论文部分内容阅读
摘 要：R290制冷剂作为一种时下得到广泛应用的高效环保型制冷剂，尤其是小型全封闭系统当中应用更为突出。本文基于R290制冷剂应用特性，得出了R290充注量、工作压力等方面的应用特性，另给出了与之相适应的系统节流装置与材料的选择，在冷柜系统及结构设计当中，探讨了控制制冷剂泄漏量及防止因泄露所致制冷剂聚集等安全措施。
关键词：R290制冷剂；商用冷柜；应用
伴随国民日益增强的环保意识，人们开始普遍关注温室效应对人类生存环境所产生的影响，国家开始大力提倡运用自然制冷剂，以此将那些具有较大温室效应的HCFC制冷剂给予淘汰。R290制冷剂乃是一种自然而且环保型制冷剂，于2004年由海尔公司成功研制，且在大型商柜中得到广泛运用。当前，海尔集团已将R290制冷剂的使用技术完全掌握，但我们仍需对此展开研究，找寻其应用中所存问题，制定切实可行对策。
近些年来，在小型商用制冷柜市场当中，以运用R134a制冷剂居多。此种制冷剂所具有的优点为不会破坏臭氧层，但却有其缺点，即存在温室效应。至此，积极研究新型绿色环保型制冷剂，以将此取代意义重大。
1 制冷剂R290应用特性分析
对于制冷剂R290所具有特性而言，其相比于其他小型全封闭系统当中常用性制冷剂，存在较大差异。所以在诸多情况下，需有针对性的开展细节设计。（1）工作压力。蒸发温度为-25℃时，R290的工作压力较之R134a，乃为后者的190%，约为R404A的80%。所以在设计蒸发器时，需类似于R404A。若50℃冷凝时，R290乃为R134a的140%，又为R404A的73%，所以运用原系统的R404A的管路，其在耐压能力方面能够与R290要求相符。结合相关研究验证，采用φ8壁厚0.71mm镀锌钢管，便可与蒸发器耐压要求相满足，而对于φ6壁厚0.71mm镀锌钢管，便可满足冷凝器的耐压要求。（2）制冷剂充注。针对原先所用的R404A或R134a制冷剂的制冷系统而言，如若冷凝器与蒸发器未有改变，R290在充注量上则为其40%。结合相关标准，对于单个制冷循环系统而言，其R290制冷剂充注量最大允许值为150g。为达此标准，在设计过程中需采取如下措施：将冷凝管路内径适当性减小；缩短冷凝器长度，提升其换热效率；减小蒸发器容积，提升其换热效率。经上述措施的改正，同一型号的商用冷柜在灌注量方面则会从原先的200g下降至130g。
2 材料的选择
对于制冷剂R290而言，其与矿物油之间具有很高的互溶性，与聚酯类油业一样，对于诸如Danfoss、Embraco等公司所生产出的R290压缩机，其中便运用了与R404A、R134a压缩机相同的聚酯类油。在制冷回路中，R290没有活性化学物质，因此也就不存有特定问题。直接材料很少有兼容性问题，但一些塑料、橡胶中却已经出现问题，但此些材料通常不会在小型全封闭系统中出现。针对小型商用冷柜，分子筛乃为其常用干燥剂，而对于R290而言，建议选择材料时，选用孔径为3埃米材料，类似于R134a，在R134a中应用的笔形干燥过滤器，只要与GB4706.13相关要求相符，便可在R290系统中应用。经实践检验得知，此使用方式未出现问题。
3 制冷系统节流装置的合理选择
针对小型化的商用制冷设备即商用冷柜而言，运用毛细管节流乃为一种可靠且经济的方式，无论在规格上，还是在性能上，均与商用冷柜相同，只需毛细管流量一致于R404A系统便可。结合丙烷所持有的制冷特性，当回气出现适当过热时，会使得系统在制冷效率方面的提升，所以毛细管需换热于回气管，在结构方面，可借用相近于R404A的系统。经长期验证得知，原先运用R404A系统的商用冷柜，如若将其更改成R290系统，可直接使用制冷系统的主要零部件。
4 冷柜设计时需采取的安全措施
4.1 制冷剂泄漏的减少措施
