R290壓縮機關鍵技術及市場應用.pdf

1、R290R290壓縮機關鍵技術壓縮機關鍵技術及多場景應用檢討及多場景應用檢討2023.042023.04CON TENTS目目 錄錄一、一、R290R290冷媒的特點冷媒的特點二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點三、三、R290R290多場景應用檢討多場景應用檢討四四、小結、小結一、一、R290R290冷媒冷媒的特點的特點冷媒冷媒R22R134aR404AR290摩爾質量摩爾質量86.47102.0397.644.1蒸發潛熱（蒸發潛熱（2525）（）（kjkj/kg/kg）182.7177.8140.3335.3熱傳導率（熱傳導率（2525飽和液）（飽和液）（mWmW/m

2、.Km.K）83.581.164.693.6粘度（粘度（2525飽和液）（飽和液）（uPa.suPa.s）164.4194.9128.196.9熱力學熱力學性質性質標準沸點標準沸點()()-40.81-26.07-46.10-42.09臨界壓力臨界壓力(MPa)(MPa)4.994.05933.7354.248臨界溫度臨界溫度()()96.15101.0672.1496.7循環循環特性特性注：注：(ASHRAE/(ASHRAE/T1T1工況工況)吸氣壓力吸氣壓力(MPa)(MPa)0.625 0.377 0.7550.588 排氣壓力排氣壓力(MPa)(MPa)2.146 1.470 2.53

3、81.883 理論排氣溫度理論排氣溫度()101.8 84.9 84.184.2容積制冷量容積制冷量(kJ/m(kJ/m3 3)3944.8 2630.2 4147.33434.9理論理論 COPCOP4.805 4.993 4.5394.908 R290 R290 標準沸點低，臨界溫度高；具備低溫和高溫應用的條件。R290R290 理論COP/排氣溫度；具備大溫差下低排氣溫度、高效率的特點。R290傳熱、流動、蒸發潛熱特性更優 R290低溫衰減少 引自：馬一太 等空氣源熱泵的發展及現狀分析R290排氣溫度低一、一、R290R290冷媒冷媒的特點的特點一、一、R290R290冷媒冷媒的特點的特

4、點R290 總體密度是R32的50%,相同質量流量下，R290在相同管徑內的流速遠遠大于R32，需要關注系統管路壓降。u圖1 相同管徑下，R290 氣相壓降高于R32。R290在7mm管徑內的壓降損失遠遠小于5mm管。u圖2 在4054條件下，液相管壓降表現出類似氣相管規律，暨R290 壓降高于R32。在 54以上，R290壓降低于R32。R290由于動力粘度小，汽化潛熱高，壓降系數出現拐點。側面也證明 R290高溫換熱優勢一、一、R290R290冷媒冷媒的特點的特點制冷量提升（%）R290實測表明：R290吸氣過熱度每上升11，制冷量上升0.20.2。增大吸氣過熱度能有效提升R290制熱量，

5、具體如下圖所示：R410A 原因原因：吸氣過度熱增加，吸氣密度下降幅度相當，但R290吸氣比焓增加是R410A的 3 3倍倍9910010110210310410536912151821R290R410AR404A9910010110210336912151821COP提升（%）R290R404AR410A （Te/Tc:0/45;3600rpm;Ts:520）二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點冷凍機油冷凍機油開發開發仿真研究仿真研究新材料新材料開發開發泵泵體體/回油回油優化開發優化開發高效率電機高效率電機泵體與泵體與電機電機適配性適配性系統系統特性研究特性研究嚴格防爆

6、嚴格防爆技術技術熱水干衣機低溫采暖空調冷鏈1 1、油品選用、油品選用互溶性好礦物油1.流動點-25，傾點-20，不適用于低環境溫度2.粘度受溫度影響劇烈酯類油1.傾點和絮凝點低（-35)2.互溶性好、系統回油性能好互溶性差聚醇油1.與R290不完全互溶，定速小系統及少充注量有優勢2.親水性強、出油率高的系統回油困難3.電性能需要關注冷媒與油的互溶性二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點1 1、油品選用、油品選用項目項目聚醇油聚醇油酯類油酯類油礦物油礦物油體積阻抗率(.cm)1.4*1081.4*10131.4*1013聚醇油絕緣性較低，吸水性強，吸收水分后電阻率進一步惡化。

7、應用于R290可燃性冷媒時，需要特別注意。電阻率隨含水量變化二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點因因R290R290冷媒排氣溫度較低，冷媒冷媒排氣溫度較低，冷媒壓力遠低于壓力遠低于R410AR410A，機械沖擊和冷，機械沖擊和冷熱沖擊無特殊要求熱沖擊無特殊要求耐機械沖擊耐冷熱沖擊絕緣距離耐油壓沖擊R290R290燃爆限值低，因此燃爆限值低，因此密封性要密封性要求高求高壓縮機在真空或低壓壓縮機在真空或低壓啟動啟動接插部件接插部件內內爬電距離縮短，產生大電流甚至爬電距離縮短，產生大電流甚至電火花，對電火花，對R290R290冷媒風險大，冷媒風險大，需需增增大大接插部件接插部件

