新冷媒压缩机技术讲义

在气体状态进行充注时冷媒的组分将会发生变化。
请确保系统的清洁度，对系统中杂质进行充分的考核， 因为不相容的杂质会影响压缩机的可靠性。(清洗后的 残留液，两器管道中的含尘量等。)
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价格比较
美芝X1C系列报价和R22压缩机在同一水平线。
日本三洋1匹和1.5匹比R22高10%左右。
三星：5600 BTU---53 USD；
CG533QB1-C
16.2
220-240V,50Hz
CG333DB1-C
12.5
220-240V,50Hz
CG CG433EB1-C
14.1
220-240V,50Hz
CG533FB1-C
15.1
220-240V,50Hz
CG633GB1-C
16.7
220-240V,50Hz
CG633PB1-C
17.3
21.9
220-240V,50Hz
CH833KC2-U
23.2
220-240V,50Hz
CH933RC2-U
25.3
220-240V,50Hz
CHZ33LC2-U
28.6
220-240V,50Hz
CHY33MC4-U
30.7
220-240V,50Hz
CHV33YC6-U
41.7
220-240V,50Hz
220-240V,50Hz
CH933RC2-S
25.3
220-240V,50Hz
CHY33MC4-S
30.7
220-240V,50Hz
CHW33TC4-U
35.6
220-240V,50Hz
CH733HC2-U
19.3
220-240V,50Hz
CH733QC2-U
21.1
220-240V,50Hz
CH CH833JC2-U
'01/1 末量产 '01/1 末量产 '01/2 量产
'01/9 '01/7 '01/8 '01/8 '01/5 '01/7 '01/5 '01/5
注:( )内为暂定值
名义冷量对应的测试工况
R407C冷媒
冷凝温度Tc=54.4 ℃= (T3+T4)/2 (冷凝压力下的泡露点平均温度) (对应饱和压力Pd=2.327MPa[A])
主要内容：
冷媒的限制和替代冷媒的选择 新冷媒的特性和问题点 SHEC新冷媒压缩机的开发计划 SHEC新冷媒压缩机的介绍 新冷媒压缩机的使用注意事项
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1.冷媒的限制和替代冷媒的选择
1）.冷媒的限制
根据《蒙特利尔协议》，HCFC物质被列入限制使用 物质，废除时间表为：
发达国家的使用期限为2020年全废。 发展中国家的使用期限为2040年全废。
蒸发温度Ts=7.2℃=(T6+T7)/2 (由蒸发器进口剂温度与露点温度的平均温度) (对应饱和压力0.632MPa[A]) 。
压缩机吸气前温度T1=35℃ (对应吸气过热度T1-T7=25.6℃) 过冷度T4-T5=8.3℃ (对应膨胀阀前温度T5= 43.95℃)
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4. SHEC新冷媒压缩机的介绍
曲轴：强度提高
活塞： FCC250→FCC250GH
冷冻机油： 4GSI→HAF68D1
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电机：提高力矩
叶片： SKH51→YAP63
1）开发了新的冷冻机油
动粘度(Cst)(@40℃) 相溶性 润滑性 热安定性 氧化安定性 加水分解性 电气绝缘性 吸湿性 与电机材料的相容性 产品供应性 总体评价
系统中使用分子筛干燥剂后的 油中水分变化
油中含水率(ppm)
600 500 400 300 200 100
0 0
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10 20 30 40 50 60 70 80 运转经过时间(Hr)
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冷媒的充注,必须避免冷媒成分发生变化
60%
R32
45%
R125
R134a
30%
冷媒成分比
15% 0%
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(%)
’96 120 100
80 60 40 20
0
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’04 100%
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’10
’20
Montreal Protocol 65%
35%
10% 0%
(year)
2）.替代冷媒的选择
替代冷媒的选择原则： 1.不破坏臭氧层; 2.无毒、不可燃； 3.化学和热的稳定性； 4.材料相容性； 5.热力学特性与现有冷媒相近等。
ODP 临界温度(℃) 临界压力(MPa[A]) 沸点(℃) 压缩指数 温度滑移(℃) 工作压力
容积制冷量(kJ/m3)
