压缩式制冷技术的新进展（一）——制冷工质的环境效应及其特点

本文分两部分,系统综述了近年来围绕制冷工质的环境效应评价、制冷工质的替代、自然工质的使用以及系统设计方面出现的新技术和新进展。第一部分主要介绍了制冷工质的环境效应与作为制冷剂的特点。     

两种CO_2复叠式制冷系统的性能分析

为了提高复叠式制冷系统的性能,有必要对不同的复叠式制冷循环进行对比分析。本文建立了2种分别采用R290/CO_2与R404A/CO_2工质的复叠式制冷循环的计算模型,并进行理论模拟计算与对比分析。结果表明,R290/CO_2复叠式制冷循环的COP比R404A/CO_2循环高;而且2种制冷循环中,都存在最佳低温循环冷凝温度,使得系统COP取得最大值。应尽量增大蒸发温度、减小冷凝温度以及降低冷凝蒸发器传热温差,这也有利于循环的安全运行。总之,R290/CO_2复叠式制冷循环的综合性能更优,在环境保护、节约能源方面具有较好的发展前景。     

带回热器的自然工质复叠制冷系统性能分析

以CO2/R290、CO2/NH3复叠式制冷循环为例分析了回热器对系统性能的影响,在考虑回热器对系统质量流量影响的基础上,比较分析了系统制冷量、COP的变化和对最佳中间温度的影响,指出了利用回热器提高复叠制冷系统性能的原则,并建立了高低温回热器效率之间的联系.     

车辆环境试验室制冷系统方案分析

对车辆环境试验室的制冷系统方案进行了分析比较,提出了切实可行的具有第二制冷剂的螺杆复叠式制冷循环。     

双级压缩制冷系统的动力学分析及减振措施

通过对双级压缩制冷系统在使用过程中存在问题的观察，分析了系统管道振动的动力学原因。提出了解决这一问题的技术改造方案，并进行了论证和说明。     

自然工质冷凝蒸发器的设计与制造

针对R290/CO2复叠式制冷循环系统中R290与CO2的冷凝蒸发换热特点,设计了R290/CO2冷凝蒸发器,对R290/CO2冷凝蒸发器进行了安全性分析,制造出的U型换热管式R290/CO2冷凝蒸发器,为自然工质R290/CO2复叠式制冷循环系统走向实际应用打下了基础.     

两级自动复叠低温冰箱的理论及试验研究

两级自动复叠低温冰箱在科研和日常生活中逐渐增多,研究并提高其制冷系统性能具有重要作用,节能环保特性的研究也具有重要意义。单级压缩两级自动复叠制冷循环采用非共沸混合制冷工质,根据工质在低温冰箱内的压力温度变化和气液平衡关系实现低温环境。利用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 8.0,对两级自动复叠循环的空间压焓图和焓-浓度图进行分析。讨论并选取适合于–60℃低温冰箱的混合制冷工质R600a和R23,并对其系统运行过程中温度和压力变化趋势进行分析。通过试验研究两级自动复叠低温冰箱降温过程中温度和压力随时间的变化规律,以及汇合点处工质物性的变化特性。对两级自动复叠低温冰箱制冷系统建立比较完整的概念,对温度压力变化和气液平衡有了理性的认识,对提高此类冰箱性能和产品推广应用具有重要价值。     

套管式冷凝器冷凝混合工质的分析研究

套管式冷凝器广泛应用于各种小型制冷装置系统。本文针对混合制冷工质在套管式冷凝器中的冷凝过程,依据混合工质在冷凝过程中存在温度滑移的特性,分析了气液相各组分质量百分数随温度变化的特性。应用混合制冷工质物性计算软件Refprop8.0分析了其初始过热状态质量成分比例一定时,在温度不断降低情况下,气相和液相中质量成分的变化规律。通过传热学理论及换热器设计理论,较详细地分析计算了混合制冷工质在套管式冷凝器中冷凝时的热力参数,并得到了这种工况条件下套管式冷凝器的几何尺寸。     

丙烷／异丁烷混合工质在小型蒸气压缩制冷系统中的应用研究

陈述了用碳氢化合物的混合物替代氯氟烃制冷剂的优点，以及如何确定替代Ｒ１２的丙烷／异丁烷的最佳成分及混合物饱和特性的计算方法。最后介绍了作者指导研究生在英国南阿浦顿大学全封闭蒸气压缩制冷系统中进行的试验。     

低温室效应工质空调蒸发器性能模拟计算

建立翅片管式蒸发器的稳态分布参数数学模型,考虑蒸发器内部的实际流动状态,用Visual Basic计算机语言编写翅片管式蒸发器模拟计算程序,利用R22的计算结果与文献试验结果进行验证,得到较好的一致性。基于此模型模拟低温室效应(Global warming potential,GWP)工质R290、HFO1234yf和HFO1234ze在翅片管式蒸发器内的流动换热特性。分析改变迎面风速、制冷剂质量流量以及管外径尺寸时换热量和压降的变化情况,并与现在广泛使用的R410A进行性能的对比分析。结果表明,风速稳定时R290换热量最大,HFO1234yf最小;相同情况下,HFO1234yf与HFO1234ze最容易达到过热状态;压降相同时,R410A的质量流量最大,R290的最小;换热量相同时,HFO1234yf的质量流量最大,R290的最小。为低GWP工质翅片管式蒸发器的优化设计和系统匹配以及制冷剂的替代提供理论基础。     

