉ và độ tin cậy. Không cho phép tạo thành chỗ uốn ở hiện trường đối với R-744.

Có thể được phép tạo thành chỗ uốn ở hiện trường đối với R-1234yf với điều kiện là đáp ứng được các yêu cầu của SAE J2064.

6.3. Máy nén

6.3.1. Dạng hư hỏng

Các cụm máy nén phải được thiết kế để lắp các cơ cấu sẽ ngắt sự truyền năng lượng cho máy nén trong trường hợp máy nén bị hư hỏng do sự cố bên trong. Các cơ cấu này phải được trang bị trên puli của máy nén hoặc bản thân máy nén hoặc được đưa vào phần mềm của xe.

Dạng hư hỏng này phải được chứng minh bằng thử phá hủy trong trường hợp xấu nhất (như đã được xác định bởi OEM và nhà cung cấp), vách của thân máy có thể bị nứt hoặc biến dạng dẻo hoặc tổn thất áp suất trong thử nghiệm này.

Các đặc điểm về an toàn của máy nén phải thể hiện trong toàn bộ phạm vi các nhiệt độ vận hành của bộ phận (theo thỏa thuận giữa OEM và nhà sản xuất máy nén).

Trong các hệ thống có trang bị van an toàn áp suất (PRV), hệ thống phải có phương tiện để giới hạn sự vận hành của máy nén trước khi van an toàn áp suất sẽ thông hơi cho môi chất lạnh để ngăn ngừa việc xả môi chất lạnh trong quá trình vận hành.

6.3.2. Máy nén điện

Các mạch điện của máy nén, kể cả phía máy nén và phía xe, phải được thiết kế để ngăn ngừa người sử dụng tiếp xúc với điện áp nguy hiểm (> 60V, một chiều). Trong trường hợp có ngắn mạch, mạch điện (phía máy nén và phía xe) phải được thiết kế để ngăn ngừa sự cố về nhiệt gây nguy hiểm.

Mạch điện để cấp điện cho máy nén (phía máy nén và phía xe) phải được thiết kế để ngăn ngừa sự xuất hiện các rò rỉ trong dẫn điện.

6.3.3. Chất bôi trơn

Phải lựa chọn chất bôi trơn thích hợp để bảo đảm tính tương thích giữa môi chất lạnh, chất bôi trơn và các bộ phận của hệ thống cũng như bôi trơn đầy đủ cho máy nén. Các loại dầu bôi trơn riêng đã được triển khai, cho mỗi môi chất lạnh (R-1234yf, R-744, R-134a). Vấn đề có tính quyết định là sử dụng đúng dầu bôi trơn cho mỗi môi chất lạnh, bởi vì lựa chọn không đúng dầu bôi trơn có thể dẫn đến hư hỏng của các bộ phận điều hòa không khí (A/C) và/hoặc hư hỏng sớm của hệ thống điều hòa không khí (A/C).

Đối với các máy nén điện, có thể cần đến dầu có chất lượng để duy trì một mức điện trở cách điện xác định. Sự giảm đáng kể điện trở cách điện có thể dẫn đến sự rò điện hoặc ngắt hệ thống điện áp cao.

Nếu có yêu cầu sử dụng loại dầu như trên phải chú ý ngăn ngừa sự nhiễm bẩn với các loại dầu khác có thể làm giảm đáng kể điện tử cách điện. Tuổi thọ của chất bôi trơn máy nén phải đáp ứng hoặc vượt quá tuổi thọ yêu cầu của xe.

Phải tra cứu tờ dữ liệu an toàn cho vật liệu bôi trơn của nhà sản xuất (MSDS) để nhận được các hướng dẫn xử lý cần thiết giành riêng cho chất bôi trơn.

6.4. Bộ bốc hơi

6.4.1. Yêu cầu về thiết kế đối với bộ bốc hơi R-134a

Thiết kế bộ bốc hơi đối với R-134a phải tuân theo SAE J639.

