R290制冷剂在商用制冷柜领域的应用与研究

时间：2024-05-18

何广

（海信科龙电器股份有限公司，广东顺德 528303）

何广

（海信科龙电器股份有限公司，广东顺德 528303）

本文从比较制冷剂的物性参数入手，针对R290和R134a这两种制冷系统性能进行比较研究，分析了系统制冷罐注量影响因素与R290制冷剂的应用情况。

R290制冷剂；商用制冷柜；物性参数；应用情况

现阶段，在市场上，大型的商用制冷柜中多是利用R134a制冷剂。这种制冷剂对臭氧层不会造成任何破坏，但是其具备了温室效应工质，且可能会成为过渡型制冷剂。因此研究R290等绿色环保的制冷剂成为了全球关注的重点问题。笔者通过对比R290和R134a制冷剂的性能，对R290制冷剂在整个商用制冷柜领域中的具体应用情况进行分析研究，为加大R290制冷剂的应用力度提供一定的参考。

1 比较制冷剂的物性参数

通过科学调查发现：（一） R600a、R744以及R290作为环保制冷剂，对臭氧层不会产生任何破坏作用，且温室效应指数较低，且临界温度与临界压力都能够达到系统的正常运行要求。（二）和R134a相比，R600a以及R290的潜热较大，也就是指在单位质量内，碳氢制冷剂的蒸发吸热要比R134a更大，从而减少了整个制冷系统的充注量。（三）碳氢制冷剂具有可燃性特征，在设计与制造产品的过程中需要采取有效的防爆处理措施，因为R600a的单位容积制冷量比较小，相对于制冷量相同的压缩机而言，具有较大的体积，所以R600a只能在小冷量的压缩机中使用。R290制冷剂的单位容积制冷量较大，从而弥补了R600a的单位容积制冷量偏小的这一缺陷，使得碳氢制冷剂的应用从小冷量朝着大冷量产品方向发展。然而由于R290制冷剂的工作效率比R600a的要低，因此在R600a压缩机能够覆盖的范围内，并不使用R290制冷剂。通常情况下，R290制冷剂只用在制冷需求量较大的产品中。

2 比较R290和R134a制冷系统的性能

（一）管道件的耐压测试。一般利用R290、 R134a、R600a这三种制冷剂，其在系统中的运行压力大小顺序为：R600a>R134a>R290，所以必须要对系统的焊接点是否能够承受住R290高压系统进行充分的考虑。经过耐压测试后，现用系统一般都会使用尺寸、相关焊接点以及蒸发器尺寸等都能够达到GB4706.13的耐压要求的冷凝器。

（二）相同产品的性能对比测试。试验证明，在相同测试情况下，R290系统的能源消耗能够降低大约30%。这主要是由于R290压缩机的工作效率更高，也就是能够获得更高的COP值。R290制冷系统能够满足更低的储藏温度。这是因为R290的标准沸点比R600a更低，所以能够达到更低的蒸发温度。R290系统的灌注量R134a系统的要少。这是因为R290系统单位质量的制冷量比R134a的更大。

通过对R290系统的分析研究，可以对制冷系统中的相关制冷部件进行相应的调整。其一，在蒸发面积上，R134a蒸发器在性能上能够更好地满足满足R290的蒸发面积需求。冷凝面积上，原先R134a系统的冷凝器在性能方面能够满足R290的冷凝面积需求，可以采取冷凝器的发散热方式，并选择使用风冷冷凝器。其二，R290制冷系统的单位质量制冷量较大，在制冷量相同的条件下，系统循环流量较大，通常情况下，R134a以及R290以及系统能够采用相同规格的毛细管。

3 R290制冷剂的应用情况

3.1 R290 制冷剂的应用特性

R290制冷剂和其他制冷系统存在着一定的差异。所以在实际的设计过程中需要充分注意以下四个方面的内容。（一）工作压力。在-25℃蒸发过程中，R290的工作压力大约是R134a制冷系统的190%左右；在50℃蒸发过程中，R290系统工作压力大约是R134a制冷系统的130%左右。（二）R290制冷器的充注量。对于原R134a制冷系统而言，假设冷凝器与蒸发器未发生改变，R290制冷剂的充注量则是原R134a制冷剂的49%左右。（三）防爆设计。如表1所示，R290在浓度范围内均具备了可燃性，所以需要进行一定的防爆设计。在设计冷柜的过程中，需尽量减少制冷剂的泄露；管路一定要达到实际耐压要求；在需要使用到开关的场所，可选择使用易操控的半导体开关，以此避免电火花的出现。此外，在防爆设计过程中需要保证温度控制器、化霜定时器、开关以及压缩机的热保护器、继电器、启动器开关具备良好的密封性能，以此防止丙烷泄露而发生爆炸。（四）防泄露设计：在安装风机、压缩机等重要部件的过程中，需要在底部布置较多的通风孔，以此防止丙烷的泄露。

表1 R920制冷剂的易燃性

3.2 R290 制冷剂的应用情况

现阶段，在国内外市场上，多数压缩机厂家能够批量生产R290压缩机，其中部分R290产品通过了检测并上市投入使用。在今后的工作中，相关工作人员需要加大研究力度，有关部门需要增加投资，以此推动R290制冷剂朝着更为广阔的国际市场发展。此外，R290制冷剂作为一种环保、自然的制冷剂，已经在国际范围内得到了大力的推广。例如我国海信科龙成功研发和使用R290制冷剂的商用冷柜。