关于R290热泵热水器专用压缩机的研究
r290轻型商用压缩机可靠性改进研究
保方面具有无可比拟的优势，其臭氧消耗潜值(ODP)为 0,温室效应潜值(GWP)也趋近于0。不仅如此，R290 的制冷性能优越,尤其是在高温工况下，具有良好的制冷 表现。R290的充注量也要明显低于传统制冷剂，而且更 加高效节能。美国环保署(EPA)己允许丙烷用于商用冷 柜，如立式陈列柜、饮料柜等，但充注量限值为150g。国 际电工委(IEC)家用和类似用途电器工作组己经开始准 备草案更改家用和轻商用制冷设备中碳氢制冷剂充注量 限值，IEC 60335-2-89新版草案目前进入到CDV阶段， 该提案将制冷剂充注量由150g提高到490g。与此同时，
摘要_________________________________________________________________________
通过R290与R134a、R404A制冷剂优劣势对比,分析出R290制冷剂是最有发展前景的环保制
冷剂。本文针对研发R290制冷压缩机常出现的压缩机不启动、卡死等故障进行原因剖析，提出
启动、卡死故障机进行开壳分析，发现产生曲轴曲拐异常 磨损的原因主要为以下4点：
在制造过程中难免出现始料未及的故障，造成故障率偏 高现象。使用R290制冷剂A压缩机在某品牌饮料柜产品 使用过程中出现不启动、卡死故障，对不启动、卡死的故 障机进行开壳分析,发现图1压缩机曲拐与连杆大头出现
咬合，导致压缩机不启动、卡死；图2曲拐与连杆大头出现
咬合，曲拐磨损严重。 经过对饮料柜系统设计、生产制造等分析，并对不
障是致命的，损失不可预估，因此各公司对R290轻型商 用压缩机可靠性都非常重视，并建立各种严酷标准来模 拟用户实际使用工况，保证压缩机可靠性。
R290在热泵空调热水器中的应用实验研究
能源研究与信息第27卷 第3期 Energy Research and Information V ol. 27 No. 3 2011收稿日期：2011-05-16作者简介：李 静(1986-)，男(汉)，硕士研究生，lijin011321@文章编号: 1008-8857(2011)03-0174-07R290在热泵空调热水器中的应用实验研究李 静, 陈剑波, 岳畏畏, 王 俊(上海理工大学 环境与建筑学院, 上海 200093)摘 要: R290作为一种自然工质，其臭氧层破坏系数ODP 和地球变暖系数GWP 值均接近于零，环保性能显著。
为探索R290应用的可行性，在同一热泵空调热水器中进行了R290与R22的性能对比实验。
实验研究结果表明：采用R290，机组的能效比COP 及其运行性能明显优于相同条件下使用R22的机组。
由此可见，R290作为热泵空调热水器的制冷剂不仅能完全替代R22，节能环保，其热物理性质特别适合热泵热水器应用，具有十分广阔的应用前景。
关键词: 热泵热水器; R290; R22 中图分类号: TB65文献标识码: A生活热水供应正逐渐成为人们生活的必要条件。
通常夏季从空调冷凝器中散发出的热量要直接排放到外面，这不仅导致能源的浪费，而且会产生热污染环境。
与此同时，大部分热水器制造原料生产也消耗很多能源。
因此，如果将冷凝热量用来加热，而不是排放到大气中白白浪费，将会带来很大的经济效益。
另外，基于热泵的工作原理，使得过渡季节和冬季采用热泵空调热水器来制取生活热水比目前电热水器、燃油和燃气热水器节约大量能源。
随着日益重视节能降耗和家用空调器的普及，由于其经济价值，冷凝热回收得到较大的重视。
1965年，Healy 和Wetherington 首先提出将冷凝器的潜能作为免费的能源用来生产热水。
从那之后，大量工作围绕系统设计、仿真和机组性能等展开。
截至目前，研究工作取得了不少成绩，一些家用热泵空调热水器产品已经上市。
低油量R290旋转式压缩机的研究与开发
低油量R290旋转式压缩机的研究与开发张诚【摘要】基于R290冷媒旋转式压缩机，对低油量技术的应用进行了研究，以帮助R290空调系统满足标准的制冷剂充注量限制要求。
首先，根据R290制冷剂的应用要求，明确了R290压缩机的设计要点，提出了低油量压缩机的设计思路。
其次，根据旋转式压缩机的供油要求设计了低油量旋转式压缩机的结构，完成了供油能力CFD计算分析。
再次，完成了低油量压缩机与普通压缩机的供油能力评价，并对比分析了压缩机的性能和耐久磨耗试验结果。
最后，在同一套空调系统中，完成了系统性能和R290充注量对比试验，分析了R290低油量压缩机为空调系统带来的效果。
研究结果表明，低油量旋转式压缩机可有效减少系统制冷剂充注量，并能保证压缩机及系统的性能和可靠性，具有良好的应用前景。
%The less oil technique research is based on R290 rotary compressor for the purpose of decreasing the refriger-ant charge amount of R290 room air conditioner to satisfy the demand of IEC standard 60335-2-40. Firstly, according to the demand of R290 refrigerant application, the key points of R290 compressor design was indicated. Then, the less oil rotary compressor was designed, and the CFD simulation of the oil feed structure was confirmed. Thirdly, the oil feed test was