R290、R454C替代R404A在商用冰箱中的应用性能对比研究

R404A在轻商设备中应用广泛,目前《基加利修正案》中明确规定了制冷剂替代进程,R454C和R290由于GWP更低,成为商用冰箱中替代前景较好的制冷剂。为了对比这3种不同工质在商用冰箱中的应用性能,在焓差实验室中测试了4款不同规格的小型商用冰箱,并对比了R404A、R454C和R290系统的充注量、耗电量、材料成本与碳排放量等参数。研究结果表明:相比R404A系统,R454C系统24 h耗电量可降低约5%,总碳排放量减少约15%;替换为R290后,系统充注量大幅降低,仅为R404A的20.6%~34.3%,大幅降低了制冷剂充注成本,且24 h耗电量可降低约15%~30%,碳排放量降低25.3%~43.7%。

R290小型文丘里分流器与新型整流喷嘴式分流器的仿真与实验对比研究

为了解决小型多支路蒸发器因制冷剂分配不均匀导致换热性能下降现象,设计了小型制冷系统蒸发器新型分流器。基于欧拉多相流模型,建立小型文丘里分流器和整流喷嘴式分流器的物理模型和数学模型,并通过CFD模拟和实验,对此两种分流器内部的流型流态和分流均匀性展开对比研究。模拟结果表明,在不同流量、不同干度下,整流喷嘴式分流器质量流量和干度不均匀度均小于文丘里分流器。实验结果表明,文丘里分流器中未形成均匀稳定的环状流,而在整流喷嘴式分流器中形成稳定环状流,且实验测试的后者的体积流量不均匀度远小于前者,进而也验证了与传统文丘里分流器相比,新型整流喷嘴式分流器对R290制冷剂的分流效果更优。

R290空调器节流特性优化分析

目前部分R290空调器压缩机润滑油选用低互溶性的PAG油,在满足粘度条件的情况下,采用低互溶性的润滑油有利于减少系统充注量。由于R290空调器具有低充注量和压缩机大排量的特点,在低温工况下,互溶性较差的制冷剂/润滑油混合物,容易分层流动,制热化霜再启动时可能会出现节流异常现象。文章从R290压缩机回油、节流特性、膨胀阀开度控制等方面对低温工况下R290空调器出现节流异常现象进行分析并优化验证。

R290/R1233zd(E)在变温热源喷射制冷循环中的性能优化研究

提出了一种优化喷射制冷系统的新型策略,建立了非共沸混合制冷剂R290/R1233zd(E)在变温热源下的热力学模型。通过数值模拟,分析了R290/R1233zd(E)的温度滑移和换热器冷热源温度变化对换热器和喷射制冷系统性能的影响。结果表明:相对于单一工质,混合工质可以提高工作流体和引射流体的进口温度、优化系统性能,R290/R1233zd(E)(质量分数分别为0.7、0.3)为该系统最佳混合工质,相较于单一工质R1233zd(E),系统性能系数提高了44%、系统[火用]效率提高了39%。R290/R1233zd(E)的最佳质量分数随冷凝器中冷却水出口温度的升高而增大,随冷凝器中冷却水进口温度的升高而减小。由于夹点位置的影响,对于不同温度滑移的混合工质而言,发生器[火用]损失与冷凝器[火用]损失的大小关系不同,喷射器[火用]损失和发生器[火用]损失随温度滑移的增大先增大后减小,冷凝器[火用]损失随温度滑移的增大先减小后增大。

替代制冷剂R290与R404A的对比特性研究

本文研究了R290与R404A在低温转子式压缩机中的性能差异,在冷凝温度54.4℃,蒸发温度-23.3℃,根据理论及实测数据得出结论,R290制冷能力比R404A低16%左右,功率、电流比R404A低20%左右;在冷凝温度54.4℃,蒸发温度-6.7℃,根据理论及实测数据得出结论,R290制冷能力比R404A低14%左右,功率、电流比R404A低20%左右。

欧洲R290与R32变频空调性能对比实验研究

作为天然工质,R290凭借其良好的环保性能优点,成为家用空调领域重要替代环保制冷剂。通过对R290和R32热工性能进行理论对比,并通过实验对比验证了同配置换热器下两种制冷剂变频空调器的能力和能效,结果表明,当R290的充注量仅为R32的54%时,通过调试R290空调器可达到与R32空调器相同的能力和同等水平的能效,证明R290制冷剂可以很好地替代R32制冷剂。

