何 廣

（海信科龍電器股份有限公司，廣東 順德 528303）

R290制冷劑在商用制冷柜領(lǐng)域的應(yīng)用與研究

何 廣

（海信科龍電器股份有限公司，廣東 順德 528303）

本文從比較制冷劑的物性參數(shù)入手，針對R290和R134a這兩種制冷系統(tǒng)性能進行比較研究，分析了系統(tǒng)制冷罐注量影響因素與R290制冷劑的應(yīng)用情況。

R290制冷劑；商用制冷柜；物性參數(shù)；應(yīng)用情況

現(xiàn)階段，在市場上，大型的商用制冷柜中多是利用R134a制冷劑。這種制冷劑對臭氧層不會造成任何破壞，但是其具備了溫室效應(yīng)工質(zhì)，且可能會成為過渡型制冷劑。因此研究R290等綠色環(huán)保的制冷劑成為了全球關(guān)注的重點問題。筆者通過對比R290和R134a制冷劑的性能，對R290制冷劑在整個商用制冷柜領(lǐng)域中的具體應(yīng)用情況進行分析研究，為加大R290制冷劑的應(yīng)用力度提供一定的參考。

1 比較制冷劑的物性參數(shù)

通過科學調(diào)查發(fā)現(xiàn)：（一） R600a、R744以及R290作為環(huán)保制冷劑，對臭氧層不會產(chǎn)生任何破壞作用，且溫室效應(yīng)指數(shù)較低，且臨界溫度與臨界壓力都能夠達到系統(tǒng)的正常運行要求。（二）和R134a相比，R600a以及R290的潛熱較大，也就是指在單位質(zhì)量內(nèi)，碳氫制冷劑的蒸發(fā)吸熱要比R134a更大，從而減少了整個制冷系統(tǒng)的充注量。（三）碳氫制冷劑具有可燃性特征，在設(shè)計與制造產(chǎn)品的過程中需要采取有效的防爆處理措施，因為R600a的單位容積制冷量比較小，相對于制冷量相同的壓縮機而言，具有較大的體積，所以R600a只能在小冷量的壓縮機中使用。R290制冷劑的單位容積制冷量較大，從而彌補了R600a的單位容積制冷量偏小的這一缺陷，使得碳氫制冷劑的應(yīng)用從小冷量朝著大冷量產(chǎn)品方向發(fā)展。然而由于R290制冷劑的工作效率比R600a的要低，因此在R600a壓縮機能夠覆蓋的范圍內(nèi)，并不使用R290制冷劑。通常情況下，R290制冷劑只用在制冷需求量較大的產(chǎn)品中。

2 比較R290和R134a制冷系統(tǒng)的性能

（一）管道件的耐壓測試。一般利用R290、 R134a、R600a這三種制冷劑，其在系統(tǒng)中的運行壓力大小順序為：R600a>R134a>R290，所以必須要對系統(tǒng)的焊接點是否能夠承受住R290高壓系統(tǒng)進行充分的考慮。經(jīng)過耐壓測試后，現(xiàn)用系統(tǒng)一般都會使用尺寸、相關(guān)焊接點以及蒸發(fā)器尺寸等都能夠達到GB4706.13的耐壓要求的冷凝器。

（二）相同產(chǎn)品的性能對比測試。試驗證明，在相同測試情況下，R290系統(tǒng)的能源消耗能夠降低大約30%。這主要是由于R290壓縮機的工作效率更高，也就是能夠獲得更高的COP值。R290制冷系統(tǒng)能夠滿足更低的儲藏溫度。這是因為R290的標準沸點比R600a更低，所以能夠達到更低的蒸發(fā)溫度。R290系統(tǒng)的灌注量R134a系統(tǒng)的要少。這是因為R290系統(tǒng)單位質(zhì)量的制冷量比R134a的更大。

