R290制冷劑在商用制冷設備中的應用研究

梁雪　馬聰　楊寶江　王洪寶

摘 要：R290制冷劑具有較為良好的環保性，應用R290制冷劑可極大地提升商用制冷設備的性能。因此，從應用特性、材料選擇等方面對R290制冷劑進行了分析，并對其應用措施進行了研究。

關鍵詞：R290制冷劑；商用制冷設備；自然制冷劑；冷凝器

中圖分類號：TB64 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.143

目前，人們的環保意識在不斷提高，對環境和氣候的重視程度也在不斷提高。因此，人們開始利用自然制冷劑來替換傳統的化學制冷劑。R290作為一種自然制冷劑，在全球范圍內受到了歡迎，其在商用制冷設備中具有良好的應用效果。

1 R290制冷劑的應用特性

對于R290制冷劑的應用特性而言，與其他小型全封閉系統中的制冷劑有一定的不同。因此，在實際生產中，也需要進行一些相應的設計。在R290制冷劑處于-25 ℃時，其工作壓力能達到R134a的2倍左右，與R404A的工作壓力較為接近，因此，在設計蒸發器的過程中，可參照R404A設計；在R290制冷劑處于50 ℃時，其工作壓力是R134a的1.3倍，是R404A的0.7倍。由此可見，對于R290的工作壓力要求，選用R404A的管路可滿足其使用需求。此外，還可采用0.71 mm的鍍鋅鋼管，從而滿足R290制冷劑的耐壓需求。

經過實踐發現，如果商用制冷設備以往采用的是R404A和R134a制冷劑，在不改變冷凝器和蒸發器的前提下，只需充注40%左右的R290制冷劑即可。在相關技術標準的要求下，在單個制冷循環系統中，最多只允許充注150 g的R290制冷劑。因此，在實際設計中，可適當減小冷凝管路的內徑、縮短冷凝器的長度、縮小蒸發器的容積，從而提高冷凝器和蒸發器的換熱效率。在采取了上述設計方案后發現，商用制冷設備的R290制冷劑充注量下降了70 g左右，應用效果較為良好。

2 R290制冷劑的材料選擇

R290制冷劑與礦物油、聚酯類油間具有較高的互溶性。部分企業生產的R290類型制冷壓縮機采用了與R404A、R134a壓縮機相同的聚酯類油。而R290制冷劑雖然與R600a同樣屬于易燃易爆的制冷劑，但其采用了不同的潤滑油，因此，在制造和維修制冷設備時應注意此問題。在制冷回路中，R290制冷劑無活性，在材料兼容性方面基本不會出現問題；而對于一些特殊的環保塑料、普通塑料和橡膠等，可能會存在一定的問題。因此，在小型全封閉系統中，通常都不采用這些特殊材料。

對于一些臨界材料而言，其用途各不相同，在進行相應測試后方可使用。在商用制冷設備中，分子篩是較為常用的干燥劑，而在使用了R290制冷劑后，應采用孔徑為3 ?的材料。由于其與R134a制冷劑相似，可采用XH7、XH11、XH9等型號的制冷劑分子篩干燥。

3 制冷系統的節流裝置

對于大多數商用制冷設備，尤其是商用飲品冷柜，使用毛細管節流是較為可靠、經濟的方式。在流量控制方面，對于規格、性能相同的商用制冷設備而言，可采取與R404A系統相同的毛細管流量。就丙烷的制冷特性來看，系統的制冷效率在適當的回氣過熱情況下會有所提高。因此，毛細管應能與回氣管換熱，結構可采用與R404A相似的系統。研究表明，如果R404A系統的商用制冷設備改用R290制冷劑，其主要零部件仍能繼續使用，可達到節約改造成本的目的。

4 R290制冷劑的應用措施

雖然R290制冷劑其基本是無毒的，但屬于可燃性制冷劑，因此，應正確使用，以確保應用安全，從而更好地提升商用制冷設備的制冷性能和環保性。商用制冷設備的管路應滿足耐壓需求，高壓段應能承受70 ℃的溫度，且能承受丙烷3.5倍的飽和壓力；低壓端應能夠承受20℃的溫度，且能承受丙烷5倍的飽和壓力。為了避免制冷劑的泄漏現象，應盡量減少焊點數量。對于較大型的商用制冷設備，可分解為兩個獨立的系統，每個系統中不得充注150 g以上的R290制冷劑；蒸發器應全部包裹在發泡層內部，從而在發生制冷劑泄漏后盡可能降低爆炸的可能性；確保機艙底部通風良好，防止風機、強冷凝器、壓縮機等部位的制冷劑泄漏，從而降低燃燒和爆炸的可能性；密封開關、啟動器、繼電器、熱保護器、化霜定時器和溫度控制器等應具有開閉功能的開關，防止其產生的電火花引燃泄漏的制冷劑；采用可控硅等半導體開關，從而避免產生電火花。

對于制冷系統位置的風機，應確保其運轉順暢，即使發生堵轉的情況，也應確保不產生電火花。此外，一些燈座、電器接頭等部位也要滿足相應的安全規范，從而避免其在使用和運行過程中產生電火花；在商用制冷設備的相關位置標注必要的安全提示和警告信息，從而提示用戶正確使用。

5 結束語

在制冷方面，商用制冷設備已開始大量應用R290制冷劑，取得了良好的制冷效果和環保效果。從R290制冷劑的特性等方面看，其在商用制冷設備中的應用能取得比傳統制冷劑更良好的性能。因此，在今后研究中，應加大推廣和應用R290制冷劑的力度，從而不斷提高商用制冷設備的性能。

參考文獻

[1]劉英志，劉業鳳，卞偉.R290制冷劑在商用冷柜上的應用研究[J].制冷技術，2012（01）.

[2]寧靜紅，劉圣春，彭苗，等.R290制冷空調系統的現狀與未來發展[J].流體機械，2012（07）.

[3]劉全義，李建周，劉佳.R290制冷劑在商用制冷柜領域的應用與研究[J].電器，2012（S1）.

〔編輯：張思楠〕