为研究以R32为工质的准二级压缩热泵系统的循环性能,搭建了以R32为工质的热泵实验系统并进行相关研究。研究结果表明,在冷凝温度40℃,蒸发温度在-10～-5℃时,用R32的准二级压缩热泵系统与采用相同工质的单级系统相比,排气温度降低10～20℃,并能控制在130℃以内,保证了机组的安全运行;制热量提高了12%,制热COPh随中间补气压力的不同而高于或低于单级压缩系统,相对补气压力的适宜值范围为0.9～1.1。

在阐述目前国内外HCFCs替代形势的基础上,对热泵空调及冷冻冷藏系统典型HCFCs制冷剂R22和其传统替代制冷剂（R410A,R407C,R404A,R507A）,以及低温室效应R22替代物（R161,R290,RTJU4,R32,R717及R1234yf）的热力性能、循环性能及其可燃特性进行对比与分析。结果表明,R161,R290,RTJU4,R717,R32不仅具有零ODP较低GWP值的优势,其热力学及传热学特性也优于传统的HCFCs替代物,其中部分工质在一定的应用条件下具有较好的循环性能。R32,R1234yf和RTJU4的可燃性较小;RTJU4在系统循环性能上具有较明显的优势;R717具有较好热力学、传热学和循环特性,经进一步的系统和部件改进也具有较强的替代潜力。

制冷空调领域内使用量最大的HCFCs制冷剂目前正处于加速淘汰的阶段,替代品、替代技术路线的选择至关重要。本文介绍R32,R1234yf（R1234ze）,ZCI系列和DYR系列等新型合成类替代制冷剂的最新研究进展,从基本热物性、传热特性、理论循环、机组性能等多个角度与最主要的HCFCs制冷剂R22进行对比,并分析部分替代品的应用前景,为我国制冷空调行业制冷剂替代工作提供参考。

R32具有良好的热物性、环境性能和循环性能,具有极大替代R410A工质的潜力。采用R32对R410A空调系统进行灌注式替代试验,研究结果表明,系统灌注R32后,制冷剂充注量减少了30.4%,制冷量提高了8.5%,性能系数提高了7.1%。

R32冷媒相对于R410A具有高性能、低GWP的特点,是一种理想的替代制冷剂。本文对比分析了R32和R410A的冷媒物性,对R32变频压缩机的特性进行实验研究,试验结果表明,相同条件下,R32变频压缩机的制冷量比R410A提高7.5%~10%,COP提高2%~5%。

建立在统计热力学和分子力学理论基础上的分子模拟方法逐渐运用于计算制冷剂的热力学性质。文中首先在NVT系综条件下，采用吉布斯蒙特卡罗模拟方法（GEMC），模拟了1132的气液相平衡的密度、饱和蒸汽压及蒸发焓；其次在NPT系综条件下，采用蒙特卡罗模拟方法（MC），模拟了R32在4MPa条件下的过冷液态密度。模拟结果同美国国家标准研究所（NIST）的Refprop8．0相比，有很好的一致性。结果表明，运用该方法预测单一制冷剂的热力学性质是可行的。

R32具有良好的热物性、环境性能和循环性能,具有极大替代R410A工质的潜力。采用R32对R410A空调系统进行灌注式替代试验,研究结果表明,系统灌注R32后,制冷剂充注量减少了30.4%,制冷量提高了8.5%,性能系数提高了7.1%。

依据GB/T7725-2004规定的试验工况，分别对应用R32和R290的空调系统进行性能测试。在理论分析的基础上，依据试验数据，对比分析两种替代制冷剂的优缺点及其系统的改进方法。结果表明：R32单位容积制冷量高出R290约87％左右，相同制冷量下R290系统应使用更大排量的压缩机。R32具有较高的排气温度，并且R32系统相比R290系统，压比高出约7％，系统整体的能效比低约3．7％。R290系统换热器的压降要小于R32，有助于提高系统性能。但其可燃性远远大于R32，在安全设计方面有着更高的花费，系统初期改造投入比较高。

分析了R32替代R410 A的优势，针对R32系统排气温度过高的限制，提出采用经济器的方法降低排气温度，从理论方面分析了R32替代R410 A后单级压缩制冷系统运行参数的变化。在理论研究基础上，采用某企业生产以R410 A为制冷剂带有经济器的风冷热泵机组作为原型机，分别使用R410 A和R32作为制冷剂，进行试验研究。试验参照GB/T 18430．2-2008名义工况，对比同一系统采用2种不同制冷剂后，系统充注量、换热量、功率、COP、排气温度等参数的变化。结果表明：R32系统充注量仅为R410A的70％，接近摩尔质量分数。在制冷及制热名义工况下R32能力及能效比均不低于R410A，R32系统排气温度及压缩比明显降低，但采用经济器中间补气后系统性能系数提高幅度不大。

以一台变转速热泵空调器为研究对象,测试其在冬季用R32做制冷剂时机组的能效及换热器的传热性能,以研究制热工况下空调系统中用R32作为替代制冷剂的可行性。试验测量参数包括蒸发器（室外机）和冷凝器（室内机）的传热系数、换热量、总压力降以及整机制热工况下的COP。通过结构匹配的室内、外侧两换热器在系统运行中同步测量,结果表明：冬季名义制热工况下,R32空调系统的制热能力比用R410A高出约3.0%,蒸发器、冷凝器的传热系数也有所提高,其中蒸发器的传热性能提高约6.0%,冷凝器传热性能提高约6.7%,而压降对比则变化不大。