新型二元复合化的实验预设探究

　　1. 1替代工质的筛选

　　1 2热物性计算和热力计算

　　两种配比的二元混合工质R32 /R134a的ODP为零， COP与R12基本相同，排气温度较R12还有所下降，而容积制冷量q V较R12提高23%，且较大的温度滑移也有利于提高整个系统的能量利用效率，有可能成为R12理想的长期替代工质。

　　2几种工质的模拟冷水机组工况的实验研究

　　2 1实验目的与内容

　　对理论筛选出的往复式冷水机组的R12替代工质R134a， R32 /R134a（ 0 05 /0 95）， R32 /R134a（0 1 / 0 9）给出一定的制冷循环工况。不同工质在不同的工况下的制冷循环有不同的能效比、制冷量、压缩比，通过这些性能参数与相应工况下R12制冷循环的性能参数的比较，以得出三种工质是否是R12的理想替代工质。另外由于理论计算中研究的是理论制冷循环的性能参数，没有考虑工质的迁移特性，即换热系数、粘度等，也没有考虑润滑油对制冷循环的影响，在本次试验中所用润滑油为矿物油，而实际上R134a不溶于矿物油，通过试验，可以了解物质的迁移性质及与润滑油的相容性对实际制冷循环的影响。

　　2. 2实验工况的确定

　　1）保持蒸发器入口制冷剂的压力为5时的饱和压力不变，改变压缩机出口压力分别为30、32. 5、37. 5、40、42. 5、45、47. 5、50的饱和压力。之所以要这样设定工况，是因为大型空调系统的冷却塔中的冷却水温受环境温度影响较大，而冷冻水温要相对稳定些。所以实验着重研究冷凝温度的变化对制冷系统的影响。

　　2）冷冻水进水温度保持12 ，出水温度保持7.

　　3）冷却水的进口温度保持在20左右（即自来水温度）。冷却水出水温度随工况的不同而不同。

　　2 3实验结果及数据分析通过比较可以看出，制冷量和能效比两项指标的实验值与理论值基本相符，而压缩比和排气温度的实验值与理论值有一定差距。

　　2. 3. 1理论计算模型没有考虑工质的迁移性质工质的迁移性质包括工质的导热系数、粘度、表面张力等性能参数，这些参数直接影响制冷系统中换热器的换热系数和压降特性。*终影响系统的制冷量、能效比等性能指标。

　　2. 3. 2混合工质特殊的相变特性混合工质等压相变时存在温度滑移，对于蒸发器来说，当混合工质的温度滑移与冷冻水的温降相等或相近时，意味着降低了描述传热火用耗损的热力学平均温差，可使制冷系数提高。R32 /R134a（ 0. 1 / 0. 9）在5蒸发压力下的温度滑移为5. 712，而冷冻水在各工况下的温升在6 0- 7. 5之间变化，可见冷热流体的温度变化相当接近。这是R32 /R134a（ 0. 1 /0. 9）的能效比的实验值较高的主要原因之一。

　　另外，混合制冷剂的冷凝过程，各组份不仅要放出潜热，而且还要放出混合热。其结果使单位工质的冷凝热增大；相反，蒸发过程各组份除了吸收相变潜热之外，还将吸收相应的分离热。因而制冷系统在没有增加功耗的情况下，增加了制冷量。这应是制冷量的实验值较理论计算值增幅较大的原因之一。

　　2. 3. 3润滑油的影响排气温度在空调工况下的理论计算显示，所实验的三种制冷剂的排气温度应比R12有所降低，实验结果却是相反的。这与没有更换润滑油有关。实验中全部用的是矿物油，而R134a是不溶于矿物油的，这使得润滑油不能随着制冷剂的流动在压缩机和制冷系统内循环，不能带走压缩机工作过程中产生的大量热量，这必然要影响压缩机的性能，由于油膜的润滑和降温效果下降，使排气温度升高且能效比降低。

　　3结论及展望

　　1）通过理论和实验研究，认为R32/R134a是一种不可燃、对臭氧层无破坏作用的二元非共沸混合工质。通过对R32 /R134a（ 0. 1/0. 9）和R12的制冷循环理论计算， R32/R134a（ 0. 1/0. 9）的循环性能要高于R12和R134a.

　　2）采用一模拟冷水机组试验台，对理论筛选出的三种制冷剂R134a， R32 /R134a（ 0. 05 /0. 95）和R32 /R134a（ 0. 1 /0. 9）进行制冷循环性能实验，着重研究在冷凝温度变化时，几种工质的性能变化趋势。实验表明R32 / R134a（ 0. 05 /0. 95）和R32 /R134a（ 0. 1 /0. 9）在所有实验工况下的制冷量和能效比都高于R12和R134a.

　　3）如果针对混合制冷剂的变温换热特性（换热器的换热平均温差减小）并结合系统经济性的权衡，适当增加换热器的传热面积，会使混合工质的节能效果更加显著。

　　通过理论及实验研究，认为R32 /R134a（ 0. 1 /0. 9）可以作为R12的替代工质用于冷水机组及与冷水机组工况类似的中、小型冷藏库。认为这种工质符合《京都协议》倡议的，通过提高能效比来减少温室效应的方针。

　　4）由于实验条件和时间的限制，本课题的内容有待进一步深入，比如通过换热器改造可以进一步发挥混合工质变温换热的节能优势， R32 /R134a（ 0. 1 /0. 9）与润滑油还要进一步做相容性试验，并对压缩机进行寿命试验等。