侯澤飛 陳茂 宋分平

摘 要：對R32在變頻一拖多空調(diào)器中的應(yīng)用進行了實驗研究，優(yōu)化了系統(tǒng)的匹配，根據(jù)CEN標(biāo)準，測試了系統(tǒng)的歐洲季節(jié)能效，并與R410A的系統(tǒng)進行了對比。性能試驗測試結(jié)果表明，R32系統(tǒng)的最佳冷媒充注量與R410A系統(tǒng)相比減少了26%，最佳季節(jié)能效（SEER）和季節(jié)性能系數(shù)（SCOP）比R410A系統(tǒng)分別提高了7.4%和4%，低溫制熱能力與R410A系統(tǒng)相比略高。但是R32系統(tǒng)的排氣溫度比較高，在額定制冷工況下，與R410A系統(tǒng)相比，排氣溫度升高了11.8 ℃。

關(guān)鍵詞：一拖多空調(diào)器 R32 歐洲季節(jié)能效 R410A

中圖分類號：TU831 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（a）-0051-03

1 試驗裝置與試驗測試步驟

1.1 試驗測試裝置介紹

為了驗證R32在一拖多空調(diào)器中的運行特性，選取了一套熱泵型一拖二房間空調(diào)器，測試樣機包括一個室外機和兩個室內(nèi)機，其中的主要部件及其配置參數(shù)包括：（1）R32冷媒壓縮機1臺；（2）翅片盤管式冷凝器2排，?9×25.4；（3）翅片盤管式蒸發(fā)器3排，?7×21.0；（4）電子膨脹閥2個。

采用焓差法測試一拖二空調(diào)器。從焓差法實驗室可以獲得包括空調(diào)器的制冷能力、制熱能力、功率、電壓、電流、能效比、風(fēng)量，以及空調(diào)器室內(nèi)、外側(cè)的進、出口溫度和風(fēng)量等數(shù)據(jù)，同時在空調(diào)器的蒸發(fā)器出口及中部、冷凝器的出口及中部、壓縮機的排氣管路與回氣管路及底部外殼共布置7個熱電偶溫度傳感器進行溫度測量，所有測量數(shù)據(jù)利用實驗室配置的數(shù)據(jù)采集軟件在線對測試數(shù)據(jù)進行采集和記錄。

1.2 試驗測試步驟介紹

試驗測試步驟包括以下幾個部分：（1）將試驗樣機按匹配好的充注量充注R410A，按照歐洲制冷和制熱工況測試，同時測試在低溫環(huán)境的制熱量；（2）測試完成后將機組內(nèi)的R410A回收干凈，抽真空后注入適量的R32制冷劑，進行最佳充注量匹配試驗；（3）完成R32最佳充注量匹配試驗后，按照歐洲制冷與制熱工況對樣機再次測試，調(diào)整參數(shù)來優(yōu)化系統(tǒng)的制冷與制熱性能，測試系統(tǒng)在低溫環(huán)境的制熱量。

2 試驗測試結(jié)果與分析

2.1 R32最佳充注量分析

由于不同制冷劑充注量對空調(diào)器的影響不同，在R410A一拖二空調(diào)器充注量的基礎(chǔ)上，對R32最佳充注量進行了匹配試驗，冷媒充注量分別為1 700 g，1 500 g，1 350 g，1 280 g，1 100 g。

從試驗中可以得出，隨著制冷劑充注量的升高，能效比先升高后下降，制冷量先迅速升高后增長緩慢。在充注量為1 280 g時，能效比出現(xiàn)了峰值，主要原因是當(dāng)充注量過小時，蒸發(fā)器出口制冷劑熱度大，換熱面積未充分利用，制冷量??；當(dāng)充注量過大時，蒸發(fā)器出口制冷劑處于兩相區(qū)，冷量沒有充分發(fā)揮出來，同時壓縮機功率大，造成能效比下降。

2.2 R32系統(tǒng)性能匹配優(yōu)化分析

為了優(yōu)化R32一拖二空調(diào)器的制冷性能，針對不同工況對能力輸出比例的要求權(quán)重調(diào)整頻率、室內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速、室外風(fēng)機轉(zhuǎn)速、電子膨脹閥開度等參數(shù)，在最佳冷媒充注量的基礎(chǔ)上，圖1為在不同參數(shù)條件下系統(tǒng)制冷SEER的變化。圖1中為5種設(shè)定參數(shù)下系統(tǒng)的SEER，從圖1中可以看出，隨著不同參數(shù)的調(diào)整，SEER會出現(xiàn)逐漸升高然后下降的趨勢，系統(tǒng)的SEER會出現(xiàn)一個最優(yōu)值，即在第3種設(shè)定參數(shù)下系統(tǒng)的SEER可達到6.76。

