R513A与R1234ze在螺杆冷水机组上替代R134a的试验研究

为寻求R134a合适的替代品,本文通过在螺杆冷水机组上进行实验的方法,对具有低GWP的新型HFOs工质R1234ze、R513A各方面性能进行了对比实验研究,实验结果表明:R513A单位容积制冷量与R134a相近,COP略有下降,而R1234ze制冷量衰减较大,COP略有提升,两种HFOs工质的压降、排气温度与R134a近似,充注量减少3%～6%。此外本文还对三种工质的传热系数K值进行了研究。     

R1234ze(E)与R134a在冷水机组中的应用对比与探讨

介绍HFO类制冷剂R1234ze(E)与HFC类制冷剂R134a的基础特性,分别将这2种工质在螺杆式冷水机组上开展制冷循环性能试验,进行整机制冷量、降膜蒸发器传热性能、壳管式冷凝器传热性能及COP等方面的测试。试验结果表明:R1234ze(E)相比R134a样机制冷量有较大的衰减,蒸发和冷凝传热性能均有下降,而整机COP略有提升。指出后续需要针对R1234ze(E)性能衰减、传热能力下降等问题进行深入研究。     

R1234ze(E)/R32混合工质热泵系统性能的实验研究

低全球变暖潜能值(Global Warming Potential,GWP)制冷剂R1234ze(E)作为R410A较为理想的替代品而被关注。但是纯R1234ze(E)的热力学性能和传输特性并不出色。近期研究表明R1234ze(E)中混入R32成分可以有效提高其热力学性能。本文在空气源热泵测试实验系统中以R1234ze(E)/R32(质量配比为27%/73%,命名为L-41b,GWP为493)混合工质为研究对象,考察了R1234ze(E)和混合工质L-41b在实际热泵系统中的运行性能。与常规制冷工质R410A的运行性能在相同工况下进行了对比,在相对高温区中L-41b对R410A具有良好的替代性能。研究结果为R1234ze(E)及其与R32混合工质的产品设计开发提供了参考数据。     

新型制冷剂R1234ze(E)及其混合工质研究进展

低GWP值制冷剂R1234ze(E)(trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene)作为R134a较为理想的替代品而被关注,但其单一成分的热力学性能和传输特性并不理想,在R1234ze(E)中混入R32成分可以有效改善其热力学性能。本文概述了低GWP值工质R1234ze(E)及其与R32混合物的热物性特征、传输特性及系统运行性能方面的研究现状,并与目前常用的制冷工质进行比较分析,指出R1234ze(E)与R32混合工质有望成为新型低GWP值替代工质。     

HFOs制冷剂在制冷空调领域的替代研究综述

在气候变化和一系列政策法规的推动下,新型替代制冷剂的研发工作成为行业热点,其中HFOs及其混合制冷剂在当前广受关注。本文根据现阶段HFOs制冷剂的研究现状,针对HFOs纯制冷剂的热物性,基于理想单级蒸气压缩循环考虑其在空调、热泵两种工况下的替代潜能,对HFOs制冷剂与所替代制冷剂进行理论对比分析,模拟结果初步表明:R1234yf,R1234ze(E),R1233zd(E),R1123,R1243zf,R1141,R1132(E)和R1225ye(Z)可作为制冷空调系统候选替代制冷剂;R1234ze(Z),R1233zd(E)和R1336mzz(Z)可作为热泵候选替代制冷剂。在HFOs混合制冷剂的分析中,针对R134a,R404A,R407C和R410A这几种制冷剂,依据不同的工况对可能的替代制冷剂进行理论循环计算,理论分析结果初步表明:R450A和R513A具有替代R134a制冷剂的潜力;R448A,R449A,R452A,R454A,R454C和R455A具有替代R404A制冷剂的潜力;R444B,R449A和R454C具有替代R407C制冷剂的潜力;R452B和R454B具有替代R410A制冷剂的潜力。最后根据上述分析总结出不同应用场合下HFOs制冷剂的初步替代方案,为HFOs制冷剂作为潜在的替代物提供有价值的参考。     

