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随着蒙特利尔议定书中规定的HCFCs类物质淘汰日期的临近,各国的替代进程进一步加速,目前广泛应用于家用房间空调器中的R22制冷剂即属于HCFCs物质,寻找适当的替代工质已经迫在眉睫。碳氢制冷剂的环境友好性是公认的,不仅对臭氧没有破坏,对气候的负面影响几乎为零,且具有较好的节能潜力。碳氢制冷剂R290具有与R22制冷剂非常相近的热物理性质,因此被当作最具潜力的替代工质之一。然而,由于R290属于可燃类制冷剂,在应用于房间空调器时,着重要考虑的是安全性问题,R290制冷剂安全性如无法解决,其大规模的推广与应用必将受到限制。目前,按照国家颁布的家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求,即GB4706.32-2012标准的要求,通过限制系统中冷媒的充注量来提升安全性。与传统的R22冷媒相比,标准中规定了严格的R290冷媒充注量的限制。严格的充注量限制也带来了空调器性能提升方面的困难。本课题开展了R290房间空调器性能的研究,以期在R290制冷剂充注量符合标准规定的同时,其性能也能达到要求。 本文分析了R290制冷剂作为房间空调器的适用性,同时建立了R290房间空调器样机模型,并在此基础上对R290空调器冷凝器进行优化设计;之后完成R290房间空调器的设计与实际性能测试,根据实验所得到的R290房间空调器性能测试数据进行系统运行特性分析。 实验分析结果表明,R290制冷剂在不限制充注量的情况下,完全能够达到替代R22的要求,然而,随着充注量的降低,制冷剂的质量流量也随着减少,导致空调器的性能明显下降,需要对R290房间空调器进行改善。在R290房间空调器中,制冷剂主要存在于蒸发器与冷凝器中,所以本文通过对R290房间空调器的冷凝器进行了优化,开发了宽度为21.65mm的室外高效超宽翅片,目的是用一排的新翅片冷凝器代替原一排半的冷凝器或用一排半的新翅片冷凝器替代原两排的冷凝器,以期达到降低冷凝器的管内面积,从而降低系统中制冷剂的充注量,同时保证管外换热面积,使优化后的空调器制热量也能满足要求。 根据分析结果,完成了技术方案的实际样机制造及性能测试,结果表明该技术措施可靠合理,测试结果完全满足国标要求。