浅谈R290在大冷柜替代R600a的综合优势

R290制冷剂在商用制冷设备中的应用研究作者：梁雪马聪杨宝江王洪宝来源：《科技与创新》2016年第02期摘要：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/ki.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。

R290工质在冰箱系统中的研究与应用作者：史慧新来源：《硅谷》2013年第12期摘要本文开展了对R290工质在冰箱系统中应用的研究。

R290具有零ODP值和低GWP 值，可作为R134a和R404a的长期替代物。

在商用制冷系统中进行了灌注式替代试验，测试了毛细管长度、充注量以及替代后系统各方面性能的差异。

试验结果表明，R290具有高容积制冷量、高质量制冷量、高COP的优点，可以作为R134a和R404a的长期替代物。

关键词 R290；工质替代；性能试验中图分类号：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提高，对于商业制冷这一领域的需求会越来越多，包括冷库、低温制冷机组、超市展示柜、运输用冷藏冷冻设备等。

商业制冷系统中，以R134a和R404a为主要使用工质。

R134a因温室效应指标较高已被列为被淘汰的行列；R404A的GWP 较大，也面临着二次替代。

天然工质丙烷（R290）因为热力特性优良，被认为是较有潜力的替代工质而被广泛关注。

1 R290替代R134a、R404a的可行性通过R290与R134a、R404a基本物性比较，可以发现R290具有较好的综合性能，优势具体包括：1）环保性；2）优良的热力学特性，与R134a相比，R290具有低饱和蒸汽压、低粘度、高导热系数等热力优点；与R404a相比，R290具有饱和蒸汽压与之相当，临界压力高、无滑移温度等优点。

R290的缺点是易燃易爆，但对2000L以下的冰箱系统因充注量少，且其易燃性低于冰箱普遍使用的R600a，所以技术和生产上已基本不存在问题。

2 R290冰箱性能匹配为了探讨R290替代R134a、R404a后的系统运行特性，研究选取立式展示柜LC-391作为对象。

在试验在原有蒸发器与冷凝器的基础上，使用相应制冷量R290压缩机，调整充注量及毛细管，使系统满足相应的要求。

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制冷系统蒸发温度要低的多，所以毛细管应换大直径或缩短长度已提高蒸发温度。

R600a、R290、CO2、NH3四大天然工质制冷剂，哪一种更具市场潜力？随着 HCFC 制冷剂和 HFC 制冷剂的逐渐淘汰，新型天然工质制冷剂逐渐被厂商推上舞台。

比如HCs（目前主要有R600a 和R290两种），比如氨，比如二氧化碳。

虽然天然工质制冷剂存在易燃、有毒，或超高制冷循环压力等局限，这些问题制约了其在行业的应用。

但随着国内外相关标准、规范的出台，天然工质制冷剂在应用上的风险也可以得到有效规避。

那么，R600a、R290、CO2、NH3（氨），这四大制冷剂，到底谁才更具市场潜力呢？R290R290属于HCs的一种；1是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂，不含有氯原子，只由碳、氢元素构成，ODP为0，对臭氧层不具备破坏作用，GWP接近0，对温室效应也没有影响。

2主要应用于家用空调器、电冰箱，且已经逐渐推广至冷柜、超市复叠制冷系统、小型热泵、汽车空调等领域。

3（1）易燃易爆，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险；（2）具有单纯性窒息及麻醉作用，人接触1%浓度不会引起症状；接触10%左右的浓度会引起轻度头晕；接触高浓度时可出现麻醉状态、意识丧失，极高浓度时可致窒息。

4（1）目前国内众多空调整机生产厂商以及压缩机生产厂商已经建立了R290的生产线，例如美的，格力等。

（2）国家环保部门也在推广R290产品的市场化进程，但目前国内R290空调每年只有几千台的销量。

5（1）阿尔及利亚、突尼斯、沙特阿拉伯已经在进行R290空调生产线的改造；（2）巴基斯坦、巴西、尼日利亚、埃及等国家也即将进行 R290 生产线改造；（3）一些加勒比海国家和南美洲、东欧、中亚国家也已经在开展针对R290 空调安装维修的能力建设活动；（4）印度与其他南亚国家正在加速建设针对 R290 空调的安装维修人员培训网络；（5）在中东、北非、拉美、加勒比海地区，空调企业都在积极尝试采用 R290 进行制冷剂替代。

