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期刊简介
期刊名称： 制冷与空调
创办年份： 1990年
主管部门： 中华人民共和国科学技术部
主办单位： 中国科学技术交流中心 中国制冷空调工业协会
主编：何雅玲
刊期： 月刊
电话： 010-83560065，83510099
国内统一刊号(CN):11-4519/TB
国际标准刊号(ISSN):1009-8402
商用冰箱和陈列柜的制冷剂替代性能研究
李梦佳;田雅芬;刘业凤;张华;在《基加利修正案》和“双碳”战略目标的双重驱动下，当前商用制冷设备中广泛使用的R404A制冷剂将逐步淘汰，而R454C和R290由于其低GWP值，成为商用制冷替代前景较好的制冷剂。为了对比这3种不同工质在轻型商用制冷设备中的应用性能，文章基于焓差试验平台，测试了不同型号的商用冰箱和陈列柜，并对比R404A、R454C和R290系统的充注量、耗电量、材料成本与碳排放量等关键参数。研究结果表明，相比R404A,使用R454C制冷剂的系统运行24 h耗电量可降低约5%,总碳排放量减少约15%;替换为R290后，系统充注量大幅降低，商用冰箱和陈列柜的充注量分别仅为R404A的20.6%～34.2%和16.4%～23.6%,大幅度降低了制冷剂充注成本，24 h耗电量可分别降低16.7%～35%和11.9%～15.7%,且商用冰箱减碳效果更好，碳排放量降低达25.3%～43.7%。
R290房间空调器启动过程制冷剂和润滑油迁移特性研究
王澈;吴建华;李金波;杜彦君;文章对R290房间空调系统在不同工况下启动的制冷剂和润滑油迁移情况进行了研究，通过系统关键位置的过热度变化和经图像处理得到的透明管明度变化分析制冷剂气液状态及转变时间。此外，还通过明度曲线研究了压缩机排油、回油的时间区间。试验结果表明，R290空调器在启动过程中大量液体制冷剂会被抽入储液器进行闪发，而压缩机排气会出现不同程度的排气两相阶段，虽然制冷工况仅维持不到30s,但超低温制热下排气两相持续了约600s,启动初期大量制冷剂在压缩机和储液器内。由于节流前干度很大，流量受限使得系统低压侧有长时间的过热状态。两相排气阶段润滑油被大量带进系统，节流阀附近会产生较高浓度的润滑油环状流动，节流后过热开始缓解时的低温甚至令油滴结晶，但是系统中的润滑油在较长时间后仍可回到压缩机内。该研究结果为R290空调器的启动控制优化和可靠性保证提供了参考。
新型环保制冷剂R491A与冷冻机油的相溶性试验研究
刘健琛;戴晓业;史琳;面向车用空调低全球变暖潜能值(GWP)制冷剂的替代需求，文章对新型混合制冷剂R491A与两类典型冷冻机油的相溶性进行了系统试验测定，包含聚酯油(POE)POE-68、POE-100和一种典型的聚乙二醇油(PAG)。通过试验的方法，对R491A与3种冷冻机油在不同温度条件下的相溶特征进行了探究，结果表明，R491A与POE-68、POE-100和PAG在-20～20℃温度范围内表现出良好的相溶性，3个制冷剂-冷冻机油混合体系的临界互溶温度在-20℃以下，表明R491A在低温环境下作为车用空调替代工质的适用性。基于等体积饱和法，在-20～60℃温度范围内测试了R491A在3种冷冻机油中的溶解度，发现R491A在3种冷冻机油中的溶解过程受温度与压力共同控制。溶解度均随压力升高而增加，并在较高温度下达到相同溶解度所需的压力更高，并且在低温区间溶解度对压力的敏感性更强。研究为新型低GWP值制冷剂在车用空调系统中的油循环分析、润滑策略选择和系统设计提供了必要的热力学基础。
