HCFCs制冷剂替代物研究进展及性能分析

目前制冷空调行业使用量最大的HCFCs制冷剂正在处于加速淘汰阶段,替代物的选择至关重要.文中从基本热物性、循环性能等多角度,具体介绍了多种HCFCs制冷剂的替代物,包括R290、R32、R1234yf( R1234ze)等,为国内HFCFs制冷剂的替代提供参考.     

HFO-1234yf在家用空调中替代R22的理论分析

随着京都议定书和蒙特利尔议定书的执行,寻找HCFCs制冷剂的替代制冷剂成了当务之急。环保制冷剂HFO-1234yf的ODP为0,GWP为4,已经在欧洲国家应用于汽车空调中替代R134a。文中对HFO-1234yf替代R22进行理论循环分析对比。通过理论分析,结果发现:标准工况下HFO-1234yf单位制冷量比R22低37.6%,单位容积制冷量低47.6%,同时排气温度比R22低23.78℃,在高温环境中有利于压缩机的运行,适用于高温工况。高温工况下HFO-1234yf单位制冷量比R22低31.9%,排气温度低21.71℃,使用HFO-1234yf替代R22需要增加制冷剂充注量,并加大压缩机工作容积。同时对润滑油分析表明,HFO-1234yf可以使用PAG、POE及PVE润滑油,与矿物油的互溶性还需要进一步研究。     

R1234yf/RE170混合工质用于汽车空调的可行性

目前汽车空调常用的制冷剂四氟乙烷(R134a)存在较高的温室效应指数(GWP=1 300),会对环境造成不利的影响。将R1234yf和RE170以质量配比为70:30组成新型混合制冷剂(代号NCUR04)应用于汽车空调中,通过热力学性质、环境特性、循环性能、安全特性、润滑特性方面综合考虑替代R134a的可行性,并与潜在替代制冷剂R1234yf进行对比。研究表明:NCUR04环境性能、热力学性质较R134a和R1234yf优异;单位质量制冷量分别比R134a和R1234yf高24.7%和66.2%;单位容积制冷量比R134a低4.5%,比R1234yf高5.9%;能效比(COP)分别比R134a和R1234yf高1.4%和8.8%;排气温度比R134a低2.4℃,比R1234yf高5.5℃;与POE润滑油互溶性良好。因此,NCUR04替代R134a用于汽车空调具有可行性。     

R1234yf在直线压缩机中替代R134a的实验研究

汽车空调系统中使用较多的制冷剂是R134a,但其GWP(全球变暖潜能值)高达1300,R1234yf作为一种新型制冷剂,其GWP仅为4,且具有与R134a相似的热力学性质。基于动磁式无油直线压缩机对R1234yf和R134a两种制冷剂的性能进行了试验分析,结果表明,当换热器温度分别为-3℃(蒸发器)、40℃(冷凝器)时,R1234yf和R134a的冷却能力分别为92 W和117 W;在冷凝器温度为50℃时,R1234yf的冷却性能与R134a几乎相同。验证了R1234yf替代R134a的可行性。     

R1234yf热泵系统的能量和(火用)分析

低GWP值制冷剂R1234yf作为R134a较为理想的替代品而备受关注,该研究针对R1234yf热泵系统建立了能量和分析方程,分析了蒸发温度对系统COP、压缩机压比和损的影响。结果表明:R134a系统的制冷COP高于R1234yf系统1.07%-2.06%,制热COP高1.05%-1.74%,同时随着压比的不断升高,压缩机不可逆损失增大。现有的R134a系统不需作较大调整,可选用R1234yf替代。     

活塞压缩机内制冷剂R1234yf泄漏模拟研究

基于活塞压缩机R1234yf制冷剂泄漏问题,运用Fluent模拟软件对活塞压缩机一个运动周期内制冷剂R1234yf的内部流场和泄漏趋势进行模拟,通过对不同吸气温度和吸气压力下制冷剂R1234yf的泄漏速度以及泄漏质量流量的对比分析,确定了制冷剂R1234yf在活塞压缩机内的泄漏规律,为制冷剂R1234yf的推广提供依据。     

