R410A新冷媒家用空调压缩机的设计与试验
R410A环保冷媒
R-22
R-407C
R-410A
制冷容量
1.00
1.00
1.45
有效系数
6.43
6.27
6.07
压缩比（率）
2.66
2.83
2.62
压缩机释放温度℃(℉)
77.3(171.2)
75.1(167.1)
(166.37)
压缩机释放压力kpa（Psia）
1662(241.0)
1763(255.6)
温度滑移
0(0)
4.9(8.9)
0(0)
注：温度如下——冷凝器：43.3℃，蒸发器：7.2℃，低温冷却：2.8℃，过热：8.3℃。
表3提供了R-407C（SUVA 9000）和R-410A（SUVA 9100）的一般物理性能
物理性质
单位
R-407C
R-410A
R-22
分子量
g/mol
86.2
72.58
86.47
Psia
4619.10
669.95
4926.10
714.5
4980.71
722.39
临界密度
kg/m3
1b/ft3
527.30
32.92
488.90
30.52
524.21
32.73
25℃下的液体0
70.80
1062.4
66.32
1194.68
74.53
25℃下饱和气体密度
kg/m3
1b/ft3
41.98
2.62
65.92
4.12
44.21
2.76
压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE（PolyolEster）冷冻机油。
R410A空调机组设计_CBM
三．换热器设计由于R410A的热力性能与R22相差颇大，蒸发器和冷凝器的分路方式不能套用R22，应进行具体计算；对于蒸发器来说，制冷剂的压力损失以不大于相应饱和温度变化0.6℃为宜。
针对R410A热力性能的特点，日本公司大都采用缩小铜管内径，增加管内螺纹的齿高，这样，既提高管内换热系数、又可提高耐压强度和减少制冷剂充注量；管外径由φ9.52mm改为φ7.94或φ7.0mm，齿高由0.15mm改为0.24mm。
四．润滑油R410A所用润滑油与R22不同，需全面更换。
目前，主要有PVE （聚乙烯醚类）和POE（多元聚酯类），也有用HAB（硬烷基苯类），但很少。
多数厂家采用POE油。
基油的种类POE PVE HAB MO与HFC的相溶性○◎××氧化稳定性◎△○○加水分解稳定性○◎◎◎对杂质的稳定性○○○◎润滑性○○○◎电气绝缘性○△◎◎吸湿性○△◎◎价格○○○◎供给◎△△◎PVE最大的优点是不水解。
POE为多元聚酯类，是酸与醇的合成，极易水解。
因为合成过程的化学反应是可逆的：醇＋酸 酯＋水所以，POE与水接触会产生酸，而来自金属加工油中的部分物质，在此水解过程起催化作用。
POE的水解性对系统的影响主要有以下三方面：1．产生金属皂类，是堵塞毛细管的主要物质。
2．使润滑油酸化，造成润滑油的劣化。
3．润滑油酸化对金属有腐蚀作用，影响系统的耐久可靠性。
因此，必须加强系统的水分控制，安装具有一定容积的干燥器，其中的分子筛不可使用R22采用的3A分子筛（H－6），应选用H－9 8 或H－11；再者，为了防止分子筛磨损、粉末化，干燥器中的分子筛应采用弹簧固定。
五．强度设计空调机组系统设计压力为制冷剂64℃的饱和压力，各种试验要求见下表：名称日本/IEC/UL 备注R22 R410A设计压力MPA 2.8 4.2气密试验压力MPA 2,9 4.3设计压力＋0.1耐压试验压力MPA 4.2 6.2设计压力×1.5设计压力×3破坏试验MPA IEC 10.4 16.470℃饱和压力×3.5 UL 14.0 21.0设计压力×51. 系统各部件耐压强度必须通过试验确认。
R410A空调器性能试验研究
１ 性能参数 随毛细 管长度变化的特性研 究
