新冷媒DR55在空調系統(tǒng)的應用分析

高玉平

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070

1 目前空調系統(tǒng)冷媒簡介

目前市場占主導地位的制冷劑是R32和R410A、R22以及R290等。而ODP（臭氧層消耗潛能）值大于0的R22正被逐步淘汰，而作為替代品的其他ODP=0的冷媒均具備不同的缺陷，如R410A的GWP（溫室效應潛能）值較高，R290、R32具備可燃性等。隨著環(huán)境保護不斷提上日程，目前的空調冷媒急需一場變革。DR55作為一種新冷媒，具備不破壞臭氧層、低GWP值的性質，但其物理性質、安全性能等暫未見權威文獻報道。本文就從DR55冷媒的能效、性能等方面與目前主導地位的冷媒進行對比分析。

2 冷媒組分和環(huán)安性能對比

2.1 冷媒組分對比

從表1中可以看出，DR55為混合制冷劑，其組分比R410A多了R1234yf。廠家提供的資料稱，DR55與制冷空調中常用的多種塑料和塑膠進行試驗，其兼容性與R410A冷媒非常接近；環(huán)保方面，DR55冷媒與R32、R410A均不破壞臭氧層的環(huán)保冷媒，而溫室效應潛能GWP值與R32相當，相比R410A具備明顯優(yōu)勢；安全方面，DR55冷媒與R32、R410A均為低毒性冷媒；可燃性與R32相同，均為微可燃冷媒，而R410A的安全性較高。

2.2 環(huán)安性能對比

DR55以上參數(shù)來源于廠家提供的資料，國際標準或其它文獻均未見相關的環(huán)保性能數(shù)據(jù)和安全數(shù)據(jù)。按照ISO 817-2014制冷劑安全性分類，DR55屬于低可燃冷媒，安全性較高。

表1 冷媒組分對比

表2 環(huán)安性能對比

3 理論性能對比

3.1 理論制冷循環(huán)對比

蒸發(fā)溫度按10℃、冷凝溫度按40℃，過熱度、過冷度均為0，不考慮兩器大小、風機轉速等因素，進行理論制冷循環(huán)分析，得出結論如表3所示。

從表3的數(shù)據(jù)中可以看出，在相同的壓縮機排量、頻率和相同的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度中：

（1）DR55冷媒的理論制冷量只有R32的87%、R410A的96%。

（2）EER三者基本相當，DR55比R32略低、比R410A略高。

（3）DR55的冷凝壓力比R32低2.1公斤，比R410A低1.5公斤。

表3 DR55、R32、R410A理論循環(huán)數(shù)據(jù)對比

表4 低溫制熱測試數(shù)據(jù)對比

3.2 相同溫度的冷媒壓力對比

根據(jù)廠家提供的DR55冷媒數(shù)據(jù)，以及REFPROP軟件自帶的數(shù)據(jù)庫，繪制三種冷媒的溫度-壓力曲線如圖1所示。

圖1 DR55、R32、R410A冷媒壓力對比

4 實測性能對比

4.1 樣機配置

R32和DR55使用同一套樣機進行試驗，R410A的數(shù)據(jù)來源于量產頂標機型的評審數(shù)據(jù)。兩套樣機的蒸發(fā)器組件、冷凝器組件、內外電機、壓縮機排量都相同。

4.2 試驗方案

DR55灌注量與R32一致（1100克），測試額定制冷、中間制冷、額定制熱、中間制熱、低溫制熱。DR55灌注量優(yōu)化后復測以上項目進行對比。

4.3 試驗數(shù)據(jù)及分析

4.3.1 DR55與R32、R410A的額定、中間性能對比

相同頻率下，DR55能力不足，額定制冷、額定制熱均需要升8Hz才能達到R32冷媒的能力；相同能力下，DR55冷媒的最佳排氣比R32低，額定制冷低5℃左右，額定制熱低7℃左右；相同能力時，DR55冷媒的壓力比R32低，額定制冷、額定制熱偏低約0.1MPa；能效方面，達到相同能力時，中間點的能效比兩者相當，而額定點的能效DR55偏低0.1～0.2W/W。

4.3.2 對比R32冷媒頻率等數(shù)據(jù)

額定制冷頻率上升5Hz，能效比下降0.177，排氣下降3℃，壓力上升0.15MPa；額定制熱頻率上升3Hz，能效比下降0.141；排氣下降3.5℃，壓力上升0.148MPa；中間制冷能效比上升0.108，中間制熱能效比基本相當。

4.3.3 對比R410A冷媒頻率等數(shù)據(jù)

額定制冷頻率下降2Hz，能效比上升0.146，排氣下降1℃，壓力基本相當；額定制熱頻率下降3Hz；能效比上升0.116，排氣上升7.3℃，壓力基本相當；中間制冷能效比基本相當，中間制熱能效比下降0.117。

圖2 三種冷媒的季節(jié)能效對比

4.3.4 低溫制熱能力對比

低溫制熱能力測試結果如表4所示，對比R410A：灌注量為1100克時，DR55需要升頻約10Hz才能達到相近的能力；灌注量為1250克時，DR55需要升頻約6Hz才能達到相近的能力。對比R32：灌注量為1100克時，DR55需要升頻約14Hz才能達到相近的能力；灌注量為1250克時，DR55需要升頻約8Hz才能達到相近的能力。

4.3.5 APF、SEER、HSPF對比

對比R410A冷媒：DR55的季節(jié)能效比略高，APF高0.070，SEER高0.084，HSPF高0.052；對比R32冷媒：DR55的季節(jié)能效比略低，APF低0.045，SEER低0.035，HSPF低0.053。

對比R410A冷媒：相同配置、能力，DR55額定測試點的頻率降低約3Hz，低溫制熱需提高約6Hz，極限能力較差；實測額定制冷能效比略高約0.15，中間制冷、額定制熱基本相當，中間制熱略低0.12左右，APF、SEER、HSPF略高0.05～0.08；高壓比R410A略低不到1公斤；灌注量比R410A少150克。

對比R32冷媒：相同配置、能力，DR55額定測試點的頻率需提高3～5Hz，低溫制熱頻率需提高約8Hz，極限能力較差；額定點能效比R32低0.15左右，中間制冷高0.1，中間制熱基本相當，APF、SEER、HSPF略低0.05左右；高壓與R32基本相當（因DR55需要升頻），灌注量比R32多150克。

從以上數(shù)據(jù)來看，DR55混合制冷劑所表現(xiàn)出的特性最適用于制冷劑的直接切換，無論是從壓縮機或空調系統(tǒng)的角度而言都可最大程度地減少切換成本和產品的復雜性以及加快研發(fā)的進度。同時通過其他途徑了解到，從能效，冷量，運行范圍以及油兼容性多方面綜合來看其性能亦表現(xiàn)良好。可以預計不久的將來，DR55一定會成為空調等產品的主導型冷媒。

5 結語

根據(jù)理論分析以及實測結果，新冷媒DR55在成本、性能等方面都有一定的優(yōu)勢，但是需要進一步改善提高單位容積冷媒的能力和極限能力。通過不斷的嘗試相信新冷媒DR55一定會有不錯的表現(xiàn)，應用在空調系統(tǒng)中。

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[2] 劉衛(wèi)華, 等. 制冷空調新技術及進展. 北京：機械工業(yè)出版社. 2005.

[3] 肖學智, 周曉芳, 徐浩陽, 等. 低GWP 制冷劑研究現(xiàn)狀綜述[J]. 制冷技術, 2014.

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