R32 - 打造更加环保的空调系统和热泵系统

R32: 用于空调和热泵系统的低 GWP 制冷剂

过去二十年中,制冷和空调行业在减少使用臭氧破坏制冷剂方面取得了巨大进步。1987 年制定的《蒙特利尔议定书》的初衷是减少臭氧破坏物质的排放,这个目标已经实现并超越。这些举措带来的另一后果是,在 1990 年代和本世纪初期,关于未来制冷剂,仍然存在相当大的不确定性。现在,由气候变化和全球变暖相关的全球议程所确定的一条新道路已逐渐显现。

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我们的环境策略必须改变。为了限制对环境的这种不良影响,各国政府正在纷纷出台相关法规。 

从全球角度看,行业趋势越来越倾向于使用天然制冷剂,而这在技术上也是可行的。合成制冷剂在制冷和空调行业中仍然具有重要作用,但这仅限于最小制冷剂充注量以及采用低 GWP 成分的系统。 

作为回应,制冷剂生产商正在研发新产品,设备制造商也在设计更高效的技术和系统,以便将制冷剂充注量降至最低。此外,他们还对新型制冷剂进行试验、选择和评定。 

丹佛斯鼓励进一步开发和使用低 GWP 制冷剂,以帮助减缓并最终扭转全球变暖的过程,同时致力于确保全球福祉、经济发展及未来行业的生存能力。我们将帮助客户实现制冷剂淘汰和更替的目标,同时仍为不断提高制冷设备和空调设备的能效水平而努力。 

合适的替代方案列表非常简短,但正在不断扩充

一种新型轻度可燃制冷剂 A2L 是本次讨论的一个议题。客户正在专门测试 R32、R1234yf 和 R1234ze 制冷剂,因为它们具备低全球变暖潜能值 (GWP)、臭氧破坏潜能值 (ODP) 和相对较低的可燃性。 

之前用 R32 进行的试验非常令人满意,这种物质似乎可能成为市场中保留的替代方案。中国的暖通空调行业正在关注这种制冷剂。表 1 显示了 ODP 和 GWP 影响数据。R32 的 GWP 水平适中,但相比 R410A,R32 的 GWP 只有其三分之一。

制冷剂 ODP
(R11=1.0)
GWP
IPCC AR4
(CO2 = 1)
R22 0.055 1810
R410A 0 2088
R407C 0 1770
R32 0 675
R1234yf 0 4
R290 0 6.3
CO2 0 1

可燃性和毒性是两项安全评估指数。通常,制冷剂可燃性越低,其 GWP 越高。R32 属于 2 级,即中等可燃性制冷剂,而 R290 的可燃性更高,属于 3 级。

R32 的毒性等级与当前诸如 R410A 和 R22 的等制冷剂相等,属于“A”级 - 低毒性。

热力学属性对系统和压缩机性能有着比较大的影响。图 1 简要总结了 R32 和 R410A 的对比。

R32 和 R410A 的对比

  • 饱和压力: R32 与 R410A 压力相近。这样基于 R410A 平台开发 R32 系统更加容易。 
  • 临界温度: R32 临界温度更高,因此 COP 更高。
  • 蒸发潜热: 蒸发 R32 所需热量高于 R410A,因此单位制冷量所需质量流量速度更小,COP 更高。
  • 等熵效率: 这可以影响系统压力比和排气温度。因此 R32 的压力比略高于 R410A。
  • 容积制冷量: R32 的容积制冷量远高于 R410A,因此可以减小系统管道尺寸并提高效率。 
  • 密度: R32 的密度远小于 R410A,因此充注量更小,但由于 GWP 的测量单位是千克,因此系统中制冷剂的总体气候影响低于 GWP 建议值。 

综上所述,R410A、R32 具有更好的系统性能,而且所需制冷剂充注量较小。但一个重要的问题是,R32 的排气温度较高。其直接后果是油降解会导致各种压缩机故障,例如轴承咬死、低系统性能和低压缩机性能。因此,排气温度应限制在一个可接受的水平,确保系统和压缩机正常工作。通常,可以通过制冷剂控制排气温度。液体喷射可以直接解决排气温度过高的问题。如图 2 所示,一部分冷凝液体通过电子喷油阀注入涡旋压缩机以吸收中间压缩气体的热量,然后汽化。因此,排气温度可得到有效降低。并且注入液体的质量流量速度可以通过喷油阀来轻松地进行调节。

图 - 制冷回路中采用液体喷射系统的 R32 压缩机

液体喷射系统

总结先前提到的原因,R32 可以作为环保型制冷剂在空调系统和热泵应用中使用。

丹佛斯积极研发低 GWP 制冷剂产品,如 R32。
丹佛斯在 2012 年德国国际制冷展上发布了一系列采用 R32 制冷剂的新型涡旋压缩机。中国客户在测试此系列压缩机,欧洲也将开始进行测试。

我们的微通道换热器和微型板式热交换器专门用于要求低制冷剂充注量的应用,这将使其成为使用 R32 的理想选择。客户目前正在应用中测试我们的产品。

丹佛斯已经成功测试了管路组件并开发了热力膨胀阀。更多控制器和电动操纵阀将提供给客户进行测试。

关于测试和订购压缩机的更多信息,请联系当地丹佛斯销售公司。