新制冷劑HFO-1234yf應用的初步探索

1、 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-241新制冷劑新制冷劑HFO-1234yfHFO-1234yf應用應用的初步探索的初步探索2010-06-03 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd. Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2421 1、HFO-1234yfHFO-1234yf與與HNBRHNBR的兼容性試驗；的兼容性試驗；2 2

2、、HFO-1234yfHFO-1234yf與與HFC134aHFC134a的整車溫降性的整車溫降性能試驗探索；能試驗探索；3 3、HFO-1234yfHFO-1234yf與與HFC134aHFC134a的系統(tǒng)臺架試的系統(tǒng)臺架試驗探索驗探索目錄目錄 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-243HFO-1234yfHFO-1234yf與與HNBRHNBR的的兼容性試驗兼容性試驗 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-

3、244試驗方法及目的試驗方法及目的1、本試驗的主要目的是驗證目前使用的、本試驗的主要目的是驗證目前使用的HNBR能否與能否與HFO-1234yf制冷劑兼容；制冷劑兼容；2、試驗采用了、試驗采用了HFO-1234yf制冷劑和與該制冷劑兼容的制冷劑和與該制冷劑兼容的PS-R1潤滑油；潤滑油；3、本試驗測試了國內最常使用的三種不同配方的、本試驗測試了國內最常使用的三種不同配方的HNBR材材料與料與HFO-1234yf的兼容性；的兼容性；4、試驗工況以熱老化試驗。、試驗工況以熱老化試驗。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd

4、.2022-3-245試驗條件試驗條件試驗項目試驗項目B508指標指標R1234yfR134a150 72h,油油硬度變化硬度變化-510-3-1拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-20-7.69 0拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-11.74 11.8體積變化體積變化%-51000.470 72h,制冷劑制冷劑:油油=30:70硬度變化硬度變化-1053-3拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-50-16.19 -25.6拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-10.12 -20.3體積變化體積變化%0+153.85.870 72h,制冷劑制冷劑硬度變化硬度變化-100-3-6拉伸強度變化率拉伸強度

5、變化率%-50-21.86 -40.9拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-2.83 -31體積變化體積變化%0+205.112.3材料一材料一( (黑色黑色) )在在HFO-1234yfHFO-1234yf中經(jīng)中經(jīng)2323 24h24h后再在熱空氣后再在熱空氣150150 0.5h0.5h后發(fā)泡情況后發(fā)泡情況10/5010/50無發(fā)泡無發(fā)泡 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-246試驗條件試驗條件試驗項目試驗項目B506-1指標指標R1234yfR134a150 72h,油油硬度變化硬度變化-51

6、0-4-1拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-20-8.902.9拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-6.78-11.4體積變化體積變化%-1051.23.570 72h,制冷劑制冷劑:油油=30:70硬度變化硬度變化-1053-4拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-50-33.45-43.7拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-13.40-30體積變化體積變化%0+156.27.870 72h,制冷劑制冷劑硬度變化硬度變化-150-3-5拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-60-40.93-48.2拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-50-25.43-33.8體積變化體積變化%0+208.216.5材料二

7、材料二( (綠色綠色) )在在HFO-1234yfHFO-1234yf中經(jīng)中經(jīng)2323 24h24h后再在熱空氣后再在熱空氣150150 0.5h0.5h后發(fā)泡情況后發(fā)泡情況10/5010/50無發(fā)泡無發(fā)泡 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-247試驗條件試驗條件試驗項目試驗項目B555指標指標R1234yfR134a150 72h,油油硬度變化硬度變化-510-4-5拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-20-17.77-13.9拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-15.31-16.7體積變化體積變化

8、%-5102.54.670 72h,制冷劑制冷劑:油油=30:70硬度變化硬度變化-1053-6拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-50-28.57-42.5拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-40-14.35-24.2體積變化體積變化%0+156.410.170 72h,制冷劑制冷劑硬度變化硬度變化-100-3-8拉伸強度變化率拉伸強度變化率%-60-30.66-53.9拉斷伸長變化率拉斷伸長變化率%-50-17.22-30.8體積變化體積變化%0+207.716材料三材料三( (綠色自潤滑綠色自潤滑) )在在HFO-1234yfHFO-1234yf中經(jīng)中經(jīng)2323 24h24h后再在熱空氣后再在熱

