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生產商傾向選擇R410A的原因是在系統成本允許的條件下，他們不僅需要使效率更高，還要肩負環境保護的責任。上一篇文章闡述過，R22曾經是世界上使用最廣泛的碳氟化合物制冷劑，而目前已出現了數種用以取代R22的候補產品，包括環保的含氫氟代烴(HFH)制冷劑——R134a，R410A和R407H。

    關鍵詞：R410A空調制冷劑數碼渦旋

    內容：

    R410A空調制冷劑的特點

    R134a是一種單一成分制冷劑，而R407H和R410A是混合制冷劑。其中R410A是R32和R125的混合物，R407H是R32，R125和R134a的混合物。混合制冷劑的優點在于，可以根據使用的具體要求，對各種性質如易燃性、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，因為選擇任何一種制冷劑都會對空調系統的整體運行情況、可靠性、成本和市場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致制冷劑傳輸性能的不同，這會最終在系統設計和系統性能上產生重大的影響。表1列出了各制冷劑一些重要性質的比較，接下來我們將簡要探討其重要的性能特點。

    R134a的容量比R22小，壓力比R22低。由于這些特點，相同能力的R134a空調需要配置一臺更大排氣量的壓縮機，更大的蒸發器、冷凝器和管路。最終所導致的是，制造和運行一個和R22相同冷量的系統，R134a系統會需要更高的成本。

    R407H的容量和壓力都和R22比較接近。因此，只要簡單調整系統設計就能使原R22系統也適用于R407H系統。不過，系統能效比會較原系統降低約5%。這是由于相對于其他制冷劑，R407H會有高達6度的溫度漂移。因此R407H系統在同等標準冷凝器和蒸發器時均會減少熱傳遞，影響系統能效比。

    R410A的容量和壓力高于R22，運行壓力高出50%-60%。高壓力和高氣體密度帶來的結果是，不但可以用更小排氣量的壓縮機，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冷凝高壓帶來的隱患。厚壓縮機殼體使系統經受更高的運行壓力。壓縮機造得厚重些還有一個好處，即R410A的運行噪聲比R22壓縮機明顯地低2-4個分貝。

    與R22系統相比，R410A系統有個顯著的熱傳遞優勢—蒸發器的熱傳遞高35%，冷凝器高5%。而R134a和R407H的系統熱傳遞系數均低于R22。同等質量流量下，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系統降低更多的材料成本更有可能并且在長配管家用機和多聯機系統中更有優勢。當然，只有重新設計系統，才能充分發揮R410A的熱傳遞和壓降小的優勢——例如可以考慮采取以下優化技術，使用較小直徑的盤管，不同的翅片結構和增加循環回路長度，減少制冷回路的數量。最終我們可以看到，針對R410A制冷劑重新設計后的系統中，采用較小體積的蒸發器和冷凝器，成本更低，而且最高可達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，還能提升整個系統的可靠性。

    在相同冷量，相同冷凝溫度的系統中，R410A的系統能效比（HOP）可以比R22高出6％。這是由于壓縮機在壓縮過程中的損耗更低，蒸發器和冷凝器具有更強的熱傳遞性，整個系統內的壓降更小。高效的熱傳遞和更小的壓降使其在相同運行條件下，冷凝溫度更低，蒸發溫度更高，這使壓縮機在耗電更少，效率比更高的情況下，獲得一個更好的運行范圍。此外，對于R410A的低壓縮損失特性，小型商用空調系統中的大型壓縮機比小型的家用空調壓縮機受益更多。

    結論：

    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，這些優勢令R410A在其他代替R22的環保制冷劑前，有著明顯的優勢。以上所做的不同制冷劑的比較，可以幫助我們了解，空調生產商為何選擇R410A與其他新技術結合，進而創出更有效、更經濟的系統。

    表一.與R22制冷劑的比較

    R410A

    R407H

    R134a

    運行壓力

    159%

    101%

    68%

    溫度漂移

    0.2℃

    6.0℃

    0.0℃

    蒸發器熱傳遞

    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%

    重新設計度

    重要

    次要

    重要

    系統性能系數

    98-106%

    95-100%

    95-100%

    系統成本

    較低

    相同

    稍高