兩種國(guó)際公認(rèn)的環(huán)保制冷劑是410A和R407C。本文分析了R410A和R407C的性能，比較了它們?cè)趥鳠嵝阅�、性能系�?shù)和蒸氣壓方面的差異，為確定最佳替代制冷劑提供技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：空調(diào)、環(huán)保制冷劑、傳熱1、R407C、R410A比R410A具有更好的傳熱性能。 R410A比R407C具有更高的蒸發(fā)和冷凝傳熱系數(shù)，并且在許多應(yīng)用中R410A的傳熱性能優(yōu)于R22。蒸發(fā)試驗(yàn)表明，R410A在光滑水平管中的傳熱系數(shù)比R407C高約50%。與R22的蒸發(fā)測(cè)試結(jié)果相比，R410A的傳熱系數(shù)比R22高10%至50%。 R410A 使用帶有微翅片的水平管，其傳熱率比光滑管高80% 至150%。板式換熱器的蒸發(fā)試驗(yàn)也證實(shí)了R410A優(yōu)異的傳熱性能。同等條件下，R410A的傳熱系數(shù)比R22高0-15%。

冷凝測(cè)試表明，R410A在光管中的冷凝傳熱系數(shù)比R407C高20%。在燈管外，R410A的冷凝傳熱比R407C高35%50%，比R22高11%17%。但R407C的傳熱系數(shù)比R22低24%~37%。 R410A的冷凝傳熱系數(shù)比R407C高35%55%，比R22高3%7%。反之，R407C的傳熱系數(shù)比R22低33%52%。 R407C傳熱性能差也可以通過(guò)現(xiàn)有設(shè)備的制冷劑替代測(cè)試結(jié)果來(lái)解釋。對(duì)100千瓦螺桿水冷制冷機(jī)組測(cè)試發(fā)現(xiàn)，R407C在殼管式冷凝器中的傳熱率比R22低25%~51%。 R407C的低傳熱系數(shù)與其非共沸混合物有關(guān)。首先，等壓蒸發(fā)或冷凝過(guò)程中存在較大的相變溫度梯度，其次，氣相和液相之間存在明顯的濃度差。 R407C蒸發(fā)或冷凝時(shí)，不僅要克服冷凝層的熱阻，還要克服因相變溫度梯度和氣液濃度差而對(duì)傳熱產(chǎn)生的負(fù)面影響。相變溫度梯度是指一定壓力下混合物的飽和蒸氣與飽和液體之間的溫度差，R407C在大氣壓下的相變溫度梯度約為7K。相變溫度梯度的存在直接降低了R407C的傳熱性能。在恒壓冷凝過(guò)程中，隨著冷凝過(guò)程的進(jìn)行，R407C氣液平衡所需的冷凝溫度越來(lái)越低。如果冷凝壁溫度一定，蒸汽冷凝的有效溫度和壓力就會(huì)越來(lái)越小，降低傳熱效率。同樣，相變的溫度梯度也會(huì)降低蒸發(fā)過(guò)程的傳熱效率。 R407C的三種組分之間的蒸氣和液體濃度的差異是由組分之間的相對(duì)揮發(fā)性的差異引起的。高沸點(diǎn)組分R134a具有低揮發(fā)性，而低沸點(diǎn)組分R32和R125比R134a更容易揮發(fā)。當(dāng)氣相和液相共存時(shí)，沸點(diǎn)較高的R134a在液相中的濃度高于氣相中的濃度，而沸點(diǎn)較低的R125和R32在氣相中的濃度較高相比液相。步。圖1定性地顯示了R407C在縮合過(guò)程中三種組分的濃度變化。圖1假設(shè)管壁上有一層薄薄的凝結(jié)水，凝結(jié)水和主流蒸汽之間有一個(gè)混合蒸汽擴(kuò)散層。由于R134a的沸點(diǎn)較高，比其他兩種組分更容易冷凝，因此液-汽界面附近R134a蒸氣的濃度低于主流蒸氣的濃度。因此，在擴(kuò)散層蒸汽流中，發(fā)生R134a組分從主流蒸汽向液-汽界面的擴(kuò)散過(guò)程。相比之下，組分R32和R125沸點(diǎn)較低，揮發(fā)性較高，而R410A傳熱系數(shù)高的一個(gè)重要原因是其準(zhǔn)共沸物。雖然R410A是兩種組分（R32和R125）的混合物，但兩種組分的揮發(fā)性沒(méi)有顯著差異。在蒸發(fā)或冷凝過(guò)程中，R410A的氣相組分濃度和液相組分濃度非常相似，相變溫度梯度小于0.2K，這反映在R410A的熱力學(xué)工程圖中。它一直。汽、液兩相區(qū)的等溫線幾乎相同，壓力線平行，因此R410A的熱力學(xué)和物理性質(zhì)非常接近共沸或純制冷劑。由于R410A是準(zhǔn)共沸物，其蒸發(fā)和冷凝過(guò)程中的傳熱機(jī)理與純制冷劑相似，不存在明顯的組分?jǐn)U散現(xiàn)象。