Las cámaras frigoríficas pequeñas y medianas juegan un papel importante en la vida cotidiana de la población, con un uso masivo, y la operación baja en carbono de las unidades de refrigeración utilizadas en estas cámaras es de gran importancia. Los sistemas de refrigeración en cascada pueden satisfacer las demandas de las cámaras frigoríficas en cuanto a bajas temperaturas y alta eficiencia energética, con buen desempeño del sistema en cascada R134a/CO₂. Con el endurecimiento de las políticas de uso de refrigerantes, la búsqueda de refrigerantes con un GWP más bajo es de gran importancia. Este artículo selecciona R515B, R513A, R449A, R448A y R450A como sustitutos del refrigerante tradicional R134a, y realiza una evaluación integral de rendimiento desde las dimensiones termodinámica, de presión, ambiental y económica. Los resultados muestran que, a una temperatura de evaporación de -50 ℃, el COP y el consumo de energía del compresor de R515B, R513A y R450A son comparables a los de R134a, con una disminución de la temperatura de descarga en el nivel alto del R515B de 9.97 ℃ y una mejora significativa en la estabilidad operativa. En comparación con R134a, a una temperatura de condensación de 50 ℃, la eficiencia de presión de R450A disminuye un 0.41% y las pérdidas de presión aumentan un 1.38%. Las emisiones directas de carbono de R450A se reducen en un 57.86% en comparación con R134a. El rendimiento termodinámico de R450A es cercano al de R134a, y basándose en cuatro dimensiones — eficiencia energética, presión, ambiental y económica — su tasa global de uso de energía es óptima.

Cámara frigorífica pequeña; refrigeración en cascada; sistema de refrigeración; sustitución de refrigerante