１１ 性能参数 随毛细管长度变化的 函数 曲线（ １ ． 图 ） １ ２ 性 能 参 数 随毛 细管 长 度 变 化 的拟 合 数 学 模 ． 型方程及 试验 结果分 析 经 过 函数 拟 合发 现 ， ４ ０ 空 调 器 的 以 上 所 Ｒ １Ａ 有 性能参 数与 毛 细管 的关 系 都很 好 地 满 足 了房 屋 模型 ： Ｙ＝ｃｅ —ｃｅ （ 谓 满足 房 屋 模 型 即 自变 ， 所 ・ 量 和应 变量按 照该 方程 变 化 ） 并 且 除 冷凝 器 之 外 ，
（ 广东 科龙 空调器 有 限公 司）
摘 要 通 过 试 验 研 究 ， 到 Ｒ １Ａ 空 调 器性 能随 毛 细 管 长 度 及制 冷 剂 充 注 量变 化 的 规律 、 化 曲线 及 方 得 ４０ 变
程 ， 制冷 设 备 的研 究 、 计 提 供 有 益 的参 考 。 为 设
关 键 词 Ｒ １ Ａ 空 调 器 毛 细管 充 液 量 曲线 拟 合 ４０
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｏ ４ Ａ ｉ －ｏ ｄｉｉ ｎ ｒ ｐ ｒ ｍ ｎｔ ｌｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｆＲ ０ ａ ｒｃ ｎ ｔｏ ｅ １
Ｆｅ ｇ Ｌｉｅ ｇ Ｈ ｕ ｎ ｉｏ ｅ ｇ Ｙ ａ ｉ ｎ ｎ ｆｎ ａ ｇＸ ａｆｎ ｎ Ｚｈ ｈｅ ｇ
设备的结构 ， 降低 了成本 ， 而且还提高 了设 备 的工 作 可靠性 。由于毛 细管为 一等 截面 节流装 置 ， 法像 无 热力膨胀阀那样靠改变 自身通 流面积来 适应工况 变 化 ， 以它仅能在 一个很 窄 的范围 内保 证 系统在最 所
探讨R410A环保空调的产品开发及生产控制
研究探讨Re s ea rc h/Dis cu s s io n 探讨R410A环保空调的产品开发及生产控制江苏春兰制冷设备股份有限公司姜显1序言目前替代R22的两种工质分别为R407C和R410A。
R407C是非共氟混合物，存在循环组成变化和温度梯度方面的问题。
要充分考虑制冷剂相变时温度滑移的影响，要与热交换器中流体的温度变化相对应。
只有在相变时温度滑移被有效利用的情况下，系统的运行性能才能得到提高。
同时，其两相易分离的特点，给售后带来许多不便之处，R407C是一种过渡工质。
R410A是近共沸混合工质，压力是R22的1.6倍左右，对压缩机和制冷系统零部件耐压要求很高，成本增加较多。
但其制冷效率较高。
从未来发展的趋势看，R410A工质被认为是理想的替代冷媒。
本文主要针对采用R410A工质的35挂机产品进行研究。
2主要技术参数根据国外市场的调研，35挂机产品的主要技术参数要求为：额定制冷量3500W；能效比≥3.2（欧洲能效等级A级）。
2.1确定压缩机的规格目前，国内生产R410A空调压缩机的厂家主要有上海海立、西安庆安、广东美芝、沈阳三洋等企业，根据海立公司相关资料，压缩机的选取一般依据下列原则：R410A空调能力≈压缩机规格能力值÷(95%~100%)我们选用的压缩机型号为A SL145SV-C7LU，其额定制冷量为3500W，电机输入功率为1185W，能效比为2.95,该压缩机的能效比指标低于整机能效比指标。
注：压缩机测定的工况条件为：蒸发温度：7.2℃、冷凝温度54.4℃。
如果再加上风机消耗功率，空调产品在压缩机标准测试工况下工作，其整机的EER值更低。
从图1可以看出，当压缩机工作在蒸发温度为7.5℃、冷凝温度在50℃状态下，其制冷量为可达3600W，输入功率910W，压缩机的E ER值可达3.96。
目前，正常35挂机室内外电机经优化后的输入功率约为100W左右，不考虑配试时整机冷量的损失，理论上整机EER值可达3.56，高于项着蒸发温度的升高和冷凝温度的下降，换热器的传热温差减少，会导致换热器能力的下降，需要适当增加换热器的换热面积。
R410A 技术和应用
空调系统效率举例
