低温热泵系统中R290替代R22的性能研究及优化

本文针对低温热泵系统,采用R290替代R22进行性能实验研究,对比不同工况下两者的性能差异发现:直接在原系统中将R22抽出并灌装非等量R290后,系统运行时,换热量与COP均有所衰减,且在相同的低温环境工况下,R290系统的压缩机排气温度和排气压力均高于原R22系统。通过分析系统部件可知,上述现象出现的主要原因是R22系统压缩机排量过大、与R290系统不匹配,因此为同时满足系统的安全性要求以及提高R290在低温热泵系统中的整体性能,考虑在系统中更换与R290更为匹配的排量更小的压缩机。实验结果表明:对R290低温热泵系统压缩机排量进行优化能有效降低系统的排气温度和压力、提高系统整体性能;压缩机优化后的R290低温热泵系统COP较原R22系统提高6.5%,低温环境下排气温度降低36%,至80℃以下。     

环保型低温制冷系统的性能实验

对环保型R290/CO2复叠式低温制冷系统的性能进行实验,得出R290循环的COP要比CO2循环的COP高,CO2压缩机的吸气温度对CO2压缩机排气温度的影响较明显.CO2低温循环中,随着温度的降低,制冷工质的粘性对管路的流动阻力损失影响不大.制冷系统的压力和流量的稳定性非常好,温度的稳定性能够满足实验精度要求.     

房间空调器中制冷剂R290、R32替代R22的仿真研究

制冷剂R290和R32是R22的主要替代物,受到了许多研究者的青睐。本文先建立了小型房间空调器制冷系统模型。然后在该模型的基础上,对R290、R32替代R22时,制冷系统性能(包括冷凝压力、蒸发压力、吸气压力、排气温度、压缩机功耗、制冷量、COP)的变化进行了研究。结果表明,R290和R32在房间空调器中替代R22有着较大的潜力。     

地埋管换热器变热流工况下换热模型及其试验验证

在制冷空调产品及热泵热水机国家标准规定的名义工况下,比较CO2跨临界循环与R22,R410A和R404A单级蒸气压缩循环的理论循环效率。结果表明：在空调制冷名义工况下,R22理论循环效率最高,CO2的理论循环效率只有R22的50％～60％;在热泵热水机名义工况下,CO2的理论循环效率最高,可以达到R22的145％;CO2跨临界循环受冷却器压力及出口温度2个方面的影响,适当降低CO2冷却器出口温度可改善循环效率,应用CO2制冷剂需要通过改善循环和优化控制提高系统的能效。     

CO_2跨临界循环与常规制冷剂循环性能比较

在制冷空调产品及热泵热水机国家标准规定的名义工况下,比较CO2跨临界循环与R22,R410A和R404A单级蒸气压缩循环的理论循环效率。结果表明:在空调制冷名义工况下,R22理论循环效率最高,CO2的理论循环效率只有R22的50%~60%;在热泵热水机名义工况下,CO2的理论循环效率最高,可以达到R22的145%;CO2跨临界循环受冷却器压力及出口温度2个方面的影响,适当降低CO2冷却器出口温度可改善循环效率,应用CO2制冷剂需要通过改善循环和优化控制提高系统的能效。     

采用非共沸混合工质机械过冷的跨临界CO_2制冷循环性能分析

本文提出了非共沸混合工质机械过冷跨临界CO_2制冷循环。在最优排气压力和最优过冷度下循环取得最大COP。最大COP、最优排气压力和过冷度与混合制冷剂的温度滑移密切相关。当选取合理温度滑移的混合工质作为机械过冷循环的制冷剂时,可明显提升CO_2制冷循环能效,降低排气压力。与基本CO_2制冷循环相比,在蒸发温度为-40℃、环境温度为35℃时,采用R32/R152a(40/60)循环总COP可提升46.53%,CO_2排气压力可降低2.758 MPa。总COP的提升程度受混合制冷剂的温度滑移影响显著,推荐机械过冷循环使用温度滑移合理的混合制冷剂。在温暖和炎热的气候地区及冷冻冷藏等低温应用领域,采用非共沸混合制冷剂机械过冷跨临界CO_2制冷循环整体性能的提升更加显著。     

排气冷却R290/CO_2复叠式制冷系统性能分析

通过对带排气冷却器的R290/CO_2复叠式制冷系统的性能分析,以及与不带排气冷却器的R290/CO_2复叠式制冷系统的性能进行比较,得出在相同的运行工况下,当排气冷却器的热负荷为1.4 kW,低温循环的冷凝温度为-20℃,制冷量为10kW时,排气冷却器在降低冷凝蒸发器CO_2的入口温度方面起到显著作用,高温循环制冷剂R290的质量流量减少11.4%,相应的高温循环压缩机的功耗和冷凝器的热负荷均降低11.4%,R290/CO_2复叠式制冷系统的COP提高8.8%。     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02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。     

R290和R32单级干湿压缩循环及回热循环特性分析

采用理论热力循环计算的方法,对比R290,R32,R22和R410A四种制冷剂的单级干压缩与湿压缩循环以及回热循环特性。分析结果表明：吸气过热度增加时,4种制冷剂的排气温度均升高,R290的能力和能效比相应增加,但R32的降低;吸气干度减小时,4种制冷剂的排气温度均近似呈线性下降;吸气饱和时,R32,R22和R410A的能力接近最佳;单级压缩回热循环仅对R290有实用意义。     

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.     

