摘要本文展开了对R290工质在冰箱体系中使用的研讨。R290具有零ODP值和低GWP值，可作为R134a和R404a的长时刻代替物。在商用制冷体系中进行了灌注式代替实验，测试了毛细管长度、充注量以及代替后体系各方面功能的差异。实验结果表明，R290具有高容积制冷量、高质量制冷量、高COP的长处，能够作为R134a和R404a的长时刻代替物。
关键词R290；工质代替；功能实验
中图分类号：TB6文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）12-0084-01
随着社会发展和人民生活水平的进步，对于商业制冷这一领域的需求会越来越多，包含冷库、低温制冷机组、超市展示柜、运输用冷藏冷冻设备等。商业制冷体系中，以R134a和R404a为主要运用工质。R134a因温室效应目标较高已被列为被筛选的行列；R404A的GWP较大，也面临着二次代替。天然工质丙烷（R290）由于热力特性优良，被认为是较有潜力的代替工质而被广泛关注。
1R290代替R134a、R404a的可行性
通过R290与R134a、R404a基本物性比较，能够发现R290具有较好的归纳功能，优势详细包含：1）环保性；2）优良的热力学特性，与R134a比较，R290具有低饱满蒸汽压、低粘度、高导热系数等热力长处；与R404a比较，R290具有饱满蒸汽压与之相当，临界压力高、无滑移温度等长处。R290的缺陷是易燃易爆，但对2000L以下的冰箱体系因充注量少，且其易燃性低于冰箱遍及运用的R600a，所以技能和出产上已基本不存在问题。
2R290冰箱功能匹配
为了讨论R290代替R134a、R404a后的体系运行特性，研讨选取立式展示柜LC-391作为对象。
在实验在原有蒸发器与冷凝器的基础上，运用相应制冷量R290压缩机，调整充注量及毛细管，使体系满意相应的要求。
2.1毛细管匹配
1）R290汽化潜热、容积制冷量均大于R134a，相同条件下R290制冷体系蒸发温度要低的多，所以毛细管应换大直径或缩短长度已进步蒸发温度。LC-391为中背压体系，蒸发温度为-10℃左右，R290体系优化后的毛细管长比R134a体系缩短50%。
2）R290沸点低，能够做为低温工质运用，低背压状态下蒸发温度能够达到-46℃以下（-50℃左右）。代替R134a需求换小直径毛细管或加长毛细管。R290沸点与R404a相近，代替R404a时毛细管能够不变，直接替换。
2.2充注量匹配
R290单位质量制冷量约为R134a的190%，约为R404a的210%，且R290换热系数比R134a和R404a更高，因而，在两器及压缩机参数基本相同的情况下，R290的充注量要少的多。在进行LC-391的R290体系充注量测试时，以蒸发器结尾润湿为准，调整的充注量。能够发现，选用灌注式代替，R290的充注量是R134a的40%左右，是R404a的38%左右。
2.3R290代替对其它体系特性的影响
2.3.1冷却速度
R290容积制冷量及换热系数均比较大，不光能够下降体系的蒸发温度，同时能够下降冷却速度和压缩机工作率。R290代替R134a比照冷却速度实验以LC-391为例，冷库安装实验是将负载由41℃降到6.6℃，R134a体系的降温时刻是21h，而R290体系的降温时刻是13h。可见R290代替R134a时冷却速度进步了30%左右。冷却速度的进步，即工作率的下降在节能的同时能够大大的延长压缩机的运用寿命。
2.3.2排气温度
R290气体质量热容比较R134a和R404a大，排气温度及排气压力就会高。如图3所示实验结果可见R290的排气温度较R134a高5%，较R404a高16%。R290代替R134a及R404a时要加强冷凝器及压缩机的散热。例如LC-391体系的代替，原R134a体系冷凝风机强化吹冷凝器为主，运用同种方法冷却R290体系，排气温度不光高，并且压缩机出现频频保护现象，所以R290体系的风机要改为吸风方法，强化冷却压缩机，排气温度能够下降20℃左右。
2.3.3COP
COP是点评一个制冷剂整机功能的重要参数，COP越高，相对功耗越小，长时刻代替优势越大，从保护环境的视点来讲，更具有重要的含义。R290压比小于R134a和R404a，R404a压比最大，所以也就决定了三种工质中R290的COP最高，其对应的压缩机最简单做到高效机型。现在中背压R290压缩机国内很少，但COP现已做到1.6以上。低背压R290压缩机COP是1.5左右，而R404a一般只做到1.2-1.3左右。
2.3.4价格
一种制冷剂是否能广泛运用除了受其自身功能影响，制冷剂自身及其相应的零部件价格也是决定性因素。R290替换过程中价格的差异主要体现在压缩机的价差。由于R290压缩机在国内出产的还很少，仅有一两家有此技能，所以价格相对较高。现在的价格是R134a的135%左右。但随着R290工质使用的普及，压缩机不管在数量仍是出产技能上都会日趋成熟，其价格也会逐步下降以适应市场需求。
3定论
碳氢工质R290具有良好的热力学及环保特性，是R134a和R404a的良好代替工质。通过对立式展示柜LC-391体系进行灌注式代替后发现：R290体系毛细管是R134a的50%；与R404a相同，能够直接代替；R290体系工质充注量为R134a的40%，是R404a的38%；通过优化后R290体系的冷却速度较R134a进步了30%，较R404a进步了35%；R290排气温度较R134a和R404a高，需求强化冷凝器及压缩机的散热；R290的COP高，有利于节能，但现在价格偏高，限制了其大范围的推行。
参考文献
[1]曹德胜，史琳.制冷剂运用手册[M].2003.
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