evaluated. Moreover, the performance and reliability tests were completed. Lastly, the result of refrigerant charge amount decrease of R290 room air conditioner was obtained by test, and the system performance was also confirmed. The results show that the less oil rotary compressor not only effectively decrease the refrigerant charge amount of R290 room air conditioner but also can achieve the sameperformance and reliability of the compressor and system. That is to say, the less oil technique is one of the most important directions of rotary compressor development.【期刊名称】《顺德职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P20-25)【关键词】R290;低油量技术;供油量;制冷剂充注量【作者】张诚【作者单位】广东美芝制冷设备有限公司研发中心，广东佛山 528333【正文语种】中文【中图分类】TB652由于R22的ODP（臭氧层破坏潜值）不等于零，HCFC制冷剂R22已被“蒙特利尔议定”书列为限期逐步淘汰的制冷剂，中国政府也从2013年开始冻结R22制冷剂的使用量，并采取配额等制度按计划逐步削减R22的使用量，到2030年～2040年仅保留极低的维修使用量，以降低臭氧层进一步受到破坏。
R290 空气源热泵机组的实验研究与对比
四通阀
压 缩 机
风机 气液分离器
管束式套 管换热器
进水 出水
表 3 名义制冷工况下 R290 和 R22 的理论循环性能
制冷剂
R290
R22
单位质量制冷量 kJ/kg
单位质量制热量 kJ/kg
单位理论压缩功 kJ/kg
吸气比容
m3/kg
蒸发器负荷
kW
冷凝器负荷
kW
压缩机理论功率 kW
排气温度
℃
冷凝压力
4247.10
5782.00
临界密度 / kg/m3
218.50
424.00
空气中燃烧体积浓度 / %
2.1~9.5[9]
14~31[10]
注：临界参数来源于 NIST REFPROP VERSION 7.1
CHF2Cl
86.47 0.055 1600 −40.81 96.15 4990.00 523.84 /
制冷剂
表 1 R290 与其它常见制冷剂的基本特性对比
R290
R32
R22
R134a
分子式
C3H8
CH2F2
分子量
44.09
52.02
ODP 值（R11=1）
0
0
GWP 值（100 年 R744=1） <20
680
标准沸点 / ℃
−42.09
−51.65
临界温度 / ℃
96.68
78.11
临界压力 / kPa
kPa
蒸发压力
kPa
压缩比
能效比 EER
272.50 327.44 49.50 0.0913 2984.1 VR290 3585.8 VR290 542.09 VR290 49.7 1447.0 508.1 2.848 5.50
热泵热水器专用压缩机：未来发展可期
吸气 过 热度 时容 易 ‘ 电机过 热 ’ ，特别 是 在高压 缩 比运 行 时 。这恰 是 专 用 压缩 机 能 够解 决 的 ，在 高 压 缩 比下 ，热 泵专 用 压缩 机仍 可 可靠 运行 。 ” 他 指
出 ，“ 在 实 际 的 系统 设 计 时 ，也 要 遵 循 热 泵 运 行 的规 则 ，这 样 才 能真 正 发挥 热 泵 专用 压 缩 机 的功
能。 ”他表 示 ： “ 从 战略 定位 角度 来说 ，规模 企业 要
目前 ，上海 日立 专 用压 缩 机 国 内 、国外 市 场
份 额 占 比各 达 ５ ０ ％，美 国市 场 是 一 个 潜 力 市 场 ， ２ ０ １ ５年 １ 月 份 上 海 日立 在 芝 加 哥 投 建 技 术 中 心 ，
长 ，预计 未 来 ５年 热 泵 干衣 机 和 热 泵热 水 器 市 场
化 ，由国家质 量监督 检验 检疫 总局 、国家标 准 化 管 理 委 员 会 批 准 ，Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ９ ７ ８ ０ － － ２ ０ １ ３《 家 用 和
类 似 用 途热 泵 热 水 器用 全 封 闭性 电动机 —— 压 缩
乐红胜告诉我们 ： “ 美国市场将是我们 的一个
重 点 市场 ，同时 欧洲 市 场我们 也 占据 了 ８ ０ ％ 的市
场份 额 。 ”他 所带 领 的新 兴事 业部 ，有 自己专 门 的 研 发 团 队 ，负 责 市 场 调研 、系统 运 行 分析 、专 门
热泵 热水器运行 的独特特点 去设计 专用压缩机 ， 这 样 热 泵 热 水 器 产 品 的 可靠 性 和 寿命 才 能 保 证 ， 才 能 降低 热泵 热 水 器 产 品 的故 障率 。 目前 ，热 泵
R290热泵热水器膨胀阀开度优化的试验研究
、
试验 装 置及方 案
（ 一） 试验 装 置
