R290制冷劑在商用制冷柜領域的應用與研究

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域的應用與研究

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入手，針對R290和R134a這兩種制冷系統性能進行比較研究，分析了系統制冷罐注量影響因素與R290制冷劑的應用情況。

R290制冷劑；商用制冷柜；物性參數；應用情況

現階段，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工質，且可能會成為過渡型制冷劑。因此研究R290等綠色環保的制冷劑成為了全球關注的重點問題。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域中的具體應用情況進行分析研究，為加大R290制冷劑的應用力度提供一定的參考。

1 比較制冷劑的物性參數

通過科學調查發現：（一） R600a、R744以及R290作為環保制冷劑，對臭氧層不會產生任何破壞作用，且溫室效應指數較低，且臨界溫度與臨界壓力都能夠達到系統的正常運行要求。（二）和R134a相比，R600a以及R290的潛熱較大，也就是指在單位質量內，碳氫制冷劑的蒸發吸熱要比R134a更大，從而減少了整個制冷系統的充注量。（三）碳氫制冷劑具有可燃性特征，在設計與制造產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用從小冷量朝著大冷量產品方向發展。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，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品中。

2 比較R290和R134a制冷系統的性能

（一）管道件的耐壓測試。一般利用R290、 R134a、R600a這三種制冷劑，其在系統中的運行壓力大小順序為：R600a>R134a>R290，所以必須要對系統的焊接點是否能夠承受住R290高壓系統進行充分的考慮。經過耐壓測試后，現用系統一般都會使用尺寸、相關焊接點以及蒸發器尺寸等都能夠達到GB4706.13的耐壓要求的冷凝器。

（二）相同產品的性能對比測試。試驗證明，在相同測試情況下，R290系統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溫度。R290系統的灌注量R134a系統的要少。這是因為R290系統單位質量的制冷量比R134a的更大。

通過對R290系統的分析研究，可以對制冷系統中的相關制冷部件進行相應的調整。其一，在蒸發面積上，R134a蒸發器在性能上能夠更好地滿足滿足R290的蒸發面積需求。冷凝面積上，原先R134a系統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散熱方式，并選擇使用風冷冷凝器。其二，R290制冷系統的單位質量制冷量較大，在制冷量相同的條件下，系統循環流量較大，通常情況下，R134a以及R290以及系統能夠采用相同規格的毛細管。

3 R290制冷劑的應用情況

3.1 R290 制冷劑的應用特性

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

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

結語

綜上所述，利用R290制冷系統取代R134a制冷系統具有安全有效的優勢，同時，R290制冷系統在性能方面存在著一定的優勢。因此，設計人員可以在R134a制冷系統的基礎上進行一定程度的技術調整，以此達到R290制冷劑的具體運行要求。

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.108