中高温水源热泵工质的筛选与分析

为了更好地提高中高温水源热泵机组的性能,首先简要分析中高温水源热泵制冷剂的选取原则.对几种中高温热泵工质进行热力计算和比较,计算中蒸发器的进水温度为30～50 ℃,冷凝器的出水温度为70～90 ℃.结果表明：R123可用于水源的中高温热泵机组,供热温度可以达到95 ℃,R134a可适用于冷凝温度为中温的水源热泵机组,R22/R142b的混合工质也适用于中高温热泵系统的要求.     

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。     

R134a/CO2复叠制冷系统的实验研究

针对R134a/CO2复叠制冷系统搭建实验台,研究不同工况下系统性能参数的变化规律,考查了压缩机效率对系统性能的影响,并与传统R404a系统性能进行比较。研究表明：在高温级冷凝温度48℃,低温级蒸发温度-30℃,冷凝蒸发器传热温差为3℃的工况下,CO2冷凝温度为-2℃时系统COP出现最大值,并在最优值±5℃内系统性能变化不大;不同实验工况下,CO2压缩机绝热效率最大偏差不超过4%,影响系统制冷量的主要因素是压缩机的容积效率;相同工况下,R134a/CO2复叠制冷系统性能可比常规R404a系统性能高3%。     

R134a/R600a混合制冷剂应用于大型空气源热泵的性能研究

R134a作为当前主要的R22替代制冷剂,在应用于空气源冷水(热泵)机组,尤其是在热泵运行时会出现能效降低、容易结霜等问题。本研究尝试在R134a的大型螺杆式空气源热泵机组中混合少量R600a来改善机组性能。通过对混合制冷剂物性计算、理论循环性能计算和机组试验,表明添加R600a后的混合制冷剂能显著改善热泵机组的运行性能,并有效提高机组运行可靠性。同时,虽然R600a具有可燃性,但是对于运行时置于室外,介质为水且添加比例不高的空气源热泵机组,这是一个简单、安全、可行的改进方案。     

R1234yf热泵技术综述与潜力分析

为了满足逐步严苛的环保法规要求,R1234yf成为车用热泵制冷剂R134a的热门替代制冷剂之一。本文对R1234yf热泵技术的研究进行了综述与分析,其GWP<1,各方面性质均符合车用热泵系统的工作需求。在传热效果上,R1234yf的沸腾传热性能略优于R134a,且冷凝过程压降比R134a低5%~10%,优于R134a系统。在诸多R1234yf和R134a系统的仿真和实验研究中,R1234yf热泵性能略低于R134a,但可以通过优化零部件、强化补气、改善工况等方式使其与R134a十分接近甚至超越。R1234yf低压饱和压力比R134a高约15%,可以适配更高的压缩机转速,低温下制热性能比R134a更好,且较低的压缩机排气温度使系统工作更为稳定,强化补气的效果也优于R134a。因此,R1234yf在车用热泵中具有较好的工作性能和发展前景,可以作为R134a的替代制冷剂。     

二甲醚作为汽车空调制冷剂的性能研究

本文对二甲醚（DME）用作汽车空调制冷剂的性能与现有汽车空调制冷剂R134a进行了对比。首先比较了二甲醚和R134a的基础热力性质，然后对二甲醚和R134a的汽车空调标准工况和变工况下制冷循环性能进行了详细的理论计算及分析。分析表明：二甲醚的制冷性能与R134a基本相似，而性能系数（COP）却优于R134a。因此，更具环保优势的二甲醚是一种理想的潜在的汽车空调制冷剂。     

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。     

电动汽车热泵空调系统低温制热性能及优化

热泵空调系统在满足电动汽车冬季供暖需求方面发挥了重要作用。本文采用新型低GWP值的R1234yf为制冷剂?对电动汽车热泵空调系统在－20~7 ℃环境下的低温制热性能进行了测试?对电动汽车冬季热负荷进行标定,并且与制冷剂R134a进行了对比,研究了系统制冷剂充注量、制热量、COP和排气温度的变化,同时对系统各部件火用损失进行了分析计算并根据结果 确定系统优化方向。结果表明:该系统最佳制冷剂充注量为1406g,制热量与COP在大部分工况下达到2kW与18以上,能够满足低温制热需求;R1234yf 直接替代R134a时,系统制热量与COP比R134a系统低71％与66％,系统的排气温度比R134a平均低53 ℃,系统工作更稳定可靠;热泵空调系统内冷凝器与压缩机的火用损失占系统总火用损的80％以上,是重点优化方向;增大内部冷凝器换热面积、增大风量、提高压缩机转速可显著提升R1234yf系统制热性能,使之与R134a系统的制热性能相比大约相等或者更高。     

