1、我国工商用制冷剂压缩机产品及标准概况

 

    我国工商用制冷剂压缩机用量大、涉及面广，包括涡旋、活塞、螺杆、离心等多种型式，单一型式压缩机的应用领域不断拓展，不同型式压缩机在实际应用上又存在一定的交叉重合。以涡旋式制冷剂压缩机为例，其发展从早先的空调（热泵）应用为主，已向冷冻冷藏、热泵热水及采暖市场方面拓展。在空调领域，其与螺杆式制冷剂压缩机存在竞争、在冷冻冷藏领域又与活塞式制冷剂压缩机存在应用交叉。同时，随着国家对节能、环保等社会持续发展主题的不断深化，工商用制冷剂压缩机产品能效不断提升的同时，新的替代制冷剂产品也逐步推向市场。

 

    另一方面，工商用制冷剂压缩机产业的发展离不开相关标准的大力支持。国际上，美国主要的容积式制冷剂压缩机性能评价技术标准有AHRI 540、ARI 510和AHRI 570，欧洲相关的评价标准为EN 12900 。区别于国际标准，我国冷冻空调标准体系针对各类制冷剂压缩机的型式分别制定了对应的产品标准，从体系架构上相对于国际标准更为全面，其中工商用制冷剂压缩机产品标准主要有：GB/T 18429—2001《全封闭涡旋式制冷压缩机》、GB/T 10079—2001《活塞式单级制冷压缩机》、GB/T 19410—2008《螺杆式制冷压缩机》、GB/T 21360—2008《汽车空调用制冷剂压缩机》、GB/T 22068—2008《汽车空调用电动压缩机总成》、GB/T 29030—2012《容积式CO2制冷压缩机(组)》、JB/T 5446—1999《活塞式单机双级制冷压缩机》、JBT 12843—2016《离心式制冷剂压缩机》等。但同时，我国工商用容积式制冷剂压缩机产品标准标龄较长，标准评价体系的完备性和时效性欠缺，一定程度上已难以跟进制冷空调行业的发展趋势。因此，需要进一步完善相关标准，建立更加健全的标准体系以配合与引导产品技术的进步和发展。

 

    截止到目前，上述涡旋式、活塞式（单级和单机双级）制冷剂压缩机3项工商用制冷剂压缩机产品标准已完成修订，均处于报批阶段。以下将从标准的名义工况及适用范围、性能允差、制热性能评价、准双级产品性能评价、单项检验项目试验要求或方法等角度做出修订情况的具体说明。

 

 

    2.1 国际标准的新变化

 

    我国GB/T 18429、GB/T 10079标准中的名义工况和性能允差数据主要对标早先的美国标准AHRI 540—2004。相比于上一版本的美标AHRI 540—2004 ，最新修订完成的AHRI 540—2015的主要变更点如下：

 

    1） 标准工况

 

    新标准对标准额定工况参数进行了变更，并以附录的形式保留了2004版标准中的工况参数表。表1给出了其国际单位制工况参数表。

 

    表1 AHRI 540—2015规定的工况参数

    2） 额定性能允差

 

    AHRI 540—2015对压缩机额定性能不确定性(包括性能允许偏差)作了修订，对应不同的蒸发温度(吸气露点温度)范围，分别给出了不同的限定要求（表2）。

 

    表2 AHRI 540—2015公开发布额定数据的不确定度限值

 

    2.2 方法标准的新进展

 

    GB/T 5773—2004修改采用ISO 917—1989，其提供的测试方法对比ASHRAE 23.1和EN 13771—1标准更为全面、合理，但只适用于单级容积式制冷剂压缩机制冷量的性能测试。随着下游产业规模的增长、应用领域的持续拓展，热泵专用压缩机、补气增焓压缩机等新产品型式的不断涌现，对制冷剂压缩机产品的性能评价体系完备性提出了更高的要求。因此，全国冷冻空调设备标准化技术委员会近年来组织完成了对容积式制冷剂压缩机性能评价的方法标准GB/T 5773的修订。新版的GB/T 5773—2016标准增加了配用经济器和闪发器的压缩机的性能试验方法、跨临界循环压缩机的性能试验方法以及压缩机制热量的考核评定的内容。该方法标准的修订完成为各类容积式制冷剂压缩机产品标准的进一步修订打下了基础。

 

