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如何在矿物油环境下用HFC直接替换R22 陈益锋 上海神鹰康星化工有限公司 摘要 Refrigerant Solutions Ltd(RSL)已研发出3种混合HFC制冷剂：RS-44(R424A)，RS-52(R428A)和RS-45(R434A) (RS-45，目前已通过ASHRAE公众评议，2008年1月份正式发布)。这3种制冷剂可用于在全球范围内替换R22。其中，RS-45特别设计用于OEM厂商，RS-44则用于已安装使用R22设备的升级换代。这3种制冷剂一个普遍的特点是：与矿物油相溶，不易燃。RS-44和RS-52在世界范围内得到很多实际应用，RS-45已经通过几个OEM厂家测试，用于在新设备上替换R22。 注：上海神鹰康星化工有限公司作为RSL技术支持和业务拓展OEM厂商；RS-52适合用于能够经受住更高压力的低温系统(类似于R502和R507)。 下面是替代R22的产品所希望达到的最佳特性： 不可燃; 稳定; ODP值为0; 能效比高; 低毒; 类似于R22的温度和压力; GWP值为0或越低越好; 单一工种或共沸; 价格和R22接近。 不幸的是， 目前科学界没有发现一种液体可以同时拥有以上所有特性。碳氢化合物具有高易燃性，氨具有毒性和易燃性，HFC的GWP值普遍较高。还有其他一些制冷剂和制冷方式， 包括二氧化碳，吸收式，Sterling循环，磁制冷，太阳能制冷等。但是， 除了理论上的优点， 由于在实际使用中它们都有自身难以克服的问题，因此导致它们在工业界的大规模使用受到很大限制。 本文不打算论述任何被描述为”老”的技术， 其中有些已经列在上面， 有些已经在其他文献或著作中进行详细阐述。本文将着重描述高效HFC制冷剂， 它们能够和矿物油以及烷基苯油融合，并且在对R22原有系统作最小的或不作改动的情况下，达到和R22系统接近的效果。 自1987年签署《蒙特利尔议定书》以来， 大量研发工作瞄准ODP值为0的HFC制冷剂替换，其中R407C和R410A是2种应用最广的产品，其特性如下： 1)R407C；和R22的压力、制冷量、COP、质量流量以及密度相近， 这使得R407C适合用于空调系统。但是R407C的温度滑移大于5 ℃，这限制了它的使用范围，并降低了热交换效率。另外一个问题是：若R407C发生泄漏，它会影响系统的制冷量和能效比。高温度滑移也要求对系统的各核心部件进行重新设计，包括压缩机和蒸发器。目前，R407C有加速淘汰的趋势。 2）410A：近共沸制冷剂，其中HFC125和HFC32各占50%。R410A的工作压力比R22要高很多，整个系统因此必须做重新设计，包括压缩机、冷凝器、 蒸发器、 膨胀阀等核心部件。高压力使得系统制冷量比R22增加。R410有相对较低的临界温度 (73 ℃)，这限制了冷凝温度。R410A目前主要用于家用和小型商用空调。 此论文主要阐述R22在新设备中的替代，同时也包括系统升级的替代(目前世界范围内,绝大部分老系统还在使用R22)。论文第一步部分主要描述在新系统中使用的制冷剂 RS-45(R434A)在新设备中的使用 充分认识到目前替代R22的混配工种存在的问题以及实际应用范围相对狭小的特点，RSL公司开始寻找一种和R22非常匹配的制冷剂。这最终导致RS-45的产生。它是目前市场上在物理特性、运行特性上和R22最相近、最匹配的制冷剂，并且具有和传统矿物油，烷基苯油以及新的脂类油相融的特点。 RS-45和其他在市场上的制冷剂不同之处的要点如下: (1) 在低温和高温时都能和R22有效匹配 由于其特殊的热动力学特性，用RS-45替换R22比R404，R507，R410A，R407CRS-45容积和COP值--制冷系统 图2 RS-45容积和COP值–空调系统 (2)低温度滑移 RS-45是一种近共沸混合制冷剂，其温度滑移为1.5 ℃，约为407C的温度滑移的1/3。此特性能使它在更大的温度范围内应用。 图3 RS-45温度滑移 3）COP值接近：RS-45有非常接近于R22的COP值，请看图1和图2。 4）排气压力接近：RS-45的排气压力和R22接近，压力差在1.5 bar以内，比R410A低40%以上。 5）压缩率：和R22基本相同。 6）对R22系统改动小：由于RS-45液体流量比R22高，根据已经测试过的系统数据表明，对有些系统不需要做任何调整即可达到R22的最佳状态。而有些系统则需要改变毛细管的长度或液管的直径或冷凝器的蒸发面积，以便让RS-45的流量达到最佳状态。所有情况下，R22的压缩机都可以继续使用。 7）不可燃：根据美国ASHRAE标准34，RS-45为A1标准，即低毒、不可燃。 8）低排气温度：RS-45的排气温度比R22要低很多，这特别有利于空调系统运行，包括