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/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。     

R32柜式空调机的试验研究

通过对R22,R410A和R32的热物性、环保性和安全性进行分析对比,在原有R22定频和R410A变频柜式空调机的基础上,保持性能参数和能效,室内外机壳体和送风系统不变,仅将制冷剂更换为R32,调整优化压缩机排量、蒸发器和冷凝器规格、制冷剂充注量、储液器、节流元件、连接管管径等。制作样机并进行对比测试,指出R32柜式空调机可以减小换热器管径和面积,甚至缩减连接管管径和省去储液器;制冷剂充注量可减少,但不及理论值;节流元件流量须减小;排气温度须提高,但都在压缩机运行允许范围之内。通过降低泄漏风险及泄漏后采取安全措施降低R32的可燃风险性的角度,介绍安全可靠性设计思路和做法,并提出下一步研究的方向。     

家用空调微通道换热器流量分配特性研究

本文从理论上比较分析了制冷剂物性对于分配性能的影响,R290汽液两相的粘度和密度差别相比R22较小,流量分配特性理论上略好,制冷剂压降也更小。且随着蒸发温度的升高,流量分配特性会变好。通过在两种流程微通道换热器中的对比实验,发现R22和R290在四流程中的分配特性明显好于两流程,蒸发器换热器量提升5%～6%,系统制热量提高1.8%左右,COP提高8%～10%。由于R290分液特性略好,R290的换热量提高幅度略大于R22,且由于R290压降增加更小,更适合于多流程换热器,使得系统COP提升更多。     

R290空调器的优化设计原则

在分析比较R290、R22、R410A三种工质热力性能的基础上,对采用R290工质的空调器提出了优化设计原则。优化设计原则主要针对压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置四大部件:R290空调器的压缩机应增加排量;R290空调器的冷凝器可采用小管径换热器;R290空调器的蒸发器可采用小管径换热器;R290空调器的毛细管应比R22空调器的长约39%,比R410A空调器的短约44%。在提出R290空调器优化设计原则的同时,本文对保证R290空调器安全性提出了建议。     

低环境温度空气源热泵机组性能试验分析

在低环境温度工况下,分别对定频、普通变频空气源垫泵机组以及带有补气增焓功能的变频空气源热泵机组的性能进行试验。结果表明:变频空气源热泵机组的IPLV明显优于定频空气源热泵机组,且带有补气增焓功能的变频空气源热泵机组在环境温度低于-20℃时比定频、普通变频空气源热泵机组的制热量衰减小,制热效果较优。     

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分体式空调器中制冷剂分布与安全性

采用实验研究的方法,针对R290分体式空调器的结构特点,将分体式空调器分成6个单独的部件,分别对不同充灌量条件下的1P和1.5P R290分体式空调器各个部件的制冷剂分布规律进行研究。实验结果表明开机状态下虽然制冷剂在冷凝器中的分布最多,但整个低压侧的制冷剂量占整个系统充灌量的50%—60%,但在关机后1.5小时,低压侧的制冷剂量占整个系统充灌量的85%—92%。     

滚动转子式压缩机间隙泄漏模拟分析

滚动转子式压缩机的泄漏间隙在运行过程中因磨损会逐渐变大,进而影响压缩机的泄漏和性能。本文根据滚动转子式压缩机零部件运动和间隙中流动的特点,建立压缩机间隙泄漏模型,计算并分析制冷剂、间隙值、压比、转速等因素对滚动转子式压缩机泄漏量的影响。结果表明：在相同条件下,径向间隙泄漏量最大,占总泄漏量的65.1%～88.4%,其次为轴向间隙;在R32,R410A,R22,R290和R134a这5种制冷剂中,R32和R410A的平均总泄漏量较大。研究结果可为降低泄漏损失、提升容积效率提供参考。     

喷液冷却和喷气增焓低温热泵涡旋压缩机的对比分析

本文分析了目前低环境温度热泵用涡旋压缩机运行特性及技术要求,并对制冷剂喷液冷却和喷气增焓两种涡旋压缩机技术的特点进行了对比介绍。针对低环境温度热泵开发了两款R410A涡旋压缩机:PSH系列压缩机采用制冷剂喷液冷却技术控制压缩机排气温度,可以扩大低环境温度下的运行范围;PCH065压缩机采用制冷剂喷气增焓技术提高低环境温度工况制热量及制热性能,并通过中间排气技术提高部分负荷系统的制冷性能,内置温度保护器的应用提高了压缩机在高排气温度运行的可靠性。这些优点使得热泵系统可以在我国低环境温度区域推广使用。     

