我国R410A制冷剂在空调行业发展动向分析

1、海南大学制冷技课程论文课程名称：我国R410A在家用空调中应用发展分析学生姓名：学生学号： 201308013所在院系：食品学院食品科学与工程系专业年级：2013级食品科学与工程任课教师：2015年10月28日海南大学目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1R410A应用特性分析(2) HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2R410A用压缩机的性能研究(2)2.1R410A与压缩机的适性(3) HYPERLINK l bookmark16 o Current Docu

2、ment 2.2压缩机的润滑油与R410A的互溶性(3)3 R410A换热性能研究(3) HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 4空调整机性能与零部件适应性研究(4) HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 5结语(4)参考文献(4)我国R410A在家用空调中应用发展分析（海南大学，海南海口 570228 ）为可持续发展，积极应对气候变化，使用环保制冷剂已经成为空调制冷行业新 趋势，介绍研究R410A如何更好的应用于家用空调现有的系统以及新技术的开发 很有意义。R410A是由50%的R32和50%的R12

3、5组成的二元近共沸混合工质，无 毒不可燃，属安全环保性制冷剂，在替代其它制冷剂中有着明显的优势。但我国 90%以上的家用空调使用的制冷剂为R22工质，中国开始关注R410A主要是出于 空调制造商开拓海外市场的需要。国内在使用R410A的过程中还有许多新的技术 难题，如对压缩机、热交换器、制冷系统管路壁厚、阀门类物件的耐压强度等都 提出了更高的要求，成为R410A发展受阻的主要原因，对此我国还有很多工作要 做。1R410A应用特性与目前最为普遍的R22制冷剂相比，R410A有许多性能上的优点，而且具有良 好的热传递性1。R410A 比 R22蒸发器的热传递效率高35%，冷凝器的热传递效 率高5%

4、，可以采用较小体积的冷凝器和蒸发器，成本更低，而且最高可达30% 的制冷剂充注减少量。制冷剂充注量的减少不仅可以降低成本，而且还能提高整 个系统的可靠性。R410A其循环工作压力比R22约高57%，单位容积制冷量比R22 约大43%，制冷系数比R22约小7.7%，其余参数与R22基本接近。同等质量流量 下，R410A比R22的压降比较小，使其可以使用比R22或其他制冷剂更小的管路 和阀门，从而可以降低材料的成本，但技术要求高。高效的热传递效率和较小的压降使R410A与R22在相同的运转条件下，冷凝 温度低，蒸发温度更高，使得空调压缩机在耗电更少，效率比更高的情况下，获 得一个较好的运行范围。2

5、R410A用压缩机的性能研究压缩机是空调器系统的关键部件，当系统采用新型制冷剂时，首先应考虑压 缩机的适用性，由于R410A的蒸发压力和冷凝压力较大，以及单位制冷量的增 大，我国市场上的家用空调的传统压缩机已不完全适用R410A制冷剂，为了使 R410A制冷剂的性能得到最大程度的利用与开发，空调压缩机必须重新进行设计。 2.1R410A与压缩机的适应性珠海凌达压缩机有限公司对R410A在制冷空调系统中的运用进行了实验设 计，得出R410A的压力约为R22的1.5倍，容积制冷量约为R22的1.4倍，适 用R410A的压缩机必须重新设计。需要提高压缩机壳体的耐压能力并且对电机与 泵体重新匹配设计；

6、压缩机滚子、滑片、曲轴材质的改变及表面处理也需重新设 计，需将曲轴由原来灰铸铁变为球墨铸铁，滑片采用耐磨高速工具钢或不锈钢材 质，而且表面进行氮化处理或C、N、S共渗处理。滚子由灰铸铁变为含Cr、Ni、 Mo的耐磨合金铸铁，以保证R410A压缩机可靠运行。另外，由于排气压力的增 大，压缩机排气阀片也要重新设计7。2.2压缩机的润滑油与R410A的互溶性随着制冷剂R410A的应用，矿物油已被酯类油所取代，POE润滑油已被广泛 的应用在空调机组中。对于在新制冷剂R410A的空调系统中，业内人士只是从 润滑油与制冷剂的相溶性方面给出了解释。但合成的酯类油(POE)对水分含量要 求高，特别是含添加剂的