通過對R290系統(tǒng)的分析研究，可以對制冷系統(tǒng)中的相關(guān)制冷部件進行相應(yīng)的調(diào)整。其一，在蒸發(fā)面積上，R134a蒸發(fā)器在性能上能夠更好地滿足滿足R290的蒸發(fā)面積需求。冷凝面積上，原先R134a系統(tǒng)的冷凝器在性能方面能夠滿足R290的冷凝面積需求，可以采取冷凝器的發(fā)散熱方式，并選擇使用風冷冷凝器。其二，R290制冷系統(tǒng)的單位質(zhì)量制冷量較大，在制冷量相同的條件下，系統(tǒng)循環(huán)流量較大，通常情況下，R134a以及R290以及系統(tǒng)能夠采用相同規(guī)格的毛細管。

3 R290制冷劑的應(yīng)用情況

3.1 R290 制冷劑的應(yīng)用特性

R290制冷劑和其他制冷系統(tǒng)存在著一定的差異。所以在實際的設(shè)計過程中需要充分注意以下四個方面的內(nèi)容。（一）工作壓力。在-25℃蒸發(fā)過程中，R290的工作壓力大約是R134a制冷系統(tǒng)的190%左右；在50℃蒸發(fā)過程中，R290系統(tǒng)工作壓力大約是R134a制冷系統(tǒng)的130%左右。（二）R290制冷器的充注量。對于原R134a制冷系統(tǒng)而言，假設(shè)冷凝器與蒸發(fā)器未發(fā)生改變，R290制冷劑的充注量則是原R134a制冷劑的49%左右。（三）防爆設(shè)計。如表1所示，R290在濃度范圍內(nèi)均具備了可燃性，所以需要進行一定的防爆設(shè)計。在設(shè)計冷柜的過程中，需盡量減少制冷劑的泄露；管路一定要達到實際耐壓要求；在需要使用到開關(guān)的場所，可選擇使用易操控的半導體開關(guān)，以此避免電火花的出現(xiàn)。此外，在防爆設(shè)計過程中需要保證溫度控制器、化霜定時器、開關(guān)以及壓縮機的熱保護器、繼電器、啟動器開關(guān)具備良好的密封性能，以此防止丙烷泄露而發(fā)生爆炸。（四）防泄露設(shè)計：在安裝風機、壓縮機等重要部件的過程中，需要在底部布置較多的通風孔，以此防止丙烷的泄露。

表1 R920制冷劑的易燃性

3.2 R290 制冷劑的應(yīng)用情況

現(xiàn)階段，在國內(nèi)外市場上，多數(shù)壓縮機廠家能夠批量生產(chǎn)R290壓縮機，其中部分R290產(chǎn)品通過了檢測并上市投入使用。在今后的工作中，相關(guān)工作人員需要加大研究力度，有關(guān)部門需要增加投資，以此推動R290制冷劑朝著更為廣闊的國際市場發(fā)展。此外，R290制冷劑作為一種環(huán)保、自然的制冷劑，已經(jīng)在國際范圍內(nèi)得到了大力的推廣。例如我國海信科龍成功研發(fā)和使用R290制冷劑的商用冷柜。

結(jié)語

綜上所述，利用R290制冷系統(tǒng)取代R134a制冷系統(tǒng)具有安全有效的優(yōu)勢，同時，R290制冷系統(tǒng)在性能方面存在著一定的優(yōu)勢。因此，設(shè)計人員可以在R134a制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行一定程度的技術(shù)調(diào)整，以此達到R290制冷劑的具體運行要求。

[1]祁彥科，鄒遠勤，劉文麗.R290制冷劑在商用冷柜上的應(yīng)用研究[J].財貿(mào)經(jīng)濟,2012，01（05）：130-135.

[2]陳觀勝，李翠紅，孫賢偉.R22替代工質(zhì)R32/R290/R410A性能的理論和實驗研究[J].計算機教育，2011，21（07）：145-153..

TB64

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.108