HFO-1234yf在空调系统中应用研究进展

随着环境问题的加剧,制冷行业HCFCs制冷剂的替代受到普遍关注。新型环保制冷剂HFO-1234yf已在汽车空调中得到应用。主要从基本性质、燃烧性能、毒性、相容性及系统循环性能等方面介绍HFO-1234yf,并与R22替代制冷剂如R32、R290、R1270相比较,指出其替代R22的可行性,建议加强对HFO-1234yf在家用空调系统中替代R22的系列研究。     

R134a、R410a和R1234yf双级热泵性能对比

针对一级节流中间完全冷却双级压缩系统,建立了能量方程并编制了程序,对R134a、R410a和R1234yf热泵系统压缩机排气温度、性能COP、压缩机耗功和■损失等进行了对比。结果表明:在环境温度为-25℃时,R1234yf的制热COP可达到1.766,仅比R134a和R410a约低4%和2.9%,低压级压缩机耗功分别比R134a和R410a约低18%和20%;高压级压缩机耗功分别比R134a和R410a约低21%和22%。在一定程度上,R1234yf制冷剂可作为R134a和R410a的替代工质。     

太阳能喷射制冷系统的新型替代工质优化选择研究

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点,优良制冷工质特性是太阳能喷射制冷系统获得良好循环性能至关重要条件。因此,优化选择绿色环保替代工质对扩大太阳能喷射制冷系统工作温区和寻找太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性具有重要理论意义。文中在建立改进型太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上,研究了以R161、R1234yf、R152a、R290、R134a及R600a为制冷剂的太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明,以R161为制冷剂的太阳能喷射制冷系统的性能系数平均(COP)值最高,其变工况循环性能明显优于R134a和R600a等制冷工质;绿色环保新型制冷剂R161是适用于喷射制冷系统变工况运行的优良替代工质。     

L20在家用空调器中替代R22的理论分析北大核心

L20制冷剂是基于HFO制冷剂R1234ze(E)开发出的新型低GWP非共沸制冷剂,用于替代R22。其组成成分为R32、R152a和R1234ze(E),ODP值为0,GWP值为295。对其热物理性质、制冷循环理论计算以及替代R22时CO2减排率进行了分析。结果表明,除了有较大的滑移温度以外,L20和R22有相似的饱和蒸气压力-温度曲线,其导热系数高于R22;在空调标准工况下其单位质量制冷量为R22的115%,单位容积制冷量与R22的基本一致;压缩机排气温度比R22低2.2℃。在替代R22时,可减少86%的CO2排放量。     

HFO-1234yf与HFC-134a比较分析

总结了HFO-1234yf的最新研究成果,对比分析了HFO-1234yf和HFC-134a的热物性参数及实验表现,结果表明两者的热物性参数及实验表现非常相似,HFO-1234yf是较好的替代制冷剂之一。为了更好的评价该制冷剂,还需要进行全面的热物性测试。     

混合工质用于单级压缩制冷回热循环的理论研究与分析

主要利用NIST8.0软件,针对R23/R134 a,R23/R600 a,R23/R125,R23/R14等二元混合工质在Linde-Hampson循环下进行了理论分析,设计一套可制得-60℃的单级压缩节流回热循环系统。通过对工质成分特性分析对比,研究其对循环的热力学性能的影响规律,得到了最佳制冷剂组合。     

Performance investigation of some hydro-fluorocarbon refrigerants with low global warming as substitutes to R134a in refrigeration systems

In this study, the performances of R152a, R161, and R1234yf with very low global warming potential were investigated theoretically as alternatives to R134a in vapor compression refrigeration systems. The results obtained showed that the saturation vapor pressures for R152a and R1234yf are very close to that of R134a, which indicates similar properties, while that of R161, between the temperature range of ?30 to 40°C, deviated significantly by 49.2%. R152a emerged as the most energy efficient of the investigated refrigerants with average power per ton of refrigeration (PPTR) of 30.5% less than that of R134a. R152a and R161 exhibited a higher volumetric refrigerating capacity (VRC) and coefficient of performance (COP) than R134a. The highest COP was obtained using R152a in the system with an average value of 43.5% higher than that of R134a, while the average COPs for R161 and R1234yf are 4.8% higher and 7.1% lower, respectively. Generally, R152a performed better than the other two alternatives as R134a substitute in that it has similar saturation pressure as R134a, exhibited lowest PPTR, very high VRC, and highest COP. Major system redesign will be required before R161 can be employed as R134a substitute. Also, low performance of R1234yf in terms of PPTR, VRC and COP will increase its indirect contributions to global warming.     

