R1234yf/R134a混合工质应用于汽车热泵系统的可行性研究

针对汽车空调广泛使用的制冷剂R134a存在严重的环境问题,课题组提出将2种不同混合比例的R1234yf/R134a混合工质应用在汽车热泵空调系统中,并通过实验对比分析了不同工况下R1234yf替代R134a的可行性。通过REFPROP 9.0分析了混合工质及R134a的环境性能和热力学性质,理论上表明混合工质可替代R134a;通过搭建汽车热泵空调试验台在不同的制冷、制热工况下进行实验,并得出结论：在各个工况下,混合工质的排气温度均低于R134a,排气压力差别不大;制冷量、制热量方面,混合工质与R134a相差很小;另外,由于混合工质对压缩机功耗的要求更高,因而混合工质系统的能效比值CCOP略低于R134a系统,但差值不超过7%,在可接受范围内。因此,R1234yf/R134a混合工质具有替代R134a应用于汽车热泵空调系统中的可行性。     

空气源热泵热水器中R22替代工质的研究

为了研究不同工作条件下R22替代工质在空气源热泵热水器中所展现的不同系统性能,课题组利用单级压缩制热循环系统对其替代工质做了理论分析,经计算得出R134a和R407C的性能较为优异,但是考虑到2者具有较高的全球变暖潜能值,并不适合作为长期使用的工质,而R32与其他制冷剂相比,除却排气温度稍高的问题以外,其综合性能最佳。随着市场上有效降低压缩机排气温度的技术逐渐成熟,在空气源热泵热水器中,R32作为R22的替代制冷剂将具有很好的应用前景。     

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。     

双级压缩制冷系统替代制冷剂性能对比研究

为研究可替代制冷剂，提高循环性能参数，利用MATLAB结合NIST对承载R410A，R32，R404A和R507A共4种制冷剂的一次节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环系统进行模拟，课题组对比分析高压级压缩机排气温度、系统能效比（coefficient of performance, COP）、单位制冷量和制冷剂流量对蒸发温度从-44 ℃上升到-30 ℃时的动态响应，研究4种制冷剂在两级压缩中的具体性能差异，以期对制冷剂的选择做出相应的指导。结果表明：4种制冷剂中R32的高压级压缩机排气温度偏高，但其单位制冷能力最大，制冷剂流量最小；R507A对蒸发温度的动态响应最为强烈；制冷剂R507A和R404A各项性能指标接近；R32的CCOP最高，比R410A高约3.9%，比R404A和R507A分别高约14.03%和12.40%。通过对数据研究对比发现，4种制冷剂中R32的各项性能更为出色，作为一种新型的环保制冷剂，有很大的发展潜力。     

采用R1234yf/R134a混合工质制冷剂冰箱的试验研究

针对目前家用冰箱所使用的R134a制冷剂存在消耗臭氧潜能值和全球变暖潜能值高的问题,提出了使用R1234yf及其混合物来代替R134a的设想, 从而使家用冰箱更环保更安全。课题组研究了R134a与R1234yf的热物性并得出了混合制冷剂的配比;选用一台BCD 141WBJ家用冰箱搭建实验系统;采用LabView 软件并结合各类传感器组成数据采集系统;对所得的数据进行处理分析,实验结果表明R1234yf及其混合制冷剂能够在不改变现有冰箱结构的条件下代替R134a, 并且能效比不会明显下降。     

纯电动汽车热泵系统室外侧微通道换热器温度分布实验研究

为了探究室外侧微通道蒸发器制冷剂分布和换热器表面温度分布的均匀性，课题组设计了一种4换热器的热泵系统。分别在制冷和制 热工况下，对室外侧换热器在不同的制冷剂充注量和不同的压缩机转速下的表面温度分布均匀性进行了实验研究。使用K型热电偶布点并测量换热器表面温度并 使用红外热成像仪了解其温度分布情况。结果表明：制冷工况下，充注量在1 050~1 075 g时，在不同转速下，系统的制冷性能最佳，同时换热器表面温度分布均匀 性最好；而在制热工况下，充注量在500~700 g时，换热器表面温度分布均匀性随着制冷剂充注量的增加而改善。同一换热器在作为冷凝器和蒸发器时，制冷剂充 注量和压缩机转速对其温度分布均匀性的影响不同。     

