1、低GWP制冷剂在单元与多联式空调机组上的应用江标 珠海格力电器股份有限公司多联机制冷剂替代方案探讨格力R32单元式空调机产业化成果0203制冷剂发展背景01珠海格力电器股份有限公司国际 中国巴黎协定CO2排放限定基加利修正案限制HFC京都议定书提出绿色开发机制6201320192021接受基加利修正案，设立HFC削减表印发绿色高效制冷行动方案对HCFC消费和生产实施配额制政策1930s1990s1990s2000s2000s现在now未来futureCFCsHCFCsHFCs？ODP1.0ODP0.1ODP0ODP0GWP 8000GWP2000GWP1000GWP1制冷

2、剂的发展与替代关乎人类共同命运一、制冷剂发展背景珠海格力电器股份有限公司加大环保制冷剂的研发 积极推动制冷剂再利用和无害化处理加快制修订制冷行业用环保制冷剂产品标准和安全标准 促进低温室效应潜能值（GWP）制冷剂的推广应用空调制冷业是制冷剂替代工作的核心领域100%90%70%50%20%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%2025202620272028202920302033420352036203720382039204020444204520462047204820492050HFC消减计划时间表：2024年冻结在基

3、准水平2029年起开始逐步消减2045年降低至20%的水平空调领域电力消耗达到社会总电力消耗的15%空调制冷业中制冷剂占据制冷剂总量的78%78%15%备注：制冷剂暴涨：2022年中国制冷剂行业市场现状及企业竞争格局分析EB/OL.中商产业研究院,2021.绿色高效制冷行动方案EB/OL.国家发展改革委,2019.发改委等七部委联合印发绿色高效制冷行动方案一、制冷剂发展背景珠海格力电器股份有限公司u 试验设备安全升级u 焊接与产线安全升级u 湿压缩降排温技术u 高效增焓控制技术产线升级格力电器通过部件、系统、产线三个层级的技术升级实现了R32在单元式空调机组上的产业化有力推动了制冷剂的替代进程

4、部件升级u 电器盒元器件防火防爆u 压缩机可靠性升级u 小管径换热器，壳体小型化系统升级二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司空调控制元器件及电器盒防火防爆设计空调使用环境下R32泄漏后明火燃烧性试验n开展了多参数耦合泄漏燃烧试验，掌握了R32泄漏沉降特性和燃烧机理，明确了R32应用在制造与使用环节的安全要求，解决了R32安全应用问题n电器盒部件及其元器件进行全面防火防爆设计，进一步保障了R32的使用安全1.1 部件升级：电器盒元器件防火防爆 灼烧试验前灼烧试验后：主板烧毁，纱布完好盐水试验前盐水试验后：主板烧毁，纱布完好防爆继电器、陶瓷保险管，接触器增加防爆盒等安全升级

5、电器盒密封升级，隔绝主板异常打火外窜二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司冷冻油与R32相溶性、抗磨性研究电机高温绝缘性设计n电机高温绝缘性设计，采用耐高温耐腐蚀的聚四氟乙烯套管，确保高温条件下的绝缘性nR32专用冷冻油研究，探究基础油与添加剂不同成分下与R32的相溶性、结合抗磨性与极压性相比成熟R410A配置，低温二层分离温度可降低10以上；高压摩擦磨损量降低超8%；承压能力提升1倍，同温度下耐电压能力提升超过30%，使得压缩机可靠性进一步提高高牌号强度曲轴设计耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯套管低温二层分离温度PVE耐磨性优于POE油，其抗磨添加剂充分发挥作用1.2 部件升

6、级：压缩机可靠性升级 二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司小管径换热管内螺纹参数优化风机系统降噪设计出流涡区顺畅，通流能力强出流涡区明显，通流能力弱n小管径换热器优化：研发28高螺旋角高效换热管，推广至7mm/5mm小管径换热器n小型化壳体降噪设计：风叶基于大弦长的超长平面风路及微减速通流设计，同时抑制气流在流道中过度扩压，减小风轮通流损失，实现小型化壳体的低噪设计1.3 部件升级：小管径换热器，壳体小型化二、格力R32单元式空调机产业化成果两种管型的管内蒸发换热系数和压力损失对比两种管型的管内冷凝换热系数和压力损失对比珠海格力电器股份有限公司工商制冷空调高排温问题高低

7、温双边界可靠运行设计原则低温制冷剂过多内环20外环-15高温缺氟内环32外环482.1 系统升级：普通单元机系统微湿压缩降排气温度n在美国ARI520标准工况下，R32理论循环排气温度相比R410A高24，且工商制冷空调安装环境更加复杂，设计上必须考虑降低排气温度n提出了基于高温缺氟时排气温度与低温制冷剂过多时润滑油粘度双边界控制的设计原则，研究吸气干度区间寻优控制策略。相比R410A系统，名义工况排气温度可降低10，高温缺氟可降低5二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司双级压缩系统压焓图中间压力数学模型双级压缩补气增焓系统2.2 系统升级：补气增焓系统降排气温度n建立了