本试验选 择一 台某型 号空气源热泵热水 器 ， 制 冷剂 为 Ｒ ２ ２ ， 压 缩机 为 型滚 动转 子 式压 缩 机 ， 理 论 排气量 ２ ２ ． ５ ｃ ｍ ／ ｒ ｅ ｖ ， 额 定转 速 ２ ８ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ； 水 箱 容 量为 ２ ６ ０ Ｌ ， 试 验在 高精 度 ５ Ｈ Ｐ恒温 恒 湿实 验室 内
完成 。试 验工况按 照 国标要 求 ， 见表 １ 。为 了更 好
地评价 系统性能 ， 对 系统 主要位置 的温 度和压力 进
对 高压 制冷 剂有 节 流 降 压作 用 ， 而且 可 以调 节 进
入 蒸发 器 的制冷 剂 流量 。空气 源热 泵热 水器 在运 行 过程 中 ， 全 年环 境 温度变 化 范 围较 大 ， 制冷 剂流 量 也在 不 断变 化 。 目前 产 品 上 的 电子 膨 胀 阀 大多是 根据 设定 的 目标过 热度 进行 开度 大小 的调 节， 但 电子膨 胀 阀对 于 不 同制 冷 剂调 节 的敏 感 程 度不同， 造成 对 流量 调 节 具有 一 定 的局 限 性 ｌ ６ Ｊ 。 膨胀 阀开度对 热 泵热水 器 制热 性能 的发 挥起 着关
进行 了测试 ， 并探 讨 了不 同膨胀 阀开度 对 系统 性 能的影 响状 况 。试验 结果 表 明 ： 膨胀 阀开度 对 制热性 能 系数有 显著 影响 ， 存在 最佳 开度 ， 其 相应 的制 热性 能 系数 为 ４ ． ２ ５ １ ， 略 高于原机 Ｒ ２ ２系统 的性 能 ， 而制 冷
第 １ ６卷
第 ２期
济 源 职 业 技 术 学 院 学 报
ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ — Ｊ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ
R290替代R134a热泵热水器的性能分析与试验研究_胡敏东
文章编号：1005－0329（2014）05－0067－04收稿日期：2013－07－31修稿日期：2014－02－27基金项目：香港政府基金GCF （522709）Ｒ290替代Ｒ134a 热泵热水器的性能分析与试验研究胡敏东，王昶，胡懿梵，龙凤元（康特能源科技（苏州）有限公司，江苏苏州215200）摘要：分别对Ｒ290和Ｒ134a 进行了热力学分析，采用Ｒ290对Ｒ134a 成熟机组进行灌注量试验，节流元件匹配试验，不同环境温度下，Ｒ290试验机组对比变工况试验。
理论及试验结果表明：Ｒ290在系统中的单位制热量约为Ｒ134a 的1．37倍，Ｒ290的单位理论COP 值约为Ｒ134a 的94．2%；Ｒ290的制冷剂充注量为Ｒ134a 的30．3%；Ｒ290专用试验机组制热性能平均为Ｒ134a 成熟机组的1．27倍，COP 整体略高于Ｒ134a 成熟机组，尤其在低温方面（－5ħ，0ħ），平均为Ｒ134a 成熟机组的1．05倍。
关键词：Ｒ290；Ｒ134a ；热泵热水器；热力学分析；试验研究中图分类号：TH12；TB65文献标志码：Adoi ：10．3969/j．issn．1005－0329．2014．05．016Performance Analysis and Experimental Study on Ｒ290Substituting forＲ134a Heat Pump Water heaterHU Min-dong ，WANG Chang ，HU Yi-fan ，LONG Feng-yuan（Quantum Energy ＆Technology （Suzhou ）Co．Ltd．，Suzhou 215200，China ）Abstract ：One thermodynamic analysis between the propane and Ｒ134a is done．Also the refrigerant charge test ，throttling ele-ment matching test and variable condition tests are all running in this paper．The performance analysis results show that ，the unit heating capacity and COP in propane system are 1．37times and 94．2percent than Ｒ134a system ，respectively．And from experi-mental tests ，the refrigerant charging amounts of propane system is only 30．3percent than Ｒ134a system．The heat performance of this propane test unit is 1．27times than Ｒ134a mature unit．Also the whole COP of the propane test unit is a little higher ，es-pecially in the low －temperature point （－5ħ，0ħ），it ’s 1．05times average than the Ｒ134a mature unit．Key words ：Ｒ290；Ｒ134a ；heat pump water heater ；thermodynamic analysis ；experimental research1前言Ｒ290制冷剂ODP 为0，GWP 接近于20（100年），热力性质与Ｒ22相当［1］，较Ｒ134a 性能出色，与酯类油、金属材料、软管材料互溶，无需在原Ｒ134a 系统上进行较大变动，且广泛存在于石油、天然气中，提炼方便，一般作为副产品出现，成本较低。
R290滚动转子压缩机的仿真与优化(可编辑)
