中小型商用製冷設備：壓縮機（jī）、換熱器（qì）、製冷劑（jì）替代優化（huà）

      中小型商用製冷設備廣（guǎng）泛應用於超市、便利店、飯店（diàn）等場所，包括製冷陳列櫃、冷櫃、廚房冰箱、飲（yǐn）料櫃、酒櫃、自動售賣機、冰淇淋櫃及商用製冰機等。

中小（xiǎo）型（xíng）商用製冷設備的技術發展趨勢主要包括３個方麵：一是減少用冷需求，增強（qiáng）設備絕熱性能；二是製冷係統的優化，如循環流路的改（gǎi）進（jìn）、係統部件的性能優化及（jí）新（xīn）型製冷劑的應用（yòng）等；三是智能化管理係統的應用。本文，我們將來分享提高製冷係統性能的一些技（jì）術手段。主要（yào）包括：蒸氣壓縮（suō）製冷係統循環改進、重要部件性能優化、新型（xíng）製冷劑替代。

1、壓縮機效率提（tí）升

中小型商用製冷設備主要采用（yòng）全封閉活塞式壓縮機、轉子壓縮機和渦旋式壓縮機（jī）。目前，全封（fēng）閉活塞（sāi）式壓縮（suō）機占95%以上，但（dàn）是（shì）轉子式（shì）壓縮機保持快速增長趨勢，搶占全封閉活塞式壓縮機和渦旋（xuán）式壓縮機（jī）的市場。中小型（xíng）商用製冷設備用壓縮（suō）機的（de）發展趨勢如下：

１）緊湊（còu）化、輕量化，可降低（dī）材料（liào）成本，節約空間；

２）變頻化，具有溫度控（kòng）製精度（dù）高、能量調節範圍大、部分負（fù）荷效率較高等優點；

３）製冷劑替（tì）代對壓縮機的研究（jiū）、設計和製造提出了許（xǔ）多新的要求，如（rú）為減少製冷劑泄漏而提高壓（yā）縮機的密封性和可靠（kào）性等；

４）多物理場（chǎng）耦合仿真、液（yè）冷替代風冷消除通（tōng）風噪聲及高速低噪聲軸承（chéng）技術是壓縮機低噪聲化的主要研究方向。

2、換熱器（qì）強化傳熱

換熱器的強化傳（chuán）熱一直是熱門的研究方向，通過強（qiáng）化傳熱（rè）減少不可逆損（sǔn）失。從原理來（lái）說有增大（dà）傳熱積、增大傳熱溫差、提高傳熱係數３類強化傳熱技術。中小型商用製冷設備兩器（蒸發器和冷凝器）如下圖所示（shì）。

2.1翅片管式換熱器翅片

管式換（huàn）熱器是應（yīng）用最為廣泛的（de）換熱器，具（jù）有結構（gòu）緊湊、質量輕、成本低等特點。空氣側熱阻占主導，為（wéi）總熱阻的85%以上（shàng）。利用（yòng）翅片強化換（huàn）熱的機製主（zhǔ）要包括２個方麵：

①特殊的（de）翅片通道，如波紋片（piàn）通（tōng）道，因其內部會（huì）產生邊界層分離（lí）現象而導致混合作用；

② 在翅片通道內會產生邊界層的重複（fù）生長與尾流破壞。常用的翅（chì）片型式有平片、波紋片、百葉窗片、鋸齒片和打孔片。

2.2微通道換（huàn）熱器  

微通道換熱器具有結構緊湊、質量輕、換熱效率高、成（chéng）本低（dī）等特點，近年來在（zài）中小型商用製冷領域得到了較快發展。對翅（chì）片管式（shì）冷凝器的飲料櫃和微通道冷凝器的飲（yǐn）料櫃進行性能試驗，結（jié）果表明：用微通道（dào）換熱器作為飲料櫃的冷凝器具有高效、減少製（zhì）冷劑充注量（liàng）、成（chéng）本低等優點。微通道換熱器在中（zhōng）小型商用製冷領域的優（yōu）化方向：

１）研究翅（chì）片型式及其參數，如開窗（chuāng）角度、片間距等與流量、壓（yā）降、空氣側氣流（liú）組（zǔ）織及（jí）風機功耗間的關係；

２）換熱器的集流管（guǎn）的布置方向，水平（píng）、垂直（zhí）或（huò）是傾斜；

３）扁管的寬度及其內部開孔的型式和數目，對換熱性能和製冷劑充注量影響較大，針對不同的需求，對扁管（guǎn）的結（jié）構進（jìn）行優化（huà）設計；

４）流路優化是重要影響因素；

５）特殊結構集（jí）流管的設計使得微通道換熱器做蒸發器時，製冷劑分配（pèi）較為均勻，換熱性能（néng）得以改善。

3、製冷劑替代（dài）

3.1 R290的推廣  

碳氫化合物製冷劑（jì）丙烷（wán）（R290）因具有無氟、低（dī）碳、天然、高效、價格（gé）低等諸多（duō）優勢，可用於中小型商（shāng）用製冷領域（yù）。產業在線監測數據顯（xiǎn）示，2018年 R290在中小（xiǎo）型商用（yòng）製冷設備（bèi）中的應用在30%左右。

如在立式冷櫃中應用R290替代R404A，換熱器的內容積比原型機小40%，開機周期功率和開（kāi）停機（jī）周期功率分別降低2.7%和0.6%，並且工況（kuàng）下的製冷劑充注量低於原型機30%。

在（zài）商用冷櫃（guì）中，與原R134a係統相比，製冷溫度下（xià）降１℃，耗電量減少約10%。此外，製冷劑充注量降低可減少冷凝器耗材。然而（ér），R290的可燃（rán）性限製了其在行業內的推廣使用，這也是下一步需要重點解決的問題。

3.2  co2的使（shǐ）用  

co2具有良好的低（dī）溫流動特性和換熱特性，co2製冷（lěng）係統可用於超（chāo）市食（shí）品的保鮮（xiān）儲藏和低溫冷（lěng）凍保存。在歐美（měi）和日本，co2在（zài）商業和超市製冷係（xì）統的使用處於（yú）領先地位。

在我國，2008年北京奧運會期間，A公司曾為可口（kǒu）可樂生產數千台co2冷櫃（guì）；B公司於2011年研發了co2商用製冷陳列櫃和製（zhì）冷機組產品，並通（tōng）過試驗研究發現在環境溫度低於20℃時，co2商用製冷陳列櫃比傳統（tǒng）產品的能效提高16%。受運（yùn）行壓力的限製，co2在中小型商（shāng）用製冷領域的推廣應用，給係統及部件（jiàn）的設計帶來許多新的挑戰。

翅片成型機，脹管機，翅片衝（chōng）床

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