R22、R134a在五级自动复叠制冷系统中的应用比较研究

对于多级自动复叠制冷系统,混合制冷剂的选取和组分配比具有很大的影响作用。分别采用R22/R23/R14/R740/R728和R134a/R23/R14/R740/R728两组混合制冷剂应用于五级自动复叠系统,对系统高温级制冷剂R22与R134a进行理论分析和对比实验研究,研究结果表明采用R134a更能有效控制系统排气温度,获取了更低的制冷温度。     

复叠系统低温级制冷剂的循环性能对比实验

通过实验测试,比较了不同冷凝温度和蒸发温度下复叠系统低温级常用制冷工质R13、R23、R503和RS08B的COP、压比及制冷量等循环性能,又结合各制冷工质的环境性能、热工性能,分析了现有常用复叠系统低温级制冷工质各自的优缺点,为新工质的开发及进一步的制冷性能对比实验工作提供了有益的帮助.     

替代制冷剂在绝热毛细管中流动的数值计算

根据绝热毛细管中的压力降建立了一个适用于纯质制冷剂流过绝热毛细管的一维均相模型,用以计算毛细管的长度和其流动过程的热力性质变化。对传统制冷剂R12、R22和替代制冷剂R134a、R152a在毛细管中的工作过程进行了详细的模拟计算,并与文献值进行了比较分析,数值计算结果与文献值吻合良好．同时,还比较分析了不同工况下制冷剂及其替代物的毛细管工作热力特性．     

Flow condensing heat transfer of R410A,R22, and R32 inside a micro-fin tube

An experimental study of condensation heat transfer characteristics of flow inside horizontal micro-fin tubes is carried out using R410A, R22, and R32 as the test fluids. This study especially focuses on the influence of heat transfer area upon the condensation heat transfer coefficients. The test sections were made of double tubes using the counter-flow type; the refrigerants condensation inside the test tube enabled heat to exchange with cooling water that flows from the annular side. The saturation temperature and pressure of the refrigerants were measured at the inlet and outlet of the test sections to defined state of refrigerants, and the surface temperatures of the tube were measured. A differential pressure transducer directly measured the pressure drops in the test section. The heat transfer coefficients and pressure drops were calculated using the experimental data. The condensation heat transfer coefficient was measured at the saturation temperature of 48°C with mass fluxes of 50–380 kg/(m²s) and heat fluxes of 3–12 kW/m². The values of experimental heat transfer coefficient results are compared with the predicted values from the existing correlations in the literature, and a new condensation heat transfer coefficient correlation is proposed.     

相对湿度对空调中翅片管蒸发器性能的影响

基于换热器几何结构参数以及流路布置等相同的3HP商用空调,在空调工况下,研究了相对湿度对R22替代制冷剂R407C、R410A、R32以及R290在蒸发器内的流动和传热性能的影响规律。研究表明:在一定的条件下,增加环境相对湿度,这五种制冷剂对应蒸发器换热量、压降和质量流量均增加,其中R407C蒸发器换热量最大,R290和R32蒸发器压降和制冷剂质量流量均小于R22蒸发器。在低湿度环境下(约20—30%相对湿度),显热换热占主导因素。随着相对湿度的增加,显然换热减少,潜热换热增强且起主导因素。在满足换热量的要求下,R290在协调压降与质量流量具有一定的优势且满足现行工质替代理念,可以作为现有商用空调的环保型替代工质。     

R410A与R22在水平微翅管内流动沸腾传热特性研究

建立了水平管流动沸腾试验台,采用恒热流加热方法,对 R410A 在水平微翅管内流动沸腾特性进行了实验研究,分析了影响 R410A 在水平微翅管内换热系数的因素,考察了工质质量流量、热流密度、质量干度以及微翅管的几何参数对工质的流动沸腾换热性能的影响关系.通过对比 R410A 与 R22 的实验数据,分析比较二者的换热系数,结果表明R410A 与 R22 相差不大,R22 比 R410A 的换热系数大约高 7.5%.