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。     

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。     

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。     

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。     

HFO-1234ze与HFC-32混合制冷剂用于热泵热水器的实验研究

本文选用了NIST发行的REFPRO9.0制冷剂计算程序及KW2模型参数对混合制冷剂HFO-1234ze与HFC-32在不同配比下的热物性进行了模拟计算,并依据热泵热水器测试的标准工况,计算了不同配比下混合制冷剂的理论循环特性,分析得出了HFO-1234ze/HFC-32较为合适的配比。通过一次加热(即热式)热泵热水器实验台,对多种环境工况及不同进水温度进行性能测试,分别对R410A和混合制冷剂(HFO-1234ze与HFC-32配比0.3/0.7)在实验系统中的压缩机功率、系统性能系数、压缩机吸、排气压力和温度、冷凝器出水温度等参数进行了对比分析。结果表明:混合制冷剂(HFO-1234ze与HFC-32配比0.3/0.7)的压缩机功率和排气压力都低于R410A系统,而COP高于R410A系统,在标准工况下,分别为4.03和3.56,且在高于标准工况的环境温度情况下,混合制冷剂系统COP下降速率低于R410A系统,有利于热水器机组的安全稳定运行,在替代R410A系统方面具有可行性。     

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。     

R32和R32/R1234yf混合工质黏度实验测量及模型

本文针对含HFOs类混合制冷剂黏度开展实验和模型研究。采用振动弦法黏度计对R32纯质和R32/R1234yf混合制冷剂黏度进行了实验测量,测量的温度范围分别为263~350 K、263~360 K,压力最高均为30 MPa,实验系统黏度测量的不确定度为2%。本文共获得了177组实验数据,利用得到的实验数据,基于硬球模型分别拟合了R32纯质和R32/R1234yf混合制冷剂黏度方程。R32纯质黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.28%,最大绝对偏差为0.92%;R32/R1234yf混合工质黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.69%,最大绝对偏差为2.09%。由此可见,实验数据和黏度模型吻合较好,为R32和R32/R1234yf混合制冷剂的应用研究提供了重要参考依据。     

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。     

以R32为工质的准二级压缩热泵系统实验研究

为研究以R32为工质的准二级压缩热泵系统的循环性能,搭建了以R32为工质的热泵实验系统并进行相关研究.研究结果表明,在冷凝温度40℃,蒸发温度在-10～-5℃时,用R32的准二级压缩热泵系统与采用相同工质的单级系统相比,排气温度降低10～20℃,并能控制在130℃以内,保证了机组的安全运行;制热量提高了12％,制热COPh随中间补气压力的不同而高于或低于单级压缩系统,相对补气压力的适宜值范围为0.9～1.1.     

混合制冷剂R1234yf/R32 PVTx性质的实验研究

为了获得混合制冷剂R1234yf/R32的热物性数据,本文以Burnett法为基础搭建了高精度PVTx实验台,在温度为253~313 K时,测定了质量分数为15%/85%和25%/75%混合制冷剂R1234yf/R32的PVT性质,拟合了两种不同配比的混合工质的气态维里方程,为进一步研究该工质的基础热物性提供了详实的数据。     

R1234ze(E)在R134a离心式制冷压缩机中的直接替代研究

随着全球对环保要求的日益提高,以R1234yf、R1234ze(E)、R1233zd(E)等为代表的ODP为0且GWP较低的制冷剂得到广泛关注并应用。针对R134a离心式冷水机组,采用CFD数值方法,对采用R1234ze(E)直接替代的离心制冷压缩机进行了模拟,对机组性能进行了比较分析。结果表明：在同一转速下,当冷凝温度较小时,R1234ze(E)机组的制冷量和COP都小于R134a机组的,当冷凝温度较大时,R1234ze(E)机组的制冷量和COP都大于R134a机组的。当R134a机组与R1234ze(E)机组的蒸发温度、冷凝温度和制冷量都相同时,R1234ze(E)机组的COP比R134a机组的COP平均降低了约5.14%。     

R1234ze(E)在冷藏车余热驱动型TORC-制冷循环系统运行性能分析

建立了冷藏车余热驱动型跨临界有机朗肯-制冷循环系统热力学计算模型,研究了R1234ze(E)在该循环系统中运行性能,系统地分析了冷凝温度为40℃、50℃、60℃时系统运行性能参数,得到冷凝温度为40℃时,对应发动机尾气温度约为140℃时,系统拥有最高的膨胀机做功量10.20 kW;对应发动机尾气温度约为165℃,系统拥...     