8、基于补气节流损失的中间压力数学模型，根据模型计算最优中间压力，对补气阀进行精准调节，降低排温的同时，实现宽温域性能全面提高，最高可提高20%二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司多功能实验室焓差综合实验室R32防爆监控冷媒排气风门人体静电排放装置实验室内部防爆升级3.1 产线升级：试验测试设备安全升级n 实验室进行内部防爆、冷媒监测与强排设计n 改造工作遍及珠海、重庆等多个基地，总共完成140余个实验室二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司超声波封口技术高频感应自动钎焊工艺实时冷媒监控系统3.2 产线升级：焊接与实时冷媒监测工艺n开发了高频感应自动钎

9、焊工艺，焊接故障率可降低98%，显著降低了焊接异常风险n新开发的超声波封口技术，可完全避免封口工序遇明火风险n开发了实时冷媒监控系统，分级报警，集中可视化，并设置强排风系统，确保现场安全二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司3.3 产线改造升级K23线K43线珠海总部巴西生产基地南京生产基地郑州生产基地重庆生产基地合肥生产基地石家庄生产基地芜湖生产基地武汉生产基地n产线改造升级总共完成67条，涉及珠海、重庆、南京、巴西等14个基地二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司推广区域 R32应用范围4大品类产品总销量超900万套格力R32单元式空调机组应用整

10、体概况 n已将R32应用到单元机、空气源热泵等20余个系列产品n总共销量超过900万套，累计淘汰ODS超过2.2万吨，碳减排超过200万吨二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司经济效益社会效益R32单元式空调机组产品得到国内外认可20余个产品系列畅销全球实现销售额超过400亿累计淘汰ODS制冷剂超2.2万吨减少碳排放超过200万吨多边基金项目验收R32制冷设备获奖安全、工艺及产品专利参与制修订国标行标行业示范作用二、格力R32单元式空调机产业化成果珠海格力电器股份有限公司多联机潜在可用制冷剂物性参数对比 三、多联机制冷剂替代方案探讨制冷剂在用潜在可选R410AR32R45

11、4BR466A化学式CH2F2组成成分R32/R12550:50R32/R1234yf68.9:31.1R32/R125/CF3I49:11.5:39.5安全等级A1A2LA2LA1GWP值(IPCCAR4)2088675466733GWP值(IPCCAR6)2256771531808单位质量制冷量(kJ/kg)154.11231.49200.71136.16标准沸点()-51.6-51.7-49.49-35临界温度()70.578.180.9490.3临界压力(MPa)4.955.785.274.24滑移温度()0.11.11.3备注：R466A中含有占比较高的可燃性抑制剂碘元素（CF3I分

12、子），需要采用无锌的零部件，且涉及润滑油的更换。珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨区域类别标准编号标准名称国际制冷剂应用ISO817-2014RefrigerantsDesignationandsafetyclassificationISO5149-2014RefrigeratingsystemsandheatpumpsSafetyandenvironmentalrequirements电器电气安全IEC60335-2-40-2022Safety-Part2-40:ParticularrequirementsforelectricalheatPumps,air-conditi

13、onersanddehumidifiers美国制冷剂应用美国联邦SNAP法规美国AIMSNAP：SignificantNewAlternativesPolicyProgram、AIM：美国创新与制造法规ASHRAE34-2022DesignationandSafetyClassificationofRefrigerantsASHRAE15-2022SafetyStandardforRefrigerationSystems电器电气安全UL60335-2-40-2022Safety-Part2-40:ParticularRequirementsforElectricalHeatPumps,Air-

14、ConditionersandDehumidifiers欧盟制冷剂应用欧盟F-gas法规（EU）No517/2014EN378Refrigeratingsystemsandheatpumps-Safetyandenvironmentalrequirements电器电气安全ENIEC60335-2-24-2022Safety-Part2-24:Particularrequirementsforrefrigeratingappliances,ice-creamappliancesandicemakers中国制冷剂应用/消耗臭氧层物质管理条例GB/T7778制冷剂编号方法和安全性分类GB/T9237

15、制冷系统及热泵安全与环境要求电器电气安全GB4706.32家用和类似用途电器的安全、热泵、空调器和除湿机的特殊要求制冷剂应用标准及电器的电气安全标准珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨美国AIM：HFCs削减：根据AIM法规第（i）条要求限制特定HFCs的使用国际各主要发达地区法规的GWP限制值要求美国 珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨欧盟F-gas法规（EU）No517/2014欧盟F-gas法规最新草案（暂未通过）国际各主要发达地区法规的GWP限制值要求欧盟 珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨备注：以上是用15，高度2.2m计算的。R3