7、POE油更容易吸水，易发生水解，造成毛细管或膨胀阀 堵塞、压缩机绝缘不良等故障。需要特别控制压缩机零件和冷冻机油的水分含量 和消除空调系统的水分%。为了防止这一现象，需加入添加剂予以改进10 ，当选 择弹性或塑性材料作为系统部件以及在选择干燥剂时需要综合考虑工质与其配 套的润滑油性质。也需要特别控制压缩机零件和冷冻机油的水分含量和消除空调 系统的水分。3R410A换热器的高效化R410A的压缩机本身并不能大幅提高空调系统效率，效率得以提高主要是由 于系统的低冷凝温度，也就是较大的换热面积11，因而换热器性能的改进也是 R410A空调系统性能提高的重要一环。国内外许多学者已对R410A的两相换热

8、规 律进行了实验研究。由于R410A制冷剂的高压化，必须考虑传热管的壁厚要达到所要承受的耐压 值。R410A制冷剂空调换热器最好采用内螺纹管来提高换热器的效率，内壁带有 螺纹管槽的管子，其传热系数高于一般光滑壁管子12。内螺纹管是国外从1978 年开始开发的，目前日本已经迅速取代传统的光滑铜管。内螺纹管在家用空调器 中的应用超过40%，在商业用空调器中已超过50%13。空调换热器采用内螺纹管 可以减少制冷系统所需铜管、铝散热片、框架结构材料的用量；减少制冷剂的充 量；降低压缩机和风扇的功率；还能够提高能效比。4空调整机性能与零部件适应性研究选择任何一种制冷剂都会对空调系统的整体运行情况、可靠性

9、造成一定影响。 由于R410A的工作压力很高，除了在系统结构上进行一些局部的调整或改进，还 必须经过整机试验，才能使系统的工作达到较高的水平。成宏岗在对使用R410A的小型空调系统制冷连接管变化的探讨中得出14，目 前国内市场及厂家使用的0.5mm、0.7mm这类薄壁铜管已不适合R410A的空调制 冷系统，国家应相应制订、修改一些标准和规范，并由此延伸的铜管焊接分体机 的连接管及喇叭口的加工方法等，以适应R410A的工作特性。国外还有一些研究当室外温度在27.854.4C变化时R22和R410A空调系统 的性能15。两个不同制冷剂系统的制冷量和效率均随环境温度的增加而呈线性降 低，R410A系

10、统性能的降低更大。在测试中R410A系统的运行状况基本稳定，而 在使用特制压缩机、将环境温度升高到68.3C时，冷凝器入口出现超临界状态 时的运行状况也稳定，声测试和系统运行也均未出现异常情况。5结语综合R410A的基本特性和应用情况，可以看出R410A在目前环保制冷剂当中 有着明显的优势。虽然目前的国内市场R410A的占有率非常低，但能源标准的制 定会使R410A得到广泛的使用。R410A在我国的使用和发展还是一个较为缓慢的 过程，空调系统的几大部件均需要做出调整，一般需更换换热器、压缩机、阀门 类和管路件等结构。空调器运行的一些局部协调性问题也需要做出优化，如压缩 机润滑油与制冷剂的互溶性

11、及其它管路的一些耐压性设计等，进而才能创造出更 有效，更经济的R410A家用空调系统。参考文献1朱明善，史琳.在家用商用空调中用R410A替代R22的探索J.制冷与空调，2009, 9(6):31-34.2陈斌，陈光明.R410A、R407C制冷系统相关特性研究进展J.流体机械，2003, 31(2):42-45.3李建涛，钟义军.新环保工质R410A空调器的应用研究J，制冷技术，2003，22(3):1-3.周春球.新制冷剂R410A在房间调器中的应用J.家用电器科技，2000，7(02):39-42.5徐剑，高永红，王清霞.R410A新冷媒家用空调压缩机的设计J.家电科技，2000.11(

12、6):68-716尚勇，张早校.R410A滚动转子压缩机变频性能分析J.流体机械，2001，29(7):50-53.7段雪涛，罗浩.家用空调器性能监测及试验测试装置研制J.河南科技大学学报:自然科学版，2008，29(6):53-56.8李玉斌.空调用新工质特性对比与冷冻机油选择J.制冷与空调，2004，4(2):60-63.李涛，李强，阚杰等.润滑油对制冷系统的影响J.制冷与空调，2005, 5(4):75-78.李建涛，钟义军.新环保工质R410A空调器的应用研究J.制冷技术，2003, 22(3):10-13.石毅登，田坏章，张小燕.近共沸制冷剂R410A研究进展J.流体机械，2004，32(9):60-64.GotoM，InoueN，IshiwatariN.CondensationandevaporationheattransferofR410Ainsideinternallygroovedhorizontalt ubesJ.Int.J.ofRefr