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R22 R-22 100 0.055 96 4.974 -40.8 1.184
0
--
3940(100%)
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R407C R-32/125/134a
23/25/52 0
86.7 4.615 -43.6
20%
40%
60%
充注量
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80%
100%
新冷媒压缩机的使用注意事项
必须严格控制新冷媒制冷系统中的水分含量（150ml）。
为了除去系统中残存水分，建议追加干燥器，并请使用 指定的分子筛干燥器。
对于非共沸冷媒, 安装、维护过程中有可能引起冷媒成 分比的变化，当发生冷媒泄漏时请不要追加充填。
冷媒应在液体状态进行充注；
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欧洲消费市场冷媒使用趋势
现在
R22
R134a
2019 趋势
R410a
2019 2000
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R407c
2019 2019 2019
上海日立开发R407c的理由：
欧洲市场要求迫切；
热物理性质与R22比R410A更接近； R410A容积制冷量是R22的140％，需要改变压
缩机的排气量；
7000 BTU---57.5 USD;
8000 BTU---62 USD;
9200 BTU---65 USD;
12400BTU---68.5 USD;
14500BTU---71 USD; 18000BTU---76.4 USD。 LG： 7800 BTU---61 USD； 9500 BTU---66 USD； 12000BTU---71 USD。
-<0.1 R22的1.1倍
3840(97.4%)
R410A R-32/125Biblioteka Baidu
50/50 0
72.1 4.926 -51.4 1.173 约4--6℃ R22的1.6倍
5683(144.2%)
2）新冷媒压缩机的问题点
(1) 冷冻机油
R22冷媒无极性
HFC冷媒有极性
R22冷媒时采用矿物油
HFC冷媒与矿物油不相溶， 从而产生润滑部给油和回油性问题
压力上升10％，压缩机和空调器改动小； 综合上讲：项目投入少，风险低。
另：对于R32/125混合冷媒，R32比率越大，系 统COP越高；但若超过56％，具有可燃性，而各 占50％的R410A系统COP与原来基本相等。
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2.新冷媒的特性和问题点
1）.冷媒特性比较
冷媒 组成成分 组成成分比(wt%)
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冷量 (w) 1710 2650 (2060) (2320) (2470) (2760) (2850)
R407C 样机 提供时间 可以量产 可以量产
'01/5 '01/6 '01/7 '01/5 '01/4
4346 5190 6010 (3250) (3535) (3670) (3880) (4270) (4820) (5165) (7100)
日本和美国为R410A； 欧洲现在是R407C，但以后也基本是R410A。
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日本新冷媒发展趋势：
冰箱：
R12
房间空调（3HP以下） R22
柜式空调（3HP以下） R22
冷柜（小型）
R12
冷柜（大型）
R22
R134a;替换结束 R410A;2019年止 R407C;2019年止 R134a;替换结束 R404a;替换中
钢
改进的目的 改善了材料组织,提 高了耐磨性
硬质粒子微细分散, 提高了耐磨性
摩耗量
250% 200% 150% 100% 50%
0%
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摩耗量比较
R22/旧叶片/旧活塞
R407C/旧叶片/旧活塞 叶片/活塞/冷媒/油的组合
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活塞摩耗量 叶片摩耗量
R407C/新叶片/新活塞
3）对压缩机材料和工艺副资材的相容性研究
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如有，则应减少此种污染 物或变更产生此种污染物 工艺
5. 新冷媒压缩机的使用注意事项
水分控制
冷冻机油含水量与时间的关系
250 HAF 68D1
200
压缩机暴露在空气中 时间约在5分钟以下。
POE油吸水性强，可 能发生加水分解反应
含水量（ppm）
150 SUNISO 4GSI
100
50
