小型熱泵式空調(diào)制冷劑R290及其潤(rùn)滑油混合物特性研究

姓名：熊愛(ài)凌

專(zhuān)業(yè)：制冷及低溫工程

指導(dǎo)教師：韓厚德;曹紅奮

上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文

摘要

氟利昂(CFCs、BCFCs)制冷劑被廣泛運(yùn)用于制冷設(shè)備和空調(diào)中，但因其對(duì)臭氧層有破壞作用，且是溫室氣體，有一定的溫室效應(yīng)，發(fā)達(dá)國(guó)家已從1996起全面禁止生產(chǎn)和使用CFCs，對(duì)HCFCs的z*后禁用時(shí)間也在蒙特利爾修正案中由2030年提前到2020年。本文在分析制冷劑替代(特別是HCFCs替代)的歷史、現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外形勢(shì)基礎(chǔ)上，論證了在小型熱泵空調(diào)上以R290替代R22的可行性，其中包括物化性質(zhì)、理論制冷循環(huán)、經(jīng)濟(jì)性和安全性等多方面的內(nèi)容。

R290的基本熱物理性質(zhì)與R22相近，化學(xué)性質(zhì)也較穩(wěn)定，價(jià)格低廉容易獲得，與材料相容性好，其熱物理性質(zhì)在許多方面甚至優(yōu)于R22。而且其ODP、GWP值均為零，不存在破壞環(huán)境的問(wèn)題。因此以R290替代R22在小型制冷裝置中有著廣闊的前景。

丙烷是一種碳?xì)浠衔?，作為制冷劑其易燃性是一個(gè)需認(rèn)真考慮的問(wèn)題。為了制冷機(jī)安全運(yùn)行，在保證COP的前提下，應(yīng)盡量減少丙烷的充灌量。制冷劑在潤(rùn)滑油中的溶解性會(huì)對(duì)制冷劑的充注量和制冷性能產(chǎn)生重大影響。為了探究丙烷與潤(rùn)滑油的混合物的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)試手段進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)丙烷與所選三種潤(rùn)滑油的互溶性對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析相應(yīng)條件下制冷循環(huán)的性能，尋求丙烷制冷空調(diào)系統(tǒng)可采用的z*佳冷凍油及其匹配比例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于R290與不溶性油的混合物，冷凍油對(duì)制玲循環(huán)性能沒(méi)有什么影響，但會(huì)帶來(lái)壓縮機(jī)回油困難。對(duì)于R290與溶性油的混合物，為了保證系統(tǒng)的COP，須控制潤(rùn)滑油的充注量，以不超過(guò)5%為好，z*大也不要超過(guò)20%。而且，在丙烷制冷系統(tǒng)中，采用PAG潤(rùn)滑油是更好的選擇，因?yàn)樗骖櫫税踩?、系統(tǒng)制冷性能和壓縮機(jī)回油等多方面的要求。在總結(jié)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)今后R290的推廣運(yùn)用提出了尚需進(jìn)一步完善、改進(jìn)和深入研究的意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：熱泵式空調(diào)，制冷劑替代，R290，潤(rùn)滑油互溶性，制冷性能