用R407C代替R22的润滑油、充灌量、毛细管等对比研究
混合工质R407C的性质(换油)
R407C制冷剂是一种HFCs类制冷剂的三元非共沸混合制冷剂,是作为R22的替代物而提出来的。R407C由HFC32、HFC125和HFC134a三种单工质混合而成, 各组分的比例是HFC32/HFC125/ HFC134a为23/ 25/ 52 ,其基本热物理特性与R22的基本热物理特性如
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1所示。与R22一样,R407C同样具有优良的安全性能,温室效应值相当,但对臭氧层没有任何破坏作用。R407C的临界温度、临界压力、
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沸点温度、蒸发潜热等都与R22的相应值相当。在相同温度下, R407C的饱和压力略大于R22的饱和压力,但并没有达到需要提高系统管路的程度。因此R407C无论在安全性、环保性还是在热力性质等方面都是R22十分具有潜力的替代物。当然,由于R407C是一种三元非共沸混合制冷剂,存在着较大的滑移温度,在发生泄漏时,混合物的配比将会发生变化,达不到预期的制冷效果,同时也给制冷剂的补充以及制冷系统的维修带来不便。同时由于R407C是一种HFCs类制冷剂的混合物,而HFC中不含有亲油性基的氯原子,它与传统的R22用矿物油完全不相溶,因此当它用于替代R22时,首先就必须更换R22系统中不能与HFCs类制冷剂相溶的矿物润滑油,改用能与之相溶的酯类润滑油。
R407C与R22的物性比较
3 充注R407C时房间空调器的最佳充灌量与最佳毛细管长度的实验研究
本实验在空调器空气焓差实验室进行,该实验室对工况波动的调整、实验数据测量、
记录
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完全自动化,排除了人工操作的误差,从实验室可以获得制冷量、功率、电压、电流以及空调器室内、室外侧的进、出口温度和风量等数据,同时可以在空调器系统的各部位布置若干个温度测量点。充灌过程中用最小刻度为0 . 1g的电子秤测量充灌量。实验中对制冷剂充灌量与毛细管长度作了调整,以期找出空调器最佳制冷性能。
试验样机为KC - 25C型房间空调器,压缩机型号为165 X1C Y ,制冷剂为R407C ,采用酯类润滑油,型号为RB68A F。对比空调器为与试验样机相同的KC - 25C型房间空调器, 压缩机型号为165 X1C Y ,制冷剂为R22 ,润滑油为矿物油4 GSD ,毛细管直径均为1 . 5 mm。
实验工况为房间空调器的额定制冷工况,室内侧干球温度27 . 0 ℃,湿球温度19 . 0 ℃,室外侧干球温度35 . 0 ℃,湿球温度24 . 0 ℃。
表2为在毛细管直径为1 . 5 mm ,长度为600 mm条件下, 房间空调器在不同R407C充灌量时的性能参数,图1为冷媒量与房间空调器的制冷量、功率以及性能系数之间的关系曲线。
表3为在R407C充灌量为630g ,毛细管直径为1 . 5 mm条件下,房间空调器在不同毛细管长度时的性能参数,图2为毛细管长度与房间空调器的制冷量、功率以及性能系数之间的关系曲线。
从表2所示的实验结果可以看出,在毛细管直径和长度一定的情况下,排气压力和吸气压力都随着R407C充灌量的增加而增大,这说明制冷系统中制冷剂充灌量增加将会导致系统冷凝压力和蒸发压力升高。而制冷量则随着R407C充灌量的增加呈现出先增大后减少的现象,当充灌量为540g时,制冷量仅为2005 . 2 W ,随着充灌量的增加而增大,到流灌量为630 g时, 制冷量达到最大为2460 . 4 W,充灌量继续增加时制冷量不再增加,反而减少了,制冷量随R407C充灌量的变化曲线如图1所示呈抛物线形,这说明当毛细管给定时,存在一个使制冷量达到最大的充灌量。功率随R407C充灌量的增加也增大,但变化比较平稳(如图1所示) ,且增大幅度较制冷量的变化幅度要小。性能系数CO P的变化趋势与制冷量的相似,也是先升高后降低,变化曲线呈抛物线形(如图1所示) ,这表明虽然功率随R407C充灌量的增加也增大,但仍然存在一个使性能系数达到最大的最佳充灌量。在本实验条件下最佳充灌量约为630克。
而对于毛细管对房间空调器性能的影响可以从表3所示的实验结果看出:在充灌量一定的情况下,随着毛细管长度的增加,排气压力和吸气压力的变化都不大,排气压力与吸气压力的比值略有增大,这说明在本实验范围内制冷系统中毛细管的长度对系统冷凝压力和蒸发压力的影响很小。而制冷量则随着毛细管长度的增加呈现出先增大后减少的现象,当毛细管长度为500 mm时,制冷量仅为2335 . 3 W ,随着充灌量的增加而增大,到毛细管长度为600 mm时,制冷量达到最大为2460 . 4 W ,充灌量继续增加时制冷量不再增加,反而减少了,到毛细管长度为700 mm时,制冷量又减少到2315 . 2 W ,制冷量随毛细管长度的变化曲线如图2所示也是呈抛物线形,这说明当充灌量给定时,存在一个使制冷量达到最大的毛细管长度。功率随毛细管长度的变化不太规则(如图2所示) 。性能系数CO P的变化趋势与制冷量的变化相似,也是先升高后降低,变化曲线呈抛物线形(如图2所示) ,在毛细管长度在600 mm左右达到最大,这表明存在一个使性能系数达到最大的毛细管长度。在本实验条件下最佳毛细管长度约为600 mm。
为了比较R407C房间空调器的性能,我们将本实验中R407C房间空调器(即试验样机)的最佳性能参数列于表4 ,同时也将采用R22为制冷剂的对比房间空调器的最佳性能参数列于表4。
从表4中可以看出R407C房间空调器与R22房间空调器分别在最佳的冷媒充灌量和最佳毛细管长度的条件下, R407C 的排气温度略高而吸气温度略低,而制冷量为R22的97 % ,功率为R22的1 0 6 % ,性能系数为R 2 2的9 2 % ,这说明只需简单地更换润滑油、适当调整毛细管长度和冷媒充灌量,就可直接采用R407C替代房间空调器中的R22 ,性能略有下降。造成性能下降的原因主要是R407C的单位容积制冷量略小于R22 ,而R407C非共沸混合物在传热表面的传质阻力又会导致蒸发过程和冷凝过程热交换效率降低。因此如果同时对房间空调器的蒸发器和冷凝器也进行优化
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
,并充分发挥非共沸制冷剂的优势,就有可能达到甚至超过R22的制冷效果。
结论
通过对R407C替代R22的房间空调器的实验研究,可以得到如下结论:
(1) 采用R407C替代R22时,房间空调器具有不同的最佳冷媒的充灌量,为获得最大的制冷量和最大的性能系数,不能按原来R22的充灌量充注R407C ,必 须 按R407C的 最 佳 充 灌 量 充 注R407C。
(2) 采用R407C替代R22时,房间空调器具有不同的最佳毛细管长度,因此必须改变原有R22的毛细管长度,否则将导致R407C房间空调器制冷量和性能系数的下降。
(3) R407C房间空调器比R22房间空调器制冷量和性能系数略低,要改善R407C房间空调器的性能还必须对空调器的蒸发器和冷凝器进行优化设计。
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