R22、R404A與R407F制冷劑壓縮機性能對比

徐　松，高　飛，劉忠賞，楊曉倩

[松下壓縮機(大連)有限公司，遼寧 大連 116033]

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·低溫與制冷·

R22、R404A與R407F制冷劑壓縮機性能對比

徐松，高飛，劉忠賞，楊曉倩

[松下壓縮機(大連)有限公司，遼寧 大連 116033]

摘要:分析R22、R404A與R407F制冷劑的物理性質(zhì)，并采用渦旋壓縮機進行試驗測試。結(jié)果表明：在高溫應(yīng)用上，R22、R404A和R407F制冷能力數(shù)值相近，R407F制冷系數(shù)比R22、R404A稍低；而在低溫應(yīng)用上，R407F制冷能力、制冷系數(shù)比R22、R404A都低。

關(guān)鍵詞:R22；R404A；R407F；性能

隨著世界上各個國家、地區(qū)及組織對環(huán)境保護措施逐步實施及加強，制冷行業(yè)的環(huán)境保護工作也在積極開展，尤其在制冷劑替代方面工作正在全面推進。無論是在空調(diào)行業(yè)，還是冷凍冷藏行業(yè)都在積極推進制冷劑的環(huán)保性替代，各種環(huán)保制冷劑產(chǎn)品快速推出，無論是天然制冷劑CO2，還是HFO類制冷劑，還是過渡性制冷劑R32、R410A、R407F、R417A等。

在中國，商用空調(diào)上廣泛采用的是R22制冷劑，而在商業(yè)及工業(yè)低溫冷凍上所采用的制冷劑主要也是R22，一部分采用R404A。根據(jù)《蒙特利爾議定書》要求，以R22為代表的HCFCs制冷劑，因其對臭氧層的破環(huán)已被列為限制使用，中國目前正在加快淘汰R22制冷劑，而R404A又具有較高的GWP(3800)值[1]，不是可以長久替代使用的制冷劑。

R407F是一種三元混合物，可在各種商用制冷上應(yīng)用，物理及熱工性能與R22、R404A接近，可直接用于現(xiàn)有制冷系統(tǒng)改造。它的ODP為0，GWP為1824，或可作為過渡性替代制冷劑應(yīng)用。

筆者將對R22、R404A及R407F制冷劑在高溫、低溫性能進行試驗分析，以獲得R407F制冷劑在高溫、低溫上的一些應(yīng)用經(jīng)驗。

1R22、R404A與R407F物性比較

表1是R22、R404A與R407F的基本物理性質(zhì)。

表1　物理性能表

從表1可以看出，R404A和R407F都是混合工質(zhì)，存在滑移溫度，且R407F的滑移溫度更大。都屬于非共沸混合制冷劑，每次泄漏后都會造成系統(tǒng)內(nèi)部制冷劑各組分的變化，制冷劑性質(zhì)也隨之發(fā)生變化，在制冷劑充注及使用中要格外注意。

環(huán)保性方面，目前R22成熟替代環(huán)保制冷劑R404A的ODP值為0，但因具有較高的GWP值，在目前環(huán)保大趨勢下受到越來越多的限用壓力；R407F環(huán)保制冷劑的ODP值為0，其GWP值相對于R404A要小的多，在環(huán)保方面將具有優(yōu)勢。

R407F系統(tǒng)相對充注量與R22和R404A相近，且R407F用冷凍油與R404A相同，所以R404A制冷系統(tǒng)可直接充注R407F使用。

2R407F壓縮機應(yīng)用試驗分析

2.1試驗樣機

試驗樣機為2臺，一臺為普通渦旋壓縮機，一臺為具有噴射功能的渦旋壓縮機，其主要的技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2　壓縮機參數(shù)

試驗中，首先使用樣機測定R22制冷劑的性能，然后回收制冷劑及礦物潤滑油，加以清洗后重新注入PVE潤滑油，將R404A制冷劑注入試驗設(shè)備，在相同工況下進行試驗，然后回收制冷劑及潤滑油，重新注入PVE潤滑油，將R407F制冷劑注入試驗設(shè)備，在相同工況下進行試驗，兩臺樣機測試方法相同。