    2.3 工况一致性研究的新进展

 

    鉴于制冷剂压缩机产品名义工况一致性研究的重要性，合肥通用院联合开利、江森自控、三洋、丹佛斯、比泽尔、麦克维尔、艾默生等压缩机及空调主机制造企业于2014年成立了“容积式制冷剂压缩机应用情况及试验工况一致性研究”课题组，通过对容积式制冷剂压缩机产品使用情况调研，国内外容积式制冷剂压缩机工况参数对比分析，现行规定工况合理性评估等研究工作，重新梳理出我国容积式制冷剂压缩机名义工况参数。其中，全封闭涡旋式制冷剂压缩机、活塞式单级制冷剂压缩机产品的多数名义工况值进行统一规定，是课题研究形成的一个重要结论。

 

    3、产品标准的主要修订点

 

    以下对GB/T 18429、GB/T 10079和JB/T 5446共3项标准的主要修订内容进行阐述。

 

    1） 标准名称

 

    “制冷剂压缩机”较“制冷压缩机”更能反映产品的技术属性，也弥补了在热泵应用场合“制冷压缩机”说法的不足。经标委会专家讨论形成意见，将我国工商用制冷剂压缩机产品标准的名称进行了统一，均统一为“制冷剂压缩机”。

 

    2） 名义工况

 

    原先的美国制冷压缩机标准名义工况参数是以单位进行整数取值的，如蒸发温度45（对应7.2℃）、冷凝温度65（对应54.4℃）等。修订完成后的ARI 540—2015对外发布了(SI)/(I-P)两个单位制的工况参数表，其国际标准单位制版本标准中的参数取值，将原先华氏度单位折算后的数据值，按0.5℃为最小单位进行了圆整。如将7.2℃圆整为7.0℃，将54.4℃圆整为54.5℃。此次中国工商用制冷压缩机产品标准修订时采纳了这一思想（表3~表5）。

 

    表3 GB/T 18429最新报批稿规定的名义工况参数

    表4 GB/T10079最新报批稿规定的名义工况参数(适用于有机制冷剂压缩机)

    表5 JB/T 5446最新报批稿规定的名义工况参数

    在制冷应用方面，GB/T 18429、GB/T 10079修订时参考美标补充了相对低压缩比的高温应用工况（蒸发温度10℃）；在中低温压缩机实际使用的冷冻冷藏系统中（如超级市场陈列柜应用），蒸发器和压缩机通常距离远，需配用远置式长连接管，构建的制冷机组与蒸发器之间的长连管由应用施工方根据现场实际情况确定，很大程度上存在环境温度对管路的加热过热度影响，导致压缩机的实际运行吸气温度相对较高。因此，在中、低蒸发温度对应工况点，参考美标分别给出了两个不同过热度的吸气温度工况点；基于产品的实际应用情况，JB/T 5446修订时统一了有机制冷剂和R717压缩机产品的名义工况。

 

    在热泵应用方面，GB/T 18429、GB/T 10079修订时现行标准缺失相关规定，这与制冷剂压缩机近年来在热泵领域开始逐步拓展应用的现状不相符，参考美标给出了-15℃蒸发、35℃冷凝的应用工况。此外，对于已广泛应用于热泵及采暖领域的涡旋式制冷剂压缩机，参考我国标准GB/T 29780—2013给出了其应用于热泵热水机（器）时的常规性能评价工况：蒸发温度10℃、冷凝温度60℃、吸气温度20℃、过冷度10℃；基于当前中国北方地区“煤改电”清洁能源政策推动下的空气源热泵采暖实际应用条件，提出了其专用压缩机-3℃蒸发、48℃冷凝的热泵应用名义工况数据。

 

    另外，为保证压缩机产品运行范围的有效拓展、或进一步提升压缩机产品的能效，市场上已出现了不少配用经济器进行补气增焓的准双级压缩机产品。针对这类产品的性能测试评价，GB/T 18429标准修订时在单级压缩机名义工况参数的基础上，还明确了配用经济器的压缩机其补气回路膨胀前过冷度。

 

    3） 性能允差

 

