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。

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。

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。

从理论方面分析了R32在制热尤其是低温制热方面的优势,同时指出低温制热下R32系统受到排气温度过高的限制。作者提出采用闪蒸器的方法降低排气温度,将R32和R410A分别应用在带闪蒸器的风冷冷热水机组中进行试验研究。试验结果表明,压缩机排量相当的情况下,R32机组名义工况下能力及性能系数均略有提高,且名义制热工况下提高幅度更高,R32在制热方面更有优势;环境温度越低,R32机组制热量提高幅度越大,R32在低温制热方面更有优势,而且R32的排气温度可以控制在可以接受的范围内。

对R32在φ5mm和φ7mm的水平光管内的流动沸腾时,润滑油对换热与压降特性的影响进行了试验研究,试验的质量流量范围为100~500 kg/(m~2·s),润滑油的含量在0~5%之间。结果表明,沸腾换热系数随着质量流量的增大而增大。在低干度区,换热系数随干度的增大而增大,当干度达到0.7~0.8时,换热系数达到最大。随着润滑油含量的增大,局部换热系数在减小。压降随着管径的减小和质量流量的增大而增大。润滑油含量的增大,导致压降的增大。在5mm管内,润滑油含量对换热系数和压降影响比较明显。

总结了R22、R410A以及R32的大量文献并分别比较了三者的循环性能，其中针对在我国广泛推广的R32制冷剂所面临的排气温度过高的问题做了综述，并由此搭建了以R32做制冷剂的变频滚动转子式水冷机组实验台，利用AHRI标准空调工况设计试验，旨在降低压缩机排气温度的同时，亦到达系统高性能系数。研究结果表明：（1）相比于R410A制冷剂，在我国成本更低、系统循环性能更优的R32将作为R22的长期替代制冷剂来进行更加广泛而深入的研究。（2）AHRI标准空调工况下，R32的COP变化速率最佳，排气温度最高，且R410A与R22分别只占R32排气温度的36.3%与55%，但可通过不增加成本的湿压缩方法大幅降低R32的排气温度。（3）本文所建立的R32转子式制冷系统实验台可通过控制压缩机吸气口干度的方式来解决压缩机排气温度过高的问题，同时通过大量试验数据能够得出最...

针对某医院示范改造项目应用 R32 空气源热泵系统的供暖运行性能开展试验研究,分析示范建筑的环境温度及室内温度变化情况,计算 R32 热泵系统的总制热量、总能耗和供暖季综合性能系数,并研究系统在低环境温度下的运行情况。结果表明,R 32 空气源热泵的供暖效果良好,整个供暖季的系统综合性能系数为 2.91,室内平均温度达 17.8 ℃,在环境温度为-12.5 ℃左右时,R 32 空气源热泵系统的供水温度约为 41 ℃,平均系统能效为 2.2。