低GWP制冷工质/润滑油混合物热物性研究进展
王晓坡;贾贺雨;周雄博;文章对自然工质(如CO2、碳氢化合物等)、氢氟烯烃(如R1234yf、R1234ze(E)等)等低GWP值的制冷工质与润滑油混合物的热物理性质研究现状进行了详尽的文献调研。所收集的热物理性质主要包括制冷工质在润滑油中的溶解度以及制冷工质与润滑油混合物的黏度、表面张力、热导率、比热、密度等。经分析发现，目前制冷工质在润滑油中的溶解度研究已经比较充分，有大量的试验数据发表。然而，混合物的黏度、表面张力等性质还比较欠缺，物性数据的缺乏会限制制冷系统的精细化设计和优化。未来应重点开展低GWP值制冷工质与润滑油混合物的黏度、密度、表面张力、比热等各种热物理性质的试验和理论研究。
制冷剂流量分配对热回收式空调系统性能影响
张家豪;吴曦;胡光航;聂明旭;管红飞;随着工商业对高效恒温空调需求不断增加，传统电加热式出风温度调控法所导致的高电耗问题不容忽视。使用双冷凝器并联的冷凝热回收式空调系统是解决方案之一。文章搭建试验系统，以电子膨胀阀(EEV)开度为基本研究变量，先量化不同开度下的制冷剂流量分配特性；后对空调系统的运行参数及整体性能进行分析。结果表明，EEV开度在0～70%时，会对制冷剂流量分配、冷凝热回收能力及被处理空气的温度控制具有显著作用，系统总制冷剂循环流量及流量比有效增大，被处理空气的出风温度随冷凝热回收能力的增强而不断升高。而当开度超过70%后，EEV开度变化对系统性能的影响微弱。在EEV开度增大的总体过程中，空调系统的蒸发压力略增，冷凝压力先降后升，系统总换热量与性能系数(COPt)下降。热力膨胀阀仅在EEV开度40%～70%内能够正常工作，可将制冷剂过热度控制在12℃附近。基于测试数据对EEV的开度进行控制优化，精细调控制冷剂的流量分配关系，可有效提高空调系统的性能表现。
基于溶解度参数理论和分子动力学模拟的R1234ze(Z)与POE润滑油相溶性预判方法研究
杨佳亮;周璇;许晨怡;江宁;王浩然;伍宸亮;韩晓红;为应对气候变化，新型低GWP值的制冷剂的应用日益广泛，其与润滑油的相溶性是保障制冷系统高效稳定运行的关键。鉴于传统试验方法耗时且成本高，文章提出了一种基于溶解度参数理论和分子动力学模拟的制冷剂与润滑油相溶性理论预判方法。研究以HFOs制冷剂R1234ze(Z)为例，通过分子动力学模拟计算了其在不同温压下的密度和溶解度参数，并与REFPROP 10.0的数据进行对比，结果高度吻合，在不同温压条件下的相对误差均控制在3%以内，证明了该模型的可靠性。在此基础上，文章进一步参照R1234ze(E)与POE的基础油(PEC系列润滑油)的相溶性试验数据，在283.15 K、0.25 MPa的条件下，建立了R1234ze(E)和PEC润滑油的分子动力学模拟体系，利用提出的润滑油相溶性预判方法进行计算并与试验的溶解度参数进行对比，结果显示，模拟预测的相溶性趋势与试验结果具有良好的一致性。该研究在一定范围内验证了理论预判方法在制冷剂与润滑油相溶性研究中的可行性与准确性，为新型制冷剂的推广与应用提供了重要的理论参考。
新型混合制冷剂在闪蒸补气增焓热泵系统中的热力学性能研究
