分析了R290應(yīng)用于家用空調(diào)的優(yōu)勢及可行性，采用某企業(yè)生產(chǎn)的R22家用冷風(fēng)型分體機(jī)，直接充注R290制冷劑，在焓差實(shí)驗(yàn)室內(nèi)調(diào)整毛細(xì)管規(guī)格及制冷劑灌注量，使性能達(dá)到最佳狀態(tài)，結(jié)果表明:R22系統(tǒng)直接灌注R290制冷劑，灌注量僅為原來的44.7%，但制冷量下降13.64%，能效比稍有提高。為進(jìn)一步減小灌注量、提高制冷量，采用了平行流換熱器作為冷凝器，重新調(diào)整灌注量及毛細(xì)管規(guī)格，結(jié)果顯示R290灌注量大幅減少，制冷量及能效比顯著提高，R290灌注量的減少有利于制冷系統(tǒng)的安全性。

1、前言

　　作為一種天然物質(zhì)，真空技術(shù)網(wǎng)（http://www.jnannai.com/）認(rèn)為R290(propane)又稱丙烷，具有優(yōu)良的熱力學(xué)性質(zhì)，價(jià)格低廉，而且R290與普通潤滑油和機(jī)械結(jié)構(gòu)材料具有兼容性，臭氧消耗潛能值為零，全球變暖潛能值很小，并不需要合成，可以方便地從石油和天然氣中提取，不改變自然界碳?xì)浠�合物的含量。R290與R22很接近的基本物性提供了成為替代工質(zhì)較為完滿的解決途徑，EHalimic等研究了R290作為替代工質(zhì)的性能，周國兵等研究了R290在家用空調(diào)中的應(yīng)用，李廷勛等研究了R290替代R22對空調(diào)整機(jī)性能的影響，均展示了使用R290的優(yōu)越性。在歐洲，丙烷和異丁烷混合物已成功用于家用冰箱中，在德國，R290已用于家用熱水器和空調(diào)。本文分析比較了R290針對R22的優(yōu)越性，對自然工質(zhì)R290在小型家用分體空調(diào)上的使用進(jìn)行試驗(yàn)，并探討制冷量偏低和R290灌注量超標(biāo)問題的解決方案。

2、R290與R22的比較

　　2.1、R290與R22的熱物性比較

　　表1列出了R22和R290的一些主要熱物性參數(shù)。R290的主要物理性質(zhì)如標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、臨界壓力、臨界溫度等參數(shù)都與R22極其相近，ODP值為0，GWP值為0，具備替代R22的基本條件。

表1 R22和R290的熱物性比較

　　另外，與R22相比，R290具有優(yōu)越的熱物理性質(zhì):R290導(dǎo)熱系數(shù)比R22的大，提高了系統(tǒng)的傳熱效果;R290的粘性系數(shù)比R22的小，流動(dòng)阻力減小;R290的絕熱指數(shù)比R22的小，使壓縮機(jī)排氣溫度降低，容積效率提高，傳熱不可逆損失減少，使系統(tǒng)能耗降低。隨著制冷系統(tǒng)中使用可燃制冷劑安全要求問題的解決，碳?xì)浠�合物將成為國�?nèi)市場上空調(diào)制冷系統(tǒng)可以選用的制冷劑。

　　2.2、R290的優(yōu)越性

　　在實(shí)際制冷空調(diào)中，R290的優(yōu)越性集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

　　(1)R290分子量比R22小很多，粘度亦比R22小，使空調(diào)制冷回路阻力損失減少，可降能耗;

　　(2)R290的汽化潛熱是R22的1.84倍，這說明在相同制冷量下，采用R290可減少工質(zhì)的循環(huán)量;

　　(3)R290絕熱指數(shù)低于R22，在相同壓縮比時(shí)，可減少耗功量，并可使排氣溫度降低，可提高輸氣系數(shù)，減少壓縮過程氣體與氣缸間的熱交換，減少不可逆損耗，排氣溫度降低，并能夠改善冷凝器的工作狀況，減少傳熱不可逆損失，降低能耗;

　　(4)R290導(dǎo)熱系數(shù)高于R22，可改善壓縮機(jī)的散熱條件，同時(shí)提高冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)，可以使空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗降低;

　　(5)R290是飽和碳?xì)浠�合物，化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，難溶于水。而R22化學(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定，對有機(jī)物的膨潤作用較強(qiáng)，密封材料需要采用氯乙醇橡膠，封閉式壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)繞組線圈需要采用QF改性縮醛漆色線(E級)或QZY聚脂亞胺漆色線。

　　2.3、R290的經(jīng)濟(jì)性

　　R290廣泛存在于石油和天然氣中，提煉方便，通常作為副產(chǎn)品出現(xiàn)，因而成本較低，價(jià)格便宜。R290的價(jià)格僅為R22的10%，為R134a的4.7%。R290為非極性化合物，可以與目前廣泛使用的礦物油互溶，不需要研制新的潤滑油，而且對干燥劑、密封材料液無更高的要求。丙烷還與金屬材料、軟管材料相容，也就是說，R290可以與R22常用的礦物潤滑油溶解，替代R22時(shí)無需像R407C或R410A那樣必須更換潤滑油。

6、結(jié)語

　　(1)R22系統(tǒng)可直接灌注R290制冷劑，灌注量僅為原來的44.7%，能力下降13.64%，能效比略有提高，但毛細(xì)管及灌注量需進(jìn)行優(yōu)化;

　　(2)采用平行流微通道換熱器可進(jìn)一步減小R290灌注量，制冷量及能效比顯著提高，R290灌注量的減少有利于提高系統(tǒng)的安全性;

　　(3)R22原型機(jī)采用平行流冷凝器和替換R290后，能效比余量較大，但制冷量仍然下降5.8%，可考慮采用較大排量壓縮機(jī)、優(yōu)化蒸發(fā)器以保證制冷量提升但不增加制冷劑灌注量。