制冷剂R32的循环性能实验研究

　　自5蒙特利尔议定书6签订以来,各国纷纷展开了R22替代制冷剂的研究[1],这期间提出的替代制冷剂主要考虑的是以保护臭氧层为目的,研制HFCs类制冷剂是其中的热点内容之一。但5京都议定书6签订以后,人们转而同时注重臭氧层保护和减小温室效应,不但要求制冷剂的ODP为零,GWP也要很小。特别是最近召开的哥本哈根气候大会,更是要求各国能从减小GWP值的替代制冷剂着手研究。

　　目前市场上用于替代R22的制冷剂有许多种[2-6],其中主要是R410A (R32和R125各占50%,近共沸),该制冷剂具有良好的热物性,但其GWP值较高,从目前全球节能减排的宗旨来看,制冷剂R410A应用面临着一定程度的威胁,依然须要研究与R410A热力性能相差不大的具有较低GWP值的环保制冷剂。由以前的研究工作可知,R32虽然具有一定的可燃性(可燃性温和,燃烧下限(LFL)仅为0.306kg/m3),但由于具有与R410A非常相近的热力基本参数(见表1),且其充注量仅为R22的0.6倍,泄漏时的相对CO2排放量为405,与R22相比,CO2减排比例可达77.6%,符合美国环保局在2009年提出的/在家用、商用空调部分要求减排CO2为50%~90%0措施,而R410A的减排CO2仅为2.5%[7]。此外,R32国内有大量生产,价格便宜,易于购买,因此被广泛关注可以作为替代R410A和R22的环保型制冷剂。笔者对R410A和R32的循环性能进行实验研究,旨在进一步了解R32在实际系统中的运行效果,并与R410A的运行效果进行比较,为进一步开展用R32替代R410A的研究提供一些基础的实验数据。

　　1 实验装置

　　为了检验制冷剂R32替代R410A后在实际应用中的效果,在按GB/T5773)2004所搭建的电量热器制冷剂性能测试台上对制冷剂R32和R410A进行循环性能比较实验研究。

　　制冷剂R32和R410A由浙江蓝天环保高科技股份有限公司提供。根据GB/T5773)2004中的第二制冷剂量热器法进行实验测试。实验装置流程图及实验台中主要的温度及压力测点如图1所示,主要测量仪表见表2,实验的详细描述见文献[10]。

　　实验采用PG150X1C-4DZ* 2型压缩机,额定功率840W,压缩机气缸排气量14.8cm3,冷凝温度54.4e,蒸发温度7.2e下的额定制冷量为2 855W。

　　实验过程中,保持实验装置周围无异常的空气流动,装置的环境温度稳定为(25?5)e。为了测量制冷剂在规定工况下各测点的参数,可通过调节量热器内电加热器的加热功率来控制压缩机的吸气温度;调节节流阀开度来控制循环制冷剂流量,从而控制吸气压力;调节冷凝器冷却水流量来控制排气压力;调节过冷器冷却水流量即水调节阀开度来控制过冷温度。

　　待系统建立热平衡状态(一般不少于1.5h),并稳定在规定工况0.5h后,每隔20min测量记录1次实验数据,直至连续3次的测量数据符合表3的规定为止。第1次测量到第3次测量记录的时间称为实验周期,在该实验周期内,保证电加热量的波动引起压缩机制冷量的变化不超过1%。