2.2試驗設(shè)備

本試驗在壓縮機性能試驗室進行。該試驗室可進行R22，R407C，R410A，R134a，R404A，R32、R407A、R407F等制冷劑及2～25 hp的空調(diào)、冷凍用壓縮機，以及變頻壓縮機測試。

2.3試驗系統(tǒng)原理(見圖1)

圖1　試驗系統(tǒng)示意圖

本次試驗使用的壓縮機性能試驗設(shè)備存在一些特殊之處，在進行低溫樣機測試時使用了試驗設(shè)備中的噴射管路，以實現(xiàn)向壓縮機噴射制冷劑的功能，通過膨脹閥及電磁閥進行流量及通斷控制，達到調(diào)節(jié)噴射制冷劑流量、控制排氣溫度的目的；在進行高溫樣機測試時將噴射管路截止，其它測試過程不變。

2.4試驗工況

1.壓縮機高溫工況試驗，試驗條件如下：

名義工況：冷凝溫度54.4℃，蒸發(fā)溫度7.2℃，吸氣過熱11.1℃，過冷度8.3℃。

趨勢對比工況：在固定冷凝溫度條件下，蒸發(fā)溫度間隔進行試驗，冷凝溫度50℃，蒸發(fā)溫度-15～12℃，吸氣溫度18.3℃，過冷度8.3℃。

2.壓縮機低溫工況試驗，試驗條件如下：

名義工況：冷凝溫度50℃，蒸發(fā)溫度-15℃，吸氣溫度18.3℃，過冷度0℃。

趨勢對比工況：在固定冷凝溫度條件下，蒸發(fā)溫度間隔進行試驗，冷凝溫度50℃，蒸發(fā)溫度-45～-5℃，吸氣溫度18.3℃，過冷度0℃。

試驗中采用制冷劑噴射冷卻的方式對壓縮機進行直接冷卻，以降低排氣溫度，控制排氣溫度為90℃。

2.5性能試驗結(jié)果

表3　高溫名義工況試驗對比

由表3可知：

1.在高溫工況下，R22制冷能力與R407F制冷能力數(shù)值相等，且R404A制冷能力與R22、R407F相近，可以認為三種制冷劑制冷能力等同；

2.制冷系數(shù)以R22最高，R404A次之，R407F比R404A稍低，比R22低15%；

3.排氣溫度以R22最高，R407F次之，R404A最低。

表4　低溫名義工況試驗結(jié)果

由表4可知：

1.在低溫工況下，控制排氣溫度在90℃，R22制冷能力與R404A制冷能力數(shù)值相近，R407F最低，比R22低10%，由于能力的降低，這在系統(tǒng)制冷劑直接替換時應(yīng)注意；

2.制冷系數(shù)以R22最高，R404A次之，R407F比R404A稍低，比R22低21%。

2.6性能對比分析

1.在冷凝溫度50℃時，高溫工況下，R22、R404A和R407F壓縮機制冷能力、制冷系數(shù)(COP)的曲線如圖2、3。

圖2　制冷能力對比

圖3　制冷系數(shù)對比

由圖2、3可知：整個蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)，R22、R404A和R407F制冷能力數(shù)值相近，只有R404A稍高1%；R22制冷系數(shù)最高，R404A和R407F相近，R407F比R22低10%～22%。

2.在冷凝溫度50℃時，低溫工況下，R22、R404A和R407F壓縮機制冷能力、制冷系數(shù)(COP)的曲線如圖4、5。

由圖4、5可知：整個蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)，R22和R404A制冷能力數(shù)值相近，R407F最低，比R22低8%～20%；R22制冷系數(shù)最高，R404A和R407F相近，R407F比R22低19%～32%。

圖4　制冷能力對比圖

圖5　制冷系數(shù)對比圖

3結(jié)論

筆者對R22的替代制冷劑R404A、R407F在高溫、低溫上的應(yīng)用進行了試驗研究，并對試驗結(jié)果進行了對比分析，試驗和分析結(jié)果表明：在高溫應(yīng)用上，R22、R404A和R407F制冷能力數(shù)值相近，R407F制冷系數(shù)比R22、R404A稍低；而在低溫應(yīng)用上，R407F制冷能力、制冷系數(shù)比R22、R404A都低，這在制冷劑替代過程中要注意。

參考文獻：

[1] 劉艷麗.R404A 在螺桿冷水機組中替代R22 的性能試驗研究[J].流體機械，2005(7)：63-66.

