R32灌注式替代R410A家用空调的试验研究

　　1 前言

　　臭氧层破坏和全球气候变暖是当今全球面临的重要环境问题。由于制冷空调行业广泛应用的HCFCs 对大气臭氧层有极强的破坏作用，2007 年9 月《蒙特利尔议定书》第 19 次缔约方会议达成了加速淘汰 HCFCs 的生产和消费的协议。根据协议，中国将于 2013 年冻结 HCFCs 的生产和消费，最终在 2030 年彻底淘汰 HCFCs[1]。随着环保意识的增强，人们不但要求制冷剂的臭氧耗损潜值 ODP 为 0，还希望全球变暖潜值 GWP 比较低。2009 年哥本哈根气候大会上各国对于减缓温室气体排放也有了明确的目标，中国政府明确表示到 2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比比 2005 年下降 40% ～45%。

　　目前，国际国内很多空调企业使用 R410A 来替代 R22。但是，由于 R410A 的 GWP 值( 2100)较高，并不符合低碳环保的现代理念，依然需要探索寻找与 R410A 热力性质相当，且 GWP 值较低的替代制冷剂。R32 作为 R410A 的一个组分具有和 R410A 接近的物理性质，同时具有相对较低的 GWP 值、较弱的可燃性以及较大的制冷量和较高的能效比。此外，R32 国内大量生产，价格便宜，易于购买，因此被广泛关注可以作为替代R410A 和 R22 的环保制冷剂[2]。笔者以家用空调为对象，对 R410A 和 R32 的循环特性进行了试验研究，得到了一些实验数据，并对试验结果进行比较，可为今后的有关研究提供一些参考。

　　2 R32 替代 R410A 可行性分析

　　表 1 列出了 R32、R22 和 R410A 的基本物性参数，从中可以看出，R32 的沸点温度和 R410A的很接近，但是其临界温度和临界压力都比R410A 的偏高。R32 的摩尔质量仅是 R22 的 0. 6倍，是 R410A 的 0. 71 倍，由于充注量大体上与摩尔质量成正比，因此 R32 充注量仅为 R22 的 0. 6倍，为 R410A 的 0. 71 倍。R32 和 R410A 的 ODP均为 0，R32 的 GWP 为 675，明显小于 R410A 的2100。同时有资料表明，R32 泄露时的相对 CO2排放当量为 405( R410A 为 1764) ，因而与 R22 相比，CO2减排比例达到 77. 6%，与美国环保局SNAP( August 2009) 在家用、商用空调部分要求减排 CO250% ～ 90% 的措施很为吻合，而 R410 仅为 2. 5%[3]。

　　表 2 给出了几种制冷剂的安全性参数，这些制冷剂的 ODP 都为 0，同时都有较低的 GWP 值，在环保方面有着非常突出的优势。但是，这些制冷剂都带有一定的燃烧性。从表中可以看出，R32 的燃烧下限( LFL) 最高为 0. 306kg / m3，最不易燃烧，同时燃烧热( HOC) 也最小。在美国 ASNI安全等级标准中 R32 为 A2( 无毒可燃) ，要优于R290 和 R161 的安全性 A3( 无毒易燃易爆) 。所以，在这些替代物中，R32 是相对最为安全的。