新型制冷工质 R450A 用于喷射制冷循环性能研究

新型制冷工质 R450A 是 R134a 的一种替代品，环保可靠，针对它的研究目前尚较少，有限研究主要侧重于简单蒸气压缩制冷循环。研究构建了喷射器数学模型，对比分析 R450A 在新型喷射制冷循环中不同喷射器特性及工况下的制冷性能。研究发现在喷射制冷循环中，引射流体的压降，工作流体与引射流体的混合面积比对循环 COP，单位容积制冷量和喷射器压缩效率影响呈抛物线形变化，存在最优的引射流体压降 10 kPa 和工作流体与引射流体混合面积比 7，并且最佳的引射流体压降及工作流体与引射流体混合面积比随着冷凝温度的升高而增大。此外，相比传统的蒸气压缩制冷循环，新型喷射制冷循环中 R450A 的 COP 和单位容积制冷量分别增大 14.6%~20.6%和21.1%~21.7%，系统性能显著提高。同时，喷射器喷嘴和扩压室效率对系统性能影响显著，且扩压室效率的影响更强。

　　自从 20 世纪 90 年代以来，R134a 以其优良的制冷能力和零 ODP(臭氧破坏指数)值被广泛使用。然而随着全球气候变化的研究深入，R134a 因其较高的GWP(温室效应影响指数)值被认定为温室气体 ，在导致全球变暖的物质中位列第三 。为满足《京都议定书》和《巴黎协定》的规定，寻找 R134a 的替代制冷剂意义重大。

　　目前关于 R134a 的替代研究主要有自然工质和人工合成两方面。自然工质方面马一太、刘圣春等对 CO 2 的跨临界循环及其与氟利昂制冷循环性能对比进行了研究；人工合成方面R1234yf 和 R1234ze(E)的研究最具代表性，Wu 等 、Brown 等  、Dong 等 和陈琪等对这些工质的热物理性质、传输性质等进行了非常充分的实验研究。新型制冷剂 R450A 由 R1234ze(E)和 R134a 组成，质量分数分别为 58%和 42%。不易燃烧，GWP 值相比 R134a 降低 58%，可以用于热泵、气冷水冷机组、自动饮料售货机等中低温设备，是 R134a 替代物中性能较好的一种，2014 年 10 月被列于美国国家环境保护局 SNAP(新制冷剂替代计划)项目中 。

　　目前国内关于 R450A 的研究还比较缺乏，国外研究主要集中在 R450A 的基本循环性能测试对比。Mota-Babiloni 等  实验测量带有中间回热器的制冷系统，对比 R450A 在不同工况下的制冷量、COP、排气温度等及中间换热器对压缩机效率的影响，得出 R450A 制冷量低于 R134a 6%，COP 高大约 1%。Mendoza-Miranda 等 [提出一种压缩机预测模型，在基本蒸气压缩制冷系统中的测量结果显示 R450A的制冷量和 COP 均略低于 R134a。