9、空氣150150 0.5h0.5h后發(fā)泡情況后發(fā)泡情況10/5010/50無發(fā)泡無發(fā)泡 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-248試驗樣件試驗樣件材料一材料一 材料二材料二 材料三材料三 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-249初步結論初步結論1. 原有滿足原有滿足HFC-134a制冷劑制冷系統(tǒng)的車用空調橡膠密封制冷劑制冷系統(tǒng)的車用空調橡膠密封件物理性能均能滿足件物理性能均能滿足HFO-1234yf制冷系統(tǒng)

10、的要求；制冷系統(tǒng)的要求；2. HNBR在新制冷劑的環(huán)境中有更好的尺寸穩(wěn)定性；在新制冷劑的環(huán)境中有更好的尺寸穩(wěn)定性；3. HNBR在新制冷劑的環(huán)境中，其強度降低更??；在新制冷劑的環(huán)境中，其強度降低更??；4. HFO-1234yf制冷劑對制冷劑對HNBR未發(fā)現(xiàn)浸蝕產(chǎn)生的發(fā)泡現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)浸蝕產(chǎn)生的發(fā)泡現(xiàn)象，滿足橡膠件的使用安全性及壽命；滿足橡膠件的使用安全性及壽命；5. HFO-1234yf制冷劑對硬度相對較低的橡膠作用較制冷劑對硬度相對較低的橡膠作用較HFC-134a大。大。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.202

11、2-3-2410HFO-1234yfHFO-1234yf與與HFC134aHFC134a的的整車溫降性能試驗探索整車溫降性能試驗探索 2010-05-27 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2411試驗方法及目的試驗方法及目的試驗目的：試驗目的： HFO1234yf直接替代（直接替代（“Drop-in”）HFC-134a可可行性分析行性分析壓壓 縮縮 機：機： SSB-SE7PV16試驗車型：試驗車型： SAIC MOTOR-ROEWE550試驗內容：試驗內容： 1、原車、原車HFC134a制冷劑溫

12、降性能試驗制冷劑溫降性能試驗 2、原車、原車HFC134a制冷劑制冷劑“V”字型控制特性試驗字型控制特性試驗 3、HFO1234yf制冷劑充注量試驗制冷劑充注量試驗 4、HFC134a制冷劑溫降性能試驗制冷劑溫降性能試驗 5、HFO1234yf制冷劑制冷劑“V”字型控制特性試驗字型控制特性試驗試驗地點：試驗地點： SSB環(huán)境模擬試驗室環(huán)境模擬試驗室試驗時間：試驗時間： 2010.2.24-2010.4.9 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2412環(huán)模試驗環(huán)模試驗 Shanghai Sanden B

13、ehr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2413布點布點膨脹閥前溫度膨脹閥前溫度膨脹閥前壓力膨脹閥前壓力蒸發(fā)器后壓力蒸發(fā)器后壓力蒸發(fā)器后溫度蒸發(fā)器后溫度 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2414制冷劑充注量試驗制冷劑充注量試驗 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2415充注量試驗結果充注量試驗結果 350g | 400g | 450g | 500g

14、 | 550g | 600g Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2416充注量試驗結果充注量試驗結果 350g | 400g | 450g | 500g | 550g | 600g Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2417最佳充注量計算結果最佳充注量計算結果最佳充注量為：最佳充注量為：410g470g Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co

15、., Ltd.2022-3-2418溫降試驗工況溫降試驗工況試驗工況：試驗工況：- 20min 50km/h(內循環(huán)內循環(huán))- 20min 80km/h(內循環(huán)內循環(huán))- 20min 50km/h(外循環(huán)外循環(huán))- 20min 80km/h(外循環(huán)外循環(huán))- 30min 怠速怠速(內循環(huán)內循環(huán))環(huán)境溫度環(huán)境溫度:38 太陽輻射強度：太陽輻射強度：1000W/m2 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2419溫降試驗對比溫降試驗對比注：注：HFO-1234yf：排氣壓力比：排氣壓力比HFC-134a低，