R290滚动转子压缩机的仿真与优化（可编辑）R290滚动转子压缩机的仿真与优化华中科技大学硕士学位论文R290滚动转子压缩机的仿真与优化姓名:刘强申请学位级别:硕士专业:制冷及低温工程指导教师:何国庚20090524华中科技大学硕士学位论文摘要丙烷( )是空调制冷剂的一种非常优良的天然替代物,具有比更小的充灌量、更高的能效比和更好的经济性。
丙烷作为一种优良的制冷剂工质,非常适用于空调用的小型全封闭滚动转子压缩机。
对于使用新工质的压缩机系统,需要根据的性质对系统进行优化设计,在压缩机侧主要表现为采用减少容积损失、减少压力损失、减少温度损失和减少泄漏损失等方法来提高压缩机的容积效率。
文中主要通过对减少容积损失和泄漏损失的方法进行了研究,优化了使用做制冷剂的滚动转子压缩机的结构,并为其选择了合适的泄漏间隙尺寸和适宜粘度的润滑油。
间隙泄漏损失对压缩机的容积效率的影响较大,同一台压缩机,间隙尺寸不同和使用不同的润滑油的泄漏损失不同。
文中的研究重点是对气缸内间隙泄漏损失的研究。
采用了模拟转子径向间隙和滑板两侧面间隙中制冷剂蒸汽的泄漏,分别采用了旋转壁面模型和静壁面模型,在考虑间隙流动是油气两相时候还使用了中的射流破碎模型。
对于两种不同模型下的模型,分析了两者不同的流体的速度、压力、温度和密度分布。
在压缩机的间隙泄漏中,包括间隙尺寸大小、润滑油粘度等对泄漏损失均会造成影响。
通过对模拟结果的对比分析,选取了号矿物油作为滚动转子压缩机系统的合适的润滑油并且控制径向间隙在 mm以下,滑板两侧面间隙控制在 mm以下时,可以使得气体的泄漏控制在压缩机质量流量以下。
使用更高粘度的润滑油和使得径向间隙和滑板两侧面间隙尺寸进一步变小还可使得泄漏量再变小。
关键词:丙烷滚动转子压缩机径向间隙滑板侧间隙泄漏两相流动I华中科技大学硕士学位论文AbstractPropane HC 290,as a kind of air conditioning refrigerant ,is a good choice insubstitutes of HCFC 22.Propane HC 290 has a smaller Filling volume, higher energyefficiency and better economy than HCFC 22. Propane, as an excellent refrigerant, is verysuitable for small-scale and air-conditioning closed rolling rotor compressor. In the use ofthe new refrigerant of HC 290, it’ s needed to optimize the system design according to thenature of HC 290.In the performance of the compressor side is to improve the volumetricefficiency of the rolling rotor compressor by reducing the volume loss, reducing thepressure loss, reducing the temperature loss and reducing theleakage loss. In this paper, thevolume loss and the leakage loss is focused on, specially theleakage lossAccording tophysical properties of HC 290, a compressor is redesigned, and a suitable size of clearanceleakage and a enough viscosity of lubricating oil is decided Leakage losses have a big effect on the volumetric efficiency ofcompressors .To thesame compressor, different gap sizes and different lubricants will lead to differs leakagelosses. Cylinder leak on the loss of space research is the focus of this article. In the use ofFLUENT, gas escape of HC 290 in the radial clearance of the rotorand the surfaceclearance of both sides of the skateboard is simulated. In theradial clearance and thesurface clearance, refrigerant vapor leakages use a rotating wall model and static model,when considering the space of two-phase flow of oil and gas when it is used in FLUENT jetVOF fragmentation model The simulation results of the comparative analysis, selected No. 46 mineral oil as arolling piston compressor