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低gwp制冷剂在冷冻空调市场涡旋压缩机上的应用

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制冷与空调 2021年第7期21卷 73-80页

作者：周晓静董颖王涛丹佛斯(天津)有限公司

主要介绍当前低gwp制冷剂在冷冻空调市场的应用情况;首先介绍低gwp制冷剂(R452A,R448A,R449A,R513A)的物性参数,并与目前主流应用的制冷剂(R404A,R134a)的物性参数进行对比;接下来介绍低gwp制冷剂与主流制冷剂在涡旋压缩机上的性能表现... 详细信息

主要介绍当前低gwp制冷剂在冷冻空调市场的应用情况;首先介绍低gwp制冷剂(R452A,R448A,R449A,R513A)的物性参数,并与目前主流应用的制冷剂(R404A,R134a)的物性参数进行对比;接下来介绍低gwp制冷剂与主流制冷剂在涡旋压缩机上的性能表现,主要针对制冷量、输入功率、COP、等熵效率和容积效率等参数进行对比分析。

关键词：低gwp制冷剂涡旋压缩机冷冻空调市场

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低gwp制冷剂在住宅热泵系统中的性能

制冷 2015年第2期33卷 72-79页

作者：周子成不详

R410A是当前住宅热泵系统中的主要制冷剂之一。它的臭氧消耗潜能值为零,但是其全球气候变暖潜能值高达2088.找寻替代R410A的低gwp制冷剂已成为制冷空调业的一个重要任务。本文综述直接充灌试验方法和已取得的部分成果,

关键词：低gwp制冷剂直接充灌替代

低gwp制冷剂R448A和R449A在涡旋压缩机中的特性分析

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制冷技术 2019年第3期39卷 42-45,61页

作者：任立乾黄志刚马海云丹佛斯(天津)有限公司

本文基于低gwp制冷剂R448A和R449A在涡旋压缩机中的应用,研究了R448A和R449A分别替代R404A过程中的压缩机技术和系统应用问题。R448A和R449A的物性相近,与R404A相比,R448A和R449A的gwp分别降低了67.7%和67.5%,但是在低蒸发温度和低冷凝... 详细信息

本文基于低gwp制冷剂R448A和R449A在涡旋压缩机中的应用,研究了R448A和R449A分别替代R404A过程中的压缩机技术和系统应用问题。R448A和R449A的物性相近,与R404A相比,R448A和R449A的gwp分别降低了67.7%和67.5%,但是在低蒸发温度和低冷凝温度的工况下,R448A和R449A的系统制冷量降低,在相同工况下使用R448A或R449A的压缩机排气温度升高。新型制冷剂的应用对压缩机和系统都带来了新的挑战。

关键词：涡旋压缩机低gwp制冷剂 R448A R449A

电动汽车热泵全生命周期气候性能评估模型与环保制冷剂减排分析

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科学通报 2023年第7期68卷 841-852页

作者：俞彬彬龙俊安王丹东欧阳洪生施骏业陈江平上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 含氟温室气体替代与控制处理国家重点实验室杭州310023

为满足我国“双碳”(碳达峰、碳中和)目标和《基加利修正案》的要求,采用低全球变暖潜能值(global warming potential,gwp)的热泵系统有助于从直接和间接两个方面全面减少新能源汽车碳排放.然而,目前对于采用何种低gwp工质尚无定论,几... 详细信息

为满足我国“双碳”(碳达峰、碳中和)目标和《基加利修正案》的要求,采用低全球变暖潜能值(global warming potential,gwp)的热泵系统有助于从直接和间接两个方面全面减少新能源汽车碳排放.然而,目前对于采用何种低gwp工质尚无定论,几乎所有研究仅仅采用gwp值来衡量制冷剂的环保性能,对低gwp工质热泵系统全生命周期气候性能(life cycle climate performance,LCCP)的认识明显不足,同时也缺少适用于新能源汽车热泵的LCCP评估模型.为此,本文基于7个城市的气候数据、当地供电特性、真实世界驾驶循环、乘员舱冷热负荷与舒适性、热泵系统台架测试等,新开发了适用于电动汽车热泵的完整LCCP模型.基于该模型,对传统高gwp工质R134a和R410A、低gwp工质CO_(2),以及先前开发的新型高效环保工质CO_(2)/R41(gwp为49)、M2(非共沸混合物,gwp为137)在电动汽车热泵中的全生命周期环境影响作了评估.结果表明,建立的LCCP模型对热泵系统性能系数(coefficient of performance,COP)的预测精度在±6.5%.LCCP中的直接排放主要与制冷剂的gwp相关,几乎不受气候影响,而间接排放主要受气候、制冷剂类型以及发电碳排放强度的影响.在本文所研究的制冷剂中,CO_(2)/R41电动汽车热泵系统LCCP最低,其LCCP值相比R134a系统减少了5%~42%,相比CO_(2)系统减少了1%~21%.本文所建立的模型与计算结果可为电动汽车热泵制冷剂替代政策的制定提供决策依据.