冷凝器: 较低的冷媒侧压降=> 较低的冷 凝温度 取得
大约1K冷凝温度的下降
• 减少管经的机会
Ø = 9.52
Ø = 7.2
Source: ECO
空调系统效率举例
冷凝器:
取得
成本节省 较低的风扇功率
对相同的导热能力: 空气压力降30% 制冷剂充注少45%
Source: ECO
R410A 系统设计优点
R410A 压缩机可靠性
美国市场销售始于1995 到2002销售超过50万台 现场返回率比R22低30% (1999) 欧洲销售始于2000
故障率 (ZR Vs. ZP)
ZR ZP
1998
1999
2000
2001
2002
R410A 膨胀阀
主要供应商能提供R410A用TXV和EXV
对大能力应用, EXV同时可用于切断功能
认可的油和制冷剂的组合
HFC 制冷剂(R407C和R410A)必须使用聚酯润滑油。如果在现场 需要增加润滑油，则应使用Copeland Ultra 22 CC。请参照表格 93-11“谷轮认可的制冷剂/润滑油”
POE 油的特性
吸水
– POE = “一块大海绵" – 吸水比矿物油快 – 总吸水量是矿物油的18倍
R134a
Zero 0.28 13.2 101 Slightly Less Larger Significant 95-100 Slightly More
R410A
0.2K 0.42 30.9 92-100 Higher Smaller Significant 98-106 Lower
理论循环COP
R410 数码涡旋
关于空调的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解空调制冷系统的工作原理及制冷剂循环过程；2. 掌握空调制冷系统冷媒泄漏检查方法及冷媒加注方法；3. 提高对空调制冷系统故障排查和维修能力。
二、实验器材1. 实验台：空调制冷系统实验台；2. 实验工具：压力表、温度计、万用表、扳手、螺丝刀等；3. 实验材料：R-134a制冷剂、R410A新冷媒、润滑油、干燥过滤器、膨胀阀、冷凝器、蒸发器等。
三、实验原理空调制冷系统的工作原理是利用制冷剂的物理特性，通过压缩、膨胀、冷凝和蒸发等过程，实现热量从室内转移到室外，从而达到降温的目的。
1. 制冷剂循环过程：制冷剂在空调制冷系统中循环流动，经过蒸发器吸收室内热量，变成低压低温的气态；然后进入压缩机，被压缩成高压高温的气态；接着进入冷凝器，将热量释放到室外，变成高压低温的液态；最后进入膨胀阀，降压膨胀后进入蒸发器，再次吸收室内热量。
2. 制冷剂泄漏检查：制冷剂泄漏会导致空调制冷效果下降，甚至无法工作。
本实验采用肥皂水涂抹法检查制冷剂泄漏。
3. 制冷剂加注：制冷剂加注是空调制冷系统维修中常见的工作，本实验采用定量加注法进行。
四、实验步骤1. 实验准备：将实验台上的空调制冷系统各部件连接好，确保系统密封良好。
2. 系统检查：使用压力表和温度计检查空调制冷系统各部件的工作状态，确保系统正常运行。
3. 制冷剂泄漏检查：（1）将肥皂水涂抹在系统各接合部位；（2）启动压缩机，观察肥皂水是否产生气泡，判断是否存在泄漏。
4. 制冷剂加注：（1）将制冷剂充注管插入系统高压侧；（2）开启制冷剂瓶阀门，缓慢加注制冷剂；（3）使用压力表监控系统压力，当压力达到设定值时，关闭制冷剂瓶阀门；（4）检查系统是否出现泄漏，如无泄漏，则继续加注制冷剂，直至达到设定值。
5. 系统恢复：将制冷剂充注管拔出，关闭系统阀门，检查系统各部件是否正常。
6. 实验总结：对实验过程进行总结，分析实验结果，提出改进意见。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，成功完成了空调制冷系统的工作原理验证、制冷剂泄漏检查和制冷剂加注等操作。
R410A直流变频涡旋压缩机的优化设计
