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(diào)系統(tǒng)冷媒簡(jiǎn)介

目前市場(chǎng)占主導(dǎo)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(yīng)潛能）值較高，R290、R32具備可燃性等。隨著環(huán)境保護(hù)不斷提上日程，目前的空調(diào)冷媒急需一場(chǎng)變革。DR55作為一種新冷媒，具備不破壞臭氧層、低GWP值的性質(zhì)，但其物理性質(zhì)、安全性能等暫未見(jiàn)權(quán)威文獻(xiàn)報(bào)道。本文就從DR55冷媒的能效、性能等方面與目前主導(dǎo)地位的冷媒進(jìn)行對(duì)比分析。

2 冷媒組分和環(huán)安性能對(duì)比

2.1 冷媒組分對(duì)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(diào)中常用的多種塑料和塑膠進(jìn)行試驗(yàn)，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(yīng)潛能GWP值與R32相當(dāng)，相比R410A具備明顯優(yōu)勢(shì)；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(duì)比

DR55以上參數(shù)來(lái)源于廠家提供的資料，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或其它文獻(xiàn)均未見(jiàn)相關(guān)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(duì)比

表2 環(huán)安性能對(duì)比

3 理論性能對(duì)比

3.1 理論制冷循環(huán)對(duì)比

蒸發(fā)溫度按10℃、冷凝溫度按40℃，過(guò)熱度、過(guò)冷度均為0，不考慮兩器大小、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等因素，進(jìn)行理論制冷循環(huán)分析，得出結(jié)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(jī)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(dāng)，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(duì)比

表4 低溫制熱測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

3.2 相同溫度的冷媒壓力對(duì)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(kù)，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(duì)比

4 實(shí)測(cè)性能對(duì)比

4.1 樣機(jī)配置

R32和DR55使用同一套樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，R410A的數(shù)據(jù)來(lái)源于量產(chǎn)頂標(biāo)機(jī)型的評(píng)審數(shù)據(jù)。兩套樣機(jī)的蒸發(fā)器組件、冷凝器組件、內(nèi)外電機(jī)、壓縮機(jī)排量都相同。

4.2 試驗(yàn)方案

DR55灌注量與R32一致（1100克），測(cè)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?jī)?yōu)化后復(fù)測(cè)以上項(xiàng)目進(jìn)行對(duì)比。

4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

4.3.1 DR55與R32、R410A的額定、中間性能對(duì)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(dá)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(shí)，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(dá)到相同能力時(shí)，中間點(diǎn)的能效比兩者相當(dāng)，而額定點(diǎn)的能效DR55偏低0.1～0.2W/W。

4.3.2 對(duì)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(dāng)。

4.3.3 對(duì)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(dāng)；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(dāng)；中間制冷能效比基本相當(dāng)，中間制熱能效比下降0.117。

圖2 三種冷媒的季節(jié)能效對(duì)比

4.3.4 低溫制熱能力對(duì)比

低溫制熱能力測(cè)試結(jié)果如表4所示，對(duì)比R410A：灌注量為1100克時(shí)，DR55需要升頻約10Hz才能達(dá)到相近的能力；灌注量為1250克時(shí)，DR55需要升頻約6Hz才能達(dá)到相近的能力。對(duì)比R32：灌注量為1100克時(shí)，DR55需要升頻約14Hz才能達(dá)到相近的能力；灌注量為1250克時(shí)，DR55需要升頻約8Hz才能達(dá)到相近的能力。

4.3.5 APF、SEER、HSPF對(duì)比

對(duì)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(duì)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(duì)比R410A冷媒：相同配置、能力，DR55額定測(cè)試點(diǎn)的頻率降低約3Hz，低溫制熱需提高約6Hz，極限能力較差；實(shí)測(cè)額定制冷能效比略高約0.15，中間制冷、額定制熱基本相當(dāng)，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(duì)比R32冷媒：相同配置、能力，DR55額定測(cè)試點(diǎn)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(diǎn)能效比R32低0.15左右，中間制冷高0.1，中間制熱基本相當(dāng)，APF、SEER、HSPF略低0.05左右；高壓與R32基本相當(dāng)（因DR55需要升頻），灌注量比R32多150克。

從以上數(shù)據(jù)來(lái)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(wú)論是從壓縮機(jī)或空調(diào)系統(tǒng)的角度而言都可最大程度地減少切換成本和產(chǎn)品的復(fù)雜性以及加快研發(fā)的進(jìn)度。同時(shí)通過(guò)其他途徑了解到，從能效，冷量，運(yùn)行范圍以及油兼容性多方面綜合來(lái)看其性能亦表現(xiàn)良好?？梢灶A(yù)計(jì)不久的將來(lái)，DR55一定會(huì)成為空調(diào)等產(chǎn)品的主導(dǎo)型冷媒。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)理論分析以及實(shí)測(cè)結(jié)果，新冷媒DR55在成本、性能等方面都有一定的優(yōu)勢(shì)，但是需要進(jìn)一步改善提高單位容積冷媒的能力和極限能力。通過(guò)不斷的嘗試相信新冷媒DR55一定會(huì)有不錯(cuò)的表現(xiàn)，應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)中。

[1] 董天祿. 制冷劑的最新進(jìn)展[J]. 制冷技術(shù), 2010.

[2] 劉衛(wèi)華, 等. 制冷空調(diào)新技術(shù)及進(jìn)展. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2005.

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

[4] GB/T 7725-2004 房間空氣調(diào)節(jié)器[S].