    压缩机在高、中、低温范围的不断拓展应用，现行标准关于压缩机制冷量、输入功率等的性能允差规定不能用于宽温区下压缩机的性能数据明示要求。在分析对比国际标准最新规定确定出不同使用范围下容积式制冷剂压缩机的性能允差限值（美国、欧洲标准体系中对相关的规定已做出了更新，考虑到实际性能测试水平等因素，区分不同蒸发温度范围（高温型、中温型、低温型）下对性能允差做出了差异性的规定。工商用制冷剂压缩机的制冷（热）量（或质量流量）、输入功率和制冷（热）性能系数的实测值与明示值的比值应满足表6的要求（对于JB/T 5446规定的活塞式单机双级压缩机仅有低温制冷应用）。

 

    表6 涡旋式、活塞式制冷剂压缩机性能允差

    4） 压缩机制热性能评价

 

    GB/T 5773明确了容积式制冷剂压缩机的制热量和制热性能系数评价指标的术语定义、提供了相应的计算方法。GB/T 18429、GB/T 10079标准修订时对应补充了关于制热量和制热性能系数评价的要求。

 

    5） 使用可燃性制冷剂压缩机的相关规定

 

    在整个制冷空调行业全面开展制冷剂替代工作的大背景下，行业企业已完成包括R32、R290等在内的工商用可燃性制冷剂压缩机产品的开发，鉴于制冷剂的可燃危险，标准修订时参照GB 9237和GB 4706.32补充了对于使用可燃性制冷剂的压缩机的安装、维修和保养除的安全要求，并规定使用可燃制冷剂的压缩机应在明显的位置应标有防火警示标志。

 

    6） 容积流量试验方法

 

    制冷剂压缩机生产厂家掌握自身产品的输气特性后，对新批次出厂产品的容积流量进行测量即可对其进行性能合格与否的初步评估结论。工商用制冷剂压缩机产品标准修订时针对容积流量试验这一重要的产品出厂检验项目的要求进行了补充规定，具体的试验方法参照已完成制定的国家标准《容积式制冷剂压缩机容积流量试验方法》执行。

 

    7） 气密性试验方法

 

    目前采用氦气进行密封性试验已被压缩机厂家广泛采用。GB/T 18429标准补充采用氦气作为检漏介质的试验流程：试验时先倒出压缩机内的冷冻油，再通过吸排气口向压缩机内充注氦气（也可是一定比例的氦气-氮气或氦气-干空气的混合气体）至试验压力（不低于0.25倍的产品设计压力）后，把压缩机放置到按3g/yr制冷剂泄漏量设置报警值的真空氦检漏仪上进行检测；GB/ T 10079、JB/T 5446相应内容的修订则按GB/T 19410—2008对应条款执行。

 

    8） 其他

 

    修订版的GB/T 18429，明确了起动性能、起动耐久性试验不适用于转速可控型压缩机的试验评价；基于大排量产品含水量及杂质含量的实际水平，修改了压缩机残余水分含量、内部杂质含量的要求；按照不同制冷剂产品的运行域调整了定速压缩机的加速寿命试验条件，增加了对转速可控性压缩机的加速寿命试验方案。

 

    修订版的GB/T 10079，增加了对压缩机振动的要求和试验方法；修改了机械强度的要求和试验方法；删除了型号编制的规定。

 

    修订版的JB/T 5446，增加了压缩机起动性能、起动耐久性能的要求和试验方法；修改了机械强度和加速寿命的要求和试验方法；删除了对产品型式的规定。

 

    另外，3项标准的检验项目明确要求除了已明确规定的安全试验外，其他安全试验项目的要求和试验方法应满足GB 4706.17和GB/T 9237。

 

 

    本文对3项工商用制冷剂压缩机产品标准的修订背景和修订主要内容作了阐述，此次修订工作较为系统化，对涡旋式、单级活塞式制冷剂压缩机产品标准多个名义工况参数、性能允差规定进行了统一，完成了产品综合评价试验项目的梳理。

 

    我国工商用制冷剂压缩机产品型式多样，相关产品标准的系统性修订以契合行业发展新阶段为背景，利于后续产品质量的保证，进一步促进和引导市场的健康发展。对涡旋式、活塞式等典型产品在内的制冷压缩机标准体系重构，为制冷剂压缩机在工商制冷行业主机设备的深入推广应用奠定了基础。伴随着产品技术的发展，制冷压缩机产品标准体系也将获得更进一步的完善，如高温热泵专用制冷剂压缩机等新产品也将面临标准化的需要。

 

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