R290制冷剂在商用制冷设备中的应用研究

梁雪　马聪　杨宝江　王洪宝

摘 要：R290制冷剂具有较为良好的环保性，应用R290制冷剂可极大地提升商用制冷设备的性能。因此，从应用特性、材料选择等方面对R290制冷剂进行了分析，并对其应用措施进行了研究。

关键词：R290制冷剂；商用制冷设备；自然制冷剂；冷凝器

中图分类号：TB64 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.143

目前，人们的环保意识在不断提高，对环境和气候的重视程度也在不断提高。因此，人们开始利用自然制冷剂来替换传统的化学制冷剂。R290作为一种自然制冷剂，在全球范围内受到了欢迎，其在商用制冷设备中具有良好的应用效果。

1 R290制冷剂的应用特性

对于R290制冷剂的应用特性而言，与其他小型全封闭系统中的制冷剂有一定的不同。因此，在实际生产中，也需要进行一些相应的设计。在R290制冷剂处于-25 ℃时，其工作压力能达到R134a的2倍左右，与R404A的工作压力较为接近，因此，在设计蒸发器的过程中，可参照R404A设计；在R290制冷剂处于50 ℃时，其工作压力是R134a的1.3倍，是R404A的0.7倍。由此可见，对于R290的工作压力要求，选用R404A的管路可满足其使用需求。此外，还可采用0.71 mm的镀锌钢管，从而满足R290制冷剂的耐压需求。

经过实践发现，如果商用制冷设备以往采用的是R404A和R134a制冷剂，在不改变冷凝器和蒸发器的前提下，只需充注40%左右的R290制冷剂即可。在相关技术标准的要求下，在单个制冷循环系统中，最多只允许充注150 g的R290制冷剂。因此，在实际设计中，可适当减小冷凝管路的内径、缩短冷凝器的长度、缩小蒸发器的容积，从而提高冷凝器和蒸发器的换热效率。在采取了上述设计方案后发现，商用制冷设备的R290制冷剂充注量下降了70 g左右，应用效果较为良好。

2 R290制冷剂的材料选择

R290制冷剂与矿物油、聚酯类油间具有较高的互溶性。部分企业生产的R290类型制冷压缩机采用了与R404A、R134a压缩机相同的聚酯类油。而R290制冷剂虽然与R600a同样属于易燃易爆的制冷剂，但其采用了不同的润滑油，因此，在制造和维修制冷设备时应注意此问题。在制冷回路中，R290制冷剂无活性，在材料兼容性方面基本不会出现问题；而对于一些特殊的环保塑料、普通塑料和橡胶等，可能会存在一定的问题。因此，在小型全封闭系统中，通常都不采用这些特殊材料。

对于一些临界材料而言，其用途各不相同，在进行相应测试后方可使用。在商用制冷设备中，分子筛是较为常用的干燥剂，而在使用了R290制冷剂后，应采用孔径为3 ?的材料。由于其与R134a制冷剂相似，可采用XH7、XH11、XH9等型号的制冷剂分子筛干燥。

3 制冷系统的节流装置

对于大多数商用制冷设备，尤其是商用饮品冷柜，使用毛细管节流是较为可靠、经济的方式。在流量控制方面，对于规格、性能相同的商用制冷设备而言，可采取与R404A系统相同的毛细管流量。就丙烷的制冷特性来看，系统的制冷效率在适当的回气过热情况下会有所提高。因此，毛细管应能与回气管换热，结构可采用与R404A相似的系统。研究表明，如果R404A系统的商用制冷设备改用R290制冷剂，其主要零部件仍能继续使用，可达到节约改造成本的目的。

4 R290制冷剂的应用措施

虽然R290制冷剂其基本是无毒的，但属于可燃性制冷剂，因此，应正确使用，以确保应用安全，从而更好地提升商用制冷设备的制冷性能和环保性。商用制冷设备的管路应满足耐压需求，高压段应能承受70 ℃的温度，且能承受丙烷3.5倍的饱和压力；低压端应能够承受20℃的温度，且能承受丙烷5倍的饱和压力。为了避免制冷剂的泄漏现象，应尽量减少焊点数量。对于较大型的商用制冷设备，可分解为两个独立的系统，每个系统中不得充注150 g以上的R290制冷剂；蒸发器应全部包裹在发泡层内部，从而在发生制冷剂泄漏后尽可能降低爆炸的可能性；确保机舱底部通风良好，防止风机、强冷凝器、压缩机等部位的制冷剂泄漏，从而降低燃烧和爆炸的可能性；密封开关、启动器、继电器、热保护器、化霜定时器和温度控制器等应具有开闭功能的开关，防止其产生的电火花引燃泄漏的制冷剂；采用可控硅等半导体开关，从而避免产生电火花。

对于制冷系统位置的风机，应确保其运转顺畅，即使发生堵转的情况，也应确保不产生电火花。此外，一些灯座、电器接头等部位也要满足相应的安全规范，从而避免其在使用和运行过程中产生电火花；在商用制冷设备的相关位置标注必要的安全提示和警告信息，从而提示用户正确使用。

5 结束语

在制冷方面，商用制冷设备已开始大量应用R290制冷剂，取得了良好的制冷效果和环保效果。从R290制冷剂的特性等方面看，其在商用制冷设备中的应用能取得比传统制冷剂更良好的性能。因此，在今后研究中，应加大推广和应用R290制冷剂的力度，从而不断提高商用制冷设备的性能。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