基于R404A的圆形冷凝器小管径化实验研究

针对当前冷藏集装箱制冷系统中冷凝器换热效率低、耗铜量大及成本高等问题,为某冷藏车设计了管径为5.00 mm的内螺纹铜管换热器,用于替代原管径9.52 mm圆形冷凝器。根据R404A制冷剂在小管径中的传热特性及其热力状态的变化,设计了替代换热器并做了优化流路设计;通过对5.00 mm小管径换热器样件与原冷凝器进行多个蒸发温度工况下的整机测试对比试验,检验设计的合理性。结果表明：小管径换热器耗电量有所增加,大、小管径换热器的整机制冷量偏差在10%以内,制冷性能系数偏差在6%以内;新的小管径圆形换热器耗铜量减少了37.7%。      

挂壁式空调器房间温度场和速度场的试验研究

采用保温壁面上安装电热膜的方法,建立了空调模拟环境实验室,用于空调器制冷工况下的模拟环境研究.通过改变电热膜的加热功率,改变模拟房间的负荷大小.挂壁式空调器的试验结果表明,在平送风、斜送风及下送风情况下,空调器出风断面上都存在着较大的风速和较低空气温度的局部区域.     

水流量对热泵热水器性能影响的实验研究

针对空气源热泵热水器运行工况多变,制热效率不稳定的特点,设计了循环加热式热泵热水器实验装置,系统由制冷剂循 环和水循环两部分构成,重点研究了水流量对系统性能的影响。实验结果表明：逐时能效比随水温的升高而下降,加热前期水流量越大能效比越低,加热后期刚 好相反;水流量越小系统越容易吸气带液,吸气带液会使制热量降低,能效比下降速率增大,导致系统性能变差;吸气带液时,制冷剂流量减小,换热系数增大 ,与换热系数相比制冷剂流量对制热量的影响更大。该结果为系统实际运行和进一步研究提供参考。     

微翅管几何参数对混合工质流动沸腾特性的影响

对非共沸混合工质R32／R134a在水平微翅管内的流动沸腾特性进行了实验研究，获得了微翅管的翅高和翅数对换热性能的影响，并综合比较了3根微翅管的换热性能。同时，将微翅管与光管性能进行了比较。结果表明，在相同工况下，翅高为0．2mm、翅数为60的换热性能最好；微翅管的换热性能明显优于光管。     

R1234yf纯电动汽车双热源热泵仿真研究

为降低电动汽车冬季低温取暖的能耗,课题组提出以环境空气和驱动电机冷却水为双热源的热泵空调系统方案。课题组设计了一种以R1234yf为制冷剂的双热源热泵空调系统,使用MATLAB/Simulink和ADVISOR软件对设计的热泵系统进行了建模仿真。模拟外界环境温度在-10~0 ℃时电动汽车在城市工况条件下热泵系统的采暖效果,并与PTC加热器的采暖效果进行比较,分析了热泵系统对电动汽车能耗的影响。结果表明：该双热源热泵空调系统能够降低电动汽车冬季采暖的功耗,且能够满足冬季-10~0 ℃环境下的采暖需求。设计的R1234yf双热源热泵空调系统在制热及节能效果方面优于PTC电加热系统。     

R134a在水平螺纹管内的冷凝换热特性研究

随着节能减排要求的不断提高,制冷系统用铜管的换热性能成为研究重点。为得到3种不同规格的内螺纹管管内冷凝的换热与流动阻力特性,以R134a为工质,研究质量流速和螺纹管几何参数等对冷凝换热的影响。实验结果表明制冷剂侧换热系数与压降均随着质量流速的变化而增加,其中小流速下的增幅明显小于大流速下的增幅。使用hr/Δp作为综合性能评价的指标,发现6.35 mm管径中hr/Δp先下降后上升的趋势较为明显,转折点质量流速约为600 kg·m-2·s-1,在质量流速大于此点后,换热系数的增幅超过了压力损失的增幅,表明较小管径铜管在较大质量流速区间内综合性能较强。     

制冷剂R32吸气状态对变频转子式压缩机的影响

吸气带液作为一种既不增加系统成本又能降低压缩机排气温度的方法,需要进一步了解其对核心部件压缩机性能的影响,课题组利用变流量水冷冷水机组实验台,R32作为循环系统冷媒,模拟实际运行工况进行实验,研究频率、吸气干度和过热度对滚动转子式压缩机性能的影响。实验研究结果表明：相同工况下,频率越高,系统压比越高;在吸气饱和状态下,同频率下,压比越高,压缩机等熵压缩效率和容积效率越低;相同压比下,频率越高,等熵压缩效率和容积效率越高。吸气带液时,压缩机排气温度急剧下降,综合效率系数达到最大;吸气过热度对压缩机效率几乎无影响,吸气带液时,压缩机效率只有小幅度的下降。得出了R32滚动转子式压缩机适合进行少量吸气带液压缩的结论。     

