R134a和R417A应用于热泵热水器灌注式替代R22的实验分析

在空气源热泵热水器中,对R22、R417A和R134a进行了理论计算及实验分析。结果表明,R417A的制热量和COP更接近于R22,并且排气温度比R22低25℃左右,排气压力也比R22平均低0.17MPa;尽管R134a也具有较低的排气温度和排气压力,但其制热量远远小于R22,低温工况下,吸气压力过低,而且需更换压缩机润滑油,因此,R417A比R134a更适合在空气源热泵热水器中对R22进行直接灌注式替代。

R417A在水平光滑管和内螺纹管中的流动沸腾换热

对非共沸混合制冷剂R417A在外径为9．52mm的水平光滑管和2种不同几何参数的内螺纹管中的流动沸腾换热进行实验研究，分析讨论了制冷剂质量流速、热流密度、干度、强化管参数对换热系数的影响规律和影响机理．实验结果表明：换热系数随着质量流速的增大而增大．在以对流蒸发占优势的换热区，热流密度对换热系数的影响较小；换热系数随着干度的增大先呈现出增大趋势，增至高峰值后又迅速下降，高峰值随热流密度的增大和质量流速的减小向干度较大的方向移动；内螺纹管能有效强化制冷剂的流动沸腾换热，R417A在2种内螺纹管中的换热系数分别比在光滑管中高出130％～210％和150％～270％．

R417A和R22在光管和强化管外的凝结换热特性比较

对氟利昂R417A与R22在水平单管外的凝结换热性能进行了试验研究,试验工况温度40℃,试验管为光管和两根双侧强化管（其中C32为肋密度50fpi二维强化管,C36为相同肋密度三维强化管）。目的是获得R417A在光管、二维、三维强化管外的凝结换热特性,进而研究R417A替代R22的可行性。通过Wilson热阻分离试验获得管内对流换热系数,进而从总传热热阻中分离出管外凝结换热热阻。结果显示,光管管外R22凝结Nusselt理论值与实验值偏差在±5%以内。R417A在光管外凝结换热系数约为R22的65%,而在C32、C36管外凝结换热系数分别占R22的50.8%~60.0%,31.7%~42.7%。R22在三维强化管C36外凝结换热系数是相同肋密度下二维强化管C32的1.27~1.44倍,而R417A在C32管外凝结换热系数略高于C36管,表明三维强化表面未必能进一步强化非共沸工质R417A的凝结换热。

R417a替代R22工质的静态加热式热泵热水器性能试验研究

从理论分析及试验研究方面对静态加热式热泵热水器的性能进行了研究,并根据国标GB/T 23137-2008中对工况条件的规定,将试验平台搭建在空气焓差室中,利用现有的环境模拟设备实现对机组进行性能测试。试验采用水箱混合法测定水箱温度,首先分析了在不同充注量情况下机组的性能;接着将机组运行工况分为高温、名义、低温、结霜4种工况进行测试,根据实验结果,对机组的性能进行了详细的分析;并采用工质R417a与R22进行直接替代对比试验。

基于仿真的R417A热泵热水器蓄热水箱优化设计

采用FLUNT耦合显示求解器,对一个采用R417A工质的热泵热水器蓄热水箱内的速度场、温度场及热流密度分布进行了数值模拟,得出水箱内水温随机组运行时间的变化及各阶段水箱内温度场及速度场的整体分布情况,对产生水温明显分层和涡流等现象的原因进行了分析。结果显示,温度场与速度场相互耦合能促进水温分布的均匀性。通过试验验证了数值模拟结果的正确性,并提出蓄热水箱优化设计的建议。

空气源热泵热水器中R417A与R22的性能对比

对R417A在空气源热泵热水器中的性能与R22进行了对比实验,测试了不同环境温度下采用R417A与R22的COP、功率、冷凝压力和压缩机排气温度等参数的变化。结果表明,在空气源热泵热水器中,R417A的COP与R22比较接近;排气温度比R22低,系统更加安全;冷凝压力也比R22低,说明在同样的冷凝压力下能够得到温度更高的热水;而且更加环保,比R22更加适合在空气源热泵热水器中使用。

