第一情报 ---能源与环境

环保型制冷剂R410A应用于空调中的研发近况

供稿人:ISTIS  供稿时间:2005-3-3   关键字:制冷剂  R410A  空调  
      HFC工质R22作为建筑空调用制冷剂,长期占据着主导地位。但由于臭氧层破坏和全球变暖的重要影响,《蒙特利尔议定书》对R22的禁用期限做出了明确的规定,即以1985年的生产量为基准,2003年压缩为65%,2010年为35%,2015年为10%,2020年全面禁止。发展中国家可适当延期至2040年全面禁止R22产品的生产。随着全球环保意识的进一步提升,许多发达国家均加快了R22替代的步伐,美国、日本、加拿大规定2010年禁用R22,欧共体则均规定为2015年前。目前国际上一致看好的R22替代物是R407C、R410A。其中R410A为近共沸混合物,温度滑移微小,是R22的理想替代物。在美国和日本,R410A已成为房间空调和组合空调系统中R22的主要替代物[1~3](2004年,2002年)。
 
      国内西安交通大学先后多次对R22的替代工质进行了深入研究,涉及R407C、R410A等多种环保性能良好的制冷剂,且着重分析了R410A的安全环保性、热力学性能、蒸发冷凝换热特性、在节流元件中的性能,以及对现用压缩机及润滑油的适应性等方面的研究现状[1,2] (2004年)。上海交通大学则着重对R22的替代制冷剂R134a与R410A的传热、阻力压降特性进行实验比较研究,认为R410A在传热、阻力压降特性方面比R134a优良,作为R22的替代制冷剂,R410A应比R134a更有竞争力[3](2002年)。
 
      2002年10月美国能源部空调与制冷技术研究所公布的制冷剂近临界点循环性能专项研究中,对于空调系统而言,比较了分别采用R410和R22两种之制冷剂的空调性能。室外温度在27.8℃时,R410空调系统的能效比(EER)较R22空调系统的略高一点,而在最高的环境温度54.4℃时,R410空调系统的能效比(EER)较R22空调系统的低15%[10,11]
 
      美国AMERICAN STANDARD INT INC,日本大金、东芝等公司已公布了将R410型制冷剂应用于空调的相关专利[7~9]。现将检索到的部分专利列表如下。
 
 
专利名
专利号
申请日
公开日
同族专利
AIR CONDITIONER
WO2004088212
2004-3-25
2004-10-14
JP20030092461
AIR CONDITIONER
WO2004109199
2004-5-31
2004-12-16
JP20030161934
JP2004361036
REPLACEMENT REFRIGERANT  FOR R410A
WO03027206
2002-7-23
2003-4-3
US20010964175
US2003057396
Refrigeration system with a scroll compressor
US6374621
2000-8-24
 
2002-4-23
 
US20000644505
METHOD FOR MANUFACTURING AIR CONDITIONER
JP2001165535
 
 
1999-12-7
 
2001-6-22
 
AIR CONDITIONER
 
JP2000314563
 
1999-5-6
 
2000-11-14
 
 
HEAT EXCHANGER FOR AIR CONDITIONER
 
JP2000081223
 
1998-9-4
 
2000-3-21
 
 
 
     
      互联网检索到的文献称:为了保护环境,应对2010年的EPA政策,国内市场上采用消耗零臭氧的R410制冷剂应用于地热源空调制冷或供热,系统总效率EER可以达到25.1,COP可以达到4.3[12]
      国外空调生产中,韩国LG、日本日立、松下等企业都已生产了以R410为机组制冷剂的空调。日本日立空调公司2003年1月推出3种型式66种规格的“Hi-Inverter IVX”系列(1.53.0hp)均采用新制冷剂R410A,最高COP达4.85(5.0kW机型)。“Hi-Inverter”系列能实现全年高效率节能是由于(1)压缩机和风机电机都采用高效DC电机;(2)采用能适应负荷变化而优化控制的变频控制技术,IVX系列和原先的RZ系列和定速R407C系列相比,能使能耗下降15~55%。所有机型都达到2007年新节能法规定的指标。其他的主要优点是外形紧凑和静音。与原有的机组相比,4.0~5.6kW等级的室外机体积缩小34%,重量降低32%。此外,8.0kW机组通过采用通流平滑的大风机等措施,噪声达到工业顶级的43dB的先进水平[4](2003年)。
 
      日本东芝开利公司在新世纪初开发成功并已上市的使用R410A作为制冷剂的商用变频柜式空调机系列,特点在于采用了先进的直流变频机带动的双缸转子式压缩机,与原来使用的变频压缩机相比,重量减轻1/2~2/3,压缩机效率提高20%~25%,大大节省了空调机的耗电量[5](2003年)。此外,Panasonic在中国已推出了采用R410A环保冷媒的直流变频技术的变频4系列空调,其能效比可达5.05[6](2004年)。
 
 
 
参考文献:
1. 近共沸混合制冷剂R410A的研究进展
   流体机械 2004,32(9) 60~64,48
2. R134a与R410A在空调工况下的性能比较
制冷技术2002,(4) 15~16,20
3. 绿色变频户用中央空调机组
   万方数据库 中国科技成果
4. 日本日立公司推出采用R410A的新型柜机
   制冷技术 2004(1) 21  摘自日本《JARN2003/2》
5. 一种最新开发的节能型变频空调机系列
   制冷 2003,22(1) 59~62
6. Panasonic新世代变频4系列空调E915kW
   电器评介 2004,(8) 106
7.    AIR CONDITIONER
PN: WO2004088212           PD:2004-10-14
8.    AIR CONDITIONER
PN:WO2004109199           PD:2004-12-16
9.    REPLACEMENT REFRIGERANT FOR R410A
PN:WO03027206             PD:2003-4-3
10.Ground source Heating and Cooling Systems Up to 69 Percent More Efficient Than High-Efficiency Gas and Propane
http://www.huntingtonheating.com/geo-save_fall_01.htm
11. Properties and Cycle Performance of Refrigerant Blends
   Operating Near and Above the Refrigerant Critical Point, Task
   2: Air Conditioner System Study
   http://www.osti.gov/bridge/product.biblio.jsp?osti_id=808
   637
12. Properties and Cycle Performance of Refrigerant Blends
   Operating Near and Above the Refrigerant Critical Point, Task
   1: Refrigerant Properties
http://www.osti.gov/ecd/servlets/purl/808634-G1XlFc/native
 

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