一种喷射器膨胀直接供液制冷循环及性能分析

很多环保制冷剂如(R1234ze(E))具有蒸发压力低的特点,影响了其制冷性能。提出了将两相喷射器作为膨胀部件,将汽液分离后的纯液体供给蒸发器的直接供液式喷射器膨胀制冷循环(EERC)。以汽车空调系统为例,研究了循环COP与单位容积制冷量,结果表明采用R1234ze(E)的EERC循环相对于采用R134a的传统循环(TRC)COP提升在22%以上,并且容积制冷量也得到大幅提升,与采用R134a的容积制冷量的差距从33%左右减小到了6%—12%;在高冷凝温度和低蒸发温度工况下,性能改善更加明显。直接供液式EERC无论是直接用来替代现有制冷循环,还是用在环保制冷剂特别是低压环保制冷剂替代传统制冷剂的场合都是一个很好的选择。     

HFO-1234ze在空气源热泵热水器中 替代R417A、R22的研究

首先从热物性、ODP、GWP、工质毒性、可燃性方面对HFO-1234ze、R417A、R22三种制冷剂进行对比,并进行理论计算,初步分析HFO-1234ze制冷剂运用在空气源热泵热水器上的可行性。然后,在焓差法实验室内,对分别采用HFO-1234ze,R417A和R22作为制冷工质的空气源热泵热水器进行名义工况下的性能测试,对三种制冷剂的吸排气温度,吸排气压力,压缩机输入功率、制热量、性能系数进行对比分析。本文研究结果显示HFO-1234ze可以作为R417a与R22在热泵热水器中的替代制冷剂。此次研究为热泵热水器的工质选择提供参考。     

R1234yf及R1234ze(E)研究进展概述

全球变暖指数(Global Warming Potential,GWP)为1的R1234yf和R1234ze(E),作为新一代的绿色环保替代制冷剂,因其环保特性及良好的系统性能而被广泛关注和研究。其重要性导致许多学者对其产生兴趣,而展开了大量的研究。这些研究主要集中于物理性质、传热特性以及系统性能等方面。因这两种工质在物性上与R134a相似,也有许多学者对其在R134a替换的可能性展开研究。本文在大量文献调研的基础上,简要回顾了R1234yf和R1234ze(E)的研究和应用现状。     

R1234ze/HCs非共沸混合工质热泵系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况下,本文建立了热泵系统循环热力学模型,利用EES程序对混合工质R1234ze/HCs及对应的纯工质热泵系统循环性能进行了对比分析。结果表明:R1234ze/R600在质量分数(20/80)和R1234ze/R600a在质量分数(40/60)存在最优配比,对应的最大制热COP_h分别为3. 41和3. 32,而R1234ze/R290则呈现单调下降趋势。R1234ze/R600(20/80)系统的制热COP_h比R1234ze/R600a(40/60)、R1234ze、R290、R600、R600a系统分别高2. 7%、17%、0. 09%、16. 3%和17. 8%,排气温度为76. 9℃,冷凝压力为0. 711 MPa,压比为6. 32,有望成为新型替代工质。     

替代R410A低GWP制冷剂R454B和R452B的特性研究

本文介绍了低GWP环保替代制冷剂R454B和R452B与现有行业内常用的R410A制冷剂的特性参数对比,并基于同一套压缩机测试系统,对比这两种制冷剂的制冷量和性能等参数测量结果的变化趋势。结果显示直接使用R454B制冷剂替换R410A将会平均降低约5.6%的制冷量,R452B平均降低约3%的制冷量。但在较低蒸发温度和较高冷凝温度的工况区域R454B/R452B制冷剂能够带来更高的能效优势,因此,依照实际应用差异能够为日后推动环保制冷剂直接替换和新系统的使用提供理论依据。     

