冰箱空调替代制冷剂的研究进展(上)

在简单介绍制冷剂的发展历史和评价方法的基础上，从应用的角度对国内外冰箱制冷剂CFC12的替代现状进行了较为全面的分析，并着重讨论了西安交通大学在冰箱替代制冷剂包括HFCs混合工质、醚类及其混合物等方面的研究进展．通过对现有冰箱替代制冷剂的热力学性能分析，并考虑环境安全性能，认为课题组提出的HFCs混合工质HFC152a／HFC125作为冰箱制冷剂具有非常明显的优点，是潜在的理想环保节能替代制冷剂。     

制冷剂HFC32/HFC125/HFC152a的热力学性能分析

针对制冷剂HCFC22的替代问题，提出了一种适用于家用空调的新型混合制冷剂HFC32／HFC125／HFC152a．在制冷剂热物性计算软件REFPROP7．0的基础上，开发了制冷剂热物性的计算程序并计算得到了制冷剂HFC32／HFC125／HFC152a的压焓图．通过新混合制冷剂与R407C、R410A、HCFC22等空调制冷剂性能的计算比较，发现新工质不仅容积制冷量接近HCFC22，可以实现灌注式替代，而且制冷系数高于现有的这些空调工质，可以提高节能效率．同时，新工质的臭氧衰减指数为0和温室指数接近于0，可满足环保要求，尽管属于微弱可燃物质，但可以保证安全运行，是一种潜在的理想替代制冷剂．     

可替代R12的二元混合工质的理论与实验研究

HFCs被认为可以作为CFCs的长期替代工质，但使用HFCs会加剧温室效应，本文通过理论分析认为HFCs的温室效应完全可以通过提高此类工质的能效比来减弱，并筛选出几种有望替代R12的纯质及二元混合工质进行了理论分析和模拟计算，选择R134a和几种不同配比的R32／R134a二元混合工质进行了模拟冷水机组运行工况的制冷循环实验。结果表明一定配比的非共沸二元混合工质R32／R134a可以替代R12应用于冷水机组以及与冷水机组工况相娄似的中小型冷藏库．     

三氟甲醚作为冰箱制冷剂的理论分析

对氟化醚类工质三氟甲醚（HFE143a）用作冰箱制冷剂进行了全面的理论分析，比较了新制冷剂HFE143a与冰箱制冷剂CFC12、HFC134a、HC600a和HFC152a／HCFC22等的基础热物理性质，对它们的冰箱标准工况制冷循环性能和变工况制冷循环性能进行了详细的理论计算及分析，新制冷剂HFE143a的制冷性能与CFC12和HFC134a的制冷性能基本相似，而耗指标却优于它们，所以适应更高环境保护的要求，完全适合做新一代的冰箱制冷剂。     

PR方程结合UNIFAC法推算HFCs二元混合工质气液相平衡

用PR方程分别结合混合法则以及UNIFAC基团贡献法计算HFCs二元混合工质气液相平衡时的过余亥姆霍兹自由能AE,来推算混合法则中的相互作用系数kij,实现使用PR方程结合混合法则推算HFCs二元混合工质气液相平衡.经13种HFC二元混合工质实验数据验证,对于压力和气相摩尔组分的推算精度能够满足工程需要.     

三元非共沸混合工质变组成容量控制空调系统可行性分析

采用由R32／R125／R134a组成的三元非共沸混合制冷剂作为循环制冷工质,分析了其分馏特性,并且对变组成理论制冷循环的性能进行了计算,探讨了一种采用三元非共沸混合制冷剂的通过改变组分组成达到容量控制的新型空调系统的可行性。     

新型共沸混合工质HFC134a／HFC152a在冰箱上的应用

提供了在冰箱上应用新型共沸混合工质ＨＦＣ１３４ａ／ＨＦＣ１５２ａ的热力学分析和实验研究。相平衡计算表明，新制冷剂是一种共沸混合物，热力学分析和实验研究表明，新型共沸混合工质ＨＦＣ１３４ａ／ＨＦＣ１５２ａ与原制冷剂ＣＦＣ１２相比有着相似的热工性能，在合适的成分下，有一定的节能效果。文中还对新型共沸混合工质ＨＦＣ１３４ａ／ＨＦＣ１５２ａ应用于冰箱时可能存在的可燃性和充灌问题进行了讨论。     

核电站空间系统HCFC22冷水机组替代工质性质的研究

以核电站大型空调系统替代工质冷水机组的国产化为背景,考虑以HFC134a作为HCFC22替代工质的主要选择对象,对HFC134a和HCFC22的物理性质,、循环特性和系统特性进行了详细的比较和研究,在此基础上对采用替代工质时存在的技术问题进行了讨论。     