机械冷藏车R134a替代R12的试验研究

对铁路冷藏车R134a替代R12进行了相关的试验研究。通过模拟计算、试验数据整理、图形化处理,并对照理论计算的结果。试验表明,采集获得的数据与理论计算有很好的符合。R12多应用于冷冻冷藏设备,用R134a替代后,基本的热力参数都和R12系统接近,但设备的制冷性能会有小幅的下降,制冷量将减少15％左右。对于安全性要求高和易泄露的场合,R134a是R12的最佳替代物。     

R515B在中高温热泵系统中的性能研究

对低GWP制冷剂R515B在双螺杆单级蒸汽压缩式热泵系统中的性能进行了研究。通过实验对比研究R515B直接替换R134a时系统的性能变化,结果表明：R515B的制热量比R134a降低27%左右,消耗功率比R134a降低约28%,制热COP比R134a平均提高1%,排气温度降比R134a低约15℃。同时建立热泵系统仿真模型,预测R515B在较高冷凝器出水温度下热泵系统的性能,结果表明：R515B具有优良的热力学性能和循环性能,在采用单级蒸汽压缩循环的中高温热泵系统中可实现88℃以下的高冷凝器出水温度。     

风冷螺杆热泵机组制冷剂替换试验研究

对R22、R407c、R134a三种制冷剂的基本物性及热力性能进行了分析比较，并在风冷螺杆热泵机组基础上进行了替换试验研究。结果表明：R407c为最佳替换R22的制冷剂；R134a替换后能效比较高，但制冷（热）量衰减过多，同时R134a的运行压力过低不太适合热泵工况。     

R32/R134a和R407C用于变浓度热泵系统的实验

为了解决R32/R134a应用于变浓度热泵系统存在的排气温度过高问题,提出使用三元混合工质R407C用于该系统中.以R32/R134a和R407C作为工质在变浓度容量调节热泵系统中进行了吸气压力不变时的变浓度实验.实验结果表明,R407C在本系统中变浓度范围低于R32/R134a,但R407C的排气温度和耗功均低于R32/R134a,具有良好的变浓度调节潜力.     

Performance comparison between a single-stage and a cascade multi-functional heat pump for both air heating and hot water supply

Multi heat pumps have been widely used in buildings due to their higher energy efficiency. Recently, demands for multi-functional heat pumps, which can provide heating, cooling, and water heating in a building, have been increased. In this study, a cascade multi-functional heat pump, combining a multi heat pump using R410A for air heating with a water heating unit using R134a for hot water supply, was investigated experimentally. The performance of the cascade multi-functional heat pump was measured by varying the refrigerant charge amount, EEV opening, water flow rate, and water inlet temperature. Test results were compared with those of a single-stage multi-functional heat pump using R410A for air and water heating. The cascade multi-functional heat pump adopting the water heating unit showed more stable air and water heating operations and higher water outlet temperatures than the single-stage multi-functional heat pump.     

R134a制冷剂在微通道中的相变传热特性实验

设计了一个可控制制冷剂流量、压力和温度等实验工况的微通道换热器相变流动与换热的可视化实验平台,对R134a制冷剂流经微通道换热器进行了冷凝换热实验研究.试验测量了小质量流率下的R134a制冷剂在多个饱和状态工况下的冷凝换热性能,涉及质量流量、进出口压力和温度等参数.实验分析了传热系数与雷诺数的关系,与Koyama的关联式预测比较接近.分析了摩擦系数随雷诺数的变化,与H L MO和Wu＆Little方程计算得到的数值相近.     

冷藏车层叠式蒸发器应用R404A与R22和R134a的比较

采用分布参数法对层叠式蒸发器建立数学模型，并对蒸发器采用R404A，R22和R134a时的换热和流动性能进行模拟比较。结果表明，在空调工况范围内，新型中低温混合制冷剂R404A具有R134a换热性能好和R22压降小的特点，能够很好地适用于冷藏车系统空调侧层叠式蒸发器。     

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。     

Performance of ejector cooling systems using low ecological impact refrigerants

The theoretical behaviour of an ejector cooling system, using as working fluids propane, butane, isobutane, R152a and R134a, is obtained. The ejector works as a thermo-compressor that is simulated with a validated one-dimensional mathematical model, whose errors are lower than 6%. For a system unitary cooling capacity, a parametric study is carried out varying the generation, condensation and evaporation temperatures. From the obtained data, a complete analysis of the system performance can be achieved when the ejector and system operation parameters are considered. The best performance corresponds to the system using propane, because has the highest system coefficient of performance and its ejector has the maximum entrainment ratio value, the least area ratio value and the highest efficiency value. The considered generation temperature ranging from 70 °C to 95 °C is appropriate for low-grade energy sources assisting thermal cooling systems. After this system performance, come those in which R152a and R134a are employed, with isobutane and butane at the end. The obtained results represent potential design points of an efficient ejector cooling system operation, because to each combination of the above mentioned temperatures corresponds one and only one ejector geometry.