由于相變溫度梯度對(duì)傳熱效率影響不大，因此R410A的傳熱系數(shù)高于非共沸制冷劑R407C。 R410A比R22具有更高傳熱系數(shù)的主要原因是R410A具有更適合傳熱控制的物理參數(shù)，例如更高的導(dǎo)熱率和更低的粘度系數(shù)。 2、R410A與R407C性能系數(shù)比較R410A優(yōu)越的傳熱性能有助于提高空調(diào)制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)。 R410A 有兩個(gè)提高其性能因素的優(yōu)點(diǎn)。它具有較低的流動(dòng)力和較高的壓縮效率�？梢钥闯�，R410A的流量壓降小于R407C和R22，但R407C的壓降接近R2。例如，R410A流經(jīng)光管時(shí)的壓降比R22低30%，流經(jīng)板式蒸發(fā)器時(shí)比R22低15%到35%，在光管冷凝時(shí)比R22低15%到35%比R22 低%。比R22低35%到50%。

制冷劑流動(dòng)所需的壓降越低，壓縮機(jī)相對(duì)于壓降消耗的無(wú)用功就越少，有利于提高性能系數(shù)。在制冷劑壓縮效率方面，R410A比R22和R407C具有更高的壓縮效率。在往復(fù)式壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的R410A的等熵壓縮效率和氣體滲透效率比R22高約5%。在渦旋壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的等熵壓縮效率和氣體傳輸效率分別比R22高2%至15%和3%至10%。與R410A相比，在往復(fù)式壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的R407C的壓縮效率與R22相似。然而，在小型空調(diào)系統(tǒng)中測(cè)得的容積效率和等熵效率分別比R22 低3% 至7% 和6% 至14%。相比之下，R410A的壓縮效率比R407C高5%至20%。研究表明，在替代R22的兩種制冷劑中，R410A可以實(shí)現(xiàn)比R407C更高的系統(tǒng)性能系數(shù)。壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)獲得的數(shù)據(jù)表明，R410A的性能系數(shù)比R407C高10%以上。這進(jìn)一步支持了R410A在優(yōu)化的空調(diào)和制冷系統(tǒng)中具有更高的性能系數(shù)的結(jié)論。 R410A的性能系數(shù)分別比R407C和R22高10%和5%。 R410A優(yōu)越的性能系數(shù)已在已運(yùn)行的R22空調(diào)制冷設(shè)備的替換試驗(yàn)中得到證實(shí)�，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行測(cè)試是在相同的運(yùn)行條件下運(yùn)行三個(gè)不同的R22系統(tǒng)，使用相同的蒸發(fā)器和冷凝器，并更換制冷劑和渦旋壓縮機(jī)。結(jié)果表明，R410A的性能系數(shù)高于R22和R407C。在9.2kW家用空調(diào)更換測(cè)試中，R410A與R22相比，性能系數(shù)提高了5%。對(duì)27kW屋頂空調(diào)的對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)，R410A的性能系數(shù)分別比R22和R407C高3%和11%。在對(duì)35kW水冷制冷機(jī)組的更換試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)R410A的性能系數(shù)比I122和R407C分別高5%和6%。目前，越來(lái)越多的節(jié)能型R410A空調(diào)走出實(shí)驗(yàn)室，走向市場(chǎng)，部分空調(diào)性能系數(shù)達(dá)到6以上。 3、R410A與R407C的蒸氣壓比較圖2為兩款空調(diào)的蒸氣壓比較。環(huán)保制冷劑R410A和R407C、R22。