16、吸氣壓力表現(xiàn)比較接近低，吸氣壓力表現(xiàn)比較接近 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2420溫降試驗對比溫降試驗對比注：注：HFO-1234yf：蒸發(fā)器出口溫度高，說明系統(tǒng)過熱度高：蒸發(fā)器出口溫度高，說明系統(tǒng)過熱度高 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2421溫降試驗對比溫降試驗對比注：尖點由內外循環(huán)自動切換產(chǎn)生注：尖點由內外循環(huán)自動切換產(chǎn)生注：注：HFO-1234yf：降溫速率較慢，降溫效果差：降溫速率較慢

17、，降溫效果差12 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2422試驗工況：試驗工況：環(huán)境溫度：環(huán)境溫度：405 1h 5 401h車速：車速：32km/h 1h 80km/h 1h新風：外循環(huán)新風：外循環(huán)太陽輻射：關閉太陽輻射：關閉鼓風機：最小出風鼓風機：最小出風V V字控制特性試驗工況字控制特性試驗工況 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2423控制特性試驗控制特性試驗-HFC-134a-HFC-134a溫

18、度波動溫度波動 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2424控制特性試驗控制特性試驗-HFO1234yf-HFO1234yf溫度波動溫度波動 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2425初步結論初步結論系統(tǒng)溫降試驗：系統(tǒng)溫降試驗：1.如果系統(tǒng)不作任何優(yōu)化，直接使用HFO-1234yf時，制冷量有一定幅度下降；2.在相同工況下, HFO-1234yf系統(tǒng)的冷凝壓力略低于HFC-134a系統(tǒng),蒸發(fā)壓力基本相同;3

19、. HFO-1234yf系統(tǒng)的蒸發(fā)器出口制冷劑溫度偏高,出口過熱度偏大.V V字形控制特性試驗：字形控制特性試驗：1. 使用HFO-1234yf時，變排量壓縮機的控制點需要調節(jié)。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2426HFO-1234yfHFO-1234yf與與HFC134aHFC134a的的系統(tǒng)臺架試驗探索系統(tǒng)臺架試驗探索2010-05-27 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2427試驗目的：試驗

20、目的： HFO-1234yf直接替代（直接替代（“Drop-in”）HFC-134a可可行性分析行性分析壓壓 縮縮 機：機： SSB-SE7PV16空調系統(tǒng)：空調系統(tǒng)： SAIC MOTOR-ROEWE550空調系統(tǒng)空調系統(tǒng)試驗內容：試驗內容： 1、HFO-1234yf制冷劑空調系統(tǒng)性能試驗制冷劑空調系統(tǒng)性能試驗 2、HFC-134a制冷劑空調系統(tǒng)性能試驗制冷劑空調系統(tǒng)性能試驗 試驗地點：試驗地點： 上海交通大學汽車空調系統(tǒng)試驗室上海交通大學汽車空調系統(tǒng)試驗室試驗時間：試驗時間： 2010.5.21-2010.5.26試驗方法及目的試驗方法及目的 Shanghai Sanden Behr Au

21、tomotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2428系統(tǒng)試驗臺架布置原理圖系統(tǒng)試驗臺架布置原理圖 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2429試驗工況試驗工況試驗編號壓縮機冷凝器蒸發(fā)器轉速（rpm)進風量（l/s）進風溫度（）進風量（l/s）進風溫度（）RH（%）出風溫度（）低負荷工況1800600271002540穩(wěn)定后實測21800650271002540穩(wěn)定后實測32500700271002540穩(wěn)定后實測中等負荷工況4800600371403540穩(wěn)定后

22、實測51800650371403540穩(wěn)定后實測62500700371403540穩(wěn)定后實測高負荷工況7800600451404340穩(wěn)定后實測81800650451404340穩(wěn)定后實測92500700451404340穩(wěn)定后實測空調系統(tǒng)臺架試驗工況空調系統(tǒng)臺架試驗工況 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2430制冷劑充注量制冷劑充注量本次臺架試驗制冷劑充注量：本次臺架試驗制冷劑充注量：HFC-134a HFC-134a 制冷劑：制冷劑：100010001020g1020gHFO-1234yfHF

23、O-1234yf制冷劑：制冷劑：920920930g930g（原車（原車HFC-134aHFC-134a充注量：充注量：480g480g） Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2431試驗過程試驗過程1.1.空調系統(tǒng)采用上汽榮威空調系統(tǒng)采用上汽榮威550550空調系統(tǒng)，零件狀態(tài)為新零件；空調系統(tǒng)，零件狀態(tài)為新零件；2.2.壓縮機為壓縮機為SSBSSB提供的新零件，加注提供的新零件，加注HFO-1234yfHFO-1234yf專用潤滑油，專用潤滑油，加油量加油量180180200ml200ml；3.3.

