小型熱泵式空調(diào)制冷劑R290及其潤滑油混合物特性研究

小型熱泵式空調(diào)制冷劑R290及其潤滑油混合物特性研究

姓名：熊愛凌

專業(yè)：制冷及低溫工程

指導教師：韓厚德;曹紅奮

上海海事大學碩士學位論文

摘要

氟利昂(CFCs、BCFCs)制冷劑被廣泛運用于制冷設備和空調(diào)中，但因其對臭氧層有破壞作用，且是溫室氣體，有一定的溫室效應，發(fā)達國家已從1996起全面禁止生產(chǎn)和使用CFCs，對HCFCs的z*后禁用時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)狀和國內(nèi)外形勢基礎上，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、理論制冷循環(huán)、經(jīng)濟性和安全性等多方面的內(nèi)容。

R290的基本熱物理性質與R22相近，化學性質也較穩(wěn)定，價格低廉容易獲得，與材料相容性好，其熱物理性質在許多方面甚至優(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。

丙烷是一種碳氫化合物，作為制冷劑其易燃性是一個需認真考慮的問題。為了制冷機安全運行，在保證COP的前提下，應盡量減少丙烷的充灌量。制冷劑在潤滑油中的溶解性會對制冷劑的充注量和制冷性能產(chǎn)生重大影響。為了探究丙烷與潤滑油的混合物的性質，設計了實驗裝置，并對實驗方法和測試手段進行了優(yōu)化。通過丙烷與所選三種潤滑油的互溶性對比實驗，分析相應條件下制冷循環(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。實驗結果表明，對于R290與不溶性油的混合物，冷凍油對制玲循環(huán)性能沒有什么影響，但會帶來壓縮機回油困難。對于R290與溶性油的混合物，為了保證系統(tǒng)的COP，須控制潤滑油的充注量，以不超過5%為好，z*大也不要超過20%。而且，在丙烷制冷系統(tǒng)中，采用PAG潤滑油是更好的選擇，因為它兼顧了安全性、系統(tǒng)制冷性能和壓縮機回油等多方面的要求。在總結理論分析和實驗研究的基礎上，對今后R290的推廣運用提出了尚需進一步完善、改進和深入研究的意見。

關鍵詞：熱泵式空調(diào)，制冷劑替代，R290，潤滑油互溶性，制冷性能