由于找不到能满足以上要求的单一冷媒，所以考虑采用混合冷媒。
非共沸冷媒R407C
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近共沸冷媒R410A
R407C和R410A空调器开发原因
出于环保的要求，作为受国际协议限定的制 冷剂的环境参数，主要有：
臭氧耗率 （ODP）， 全球变暖潜质（GWP）。
理想的HFC替代物是ODP为零，GWP很小。
研究的材料: 1. 压缩机材料(电机绝缘材料、 金属材料等）. 2. 加工工艺副资材(如切削油、防锈油、模具 成型油、清洗剂等共上百种加工副资材）
试验条件 试管
试验方法
结果判定
污染物
加热： 175℃，14天
有无凝絮等不溶物
冷却：
-40 ℃，4Hr
触媒:Cu,Fe,Al 制冷剂.:R407C(1g) 冷冻机油:HAF68D1(2g)
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各类冷冻机油性能比较
油类
POE PVE AB 4GS
HFC 冷媒相溶性
氧化安定性
加水分解安定性
化学稳定性
润滑性
电气绝缘性
吸湿性
成本比较
供给难易比较
比较：
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(2) 滑动摩擦部件——叶片/活塞材料的改进 主要摩擦副
上轴部 下轴部
曲轴
活塞外径
下缸盖止推面
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汽缸叶片槽
叶片
先 端
加 压 面
反 加 压 面
(3) 残留杂质的相容性
现有生产工艺情况下残留在压缩机内部 的各种杂质有可能与新冷媒/冷冻机油不相 容，导致油、冷媒及绝缘材料等的劣化，并 在毛细管等部件中发生淤堵。
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3. SHEC新冷媒压缩机的开发计划
1) R407C冷媒压缩机系列及能力分布图
Series BTU/h 5120
必须开发新的冷冻机油
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冷冻机油的选择
由于HFC系冷媒中不含亲油性的氯离子， 因此它不与传统的R22用矿物油亲和------需寻找其他油
主要考虑的物性：粘度，稳定性，抗磨性。
从目前冷冻油的选择来看： 三洋，韩国LG，三星也是PVE油； 三菱和大金为AB油； 日立，东芝，松下为POE油。
CFC冷媒中所含的氯离子在机械部件中还起到抗磨的作用，
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制冷剂温室效应与可燃性之间的矛盾
对于一种纯替代工质，存在下述规律：
当制冷剂中的氢原子数多于氟原子数时， 一定具有可燃性； 而且相对于氟原子数，随着分子中氢原子数 所占比例增大，其可燃性越大； 相对于氢原子数，随着分子中氟原子数 所占比例增大，其GWP越大，可燃性越小。
所以，目前替代的冷媒方向为混合工质。
严格控制系统水分，建
0
议安装分子筛干燥剂；
0
2
4
6
8
10
12
时间（h）
在构造上不使干燥剂粉
碎粉末进入冷冻系统。
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选择适当的分子筛型号和安装结构
Service Valve Drier
Expansion Valve
Evaporator
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4way Valve
Compressor
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Condenser
W
1500
|
CG
CH
8530
2500
|
11945
3500
|
15360
4500
|
18770
5500
|
22185
6500
|
25600
7500
|
开发完机型 开发中机型
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2)R407C冷媒压缩机规格表
系列 机型名称 理论排气量
电源
(cc/rev)
CG133BB1-C
10.4
220-240V,50Hz
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聚酯油
HAF68D1 62.5
SL68D1 72.5
O
O
O
Δ
O
O
O
O
Δ
O
O
?
Δ
Δ
O
O
O
O
O
Δ
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聚醚油
ET68HN FVC68DX3
64.4
65
O
O
Δ
O
O
O
O
Δ
O
O
O
?
Δ
?
O
O
Δ
Δ
Δ
Δ
2）开发了新的叶片和活塞材料
活塞 叶片
原来的材料 改进的材料
连续铸造铸铁
硼连续铸造铸 铁
高硬度的特殊
一般高速工具钢 粉末烧结合金