24、試驗前清洗所有空調連接管路；試驗前清洗所有空調連接管路；4.HFO-1234yf4.HFO-1234yf制冷劑加注采用電子稱稱量；制冷劑加注采用電子稱稱量； Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2432試驗結果試驗結果- -蒸發(fā)器出風溫度蒸發(fā)器出風溫度注：注：HFO-1234yf：在低負荷條件下與：在低負荷條件下與HFC-134a相似相似,但在中、高負荷條件下要差但在中、高負荷條件下要差2。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., L

25、td.2022-3-2433試驗結果試驗結果- -空氣側制冷量空氣側制冷量注：注：HFO-1234yf：在低負荷條件下與：在低負荷條件下與HFC-134a相似相似,但在中、高負荷條件下要差但在中、高負荷條件下要差510%。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2434試驗結果試驗結果- -壓縮機功耗壓縮機功耗注：注：HFO-1234yf：因為排氣壓力比：因為排氣壓力比HFC-134a低，在高負荷條件下功耗低。低，在高負荷條件下功耗低。 Shanghai Sanden Behr Automotive A

26、ir Conditioning Co., Ltd.2022-3-2435試驗結果試驗結果-COP-COP（空氣側）（空氣側）注：注：HFO-1234yf：COP普遍低普遍低510%。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2436試驗結果試驗結果- -性能對比性能對比 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2437試驗結果試驗結果- -膨脹閥入口過冷度膨脹閥入口過冷度注：注：HFO-1234yf：在低負荷條件下比

27、：在低負荷條件下比HFC-134a要低，但在中、高負荷條件下要高。要低，但在中、高負荷條件下要高。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2438試驗結果試驗結果- -蒸發(fā)器出口過熱度蒸發(fā)器出口過熱度注：注：HFO-1234yf：在任何負荷條件下，過熱度提高明顯。：在任何負荷條件下，過熱度提高明顯。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2439試驗結果試驗結果- -壓縮機排氣壓力壓縮機排氣壓力注：注：HFO-1

28、234yf：在低負荷條件下與：在低負荷條件下與HFC-134a相似相似,但在高負荷條件下要低但在高負荷條件下要低0.1MPa左右。左右。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2440試驗結果試驗結果- -壓縮機排氣溫度壓縮機排氣溫度注：注：HFO-1234yf：在任何負荷條件下，排氣溫度有一定幅度的下降。：在任何負荷條件下，排氣溫度有一定幅度的下降。 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2441循環(huán)對比循環(huán)對

29、比- -中負荷中負荷(1800rpm)(1800rpm)HFC-134a循環(huán)循環(huán)HFO-1234yf循環(huán)循環(huán)典型的壓力典型的壓力-焓圖焓圖 Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co., Ltd.2022-3-2442初步結論初步結論在對空調系統(tǒng)未作任何調整，直接替換在對空調系統(tǒng)未作任何調整，直接替換HFO-1234yfHFO-1234yf制冷劑的情況下制冷劑的情況下: :1.HFO-1234yf1.HFO-1234yf系統(tǒng)制冷量為系統(tǒng)制冷量為HFC-134aHFC-134a系統(tǒng)的系統(tǒng)的88.9%88.9%99.999.9，功耗為，功耗為HFC-HFC-134a134a系統(tǒng)的系統(tǒng)的108.8%108.8%84.3%84.3%，COPCOP為為HFC-134aHFC-134a系統(tǒng)的系統(tǒng)的91.5%91.5%105.7%105.7%；2.2.蒸發(fā)器出風溫度蒸發(fā)器出風溫度HFO-1234yfHFO-1234yf系統(tǒng)高于系統(tǒng)高于HFC-134aHFC-1