HC290 systems and lubricants suitable radial clearance control25 below surface space on both sides of the control slide 35 below, you can make gasleakage control in compressor mass flow below 5%. The use of higher viscosity lubricantsand allows both sides of the radial clearance and surface space skateboards smaller size also allows further leakage and then become smallerKeywords: propanerolling rotor compressor radial clearance surface clearanceleakagetwophaseII独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
极限补气量下的R290热泵系统性能分析
极限补气量下的R290热泵系统性能分析吴国强北京工业大学北京 100124摘要：中间补气热泵系统可以提高系统的效率和可靠性，以R290为工质的热泵制冷系统具有良好的前景。
建立了带有过冷器的R290中间补气系统的热力学模型，并对蒸发温度、冷凝温度、相对中间压力和相对补气量对系统性能的影响进行了分析。
结果表明在允许的最大相对补气量下，制冷时降低冷凝温度和提高蒸发温度会使得制冷量下降,而制热时降低蒸发温度反而有利于COP的提高。
相对中间压力对最大允许相对补气量有着显著影响。
此外，相对中间压力提高会降低制热量和功耗，但提高了COP。
研究了最大相对补气量下的系统性能参数，结果对于极大限度地降低系统排气温度，提高系统性能提供了参考。
关键词：中间补气；最大允许相对补气量；补气压力；R290Performance analysis of R290 heat pump system with subcooler under maximum relative vapour-injection mass flowWU GuoqiangBeijing University of Technology Beijing 100124Abstract: Vapour-Injected Heat pump (VIHP) can improve the efficiency and reliability of the heat pump system, and the heat pump system using R290 as the working fluid has a good prospect. In this paper, a thermodynamic model of VIHP with a subcooler using R290 is established and the influence of the evaporation temperature, condensation temperature, relative intermediate pressure and relative vapour injection mass flow on the performance of the system is analyzed. The results show that under the maximum allowable relative vapour injection mass flow, reducing the condensation temperature and increasing the evaporation temperature during cooling will reduce the cooling capacity, while reducing the evaporation temperature during heating is conducive to the improvement of COP. The relative intermediate pressure has a significant effect on the maximum allowable relative vapour injection mass flow.In addition, an increase in relative intermediate pressure will reduce heating capacity and power consumption, but will increase COP. The system performance parameters under the maximum relative vapour injection mass flow are studied, which provides a reference for greatly reducing the system exhaust temperature and improving system performance.Keywords: Vapour injection; Maximum relative vapour injection mass flow rate; Intermediate pressure; R290中图分类号：TH45DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.99.0331 引言随着基加利修正案的生效，HCFs将逐渐淘汰，以R290为工质的热泵空调正受到越来越多的关注[1]。
