柳建华：R290测试实验室的建设要求和要点

2月17-18日，由中国节能协会主办的HAPE2023热泵与空调配件配套采购成功召开，并同期举办了“新制冷剂与R290技术论坛”。期间，上海理工大学柳建华教授做了《R290测试实验室的建设要求和要点》主题分享。以下为发言内容：

大家好，今天跟大家交流一下R290测试实验室的相关内容。

R290测试实验室的本质是实现对制冷设备的基本性能的测试行为。对于建造R290测试实验室，首先要解决三个问题。

第一：R290是一种可应用于多种制冷设备的制冷剂，因此，实验室建造完成后要满足各种制冷设备相应的测试要求和测试精度。这些测试的具体要求在制冷设备各自对应的标准里都有明确的指示，如家用空调的GB/T7725标准，冰箱的R2938标准等。

第二：R290制冷剂的应用给了我们新的机遇，新的挑战，而R290测试实验室的目的是，再现制冷设备设计理念、提高机组的性能、降低机组成本。

第三：为什么R290制冷剂目前在我国的应用非常少?一方面是政府引导，二是R290作为一种非常特殊的A3类制冷剂，具有相当的危险性，大家对它有恐惧心理。所以，我们要有足够的安全措施来保障设备的安全运行。

一、R290基本性能：

安全性是产品最重要的因素，所以，对R290制冷剂的基本性质的了解非常重要(上图所示)，其中，最重要的是爆炸浓度，下限2.1%，上限9.5%，在此浓度范围内遇到明火即会产生爆炸。除了安全性外，R290应用于空调、热泵与我们目前应用的R22、R410a还有很多区别，第一，R290需要的充注重量只有R22、R410a的一半左右，更加经济实用，但是由于R290的密度相对也较小，所以应用R290制冷剂需要的容积并不比R22、R410a小。第二，R290制冷剂的粘度较小，延伸阻力小，对换热器的管长、管径的设计都是非常有利的因素。第三，R290制冷剂的工作压力比较小，对设备制造的密封性压力相对较小，根据欧洲国际电工协会提出的新标准对充注量的要求，在设备密封性有保障的前提下，可以提高制冷剂的充注量，为R290的应用提供了方向。第四，R290制冷剂相对排温比较低，更适合T3型气候条件，应用更加广泛。所以，综合来讲，除了安全性以外，R290是一种综合性能很好的制冷剂。

二、R290应用前景：

在制冷剂的替代过程中，我们要控制ODP和GWP，要追求制冷剂的性能，从性能角度来看，R290是很好的制冷剂，但是由于它的燃烧性，推广受到了法律法规的制约。而2022年，联合国IPCC给予了R290新的评价，欧洲国际电工协会提出，只要安全措施有保障，就可以提升制冷剂的充注量，大大的释放了R290等可燃性制冷剂的物理优势特性。我国2021年11月份也将R290制冷剂纳入了氢氯氟烃替代产品推荐名录，给R290的应用提供了机会，打开了应用市场。

三、R290实验室总体要求

在参考标准中，除了GB/T7725，其他的都是针对安全性。针对安全性的总体要求是，库房要求防燃防爆和防止产生火花两部分，另外，在气体浓度、取样、测量等方面都要有足够的安全保障。

四、R290实验室建设集中注意点

库体围护结构的双面彩钢岩棉夹心板必须要耐火1小时以上，室内室外侧房间内需分别设置可换新风及排风装置，进风口在库板房的顶面，采用气缸自动控制启闭，排风口在库板房的底面，也采用气缸自动控制启闭。室内室外侧房间排风口各采用1台防爆风机，安装在实验室外部。由于R290与空气的比重为1.55，易停留在低处聚集不易扩散，在排风口应加做1段“L”型的风道，以便更有利收集R290气体排风。 室外侧房间的工况参数有低于0℃要求，室外侧房间的新风门安装有防爆型电热装置，可确保 0℃ 以下工况仍能保证新风门正常动作。

R290气体报警探头，一般不得少于6点，由1个控制器控制，气体泄漏报警动作对应室内室外2个房间布置的可燃气体报警探头，由于探头安装的高度下气体浓度存在梯度分布，所以，探头的报警浓度要根据上下高度的梯度分布来设置。只要有1个报警探头探测浓度达到报警浓度就报警，室内室外隔间各配置一套移动式工装，在试验时通过移动式工装将相应的R290气体泄露传感器放置在被测机最有可能泄漏处。

实验室接地系统采取独立的埋地施工，接地达到标准要求。实验室内金属墙和不锈钢金属地面的接地达到小于1.0欧姆。实验室所有门及盒盖机制都采用橡胶密封条，防止金属碰撞。房间内可移动设备的移动轮为防静电的环氧树脂轮，车体带防静电带。室内电气设备全为防爆的，如灯，开关，插座等，无法找到常规实验室所用电气设备的防爆替代组件，应将启更换或移出实验室。所有的电气设备应满足Exdll等级要求，即第二类隔爆型防爆电气设备。包括照明，电机，电加热管，插头插座等；各按钮、开关，全部使用隔爆型；电线选用阻燃型护套线；所有线槽线管采用金属材料并密封起来，防止危险气体进入。被试机安装区域地面铺设绝缘胶垫。

考虑实验室有操作性突发泄露事件，如安装被测机等操作，为了方便及时操作，防爆排风装置在需要时也要求可以手动开启。在开始拆装被测机时，必须先强排换新风5分钟，确保R290浓度检测值小于安全使用下限后，测试人员方可进入房间进行工作，进入时测试人员必须佩戴便携式可燃气体探测器；在实验室内拆装被测机过程中应连续性强排换新风。通常新风、排风的风门通过电控气动装置执行启闭，压缩空气源异常时会引起防爆排风装置失灵。因此只要实验室开始工作，设备开启，压缩空气的压力必须要受到保护装置连续监视，若异常要发出声光报警信号，提醒操作人员排除压缩空气气源故障。设置消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志，备用电源的连续供电时间不小于30min。

在实验室排风出口也要保证空旷，通风，防止出现R290聚集的情况。