关键词：热泵碳中和电动汽车气候变化低gwp制冷剂全生命周期气候性能

基于环保制冷剂的电动汽车二次回路热泵系统性能研究

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基于环保制冷剂的电动汽车二次回路热泵系统性能研究

作者：王攀河南理工大学

学位级别：硕士

电动汽车是解决环境污染和能源消耗的有效途径之一,近年来得到广泛关注。空调系统作为电动汽车主要部件之一,其性能对驾驶的安全性和舒适性有重要影响。由于与传统燃油车之间的结构差异,电动汽车一般采用效率较低的PTC电加热器供暖,严... 详细信息

电动汽车是解决环境污染和能源消耗的有效途径之一,近年来得到广泛关注。空调系统作为电动汽车主要部件之一,其性能对驾驶的安全性和舒适性有重要影响。由于与传统燃油车之间的结构差异,电动汽车一般采用效率较低的PTC电加热器供暖,严重影响续航里程。蒸汽压缩式热泵系统不仅具有优越的稳定性与安全性,而且可以提高系统能源利用效率,近年来在电动汽车上的应用得到了越来越多的关注。随着全球变暖问题的日益突出,环境影响已成为汽车空调系统选择合适制冷剂的主要标准之一。为了满足逐步严苛的环保法规要求,采用低全球变暖潜能值(Global Warming Potential,gwp)制冷剂逐步淘汰R134a用于汽车空调已成必然趋势。本文基于电动汽车热泵空调系统,选用R152a、R513A和R1234yf作为R134a的替代制冷剂,采用理论分析与实验研究相结合的方法对电动汽车热泵空调系统替代制冷剂的可行性进行研究,并分析了压缩机转速、环境温度等关键因素对系统性能的影响规律。1.调用REFPROP 9.1中制冷剂热物性参数,对比R152a、R513A和R1234yf与R134a制冷剂主要性质差异,分析制冷剂直接充注替代的可行性。基于对电动汽车热泵空调系统循环过程理论分析,建立热力学模型,对汽车空调替代制冷剂进行变工况热力学模拟计算,发现冷凝、蒸发温度和过冷度、过热度的变化均会对系统性能产生影响。相较于R134a,R513A和R1234yf系统的制冷量和COP(Coefficient of Performance)均有一定程度下降;R152a制冷量与R134a相差不大,但性能系数和压缩机排气温度明显较高。2.基于对电动汽车整车冷、热负荷的计算,设计搭建带有三换热器的电动汽车热泵空调系统实验台,通过调整电磁截止阀的工作状态进行模式切换。确定实验测试工况,对不同环境温度和压缩机转速下R513A、R134a和R152a的系统性能和循环特性开展实验研究,并对比分析不同制冷剂之间的性能差异。根据充注量对系统性能的影响趋势,确定制冷工况下,R134a、R513A和R152a的系统制冷剂充注量分别为1100 g、1050 g和750 g;制热模式采用二次回路,明显降低了制冷剂充注量,制热模式下最佳充注量分别为650 g、625 g、450 g。系统所需的R513A和R152a制冷剂充注量均小于R134a,这与制冷剂液体密度关系相对应。环境温度升高,可以改善系统制热性能,但制冷量和COP均随环境温度升高而降低;提高压缩机转速,虽然制冷量、制热量增加,但性能系数也随压缩机功耗的增加而降低。实验结果表明,采用R152a、R513A直接充注替代R134a,系统制冷量、制热量整体偏差不大,受制冷剂本身热物性特点的影响,当R513A替代R134a时,系统质量流量增加,系统换热量增加的同时压缩机功耗增大,造成COP和COPh平均降低2.1%和5.1%;R152a替代R134a制冷剂质量流量明显减小,压缩机耗功的减少使得R152a系统性能系数明显升高,COP和COPh分别升高13.6%和10.3%。3.根据优势互补原则,选择R152a、R1234yf、R134a三种制冷剂进行混合组成新型混合制冷剂,来克服单一制冷剂各自的缺点。在单一制冷剂循环计算程序的基础上编制了混合制冷剂的制冷循环计算程序,对以R152a、R1234yf、R134a为基础组元的二元、三元混合制冷剂进行热力学模拟计算。基于混合制冷剂理论计算结果,对R152a质量分数为0.5～1的混合制冷剂R152a/R134a进行实验研究。结果表明,随着R152a质量分数的增加,制冷剂充注量逐渐减少,质量流量降低,制冷量、制热量出现下降的趋势,但系统性能系数明显升高。研究表明,通过制冷剂混合,能够达到优势互补以改善单一质制冷剂的不足。