[2] 曹德勝,史琳.制冷劑使用手冊[G].北京：冶金工業(yè)出版,2003:8-10.

【上接第6頁】代傳統(tǒng)無定型炭陽極，隨著改性方法的不斷更新，更多的改性無定型炭電極有了越來越優(yōu)質(zhì)的性能；如果能夠降低制造成本，作為新材料的炭/炭電解板具有最為優(yōu)良的性能，是制氟用陽極板非常理想的材料，代表電解制氟電解板未來的發(fā)展方向。

[1] 王煥志，崔學文，劉永生，賀鄧.制氟用碳陽極的改性方法：中國，CN101319330B[P].2010-09-29.

[2] 賀鄧，崔學文，劉永生，王煥志.制氟用含銅碳陽極的制造方法:中國，CN101319331B[P].2008-12-10.

天科股份出口韓國PSA-CO2提純裝置正式投產(chǎn)

2015年12月24日，四川天一科技股份有限公司(天科股份)出口韓國東光株式會社15516Nm3/h變壓吸附(PSA) 提純二氧化碳裝置順利完成階段性驗收，正式投產(chǎn)，該裝置采用天科股份PSA提純二氧化碳專利技術(shù)，由天科股份進行工程設(shè)計，提供吸附劑、程控閥、相關(guān)硬件及工程技術(shù)服務(wù)。

2014年7月8日，天科股份與韓國東光株式會社簽訂了15516 Nm3/h PSA-CO2提純裝置合同， 該裝置2015年3月26日開工奠基，同年12月24日投料一次開車成功。目前生產(chǎn)裝置運行平穩(wěn)，各項指標均達到或超出設(shè)計指標，環(huán)保、安全、質(zhì)量、運行效益均得到了業(yè)主及韓國第二大煉油商S-OIL的高度肯定。韓國東光株式會社為此專門給天科股份發(fā)來感謝信，感謝天科股份的幫助和合作，對裝置順利投產(chǎn)和裝置的性能表示相當滿意，對在現(xiàn)場服務(wù)的年輕技術(shù)人員的技術(shù)服務(wù)能力及忘我的工作表示非常滿意，并感謝他們的細心指導(dǎo)和解答問題。韓國東光株式會社表示愿意繼續(xù)與天科股份合作新項目。

韓國東光PSA-CO2裝置是我公司在韓國建成的第二套PSA-CO2裝置。該裝置的成功運行，再一次展示了天科股份的技術(shù)水平、海外項目的管理和工程建設(shè)實力，對于天科股份進一步拓展海外市場具有重要意義。

天科股份將繼續(xù)以“客戶至上、服務(wù)社會”為宗旨，堅持“精益管理、專業(yè)經(jīng)營”的經(jīng)營理念，以環(huán)保、低碳、清潔能源技術(shù)及產(chǎn)品服務(wù)全球。

Performance Comparison of R22、R404A and R407F Used in Compressors

XU Song，GAO Fei，LIU Zhongshang，YANG Xiaoqian

[Panasonic Appliances Compressor(Dalian)Co., Ltd.，Dalian 116033，China]

Abstract:Analyzing the physical and thermodynamic properties of R22, R404A, and R407F, carries out experimental study on the scroll compressor. The comparison results: for high temperature applications, the refrigerating capacity of R22、R404A and R407F are nearly same，and the refrigerating efficiency of R407F is lower than that of R22 and R404A. For low temperature applications, the refrigerating capacity and efficiency of R407F are lower than that of R22 and R404A.

Key words:R22；R404A；R407F；performance

作者簡介：

doi:10.3969/j.issn.1007-7804.2016.01.003

中圖分類號：TB61+2

文獻標志碼：B

文章編號：1007-7804(2016)01-0007-04

收稿日期：2015-11-25