水平圆管内R410A的凝结换热特性研究

在一管内冷凝换热实验台上进行R410A流动冷凝换热实验，旨在研究水力工况、测试管管径对管内换热特性的影响进行探究。实验选用测试水雷诺数表征 水力工况，选取换热系数、压降作为管内换热特性的衡量指标；并将实验数据与经典关联式预测值进行比较，扩展关联式的适用范围。实验结果显示：换热系数 及压降均随着质量流速的增加、管径的减小逐渐增大，虽然换热系数随着测试水雷诺数的增加而减小，但测试水雷诺数对压降影响很小；Shah关联式和Thome关 联式能够较好的预测实验数据，平均预测误差分别为18.83%和6.28%，而Akers关联式的预测值的平均误差达31.04%，足以证明其并不能准确预测实验数据。     

环状流条件下水平蒸发管周向壁温变化特性研究

对纯工质R22和非共沸混合工质R32/R134a(25％／75％)在水平光管和微翅管内的流动沸腾特性进行了实验研究，分析了两种工质在环状流条件下水平管的周向壁温变化特性，为动力工程蒸发换热设备以周向壁温变化来判断两相流流型提供了理论基础。     

非共沸混合工质通过毛细管时亚稳态流特性的试验研究

本文报导了对非共沸混合制冷剂Ｒ２２／Ｒ１４２ｂ在毛细管内流动过程中亚稳态流特性的试验研究．试验测取了在不同的流动工况和不同的工质混合比下的温度和压力沿毛细管长度的分布，通过工质混合法则求取了各测点的热物性参数，再由图示法确定亚稳态流的定量规律．试验结果表明，在采用非共沸混合工质时，毛细管内仍然存在着亚稳态流现象，同时，指出了对非共沸混合工质在毛细管内汽化过程中的亚稳态流现象进行理论分析的必要性．     

水平新型微肋管内流动冷凝换热及流阻特性

为研究微肋管结构尺寸及工况等对管内流动冷凝性能的影响，采用R22为工质对4种结构的微肋管和1根Ф9．52mm光管进行了实验．根据实验结果分析了质量流速、微肋结构尺寸和管径等对冷凝换热性能的影响．实验结果表明，两根Ф9．52mm微肋管的换热系数分别比光管提高了90％和120％，而其内表面积只比光管增加了40％和70％．     

R134a在螺纹管内冷凝换热及压降特性

为了研究冷凝温度和管径对3种内螺纹管内制冷剂R134a流动换热系数和压降的影响，对3根不同管径的内螺纹管（6.35,7.00 和8.00 mm）在不同冷凝温度下（35，40和45 ℃）进行了冷凝实验。探究了冷凝温度、螺纹管直径和质流密度对换热特性及压降的影响。实验结果表明：冷凝温度 越低，制冷剂侧传热系数越高，压降也越大。6.35 mm管的制冷剂侧传热系数最大，压降也最大，但单位压降冷凝传热系数μ（μ=hr/ΔP）最高，综合性 能最佳。     

表面增强型强化管外蒸发换热特性实验研究

介绍了表面增强型蒸发强化管，并对氟利昂制冷工质R22在该管外的沸腾换热进行了实验研究．实验通过对4根不同管型的蒸发强化管进行对比，分析了不同管型参数对管外换热系数的影响．得出结论：4根强化管的总传热系数随流速变化的趋势有所不同；1^#管和3^#管的总传热系数在实验流速范围内相差不大；4^#管的总传热系数随流速的变化曲线最为平坦；2^#管是4根管子中总传热系数随流速变化最大的一根管子．     

不同工质振荡热管的传热性能

为了解不同工质回路振荡热管运行和传热机理及规律,进行了风冷弯曲封闭循环振荡热管的实验,测定了R123、乙醇和水3种不同工质在振荡热管中不同充注量及不同加热功率下的热阻.结果发现,振荡热管的激励和传热特性与工质的物性包括饱和温度、比热容、汽化潜热及饱和温度下压力随温度的变化率有关,且不同物性在不同工况下作用大小不同,这决定了热管发生振荡的难易和发生振荡后热阻性能的变化.