（ １ ． Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｇ ｕ ｎｇ ａ ｚ ｈ ｏ ｕ ， ５ １ ０ ６ ０ ０ ；
２ ． Ｈｉ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ Ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｃ ｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ， ５ １ ０ ０ ０ ０）
第２ ７卷第 ３ 期 ２ ０ １ ３年 ６月
Байду номын сангаас
制 冷 与 空 调
Ｒｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｉ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ
Ｖ ｂ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ３ Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ６ ０ ～２ ６ ５
R410A设计资料
R410A设计资料设计一款使用R410A的空调系统需要考虑以下几个方面：1.制冷性能：R410A拥有更高的冷冻量和热效率，可以更快速、有效地降低室内温度。
这意味着设计时需要选择适当的制冷剂流速和压力，以及合适的换热器尺寸和设计，以实现最佳的制冷性能。
2.物理性质：R410A拥有较高的致密度和较高的蒸发潜热，这要求设计时选择适当的材料来承受高压和高温。
特别是，在制冷循环中使用的压缩机和管道系统需要经过仔细的设计和测试，以确保其能够安全、稳定地运行。
3.系统效率：R410A具有更高的制冷效率，这意味着在设计空调系统时可以更大程度上提高能源利用率。
通过设计合适的换热器，优化循环过程和控制系统，可以最大限度地提高整个系统的制冷效率，即提供更佳的舒适度和能源节约。
4.全球环境影响：R410A是一种非氯化制冷剂，对臭氧层和全球变暖潜在影响较低。
然而，设计师仍然需要遵循相关的环境法规和标准，以确保整个制冷系统的设计和操作符合环保要求。
5.安全性：与任何制冷剂一样，R410A的设计必须考虑系统的安全性，包括遵循相关的安全标准和规范，使用合适的阀门和安全装置，以确保在可能出现故障或意外情况下能够保护操作人员和设备。
综上所述，设计使用R410A的空调系统需要综合考虑制冷性能、物理性质、系统效率、环境影响和安全性等方面。
只有通过整合这些因素，选取适当的设备和组件，并进行合理的设计和控制，才能实现高效、环保和安全的制冷系统。
参考资料：2. Aprea, C., et al. (2024). "Experimental analysis of an air conditioning plant with R410A working as secondary fluid." Applied Thermal Engineering 78: 478-489.。
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项目 制冷量 W 输入功率 W 电流 A 性能系数 W/W
QXA-16（G10140004） 3849.8 1397.3 6.65 2.755
QXA-17（G04160004） 4121.4 1491.6 7.10 2.763
