【测试】标准测试，R290小冷量制冷压缩机到底靠不靠谱？

在环保趋势下，R290制冷剂越来越受到关注。R290的标准沸点、凝固点、临界点等基本物性与R22极其接近，而且R290的导热系数更大、粘性系数及绝热指数更小，作为制冷系统换热介质可有效改善换热效果，降低功耗，减少充注量。当然，R290制冷剂的可燃可爆的危险性也同样备受关注。很多人都在担心，使用R290制冷剂的冰箱和空调，到底可不可靠？

SO，今天我们就通过标准实际测试，一起来看一看，R290制冷剂在小冷量制冷压缩机的性能情况。

1、R290什么条件下会发生爆炸？

R290推广应用中面临的最关键的问题是存在一定的燃爆危险，按照GB/T 7778-2017《制冷剂编号方法和安全性分类》中的制冷剂安全性分类（如图1所示），R290属于A3类制冷剂。

R290发生爆炸危险一般需要同时满足两个条件：

（1）与空气混合且浓度达到2.5%～8.9%；

（2）温度超过810℃。

2、R290小冷量制冷压缩机在不同标准下测试差异

2.1参照标准工况

• GB/T 9098-2008《电冰箱用全封闭型电动机-压缩机》

• ASHEARE、EN 12900-2013 Refrigerant  compressors  - Rating  conditions,  tolerances and presentation of manufacturer's performance data

• T/CAS 319-2018《电冰箱实际工况下全封闭型电动机-压缩机性能评价技术规范》

• 用户自定义工况条件

2.2 国标与EN 标准差异性

从表2可以看出，国标和EN标准在测试工况上基本相同，主要区别在于过冷度的确定，国标要求22 K的过冷度，而EN标准过冷度则为0 K。

从如图2所示的制冷循环lgP-h图可以知道，如果对于同一台样机进行测试，国标GB/T 9098中的制冷量试验的测试结果考虑了冷凝温度对应冷凝压力下的饱和液态状态点3以及阀前过冷状态点3’之间的这部分能力，则一般情况下国标条件下的制冷量测试结果Q GB 应略大于EN条件下的制冷量测试结果QEN（国标计算公式未将过冷部分的能力考虑进去）。本文所涉及的国标的制冷量计算都是考虑了此部分能力的测试结果。根据制冷量计算公式简化计算则：

QGB=qm×(h1-h3')

（1）QEN=qm×(h1-h3)

（2）其中：qm为制冷剂质量流量（公式忽略了其他测试条件的差别所带来的影响，仅分析过冷度对制冷量测试结果的影响）。

2.3 国标与 T/CAS 319 的差异性

T/CAS 319-2018《电冰箱实际工况下全封闭型电动机-压缩机性能评价技术规范》的制订主要基于国标测试工况与压缩机设计的标准工况存在一定的差异性。同一测试样机在T/CAS 319工况下的制冷量及消耗功率将比国标工况下的测试结果偏低，且功率的降低幅度更大，在压焓图上表示如图3所示。

2.4 国标与典型自定义工况的差异性

典型的自定义工况是针对企业定制性开发的设定测试条件，与国标工况相比最明显的差异在于蒸发温度升高而冷凝温度降低，具体参数如表4所示。

3、不同标准工况下测试结果差异

3.1 不同标准同一机器的测试结果差异性分析

为分析不同工况条件对压缩机制冷量测试结果的影响选取一台规格参数如表5中所示的小冷量制冷压缩机进行四种不同测试工况下的性能测试，制冷量及输入功率测试结果如图4所示。

对应3.2至3.4小节的分析可以看出，与国标工况相比，该机型在EN 12900测试工况下，实测制冷量减小22.32 W，降低幅度达到7.88%；在T/CAS 319工况下，制冷量和消耗功率都有所减小，但是因为功率降低幅度更大，因此实测COP结果略大于国标工况；在典型自定义工况下，COP的提升幅度达到13%。由上可知，不同工况下同一样机的测试结果偏差是比较明显的，企业或者检测机构在测试过程中，必须根据产品依据的标准来设定测试条件，并尽可能提高测控精度，以免引起测试结果误差。

3.2 国标测试工况下不同机器性能测试结果分析

R290是冰箱压缩机中R600a的最佳替代制冷剂之一，因此近几年各冰箱压缩机厂家都在深入研发并上市R290制冷剂压缩机，但是R290制冷压缩机产品整体性能情况及产品间的性能比对研究确不多见。

本文以GB/T 9098测试工况为统一条件，选取了10家冰箱压缩机企业具有代表性的小冷量制冷压缩机产品共计40台，进行性能测试结果分析，其中制冷量分布如图5所示，有25台的能力测试结果为200 W～600 W，占总数的63%。将COP测试结果划为四个等级进行占比分析，如图6所示，其中COP在1.0～1.2范围内的占比为10%，在1.2～1.4范围内的占比为35%，在1.4～1.6范围内的占比为30%，在1.6～1.8范围内的占比为25%。

选取制冷量在240 W～300 W以及300 W以上的测试样机与标准要求的R600a制冷剂压缩机的COP分级要求进行比对。测试样机分别有9台和18台处在该范围，占比分别为总数的23%和45%，性能系数分布分别如表6、表7所示。

其中制冷量在240 W～300 W有5台，即一半以上的测试样品的COP大于1.5，即分级为对应R600a的B级。300 W以上的测试样机则由占比72%以上的COP测试结果对应分级在B级及以上。