新型制冷工质 R450A 用于喷射制冷循环性能研究

　　【冷水机】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20世纪90年代以来，R134a因其优异的制冷能力和零耗氧潜能值而得到广泛应用。然而，随着全球气候变化研究的深入，R134a因其较高的GWP(温室效应影响指数)而被公认为温室气体，在导致全球变暖的物质中排名第三。为满足《京都议定书》和《巴黎协定》的要求，寻找R134a的替代制冷剂具有重要意义。

目前，R134a替代的研究主要包括天然工质和人工合成。马益泰和刘盛春研究了CO 2跨临界循环及其与氟利昂制冷循环的性能比较。R1234yf和R1234ze(E)的研究是人工合成方面最具代表性的。吴等人、布朗等人、董等人和等人对这些制冷剂的热物理性质和输运性质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值比R134a降低58%。可用于热泵、风冷水冷机组、自动饮料自动售货机等中低温设备。是性能较好的R134a替代品之一，2014年10月被列入美国国家环境保护局SNAP(新制冷剂替代计划)项目。

目前国内对R450A的研究还比较缺乏，而国外的研究主要集中在R450A基本循环性能的对比上。Mota-Babiloni等人测量了带中间回热器的制冷系统，比较了R450A在不同工况下的制冷量、COP和排气温度，以及中间换热器对压缩机效率的影响。发现R450A的制冷量比R134a低6%，COP高1%左右。门多萨-米兰达等人[提出了一个压缩机预测模型。在基本蒸汽压缩制冷系统中的测量结果表明，R450A的制冷量和制冷系数略低于R134a。