关键词：电动汽车热泵空调低gwp制冷剂热力学分析系统性能

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工业高温热泵发展现状与展望

制冷学报 2023年第6期44卷 1-12页

作者：胡斌姜佳彤吴迪蔡宏王如竹上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 上海诺通新能源科技有限公司上海200240

当前中国能源结构仍以煤炭为主,替代难度大,非化石能源发展面临多重制约,产业的高耗能、高排放、低能效问题并存,绿色低碳技术亟需加强。工业过程供热占据能源消耗的50%,因此实现工业过程供热的低碳化是实现碳中和的重要部分。为达到工... 详细信息

当前中国能源结构仍以煤炭为主,替代难度大,非化石能源发展面临多重制约,产业的高耗能、高排放、低能效问题并存,绿色低碳技术亟需加强。工业过程供热占据能源消耗的50%,因此实现工业过程供热的低碳化是实现碳中和的重要部分。为达到工业过程供热所需的体量和温度,高温/蒸汽热泵需要深入研究和广泛推广。本文从国内外工业热泵技术现状,分析目前工业热泵通常采用的系统循环型式、制冷剂压缩技术、水蒸气压缩技术;结合第四代低全球变暖潜值制冷剂发展现状,给出环保工业热泵的适用制冷剂;提出工业热泵技术发展展望,最后结合双碳目标的实现和工业锅炉替代市场分析,展开了工业热泵应用场景的拓展分析。

关键词：工业热泵高温热泵蒸汽热泵低gwp制冷剂

R454B制冷剂替换R410A与R32的可行研究

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R454B制冷剂替换R410A与R32的可行研究

水水热泵R134a替代工质循环性能实验研究及季节性能分析

2022年中国家用电器技术大会

作者：陈志强姚金多祁国成颜景旭宁波奥克斯电气股份有限公司

本文主要介绍了低gwp制冷剂R454B同R410A、R32的基本物性及热力学性质对比,并基于同一套系统,分别验证了R454B替换R32和R454B替换R410A的可行性。结果表明,在相同配置下,通过调整制冷剂灌注量,替换后的系统测试结果均满足标准要求,是替... 详细信息

本文主要介绍了低gwp制冷剂R454B同R410A、R32的基本物性及热力学性质对比,并基于同一套系统,分别验证了R454B替换R32和R454B替换R410A的可行性。结果表明,在相同配置下,通过调整制冷剂灌注量,替换后的系统测试结果均满足标准要求,是替换R410A和R32的环保制冷剂。

关键词： R454B 低gwp制冷剂替代R410A 替代R32

来源： cnki会议评论

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水水热泵R134a替代工质循环性能实验研究及季节性能分析

作者：刘兵天津大学

学位级别：硕士

全球变暖对全球发展和人类文明进步造成重大威胁,控制全球温室气体的排放迫在眉睫。制冷行业作为中国达成“双碳”目标的重要战场,寻找新型环境友好型制冷剂已成为制冷行业的研究热点。本文以一种新型三元混合制冷剂为研究对象,从理论... 详细信息