朱俊峰;作为在空调系统中替代R410A的新型低全球变暖潜能值(GWP)混合制冷剂，R446A、R447A、R447B、R452B、R454B、R466A等受到广泛关注。然而，这些制冷剂在闪蒸补气增焓(FTVI)热泵系统中的热力学性能研究仍较为匮乏，文章采用MATLAB建立了FTVI热力学模型，利用试验结果验证了模型的准确性，对不同新型混合制冷剂在不同中间补气压力下的性能系数(COP值)、排气温度、制热量等参数进行了数值分析。结果表明，使用R452B和R454B制冷剂的FTVI系统性能最优，在最优中间压力下，COP值比其余制冷剂系统高1.06%～5.00%;而使用R446A制冷剂的系统性能有明显的劣势，COP值比R452B和R454B制冷剂系统分别低4.76%和4.74%,排气温度分别高10.56%和9.48%。最后，研究了R452B系统在不同工况下的最优中间压力，确定了最优中间压力的最佳预测关联式。
常用制冷剂泄漏的窒息和爆炸临界面积测算
鲁德意;随着科技的不断发展和环保意识的持续增强，实验室在使用制冷剂过程中所面临的安全与环境风险日益受到关注。制冷剂作为实验室常用的工质，具有易泄漏、易挥发等特性，一旦泄漏，可能导致中毒、窒息，甚至在特定条件下引发爆炸，严重威胁实验室人员的生命安全和科研工作的顺利进行。为全面评估制冷剂泄漏带来的潜在危害，将实验室常用制冷剂作为研究对象，测算了不同制冷剂在典型实验室环境下的窒息临界面积与爆炸临界面积，并结合制冷剂急性毒性接触极限得到了单位空间内制冷剂使用的安全限值。研究通过结合实验室实际操作流程和管理现状，提出的一系列针对制冷剂泄漏事故的防范措施与整改建议，可为实验室制冷剂安全管理与应急响应提供科学依据，并对提升实验室整体安全水平、保障科研人员生命安全具有重要的现实意义。
多级离心式热泵系统结构及应用简析
徐树伍;陈文卿;韩献军;赵宝国;张会明;包逸凡;多级离心式热泵系统温升可超过100 K,被视为工业热泵具有前景的技术方案之一。文章分析多级离心式热泵系统结构以及循环原理，对多级离心式热泵系统在工业领域多种应用方式进行总结。对某多级离心式热泵系统改造锅炉系统的工程案例进行经济性分析。结果表明，应用多级离心式热泵系统年运行费用可以节省超过100万元，同时可以减少碳排放约1 228.6 t。为多级离心式热泵系统的开发、应用以及推广提供了一定的指导建议。
国标允差对涡旋式制冷剂压缩机性能影响的研究
陆磊;刘骏亚;胡永胜;丁辉;陈海;基于第二制冷剂量热器法和制冷剂液体流量计法，对涡旋式制冷剂压缩机吸、排气压力和吸气温度允差在GB/T 5773—2016范围内偏移对性能测试结果的影响进行分析。测试结果表明：吸气压力正偏差和排气压力负偏差均会增加压缩机制冷量，吸气压力负偏差和排气压力正偏差均会降低压缩机制冷量；吸气温度在允差范围内变动，对压缩机性能影响较小，但对排气温度有直接影响。研究结果为涡旋式制冷剂压缩机性能的准确测定、压缩机性能试验方法国家标准和能效标准的修订提供指导，同时也为设计高精度的试验台提供理论依据。
补气与平行压缩CO2跨临界制冷系统的性能对比分析
吕捷;张文婷;杨启超;文章针对补气与平行压缩CO2跨临界制冷系统建立热力学分析数学模型，对比分析相对中间压力、气冷器出口温度和蒸发温度等工况参数对经济器、闪发器、经济器平行压缩和闪发平行压缩CO2跨临界制冷系统的性能影响规律。研究表明：在不同的气冷器出口温度和蒸发温度下，4个系统均存在最佳的相对中间压力和最佳排气压力。补气系统比平行压缩系统有更高的COP值，更低的压缩机功耗和排气温度，而补气系统中的带闪发器的跨临界CO2制冷系统性能最佳。
某型号喷油双螺杆压缩机流场与转子受力分析