6.4.2. Yêu cầu về thiết kế đối với các bộ bốc hơi R-1234yf và R-744

Thiết kế bộ bốc hơi đối với R-1234yf và R-744 phải tuân theo các tiêu chí thiết kế và cấp chứng chỉ cho các hệ thống/bộ phận điều hòa không khí di động (MAC) của nhà sản xuất xe trang bị ban đầu (OEM) và sự thay thế trong bảo dưỡng như đã quy định trong SAE J2842.

6.5. Bộ ngưng tụ/bộ làm lạnh khí

Không có yêu cầu riêng

6.6. Bình chứa và bộ tích năng

Bộ tích năng kết hợp với bộ trao đổi nhiệt bên trong phải đáp ứng độ kín chống rò rỉ theo thiết kế.

6.7. Đầu nạp hút

Đầu nạp hút được nối với các đường ống phải được kẹp chặt hoặc có độ cứng vững sao cho việc nối khớp nối/tháo khớp nối trong sản xuất và bảo dưỡng không gây ra biến dạng dư cho đường ống.

Phải sử dụng cửa phục vụ được mô tả trong SAE J639 trên phía cao và/hoặc phía thấp của hệ thống để tránh khả năng các môi chất lạnh có thể bị hòa trộn trong vận hành.

6.8. Cơ cấu điều khiển

Các cơ cấu cảm biến gắn vào bất cứ chi tiết nào của hệ thống lạnh và tiếp xúc trực tiếp với môi chất lạnh phải được thiết kế để ngăn ngừa sự tách ly ra một cách bất ngờ và/hoặc sự thoát ra của môi chất lạnh như đã quy định trong SAE J639.

7. Yêu cầu về thiết kế cho làm việc và sản xuất

Thiết kế làm việc với R-134a theo SAE J2788.

Thiết kế làm việc với R-1234yf theo SAE J2643.

Thiết kế làm việc với R-744 theo SAE J2771.

Các kỹ thuật viên phải được đào tạo theo các quy trình kỹ thuật đã được khuyến nghị như đã quy định trong SAE J2845 đối với R-744 và R-1234yf.

Phụ lục A

(quy định)

Các giá trị đầu vào có liên quan để đánh giá rủi ro của môi chất lạnh R-134a, R-1234yf và R-744

A.1. Phân loại về an toàn đối với môi chất lạnh

Phân loại về tính độc hại, tính dễ bốc cháy và các định nghĩa chính xác liên quan đến môi chất lạnh được cho trong phiên bản mới nhất của ANSI/ASHRE 34.

A.2. Đặc tính nhiệt động học của môi chất lạnh

Các đặc tính tiêu chuẩn của các môi chất lạnh dùng cho điều hòa không khí di động (MAC) được giới thiệu trong Bảng A.1

Bảng A.1 – Đặc tính nhiệt động học của môi chất lạnh MAC

A.3. Dữ liệu về tính độc hại của môi chất lạnh

Các giới hạn của tính độc hại đối với các môi chất lạnh dùng cho điều hòa không khí di động (MAC) được giới thiệu trong các Bảng A.2 và Bảng A.3.

Bảng A.2 – Dữ liệu về tính độc hại của R-134a và R-1234yf

Bảng A.3 – Các giới hạn đối với sức khỏe của R-744

A.4. Dữ liệu về tính dễ cháy của môi chất lạnh

Các thông số chuẩn về tính dễ cháy và đánh giá rủi ro của sản phẩm phân hủy được cho trong Bảng A.4.

Bảng A.4 – Dữ liệu của tính dễ cháy R-134 và R-1234yf

Phụ lục B

(quy định)

Dữ liệu chuẩn về áp suất và nhiệt độ

B.1. Áp suất

Các điều kiện áp suất lớn nhất được giới thiệu trong Bảng B.1

Bảng B.1 – Các điều kiện áp suất lớn nhất

B.2. Môi trường xung quanh

Hệ thống lạnh có thể được vận hành ở các nhiệt độ môi trường xung quanh từ - 10⁰C đến + 54⁰C.

B.3. Nhiệt độ bên ngoài của bộ phận

Các giá trị chuẩn đối với nhiệt độ bên ngoài của bộ phận được giới thiệu trong Bảng B.2.

