两级分凝自复叠制冷系统特性

以两级分凝自复叠制冷系统为研究对象,分析了三元混合工质空间和平面汽液平衡特性,对三元混合工质的组分变化规律及运行特性进行了理论研究。应用混合工质物性分析软件Refprop 8.0根据冷凝蒸发器冷量平衡特性讨论了混合工质组分比例,得到比较合理的配比组成65/20/15。通过5个平面压焓图的空间变化关系分析了自复叠制冷系统工质分离、混合和运行特性。根据实验研究,循环系统高低压旁通和相分离器出口气体旁通可有效改善压缩机启动初期系统压力和温度过高的问题。对系统各级节流降温过程进行了分析,并对压缩机的吸排气温度和蒸发温度进行了研究。     

UNIFAC基团贡献法预测混合制冷剂的气液相平衡

将UNIFAC基团贡献法成功地应用于HFCs混合制冷剂的气液相平衡热力学性质的预测.根据资料拟合得到了CH₂、CF₂、F三个主基团的相互作用参数, 用拟合的基团相互作用参数预测了新工质对R32/R227ea、R227ea/R134a和R152a/R227ea及三元混合制冷剂R32/R125/R134a的气液相平衡数据,并与实验进行了对比,两者基本吻合.本工作为今后HFCs混合制冷剂替代和制冷系统研究提供了极有推广价值的物性计算方法和数据,满足了新工质工程设计的要求.     

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明:在R23浓度(质量分数)为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统?效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。     

R236fa/R32大滑移温度混合工质的优选方法及实验验证

针对适用不同制冷工况下混合工质组成及组分的多样化选择问题,提出了对应用于双温制冷机组的大滑移温度混合工质R236fa/R32组分在冷凝温度范围为311～333K、蒸发温度范围为269～290K的优选方法。对R236fa/R32的温度随焓值非线性变化特性进行了理论研究;建立了混合制冷剂蒸发换热过程由于温度随焓值非线性变化特性产生的熵增模型,通过对混合工质不同组分高、低温蒸发器的熵增变化情况确定最佳组分。并搭建了试验台,通过实验研究得到了该混合工质不同组分下在换热器中的温度分布情况、制冷效率（COP）及压缩机功耗情况验证该优选方法的结果。研究结果表明：该熵增模型能够较好地反映该混合制冷剂不同组分的COP特性及压缩机功耗,随着R32质量分数的增加,蒸发器的熵增先增大、后减小,在R236fa/R32为4∶6时,低温蒸发段和高温蒸发段由于温度随焓值非线性变化特性产生的熵增都最小,因此为该机组的最佳组分,验证了理论分析的正确性。该方法可以为不同工况下混合工质的优选提供参考。     

PR方程结合vdW混合法则推算二元及三元HFC/HC混合工质

以PR方程结合vdW混合法则,利用建立的二元相互作用系数kij差值关联模型,对11组二元HFC/HC混合工质及5组三元HFC/HC混合工质（HFC32 / HFC125 / HFC134a,HC290 / HC600a / HFC32,HFC125 / HFC143a / HFC134a,HFC32 / HC290 / HFC227ea,HFC32 / HFC125 / HC290）气液相平衡性质进行了推算,并与文献实验数据比较,对压力计算的平均相对偏差分别为2.225%、8.317%、1.433%、0.403%、1.71%,对气相组分计算的平均绝对偏差分别为0.0086、0.0132、0.0054、0.0071、0.0089。结果表明该方法可用于推算二元及三元HFC/HC混合工质气液相平衡性质。     

R32/R134a混合工质水平管内流动凝结换热的实验研究

<正>R32/R134a非共沸混合工质是近期比较理想的R22替代物之一。但迄今为止,报道其管内凝结换热性能研究的实验和数据都很少。在已有的报道中,Torikoshi和Ebisu以及Ro等人都只对R32质量分数为30％这种浓度配比下的R32/R134a混合物进行了管内凝结换热实验。Doerr等人则对R32质量分数为10％和25％时的R32/R134a混合工质的水平管内流动凝结换热系数进行实验测量。可以说已研究过的浓度配比和已获得的实验数据都还很少。本文对R32质量分数分别为10％,19.9％,30％,40％,51.9％和60.1％时的R32/R134a混     

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明：在R23浓度（质量分数）为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统（火用）效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。     

R134a/R125混合工质水平管外凝结换热

对纯工质R134a以及R134a/R125在三种不同组成比例下的混合工质,在光管和相同肋密度的二维及三维强化管外进行凝结换热试验研究。结果表明：R134a在光管外凝结表面传热系数与Nusselt数理论值的相对偏差均在±10%以内,R134a在光管及强化管外凝结表面传热系数变化趋势与Nusselt数理论解相一致。与纯R134a相比,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数均所有下降;对于光管,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数随壁面温差的增大而下降,但对于强化管,含6%及以上的R125混合工质,其凝结表面传热系数随壁面温差的增大而增大,有接近纯R134a凝结表面传热系数的趋势,表明混合工质凝结换热热阻分布与纯工质有较大差异。相同组分的工质,三维强化管凝结表面传热系数均高于二维强化管,二维强化管亦明显高于光管,在壁面温差为8 K时,强化管HT-3D、HT-2D相对于光管的传热强化倍率分别为9.83和7.85。     