R290制冷剂是一种环保制冷剂，具有良好的环保性能。

商用冷柜中应用R290制冷剂能够减少制冷剂对环境的污染，在减少温室效应方面具有非常积极的意义。

但是在应用的过程中也要对其进行科学的设计，提高R290制冷剂在商用冷柜中应用的安全性。

1R290制冷剂的应用特性1.1R290制冷剂的工作压力R290制冷剂在50℃冷凝时的工作压力为R404A的74%，比R134a高30%。

在零下25℃蒸发时R290制冷剂的工作压力为R404A的81%，比R134a高90%。

因此在设计蒸发器时可以参考R404A。

R290制冷剂与原系统中的R404A在管路耐压能力方面的要求没有较大的区别。

根据以往的经验，蒸发器的耐压要求为36.8bar，镀锌钢管的壁厚为0.7mm可以满足该条件。

因此要满足冷凝器的要求可以选择壁厚为0.71mm的镀锌钢管[1]。

1.2充注制冷剂在冷凝器和蒸发器不变的前提下，与传统的R404A或者R134a制冷剂相比，R290制冷剂的充注量仅为传统制冷剂充注量的40%左右。

R290制冷剂在单个制冷循环中的充注量不得高于150g，在设计上应该进行一定的调整。

例如减小蒸发器的容积、提高蒸发器的换热效率；缩短冷凝器长度、提高冷凝器换热效率；减小冷凝管路内径等。

这样一来R290制冷剂在商用冷柜中的灌注量能够达到130g。

2R290制冷剂在商用冷柜上的具体应用2.1选择合适的材料R290制冷剂属于碳氢制冷剂的一种，与矿物油和聚酯类油具有较高的互溶性。

当前一些企业所生产的R290压缩机中应用了聚酯类油，但由于没有活性化学物质进入制冷回路，产生特定问题的概率很小。

虽然R290制冷剂很少发生材料兼容性问题，但一些特殊环保塑料、塑料和橡胶中已经发现了兼容性的问题，然而在小型全封闭系统中发生类似问题的概率较小。

R290与CSM、EPDM、自然橡胶、丁基橡胶均无兼容性。

分子筛是小型商用冷柜中常用的干燥剂，在使用R290制冷剂时可以使用XH7、XH11、XH9型号的制冷剂分子筛。

第39卷第4期2018年8月R290在大功率商用冷冻冷水机组的应用Vol. 39, No. 4August, 2018文章编号:〇253-4339(2018)04-0099-07doi:10.3969/j.i s s n.0253-4339.2018.04.099R290在大功率商用冷冻冷水机组的应用柳慈舯1史俊茹2乌云2施骏业1葛方根2陈江平1(1上海交通大学机械与动力工程学院上海200240;2浙江盾安人工环境股份有限公司杭州310053)摘要本文建立了R290大功率冷水机组的充注量模型并进行了实验验证，模型误差在3%以内。

基于此模型，分析了 R290在系统各部件内的质量分布。

实验对比了R290与R22大功率冷水机组在不同环境温度、不同出水温度下的性能变化趋势。

结果表明：R290主要存在于系统冷凝器中，制冷剂占比为56.95%，而系统液体管路中制冷剂占比为7.37%，所以减小系统冷凝器 内容积并缩短系统液体管路是降低系统充注量的有效方法。