R290电动汽车热泵空调性能实验研究
第41卷第6期2020年12月制冷学报Journal o f RefrigerationVoi. 41,No. 6December f 2020文章编号=0253-4339(2020) 06-0040-07doi:10. 3969/j. issn. 0253-4339. 2020. 06. 040R290电动汽车热泵空调性能实验研究黄广燕1,2邹慧明1,2唐明生1,2田长青1,2吴江1于卫滨1(1中国科学院理化技术研究所北京100190; 2中国科学院大学北京100049)摘要本文搭建了带水环路的R290电动汽车热栗空调实验台，研究了不同工况下系统的制冷性能和制热性能。
实验结果表 明:35尤常规制冷工况时，压缩机转速从1800 r/m in增加到6 600 r/m in，系统制冷量从1789 W提升至4 027 W，而系统COP从 3. 65下降至1. 82;45尤髙温制冷工况时，压缩机转速从2 700 r/m in增加到4 500 r/m in，系统制冷量从1973 W提升至3 031 W，而系统COP从2. 10下降至1.88;在-20尤/20尤低温制热工况、压缩机转速6 000 r/m in时，系统制热量为2 911 W，对应的系统 CO P为1. 80;在-25尤/20尤低温制热工况、压缩机转速3 600 r/m in时，对应的系统制热量为1658 W、系统CO P为2. 16。
同时 发现采用水环路的系统形式，提髙了系统的安全可靠性，但与常规循环系统相比，系统性能存在一定程度的衰减，制冷量衰减 300~500 W，制热量衰减 200~400 W。
关键词热栗；电动汽车;R290;系统性能中图分类号:TB61; TB63 + 2 文献标识码：ACooling and Heating Performance of an R290 Heat PumpSystem for Electric CarsHuang Guangyan1,2Zou Huiming1,2Tang Mingsheng1,2Tian Changqing1,2Wu Jiang1Yu Weibin1(i.T e c h n ic a l In s titu te o f P hysics and C h e m is try，C A S，B e ijin g，100190，C h in a; 2.U n iv e rs ity o f Chinese A cadem y o f S cie nce s,B e ijin g, 100049，C h in a)A bstract Responding to the applied air-conditioning requirements for electric cars，an experimental bench for the R290 heat pump system with a secondary medium cycle was established. The cooling and heating performances of the system were tested under various working conditions. As the compressor speed increases from 1800 r/m in to 6 600 r/m in，the cooling capacity increases from 1789 to 4 027 W under standard conditions (35 ^)，while the COP decreases from 3.65 to 1.82. As the compressor speed increases from 2 700 r/m in to 4 500 r/m in，the cooling capacity increases from 1973 to 3 031 W under extremely warm conditions (45 丈），while the COP decreases from 2.10 to 1.88. Under cold conditions (-20丈），the heating capacity of the system reaches 2 911 W at 6 000 r/m in，and the corresponding COP is 1.80. Under extremely cold conditions ( -25^ )，the heating capacity reaches 1685 W at 3 600 r/m in，and the COP is 2.16. Meanwhile，the system adopted the form of secondary heat transfer，which improved the safety and reliability. However，compared with the primary circu it，the cooling capacity is attenuated by 300-500 W，and the heating capacity is attenuated by 200-400 W. Keywords heat pump；electric vehicle；R290; performance of the system电动汽车具有可实现节能减排的特点，受到国际 汽车行业的普遍重视，近年来得到了快速的发展。