1對R410A應(yīng)用在小型家用空調(diào)和熱泵上的節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性上的研究和認(rèn)識尚未全面深入，因此本文擬通過對一組R410A與R22空調(diào)器的比較分析，來對R410A空調(diào)器的制冷量和能效比、全年運(yùn)行耗電量、環(huán)境性能以及生產(chǎn)成本做一些初步探討。

　　2R410A與R22的熱力性能比較

　　R410A的運(yùn)行壓力比R22高出約60，但其單位容積制冷量則比R22高出約40;與R22相比，R410A空調(diào)器可采用較小排氣量的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)殼體則需加厚;加厚的殼體有利于降低壓縮機(jī)運(yùn)行噪聲，R410A壓縮機(jī)的運(yùn)行噪聲比相應(yīng)的R22壓縮機(jī)可明顯降低24dB.

　　以R22在質(zhì)流密度200kg(sm2)下的蒸發(fā)器每m管長壓降為例，為了產(chǎn)生相同的壓降，R410A的質(zhì)流密度則允許增大至280kg(sm2);由于R410A的工作壓力較高，為了產(chǎn)生相同的溫降，R410A的壓降需比R22高出約50，因此R410A在質(zhì)流密度340kg(sm2)下由于壓力損失所產(chǎn)生的溫降才與R22在質(zhì)流密度200kg(sm2)下時相同。R410A在相同質(zhì)流密度200kg(sm2)下的蒸發(fā)傳熱系數(shù)比R22高出約55;在等同壓降下，R410A的蒸發(fā)傳熱系數(shù)則高出90，而在等同溫降下，則高出115.盡管在相同質(zhì)流密度下R410A的冷凝傳熱系數(shù)僅比R22高出15，但在等同壓降和溫降下，R410A的冷凝傳熱系數(shù)則分別比R22高出35和65.因此在開發(fā)R410A空調(diào)器時，換熱器及聯(lián)接管的管徑可以更小，同時由于換熱效果得到加強(qiáng)，故與R22相比R410A的換熱器尺寸可以相對減少，以便節(jié)約材料，如果保持R410A換熱器尺寸不變，則可提高系統(tǒng)能效。

　　3R410A與R22空調(diào)的系統(tǒng)性能比較

　　影響家用空調(diào)的系統(tǒng)性能(即制冷量和運(yùn)行能效)的因素很多，如制冷劑性質(zhì)、壓縮機(jī)效率、換熱器型式(包括其尺寸大小、換熱面積大小、銅管及翅片型式、流程設(shè)計)、毛細(xì)管尺寸、風(fēng)量、風(fēng)機(jī)及電控部件耗功等等。其中，制冷劑的選用對系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生重要的影響，空調(diào)器的各部件會根據(jù)制冷劑的不同做相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)行針對性的設(shè)計開發(fā)。為了考察R410A的節(jié)能性，在此利用家用空調(diào)設(shè)計開發(fā)軟件GenesymTM開發(fā)了4臺空調(diào)樣機(jī)，其中一臺為R22空調(diào)，另外3臺為R410A空調(diào)，該空調(diào)設(shè)計開發(fā)軟件GenesymTM已通過充分的實驗驗證，精度達(dá)到5以內(nèi)。為了確保空調(diào)樣機(jī)的可比性，其中3臺空調(diào)樣機(jī)的設(shè)計制冷量為3500W，R22和R410A壓縮機(jī)本身的效率COP在額定工況下分別為306和295，兩者之差為37，實際上在相近的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平下，由于R410A運(yùn)行壓力較高等原因，通常R410A壓縮機(jī)的效率會比R22壓縮機(jī)低3左右。

　　R22空調(diào)樣機(jī)R22-Optd是已通過性能成本優(yōu)化的集中空調(diào)器，將其作為比較的基準(zhǔn)，其室內(nèi)機(jī)采用7mm的內(nèi)螺紋管，室外機(jī)采用952mm的內(nèi)螺紋管，每排管數(shù)為22，盤管高度為559mm.3臺R410A空調(diào)樣機(jī)均采用了與R22空調(diào)樣機(jī)相同的室內(nèi)機(jī)，室外機(jī)均采用7mm的內(nèi)螺紋管。其中R410A-Comt是一種緊湊式空調(diào)樣機(jī)，其室外機(jī)盤管每排管數(shù)為22，盤管高度為462mm，是R22-Optd盤管高度的82，因此可實現(xiàn)室外機(jī)的小型化;空調(diào)樣機(jī)R410A-Optd的整體尺寸大小與R22-Optd相同，室外機(jī)盤管每排管數(shù)為26，盤管高度為546mm，與R22-Optd的盤管高度相近;R410A-High為一種高效的R410A空調(diào)器，其室外機(jī)盤管高度是R22-Optd的120.對3臺R410A空調(diào)器的室外機(jī)盤管流程型式進(jìn)行了針對性的改進(jìn)優(yōu)化，這4臺空調(diào)樣機(jī)的換熱器規(guī)格參數(shù)如所示。

　　4結(jié)論

　　R410A作為一種可以長期替代R22的綠色環(huán)保制冷劑，它不消耗臭氧層，而且有著優(yōu)良的熱傳遞與流動特性。為了考查R410A對空調(diào)器各類性能包括其系統(tǒng)性能如制冷量和能效比、全年運(yùn)行耗電量、環(huán)境性能以及生產(chǎn)成本的影響，本文開發(fā)了4臺具有可比性的R22與R410A分體式家用空調(diào)樣機(jī)并進(jìn)行比較研究。其中1臺為經(jīng)過成本性能優(yōu)化的R22空調(diào)樣機(jī)，另外3臺為R410A空調(diào)樣機(jī)，其中1臺優(yōu)化的R410A空調(diào)樣機(jī)的整機(jī)尺寸大小與R22空調(diào)樣機(jī)相同，1臺R410A空調(diào)樣機(jī)為小型緊湊式的機(jī)型，另外1臺則為高效的R410A空調(diào)樣機(jī)。為了確保空調(diào)樣機(jī)的可比性，采用了相同的經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的室內(nèi)機(jī)或蒸發(fā)器盤管，分別選用了具有典型代表性的R22與R410A壓縮機(jī)，室外機(jī)或冷凝器盤管針對各自的制冷劑特性進(jìn)行過優(yōu)化設(shè)計。通過對4臺R22與R410A空調(diào)樣機(jī)進(jìn)行比較分析，可以得出以下結(jié)論：1)由于與R22相比，R410A有著顯著優(yōu)勢的流動特性，并且運(yùn)行壓力和單位容積制冷量都比較高，管內(nèi)制冷劑的壓降及壓力損失對性能的影響較小，因此換熱器銅管可以采用更小的管徑，有助于節(jié)約原材料，減小換熱器尺寸。壓縮機(jī)可采用較小的排氣量以及加厚的殼體，加厚的殼體則有利于降低壓縮機(jī)運(yùn)行噪聲。2)與R22相比，R410A的傳熱系數(shù)高，具有優(yōu)良的熱傳遞和流動特性，有利于提高空調(diào)的運(yùn)行效率。在4臺空調(diào)樣機(jī)中，整機(jī)尺寸大小相同的R410A空調(diào)比R22空調(diào)的能效比高出約3，高效的R410A空調(diào)比R22空調(diào)的能效比可高出約12.此外通過對系統(tǒng)性能的分析，發(fā)現(xiàn)R410A空調(diào)隨著室外環(huán)境溫度的下降，節(jié)能效果更加明顯，因此當(dāng)R410A應(yīng)用在家用熱泵式空調(diào)中，在能效方面的優(yōu)勢將更加突出。