Bảng B.2 – Các giá trị chuẩn của nhiệt độ bên ngoài của bộ phận

B.4. Nhiệt độ bên trong bộ phận

Các giá trị chuẩn của nhiệt độ bên trong bộ phận được giới thiệu trong các Bảng B.3 và B.4.

Bảng B.3 – Các giá trị chuẩn của nhiệt độ bên trong bộ phận đối với R-134 a/R-1234yf

Bảng B.4 – Các giá trị chuẩn của nhiệt độ bên trong bộ phận đối với hệ thống lạnh R-744

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 6739 (ISO 817), Môi chất lạnh – Ký hiệu bằng số các môi chất lạnh hữu cơ.

[2] SAE J2099, Standard of Purity for Recycled HFC-134a (R-134a) and HFO-1234yf (R-1234yf) for Use in Mobile Air-conditioning Systems (Tiêu chuẩn độ tinh khiết đối với HFC-134a (R-134a) và HFO-1234yf (R-1234yf) tái sinh dùng trong các hệ thống điều hòa không khí di động).

[3] SAE J2683, Refrigerant Purity and Container Requirement for Carbon Dioxide (R-744) Used in Mobile Air-Conditioning Systems (Độ tinh khiết của môi chất lạnh và yêu cầu đối với bình chứa dùng cho cacbonđioxit (R-744) trong các hệ thống điều hòa không khí di động.

[4] SAE J2773, Standard for Refrigerant Risk Analysis for Mobile Air conditioning Systems (Tiêu chuẩn cho phân tích rủi ro của môi chất lạnh dùng cho các hệ thống điều hòa không khí di động).

[5] SAE J2776, Refrigerant Purity and Container Requirements for New HFC-134 a 1,1,1,2-Tetrafluoroethane Refrigerant Used in Mobile Air-Conditioning Systems (Độ tinh khiết của môi chất lạnh và yêu cầu đối với bình chứa cho môi chất lạnh mới HFC-134a 1,1,1,2 tetrafloetan dùng trong các hệ thống điều hòa không khí di động).

[6] SAE J2810, HFC-134a (R-134a), Refrigerant Recovery Equipment for Mobile Automotive Air-Conditioning Systems (Thiết bị phục hồi môi chất lạnh HFC-134a (R-143a) dùng cho các hệ thống điều hòa không khí di động của ô tô).

[7] SAF J2844, R-1234yf, New Refrigerant Purity and Container Requirements Used in Mobile AirConditioning Systems (Độ tinh khiết của môi chất lạnh mới, R-1234yf và yêu cầu đối với bình chiều dùng trong các hệ thống điều hòa không khí di động).

[8] SAF J2851, R-1234yf, R-1234yf, Refrigerant Recovery Equipment for Mobile Automotive Air-Conditioning Systems (Thiết bị phục hồi môi chất lạnh R-1234yf dùng cho các hệ thống điều hòa không khí di động của ô tô).

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Mục tiêu của an toàn

4.1. Quy định chung

4.2. Đánh giá rủi ro

4.3. Các dữ liệu đầu vào có liên quan và kịch bản đánh giá rủi ro

5. Yêu cầu về mức của hệ thống

5.1. Hệ thống lạnh

5.2. Các phạm vi nhiệt độ và áp suất

5.3. Lắp đặt hệ thống

5.4. Kế hoạch hạn chế áp suất và nhiệt độ

6. Yêu cầu về mức của bộ phận

6.1. Yêu cầu chung

6.2. Đường ống và công nghệ nối ghép

6.3. Máy nén

6.4. Bộ bốc hơi

6.5. Bộ ngưng tụ/bộ làm lạnh (bằng) khí

6.6. Bình chứa và ắc quy

6.7. Cửa phục vụ (cho xem xét và sửa chữa)

6.8. Cơ cấu điều khiển

7. Yêu cầu về thiết kế cho làm việc và sản xuất

Phụ lục A (quy định) Các giá trị đầu vào có liên quan để đánh giá rủi ro của các môi chất lạnh R-134a, R-1234yf và R-744

Phụ lục B (quy định) Dữ liệu chuẩn về áp suất và nhiệt độ

Thư mục tài liệu tham khảo