16、2允许最大充注量：mmax=2.5LFL5/4h0A1/2。IEC60335-2-40对A2L制冷剂充注量和其他要求珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨充注量/kg参考整机冷量/kW用于建筑最底层用于非建筑最底层4.8612普通密封系统普通密封系统4.86-5.0614加强密封系统（内机不运行）加强密封系统5.06-7.5918必选：加强密封系统3选1：1、安全警报要求；2、室内通风要求（自然或机械）；3、安全截断阀要求（用于维修）仅满足第1种要求认为不合适7.59-79.822090不允许必选：安全警报要求、加强密封系统2选1：1、室内通风要求（自然或机械）；2、安全截断阀要

17、求（用于维修）n 针对多联机系统而言，对A2L制冷剂的使用要求备注：空气循环或泄露高度1.8m的内机（适用于风管、天井、壁挂机）IEC60335-2-40对A2L制冷剂充注量和其他要求珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨n 加强密封系统的要求序号要求一般在售产品一般在售产品是否满足是否满足1制冷系统的压缩机、压力释放装置、压力容器位于室外2制冷剂分流组件应满足耐压和脉冲压力试验要求；3制冷系统应仅在室内使用永久接头4在风机、皮带等运动部件发生灾难性故障时，应保护室内机中含有制冷剂的部件免受损坏；5室内空间管道的安装方式可以防止意外损坏；6在精度为3g/a或更高或不低于最大允许压

18、力0.25倍的压力下无泄漏；7正常运行时，室内机含制冷剂管道内的振动不得超过0.30GRMS（使用低通滤波器在200Hz下测量）；待验证8室内侧换热器应保护不受冰冻损坏；9室内风扇的最大转速，在正常运行时，应小于风扇制造商规定的最大允许风扇速度的90%。IEC60335-2-40充注量和其他要求珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨多联机系统须满足加强密封系统以及安全警报要求，并满足机械通风和安全截止中的二选一必备加强密封系统安全警报要求安全报警系统在满足附录GG.13的表GG.5最小密度要求是应发出声音和视觉警告例如响亮的（高于背景水平15dB(A)）蜂鸣器和闪光灯。二选一二选

19、一机械通风要求机械通风系统连续运行，或者如果泄漏检测系统被激活，应采取以下措施，并在泄漏检测系统复位后至少持续5分钟：为设备的机械通风系统通电，以输送等于或高于最小气流的室内气流；禁止压缩机运行，除非压缩机运行降低了泄漏率或释放到室内空间的总量。通过检查来检查符合性。安全截断阀要求安全切断阀的位置应便于授权人员进行维护，可释放的制冷剂应限于：CF为集中系数，其值为0.75；mRL可释放制冷剂，单位为kg；LFL可燃性下限，单位为kg/m3；Hr是GG.10.3中确定的室内机的有效高度，单位为m；A是房间地板面积，单位为m2。n 针对多联机系统而言，对A2L制冷剂的使用要求IEC60335-2-

20、40对A2L制冷剂充注量和其他要求珠海格力电器股份有限公司三、多联机制冷剂替代方案探讨n 系统方案：侧出风系统搭配内机及配管较少，可以采用外机截断阀截止外机冷媒+内机循环气流并增加最小房间面积要求的方案n 室内机：增加冷媒传感器，检测到冷媒泄露时，控制室内风机开启，形成循环气流，同时传输信号给室外机n 室外机：气、液管增加冷媒截断阀，接收到冷媒泄露信号后截止；同时通过断路器跳开的方式控制压机停机（规避外机软件认证，实际运行通过主控程序停机）室外机室内机冷媒传感器室内机冷媒传感器冷媒回收控制器室外区域房间1房间2多联机方案探讨珠海格力电器股份有限公司热回收模式转换器三、多联机制冷剂替代方案探讨n 系统方案：上出风系统搭配内机及配管较多，可以采用分歧箱/模式转换器截断内机冷媒+内机循环气流并增加最小房间面积要求的方案n 室内机：增加冷媒传感器，检测到冷媒泄露时，控制室内风机开启，形成循环气流，同时传输信号给分歧箱/模式转换器n 室外机：通过断路器跳开的方式控制压机停机（规避外机软件认证，实际运行通过主控程序停机）n 热泵分歧箱：热泵系统新开分歧箱，内置冷媒截断阀，截止内机侧冷媒n 模式转换器：热回收系统新开采用大口径EEV的模式转换器，集成冷媒截断阀，截止内机侧冷媒多联机方案探讨热泵分歧箱江标 珠海格力电器股份有限公司26敬请指导!