在選定的溫度范圍內(nèi)，根據(jù)蒸汽壓力的特點(diǎn)，制冷系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (2)若R410A制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為2500kPa，則冷凝溫度應(yīng)控制在40左右。并且可以通過(guò)應(yīng)用水冷卻要求來(lái)滿足壓力限制。當(dāng)采用風(fēng)冷設(shè)計(jì)時(shí)，R410A系統(tǒng)的冷凝壓力超過(guò)了當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)的壓力極限。例如，如果夏季空氣設(shè)計(jì)溫度為40，則R410A的冷凝溫度將達(dá)到55左右，相應(yīng)的冷凝壓力將超過(guò)3400kPa。目前的R22系統(tǒng)無(wú)法承受如此大的壓力，因此必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。 （R410A的臨界溫度低至72.5，風(fēng)冷時(shí)如果環(huán)境溫度達(dá)到55或更高，R410a的臨界溫度區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)凝露，冷負(fù)荷約為環(huán)境溫度的65%從圖2可以看出，R407C的壓力曲線與R22非常接近，特別是在10以下，R407C的飽和壓力曲線幾乎相同。僅當(dāng)溫度在30度以上時(shí)，R407C的飽和壓力才略高于R22。因此，R407C的蒸發(fā)壓力與R22非常接近，冷凝壓力可比I122高100-270 kPa。 4. R410A和R407C的不同性能及應(yīng)用前景R410A的性能也可以從熱力學(xué)工程中得到分析圖在40-10的蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)，R410A的蒸氣密度比R22高43%，汽化潛熱比R22高11%，容積式制冷效果比R22高60%左右，考慮到壓縮機(jī)效率的損失，即使在相同密閉的情況下，R410A的制冷量也比R22高50%左右% 改進(jìn)，但當(dāng)從R22 系統(tǒng)更換優(yōu)化的R410A 系統(tǒng)時(shí)，由于工作量減少，請(qǐng)考慮壓縮機(jī)排量、熱交換器、管道等。由于流體循環(huán)流量減少且控制組件尺寸更小，對(duì)于低功率空調(diào)應(yīng)用，R410A 設(shè)備的成本可能低于R22 設(shè)備。

然而，在高輸出空調(diào)的情況下，與高壓蒸汽安全運(yùn)行相關(guān)的資本投資和增加的設(shè)備重量可能是需要考慮的問(wèn)題。這是因?yàn)殡S著制冷系統(tǒng)負(fù)載的增加，安全運(yùn)行R410A 所需的資本投資和重量迅速增加。環(huán)保制冷劑R410A、R407C的技術(shù)開發(fā)和使用，需要根據(jù)不同的應(yīng)用、不同的負(fù)載，采用不同的環(huán)保制冷劑技術(shù)。 (1)當(dāng)冷凝溫度較低時(shí)，如水冷時(shí)，R410A技術(shù)提高了設(shè)備容量和性能系數(shù)。 (2)在小負(fù)荷的風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)中，如額定負(fù)荷小于4kW，R410A技術(shù)提供了更高的性能系數(shù)，不僅可以省錢，還可以減少資金投入。 3）大負(fù)荷風(fēng)冷空調(diào)發(fā)展有兩個(gè)趨勢(shì)。 R407C系統(tǒng)的技術(shù)要求與R22系統(tǒng)非常相似，因此從開發(fā)難度和節(jié)省投資的角度來(lái)看，R407C優(yōu)于R410A。從提高性能系數(shù)和設(shè)備小型化的角度來(lái)看，R410A技術(shù)的發(fā)展更具吸引力。隨著國(guó)際社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和節(jié)能重要性的提高，R410A在大型空調(diào)系統(tǒng)中的份額有望進(jìn)一步擴(kuò)大。 (4) R407C不僅比R410A更可靠、成本更低，而且更簡(jiǎn)單、更容易操作。