在当前保护臭氧层及遏制全球变暖趋势的大背景下, R290被行业内公认为最具发展潜力的新冷媒,具有无氟、低碳、天然、高效等诸多优势。碳氢化合物制冷剂丙烷(R290)具有良好的热力性能,价格低廉,其易燃易爆性稍微低于家用冰箱与冷柜使用的R600a,所以在技术生产上不存在问题,被认为是较有潜质的替代工质。R290 已作为一种天然制冷剂在全球得到了推广,到现在为止,已经有很多商用冷柜生产企业在使用R290系统。
1 R600a与R290制冷剂应用特性对比(见表1) 暖通百科
2 R600a与R290制冷剂在商用大冷柜上主要性能对比 暖通在线
2.1 为了探讨R290替代R600a的系统运行特征,研究选取BD/BC-768商用冷柜(见表2)作为试验对象 nuantongkongtiaozaixian
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2.3 测试数据对比(见表4) 暖通-空调-在线
2.4 R290的实验测试结果优势从表4的综合测试数据对比来看,R290比R600a具有以下几点明显优势: Ehvacr
1)R290灌注量可比R600a少充注11 %的制冷剂。
2)拉低温时,R290冷冻温度可以拉得更低。 www.ehvacr.com
3)32°冷却速度提高25 %左右;43 °冷却速度提高36 %左右。
4)38 °储温,R290开机率降低16 %,且冷冻温度还比R600a的低。 www.ehvacr.com
5) R290冷冻能力提高29 %,压仓负载温度低至-42℃,可快速对冷冻负载进行冷却。由于商用冷柜所主要考核的性能主要有三点:①冷却速度;②冷冻能力;③高温恶劣环境制冷系统运行可靠性。因此,R290作为商用冷柜使用的低温工质,其成本优势和性能优势是非常明显的。 Ehvacr
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2.5 R290在BD/BC-768商用大冷柜上替代R600a时制冷系统的匹配注意事项
2.5.1 压缩机:R290压缩机的单位容积制冷量为1 164kJ/m3,为R600a的2.8倍,因此选用R290压缩机时可以选取比R600a冷量小些的压缩机。
2.5.2 毛细管:在相同制冷量条件下,为了达到相应的低温工况,毛细管尺寸稍长,或者说毛细管内径稍小。 版权为ehvacr.com
2.5.3 蒸发器:与R600a系统一样,可不作更改。
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2.5.4 冷凝器:由于R290的冷凝压力高达17.04 bar(ASHRAE测试工况),为了降低排气温度,冷凝温度,压缩机壳体温度,可采取以下四种方法来增大冷凝器的换热效率: nuantongkongtiaozaixian
1)冷凝风扇电机输入功率由7.5 W增加到15 W,采用方形高速电机,转速为2 500 RPM。
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2)机械室增加进风通道护罩,将机械室散热方式改进成简易的散热风道。
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3)在原有的风扇冷却式丝管冷凝器基础上,增加了辅助冷凝器,提高过冷度。 www.ehvacr.com
4)风扇散热方式改为吸风结构,强化冷却压缩机。 nuantongkongtiaozaixian
2.6 制冷剂灌注量:R290灌注量可以略低于R600aR290的缺陷是易燃易爆(单台压缩机灌注量≤150g),为此,可用以下三种方法来减少灌注量:
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1 )减小内容积,适当减小蒸发器和冷凝器内径。 www.ehvacr.com
2)由于制冷剂在制冷系统中,冷凝器存留60 %,蒸发器存留30 %,压缩机存留10 %,采用换热效率非常高的微通道冷凝器,可减少制冷剂充注量的30~35 %。
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2.7 R290替代R600a等制冷剂其他优势
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1)经济实惠,R290制冷剂充注量只有R600a的80%左右、R404A/R134a的40~50 %,用量更少,更为经济。 暖通百科
2)高效节能,凝固点低,蒸发潜热更大,使得单位时间内降温速度更快,分子量小,流动性好,输送压力更低,减少了压缩机负载。使用R290制冷剂,节能率可达15-35 %。
3)R290制冷剂对酷热气候具有独到的适应性,即可以适应更高的环境温度。 版权为ehvacr.com
4)R290容积制冷量是R600a的2.8倍,R134a的1.57倍,制冷量相同的情况下,气缸容积及压缩机体积较小,可以减小机械室的体积,提高箱体容积利用率。 暖通空调zaixian
5)在-25 ℃时,R290的蒸发温度大于大气压1 bar,即系统是正压,当发生泄漏时,不易造成制冷系统污染。
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6)用途广泛。
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3 结论
R290具有良好的热力学及环保特性,作为小型商用制冷器具的制冷剂,经过这些年在主要冷柜行业内的实际应用,已经是趋势。通过实验对比验证,更换成R290系统后,与原来的R600a系统相比,在冷却速度和冷冻能力等方面优势非常明显,且R290压缩机综合性价比比R600a压缩机要高,因此,R290可以在商用冷柜上广泛推广使用。关阀操作极有可能造成阀体损伤,因此如果配置100目过滤器则0~P脉冲范围不建议采用。
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3.3 电子膨胀阀位置控制漂移电子膨胀阀是螺纹轨道控制,根据其特点可以发现在长时间的运行之后,可能存在阀针位置的漂移,即:当前脉冲有可能不是控制指令所对应的脉冲数,可能存在一定量的偏移,这种情况在系统存在大量杂质之后可能会变得更加严重,因此一般来说都要求对阀体有复位、校验和防止漂移的控制动作。 暖通-空调-在线
4 结论 www.ehvacr.com
1)对冷媒系统内杂质损伤电子膨胀阀的机理进行了分析和研究,明确了阀体卡死和阀体闭阀不严两种失效形式。
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2)对于杂质存在的危害进行了阐述,过滤器的设计可以减少杂质对阀体的损害,但是同时需要针对不同的阀体选择合适的过滤器,过滤器的目数和过滤网面积是设计选型的重点。 Ehvacr
3)杂质的大量存在会对阀体在控制过程中的位置漂移带来影响,设计时要充分考虑这样的影响,并通过实验评估防止漂移控制程序。
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4)总之,电子膨胀阀已经得到广泛应用,其质量问题将直接带来用户舒适性体验变差和系统重要部件的损伤,这里面尤其要关注的是压缩机的损伤,针对阀体尺寸参数的过滤器设计和控制逻辑设计将是防止这类问题发生最有效的方式。
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