R32替代R410A在家用空调器的试验研究

王斯焱，李锡宇，吴治将

( 顺德职业技术学院 机电工程学院，广东 佛山 528333 )



R32替代R410A在家用空调器的试验研究

王斯焱，李锡宇，吴治将

( 顺德职业技术学院 机电工程学院，广东 佛山 528333 )

依据GB/T7725-2004 规定的试验工况，分别对应用R32和R410A的空调系统进行性能测试。实验结果表明：两种制冷剂系统所运用的压比基本相同，R32系统压缩机耗功略高于R410A系统，R32的制冷量优于R410A系统，两种制冷剂系统运行的COP几乎相同。

家用空调；性能对比；R32；R410A

1　前言

目前市场上用于替代R22的制冷剂有许多种，其中主要是R410A,R410A是由50%的R125与50%的R32混合而成，属于HFC类，ODP值为0。它并不是R22简单替代物，因为工作压力和单位容积制冷量等重要参数并不一致。虽然杜邦等国外公司都极力推荐R410A，但对于中国厂家来说却面临着一些技术难题，依然需要研究与R410A热力性能相差不大的具有较低的GWP值的环保制冷剂[1-2]。R32一直都是作为某些多元混合制冷剂的组成部分被使用，近年来一些学者提出了R32单独替代R22的思路，R32价格便宜，ODP为零，GWP值为675，比较适中，但是充灌量仅为R22机组的60%，所以相同制冷量下相对于R22的GWP减排比例达到了77.6%，综合环境性能较好。R32的燃烧下限为14.4%，在ISO 817标准最新修订讨论稿中，安全性定为A2L。在美国交通部运输标准DOT 173.115和联合国(UN)危险货物运输规定中，在运输过程中R32认为是“不可燃”，所以在安全性方面R32要远远好于R161和R290[3-4]。R32具有良好的制冷性能和替代应用普及性(制冷模式下的效率比，R32最好，CO2最差；而在制冷模式下的能效比对比中，R32比R22、R410A好)[5]。因此，对R410A和R32的循环性能进行试验研究，旨在进一步了解R32在实际系统中的运行效果，并与R410A的运行效果进行比较，为进一步开展用R32替代R410A的研究提供一些基础的实验数据。

2　实验原理

本实验采用两种空调器，分别充注R32与R410A制冷剂，空调机室外机型号为KFR-26W/BP2N1-180和KFR-32W/BP2N1-180，室内机型号为KFR-26G/BP2DN1Y-H(3)和KFR-32G/BP2DN1Y-H(3)。实验原理如图1所示。

整个实验是在焓差实验室内进行，实验需要测量的参数包括：温度、压力、功率、电流等。首先对空调器充注R32制冷剂，分别进行名义工况的制冷与制热试验，然后更换R410A制冷剂，再进行名义工况的制冷与制热试验，根据试验数据对比系统性能。根据《房间空气调节器》国家标准GB/T7725—2004[6]，确定试验运行工况如表1所示。

1-室内侧蒸发器　2-室内侧电加热器　3-室内侧加湿管　4-室内侧循环风机　5-室外侧循环风机　6-室外侧加湿管　7-室外侧电加热器　8-室外侧蒸发器　9-室外侧前加热器　10-被测机室外机　11-被测机室内机　12-混合箱　13-风量测量箱　14-调零风机图1　实验原理图

表1　样机的测试工况

3　实验结果与分析

3.1两种制冷剂在额定能力2600W空调器的对比

被测试的空调机(室内机型号KFR-26G/BP2DN1Y-H(3)，室外机型号KFR-26W/BP2N1-180，压缩机型号美芝DA89M1C-10EZ，电源220V/50Hz，以下简称26机)在GB/7725-2004《房间空调器》规定的标准工况下进行能力测试。R32测试结果见表2所示。R410A测试结果见表3所示。

表2　R32制冷剂在26机测试结果

表3　R410A制冷剂在26机测试结果

由实验结果得出两种制冷剂的对比如表4所示。

表4　R32和R410A在26机测试结果对比

由实验结果可知，R32制冷剂的额定制冷和额定制热能效比均大于R410A，但中间制冷和中间制热能效比均小于R410A；R32系统的额定制冷和中间制冷工况下压缩机排气温度比R410A系统均高10℃左右，额定制热和中间制热工况下压缩机排气温度均高20℃左右；在标准工况下，相比较R410A制冷剂系统，R32制冷剂的制冷量提高4.8%，EER值提高5.2%，制热量提高3.4%，COP值提高6.4%，排气压力和回气压力略高。

