R290空调技术:深入研究,多点突击

来源:《电器》杂志 作者:邓雅静 2017-12-14

  2017年11月3日,恰逢基加利修正案达成协议1周年。在2017年中国家用电器技术大会的第二天,“房间空调器HCFC-22替代技术国际交流会暨空调器专业技术分会”(以下简称空调分会)现场,HCFC-22替代路线——R290空调在中国乃至世界推广取得的进展再次成为大会的主要议题。令人欣慰的是,虽然中国在R290空调安装维修、标准、市场推广等方面还有很大的上升空间,但在技术研发方面已经取得了很多突破,比如润滑油、压缩机、安全认证等。

  由于R290的物理性质与其他制冷剂不同,R290空调与一般家用空调相比,对润滑油、压缩机、充注设备的要求更高。在此次空调分会上,上海交通大学柳慈等基于家用空调的典型工况对R22和R290进行理论循环分析,利用相同的假设条件,对比分析R290与R22在理论上对空调系统性能造成的影响。柳慈带领的相关课题组发现,R22空调系统理论COP值略高于R290空调系统,但两者差异并不明显,在1.8%以内。在高温环境下,R290较R22空调系统更具优势,R290系统最佳充注量为R22系统的60%。

  北京市BERC/REB工程中心主任王瑞祥在R290空调的润滑油方面做了大量研究,通过研究发现,R290空调面临的难题是与矿物冷冻机油的互溶解性太好,与合成油的互溶解性太差,O+R润滑体系不良。其中,互溶解性太好将导致油膜品质下降,润滑性能下降,系统含油量大,R侧换热效率降低,压缩机壳体内制冷剂密度增大,压缩机壳体内鼓风损失增大;互溶解性太差将导致压缩机回油困难,缺油风险增大,管内侧表面积油,R侧换热效率降低。因此,R290空调需要适合空调工况下的冷冻机油。

  爱发科东方真空(成都)有限公司李建分享了爱发科的真空设备在空调充注R290方面的优势。据介绍,爱发科可以提供空调室外机R290检漏、抽空、充注的一体化解决方案,帮助R290空调快速推向市场。

  在压缩机方面,西安交通大学能源与工程动力学院教授吴建华等研究了R290旋转压缩机高温环境下的性能与可靠性。据吴建华介绍,在高温工况下,R290空调压缩机制冷、制热等多方面性能均表现优异,节能效果更好。

  事实上,业界对于R290空调的研究不仅停留在润滑油、压缩机等方面,此次空调分会上,很多科研院所、企业纷纷表示在R290空调的安全性以及安全性认证上也都做了很多研究工作。

  华中科技大学唐唯尔等针对R290在2P空调上应用的安全性开展了大量的实验研究,并给出应对方案。唐唯尔认为,R290在空调室内机和室外机中的分布是不同的,采用一定的方法可以降低R290发生泄漏时的泄漏速度。他们通过实验得出结论,制冷模式下,R290在2HP空调中的室外机的分布量占比达到73.15%。泄漏孔径为0.5mm时的微小泄漏不会产生火灾隐患;泄漏孔径为2mm时,只有在室内机正下方的小部分区域内才会出现火灾隐患。而在制冷模式下,在室内外机液体连接管处加装一个电磁阀,提高压缩机的制造工艺,减少压缩机的内部间隙,可以有效地提高R290房间空调器的安全性。

  与唐唯尔开展的实验研究不同,中山大学新制冷剂技术研究专家李廷勋则通过计算机软件对R290室内泄露特征进行仿真分析,发现R290的安全性是可控的。

  作为认证机构,莱茵检测认证机构服务公司防爆安全总经理张小龙分享了R290等可燃制冷剂相关设备的全产业链安全管理。据他介绍,由于R290空调的特殊性,若要全面推广,空调企业人员需要重新培训,才能保证消费者的使用安全。为此,TUV莱茵正在积极协助环境保护部,为相关行业和制造商提供R290生产线安全管理和防爆技能方面的培训,比如,对家电企业中高层管理者、基层管理者以及安装工人进行分阶段培训。

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