欧盟能效SEER中R32冷媒的应用

时间：2022-09-03 23:15:04 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：分析对比R32，R410A的热物性，对比在欧洲新能耗标准不同工况、不同负荷下的能力能效变化以及SEER结果，提出控制系统上的改善方法，为开发满足欧洲新能耗标准空调的R32新品提供参考。
　　关键词：R32;欧盟;SEER
　　 R32的GWP值是R410A的1/3，与R410A相比，R32的优势在于臭氧的损耗为零，环保性能高，应用在空调中可减少冷媒充注量，減少换热器和压缩机排量，而且R32的价格低，可节约成本;虽然R32安全性为A2（无毒可燃），我们可以通过降低泄漏风险及泄漏后采取安全措施的设计来降低可燃性。因此从环保安全、成本优化的角度来看，R32替代R410A有实际意义。本文以海信开发的R32冷媒欧洲变频空调为例，分析R32冷媒与R410A的性能差异，得出相关结论，以期为R32冷媒变频空调开发提供参考。
　　1 R32与R410A冷媒特性的比较分析
　　（1）R32是R410A的组分之一，在压机可以满足R32和R410A的前提下，充注量比R410A少20%～30%。
　　（2）R32的液相传热系数和液相动力粘性系数分别为111.57和90.155，R410A的液相传热系数和液相动力粘性系数分别为83.345和90.155。对比而言，R32有较高传热系数、较低黏度，因此流动阻力低、传热性能好，在同等换热面积及同等风量条件下，可提高各工况的系统能力。
　　（3）R32比R410A饱和蒸汽压力略高，R410A和R32分别为4.81和5.78，所以更换R32制冷剂，原R410A空调的压力部件不需更改。
　　2 变频机组的选取
　　实验研究选取压机排量为31的变频机组，制冷设计能力为10500w，SEER为6.1，内外均为直流风机的天花机和吊落机各一套，研究各个工况下R410A切换为R32冷媒，EER的变化对SEER的影响，同时对其控制方法提出一些优化的建议。
　　分别在制冷A，B，C，D工况下测试，R410A机器实际测得能力、功率数据为，制冷A：10479/3710，制冷B：7427/1655，制冷C：4715/676，制冷D：2522/215;R32机器数据为，制冷A：10511/3701，制冷B：7688/1705，制冷C：4897/684，制冷D：2167/175。
　　对比以上测试数据，我们可知：（1）R32充注量为R410A的2000/2800=0.714左右，对比制冷A数据，在同样的换热配置下，压机频率低1hz的情况，R32能力同R410A相当;对比电子膨胀阀开度，R32的开度变小，这是因为R32排气温度高于R410A，同时只有在排气较高时才能发挥出高的能力和能效，对应的节流需加大，即减小开度;控制模式上，需降低压机频率，对于使用DSH控制的，需提高DSH，减小开度，以保证排气温度获得高能力。（2）对比制冷B工况，在相同频率时，能力提升5%，开度减小60步，R32可获得较高的能力，升高排气温度，压机做功增加，系统功率略有升高，系统的能效高于R410A;控制上，使用排气过热度控制的，需提高DSH，减小开度，以保证排气温度获得高能力。（3）对比制冷C工况，频率降低1hz，能力提升3.5%，能效提升2.7%。由于室外温度的下降，室外换热能力增大，R32在降频的同时，阀开度稍低于R410A，即可获得较高的能力，此时因频率较低，增加排气温度，压机做工功率变化不明显，可有较高的能效;控制上，使用DSH控制时要确认是否调整DSH，在排气过热度一致的同时，减小开度，可提高能效。（4）对比制冷D工况，能效提升5.6%，室外温度非常低，在室内外风机低速运转的同时，依靠换热器的自由换热，系统可获得符合负荷的能力，此时频率为可运行的最低频率，同时由于R32冷媒的高传热系数，可以增大开度，降低功率，提高能效;对于控制模式，使用排气过热度DSH控制时要确认是否调整DSH，在排气过热度一致的同时，减小开度，可获得较高能效;对于同一外机的吊落机测试，制冷A，B，C，D工况下测试，R410A机器实际测得能力、功率数据为，制冷A：10186/3986，制冷B：7653/1791，制冷C：4766/671，制冷D：2544/203;R32机器数据为，制冷A：10160/3767，制冷B：7631/1797，制冷C：4894/670，制冷D：2181/167;由此得出和天花机在各工况下一致的结论，为同一外机匹配不同的内机，在一个内机上的设置更改，同样适用于其他末端的机型，从而快速匹配出其他末端的参数设置，提高机器开发效率。SEER数据对比，R410天花6.08，R32天花机6.25，比例102.80%;R410座吊6.01，R32座吊机6.19，比例103%;对于实测达不到A++水平6.10的配置，切换之后实测可满足A++水平。
　　3 研究结论
　　通过对各工况R32与R410A运行数据的分析，得出以下结论：（1）R32替换R410A冷媒，SEER提高0.17;这说明R32比R410A系统具有优势，且可直接切换。（2）控制模式上，对于制冷AB工况，R32系统需较高排气温度，采用排气过热度控制模式，可增加目标值，减小开度，提升能力能效;对于制冷C工况，因室外温度较低，此时不需增加DSH控制目标值;对于制冷D，因R32特性，可加大阀开度，降低功率，提升能效。（3）对于同一外机的不同末端的开发，其中一个末端外机调试完成，其他末端可以直接借鉴调试，按照实际测试结果，微调部分参数，节省开发周期。
　　参考文献：
　　[1]梅奎，李明，梁路军.R32和R410A循环特性对比研究[J].制冷与空调，2011（02）：56-59.
　　[2]朱明善，史琳.在家用/商用空调中用R32替代R22的探索[J].制冷与空调，2009（06）：31-34.
　　[3]张龙，刘煜.制冷剂R32在空调应用上的理论分析[J].制冷与空调，2010（03）：76-78.
　　[4]霍智峰，陈政文，姜允涛.环保工质R32替代R22理论分析和测试[J].低温建筑技术，2011（05）：113-114.

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