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新冷媒R407C空调压缩机的开发 [5月14日]

[关键词] 新冷媒 R407C 空调 压缩机

    近年来,生态环境的保护受到世界各国普遍重视。对于空调业来说,寻
求对臭氧层无消耗的替代冷媒,以及提高能效,减少CO2的排放,减缓温室效
应的影响是当今空调业的重要课题。
    按照蒙特利尔协议书的规定,对于HCFC物质,1996年要开始削减,2004
年削减35%,到2020年发达国家将完全废止。实际上欧美、日本等发达国家HC
FC替代工作已远远提前,2000年出口到欧洲国家的空调产品,已经要求是非H
CFC的产品。随着中国加入WTO步伐的加快,空调器的出口贸易已呈现出高速发
展的态势,开展HCFC冷媒的替代研究工作并使其商品化已是当务之急。
    广东美芝公司充分利用株式会社东芝自20世纪80年代中期就已在日本本土
推出R407C新冷媒机种的成熟技术。针对HCFC冷媒的替代问题,于2000年初引
入了最新的R407C压缩机制造核心技术并加以改进,通过购置全套新冷媒评价
试验设备(热量计、过负荷、噪音、耐久),完善生产设备(注油机等)和加
强对生产过程的水分、杂质控制,现已实现了对全系列新冷媒机种的批量供货。
新冷媒R407C系列机种开发
    1.R407C冷媒特性比较与开发构想   
    ① R407C具有与R22相近的冷冻能力,压力也基本上相当,对压缩机改动
小;
    ② R410A压力较高,从安全性考虑R407C更易于人们接受;
    ③ R407C与现行矿物油不相溶,因此需开发与R407C相溶的冷冻机油;
    ④ 由于HFC不含氯原子,润滑特性差,压缩机摩擦副的材料需重新开发。
    2.冷冻机油开发
    以下为合成冷冻机油的性能比较
    ① AB油由于与HFC的相溶性差,信赖性难以保证,很少采用;
    ② PVE油的热、化学安定性较差,成本高等问题,很少采用;
    ③ POE油综合性能最好,具有较高的性能价格比。
    美芝公司采用日本石油公司专门开发的RB68AF 冷冻机油,具有以下特性:
    ① 基础油:分歧型POE油;
    ② 添加剂:安定剂,酸化防止剂,金属不活化剂;
    ③ 动粘度:65.6mm2/s@40℃,8.2mm2/s@100℃。
   冷冻机油RB68AF性能评价
    ① 加水分解稳定性
    加入1000ppm水分量,在温度、压力及触媒作用下,其全酸值无变化。
    ② 与HFC的溶解特性
    与原来矿物油相比,其二层分离温度低,低温流动性好。
    ③ 绝缘特性
    冷媒与油共同作用,加入少量有机酸,其体积电阻率无明显变化。
    ④ 与有机材料相容性
    在有机酸的作用下,对电机绝缘材料无明显不良影响。
3.滑动摩擦副材料的开发
    压缩机活塞与滑片摩擦副间的润滑处于非稳态的边界润滑状态,易磨损。
由于R22中含有1个氯原子,可以在其表面形成一层耐磨的金属氯化物,可减少
该滑动部位的摩擦和磨损。而R407C中不含有氯原子,该滑动部位的磨损会加
剧,因此对滑片材料要从新开发。以下是东芝公司专利滑片材料SUS440C与其
他材料的磨损量对比曲线:
    可以看出,东芝公司针对新冷媒开发的SUS440C+氮化处理滑片材料在耐
磨损方面具有明显优势,压缩机的信赖性得到可靠保证。
    美芝公司R407C冷媒压缩机
    的性能评价
    测试条件:
    蒸发温度    7.2℃(压力取中间值)
    冷凝温度   54.4℃(压力取中间值)
    液体温度   43.8℃
    吸气温度   35.0℃
    环境温度   35.0℃
    排气温度   100℃
    噪音测试:声功率级 10点法
    2.信赖性
    ①单体耐久确认:进行A、B系列条件试验,部品磨耗量,冷冻机油色度、
酸性值均无问题;
    ②空调系统搭载耐久试验:系统基础评价试验,冷房、暖房、除霜连续试
验,部品磨耗量,冷冻机油色度、酸性值均无问题。
    评价设备的引进
    2000年8月美芝公司引进日本CHINO株式会社系列评价设备,包括:
    全自动热量计,配备标准正弦波变频电源,可实现R407C、R410A、R22冷
媒,交流变频、直流调速压缩机,1000~10000W的能力测试。
    噪音新冷媒工况试验台,配备标准正弦波变频电源,利用原来声功率计(
10点法),实现R407C、R410A冷媒,交流变频、直流调速压缩机噪音测试。
    气体负荷新冷媒试验台,配备通用变频电源,实现R407C、R410A冷媒,交
流变频、直流调速压缩机起动性能、过负荷能力、吐油量等性能测试。
    新冷媒压缩机耐久性试验台,配备通用变频电源,具有10个试验工位,可
自动实现R407C、R410A冷媒,交流变频、直流调速压缩机连续、断续耐久试验。

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