一、R410a、R134a、R407CR22特点比较
  R134a是一种单一成制冷剂,而R407C和R410A是混合制冷剂。其中R410A是R32和R125的混合物,R407C是R32,R125和R134a的混合物。混合制冷剂的优点在于,可以根据使用的具体要求,对各种性质如易燃性、容量、排气温度和效能加以考虑,量身合成一种制冷剂。
制冷剂
  选择制冷剂需要考虑的因素很多,因为选择任何一种制冷剂 都会对系统的整体运行情况、可靠性、成本和市场接受度造成一定影响。(本文来源制冷百科公众号)制冷剂由于其热传递和压降的不同而导致制冷剂传输性能的不同,这会最终在系统设计和系统性能上产生重大的影响。下面列出了各制冷剂一些重要性质的比较,接下来我们将简要探讨其重要的性能特点。
制冷剂
  R134a的容量比R22小,压力比R22低。由于这些特点,相同能力的R134a空调需要配置一台更大排气量的压缩机,更大的蒸发器冷凝器和管路。最终所导致的是,制造和运行一个和R22相同冷量的系统,R134a系统会需要更高的成本。
  R407C的容量和压力都和R22比较接近。因此,只要简单调整系统设计就能使原R22系统也适用于R407C系统。不过,系统能效比会较原系统降低约5%。这是由于相对于其他制冷剂,R407C会有高达6度的温度漂移。因此R407C系统在同等标准冷凝器和蒸发器时均会减少热传递,影响系统能效比。
  R410A的容量和压力高于R22,运行压力高出50%-60%。高压力和高气体密度带来的结果是,不但可以用更小排气量的压缩机,还可以用更小直径的管路和阀门。高压排气阀的使用消除了系统冷凝高压带来的隐患。厚压缩机壳体使系统经受更高的运行压力。压缩机造得厚重些还有一个好处,即R410A的运行噪声比R22压缩机明显地低2-4个分贝。
制冷剂
  与R22系统相比,R410A系统有个显著的热传递优势—蒸发器的热传递高35%,冷凝器高5%。(本文来源制冷百科公众号)而R134a和R407C的系统热传递系数均低于R22。同等质量流量下,R410A的压降较小,使其可以使用比R22或其他制冷剂更小管路和阀门。这将为制造R410A系统降低更多的材料成本更有可能并且在长配管家用机和多联机系统中更有优势。
  当然,只有重新设计系统,才能充分发挥R410A的热传递和压降小的优势——例如可以考虑采取以下优化技术,使用较小直径的盘管,不同的翅片结构和增加循环回路长度,减少制冷回路的数量。最终我们可以看到,针对R410A制冷剂重新设计后的系统中,采用较小体积的蒸发器和冷凝器,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,除了成本降低外,还能提升整个系统的可靠性。
  在相同冷量,相同冷凝温度的系统中,R410A的系统能效比(COP)可以比R22高出6%。这是由于压缩机在压缩过程中的损耗更低,蒸发器和冷凝器具有更强的热传递性,整个系统内的压降更小。(本文来源制冷百科公众号)高效的热传递和更小的压降使其在相同运行条件下,冷凝温度更低,蒸发温度更高,这使压缩机在耗电更少,效率比更高的情况下,获得一个更好的运行范围。此外, 对于R410A的低压缩损失特性,小型商用空调系统中的大型压缩机比小型的家用空调压缩机受益更多。
制冷剂
  二、制冷剂的三种状态
  饱和制冷剂:饱和制冷剂中汽液转化处于运态平衡,此时的液体,气体处于饱和状态。所谓饱和就是制冷剂中液态和气态共存。
制冷剂
  饱和温度和饱和压力之间存在着一一对应关系,饱和压力随着饱和温度升高而升高,二者中有一个发生变化,另一个也将出现相应的变化。系统中蒸发器中的制冷剂吸热、冷凝器中的制冷剂放热,在这些地方制冷剂处于饱和状态。
  对于任意一个饱和温度,我们都可确定制冷系统中的运行压力,而且只有一个饱和压力。从公布的制冷剂特性表中操作者可以查到任何蒸发压力所对应的饱和温度。操作者看到一个蒸发压力值,但他不知道此时的蒸发温度,公布的制冷剂特性表可以告诉他盘管的温度。
  过热制冷剂:过热制冷剂中制冷剂汽体的温度高于对应饱和压力下的饱和温度,液态制冷剂蒸发后才会出现过热。所谓过热就是在制冷剂中没有液体存在,制冷剂完全蒸发并开始变热。
  在过热情况,制冷剂气体温度和压力之间不存在一一对应关系。在蒸发器出口附近,制冷剂完全蒸发后仍继续吸收热量而变成温度高于饱和温度的过热制冷剂,制冷剂在过热情况下由吸气管进入压缩机。在过热状态下,同样的制冷剂温度可以有多种压力。
  过热度:在一定压力下,过热蒸汽的温度超过饱和温度的值。盘管出口的过热度对我们确定阀门的开启度提供帮助,要确定过热度,操作者需要知道盘管和盘管末端的温度。
  过冷制冷剂:过冷制冷剂中制冷剂液体温度低于对应饱和压力下的饱和温度,流态制冷剂中无蒸汽时才会出现过冷。
  在过冷情况下,制冷剂液体温度和压力之间不存在一一对应的关系。在冷凝器出口到节流阀之间,制冷剂凝结成饱和液体后仍可能继续放热冷却而成为过冷制冷剂。
  三、世界各国制冷剂更新淘汰时间表
  目前,发达国家正在逐步淘汰第二代(HCFCs,R22为代表)、第三代(HFCs,以R32为代表)含氟制冷剂,海外供应商逐步退出市场。但旧的制冷设备还未淘汰,配套的含氟橡塑材料和空调维修市场面临原料供应缺口。而我国目前的制冷剂仍以第二代和第三代为主,因此我国制冷剂出口市场迎来利好。
制冷剂
  根据蒙特利尔协议规定,第二代制冷剂将走向完全淘汰,并根据发达国家和发展中国家制定了不同的淘汰时间表:其中发达国家于1996年开始冻结消费基数,给予24年的缓冲期,将在2020年完全淘汰第二代的使用;发展中国家淘汰进程略慢于发达国家。必须于2013年冻结生产和消费量,将从2015年开始削减,给予17年的缓冲期,并于2030年完全淘汰使用。我国自从2013年开始已经对第二代HCFCs制冷剂的消费和生产实施配额制政策,从2013年的30.8万吨削减到2015年的27.4万吨,到2020年将剩下20万吨左右,2030年则完全淘汰。
  第三代制冷剂虽然ODP值为0,但是具有高GWP值,依然会使得全球变暖大大加速,属于将要被淘汰的产品。2016年10月10日,《蒙特利尔议定书》第28次缔约方会议通过了关于削减氢氟碳化物的修正案。协定同样根据发达国家和发展中国家经济发展的不同而制定了不同的淘汰路线图,我国承诺从2024年开始逐步削减HFCs。
  目前发达国家在欧洲的第二代制冷剂产能已经完全退出,在美洲地区也在快速缩减,欧盟的环保政策也在促使第三代制冷剂的产能开始慢慢减少甚至部分被强制淘汰。相较而言,还有一段时间的第二代、第三代制冷剂生产时机,旧的制冷设备从开始使用到淘汰一般需要8-10年的时间,这导致了第二代和第三代制冷剂在海外依然有很大的需求。