在對R32系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配的基礎(chǔ)上，圖2為R32系統(tǒng)在最佳匹配狀態(tài)下的SEER和SCOP與R410A系統(tǒng)最佳匹配狀態(tài)下SEER和SCOP的比較。從圖2中可以看出，與R410A系統(tǒng)相比，R32系統(tǒng)的SEER提高了7.4%，SCOP提高了4%。

圖3為R32與R410A系統(tǒng)制冷/制熱能效比的比較。從圖3（a）中可以看出，在制冷模式的4個典型工況下，R32系統(tǒng)的能效比均高于R410A系統(tǒng)。在25/20室外工況下，R32系統(tǒng)能效比增幅最大，為8.2%，這反映了R32制冷劑在一拖多空調(diào)器中制冷模式下變工況運行的優(yōu)勢。從圖3（b）中可以看出，在制熱模式下，R32系統(tǒng)能效比略高于R410A系統(tǒng)，在室外2/1工況下COP增幅最大，為6.5%。

圖4為在額定制冷/制熱工況下R32系統(tǒng)與R410A系統(tǒng)的排氣溫度比較。在額定制冷工況下，R32系統(tǒng)排氣溫度比R410A系統(tǒng)高出11.8 ℃，說明在R32應(yīng)用于一拖二空調(diào)器時，要開發(fā)可靠性更高，更耐高溫的壓縮機部件，同時，在高溫制冷模式中，需要對變頻一拖多空調(diào)器中電控參數(shù)在R410A的基礎(chǔ)上重新設(shè)定，避免出現(xiàn)電控盒發(fā)熱嚴重或者運行過程壓縮機限頻等故障。圖4中，額定制熱下R32系統(tǒng)的排氣溫度相比R410A系統(tǒng)高出了6.2 ℃，制熱模式中排氣溫度高有利于提高系統(tǒng)的制熱能力和能效。

3 結(jié)論

對目前空調(diào)行業(yè)中應(yīng)用廣泛的過渡性制冷劑R410A及環(huán)保型制冷劑R32在變頻一拖多空調(diào)器中的應(yīng)用進行了對比分析和研究，結(jié)論如下：（1）在熱物理性質(zhì)方面，研究了變頻一拖二空調(diào)器系統(tǒng)R32的最佳充注量，測試數(shù)據(jù)表明，在同一系統(tǒng)中，R32的最佳充注量減少，與R410A充注量相比，減少了26%。（2）在系統(tǒng)性能研究方面，R32系統(tǒng)在制冷模式4個特定工況中能效比均高于R410A系統(tǒng)，在制熱模式下的5個特定工況中能效比略高于R410A系統(tǒng)。同時，對系統(tǒng)的季節(jié)能效比進行了測試，結(jié)果表明，與R410A系統(tǒng)相比，R32系統(tǒng)的SEER提高了7.4%，SCOP提高了4%。這些數(shù)據(jù)充分驗證了R32在一拖多空調(diào)器中應(yīng)用的巨大潛力及與R410A系統(tǒng)比較所具有的優(yōu)勢。（3）在安全性能方面，需要指出的是，R32系統(tǒng)在額定制冷/制熱工況下壓縮機排氣溫度均高于R410A系統(tǒng)，在額定制冷時，R32系統(tǒng)排氣溫度高出了11.8 ℃，這個數(shù)據(jù)表明，在加速R32應(yīng)用于變頻一拖多空調(diào)器的同時，需要強化系統(tǒng)的可靠性，尤其是要研發(fā)耐熱性能更好的變頻壓縮機，同時，根據(jù)需求在原來R410A一拖多空調(diào)器基礎(chǔ)上對控制邏輯進行合適地更改以適應(yīng)R32的特性。

綜合以上分析可以看出，R32應(yīng)用于一拖多空調(diào)器中具有極大的潛力，相比于R410A系統(tǒng)，R32系統(tǒng)的性能將進一步提升，系統(tǒng)更加安全環(huán)保。

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