R134a/R125混合工质水平管外凝结换热

对纯工质R134a以及R134a/R125在三种不同组成比例下的混合工质,在光管和相同肋密度的二维及三维强化管外进行凝结换热试验研究。结果表明:R134a在光管外凝结表面传热系数与Nusselt数理论值的相对偏差均在±10%以内,R134a在光管及强化管外凝结表面传热系数变化趋势与Nusselt数理论解相一致。与纯R134a相比,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数均所有下降;对于光管,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数随壁面温差的增大而下降,但对于强化管,含6%及以上的R125混合工质,其凝结表面传热系数随壁面温差的增大而增大,有接近纯R134a凝结表面传热系数的趋势,表明混合工质凝结换热热阻分布与纯工质有较大差异。相同组分的工质,三维强化管凝结表面传热系数均高于二维强化管,二维强化管亦明显高于光管,在壁面温差为8K时,强化管HT-3D、HT-2D相对于光管的传热强化倍率分别为9.83和7.85。     

R23/R134a一级分凝和二级分凝自复叠喷射制冷循环性能理论分析

基于非共沸混合工质自复叠原理应用于喷射制冷循环的研究,对一级分凝和二级分凝自复叠喷射循环进行了理论分析,研究了使用R134a/R23非共沸混合工质时制冷剂的配比、冷凝温度和蒸发温度对两种循环性能的影响,结果表明：随着低沸点组分R23质量分数由0.10增至0.20,一级分凝循环喷射器压比在3.4附近变化,而二级分凝循环喷射器压比在1.8附近变化,两种循环COP均增大;随着冷凝温度由18℃升至23℃,一级分凝循环喷射器压比由3.242增至3.792,而二级分凝循环喷射器压比由1.860升至1.867,两种循环COP均降低;随着蒸发温度由-10℃降至-15℃,一级分凝循环喷射器压比由3.454降至2.832,而二级分凝循环喷射器压比由1.870降至1.840,两种循环COP均升高,并且在相同工况下,二级分凝循环COP远高于一级分凝循环;二级分凝循环在喷射器压比为1.8时,可获得-15℃温区的制冷温度。     

碳氢制冷剂用于汽车空调的理论分析和实验研究

在HCs制冷剂热物性分析的基础上,对不同比例的R290（丙烷）和R600a（异丁烷）混合物的饱和蒸气压、单位容积制冷量进行了分析,并与R134a进行了比较,找出了R290和R600a混合物替代R134a的最佳混合比约为（R290/R600a）60％/40％.并在一台巴士汽车空调上对R290/R600a（60％/40％）和R134a的制冷性能进行了测试,结果表明：R290/R600a（60％/40％）的制冷系数约比R134a高约2％,制冷量比R134a高约10％.从制冷性能上,R290/R600a（60％/40％）可以作为R134a在汽车空调上的直接替代工质.     

Study on environmentally friendly refrigerant R13I1/R152a as an alternative for R134a in automotive air conditioning system

Aiming at solving the problem of high global warming potential of R134a, a new mixed refrigerant R13I1/R152a (molar fraction ratio of 35:65) with no ozone depletion potential and low global warming potential was proposed as a substitute for R134a in automotive air conditioning. The computational models for the thermodynamic properties of R13I1/R152a were established by using the PR (Peng-Robinson) equation of state combined with the vdW mixing rule. Based on these models, the cycle performance of this working fluid was calculated, which was also compared with that of R134a and R1234yf under the different operating conditions. The results show that R13I1/R152a is a near azeotropic refrigerant whose temperature glide is approximately 0, and the saturated vapor pressure curve of which is equivalent to that of R134a. Moreover, compared to R134a, R13I1/R152a has an average 5.7% improvement in coefficient of performance as well as similar volumetric cooling capacity. The average coefficient of performance and volumetric cooling capacity of R13I1/R152a are significantly higher than those of R1234yf by 13.8% and 12.0%, respectively. However, the average discharge temperature of R13I1/R152a is approximately 13.3 K higher than that of R134a, but it is also within reasonable limits. Hence, the application of the proposed refrigerant R13I1/R152a in automotive air conditioning system is technically feasible.     

-60℃温区精馏型自复叠制冷系统R41替代R23的理论与实验

选取R1234ze（E）作为高沸点组分,对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置,对R23/R1234ze（E）和R41/R1234ze（E）混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对比。理论分析和实验结果均表明：以R1234ze（E）作为高沸点组分时,用R41替代R23后系统COP略有下降,单位体积压缩功减小1/3~1/2,单位容积制冷量稍有降低,但系统单位质量制冷量明显提高,可以大大减小充注量。更重要的是R41的GWP的显著减少能起到很明显的环境保护作用。     

新型制冷剂R134,R134—R134a及R134—R22的热力学性质

采用马丁－侯８１型方程对制冷剂Ｒ１３４、Ｒ１３４－Ｒ１３４ａ及Ｒ１３４－Ｒ２２的热力学性质进行了系统的计算，并绘制了Ｒ１３４的热力学性质图表，为Ｒ１３４在制冷业及相关领域的应用提供了依据。     

氢氟烃在离子液体[HMIM][PF6]中的扩散系数和亨利常数

氢氟烃+离子液体是一种非常有潜力的吸收式制冷循环工质对。利用压力衰减法测量了303.15～343.15 K范围内6种氢氟烃（R32、R125、R161、R143a、R1234yf、R152a）在离子液体1-已基-3-甲基咪唑（钅翁）六氟磷酸盐（[HMIM][PF₆]）中的扩散系数和亨利常数。结果表明：6种氢氟烃在[HMIM][PF₆]中的扩散系数和亨利常数均随着温度的升高而增大。在6种氢氟烃中，因R32在[HMIM][PF₆]中具有较大的溶解度和扩散系数，所以R32+[HMIM][PF₆]较适合作为吸收式制冷循环的工质对。最后，采用Arrhenius方程对6种氢氟烃在[HMIM][PF₆]中的扩散系数和亨利常数进行了关联，计算结果与实验数据的平均绝对相对偏差分别小于2.5%和6.0%。