几种中高温热泵工质的理论循环性能

寻求环境特性和循环性能俱优的中高温热泵工质，是当前中高温热泵技术研究中的关键问题之一．考虑到纯物质数量和性质的限制，以性能相对优良的新物质为组元，根据组元性能优势互补的原则．结合理论循环性能分析评价，进行了混合工质的研究，提出了一种臭氧破坏势ODP为0，温室效应势GWP较低的非共沸混合工质M1．在冷凝温度为70～100℃的热泵循环工况范围，M1的压力水平适中，有5～8℃的相变温度滑移：与传统工质CFC114和新物质HFC143、CF3I相比，M1的单位容积制热量大于CFC114、HFC143的单位容积制热量，性能系数高于CFC114、CF3I的，M1具有作为中高温热泵工质的潜力．     

R_(22)可能替代工质热力循环分析及选择

对Ｒ２２可能替代工质进行热力循环性能计算,并结合环境保护、经济性、安全性等因素进行分析和筛选,指出在小型空调器中单工质Ｒ２９０和混合工质Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ是目前Ｒ２２较为理想的替代工质。     

HFC二元混合物表面张力关联式

氢氟烃 (HFC)混合物作为长期性的制冷剂替代物 ,其表面张力数据对于制冷空调设备的设计计算十分重要。该文综合国际上现有的混合物表面张力的实验数据 ,给出了HFC二元混合物统一形式的表面张力关联式 ,可以在广阔的温度范围内高精度地再现实验数据 ,还能精确计算相关纯工质的表面张力。与现有的混合物关联式进行了比较分析。该文所提供的表面张力关联式的计算精度可满足工程应用     

HFC-152a致冷剂气体水合物结晶过程的实验研究

对HFC－152a致冷剂气体水合物结晶生成过程进行了实验研究，研究了外界环境温度对水合物结晶引导时间的影响，通过数据分析，得到了引导时间与环境温度的依变关系。对HFC－152a体气水合物结晶生成过程进行了可视化实验研究，得到了外界不同温度条件下的水合物结晶过程图像，对生成过程图像进行分析，认为水合物是通过局部随机成核，已成核部分诱导临近区域进而扩展至整个两相接触界面形成的。     

HFC和HCFC类物质的表面张力的关联

表面张力是有沸腾和凝结的换热计算必不可少的物性参数 ,HFC和 HCFC物质分别作为长期性和过渡性的制冷剂替代物 ,其表面张力数据对于制冷空调设备的设计计算是十分重要的。该文综合国际上现有的实验数据 ,给出了各种 HFC和 HCFC物质统一形式的表面张力关联式 ,可以在广阔的温度范围内高精度地再现实验数据 ,并与国际上现有的关联式进行了比较分析。该文所提供的表面张力关联式的计算精度可满足工程实际需要。     

用HFC 32／HFC 125／HFC 134a替代HCFC 22的理论计算与分析

选用ＣＳＤ状态方程、合适的混合法则及其相互作用系数，对替代ＨＣＦＣ－２２的三元混合工质ＨＦＣ－３２／ＨＦＣ－１２５／ＨＦＣ－１３４ａ进行了热力性质计算误差分析表明计算结果达到一定的精度，在此基础上进行了理论循环计算、分析和比较．所有计算均编制程序在计算机上进行     

R410A空调器空泡系数模型适用性的实验验证

为了找到适用于R410A空调器两相制冷剂质量计算的空泡系数公式,提出了一种可以方便地测量换热器中制冷剂质量的准在线液氮称重法(QOMM),检验了该方法的测量精度,并建立实验台测量了不同空调工况下空调器换热器中的制冷剂量.基于所测制冷剂质量,验证了11种两相流体空泡系数模型对于R410A空调器的适用性.结果表明,QOMM具有较高的测量精度,R410A空调器制冷工况下空泡系数公式宜采用Hughmark模型,而热泵工况下宜采用Premoli模型.     

浅谈典型户用中央空调的应用

介绍了目前户用中央空调的主要形式，分析了户用冷／热风机组、户用冷／热水机组、家用变频中央空调系统3种户用中央空调的特点及在我国的应用和发展状况。     

新型二元混合工质HFC32/HFO1234yf的热物性模型

在已有文献数据的基础上,优化了HFC32/HFO1234yf二元混合物相对应的交互系数和HFO1234yf适用于Peng-Robinson-Stryjek-Vera(PRSV)方程的纯物质特性参数,建立了用于该混合物的PRSV方程模型,并用该模型开发了二元混合物的热物性计算程序.比较实验数据发现,PRSV方程计算值的精度比PR方程有所提高.根据PRSV方程绘制了混合物饱和压力、温度随气液组成变化的关系图,并列出了定组成(0.3/0.7)时二元混合物饱和性质表,最后比较了不同混合比条件下混合物的潜热曲线.发现HFC32的添加有利于流体潜热的提高,考虑到GWP的因素,推荐了作为替代制冷剂时HFC32/HFO1234yf二元混合物所要满足的混合比范围为0.2/0.8~0.4/0.6.