常规空调热泵系统的R32替代研究述评

R32由于具有ODP为零、GWP值小于R410A等优越的环境性能,逐渐被认识到可以用于替代R410A。这里对R410A和R32的循环性能、润滑油的选用、可燃性、充注量、换热器性能等相关问题进行了综述。大量研究表明,与R410A系统相比,R32系统的压缩机耗功略高,制冷量较高,同时排气温度也高出很多,具有极大的替代R410A的潜力。然而,相关研究也指出要使其能够在大范围推广使用,除了要有效解决排气温度过高的问题之外,还需要解决其微可燃性在设计应用中所受到的限制。通过解读国内外法规政策发现,国内外对R32的充注量限制有放宽的趋势,这对R32在常规空调热泵系统中替代R410A和R22的研究工作将是一个巨大的推动。     

低温室效应HCFCs替代物性能分析

在阐述目前国内外HCFCs替代形势的基础上,对热泵空调及冷冻冷藏系统典型HCFCs制冷剂R22和其传统替代制冷剂(R410A,R407C,R404A,R507A),以及低温室效应R22替代物(R161,R290,RTJU4,R32,R717及R1234yf)的热力性能、循环性能及其可燃特性进行对比与分析.结果表明,R161,R290,RTJU4,R717,R32不仅具有零ODP较低GWP值的优势,其热力学及传热学特性也优于传统的HCFCs替代物,其中部分工质在一定的应用条件下具有较好的循环性能.R32,R1234yf和RTJU4的可燃性较小;RTJU4在系统循环性能上具有较明显的优势;R717具有较好热力学、传热学和循环特性,经进一步的系统和部件改进也具有较强的替代潜力.     

R32在家用空调器中的应用研究

对比R32与R410A的基本物性和热力循环性能,并在同一台家用定频热泵空调器上进行性能测试。相对于R410A,在给定工况下,R32的理论循环制冷量最大可提高15％,能效比最大提高6％,容积制冷量和容积制热量增加7％～8．9％。性能测试结果表明,R32系统的制冷剂充注量比R410A系统的减少24％,额定制冷能力和能效比比R410A系统分别提高8％和3．3％,额定制热能力和性能系数也高于R410A系统。理论热力循环分析及性能测试结果均表明,R32制冷性能相对R410A有较大幅度的提高,制热性能比R410A略高或相当,但R32系统的排气温度较高,比R410A系统高出11．5～25．7℃,恶劣工况下排气温度甚至能达到114．9℃。     

R1234ze(E)与R32混合工质在热泵系统中替代R410A的实验研究

新型制冷剂R1234ze(E)因较低的GWP备受制冷行业关注,其与R32的混合工质作为热泵系统制冷剂的研究也在逐步展开,本文以R1234ze(E)/R32(质量配比:27%/73%,命名为L-41b,GWP=493)混合工质为研究对象,在人工环境室中设计并搭建了空气源热泵测试系统,对比研究了L-41b与R410A在热泵系统中的性能系数COP、压缩机功耗、制热量、排气温度和循环压比。结果表明:当恒定冷凝温度,蒸发温度从5℃增加到13℃时,R410A和L-41b的COP偏差从8.6%缩小到2.8%。当恒定蒸发温度,冷凝温度从30℃提高到42℃时,L-41b的运行性能系数COP的降幅小于R410A,变工况实验表明在相对高温区L-41b替代R410A具有较好的替代性能。     

R32与R410A家用空调器性能对比分析

根据中国2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的整体目标,制冷空调产业制冷剂的更替速度不断加快。R32作为R410A的一种过渡性替代制冷剂,已经逐步在家用空调系统推广使用。采用实验研究的方法,采用搭配Φ5mm蒸发器的同一家用空调系统,分别采用R32和R410A作为制冷剂,在7种不同工况下对空调系统的性能进行了测试。实验分析结果表明：R32可以在不改变空调系统结构的前提下直接替代R410A;且R32系统制冷（热）能力、能效比均高于R410A;R32系统排气温度略高于R410A,且全年能源消耗率也高于R410A。研究结果为R32在家用空调系统中的更进一步推广应用奠定了良好的基础。     

制冷剂R32的性能及其在空调机上的应用研究

介绍R32、R22和R410A三种制冷剂的物理性质和热力学性能,从理论分析方面,分析R32替代R22和R410A的可行性,同时,通过在水冷单元式空调机组分别采用三种制冷剂进行实验对比测试,研究这三种制冷剂在空调制冷系统中实际应用的性能对比,从而从实际应用方面,分析R32替代R22和R410A的可行性。     

R32变频压缩机的特性研究

R32冷媒相对于R410A具有高性能、低GWP的特点,是一种理想的替代制冷剂。本文对比分析了R32和R410A的冷媒物性,对R32变频压缩机的特性进行实验研究,试验结果表明,相同条件下,R32变频压缩机的制冷量比R410A提高7.5%~10%,COP提高2%~5%。     

