混合工质在不同位置的泄漏所引起的系统中工质对组分比例发生变化会对制冷系统的性能产生很大影响。根据混合法则,从理论上研究R290/R600a工质对泄漏率在5%~40%范围内8种泄漏率条件下,系统工质对组分变化的规律。按照理论计算的要求建立制冷系统工质泄漏实验台,对实验台在4种泄漏率条件下的蒸发压力、冷凝压力、制冷量和COP进行研究。计算和实验结果表明,在蒸发器出口和冷凝器入口处的泄漏使低沸点组分R290在工质对中的比例增大,系统制冷量增加且COP下降;在蒸发器入口和冷凝器出口处的泄漏使高沸点组分R600a在工质对中的比例增大,系统制冷量下降且COP上升。

采用环保制冷剂R290取代R22应用于四级自动复叠制冷系统，理论模拟计算表明，R290与R22有较相似的热物理性质，并且相同温度条件下R290有更低的饱和压力；相同压力条件下具有更大的汽化潜热，与R23组成非共沸混合工质能够获得更低的蒸发温度。采用混合制冷剂R290／R23／R14／R50进行试验，获取了-142℃的理想低温，冷量达到105W。

制冷剂R290作为一种环保制冷剂,已在小型全封闭系统中逐渐推广应用。R290作为一种可行的制冷剂用在商用冷柜上具有良好的能效,但对于丙烷的易燃性必须采取切实可行的措施。本文根据长期的设计和应用经验,在分析了R290制冷剂应用特性的基础上,给出了R290的工作压力、充注量等应用特性,给出了与之匹配的材料选择、系统节流装置的选用,在冷柜系统及结构设计方面给出了控制制冷剂泄漏量、避免泄露的制冷剂聚集、避免出现点火源、避免点火源与可燃源共同存在等安全措施。

根据R290的物理性质和热力学特性，介绍如何利用实验研究结果优化R290制冷系统压缩机、蒸发器、冷凝器等零部件设计，并制造出安全性满足欧洲相关标准，能效比满足国家二级能源等级的空调样机.

详细分析和总结了国内外自然工质R290制冷空调系统的应用与研究现状。R290单位容积制冷量大、价格低廉、臭氧消耗潜值为0,全球变暖潜值很小,热力性能与常规制冷剂相比有明显的优势。R290制冷空调系统结构紧凑,制冷剂的充灌量少,金属材料的消耗少,设备的初投资少。随着R290应用技术研究的不断深入,环保制冷剂R290将拥有广阔的市场应用前景,在未来制冷空调系统中将显示出巨大的优越性。

通过分析国外对R290水平光滑管内和强化管内的流动凝结换热的研究，得出R290管内换热系数较常规工质高，而强化管内的凝结换热系数明显高于光滑管。另外还列举了一些典型的凝结换热关联式，并提出了进一步研究工作的建议。

出于安全的考虑，R290应用于家用空调，充注量会受到限制，由此对制热量产生了不利的影响。本文以直流变频热泵空调为测试样机充注11290制冷剂，通过调整换热器的翅片宽度和内螺纹铜管管径大小，研究制热量的变化。研究发现改变换热器的翅片宽度影响较小，但将蒸发器的内螺纹铜管的管径从7mm减小到5mm，制热量可提升约3％。

分析了R290应用于家用空调的优势及可行性，采用某企业生产的R22家用冷风型分体机，直接充注R290制冷剂，在焓差实验室内调整毛细管规格及制冷剂灌注量，使性能达到最佳状态，结果表明：R22系统直接灌注R290制冷剂，灌注量仅为原来的44．7％，但制冷量下降13．64％，能效比稍有提高。为进一步减小灌注量、提高制冷量，采用了平行流换热器作为冷凝器，重新调整灌注量及毛细管规格，结果显示R290灌注量大幅减少，制冷量及能效比显著提高， R290灌注量的减少有利于制冷系统的安全性。

分析了R290替代R22存在的优势，采用某企业生产的R22家用空调外机与套管换热器作为原型机，分别灌注R22和R290，灌注R290的同时更换大排量压缩机，调整节流装置最佳，优化灌注量，试验参照GB/T 18430．2-2008名义工况进行。结果表明：R290系统灌注量仅为R22的44．7％，制冷及制热名义工况下R290能力及能效比均不低于R22，但R290系统排气温度及压缩比明显低于R22。 R290可以替代R22用于风冷冷热水机组，相应的压缩机排量应增加19％左右。

作为一种兼顾环保、节能的制冷剂,R290与R22的标准沸点、凝固点、临界点等基本物理性质非常接近,具备替代R22的基本条件,拥有广阔的应用前景和市场价值。但由于其与空气混合能形成易燃易爆混合物,存在重大安全隐患,抑制了R290制冷产品的推广和应用。本文通过总结国内外学者对改善R290制冷系统所做的研究,分析了R290替代R22存在的弊端,对提高R290系统安全性的解决方案进行综述,并根据最新研究,分别从减少制冷剂灌注量、间接使用R290以及加入阻燃剂方面对今后的研究方向作出展望,以期推广R290在制冷产品中的使用。