*注：测试 R410A 压缩机时 ,排气表压为 3.376Mpa; 测试 HCFC-22 压缩机旱,排气表压为 2.144Mpa. 以上 2 台压缩机性能测试结果说明:R410A 压缩机的制冷量比 HCFC-22 高 1.43 倍，排气表压 高 1.57 倍性能系数略低于 HCFC-22 4～6% 。 7 R410A 压缩机可靠性能试验 7.1 R410A 压缩机在日本三菱石油公司的加速寿命试验 我们在对 R410A 压缩机进行多台加速寿命试验的同时,将 3 台压缩机送到日本三菱石油公司 进行 R410A/POE 油、R410A/AB 油、R22/MO 油压缩机加速寿命试验, 并将试验结果进行了对比分 析。R410A 试验压缩机的有关参数如下: 压缩机型号：QXA-16 制冷量：3， 850W 输入功率；1 ，380W 额定电流：6.6A 冷冻机油封入量：440ml
我们对凌达压缩机公司现用的压缩机电机绝缘材料-- 漆包线、聚酯薄膜、聚酯套管、聚四氟 乙烯套管、电机引出线组件及聚酯绑扎绳等进行了高压釜耐氟试验。 试验结果:试验后测试,各试验件的电气及机械性能符合公司内控标准 试验合格。具体见 表 3。 表3 R410A/冷冻机油与电机材料耐氟试验的结果
材料样品 R410A/Ze-GLES RB68EP、R410A/ Ze-NIUS22E 、HCFC-22/ATMOS 60G 冷冻机油 电机材料样品 漆包线 清澈，透明，无沉淀 扭绞未见漆膜破裂， 电压击穿试验合格 聚酯薄膜 清澈，透明，无沉淀 有弹性，未脆化， 耐压试验合格 聚酯套管 清澈，透明，无沉淀 正常，未硬化， 耐压试验合格 聚酯绑扎绳 清澈，透明，无沉淀 未脆化，抗拉强度合格 引出线组件 清澈，透明，无沉淀 未变色，耐压试验合格 聚四氟乙烯套管 清澈，透明，无沉淀 未脆化，耐压试验合格 但是,由于采用新工质的 POE 油吸湿性高,而象以前的漆包线那样采用涂冷冻机油工艺,就会 有问题。目前,关于 HCFC-22 替代工质压缩机漆包线有两个发展方向 ,一是涂一种与替代工质/冷 冻机油兼容, 而且吸水性不强的润滑油; 二是漆包线采用无油化。如果压缩机电机定子自动生产线 采用无油漆包线,则要求漆包线自润滑性能较好, 否则可能会造成线伤。我们采用日本石油公司专 门研制的与 HCFC-22 替代工质兼容而且吸水性很小的漆包线涂油 Ze-pros 32 装配冷冻机油 ［6］ ,该油已通过了批量工艺试验和压缩机加速寿命试验 ,证明效果非常好。 5.2 化工材料的兼容性试验 压缩机生产过程中使用的化工产品种类较多, 与制冷剂 /冷冻机油兼容还是不兼容, 对压缩机 的使用性能有密切关系。兼容性试验包括低温析出性和高温密封管试验两部分,低温析出性试验 是为了确认油类化工材料在制冷剂和冷冻机油共存下,低温时加工油是否有析出现象; 高温密封管 试验是为了确认工艺用化工材料进入制冷系统时是否会影响到冷冻机油的化学稳定性。压缩机所 使用的化工产品按用途分为五大系列:① 清洗系列(水溶性清洗剂和溶剂型清洗液);② 制冷剂与 冷冻机油系列;③ 防锈系列;④ 切削液( 油)系列; ⑤ 表面处理(铁系磷化、锰系磷化) 系列。我们 对正在使用的化工产品与 R22 / 矿物油(MO 油),R410A、R407C / POE 油、AB 油的兼容性分别送 北京石油化工研究院、日本三菱石油公司、日本太阳石油公司进行了多次确认试验, 并与 R410A/POE 油的压缩机进行兼容性评价,更换了与 POE 油不兼容的化工材料,实现了所使用的化工 产品与矿物油、POE 油、AB 油均兼容。使用完全兼容的化工产品的新工质压缩机批量生产工艺试
R410A 新冷媒家用空调压缩机的设计与试验
文章加入时间：2001-9-10 16:24:04
谢利昌 1 引言
徐剑 高永红
王清霞
邓永辉