天然制冷剂充注量的计算与试验

针对家用电冰箱和空调器的制冷剂充注量进行了分析研究，建立了数学模型，编制了计算程序，对空调器内用R290取代R22电冰箱内用R290／R600a取代R12的充注量进行了计算，计算结果表明R290的最佳充注量约为R22原充注量的43％，R290／R600a的最佳充流量约为原充注量的41％左右；根据计算结果在三种空调器和一种电冰箱上进行了试验，结果吻合较好，并取得良好的节能效果。     

CO_2跨临界循环和氟利昂制冷剂循环性能分析

本文以R134a、R290和CO2制冷剂为研究对象,分别对三种单、双级循环的性能进行对比。结果表明,随蒸发温度增加、压缩机效率升高和冷凝器出口温度降低,所有循环性能均提高,单级CO2循环存在最优排气压力;用膨胀机代替节流阀可以显著提高CO2跨临界循环COP;低压级压缩机的效率比高压级压缩机对系统性能影响明显。双级循环中,CO2循环最优中间压力远高于其它两种循环。本研究为高效、节能的空调和热泵产品开发提供基础资料。     

泵供液式制冷用空气冷却器制冷剂侧性能试验方法的研究

阐述了制冷用空气冷却器产品的特点,并介绍现行国内外相关标准对泵供液式制冷用空气冷却器产品的试验规定,分析已有的试验方法,提出采用制冷剂干度法作为泵供液式制冷用空气冷却器制冷剂侧的性能试验方法,探讨了试验中影响测试的关键参数,为该类产品的测试和评价提供技术支撑。     

新工质KLB—2与CFC12在汽车空调系统中的性能对比试验研究

采用新型共沸混合工质KLB-2,分别对原使用CFC12的热力膨胀阀和节流短管汽车空调系统进行了灌注式工质替代试验研究,试验结果表明,在相同的运行条件下,采用KLB-2后系统与原CFC12系统相比制冷量较大,性能系数相近,KLB-2可作为CFC12在汽车空调系统直接“灌注式”替代物。     

混合工质变浓度调节热泵的应用与研究进展

混合工质变浓度调节热泵可以随着环境温度变化、通过改变其组元的成分,来调节热泵的制热量以达到系统节能的目的。本文介绍了混合工质变浓度调节方法在电压缩式热泵系统的研究进展,并指出现有变浓度电压缩热泵存在的局限性,提出一种新型混合工质变浓度吸收式热泵系统,阐明了其特点及发展趋势。     

天然制冷剂在制冷空调装置中应用的技术进展

论述了天然制冷剂在制冷系统中的特点以及国际上对天然制冷剂应用研究的现状,指出了在制冷系统中应用天然制冷剂应解决的技术总理２。     

高温混合工质空气源热泵性能试验研究

针对空气源热泵在制取高温热水时遇到的排气温度高、排气压力高、效率低等问题,采用环保混合工质BMR来降低排气温度和排气压力,并采用中间补气结构来改善热泵在高温加热段的性能。试验结果表明,80℃出水时压缩机的排气温度和排气压力得到有效控制,排气温度不超过106℃,排气压力不超过2.7MPa,并且整个过程中制热量较平稳。实现了高温热泵高效稳定运行。     

近共沸混合制冷剂充灌量对冰箱性能的影响

研究了近共沸混合制冷剂充灌量与冰箱性能及运行参数间的关系。这些参数包括冷却速度、耗电量、冷藏室温度、冷冻室温度、冷凝器温度、压缩机吸气温度和排气温度等。为进一步提高替代工质冰箱性能提供了依据，并为近共沸混合制冷剂充灌量优化模型的验证提供了基础数据。     

制冷剂二氧化碳流动沸腾过程换热性能分析

制冷剂CO2在蒸发器内的流动换热性能受许多因素的影响，比如：质量流速、热流密度以及蒸发温度等参数。由于CO2特殊的热物性和传输性，使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂。这也决定了其蒸发换热管适合设计成小管径，而蒸发器的型式以紧凑型为发展方向。     

过热度振荡对变制冷剂流量系统性能的影响

在变制冷剂流量制冷循环中,通常控制蒸发器出口过热度尽可能小来提高蒸发器换热面积的利用率,但过热度过低会诱发制冷系统的振荡。本文分别对变制冷剂流量制冷系统在过热度振荡段和过热度稳定段进行了试验,试验结果表明:(1)压缩机容积效率和等熵压缩效率的振荡幅度和振荡周期变化相似;(2)随着过热度的增大,系统制冷量和COP先缓慢减小。当过热度大于最小稳定过热度后,制冷量和COP的减小幅度变大;(3)当过热度增大时,压缩机容积效率在0~4 K范围内先大幅减小,后逐渐增加,在4~6 K时又逐渐减小,其在制冷量对应的最小稳定过热度附近具有最大值;(4)当系统过热度达到最小稳定过热度时,系统各项性能处于最佳状态。压缩机排气温度与过热度几乎呈线性关系,可以通过排气温度与过热度的关系,将系统控制在最小稳定过热度处。