R32在變頻一拖多空調器中的應用研究

侯澤飛 陳茂 宋分平

摘 要：對R32在變頻一拖多空調器中的應用進行了實驗研究，優化了系統的匹配，根據CEN標準，測試了系統的歐洲季節能效，并與R410A的系統進行了對比。性能試驗測試結果表明，R32系統的最佳冷媒充注量與R410A系統相比減少了26%，最佳季節能效（SEER）和季節性能系數（SCOP）比R410A系統分別提高了7.4%和4%，低溫制熱能力與R410A系統相比略高。但是R32系統的排氣溫度比較高，在額定制冷工況下，與R410A系統相比，排氣溫度升高了11.8 ℃。

關鍵詞：一拖多空調器 R32 歐洲季節能效 R410A

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（a）-0051-03

1 試驗裝置與試驗測試步驟

1.1 試驗測試裝置介紹

為了驗證R32在一拖多空調器中的運行特性，選取了一套熱泵型一拖二房間空調器，測試樣機包括一個室外機和兩個室內機，其中的主要部件及其配置參數包括：（1）R32冷媒壓縮機1臺；（2）翅片盤管式冷凝器2排，?9×25.4；（3）翅片盤管式蒸發器3排，?7×21.0；（4）電子膨脹閥2個。

采用焓差法測試一拖二空調器。從焓差法實驗室可以獲得包括空調器的制冷能力、制熱能力、功率、電壓、電流、能效比、風量，以及空調器室內、外側的進、出口溫度和風量等數據，同時在空調器的蒸發器出口及中部、冷凝器的出口及中部、壓縮機的排氣管路與回氣管路及底部外殼共布置7個熱電偶溫度傳感器進行溫度測量，所有測量數據利用實驗室配置的數據采集軟件在線對測試數據進行采集和記錄。

1.2 試驗測試步驟介紹

試驗測試步驟包括以下幾個部分：（1）將試驗樣機按匹配好的充注量充注R410A，按照歐洲制冷和制熱工況測試，同時測試在低溫環境的制熱量；（2）測試完成后將機組內的R410A回收干凈，抽真空后注入適量的R32制冷劑，進行最佳充注量匹配試驗；（3）完成R32最佳充注量匹配試驗后，按照歐洲制冷與制熱工況對樣機再次測試，調整參數來優化系統的制冷與制熱性能，測試系統在低溫環境的制熱量。

2 試驗測試結果與分析

2.1 R32最佳充注量分析

由于不同制冷劑充注量對空調器的影響不同，在R410A一拖二空調器充注量的基礎上，對R32最佳充注量進行了匹配試驗，冷媒充注量分別為1 700 g，1 500 g，1 350 g，1 280 g，1 100 g。

從試驗中可以得出，隨著制冷劑充注量的升高，能效比先升高后下降，制冷量先迅速升高后增長緩慢。在充注量為1 280 g時，能效比出現了峰值，主要原因是當充注量過小時，蒸發器出口制冷劑熱度大，換熱面積未充分利用，制冷量小；當充注量過大時，蒸發器出口制冷劑處于兩相區，冷量沒有充分發揮出來，同時壓縮機功率大，造成能效比下降。

2.2 R32系統性能匹配優化分析

為了優化R32一拖二空調器的制冷性能，針對不同工況對能力輸出比例的要求權重調整頻率、室內風機轉速、室外風機轉速、電子膨脹閥開度等參數，在最佳冷媒充注量的基礎上，圖1為在不同參數條件下系統制冷SEER的變化。圖1中為5種設定參數下系統的SEER，從圖1中可以看出，隨著不同參數的調整，SEER會出現逐漸升高然后下降的趨勢，系統的SEER會出現一個最優值，即在第3種設定參數下系統的SEER可達到6.76。

在對R32系統進行優化匹配的基礎上，圖2為R32系統在最佳匹配狀態下的SEER和SCOP與R410A系統最佳匹配狀態下SEER和SCOP的比較。從圖2中可以看出，與R410A系統相比，R32系統的SEER提高了7.4%，SCOP提高了4%。

圖3為R32與R410A系統制冷/制熱能效比的比較。從圖3（a）中可以看出，在制冷模式的4個典型工況下，R32系統的能效比均高于R410A系統。在25/20室外工況下，R32系統能效比增幅最大，為8.2%，這反映了R32制冷劑在一拖多空調器中制冷模式下變工況運行的優勢。從圖3（b）中可以看出，在制熱模式下，R32系統能效比略高于R410A系統，在室外2/1工況下COP增幅最大，為6.5%。

圖4為在額定制冷/制熱工況下R32系統與R410A系統的排氣溫度比較。在額定制冷工況下，R32系統排氣溫度比R410A系統高出11.8 ℃，說明在R32應用于一拖二空調器時，要開發可靠性更高，更耐高溫的壓縮機部件，同時，在高溫制冷模式中，需要對變頻一拖多空調器中電控參數在R410A的基礎上重新設定，避免出現電控盒發熱嚴重或者運行過程壓縮機限頻等故障。圖4中，額定制熱下R32系統的排氣溫度相比R410A系統高出了6.2 ℃，制熱模式中排氣溫度高有利于提高系統的制熱能力和能效。

3 結論

對目前空調行業中應用廣泛的過渡性制冷劑R410A及環保型制冷劑R32在變頻一拖多空調器中的應用進行了對比分析和研究，結論如下：（1）在熱物理性質方面，研究了變頻一拖二空調器系統R32的最佳充注量，測試數據表明，在同一系統中，R32的最佳充注量減少，與R410A充注量相比，減少了26%。（2）在系統性能研究方面，R32系統在制冷模式4個特定工況中能效比均高于R410A系統，在制熱模式下的5個特定工況中能效比略高于R410A系統。同時，對系統的季節能效比進行了測試，結果表明，與R410A系統相比，R32系統的SEER提高了7.4%，SCOP提高了4%。這些數據充分驗證了R32在一拖多空調器中應用的巨大潛力及與R410A系統比較所具有的優勢。（3）在安全性能方面，需要指出的是，R32系統在額定制冷/制熱工況下壓縮機排氣溫度均高于R410A系統，在額定制冷時，R32系統排氣溫度高出了11.8 ℃，這個數據表明，在加速R32應用于變頻一拖多空調器的同時，需要強化系統的可靠性，尤其是要研發耐熱性能更好的變頻壓縮機，同時，根據需求在原來R410A一拖多空調器基礎上對控制邏輯進行合適地更改以適應R32的特性。

綜合以上分析可以看出，R32應用于一拖多空調器中具有極大的潛力，相比于R410A系統，R32系統的性能將進一步提升，系統更加安全環保。

參考文獻

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