蔡力勇;康相玖;周丹;李大广;郭立明;李熠桥;秦妍;喷油双螺杆压缩机内两相流复杂运动关系和微米级泄漏间隙的存在，导致CFD仿真分析在喷油双螺杆压缩机中的应用较少且研究尚不深入。文章基于VOF多相流模型，针对某型号喷油双螺杆压缩机流体域进行三维瞬态数值模拟，分析压缩机内部压力场、温度场及速度场的分布状态，并基于流固耦合对转子受力情况进行了分析。结果表明，排气口附近的压缩腔内温度梯度变化剧烈，冷却油能够对该区域中的高温高压气体进行有效冷却；在吸排气口附近、阴阳转子啮合处及齿顶处均存在局部涡流现象，这是影响排气压力脉动和压缩机效率的重要因素；阳转子的转矩远大于阴转子的转矩，阳转子轴向力约为阴转子的4倍，最大径向力出现在阴转子排气端。
基于随机森林算法的空调房间热环境与热舒适快速预测
李建建;单联瑜;吴俊鸿;彭光前;梁经纬;蔡姗姗;谢军龙;基于机器学习方法构建空调房间热环境与热舒适快速预测模型，实现对空调环境热舒适的快速评估分析。预测模型基于Matlab平台构建，采用随机森林算法，学习数据来源于ANSYS Fluent仿真模型，预测速度为秒级。预测结果显示：房间风速预测的平均绝对误差在0.04～0.09 m/s,温度为0.29～0.61℃,预计平均热感觉指数(PMV)为0.09～0.22,吹风感指数(DR)为2.09%～3.73%;通过轻微偏转空调器室内机放置角度、设置合理风量、最大化导风板及扫风叶片空气扩散范围，有助于提升热环境舒适性。以制冷工况下满足人体站姿高度所在平面PMV需求为寻优准则时，空调器室内机旋转-15°布置、送风风量1 250 m3/h、导风板开启最大角度、扫风叶片上扬最高，可使PMV指数达0.01。
某医院项目多能耦合冷热源系统设计及性能分析
欧阳迎光;邹思;许宗金;冷热源系统是医院建筑的最大能耗体系之一，是降低建筑能耗的关键。文章以广东省佛山市某医院项目为研究对象，充分利用水源热泵机组的节能特性、蓄冷/蓄热“移峰填谷”以及冷热回收技术，设计了多能互补、多能耦合的冷热源系统，并将该系统与常规冷热源系统的全年运行能效和费用进行了综合对比分析。结果表明，该项目多能耦合冷热源系统供冷和供热全年运行能效比分别为5.04和4.03,均高于常规冷热源系统，全年综合运行费用节约305.56万元，节约率为35.6%,具有较好的节能潜力和经济效益。
ABS抗菌材料生命过程抗菌性能研究
赖孝成;陈楷;黄超强;王潇君;禤海燕;随着人们对健康的重视，抗菌塑料在家电设备中的应用越来越广泛，但抗菌塑料常常存在失效、抗菌性能波动等问题。针对此问题，制备以ABS为基材的抗菌材料，并对抗菌材料各阶段的抗菌性能变化展开研究。研究结果发现：无机抗菌所制作板材的抗菌率超过95%,有机抗菌板材超过99%;有机抗菌材料具有成本低的优势，但其抗菌性能受光照、泡水和保存时间的影响大，抗菌性能波动为1.26,保存一年后抗菌性能会完全失效；无机抗菌材料更为稳定，锌离子抗菌材料性能波动为0.46,银离子抗菌材料性能波动为0.95,一年后仍有90%以上的抗菌率，但其抗菌活性成分仍会受环境因素的影响。研究对于抗菌材料的选择、保存、以及抗菌性能的控制提供指导，对推动健康产品的发展具有重要现实意义。
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期刊名称：制冷与空调
创办年份：1990年
主管：中华人民共和国科学技术部
主办：中国科学技术交流中心 中国制冷空调工业协会
刊期：月刊
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国内统一刊号(CN)：11-4519/TB
国际标准刊号(ISSN)： 1009-8402