替代制冷剂R407C在冷水机组中的应用研究

摘要

出于保护大气臭氧层的需要，传统的HCFC类制冷剂R22等已经或者即将停止使用，在制冷空调领域，对于新型环保制冷剂的研究正在兴起。其中，非共沸混合制冷剂R407C以其优良的热力性能，成为R22最有可能的替代品之一。现有的针对R407C的研究并不成熟，很多人对R407C的特性并不了解，本文研究了R407C的热力性能，并在此基础上对一台R407C制冷机组进行了模拟仿真，计算得到该机组的运行参数和机组内制冷剂的循环组分浓度。主要内容如下： (1)为了得到详细的R407C热物性参数，编制了基于RKS方程的制冷剂热物性参数计算程序，能够精确计算R407C在各个状态下的饱和温度，饱和压力，焓，熵，比容等参数。 (2)建立了冷水机组中冷凝器，蒸发器，压缩机和节流阀等部件的热力学模型，完成了各个部件和整个冷水机组的模拟计算，得到了机组稳定运行时的蒸发压力，冷凝压力，压缩机进出口状态等重要参数。 (3)针对R407C等非共沸混合物独有的组分迁移现象，在系统稳定运行工况下，利用空泡系数模型计算了蒸发器内部的制冷剂各组分质量以及浓度，提出了管壳式冷凝器(制冷剂在壳程流动)的制冷剂质量计算模型，进而计算了冷凝器内部的制冷剂各组分质量以及浓度，并估算了其他部件中的制冷剂各组分的质量和浓度，最终求得机组中制冷剂的循环浓度。 本文结合工程实际，在制冷剂性质计算，换热器计算，制冷剂质量浓度计算方面均提出了一些新的想法并得到了较好的结果，对工程实际应用具有一定的指导价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

第一章绪论

1.1替代制冷剂的产生与发展

1.2混合制冷剂的换热问题研究

1.3组分迁移问题研究

1.4状态方程的发展

1.5本文研究的主要内容

第二章非共沸混合制冷剂R407C特性研究

2.1传质热阻和冷凝换热特性研究

2.2蒸发换热特性研究

2.3混合制冷剂组分迁移特性研究

2.4本章小结

第三章基于RKS方程的制冷剂热物性计算

3.1 RKS方程求解

3.2单质制冷剂参数公式推导

3.2.1制冷剂逸度系数的计算

3.2.2制冷剂焓，熵，比容的计算

3.3单质制冷剂热物性计算

3.4混合制冷剂R407C参数公式推导

3.4.1混合制冷剂干度的计算

3.4.2混合制冷剂焓，熵，比容的计算

3.4.3混合制冷剂逸度系数计算

3.5混合制冷剂热物性计算

3.5本章小结

第四章R407C冷水机组系统模拟

4.1冷水系统模拟程序

4.2压缩机模型

4.3冷凝器模型

4.4节流阀模型

4.5蒸发器模型

4.6模拟计算结果

4.7本章小结

第五章水冷机组中制冷剂的循环浓度计算

5.1蒸发器内部的制冷剂分布

5.2冷凝器内部的制冷剂分布

5.2.1冷凝器内部制冷剂蒸汽质量计算

5.2.2冷凝器内管壁冷凝液膜质量计算

5.2.3冷凝器空间内部冷凝液滴质量计算

5.3压缩机内部的制冷剂分布

5.4冷凝器底部积液和机组管道内的液体制冷剂

5.5计算结果讨论

5.6本章小节

第六章结论与展望

6.1本文主要结论

6.2本文的不足与展望

参考文献

作者在硕士研究生期间撰写和发表的论文