R32在变频风冷冷热水机组上的应用分析

本文在分析R22替代物的现状、存在问题的前提下，提出在变频风冷冷热水机上使用R32替代R410A的设想，从R32的热物理性质、热工性能、安全性等几个方面，与现有的R410A系统进行比较，认为R32可以应用到变频风冷冷热水机组上。     

R32风冷冷（热）水机组低温制热性能探讨

普通热泵空调系统在超低温环境下制热衰量减大,难以满足中国北方冬季取暖需求,在一套普通R410A风冷冷（热）水机组上分别对喷液技术和EVI技术进行超低温环境测试对比。结果表明,喷液系统和EVI系统在低温和超低温下具有较好的制热量及制热能效的提升,并且可以解决普通热泵在超低温环境下的应用问题,同时R32的热物理性质与R410A基本相同,提出在低温风冷冷（热）水机组上使用R32替代R410A的设想。     

R22及其替代物的热物性计算及比较

本文根据R2 2、R12 5的状态方程对空调替代工质R410A热物性进行了计算 ,并对比了R410A与R2 2的热力学性质和理论制冷循环的各项指标。     

R32用于机车司机室空调的性能及安全性分析

通过 R32 和 R410A 用于机车司机室空调的试验对比分析,研究 R32 在不同工况条件下的热工特性,发现当冷凝温度低于50℃时,R32 换热效果明显优于 R410A;高温工况下,R32 换热效果差.结果表明,当空调器冷凝温度在可控制的条件下时,R32 的应用是不错的选择.     

R32用于单元式空调机的性能实验研究

对比分析R32,R410A和R22的基本物性参数,并在R410A单元式空调机上开展直接充注R32的替代试验,测试不同充注量下的制冷量、功率和COP变化趋势.结果表明,充注R32的机组存在性能最优点,在相对R41 OA充注量为60%时,机组的制冷量和COP达到最大,并均高于R410A机组的.     

R32空气源热泵热水器的实验研究

为了解 R32 和 R410A 制冷剂应用于空气源热泵热水器时的性能优劣,采用同轴套管换热器与空调室外机组相匹配,使用电子膨胀阀作为节流装置,在国标GB/T 23137-2008 规定下实验测试 R32 和R410A 在同一套空气源一次加热式热泵热水器样机上的性能.实验结果表明,R32 的充注量仅为 R410A 充注量的74%左右;在各种实验条件下,R32 空气源热泵热水器的能效比不低于 R410A 系统;在3℃低温环境下,R32 样机的性能系数提高31.1%,但排气温度达到101.9℃.不利于 R32 制冷剂在低温条件下的应用;因容积制热量较大,在相同设计能力下 R32 压缩机的排气量可以比 R410A 系统降低4.5%.     

R32制冷剂空调压缩机应用试验研究

R22 制冷剂替换在即,R32 制冷剂是一种潜在的且经济的替代制冷剂.本文通过分析R32制冷剂的物理性质和理论热工循环参数,并采用空调用涡旋式压缩机进行试验测试,同时与 R410A 制冷剂进行试验对比.试验结果表明,R32 制冷剂替代当前的 R22 制冷剂作为空调制冷剂应用,对于空调用涡旋式压缩机来说,其整体表现与 R410A 制冷剂相类似.但为了取得更好的性能和可靠性,压缩机应针对 R32 制冷剂在空调工况应用时压力高、排气温度高的特点进行设计改进.     

一种R410A替代制冷剂的特性及应用前景分析

目前家用空调器R22的替代制冷剂，主要是R407C和R410A。由于这些制冷剂的专利权都在国外，且价格高昂，为此，国内浙江化工研究院开发出一种可替代R410A，且部分性能优于R410A的新型环保制冷剂。受该单位委托，笔者所在公司对该制冷剂进行了实机测试分析。     

An experimental investigation of refrigerant mixture R32/R290 as drop-in replacement for HFC410A in household air conditioners

In the present paper, the refrigerant mixture R32/R290 (68%/32% by weight) is investigated as the drop-in replacement for R410A in household air conditioners. The GWP of it is only 22% of that of R410A. Theoretical and experimental investigations are conducted on the performance of the air conditioners working with both R32/R290 and R410A. Experimental results show that the refrigerant charge amount of R32/R290 is reduced by 30.0%–35.0%; the cooling and heating capacities are increased by 14.0%–23.7%. For further reducing charge amount and flammability, the micro-channel heat exchanger (condenser) is employed to replace the finned tube one. Compared with the R32/R290 system using finned tube heat exchanger, the R32/R290 charge amount and the power consumption are reduced by 34.1% and 0.4%, respectively; the cooling capacity and the COP are increased by 6.4% and 6.8%, respectively.     

R290和R32单级干湿压缩循环及回热循环特性分析

采用理论热力循环计算的方法,对比R290,R32,R22和R410A四种制冷剂的单级干压缩与湿压缩循环以及回热循环特性。分析结果表明：吸气过热度增加时,4种制冷剂的排气温度均升高,R290的能力和能效比相应增加,但R32的降低;吸气干度减小时,4种制冷剂的排气温度均近似呈线性下降;吸气饱和时,R32,R22和R410A的能力接近最佳;单级压缩回热循环仅对R290有实用意义。