不同制冷劑的特性比較
簡介：本文將比較不同制冷劑的特性，并解釋了全球越來越多的空調(diào)生產(chǎn)商傾向選擇R410A的原因是在系統(tǒng)成本允許的條件下，他們不僅需要使效率更高，還要肩負(fù)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任。上一篇文章闡述過，R22曾經(jīng)是世界上使用A廣泛的碳氟化合物制冷劑，而目前已出現(xiàn)了數(shù)種用以取代R22的候補(bǔ)產(chǎn)品，包括環(huán)保的含氫氟代烴(HFC)制冷劑——R134a，R410A和R407C。
關(guān)鍵詞：R410A空調(diào)制冷劑數(shù)碼渦旋
內(nèi)容：
R410A空調(diào)制冷劑的特點(diǎn)
R134a是一種單一成分制冷劑，而R407C和R410A是混合制冷劑。其中R410A是R32和R125的混合物，R407C是R32，R125和R134a的混合物。混合制冷劑的優(yōu)點(diǎn)在于，可以根據(jù)使用的具體要求，對(duì)各種性質(zhì)如易燃性、容量、排氣溫度和效能加以考慮，量身合成一種制冷劑。
選擇制冷劑需要考慮的因素很多，因?yàn)檫x擇任何一種制冷劑都會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況、可靠性、成本和市場(chǎng)接受度造成一定影響。令大家非常感興趣的是，新的制冷劑由于其熱傳遞和壓降的不同而導(dǎo)致制冷劑傳輸性能的不同，這會(huì)最終在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)性能上產(chǎn)生重大的影響。表1列出了各制冷劑一些重要性質(zhì)的比較，接下來我們將簡要探討其重要的性能特點(diǎn)。
R134a的容量比R22小，壓力比R22低。由于這些特點(diǎn)，相同能力的R134a空調(diào)需要配置一臺(tái)更大排氣量的壓縮機(jī)，更大的蒸發(fā)器、冷凝器和管路。最終所導(dǎo)致的是，制造和運(yùn)行一個(gè)和R22相同冷量的系統(tǒng)，R134a系統(tǒng)會(huì)需要更高的成本。
R407C的容量和壓力都和R22比較接近。因此，只要簡單調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)就能使原R22系統(tǒng)也適用于R407C系統(tǒng)。不過，系統(tǒng)能效比會(huì)較原系統(tǒng)降低約5%。這是由于相對(duì)于其他制冷劑，R407C會(huì)有高達(dá)6度的溫度漂移。因此R407C系統(tǒng)在同等標(biāo)準(zhǔn)冷凝器和蒸發(fā)器時(shí)均會(huì)減少熱傳遞，影響系統(tǒng)能效比。
R410A的容量和壓力高于R22，運(yùn)行壓力高出50%-60%。高壓力和高氣體密度帶來的結(jié)果是，不但可以用更小排氣量的壓縮機(jī)，還可以用更小直徑的管路和閥門。高壓排氣閥的使用消除了系統(tǒng)冷凝高壓帶來的隱患。厚壓縮機(jī)殼體使系統(tǒng)經(jīng)受更高的運(yùn)行壓力。壓縮機(jī)造得厚重些還有一個(gè)好處，即R410A的運(yùn)行噪聲比R22壓縮機(jī)明顯地低2-4個(gè)分貝。
與R22系統(tǒng)相比，R410A系統(tǒng)有個(gè)顯著的熱傳遞優(yōu)勢(shì)—蒸發(fā)器的熱傳遞高35%，冷凝器高5%。而R134a和R407C的系統(tǒng)熱傳遞系數(shù)均低于R22。同等質(zhì)量流量下，R410A的壓降較小，使其可以使用比R22或其他制冷劑更小管路和閥門。這將為制造R410A系統(tǒng)降低更多的材料成本更有可能并且在長配管家用機(jī)和多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中更有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，只有重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮R410A的熱傳遞和壓降小的優(yōu)勢(shì)——例如可以考慮采取以下優(yōu)化技術(shù)，使用較小直徑的盤管，不同的翅片結(jié)構(gòu)和增加循環(huán)回路長度，減少制冷回路的數(shù)量。最終我們可以看到，針對(duì)R410A制冷劑重新設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)中，采用較小體積的蒸發(fā)器和冷凝器，成本更低，而且最高可達(dá)30%的制冷劑充注減少量。制冷劑充注量的減少，除了成本降低外，還能提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
在相同冷量，相同冷凝溫度的系統(tǒng)中，R410A的系統(tǒng)能效比（COP）可以比R22高出6％。這是由于壓縮機(jī)在壓縮過程中的損耗更低，蒸發(fā)器和冷凝器具有更強(qiáng)的熱傳遞性，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的壓降更小。高效的熱傳遞和更小的壓降使其在相同運(yùn)行條件下，冷凝溫度更低，蒸發(fā)溫度更高，這使壓縮機(jī)在耗電更少，效率比更高的情況下，獲得一個(gè)更好的運(yùn)行范圍。此外，對(duì)于R410A的低壓縮損失特性，小型商用空調(diào)系統(tǒng)中的大型壓縮機(jī)比小型的家用空調(diào)壓縮機(jī)受益更多。
結(jié)論：
高效熱傳遞，低壓力損失，低溫度漂移，較少的制冷劑充注量，更安靜、更高效的壓縮機(jī)，這些優(yōu)勢(shì)令R410A在其他代替R22的環(huán)保制冷劑前，有著明顯的優(yōu)勢(shì)。以上所做的不同制冷劑的比較，可以幫助我們了解，空調(diào)生產(chǎn)商為何選擇R410A與其他新技術(shù)結(jié)合，進(jìn)而創(chuàng)出更有效、更經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。
表一.與R22制冷劑的比較
R410A
R407C
R134a
運(yùn)行壓力
159%
101%
68%
溫度漂移
0.2℃
6.0℃
0.0℃
蒸發(fā)器熱傳遞
135%
90%
90%
冷凝器熱傳遞
105%
95%
95%
壓力降低量
72%
100%
128%
管徑
較小
相同
較大
制冷劑充注量
70%
95%
100%
重新設(shè)計(jì)度
重要
次要
重要
系統(tǒng)性能系數(shù)
98-106%
95-100%
95-100%
系統(tǒng)成本
較低
相同
稍高
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