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。     

新型制冷剂房间空调器高温特性实验研究

近年来,新型制冷剂R290、R32逐渐应用于家用房间空调器。本文采用同一房间空调器系统(基于R32特性设计),分别对比R290、R32、R22、R410A在不同环境温度下的性能,重点测试并评估了4种制冷剂在极限高温工况下(室外环境温度分别为35、46、52、55℃)的性能衰减特性。结果表明:R22在高温工况下表现最优,R290与R22基本相当,R32高温表现最差;R22与R32在55℃时能力衰减相差3.01%,EER衰减率相差6.03%;R32排气温度与系统压力最高,不适用于高温地区空调的应用。     

R32空气源热泵机组性能试验研究

为了了解R32制冷剂应用于空气源热泵系统的性能,分别对采用补气增焓方案和喷液冷却方案的2台R32样机进行测试,并与同型号R22机组进行对比。试验结果表明,2台R32样机均能够安全稳定运行,在整机成本、系统简单性及可操作性方面,喷液冷却系统占有较大优势,但在低温适应性方面,补气增焓系统优势明显。最终根据性能试验结果,给出R32样机存在的问题及进一步优化设想。     

浅谈微通道换热器在R290家用空调器中的应用

随着人们环保意识的提升,空调器首选天然制冷剂,取缔通常使用的R22制冷剂,选用R290制冷剂成为可能。微通道换热器具有体积小、可再利用的特点。从其换热的功能上来看,其具有较高的传热系数。将微通道换热器用于R290家用空调系统中,可以提高R290家用空调器的使用效率,且能够降低成本。本文针对微通道换热器在R290家用空调器中的应用进行研究。     

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。     

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。     

兼容电池热管理的热泵系统研究与探索

本文通过台架试验和整车试验,验证不同制冷剂在汽车空调上的性能表现,给汽车空调制冷剂选择提供建议。通过对比分别充注R134a和R410A制冷剂的汽车热泵热管理系统在不同环境下的整车试验、焓差试验的性能和低温制热量等可知R410A性能更佳,环境适用性更广,更能应对复杂的整车环境;考虑环保因素也同步研究了物性同R410A相似但GWP值更低的制冷剂R32和XL41等以适应未来市场需求;考虑更好的低温适应性和低温性能的提升,研究了低温增焓热泵系统,其环境温度越低性能提升越大,试验数据表明汽车空调能效在-20℃,低温增焓方式可提升38%。考虑电动汽车热泵运行环境和经济性要求,本文给出最佳设计方案。     

变频空调器低温制热不停机脉冲除霜的试验研究

为提高变频空调器的低温制热量和APF值,设计一套试验方案,在机组制热运行不停机的情况下,利用室内换热器输出的液态制冷剂的余热对室外换热器进行脉冲除霜,有效延长机组的除霜周期,从而提高低温制热量和APF值。从实际试验数据可知,本方案能使变频空调器的除霜周期延长至原来的3倍,低温制热量提高15%,APF值提高0.08,制热效果与舒适性明显改善。     

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%。     

R290在大功率商用冷冻冷水机组的应用

R290作为一种天然制冷剂,被认为是R22的最佳替代工质而被各方研究。本文建立了R290大功率冷水机组的充注量模型并进行了实验验证,模型误差在3%以内。基于此模型,分析了R290在系统各部件内的制冷剂质量分布。同时,通过实验对比分析了R290与R22大功率冷水机组在不同环境温度、不同出水温度下的性能变化趋势。研究结果表明:R290主要存在于系统冷凝器中,制冷剂占比为56.95%,而系统液体管路中制冷剂占比7.37%,所以减小系统冷凝器内容积并且缩短系统液体管路是有效的降充注手段。在出水温度一定时,R290在高温工况下有明显优势,系统COP较R22系统提升了13.9%。而在环境温度一定时,出水温度的变化对R22与R290系统性能的影响趋势较为一致。