R1234ze(E)与R32混合工质在热泵系统中替代R410A的实验研究

新型制冷剂R1234ze(E)因较低的GWP备受制冷行业关注,其与R32的混合工质作为热泵系统制冷剂的研究也在逐步展开,本文以R1234ze(E)/R32(质量配比:27%/73%,命名为L-41b,GWP=493)混合工质为研究对象,在人工环境室中设计并搭建了空气源热泵测试系统,对比研究了L-41b与R410A在热泵系统中的性能系数COP、压缩机功耗、制热量、排气温度和循环压比。结果表明:当恒定冷凝温度,蒸发温度从5℃增加到13℃时,R410A和L-41b的COP偏差从8.6%缩小到2.8%。当恒定蒸发温度,冷凝温度从30℃提高到42℃时,L-41b的运行性能系数COP的降幅小于R410A,变工况实验表明在相对高温区L-41b替代R410A具有较好的替代性能。     

R1234ze(E)在多元醇脂油中溶解度的实验研究

R1234ze(E)（1,1,1,3-四氟丙烯）是当下具有较强替代潜能的环保制冷剂之一,本文搭建了溶解度测试实验系统,对R1234ze(E)在两种多元醇脂油中的溶解度进行测试,测试的温度范围为40~80 ℃,压力范围为0.123~0.360 MPa。采用PR状态方程和MHV2混合规则及NRTL活度系数模型对实验结果进行关联计算,得到不同温度下的交互系数及计算值与实验值的平均相对误差。结果表明,R1234ze(E)在两种多元醇脂油中的溶解度均随着温度的升高而降低,且R1234ze(E)在两种多元醇脂油中的平衡压力与溶解度之间存在立方函数关系。在两种多元醇酯油中,计算值与实验值的平均相对误差分别为1.68%和1.11%,可较好的描述R1234ze(E)在两种多元醇酯油中的相平衡行为。     

采用非共沸工质机械过冷跨临界CO2热泵供暖性能分析

本文提出采用非共沸工质的机械过冷跨临界CO2热泵供暖系统,并建立系统热力学模型,与采用纯质的机械过冷跨临界CO2热泵系统进行对比。结果表明：在环境温度为-12 ℃、用户供回水温度为65/40 ℃条件下,采用大温度滑移非共沸工质R1234ze(E)/R601(60/40)时,系统COP高达2.45,相对采用纯质最高提升13.82%。采用非共沸工质可有效降低系统排气压力并获得较大过冷度,减小节流不可逆损失。使用R290/R601(70/30)时,最优排气压力可降低27.85%。非共沸工质的使用可有效改善过冷过程的温度匹配,使用R1234ze(E)/R601(60/40)时系统?效率相对纯质最高提升14.09%。较大的温度滑移及合理的温焓曲线凹凸性是机械过冷CO2热泵系统非共沸工质选取的两个重要原则,推荐选用R1234ze(E)/R601(60/40)。     

冷冻冷藏用制冷剂R404A的替代品对比分析

基于现有的R404A涡旋式压缩机,模拟分别采用R404A,R407A,R407F,R134a和R1234ze制冷剂时的压缩机性能,计算5种制冷剂系统的理论循环COP,并对各典型工况进行对比分析。计算结果表明,R407A和R407F可直接应用于R404A压缩机,而R134a和R1234ze替代R404A时压缩机设计变更较大,4种制冷剂系统能效均较R404A系统有较大提高。     

不同制冷剂对气悬浮压缩机电机冷却及系统性能的影响

电机冷却是保障气悬浮离心制冷压缩机可靠运行的关键。本文建立了气悬浮离心制冷压缩机的数学模型，分析了不同制冷剂(R134a、R1234yf、R1234ze(E))对电机冷却过程和制冷系统性能的影响。研究结果表明：采用R1234ze(E)时电机内部温度最高，电机永磁体最高温度比采用R134a和R1234yf时高60～90℃;采用3种制冷剂时电机的绕组平均温度均随冷却入口温度的升高而降低；采用R134a和R1234yf时永磁体最高温度均随冷却入口温度的升高而降低，采用R1234ze(E)的永磁体最高温度随冷却入口温度的升高先增后降，在冷却入口温度约为25℃时最高。冷却入口温度每上升4.5℃,电机冷却回路的出口干度下降约3%～5%。带电机冷却支路的系统与传统系统相比，电机温度可以控制在更安全的运行范围之内，但采用R134a、R1234yf、R1234ze(E)的系统COP分别降低1.23%～1.82%、1.23%～1.65%、1.14%～1.17%。     