全球变暖对全球发展和人类文明进步造成重大威胁,控制全球温室气体的排放迫在眉睫。制冷行业作为中国达成“双碳”目标的重要战场,寻找新型环境友好型制冷剂已成为制冷行业的研究热点。本文以一种新型三元混合制冷剂为研究对象,从理论分析和实验测试两个角度验证其作为R134a在水水热泵系统中的替代品的可行性。新型环保制冷剂RGT2是一种低gwp(gwp=560)近共沸混合制冷剂。根据热物性分析,制冷剂RGT2具有与R134a相近的热物理性质。制冷剂RGT2的标准沸点和临界条件与R134a相近,且具有优异的换热性能和传输特性;同时RGT2是一种不可燃、无毒的制冷剂,并且与常用的冷冻机油具有良好互溶性。将RGT2和其余6种R134a的典型替代制冷剂进行理论循环性能分析,结果表明RGT2的综合性能优异且具有良好的制冷和制热能力。基于水水热泵系统,对R134a,R513A和RGT2这三种制冷剂的典型工况和部分负荷工况性能进行实验测试对比。结果表明,在名义和最大负荷工况,RGT2比R134a平均多提供0.1%的系统制冷量和1.8%的系统制热量,同时制冷性能系数(EER)和制热性能系数(COP)比R134a平均低4%和1.7%。部分负荷工况条件下的RGT2的综合部分负荷性能系数(IPLV)比R134a低2.1%。针对三种制冷剂在变工况条件下的循环性能差异进行了测试和对比。结果表明,在制冷变工况(蒸发侧水温12℃,冷凝侧水温24～36℃),RGT2的系统制冷量比R134a平均高0.4%,系统EER值比R134a平均低3.8%;在制热变工况(蒸发侧水温20/18/15℃,冷凝侧水温40～55℃),RGT2的系统制热量比R134a平均高2.1%,热泵系统的COP比R134a平均低3.5%。针对压缩机的性能监测显示,制冷剂RGT2和R513A的压缩机排气温度和压比始终低于R134a。但RGT2的管路压力要略高于R134a,需进一步加强对热泵系统的压力监测。结合天津全年气象参数数据,针对三种制冷剂的季节能效性能进行了综合性评价。根据实验所得的制冷剂循环性能数据,分别对三种制冷剂的制冷季节能效、制热季节能效和全年季节能效进行了对比。结果表明制冷剂RGT2的季节能效略低于R134a和R513A,在实际应用过程中,具有作为R134a替代制冷剂的应用前景。

关键词：低gwp制冷剂 R134a 热泵系统循环性能季节性能

制冷剂的粘度特性及其与冷冻机油的互溶性能研究

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制冷剂的粘度特性及其与冷冻机油的互溶性能研究

作者：陈裕博天津大学

学位级别：硕士

随着各国对气候变化的重视,臭氧层破坏和全球变暖已经成为当今世界面临的重要环境问题,寻求新型环保制冷剂成为了制冷领域的研究热点。粘度是循环系统设计计算和优化中所必需的物性数据,因而制冷剂的粘度数据对于制冷系统至关重要。另... 详细信息

随着各国对气候变化的重视,臭氧层破坏和全球变暖已经成为当今世界面临的重要环境问题,寻求新型环保制冷剂成为了制冷领域的研究热点。粘度是循环系统设计计算和优化中所必需的物性数据,因而制冷剂的粘度数据对于制冷系统至关重要。另外在制冷系统中,制冷剂与冷冻机油不可避免地混合在一起,二者之间的互溶性对系统具有十分重要的意义。因此本文对新型环保制冷剂的粘度特性及其与冷冻机油的互溶性能开展了理论和实验研究。参照国家标准GB/T 10247-2008,结合实验需求,设计搭建了制冷剂饱和液相粘度测试系统,采用R134a作为标准液体对毛细管粘度计进行了标定。在温度范围278.15～393.15K内测量了ER-1的饱和液相粘度,验证了实验装置的可靠性。在温度范围253.15～333.15K内测量了ER-2的饱和液相粘度,结果表明ER-2的饱和液相粘度值略低于R134a。利用硬球模型、自由体积理论模型及三种关联式预测了ER-1、ER-2的饱和液相粘度值,模型计算值与实验值吻合良好。基于制冷剂与冷冻机油互溶性测试系统,测量了多种制冷剂与冷冻机油的互溶性。结果表明,R290与矿物油的互溶性优异;R161、ER-1与矿物油的互溶性较好,与POE油和PVE油的互溶性优异;R1234yf、R1234ze（E）不溶于矿物油,但与POE油和PVE油的互溶性优异;R32与常用于R410A的POE油、PVE油的互溶性较差。混合制冷剂ER-2、NR-1与POE油、PVE油的互溶性优异,NR-1具有替代R134a的潜力。在含油率为10%±0.5%时,测量了混合制冷剂R290/R1234yf与矿物油的临界互溶温度,随着R290含量的增加,R290/R1234yf与矿物油的互溶性增强,建议R290在混合制冷剂中的占比高于27%。结合制冷剂的元素贡献和分子极性参数,提出了新的互溶性评价参数预测了制冷剂与冷冻机油的互溶水平。在变含油率5～30%范围内测量了R32/R161、R32/R1234yf与矿物油、POE油、PVE油的临界互溶温度,通过比较发现,以上两种混合制冷剂与POE油和PVE油的互溶性优于矿物油,R161对R32与POE油和PVE油互溶性的促进作用优于R1234yf,印证了互溶性评价参数适用于混合制冷剂。提出了一种理论临界互溶温度预测方法,评估了含油率范围1%～30%内R32/R161、R32/R1234yf与冷冻机油的互溶性,并将结果以三元图的形式呈现。

关键词：低gwp制冷剂粘度冷冻机油互溶性模型预测