8、絕緣絕緣距離距離 電氣接插部件考核加嚴電氣接插部件考核加嚴 內置保護器強制要求內置保護器強制要求 外置保護器件防爆強制要求外置保護器件防爆強制要求2 2、安全設計、安全設計二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點歐標EN 14276-1制冷系統及熱泵壓力設備對壓縮機PED認證的耐壓要求對料板質量和焊縫質量嚴格控制，使得耐壓滿足要求。3 3、OCROCR優化技術優化技術問題：R290 應用于低溫采暖有著低溫衰減少和排氣溫度低的優勢，但密度小，帶油能力弱。低溫采暖系統，蒸發溫度較低，高出油率易導致油在蒸發器中積聚，降低采暖

9、機組的換熱效率，對整機可 靠性也不利。對策：使用專利的擋油板，全轉速下OCR1%。電機上部流場分析圖電機上部流場分析圖擋油板安裝圖擋油板安裝圖5400rpm5400rpmOCROCR原方案3.03%新0.74%測試條件：蒸發溫度測試條件：蒸發溫度7.27.2 冷凝溫度冷凝溫度54.454.4 吸氣溫度吸氣溫度3535二二、R290R290壓縮機的關鍵技術點壓縮機的關鍵技術點作為自然工質，R290擁有優秀的熱力學和循環特性，適合多個領域的諸如R22、R134a、R404A等制冷劑替代。熱泵熱水器熱泵干衣機除濕機冷凍冷藏熱泵采暖冷凍冷藏家用空調三、三、R290R290多場景應用檢討多場景應用檢討

10、熱泵干衣小型封閉式系統，衣物烘干溫度較高，要求80以上高冷凝溫度；吸氣溫度也達到3040。熱泵熱水壁掛系統，四季高水溫下確保高吸氣過熱，進一步提升系統制熱能力 少油量 小型化 提升冷媒循環量 大回熱的系統設計提升吸氣過熱及系統啟動可靠性 溶解度導致潤滑油粘度變化關注冷凍機油及冷媒溶解度家用熱水器家用熱水器家用干衣機家用干衣機150g150g充注量限制使用場景充注量限制使用場景三、三、R290R290多場景應用檢討多場景應用檢討家用熱水器家用熱水器家用干衣機家用干衣機150g150g充注量限制使用場景充注量限制使用場景以R290干衣機系統運行為例，整個干衣過程吸氣壓力穩定，排氣壓力在1/3段干衣

11、過程后趨于穩定；全過程功率穩定。不斷優化耦合，仿真模型和實測數據總體吻合性好，總能耗誤差低于2%三、三、R290R290多場景應用檢討多場景應用檢討-25-2540504050最低最低蒸發溫度（蒸發溫度（-35-35）OCROCR遞減遞減噴氣增焓噴氣增焓最高最高冷凝溫度（冷凝溫度（8080）回油受阻、制熱量衰減回油受阻、制熱量衰減排氣溫度高、負荷大排氣溫度高、負荷大R290R290密度低，減少出油密度低，減少出油精準補氣，防止過噴或少噴精準補氣，防止過噴或少噴低溫熱泵技術，低溫熱泵技術，高效節能高效節能低溫采暖低溫采暖低環境溫度使用低環境溫度使用場景場景三、三、R290R290多場景應用檢討多

12、場景應用檢討壓縮機電加熱帶模型，對實際加熱帶的選型進行較精確的指導。1.電加熱推薦2.底部隔音棉 殼體底部包隔音棉能有效提升底部過熱度，保證油池溫度及壓縮機可靠性。低溫采暖低溫采暖低環境溫度使用低環境溫度使用場景場景三、三、R290R290多場景應用檢討多場景應用檢討油面穩定技術減少油面波動，降低出油率臥式供油技術專利吸油罩，壓差供油，上油快啟動前油面位置啟動后油面位置冷凍冷藏冷凍冷藏三、三、R290R290多場景應用檢討多場景應用檢討R600aR134aR407CR410AR404AR507R22R290CO2R1234yfR1234zeR407AR407FR452AR448AR449AHF

13、O blends314303920399017703.318101319231273banMax 1502088167419451282295R444B.677R32676R452BR454B562547R450AR513AR515A573403146R455AGWP750(2025年)GWP150(2020年)分體式系統分體式系統 封閉式系統封閉式系統 冷凍冷藏系統冷凍冷藏系統 日本GWP1500(2025年)應用背景應用背景全球雙碳政策，以及歐洲能源危機的雙重影響下，R290在不同領域的需求不斷增長。R290因其特有的優勢或將成為行業的長期使用的終極制冷劑之一。R290R290壓縮機關鍵設計點壓縮機關鍵設計點 根據R290不同應用，選擇合適冷凍油R290防爆專用設計（冷凍油/帶電機構/PED 耐壓監控）R290低OCR設計R290R290冷媒特性冷媒特性低溫衰減小排氣溫度低吸氣過熱敏感壓降損失大多場景應用多場景應用在冷媒充注受限時，關注油/冷媒溶解度在低環溫應用，關注低排氣溫度下油池可靠性/低溫啟動在冷凍冷藏領域，關注臥式機種油面謝謝觀看