R1234ze(E)在水平圆管内流动沸腾换热过程中摩擦压降特性实验研究

新型制冷剂R1234ze(E)(trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene)因较低的GWP而被广泛关注,有望在热泵中作为R134a的替代品。本文对R1234ze(E)在内径为8 mm水平管内流动沸腾过程中摩擦压降特性进行实验研究,并在相同实验工况下与R134a进行对比。实验研究的流动沸腾换热的饱和温度为10℃,热流密度为5.0 k W/m~2和10.0 k W/m~2,质流密度范围为300~500 kg/(m~2·s),并分析质流密度、热流密度对R1234ze(E)和R134a饱和流动沸腾过程中摩擦压降的影响。结果表明,在相同工况下R1234ze(E)的流动沸腾过程的摩擦压降略大于R134a,如质流密度为500 kg/(m~2·s)时,R1234ze(E)的平均摩擦压降值比R134a大8.4%左右。最后,将实验结果同四种摩擦压降经验关联式进行比较分析。     

逆向布莱顿循环多元非共沸混合工质组分变化对系统性能的影响

计算及实验验证表明由R2 90、R1 5 2a、R6 0 0a组成的混合物具有较大的单位质量制冷量和单位质量输出功 ,是逆向布莱顿循环较理想的制冷工质。通过改变各组分的配比进行理论计算和实验研究发现 ,R2 90的摩尔比范围为 0 3～ 0 5、R1 5 2a为 0 0 8～ 0 2 7、R6 0 0a为 0 4～ 0 5时是COP (能效比 )、单位容积制冷量、排气温度、单位质量输出功这四者的综合最优区域     

回热器对单级蒸气压缩式制冷系统性能的影响

结合当前最新制冷剂替代政策,以单级蒸气压缩式制冷系统为研究对象,对自然工质(R744、R717、R290、R1270、R600a)、HFCs类过渡工质(R410A、R404A、R32、R152a、R161、R134a)和新型烯烃类制冷剂HFOs(R1234yf、R1234ze)经回热器后对制冷系统性能的影响进行分析。结果显示:回热器对系统COP的提升效果与制冷剂物性、运行工况和回热器效率有关;R717和R32在使用回热器后系统COP降低,当回热器效率为80%时,与回热器效率为30%相比系统COP分别降低了3.90%和2.27%;R161、R152a和R410A受回热器的影响很小;对于其他制冷剂,在使用回热器后,系统COP随蒸发温度和回热器效率的升高均有一定幅度提升,其中R1234yf、R1234ze、R600a和R404A变化最大。当回热器效率为80%的时,与回热器效率为30%相比系统COP分别升高了5.99%、3.94%、4.41%和5.05%。分析结果与相关评估标准较为接近,为现阶段带回热器的蒸气压缩式制冷系统制冷剂的选择提供参考。     

一种替代HFC-134a的制冷剂混合物

HFO-1234yf/HFO-1234ze(E)/HFE-143a组成的制冷剂混合物,具有良好的环境性能;通过对该混合物的理论循环研究及制冷性能和燃烧性能的试验研究,发现该制冷剂混合物在干空气中不可燃,在65%左右湿度空气中的燃烧等级为2L,制冷量和能效比均优于HFO-1234yf,是具有应用前景的HFC-134a替代物。     

R410A回热循环的热力分析

R410A是一种新型环保的制冷剂,针对R410A回热循环方面的性能加以分析。将不采用回热循环时的单位容积制冷量、单位容积压缩机耗功、COP与回热循环后的参数做比较,得出单位容积制冷量、单位容积压缩机耗功、COP随回热蒸发温度及回热过冷度变化时的变化情况,对R410A是否采用回热循环及在什么情况下采用回热循环具有一定意义。