RC270在冷冻冷藏箱系统中最佳充注量实验分析

　　0引言

　　随着人们生活水平的不断提高，家用电器普及千家万户，尤其是空调、冰箱等制冷设备的大范围普及，家用电器的耗电量在国民生活、生产的总耗电量中占了很大比重，根据相关报道[1]，冷藏冷冻箱的耗电量占家用电器总耗电量的 32%。因此，家用电器的节能是缓解当今世界能源危机的有效途径，改善和降低制冷设备的能耗将带来巨大的社会效益和环境效益。对比国家 2003 年出台的《家用冷藏冷冻箱耗电量限定值及能效等级》新标准，能耗值较原来降低了 10% 左右[2]，而2008 年出台的标准较 2003 年能效指数又降低了 15%~20% 左右，同时出于保护臭氧层和减少温室效应的环境要求，环保节能型制冷剂的研究是当前新型替代制冷剂的主要研究方向。本文对采用新型制冷剂环丙烷(RC270)的 BCD-228 冰箱制冷循环系统进行了实验研究，测试了最佳充灌量，并对毛细管长度进行优化实验。

　　1 RC270基础物性

　　RC270 作为天然制冷剂加上良好的热力性质，使其成为被广泛关注的制冷剂，理论分析 RC270 比R600a、R12 都要节能。RC270 在常温、常压下为无色、易燃、带有石油醚气味的气体，易溶于水，在 15℃时的溶解度为 27% (体积)。RC270 化学性质较稳定，在400～500℃时才开始热解，无腐蚀性，常用的金属材料均可适用。RC270 虽有可燃性和易爆性，可将其作为制冷剂的制冷机排气温度和电机温度远低于其燃点(497.8℃)，另外对于一般小型家用空调或冰箱充注的制冷剂即使其全部泄漏在房间里，其容积浓度也不足1% ，远低于 RC270 的爆炸极限。不过 RC270 具有毒性，可使人麻醉或昏迷，曾作为医学麻醉剂，所以应加强防漏，其最高容许浓度为 400ppm 。

　　2 实验系统

　　对于环丙烷作为制冷剂的制冷循环系统的性能，上世纪 90 年代就有人开始进行研究。然而，多数文献仅仅停留在理论研究阶段[3~6]，未见实际循环的实验测试结果。本实验是在国家标准[7](GB/T8059.2-1995)规定的冷藏冷冻箱测试实验台上完成的，采用传统的制冷循环系统，如图 1 所示，制冷剂由压缩机排出，进入冷凝器冷凝，再进入毛细管降温、降压，先进入冷藏室蒸发器、再进入冷冻室蒸发器蒸发吸热，最后回到压缩机，进入下一轮循环。

　　本实验台主要由恒温室、实验冷藏冷冻箱、实验测量仪器、环境控制系统、数据采集及处理设备等部分组成。实验按国标规定进行耗电量试验，测试温度为 25℃.

　　2.1恒温室

　　恒温室是由隔热材料做成的，环境温度在 10~43℃范围内可调，恒温室相对湿度小于等于 90% 可调，电源 220V，频率 50H z。室内有可根据设定温度自动加热的加热器，使温度波动在±0.5℃之间，还有自动加湿装置以保证实验要求的湿度。