混合工质R32／R134a的压缩机性能试验

本文介绍了用同一台压缩机, 充灌四种不同比例的Ｒ３２／Ｒ１３４ａ 混合工质与Ｒ２２及Ｒ１３４ａ 的对比试验。通过测量制冷量、输入功率、能效比以及壳体温度等主要性能, 从理论上定性和定量地阐明了Ｒ３２／Ｒ１３４ａ在空调器中替代Ｒ２２ 的可行性和优越性。     

混合工质R32／R134a替代家用电冰箱工质R12的理论与实验研究

本文在Ｒ１３４ａ替代Ｒ１２的基础上提出用非共沸混合工质Ｒ３２／Ｒ１３４ａ替代Ｒ１２,理论分析和实验结果都证明Ｒ３２／Ｒ１３４ａ的主要制冷性能接近或优于Ｒ１２,而且与纯Ｒ１３４ａ替代方案相比,制冷量提高,能耗降低。     

三元混合工质用于变容量热泵系统的实验研究

简要回顾并总结了国内外关于变容量热泵系统的研究方向,在新型变浓度热泵试验台上进行了三元混合工质R23/R32/R134a变工况、变浓度等一系列的实验,并对实验结果进行了分析.结果表明:三元混合工质用于变浓度热泵系统时,单质工质之间互相弥补了各自的不足,发挥了各自的优势,在循环性能上以及容量调节方面都表现出很大的优越性;随着冬季室外温度的降低,混合工质在变浓度运行要比定浓度运行能够放缓制热量下降的节奏,表现出更节能的优点.     

水平光滑细管内R1234ze冷凝换热特性实验研究

对流体R1234ze在内径2 mm 的水平光滑圆管内的冷凝换热特性进行了实验研究,设定流体饱和温度为35 ℃、40 ℃,质量流量为100~400 kg/(m2?s),热流密度为4~22 kW/m2。实验获得了R1234ze在不同工况下的冷凝换热系数和摩擦压降。发现R1234ze的冷凝换热系数范围在1.5到8 kW/(m2?K)之间,且随干度的增加而增加,随质量流量的增大而增大,随饱和温度的升高而降低,比在相同工况下R134a 、R32的换热系数分别平均低约22%和31%。R1234ze的摩擦压降随质量流量增加而增大,随饱和温度的升高而降低,高于相同工况下R32的摩擦压降。并将本次实验值与其它经典换热模型和压降模型进行了对比分析,发现Baird等人的模型对本次实验的换热系数预测较好,对其它文献中的相似数据点预测也较好。Müller- Heck模型对摩擦压降预测最好。     

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。     

微圆管内R1234ze(E)流动沸腾的环状流特性模拟研究

本文建立了制冷剂R1234ze(E)在微圆管内流动沸腾过程中的环状流模型,对传热和气液两相流动压降进行了模拟研究。综合考虑重力、表面张力及气液界面剪切力的影响,模拟分析了周向液膜不均匀分布特性及该特性对流动与换热的影响,经验证,计算结果与已有实验结果吻合较好。本文还研究了不同因素对环状流区域表面传热系数与压降的影响。模拟结果表明:在流动起始区域,截面液膜厚度的分布受重力作用影响,随着流动沸腾过程的进行,该影响作用开始减弱,且有重力作用时的环状流平均表面传热系数高于无重力作用时的环状流平均表面传热系数,随着重力加速度的增加,环状流的平均表面传热系数不断增大;随着质量流速的增大,表面传热系数与压降均随之增大;随着管径增大,表面传热系数与压降均随之减小。     

HFO-1234ze（E）及其与R134a的混合物

低GWP是选择替代制冷剂的一个重要特性,HFC-1234族具有低GWP的特性。因而适用于空调和制冷使用。本文介绍HFO-1234ze（E）以及它与HFC-32的混合物作为蒸气压缩式热泵和制冷系统的低GWP替代物制冷剂。     

R744/R290/R600a混合工质热泵循环性能分析

对热泵系统,提出将R744/R290/R600a三种天然工质组成的混合物替代现有制冷剂。在热泵热水器名义工况下,计算分析不同配比下混合工质热泵系统循环性能,并分别与R22,R290,R600a和R744/R290(21%/79%)热泵系统性能进行对比。结果表明:R744/R290/R600a在最优配比下,系统制热性能系数为4.514,比R22,R290,R600a和R744/R290(21%/79%)系统分别增加20.50%,35.15%,41.50%和9.67%;系统冷凝压力比R22,R290和R744/R290(21%/79%)系统分别降低45.34%,41.20%和55.47%;新的混合工质不仅具有良好的热力学性能,而且可以有效降低系统运行压力,可以作为热泵工质的替代物。