复叠式制冷系统中R744替代R23的理论分析

本研究对复叠式制冷系统R744/R404A和R23/R404A进行了理论与对比分析。分析了高低温压缩机的排气温度、压缩机的功耗、系统的COP、系统的火用率以及各个部件火用损失的变化规律。研究结果表明:复叠式制冷系统随着蒸发温度的升高,其最佳低温循环冷凝温度增大,且存在一个最佳的COPopt所对应的最佳低温循环冷凝温度T4 opt;高低温压缩机的排气温度随蒸发温度的升高而降低;系统的COP随蒸发温度的升高而增大;系统的火用效率随蒸发温度的升高而降低先增加后减小;系统的火用损失随蒸发温度的升高而降低。     

水多级压缩式制冷循环理论研究

针对水作为制冷工质的特点，提出了以水三级压缩式制冷循环的系统流程，对循环性能系数COP、排气温度和输气容积比进行了分析和计算。分析表明，以水作为制冷工质，其循环的理论COP均高于R22、R134a。由于水压缩式制冷循环具有较高的排气温度，因而在中高温热泵领域，以水为工质是具有竞争力。     

R125/R290及R125/R600a热泵工质适用温区探究

循环温升保持45℃,热源进口温度范围为10—45℃的热泵工况下,建立了基于控制换热器窄点温差的热泵循环模型,对小温度滑移混合工质R125/R290(质量配比25/75)及大温度滑移工质R125/R600a(质量配比10/90)的热泵循环性能分别进行了分析研究。发现R125/R290制热循环性能系数COPh随名义蒸发温度的升高而提高,而对于R125/R600a,COPh却变化平缓。同时两种混合工质的排气温度和冷凝压力均在系统安全运行范围之内。结果表明:对于小温度滑移工质R125/R290更适合于低温热源工况,大温度滑移工质R125/R600a则更适用于高温热源工况。     

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R417a进行了理论制冷循环分析和灌注式替代R22的循环性能对比试验研究，结果表明混合工质R417a的制热量稍低于R22，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R22，实验过程中R417a工质性能稳定，运行正常，不需更换润滑油。     

R32应用于冷冻机的可行性研究

在理论分析R32与R22和R404A物性的基础上,对R32应用于冷冻机的可行性进行试验研究,对比采用喷液和补气技术降低排气温度的效果,并分析对系统运行性能的影响;对比分析R32与R22和R404A的制冷量、EER和排气压力。研究表明:采用喷液和补气方式都可以有效控制R32的排气温度,而补气方式更优;相对于R22,R32的制冷量提高30%~40%,EER降低11%~16%,排气压力提高68%~82%;相对于R404A,R32的制冷量提高10%~20%,EER降低13%~22%,排气压力提高41%~50%。通过系统的优化设计可提高R32系统EER,认为R32替代R22和R404A应用于冷冻机具备技术可行性。     

R404A在涡旋式冷凝机组中替代R22的试验研究

在理论分析R404A和R22物性的基础上,对R404A在高温涡旋式冷凝机组中替代R22进行试验研究。研究结果表明,适用R22的机组更换高压压力开关、压缩机冷冻油、干燥过滤器和视液镜、热敏继电器后,充注R404A制冷剂,机组能够正常运转。同时发现蒸发温度和环境温度对R404A机组的制冷量、COP的影响比对R22的影响更大,对输入功率、电流、排气温度和排气压力的影响与对R22的影响相对接近;相同结构配置机组,R404A制冷剂的充注量比R22的大,制冷剂充注量的增加与理论质量流量增加的比例不同。     

CO_2/R290应用于复叠制冷低温环路浓度配比实验研究

在复叠制冷实验台上对由CO_2/R290组成的不同配比的二元混合制冷剂进行了低温循环性能实验.实验结果表明,随着CO_2含量增大,二元混合物的压比减小,制冷量增大,耗功减少,COP增加,制冷速率增大.但随着CO_2含量增大,二元混合物的排气温度也升高,当CO_2在混合物中的组分达到71%时,蒸发温度为-61℃时,压缩机的排气温度接近115℃.因此,混合物中CO_2含量不宜超过71%.混合物中R290降低了CO_2凝固点温度,同时也降低了CO_2较高的冷凝压力,对扩展CO_2在低温区域的应用很有益处.     

R32/R1234yf混合工质热泵循环性能分析

在热泵热水器的名义工况下,对R32/R1234yf混合工质热泵循环性能进行计算分析。结果表明:R32/R1234yf的最优质量配比为60/40,使制热性能系数达到最大值4.727,较R22系统增大8.64%;在最优质量配比下,R32/R1234yf系统的单位容积制热量、单位质量制热量和冷凝压力均比R22系统大,但其压比和排气温度均低于R22系统。     

R32制冷系统降低排气温度的方法研究

从理论与实验两方面分析了R32替代R410A后,制冷系统运行参数的变化,提出了采用补气方法降低R32系统排气温度的方法。并以某厂家5HP空调器进行实验,对比了同一系统采用两种不同的制冷剂后,系统充注量、换热量、功率、COP、排气温度等参数的变化;分析了不同工况下补气对系统排气温度、换热量、COP的影响。结果表明:R32替代R410A后,系统能力及能效均有所提升,同时排气温度也上升;采用补气方法后,能够有效降低排气温度,同时在一定程度上增加换热量及COP。R32是一种具有潜力的替代制冷剂,采用补气系统,将打破排气温度过高对其应用的限制。     

R1234yf汽车空调制冷剂的理论循环性能分析

使用MH-59方程编制R1234yf的热力性质计算程序。在汽车空调制冷工况下,对比R1234yf和R134a的压力比、排气温度、单位质量压缩功、单位质量制冷量、单位质量冷凝负荷、COP、热力完善度、单位体积制冷量及压缩机吸气比容,得出它们随蒸发温度的变化情况。理论循环性能分析表明:R1234yf作为汽车空调制冷剂,在不改变制冷系统设备的前提下可以直接替代R134a,并且可以降低压缩机排气温度。