R417A在水平双侧强化管外沸腾换热研究

对3根双侧强化管在饱和温度为8℃工况下进行了水平管外R417A沸腾换热特性研究.采用Wilson热阻分离法得到管外沸腾表面传热系数,并对实验结果进行了热阻分析.实验结果表明：管内轧制出0.32～0.34 mm的螺旋槽道,可以使管内对流传热系数提高到光管Gnielinski公式计算值的2.524～ 2.658倍.相同管型的强化换热表面,其沸腾传热系数随壁面温差变化的趋势相似,肋密度42fpi的E30管沸腾传热系数比50fpi的E32管大4.5％,表明沸腾传热系数的大小及变化趋势与肋密度（孔隙直径）及管型密切相关.双侧强化管外R417A沸腾换热,管外热阻约占总热阻的70％,管外仍需进一步强化,才能明显提高总体传热性能.R417A在强化管外沸腾传热系数仅为近似条件下其主要组分R134a的三分之一,表明混合工质沸腾换热与纯工质有较大差异.

R417A热泵空调换热器的温度分布特性

对一台以R417A为工质的热泵型房间空调换热器在不同室外干、湿球温度工况下的温度分布情况进行了试验研究和分析。通过对管翅式换热器温度分布规律的研究,找出其换热特性,在对试验结果进行综合分析的基础上,提出了优化设计建议。

R417A与R22流动沸腾换热性能的比较分析

对R22与R417A在水平光滑管和2种不同几何参数的内螺纹管中的流动沸腾换热进行实验研究,分析比较了2种制冷剂流动沸腾换热性能的差异。实验结果表明:R417A的换热性能与R22相比有一定程度的降低,其降低程度因质量流速、干度及换热管参数的不同而异,质量流速越小,R417A换热性能的降低越严重;在x<0.6的较低干度区内,光滑管中R417A的换热系数比R22约降低了20%～40%,内螺纹管中的降低幅度更大,几乎达到50%～60%,在x>0.6的较高干度区内,不同换热管中R417A换热系数的降低幅度较为相近;光滑管中R417A换热系数的降低幅度受干度影响较大,且随干度的增加而增大,内螺纹管中的降低幅度受干度影响较小;强化管对换热的强化效果越好,R417A换热系数的降低幅度就越大。

非共沸制冷剂R417A在水平光滑管内的沸腾传热

应用一种快速、准确的隐式格式迭代数值计算方法 ,对非共沸制冷剂 R41 7A在水平光滑管内的蒸发过程进行了数值模拟。通过应用纯质的传热公式计算后与实验值相比较 ,数值计算结果高于实验值。

R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究。通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测定了不同工况下空调器的各项性能指标。结果显示R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减。

非共沸制冷剂R417A在水平光滑管内蒸发的数值模拟

本文应用一种快速、准确的隐式格式迭代数值计算方法,对非共沸制冷剂R417A在水平光滑管内的蒸发过程进行了数值模拟。用各组分的平均值代替纯质的物性能数,通过应用纯质的传热公式计算后与实验值相比较,数值计算结果高于实验值。

R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究。通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测得压缩机吸/排气温度、蒸发温度、冷凝温度、制热性能系数,并用数码相机对室外侧翅片管蒸发器的结霜情况进行记录。实验数据和结果表明,在高/低温工况下,R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减。