管路需与耐压要求相满足。（1）对于系统的高压端，需能够经受住丙烷70℃饱和压力（3.5倍），也就是87bar压力，对于低压端，則需经受住5倍丙烷20℃的饱和压力，也就是36.8bar。（2）设计管路时，还需将焊点尽可能减少，避免焊漏状况。（3）如若是较大的制冷系统，且在关注量上大于150g，则需将其进行分解，即成为两个比较独立的小系统，并使各小系统在灌注量上均<150g。（4）对于蒸发器，其不能在发泡层外部裸露，会造成管路泄漏，将会大幅降低跑到外面的速度，促使丙烷浓度始终处于爆炸的下限。
4.2 防止因泄露所致制冷剂聚集的措施
在安装风机、强冷凝器及压缩机位置处的机舱内，于其底部，需布置尽可能多的通风孔，因丙烷相应分子量为44.2kg/kmol，而空气则为29kg/kmol，所以在环境相同状况下，丙烷在密度上要大于空气，如若在此空间内发生丙烷泄漏状况，丙烷则会因重力影响，经机舱底部流窜到冷柜外面，当冷凝风机处于运行状态时，会加快丙烷的向外流动速度，因外部空间大，会使得丙烷浓度大大降低，始终保持在爆炸的下限。
4.3 减少点火源与可燃源的措施
基于特定有制冷管路的空间内，对于电器件的安装而言，需将其位置尽可能安装高一些，压缩机附件、指示灯及温控器等均应有较高的位置，因丙烷分子量为44.0kg/kmol，而空气为28kg/kmol，所以丙烷密度较大，当其具有越高位置时，就会有越小的浓度，如若丙烷出现泄漏状况，则此处的丙烷在浓度上会低于爆炸下限。
5 结语
通过长期实践应用，针对同一冷柜，若换装成R290系统，相比于原先的R134a系统，在制冷深度方面会降低1度，而在耗电量上则会同比减少10%。而在安全上，只要严格遵循工艺流程与社会规范，发生爆炸或起火几率也比较小。至此，R290制冷剂可在商用冷柜中广泛使用。
参考文献
[1]肖杨.商用冷柜在公众场合使用R290可燃制冷剂问题的分析与研究[J].冷藏技术，2015，（3）：12-14.
[2]宁静红，李慧宇，彭苗.新型绿色环保制冷剂R290在电冰箱上的应用[J].家电科技，2006，（11）：45-46.
（作者单位：松下冷链（大连）有限公司）
关键词：R290制冷剂；商用冷柜；应用
伴随国民日益增强的环保意识，人们开始普遍关注温室效应对人类生存环境所产生的影响，国家开始大力提倡运用自然制冷剂，以此将那些具有较大温室效应的HCFC制冷剂给予淘汰。R290制冷剂乃是一种自然而且环保型制冷剂，于2004年由海尔公司成功研制，且在大型商柜中得到广泛运用。当前，海尔集团已将R290制冷剂的使用技术完全掌握，但我们仍需对此展开研究，找寻其应用中所存问题，制定切实可行对策。
近些年来，在小型商用制冷柜市场当中，以运用R134a制冷剂居多。此种制冷剂所具有的优点为不会破坏臭氧层，但却有其缺点，即存在温室效应。至此，积极研究新型绿色环保型制冷剂，以将此取代意义重大。
1 制冷剂R290应用特性分析
对于制冷剂R290所具有特性而言，其相比于其他小型全封闭系统当中常用性制冷剂，存在较大差异。所以在诸多情况下，需有针对性的开展细节设计。（1）工作压力。蒸发温度为-25℃时，R290的工作压力较之R134a，乃为后者的190%，约为R404A的80%。所以在设计蒸发器时，需类似于R404A。若50℃冷凝时，R290乃为R134a的140%，又为R404A的73%，所以运用原系统的R404A的管路，其在耐压能力方面能够与R290要求相符。结合相关研究验证，采用φ8壁厚0.71mm镀锌钢管，便可与蒸发器耐压要求相满足，而对于φ6壁厚0.71mm镀锌钢管，便可满足冷凝器的耐压要求。（2）制冷剂充注。针对原先所用的R404A或R134a制冷剂的制冷系统而言，如若冷凝器与蒸发器未有改变，R290在充注量上则为其40%。结合相关标准，对于单个制冷循环系统而言，其R290制冷剂充注量最大允许值为150g。为达此标准，在设计过程中需采取如下措施：将冷凝管路内径适当性减小；缩短冷凝器长度，提升其换热效率；减小蒸发器容积，提升其换热效率。经上述措施的改正，同一型号的商用冷柜在灌注量方面则会从原先的200g下降至130g。