3.2两种制冷剂在额定能力3200W空调器的对比

在同样的实验条件下，分别采用R32和R410A在额定制冷量为3200W空调器进行实验。空调器室内机型号KFR-32G/DY-FB，室外机型号KFR-32W-J110，〗压缩机型号PA125G1C-4FTL，电源220V50Hz(以下简称32机)。R32实验结果见表5。R410A实验结果见表6。

表5　R32在32机测试结果

注：表中低温制热：除霜周期143.5min，化霜时间8.2min。超低温制热：除霜周期208.2min，化霜时间5.1min。

表6　R410A制冷剂在32机的测试结果

注：表中低温制热：除霜周期145.3min，化霜时间10.8min。超低温制热：除霜周期215.6min，化霜时间10.8min。

由以上实验数据得出两种制冷剂的对比如表7所示。

表7　两种制冷剂在32机的测试结果对比

由以上实验研究表明，R32与R410A在额定制冷量为3200W空调器的比较中，R32的各个方面都优于R410A，故总体上R32有一定的优势。

3.3两种制冷剂的其他对比

另外，由于工作用途，使用地区和季节的不同，其冷凝温度与蒸发温度也会有所改变，因此，在对于R32与R410A在蒸发温度与冷凝温度变化时的工况分别进行了循环性能试验研究，实验结果见表8(过冷度均为8.3℃，过热度为11.1℃)。

表8　R32与R410A两种制冷剂的其他对比

注：“*”表示在此工况下由于排气温度高达170℃，试验系统难以长时间稳定运行，因此没有测量工况下的循环性能

4　结论

(1)在所测工况下，R32制冷系统运行的排气温度高于R410A系统，尤其是在蒸发温度分别为-5℃、0℃和冷凝温度为50℃时，R32系统的排气温度非常高，高出R410A系统45℃，因此在R32制冷系统运行时要注意对压缩机排气温度的处理。

(2)在本实验范围内，两种制冷剂系统的压比基本相近，R32的冷凝压力与蒸发压力几乎都略高于R410A，压缩机的耗功与制冷量也大于R410A，两种制冷系统的COP很相近。

(3)由于R32系统的排气温度要高于R410A系统，因此可能需要对原有的系统做微小的改动。后续工作中还需加大对材料相容性和油溶性研究，并且需针对R32制冷剂开发专用压缩机，同时改进整机系统，如：两器换热管小管径化等。

[1] 何务华.R410A制冷剂在多联机应用的优缺点[J].制冷，2006，25(1)：72-74

[2] 马一太,王伟.制冷剂的替代与延续技术[J].制冷学报，2010，31(5)：11-17

[3] 薛松.HFC-32最新市场形势及前景分析[J].浙江化工，2014，45(4)：1-4

[4] 李连生.制冷剂替代技术研究进展及发展趋势[J].制冷学报，2011，32(6)：53-58

[5] 史琳,朱明善.家用/商用空调用R32替代R22的再分析[J].制冷学报，2010，31(1):1-5.

[6] GB/T7725-2004.房间空气调节器[S]．北京：中国标准出版社，2004

Comparative Tests of Alternative Refrigerants R32 and R410A

WANG Siyan，LI Xiyu，WU Zhijiang

(College of Mechanical and Electrical Engineering,Shunde Polytechnic,Foshan Guangdong 528333,China)

According to the predetermined conditions from GB/T7725-2004 performances of R32 and R410A when used in air conditioning systems were tested.The experimental results show that the two kinds of refrigerant system by the use of pressure ratio is basically the same,the R32 compressor system consumption is higher than that of R410A system, and the refrigeration capacity of R32 is better than that of R410A system,and the two kinds of refrigerant system coefficient of performance(COP)is almost the same.

Room air-conditioner;Performance comparison;R32;R410A

2016-6-30

广东省自然科学基金(2016A030313012)

王斯焱(1982-)，男，助理工程师，主要从事制冷与空调技术研究。Email：wsiyan915@163.com

ISSN1005-9180(2016)03-017-06

TM925.1；TB61+2文献标示码：Adoi:10.3696/J.ISSN.1005-9180.2016.03.003