R290在小容积家用冰柜上的应用研究

本文以一款200 L和一款300 L小容积家用冰柜作为研究对象,通过适当优化冷凝器设计和毛细管流量设计,以及通过灌注量调试获得合理的制冷剂充注量等调试后,R290制冷系统与对应的R600a系统对比,耗电量基本相当,冷冻能力提升约70%,43℃高环境温度下的降温速度提升约45%,43℃高环境温度下的间室储藏温度平均值降低约6℃,噪声水平稍差,偏高约2 dB(A)。

R290家用空调器性能研究

为了探讨R290在家用分体空调器中替代R32的优化方向,对R290和R32进行了热物性对比分析、热力循环计算及同平台下两种制冷剂整机测试分析。系统循环计算结果表明R290逆卡诺理论循环性能优于R32;整机测试结果表明R290额定制冷能效比减少16.8%,额定制热能效比减少5.6%。R290整机系统能效衰减的主要原因在于R290饱和温度随压力波动的稳定性差,因此降低低压侧压力损失成为R290系统提效的重要方向。

R290高背压旋转压缩机极端环境下储液器热分析

以制冷剂R290为研究工质,主要分析了极端环境下旋转压缩机气液分离器(储液器)中产生的无效过热情况及其对性能的影响程度。首先利用计算流体动力学(CFD)技术建立了储液器详细的流固耦合仿真模型用于研究极端环境储液器的吸气加热情况;其次分析了极端环境下储液器内的吸气加热对压缩机性能的影响。结果表明,极端制热条件下储液器的吸气加热温升比极端制冷大;减小储液器内的吸气温升对压缩机性能提升明显。研究工作将为极端环境下储液器传热优化及其压缩机性能提升提供一定参考。

替代工质R32和R290的对比研究

依据GB/T7725—2004规定的试验工况,分别对应用R32和R290的空调系统进行性能测试。在理论分析的基础上,依据试验数据,对比分析两种替代制冷剂的优缺点及其系统的改进方法。结果表明:R32单位容积制冷量高出R290约87%左右,相同制冷量下R290系统应使用更大排量的压缩机。R32具有较高的排气温度,并且R32系统相比R290系统,压比高出约7%,系统整体的能效比低约3.7%。R290系统换热器的压降要小于R32,有助于提高系统性能。但其可燃性远远大于R32,在安全设计方面有着更高的花费,系统初期改造投入比较高。

自然制冷剂R290与冷冻机油的相溶性研究

为了探讨制冷剂R290与冷冻机油的相溶性,建立了一套油与制冷剂相溶性测试实验台,考察了制冷剂R290与矿物油、POE油、PAG油、AB油五种类型冷冻机油的相溶性。结果表明,制冷剂R290在五种冷冻机油中的溶解质量百分含量顺序为:AB油>环烷基矿物油>烷基矿物油>POE油>PAG油;R290在烷基矿物油、POE油、PAG油中的溶解质量百分含量均随温度的增大而降低,随压力的增大而升高;在环烷基矿物油、POE油、PAG油中的溶解质量百分含量均随运动粘度增大而降低;与运动粘度相比,温度和压力对R290在冷冻机油中的溶解质量百分含量影响较大。

R290制冷空调系统的现状与未来发展

详细分析和总结了国内外自然工质R290制冷空调系统的应用与研究现状。R290单位容积制冷量大、价格低廉、臭氧消耗潜值为0,全球变暖潜值很小,热力性能与常规制冷剂相比有明显的优势。R290制冷空调系统结构紧凑,制冷剂的充灌量少,金属材料的消耗少,设备的初投资少。随着R290应用技术研究的不断深入,环保制冷剂R290将拥有广阔的市场应用前景,在未来制冷空调系统中将显示出巨大的优越性。

R290的可燃爆炸性试验及在制冷机组中的试用

R2 90具有较高的汽化潜热和较大的容积制冷量 ,它的ODP、GWP都为零 ,是一种优秀的绿色天然环保工质 ,因而倍受欧洲人的重视 ,在欧洲使用R2 90的空调器、电冰箱总量已超过 10 0 0万台。然而因其具有可燃性而遭美国、日本的抵制 ,在我国也存在较大的分歧。为此我们对R2 90的可燃性、相容性和经济性进行了实验和分析 ,发现R2 90的燃烧和爆炸需要 2个条件 ,即与空气的混和浓度要在 2 .5 %～8.9%之间 ,温度在 810℃以上。在机组运行过程中 ,2个小概率事件同时出现的概率几乎为零 ,因此 ,只要在设计和运行中采用必要的防范措施 ,在制冷机组中使用R2 90为工质同样是安全的。

