国际制冷协会（IIR）估计，全球有30亿台制冷、空调和热泵系统在运行，其中包括15亿台家用冰箱。包括空调在内的制冷行业消耗了全球近17%的总用电量。冰箱和冰柜等制冷系统中的往复式压缩机是这些家用电器的主要组成部分，而与冰箱相关的大部分电力消耗都归功于这些压缩机。因此，降低压缩机能源消耗和设计节能压缩机变得至关重要。

本文通过试验研究展示了R/Ra制冷剂混合物对家用制冷机中使用的变速全封闭压缩机性能影响。试验使用了小容量压缩机试验台，如图1所示。红线和蓝线分别代表排放侧和吸入侧。图1展示了测试台中电阻温度检测器（RTD）和压力传感器的位置。为了防止额外的局部压力或温度下降，在制冷系统的指定点，温度和压力传感器尽可能靠近放置。除RTD外，尼龙绝缘T型热电偶用来监测制冷系统主要部件的温度。科里奥利型质量流量计放置在集成到系统中的干燥装置之后，数据采集控制器接收压力和温度测量值。通过这个试验设备，本文详细研究了R/Ra混合物的四种不同混合比。制冷剂混合物中的R成分按质量重量计在40-70%之间变化。本文把混合物的性能测试结果与基准制冷剂Ra进行了比较，探讨了R混合量对COP、制冷剂质量流量和功耗率的影响。此外，通过稳态实验测试研究了压缩机转速、蒸发和冷凝温度对压缩机性能的影响。

图1试验台示意图

结果表明，R质量占比为60%和70%时，压缩比为8.9的条件下系统性能系数COP最高；最佳压缩机转速约为rpm上下。试验观察得出，在压缩机最佳转速范围内使用制冷剂混合物可以把系统性能系数COP提高约10-12%。在混合物中使用60%的R质量重量时，相对于Ra的COP增益高达18%，而在冷却能力低的情况下，COP增益下降高达5%。此外，把冷凝温度固定在54.4°C，实验人员还研究了蒸发温度在压缩机转速和rpm情况下对性能系数的影响（图2）。当在混合物中使用70%的R质量重量时，将蒸发温度提高6K可使COP提高约25%-30%。此外，60%的R质量重量表现出更好的体积和整体等熵效率。尽管这项研究展示了使用R/Ra混合物的潜力，但进一步提高冰箱能效还需要注意热交换器的设计。

图2蒸发温度对性能系数COP的影响：压缩机转速a）rpm，b）rpm

图文来源：InternationalJournalofRefrigeration,vol,pp–,.

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