R32单元式空调机组系统内混入空气燃烧爆炸性的实验研究

理论分析了可使单元式空调机组系统内部达到燃烧条件的R32和空气的混合质量,根据单元式空调机组的系统特点设计了一系列内部混入空气引燃实验测试方案,测试结果表明,R32在空调机组系统内部混入空气的情况下达到燃烧条件的可能性很小,不会发生由于内部燃烧而引起爆炸,为R32应用的安全性评估提供了可靠的依据。     

R290空气源冷水(热泵)机组性能研究

对R290制冷剂在空气源冷水(热泵)机组上的循环特性进行理论分析及试验研究,研究表明:R290理论循环性能与R22相当,实测名义制冷COP可达GB19577—2015中3级能效要求,名义制热COP高达3.27;R290系统的工作压力及压缩机排气温度较R22低,排气压力高压保护值可降低到2.6 MPa,排气温度高温保护值可降低到95~105℃;采用小管径换热管可以大幅降低R290的充注量。     

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。     

R290灌注式替代R22空调整机性能研究

R290具有优良的环保性和热力学特性,是替代空调R22的潜在工质之一。采用R290对R22空调系统进行灌注式替代,优化并测试毛细管长度、室外温度以及工质充灌量对系统性能的影响,同时分析了换热器内R290沿程质量的分布。研究结果表明,系统充灌R290后制冷能力持平(99%),而性能系数提高了10%～15%。     

空气侵入量对R32压缩机内可燃风险的影响

本文从R32压缩机内部安全运行的角度出发,在空调运行情况下,关闭冷凝器出口,采用实验和模拟研究相结合的方法,研究空气侵入过程中不同空气侵入量对R32压缩机内可燃风险的影响。研究结果表明:空气侵入量为压缩机吸气量的10%的情况对压缩机排气压力、排气温度的影响较小,可燃风险较低;空气侵入量大于压缩机吸气量的10%时,随着空气侵入量的增大,压缩机排气压力增大至超过额定压力的17%,增加了压缩机内的可燃风险;此时油池内润滑油温度超过100℃,生成积碳,增大了燃烧、爆炸风险;电机的线圈绕组温度超过绝缘材料的耐温极限120℃,加速绝缘材料的老化引发短路产生火花,增加压缩机内的可燃风险。     

R290空气源热泵热水器的试验研究与对比

为了研究R290和R22在空气源热泵热水器上的性能,试验样机采用一套同轴式套管换热器（与某空调室外机组相匹配连接）和1个电子膨胀阀（安装在2个换热器之间）,根据国标GB/T23137—2008测试R290和R22在该样机上一次性加热热水的各种性能。试验结果表明,R290的充注量仅为R22的42%~46%;在各种试验条件下,R290的能效比不低于R22的,压缩比低且排气温度更低;R290压缩机排量需要比R22系统提高15.4%。     

制冷剂种类与翅片管换热器管径的匹配特性

针对空调用翅片管换热器,本文研究了4种制冷剂在管内的流动阻力及表面传热系数随换热器管径的变化,通过模拟计算给出不同制冷剂对应的最佳换热器管径。根据实际空调器系统确定相关参数,计算得到管内流动阻力损失由大到小依次为R22、R290、R410A、R32,表面传热系数由大到小依次为R32、R410A、R290、R22。在空调器制冷工况,满足换热量需求的条件下,冷凝器入口压力(压缩机排气压力)越低,系统效率越高;根据模拟计算,换热量为2 000 W时,随着换热器管径的增大,不同制冷剂对应的冷凝器入口压力先降低后增加,得到最适宜的换热器管径:R22为7～7.5 mm,R410A与R32为6～6.5 mm,R290为6.5～7 mm。     

特种车用高温空调研究

针对高温和宽温带范围等特殊工作环境空气调节的需要,研发了HLD-45B高温空调。该空调使用R22/R142b混合制冷剂,采用常规空调制冷循环系统,冷凝器传热面积和风量的设计较常规空调增大15%~20%。进行了焓差法性能实验和宽温区运行实验。实验结果表明:在较宽的环境温度变化范围内HLD-45B具有良好的运行性能:1)标准空调工况至75℃高温工况,蒸发器回风温度与送风温度的差值变化平缓,制冷量最大衰减小于15%,在宽温区空调系统运行稳定、可靠;2)75℃高温工况的排气压力和排气温度分别为2.84MPa和121℃,在理想的安全范围。中高温混合制冷剂的合理使用可改善制冷系统的高温运行性能和可靠性,拓宽其运行温度范围。     

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。     

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。     

R290家用空调器泄漏安全性实验研究

利用模拟实验,对R290家用空调器在使用过程中发生泄漏的情况进行模拟,研究制冷剂的分布及遇点火源燃烧或爆炸的情况。研究结果表明,空调器运行过程中发生泄漏不会产生危险;当空调器处于关机状态,且泄漏率小于80g/min时,空调器使用空间相对安全。     