当出水温度一定时，R290在髙温工况下具有显著优势，系统C O P较R22系统提升了13.9%。

当环境温度一定时，出水温度的变化对R22与R290系统性能的影响趋势一致。

关键词R290;充注量模型;商用冷水机组;极限工况中图分类号:TB64;TB657;TU831.4文献标识码：AA p p l i c a t i o n o f R290i n H i g h-p o w e r e d C o m m e r c i a l W a t e r C h i l l e rLiu C i c h o n g1Shi J u n r u2W u Y u n2Shi J u n y e1G e F a n g g e n2C h e n Jiangping1(1.School of Mechanical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai，200240，China;2.Zhejiang DunAn Arti f i c i a l Environment，Hangzhou，310053，China)Abstract I n t h i s a r t i c l e，a model used t o p r e d i c t t h e R290r e f r i g e r a n t charge i n a high-powered commercial water c h i l l e r was developed，and t h e e r r o r i s w i t h i n3% .Meanwhile，t h e i n f l u e n c e s o f t h e ambient temperature and o u t l e t water temperatu re on a commercial high-pow­ered water c h i l l e r system have been s t u d i e d by app lying R290and R22.The r e s u l t s show t h a t when t h e system i s i n operation，t h e major r e f r i g e r a n t i s s t o r e d i n a condenser and l i q u i d pipes，wi th56.95% and7.37% o f t h e t o t a l r e f r i g e r a n t charge，r e s p e c t i v e l y.Based on t h e exper ime nta l r e s u l t s，i t i s easy t o conclude t h a t under high ambient temperature，R290has a huge advantage compared t o R22.At t h e same water o u t l e t temperature，t h e R290system COP i s improved by13.9% compared t o R22a t an ambient temperature o f50丈，where-a s t h e R22and R290systems have t h e same tendency w i t h an i n c r e a s e i n water o u t l e t temperature.Keywords R290;r e f r i g e r a n t charge model；commercial water c h i l l e r；extreme hi gh temp eratu re在过去几十年R22作为一种性能优越的制冷剂,被广泛应用于家用和商用空调领域。

R290制冷剂在商用制冷柜领域的应用与研究作者：何广来源：《中国新技术新产品》2014年第07期摘要：本文从比较制冷剂的物性参数入手，针对R290和R134a这两种制冷系统性能进行比较研究，分析了系统制冷罐注量影响因素与R290制冷剂的应用情况。

关键词：R290制冷剂；商用制冷柜；物性参数；应用情况中图分类号：TB64 文献标识码：A现阶段，在市场上，大型的商用制冷柜中多是利用R134a制冷剂。

这种制冷剂对臭氧层不会造成任何破坏，但是其具备了温室效应工质，且可能会成为过渡型制冷剂。

因此研究R290等绿色环保的制冷剂成为了全球关注的重点问题。

笔者通过对比R290和R134a制冷剂的性能，对R290制冷剂在整个商用制冷柜领域中的具体应用情况进行分析研究，为加大R290制冷剂的应用力度提供一定的参考。

1 比较制冷剂的物性参数通过科学调查发现：（一） R600a、R744以及R290作为环保制冷剂，对臭氧层不会产生任何破坏作用，且温室效应指数较低，且临界温度与临界压力都能够达到系统的正常运行要求。

（二）和R134a相比，R600a以及R290的潜热较大，也就是指在单位质量内，碳氢制冷剂的蒸发吸热要比R134a更大，从而减少了整个制冷系统的充注量。

（三）碳氢制冷剂具有可燃性特征，在设计与制造产品的过程中需要采取有效的防爆处理措施，因为R600a的单位容积制冷量比较小，相对于制冷量相同的压缩机而言，具有较大的体积，所以R600a只能在小冷量的压缩机中使用。

R290制冷剂的单位容积制冷量较大，从而弥补了R600a的单位容积制冷量偏小的这一缺陷，使得碳氢制冷剂的应用从小冷量朝着大冷量产品方向发展。

然而由于R290制冷剂的工作效率比R600a的要低，因此在R600a压缩机能够覆盖的范围内，并不使用R290制冷剂。

通常情况下，R290制冷剂只用在制冷需求量较大的产品中。

2 比较R290和R134a制冷系统的性能（一）管道件的耐压测试。