2 材料的选择
对于制冷剂R290而言，其与矿物油之间具有很高的互溶性，与聚酯类油业一样，对于诸如Danfoss、Embraco等公司所生产出的R290压缩机，其中便运用了与R404A、R134a压缩机相同的聚酯类油。在制冷回路中，R290没有活性化学物质，因此也就不存有特定问题。直接材料很少有兼容性问题，但一些塑料、橡胶中却已经出现问题，但此些材料通常不会在小型全封闭系统中出现。针对小型商用冷柜，分子筛乃为其常用干燥剂，而对于R290而言，建议选择材料时，选用孔径为3埃米材料，类似于R134a，在R134a中应用的笔形干燥过滤器，只要与GB4706.13相关要求相符，便可在R290系统中应用。经实践检验得知，此使用方式未出现问题。
3 制冷系统节流装置的合理选择
针对小型化的商用制冷设备即商用冷柜而言，运用毛细管节流乃为一种可靠且经济的方式，无论在规格上，还是在性能上，均与商用冷柜相同，只需毛细管流量一致于R404A系统便可。结合丙烷所持有的制冷特性，当回气出现适当过热时，会使得系统在制冷效率方面的提升，所以毛细管需换热于回气管，在结构方面，可借用相近于R404A的系统。经长期验证得知，原先运用R404A系统的商用冷柜，如若将其更改成R290系统，可直接使用制冷系统的主要零部件。
4 冷柜设计时需采取的安全措施
4.1 制冷剂泄漏的减少措施
管路需与耐压要求相满足。（1）对于系统的高压端，需能够经受住丙烷70℃饱和压力（3.5倍），也就是87bar压力，对于低压端，則需经受住5倍丙烷20℃的饱和压力，也就是36.8bar。（2）设计管路时，还需将焊点尽可能减少，避免焊漏状况。（3）如若是较大的制冷系统，且在关注量上大于150g，则需将其进行分解，即成为两个比较独立的小系统，并使各小系统在灌注量上均<150g。（4）对于蒸发器，其不能在发泡层外部裸露，会造成管路泄漏，将会大幅降低跑到外面的速度，促使丙烷浓度始终处于爆炸的下限。
4.2 防止因泄露所致制冷剂聚集的措施
在安装风机、强冷凝器及压缩机位置处的机舱内，于其底部，需布置尽可能多的通风孔，因丙烷相应分子量为44.2kg/kmol，而空气则为29kg/kmol，所以在环境相同状况下，丙烷在密度上要大于空气，如若在此空间内发生丙烷泄漏状况，丙烷则会因重力影响，经机舱底部流窜到冷柜外面，当冷凝风机处于运行状态时，会加快丙烷的向外流动速度，因外部空间大，会使得丙烷浓度大大降低，始终保持在爆炸的下限。
4.3 减少点火源与可燃源的措施
基于特定有制冷管路的空间内，对于电器件的安装而言，需将其位置尽可能安装高一些，压缩机附件、指示灯及温控器等均应有较高的位置，因丙烷分子量为44.0kg/kmol，而空气为28kg/kmol，所以丙烷密度较大，当其具有越高位置时，就会有越小的浓度，如若丙烷出现泄漏状况，则此处的丙烷在浓度上会低于爆炸下限。
5 结语
通过长期实践应用，针对同一冷柜，若换装成R290系统，相比于原先的R134a系统，在制冷深度方面会降低1度，而在耗电量上则会同比减少10%。而在安全上，只要严格遵循工艺流程与社会规范，发生爆炸或起火几率也比较小。至此，R290制冷剂可在商用冷柜中广泛使用。
参考文献
[1]肖杨.商用冷柜在公众场合使用R290可燃制冷剂问题的分析与研究[J].冷藏技术，2015，（3）：12-14.
[2]宁静红，李慧宇，彭苗.新型绿色环保制冷剂R290在电冰箱上的应用[J].家电科技，2006，（11）：45-46.
（作者单位：松下冷链（大连）有限公司）