R290/R134a用于家用空调器的性能匹配分析

对具有低可燃性的R290/R134a空调器样机与原R290空调器进行性能对比试验,并改变制冷剂充注量、毛细管长度、电子膨胀阀步数、换热器管径等对系统进行优化设计,使系统达到最佳匹配效果。试验结果表明：优化后的R290/R134a空调器样机的制冷能力最高达2 786 W,能效比为3.41,符合国家标准GB12021.3—2010的2级能效的要求。     

R290小型家用空调器的性能匹配研究

研究了以自然工质丙烷（R290）替代R22的小型家用空调的性能匹配情况，并分别在KF-26GW，K和高能效机型节能王子KFR-27GW／E上进行了R290替代R22的实验研究，分别进行了最佳充灌量、单双毛细管匹配和R290回热研究。研究表明在合适匹配的情况下R290最佳充灌量为原机R22充灌量的50％左右，其冷量能够达到R22机型的97．2％，能效比最高提高了12．6％，P290回热循环的回热制冷量略有下降。     

R290家用空调器的可靠性设计

通过对比R290和R22的热物性,指出R290是一种理想的替代制冷剂,但是存在易燃易爆的安全隐患。基于R290的可燃性,论述家用空调器采用R290作为制冷剂的可靠性方案设计与控制方式。     

健康节能型空调器

健康和节能是空调器近十年来的研究主题,也是今后的发展方向。本文介绍一种既健康又节能且便于实施的空调器,即当室外空气温度低于室内温度设定值时,自动停止空调器内压缩机和室外机风机的运转,通过室内机风机将低于室内温度设定值的室外新鲜空气送入室内进行降温,室内空气质量得到改善,有利居室内人员的健康,此时只有室内机风机运转,空调器的消耗功率仅为几十瓦,与空调器内压缩机及室外风机同时运转时所消耗近千瓦功率相比,节省了大量能源,达到既健康又节能的目的。     

带有喷气冷却的R32风冷单元式空调机性能实验研究

针对带喷气冷却和不带喷气冷却的R32风冷单元式空调机进行实验研究。研究发现,虽然采用喷气冷却导致系统的冷凝压力较高且系统性能系数降低,但可以有效提高系统制冷量,降低压缩机的排气温度,有效提高系统的可靠性。     

Experimental research on the explosion characteristics in the indoor and outdoor units of a split air conditioner using the R290 refrigerant

Currently, the most common refrigerants used in household split air conditioners are R22 and R410A. Due to environmental concerns, benign options such as R290 (propane) are under consideration as an alternative. However, R290 is flammable, which poses additional fire and explosion risks. The ignition source and location of the leak that may appear within the indoor and outdoor units were analysed. A series of experiments were carried out to better understand the ignition hazard. The explosion characteristics associated with the indoor and outdoor units were studied whereby the overpressure arising from ignition of R290 was measured at different locations. According to the internal volume of indoor and outdoor units, the amount of R290 that should be deposited inside the indoor and the outdoor units is 7 g and 16 g respectively, to form a stoichiometric concentration. The explosion overpressure in the indoor and outdoor units is sufficiently low so as to not damage the air conditioner system. However, if R290 is ignited during the leak, the indoor or outdoor unit will be burned.     

Performance assessment of HC-290 as a drop-in substitute to HCFC-22 in a window air conditioner

As per the Montreal Protocol, CFCs and HCFCs are being phased out. HCFC-22 is used in window air conditioners. This paper presents the experimental performance study of a window air conditioner with propane (HC-290), a natural refrigerant, as a drop-in substitute to HCFC-22. Experimental results showed that HC-290 had 6.6% lower cooling capacity for the lower operating conditions and 9.7% lower for the higher operating conditions with respect to HCFC-22. The coefficient of performance for HC-290 was 7.9% higher for the lower operating conditions and 2.8% higher for the higher operating conditions. The energy consumption of the unit with HC-290 was lower in the range 12.4–13.5% than HCFC-22. The discharge pressures for HC-290 were lower in the range 13.7–18.2% than HCFC-22. For HC-290, the pressure drop was lower than HCFC-22 in both heat exchangers.This paper also presents simulation results for the heat exchangers of an HCFC-22 window air conditioner with HC-290 as a drop-in substitute. The simulation has been carried out using EVAP-COND, a heat exchanger model developed by NIST [National Institute of Standards and Technology. EVAP-COND: simulation models for finned-tube heat exchangers, Maryland, USA (2003). http://www2.bfrl.nist.gov/software/evap-cond/ [18]]. The simulated evaporator capacities are within ±4% of the experimentally measured cooling capacities for both refrigerants. Simulation results for HC-290 and HCFC-22 are compared. The exit temperatures of HC-290 are lower by 0.3–1.2 °C in the condenser and are higher by 2.1–2.4 °C in the evaporator than HCFC-22. Evaporating pressures of HC-290 are lower by 2.1–3.3% as compared to HCFC-22. The pressure drops of HC-290 are lower in both the evaporator and the condenser as compared to HCFC-22. The outlet temperatures of air for HCFC-22 and HC-290 in both heat exchangers are nearly the same.     

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.