空调器及热泵机组目前广泛使用的 HCFC-22 属氢氟氯烷烃制冷剂,根据 1992 年"蒙特利尔议 定书"的规定 ,工业发达国家到 2020 年, 发展中国家到 2030 年要全部淘汰。其中瑞典、德国将于 2000 年禁用,日本将于 2004 年前禁用,美国将于 2010 年前禁用。随着禁止时间的迫近,有关 HCFC-22 替代物以及相适应的冷冻机油的研究正在加紧进行。目前国际上呼声最高的 HFC(氢氟化 烷烃)类替代物有 R407C 和 R410A,所使用的冷冻机油有聚酯合成油(简称 POE 油)和烷基苯油(简称 AB 油)。 我们珠海凌达压缩机有限公司作为一家专业化生产空调压缩机的企业,为了配合绿色空调器 的开发,到目前为止, 已经成功地开发出了 R407C、R410A 新冷媒压缩机( 冷冻机油用 POE 油或 AB 油)及空调器 ,其中 R407C 压缩机已开始批量供货。 本文主要介绍 R410A 压缩机的设计以及试验情况,并对 R410A 压缩机在空调器中的应用提出 了几点建议。压缩机的试验主要包括 R410A/POE 油、AB 油与电机绝缘材料相容性试验,与化工材 料的兼容性试验,压缩机性能测试,压缩机耐久性能试验。 2 R410A 的基本特性、热工性能以及家用空调采用 R410A 新冷媒的优点 R410A 属二元亚共沸混合制冷剂 ,其成分由 R32(二氟甲烷)、R125(五氟乙烷),并按质量百分 比 50/50wt%组成,与 HCFC-22 有较大差异的温度-压力曲线。R410A 的压力约为 HCFC-22 的 1.5 倍，容积制冷量约为 HCFC-22 的 1.4 倍。R410A 和 R407C 替代工质与 HCFC-22 性能比较见表 1。 表1 性能 环保性 ODP GWP(相对于 CO2) 安全性 毒性 可燃性 热物性 Tb( 沸点) Tc(临界温度 ) 制冷性能 Pc(冷凝压力) Pe(蒸发压力 ) π(压比) T2(排气温度 ) HCFC-22 替代工质性能对比 HCFC-22 0.55 1700 无 不可燃 -40.8℃ 96.2℃ 2.17Mpa 0.62Mpa 3.50 97.2℃ R407C 0 1600 无 不可燃 -43.6℃ 86.7℃ 2.31Mpa 0.64Mpa 3.59 86.7℃ R410A 0 1900 无 不可燃 -51.4℃ 72.1℃ 3.38Mpa 1.00Mpa 3.38 95.1℃
பைடு நூலகம்
验证明,不会造成毛细管的堵塞 ,保证空调器运行的可靠性［7］。 6 R410A 压缩机性能试验 根据 GB/T15765-1995 《房间空气调节器用全封闭电动机-压缩机》规定的标准工况: 蒸发温 度:7.2℃；冷凝温度:54.4℃；环境温度 :35℃。我们在压缩机性能试验台上对两种机型 R410A 压 缩机进行了性能测试, 测试结果如表 4。 表4 制冷剂为 R410A 压缩机性能测试
Qv(制冷量)% COP% △T(滑移温度) 组分
100 100 0℃ 纯工质
101 97 4.90℃ R32/R125/R134a=23/25/52
141 92.5 0.07℃ R32/R125=50/50
由表 1 可知,R407C 和 HCFC-22 有较为相似的热物性和理化、制冷性能,COP 比 HCFC-22 略低 3%。但 R410A 与 HCFC-22 的热物性和理化、制冷性能差异较大,压力和制冷量均比 HCFC-22 大。 因此,R410A 不能象 R407C 可以直接充灌 (除将矿物润滑油换为 POE 油或 AB 油外),必需对压缩机 结构进行重新设计、材料应选用强度较高的耐磨材料,空调系统也有较大改动 ,才能满足 R410A 制 冷剂的特性。 R410A 的优点是亚共沸混合物,传热性能好,压力损失小 ,滑移温度非常小。即便在使用过程中制冷 剂发生泄漏, 成分的变化对性能和维修不会产生影响,可以直接补加 R410A 制冷剂,不必象 R407C 要抽空剩余组分再重新加注 R407C 制冷剂。另外, 采用 R410A 的空调器的热交换器,特别是蒸发器 体积可以缩小,降低材料成本。因此,在美国、日本的家用空调倾向采用 R410A 制冷剂替代 HCFC22。在我国也有几家空调器厂直接上 R410A 空调器生产线,将 R410A 空调器做为工质替代的主要 研究方向。 