制冷技术的最新进展

-1、制冷工质分类：按化学成分分：无机物、氟利昂、烷烃类按组成分：单一组分、混合工质（共沸工质、非共沸工质）制冷工质命名：a、无机化合物：R7( XX )，XX－分子量。例：NH3：R717、CO2：R744

b、烷烃类分子通式：CmH2m+2 n+x+y+z=2m+2

氟利昂分子通式：CmHnFxClyBrz

简写符号：R(m-1)(n+1)(x)B (z) 数值为零时省去不写

例：四氟乙烷：C2H2F4 m=2，n=2，x=4 , R134a

二氟一氯甲烷: CHF2Cl m=1，

n=1，x=2 R22

正丁烷：R600 异丁烷：R600a

c、非共沸混合制冷工质：R4( XX) XX－命名的先后顺

序。例：R407B、R407C

d、共沸混合制冷工质：R5(XX) XX－命名的先后

顺序。例如：R502、R507

e、 氯氟烃类物质: R ￫ CFC： R12 ￫ CFCl2

氢氯氟烃类物质: R ￫HCFC：R22 ￫HCFC22

氢氟烃类物质: R ￫HFC： R134a ￫HFCl34a

碳氢化合物: R ￫ HC： R600a ￫ HC600a 制冷工质对环境的影响：对臭氧层的破坏和温室效应

环境保护的发展：1987年，CFCs、哈龙受控，HCFC过渡，

1993年，HCFCs受控，2030年所有国家削减100%

1997年，发达国家提前到2020年

-2、制冷工质替代路线：采用HFCs制冷剂替代；采用天然工质替代。

TEWI指标：变暖影响总当量—Total Equivalent Warming Impact

考虑了制冷剂排放的直接效应和能源利用引起的间接效应

直接效应取决于制冷剂的GWP值、气体释放量和考虑的时间框架长度

间接效应取决于系统的效率以及能源型式

1-3、替代制冷剂实用性质研究：a、制冷剂电气性质－介电常数、导电率与击穿电压

b、制冷剂与润滑油和材料的相容性

制冷剂/润滑油混合物的溶解度模

型

混合物的溶解度及对粘度的影响

油添加剂对轴承负载能力、热稳

定性、水解性、分子筛相容性及

毛细管堵塞的影响

制冷剂/润滑油对电动机材料的相

容性

c、压缩机的重新设计

1-4、NH3 的应用：优点：ODP=0，GWP＝0，价格低廉，能效高，传

热性能好

缺点：毒性，排汽温度高

解决方法：用螺杆压缩机；板式热换器，减少充灌量；用封闭式压缩机

CO2 的应用：优点：ODP=0，GWP＝1，价格低廉，传热性能好

缺点：能效低，压力高

应用前景：汽车空调系统；热泵热水加热器；复叠式制冷系统

热点研究领域之一

2-1、CO2制冷工质的性质：CO2是与环境最为友善的制冷工质；良好的安全性

和化学稳定性；单位容积制冷量相当高；优良的流

动传热特性；CO2制冷循环的压缩比低；价格低

廉；临界温度太低，循环效率较低（采用膨胀机回

收部分膨胀功）；运行压力高

CO2制冷循环：亚临界循环；跨临界循环；超临界循环

（扩展自己加）

2-2、带回热器的跨临界CO2制冷循环：提高跨临界CO2制冷循环的COP 带膨胀机的跨临界CO2制冷循环：减少节流损失；回收膨胀功

复叠式CO2制冷循环

-3、影响压缩机的指示效率的因素：吸、排气压力的损失；气体

与气缸传热；气缸泄漏；

余隙气体膨胀。研究结果表明：气缸泄漏的影响最大。

应用活塞环密封油润滑机制可以达到最低的泄漏率。

滚动转子式压缩机不适用：依靠润滑油进行密封；

涡旋式压缩机是适用的：多个压缩腔同时工作，相邻腔压差小

活塞式压缩机：行程／缸径比↑，→密封长度↓，→泄漏↓

3-1、压缩机分类：

式压缩机的特点：绝大多数为全封闭型，制冷量<10kW；运转平稳，摩擦损失小，可靠性高；无吸气阀，吸气过热小，几乎无余隙气体膨胀过程输

气系数高；零部件少，易损件少，结构简单，体积小，重量轻；

适于高效大批量生产；制造、装配精度要求高；在热泵工况下运

行时，由于压比大，造成内部泄漏量增加；对于单缸机器，转矩

峰值较大，滑片仍然是易损部件。

滚动转子式压缩机效率的提高：提高压缩机电机效率：采用低铁损高磁通量的新型硅钢片

控制电机转子与定子之间的余隙

提高压缩机本体工作效率：提高加工装配精度，减小间隙

采用计算机模拟与优化技术

3-4、涡旋压缩机特点：多腔同时工作，气体泄漏量小，容积效率可达90%～

98%；力矩变化小，振动小，噪音低；结构简单，零部

件少，无吸、排气阀，易损件少，体积小；采用柔性结

构，抗杂质与液击能力强，可靠性高；可高速运转，变

速性能好；吸、排气过程几乎连续进行，气流脉动小；

涡旋盘的加工要求高，需用加工设备和技术；由于工作

腔密封与零部件强度条件的限制，排气压力不宜过高。存在的问题：a、回油问题：电机频率较低时，由于制冷剂流动缓慢，会造成润滑油回流至压缩机的问题；电机频率较高时，大量润滑油会被挤出

压缩机，从而又会造成润滑问题

b、电磁干扰问题

c、控制复杂

d、不是无级性地调节容量

3-5.、双螺杆压缩机特点：高速运转，体积小，重量轻，无往复惯性力；零部件

少，易损件数仅为往复活塞式压缩机的1/10，无吸、

排气阀，可靠性高；能适应较大压缩比，对湿行程不

敏感；能量调节性能好，可实现10%～100%范围内

的有级或无级调节；易实现自动控制，操作、维修方

便；造价高，价格高于同等容量的活塞压缩机；由于

受转子开度及轴承寿命等方面的影响，排气压力一般

不能超过4.5 Mpa；一般在容积流量大于0.2m3/min

时，其优越性才能显现出来，不适宜小流量范围的使

用。

离心压缩机的进步：a、进一步提高效率：叶轮及流道流场的CFD 分析；三元流动叶轮设计

b、改进离心压缩机的部分负荷性能：叶轮