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制冷剂R290,即丙烷,是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂。与氟利昂这种人工合成制冷剂相比,天然工质R290的分子中不含有氯原子,因而ODP值为零,对臭氧层不具有破坏作用。此外,与同样对臭氧层无破坏作用的HFC物质相比,R290的GWP值接近0,对温室效应没有影响。目前在德国R290已经用于家用热水器和空调系统中。 目前我国空调行业使用较多的制冷剂是R22。R290与R22的标准沸点、凝固点、临界点等基本物理性质非常接近,具备替代R22的基本条件。在饱和液态时,R290的密度比R22小,因此相同容积下R290的灌注量更小,试验证明相同系统体积下R290的灌注量是R22的43%左右。另外,由于R290的汽化潜热大约是R22的2倍左右,因此采用R290的制冷系统制冷剂循环量更小。R290具有良好的材料相容性,与铜、钢、铸铁、润滑油等均能良好相容。
表:R290和R22性能比较
冷媒名称 分子量 化学名称 化学分子式 临界温度 ℃ 沸点 ℃ 临界压力 MPA 破坏臭氧潜能值(ODP) 蒸气压(25℃)MPA 液体密度(25℃) kg/M3 液体比热 30℃ , [KJ/(Kg·℃)] 全球变暖系数(GWP) 临界密度, g/cm3 沸点下蒸发潜能, KJ/Kg 相对密度(30℃),液体,g/cm3 等压蒸气比热 (Cp) , 30℃ 及 101.3kPa[KJ/(Kg·℃)] 饱和液体密度 30℃ , (g/cm3 )
R290 44.9 丙烷 ch3ch2ch3 96.67 -42.2 4.24 0 0.475 492 0.01 R22 86.48 二氟一氯甲烷 CHCLF2 96.15 -40.82 4.75 0.045 0.31 1700 0.526 233.5 1.177 0.16 1.174 但R290不能大规模应用,是因为其易燃易爆性仍未得到有效的解决,这是它普及的最大障碍。为减小安全隐患,IEC标准对R290制冷剂的最大安全灌注量进行了:10平方米房间内按2.2m的安装高度时,其灌注量须低于290g。减小灌注量后在一定程度上可减小制冷剂的泄漏量,从而提高R290使用的安全性。制冷剂灌注量减小是否会带来制冷能力的下降?对此,业内人士表示,R290的汽化潜热大约是R22的2倍,这意味着单位质量R290的制冷能力更高。并且目前试验已证实在减少R290制冷剂灌注量的情况下,通过对制冷系统的结构改造完全可以达到或超过R22的制冷效果。减小泄露量及提高泄露检测、应对能力
是提高R290安全性的一个重要措施。据了解,目前多数厂家的空调密封性检测标准要求很高,正常空调年泄露量可以控制在5g以下,不会产生任何危险。现在出现的制冷剂泄露多集中在空调安装、使用、维修过程中,而这些过程中又存在如环境、使用方式等诸多不可控因素,因此这些过程中的安全控制措施仍需进一步研究与完善。
国内已经上马了一些碳氢制冷剂R290的示范试点项目,海尔、格力等空调厂家正在进行R290空调产线的改造工作,未来一两年内应用R290的空调新品将陆续涌现。未来我国还将进一步加大使用R290制冷剂的空调产线改造示范试点力度。随着对R290应用技术研究的不断深入、使用经验的不断积累,环保型制冷剂R290未来或许会拥有广阔的市场应用前景。
表:R290和R410a性能比较
冷媒名称 化学名称 化学分子式 分子量 沸点 ℃ 临界温度 ℃ 临界压力 MPA 蒸气压(25℃)MPA 液体密度(25℃) kg/M3 破坏臭氧潜能值(ODP) 全球变暖系数(GWP) 液体比热30℃,[KJ/(Kg·℃)] 等压蒸气比热(Cp),30℃及101.3kPa[KJ/(Kg·℃)] 临界密度,g/cm3 沸点下蒸发潜能,KJ/Kg 纯度%≥ 水份,PPm≤ 酸度,PPm≤ 蒸发残留物,PPm≤ R290 R410A 丙烷 二氟甲烷和五氟乙烷的CH3CH2CH3 CH2F2/C2HF5 44.9 72.58 -42.2 -51.6 96.67 72.5 4.24 4.95 0.475 饱和液体密度30℃492 (1.038g/cm3) 0 0 0.01 - 1.78 0.85 0.500 256.7 99.5 0.001 0.0001 0.01