3 R410A 制冷剂相应的冷冻机油 由于 R410A 等 HFC 制冷剂分子中不含有亲油性基氯原子的氢氟化碳构成的物质,因此 ,它不能 与以往使用的矿物油亲和,容易产生沉淀堵塞毛细管。所以 ,要保证冷冻机油与制冷剂良好的相容 性,人们大多采用 POE 油,但经过实践证明,虽然与 HFC 类制冷剂不相容的 AB 油,也可使用在 HFC 类新冷媒空体器系统中,而且具有良好的润滑性、化学稳定性和耐磨性［1］。 我们经过长期试 验后证明 POE 油和 AB 油均可用于 R407C、R410A 新冷媒空调器［2］、［3］, 例如在日本 ,日立、 松下、东芝就采用 POE 油,三菱电机采用 AB 油,三洋、大金甚至采用 PVE 油。 POE 油和 AB 油特性 对比如表 2。 表2 几种冷冻机油的特性对比
制冷剂 HCFC HFC 冷冻机油 相溶油 非相溶油 矿物油 POE 油 AB 油 耐水分解性 ○ △ ○ 吸湿性 ○ △ ○ 酸化稳定 ○ ○ ○ 润滑性 ○ ○ ○ 相溶性 ○ ○ ×
价格 ○ △ ○ 注：○－好，△－较好，×－差 我们经过严格地试验,最终选定了日本三菱石油公司商品名为 Ze-GLES RB68EP 的 POE 油,而 且也可以采用三菱专利技术商品名为 Ze-NIUS22E 的 AB 油,并与三菱商品名为 ATMOS 60G 的 MO 油进行了可靠性试验对比［4］。 4 R410A 新冷媒压缩机的设计 由于 R410A 新冷媒的蒸发压力 Pe 和冷凝压力 Pc 较大, 以及单位制冷量的增大,所以, 为了适 用 R410A 新冷媒,压缩机必须重新进行设计,主要设计变更如下: 4.1 壳体耐压的提高 因为 R410A 的 Pe 和 Pc 明显高于 HCFC-22 或 R407C 制冷剂,所以 ,为了提高压缩机的可靠性及 安全性,必须增加压缩机上盖、下盖、壳体的钢板厚度,厚度从 1.5mm 增大到 2.3mm;另外, 也可改 变上盖的形状(平盖改变为球盖 )提高耐压强度,而且也必须提高焊接强度。压缩机壳体的气密试 验压力从 2.8Mpa 增大到 4.3Mpa,壳体的耐压强度试验从 4.5Mpa 增大到 9.0Mpa。 4.2 电机与泵体重新匹配设计 由于 R410A 制冷剂的单位制冷量比 HCFC-22 或 R407C 制冷剂大约 1.4 倍, 所以对应 HCFC-22 或 R407C 制冷剂相同的名义工作容积的压缩机制冷量也会提高 1.4 倍,将造成电机的功耗增大,因 而电机必须重新设计匹配。另外,R410A 压缩机的 COP 系数较低, 有必要设计出高性能的电机。 4.3 排气阀片重新设计 因为排气压力增大,使用原 HCFC-22 排气压力的阀片的跟随性发生变化, 所以必须重新设计排 气阀片。 4.4 压缩机滚子、滑片、曲轴材质的改变及表面处理 由于压缩腔压力的增大,所以各摩擦副之间的磨损增加。为了保证压缩机的可靠性 , 一方面采 用带抗磨添加剂的 POE 油或润滑性耐磨性更加优良的 AB 油以外,另一方面要提高压缩机各运动部 件材质的耐磨性。我们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,从而保证了 R410A 压缩机的可靠性。 5 压缩机材料及化工材料的兼容性试验 5.1 电机绝缘材料的兼容性试验 由于制冷剂/冷冻机油和压缩机材料的相容性直接影响着制冷系统的可靠性和耐久性 ,因此, 要研究替代工质/新冷冻机油和 HCFC-22 制冷剂使用的电机材料是否相容。根据参考文献［5］介 绍,由于 HFC 类制冷剂不含氯原子,氯原子的极性较强,HCFC-22 制冷剂中含有的氯原子与一般的树 脂溶解性增加,HFC 类制冷剂的 R410A 对电机漆包线绝缘材料的化学作用要比 HCFC-22 小很多。因 此,能够使用在 HCFC-22 制冷剂的漆包线一定能够良好地使用在 HFC 类制冷剂中。