R417A在水平光滑管与微肋管内的流动沸腾换热计算

在对三元非共沸混合制冷剂R417A在水平光滑管和两种不同几何参数的内螺纹管中流动沸腾换热实验研究的基础上,应用R417A在光滑管内的实验数据对流动沸腾换热中的对流蒸发部分进行重新拟合,并将这一拟合结果应用于Kattan模型与Thome、Wellsandt微肋模型之中,得到了非共沸混合制冷剂在水平光滑管与微肋管内流动沸腾换热新的计算方法。计算结果与实验结果的比较表明:新的计算方法使原模型偏高的预测结果降低了约30%～50%,与原模型相比,能较好的预测R417A在水平光滑管与不同微肋管内的流动沸腾换热系数。

R417A喷气增焓热泵热水器低温环境下的变流量特性分析

主要研究了R417A在喷气增焓空气源热泵系统中的替代应用,重点分析了低温环境下R417A替代R22的可行性。在对带闪蒸器的涡旋式压缩机喷气增焓热泵系统的热力学分析基础上,通过试验测试确定了R22和R417A 2种制冷剂在系统中的最佳充注量,随后在热水器一次加热循环条件下改变电子膨胀阀的开度以实现对循环补气量和系统流量的调节,分析了R22和R417A 2种系统在标准工况(20、15℃)、冬季工况(7℃、6℃)及低温工况(-7℃、-8℃)下的制热量、COP、吸排气压力及补气压力等试验数据,得出结论:喷气增焓空气源热泵系统处于最佳状态时,Pm≈(PePc)1/2;环境温度越低,R417A替代R22的优势越明显,即R417A更适合在低温环境下替代R22。

R417A和R22混合制冷剂应用于低温空气源热泵的试验研究

选用REFPROP 9.0制冷剂计算程序,分析模拟了R22和R417A在4种不同配比下混合构成制冷剂的热物性参数,并计算了不同比例下的理论循环特性,得到最佳比例为7:3。在2种低温工况(-7.6℃和-12℃)下,分别将4种混合制冷剂充注到一台低温空气源热泵机组,对压缩机吸排气压力、压缩机吸排气温度、压缩机功率、制热量、能效比等参数进行测试记录,并与R22制冷剂进行对比分析。结果表明:试验和理论相一致,最佳比例为7:3。该混合制冷剂系统的单位制热量和COP略低于R22系统,但是吸、排气压力,吸、排气温度以及压缩机运行功率均低于R22。

R22和R417A应用于空气源热泵热水器的性能对比研究

在不同的环境温度下,对R417A在空气源热泵热水器应用中的性能特性和R22进行对比实验。结果表明:R417A可以直接替代R22在热泵热水器中使用。应用R417A替代R22,可以明显地降低排气温度和排气压力,有利于系统安全运行,提高压缩机的使用寿命。但是,在直接替代条件下,R417A制热性能系数(HCOP)比R22小。

R417A替代R22用于相变蓄热蒸发型空气源热泵的性能分析

针对中国北方冬季气温偏低的特点,设计了相变蓄热蒸发型空气源热泵。相变蓄热蒸发型空气源热泵,利用相变技术,可以有效地解决中国北方低温时的供暖问题。以相变蓄热蒸发型空气源热泵为研究对象,在人工环境模拟室中模拟不同的环境温度,分别使用R417A和R22进行实验。实验数据表明,R417A替代R22时,系统无需更换润滑油,各工况下系统运行稳定,R417A的排气温度和排气压力均低于R22,有利于系统的安全运行。R417A的制热量和COP均小于R22。可见R417A可以替代R22作为相变蓄热蒸发型空气源热泵的制冷剂,但对于新建热泵机组,要达到原有供热效果需要增加蒸发器和冷凝器的换热面积。

R417a在热泵热水系统中替代R22的实验研究

在热泵热水系统中 ,对新混合工质R4 17a进行了理论制冷循环分析和灌注式替代R2 2的循环性能对比试验研究 ,结果表明混合工质R4 17a的制热量稍低于R2 2 ,但性能系数COP、压缩机排气温度和功耗等循环性能指标均优于R2 2 ,实验过程中R4 17a工质性能稳定 ,运行正常 ,不需更换润滑油。