分体式房间空调器R290和R1270替代R22实验研究

现今空调器中广泛使用的R22因环保问题而遭淘汰,HFCs(氢氟碳化物)会加剧温室效应,亟需寻求更为合适的制冷剂,HCs(碳氢)初见端倪。采用空气焓值法,在R22分体式房间空调器中充注R290和R1270,进行性能实验研究。结果表明,标准工况下,用R290直接灌注式替代R22时,系统制冷量降低5.0%,EER升高10.3%,而换用排量大20%的压缩机能提高制冷量8.9%,而EER降低8.5%,但性能较原R22系统要好;R1270系统性能要优于R290系统。结果还表明,随着室外温度降低,碳氢系统制冷量和EER的增加速率和增幅均大于原R22系统,且室外温度低时碳氢系统性能更优,有利于节能。研究结果表明,HCs适合在空调器中替代R22,具有广阔的应用前景。

R290/R744新型混合工质汽-液相平衡研究

为了适应节能与环境保护的需求,研究了一种适用于自复叠制冷系统的新型绿色混合制冷工质(R290/R744)的汽液相平衡特性。根据相平衡条件采用PT状态方程结合Van der Waals混合规则推导出该混合制冷工质的相平衡计算式,通过软件编程计算了两种有工程实用意义的相平衡问题,一种是已知混合物压力和液相摩尔分数,计算泡点温度和气相摩尔分数;另一种是已知混合物压力和气相摩尔分数,计算露点温度和液相摩尔分数,并根据计算数据绘制了汽液平衡曲线。数据显示最大相对误差为4.840%,最小相对误差为0.005%。计算结果表明,采用给出的R290/R744混合制冷剂相平衡计算式具有较高的计算精度,从而为采用该混合制冷剂的自复叠制冷循环研究奠定基础。

R290／CO_2自然工质低温复叠式制冷循环理论分析

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO_2的复叠式制冷循环,分析了R290和CO_2的物性特征,通过对R290／CO_2式制冷循环的理论分析,在一定的蒸发温度和冷凝蒸发器传热温差下,计算出循环存在最优的低温循环冷凝温度和最优质量流量比;为提高循环效率和保证循环的安全运行,应尽可能地升高蒸发温度、降低冷凝温度和减少冷凝蒸发器的传热温差,可以看出R290／CO_2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景．

分体式空调器使用R290作为制冷剂的泄漏研究

HCFCs和HFCs类制冷剂存在ODP和GWP值比较高的缺点。R290具有良好的环保性能,但是其易燃易爆的特点是其使用的最大阻碍。为确定室内机发生泄漏所形成的燃爆范围,开展实体实验,研究了在不同房间面积、不同泄漏位置,不同泄漏速度条件下,R290泄漏到室内浓度分布情况。结果表明,室内机发生泄漏时,仅在其附近可能形成燃爆区域。燃爆范围仅存在于泄漏过程中,一旦泄漏停止后,燃爆范围会迅速消失。

R290/CO_2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验,对低温循环用CO2作为制冷工质,高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较,结果表明,随着蒸发温度的升高,冷凝温度的降低,R290/CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大,COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高,R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗,R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290/CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。

中高温热泵混合工质R13I1/R290/R600a替代R134a的理论研究

针对普通R134a热泵制取中高温热水过程中存在的冷凝压力过高、系统效率低、不环保及无法直接替代等问题，提出一种新型中高温热泵混合工质R13I1／R290／R600a。建立基于该工质的热力循环模型，计算该循环的热力特性。结合气象数据，对其进行多工况计算并与已有的工质R134a、MIX1和MIX2对比分析。研究结果表明该新型混合工质的循环性能与同模型常温热泵工况下R134a的循环性质大致相同，且其环境性能优良：ODP为零，GWP小于20，温度滑移小于4℃。单位容积制热量略低于R134a，分别比MIX1和MIX2平均高16．7％、1．3％；COP分别比R134a、MIXI和MIX2平均高9．2％、4．1％和0．7％。综合循环性能较对比工质更优越，适用于冷凝温度为70～90℃，循环温升低于75℃的热泵工况。

近共沸制冷剂R290/R134a PVTx性质的实验研究

为了获得混合制冷剂R134a/R290的热物性数据,搭建了高精度PVTx实验系统。以Burnett法为基础,测定了R134a/R290质量分数为50%/50%、55%/45%和60%/40%在温度为252 K^320 K的PVT性质,并且拟合了三种不同配比的混合工质的气态维里方程。实验数据与方程的平均误差为1%左右,具有较好的重合度。