R744/R600及R744/R600a混合工质热泵循环性能研究

基于换热器中的传热窄点温差的限制,对R744/R600及R744/R600a在所研究的工况范围内分别替代传统制冷剂R22的亚临界热泵循环特性分别进行了计算分析.结果表明:R744/R600和R744/R600a具有不同的最优配比,可以使得制热性能系数(COPh)最大;R744/R600及R744/R600a在最优配比下的COPh分别比R22系统增大11.98％和8.24％,分别比纯质R600和R600a大36.43％和36.24％,比跨临界循环R744系统增加7.07％和4.71％.在最优配比下,R744/R600和R744/R600a的冷凝压力低于R22,分别为0.84MPa和1.18MPa;压缩机排气温度也低于R22,在90℃以下.     

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。     

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。     

CO_2非共沸混合工质制冷系统的理论分析

在设定工况条件下,采用3组CO2非共沸混合工质(R744/R22、R744/R1270、R744/R600a).对制冷系统进行了热力学理论分析和计算.研究了系统制冷量、压缩机功耗、制冷COP,和冷凝压力随CO2质量配比的变化关系.结果表明:在相同工况下,R744/R600a的冷凝压力最低,比R744/R22平均低22.9%,比R744/R1270平均低18.8%;R744/R1270具有较好的综合性能.     

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。     

碳氢工质R600a/R1150在低温冰箱中的应用研究

采用碳氢制冷工质R600a/R1150进行实验研究,以低温冰箱为研究对象,对比分析了R600a/R1150与R600a/R23/R14两种混合工质在两级自复叠制冷循环系统中的特性。在不同工况下,对混合工质的几种质量配比进行了对比实验,结果表明,混合工质R600a/R1150在62/38的配比下系统性能最优,此配比下,系统在25℃环境温度下,箱内温度可以达到-80℃,在32℃环境温度下,箱内温度可以达到-77℃。在相同工况下,混合工质R600a/R1150的系统性能优于R600a/R23/R14,前者的箱内温度较后者低约2℃,系统充注量比后者少了36.4%。     

采用R744/R290的自复叠制冷系统热力性质分析

对采用R744/R290混合自然工质的自复叠制冷循环的热力性质进行分析。经过计算,得出了冷凝器压力、蒸发器压力、冷凝器出口温度、蒸发器出口制冷剂的状态、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744/R290的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。     

R290/R600a混合工质制冷系统泄漏点对系统性能的影响

混合工质在不同位置的泄漏所引起的系统中工质对组分比例发生变化会对制冷系统的性能产生很大影响。根据混合法则,从理论上研究R290/R600a工质对泄漏率在5%~40%范围内8种泄漏率条件下,系统工质对组分变化的规律。按照理论计算的要求建立制冷系统工质泄漏实验台,对实验台在4种泄漏率条件下的蒸发压力、冷凝压力、制冷量和COP进行研究。计算和实验结果表明,在蒸发器出口和冷凝器入口处的泄漏使低沸点组分R290在工质对中的比例增大,系统制冷量增加且COP下降;在蒸发器入口和冷凝器出口处的泄漏使高沸点组分R600a在工质对中的比例增大,系统制冷量下降且COP上升。     

R744/R290混合工质热力性质计算

从热力学基本定义出发,对R744/R290这对混合自然工质的热力性质进行计算。分析比较了各种计算方法和计算结果的准确性与可靠性,为R744/R290混合工质在今后的应用提供了理论依据,并对其它混合工质的热力性质计算具有一定的指导作用。     

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。     

R134a／R123自然复叠式热泵系统浓度配比分析

冷热源温度和混合工质浓度配比都会影响自然复叠式热泵系统的热力性能,提出了迭代式定步长搜索法,对80~95"12冷凝温度和0~20℃蒸发温度区间内的R134a/R123自然复叠式热泵系统进行了浓度配比优化计算和分析,得出计算温度区间内任意冷热源温度组合条件下的系统最佳充注浓度.结果表明,在每一组冷热源温度条件下,存在一个最优的混合工质浓度配比对应于系统最大COP值.浓度配比优化可提高自然复叠式热泵循环的热力性能,在最优COP对应的浓度配比条件下,自然复叠式热泵系统的压比较低.     

近共沸制冷剂R290/R134a PVTx性质的实验研究

为了获得混合制冷剂R134a/R290的热物性数据,搭建了高精度PVTx实验系统。以Burnett法为基础,测定了R134a/R290质量分数为50%/50%、55%/45%和60%/40%在温度为252 K~320 K的PVT性质,并且拟合了三种不同配比的混合工质的气态维里方程。实验数据与方程的平均误差为1%左右,具有较好的重合度。     

R417a在热泵热水系统中替代R22的实验研究

在热泵热水系统中，对新混合工质R417a进行了理论制冷循环分析和灌注式替代R22的循环性能对比试验研究，结果表明混合工质R417a的制热量稍低于R22，但性能系数COP、压缩机排气温度和功耗等循环性能指标均优于R22，实验过程中R417a工质性能稳定，运行正常，不需更换润滑油。     

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.     

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。     

三元混合工质R152a/R22/R114替代R12在家电冰箱中的实验研究

本文介绍了用三元混合工质R152a/R22/R114替代R12在家用电冰箱中的实验研究结果。结果表明在一定的混合配比范围内,三元混合物的压力水平与R12相当。改变三元组分的配比,将引起冰箱降温水准、运行周期和排汽温度的变化。找到最佳配比后有可能替代在电冰箱中广泛使用的R12。     

混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究

搭建了混合工质Linde-Hampson制冷系统,将4种工质R245fa/R600a/R508b/R14按照不同比例混合后进行实验研究。通过优化制冷剂组分得到不同配比下的最低运行温度,分析了最优配比下环境温度对系统运行性能的影响。结果表明:将4种工质按照不同配比进行混合,系统的最低运行温度范围在-45℃~-85℃之间。在环境温度35℃时,混合工质按比例R245fa:R600a:R508b:R14=0.45:0.3:0.18:0.07充注时,系统运行温度可达到-85℃,在此条件下,将环境温度从35℃降低到5℃,系统运行温度则从-85.5℃降低到-89.3℃。     

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。     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02复叠式制冷系统的性能实验，对低温循环用CO2作为制冷工质，高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较，结果表明，随着蒸发温度的升高，冷凝温度的降低，R290／CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大，COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高，R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗，R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290／CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。     

一种天然混合工质在家用空调系统中替代R22的实验研究

提出了一种三元混合工质,R1270/DME/R245fa(75%/15%/10%,质量),作为家用空调R22替代制冷剂。其中质量比10%的R245fa作为阻燃剂,使制冷剂安全性能满足指标。并运用Refprop 8.0计算了新工质的热力学性质,与被替代工质R22进行对比分析,并在实验台上依据冷水(热泵)机组国家标准给定的各实验工况对该工质及R22进行了对比实验,结果表明,在对原机组不做任何改动的情况下,相同运行条件,采用新工质系统与原R22系统相比性能参数相近,制冷量增大,COP值有较大幅度提升。新型天然混合工质可作为R22在家用空调系统中直接"灌注式"替代物。