为了降低制冷工质对臭氧层和地球温室效应的影响,制冷工质的替代研发工作显得尤为重要。选择环保型（即臭氧耗减潜能值为零,全球变暖潜能值小）制冷工质并非困难,而新开发的制冷工质产品的制冷循环性能是否优于现有产品却是制冷工质研发工作中需要解决的一个技术难点。对制冷剂循环性能评价必须依靠符合相关行业标准,且性能稳定的实验装置。目前对制冷工质性能测试的实验装置的研究大多数停留在理论模拟研发或者临时搭建的小台架实验台,实验数据多数采用人工测量记录,存在测试数据质量不高、智能化、自动化水平低,实验复现性差等问题。针对以上制冷工质性能测试所面临的问题,本文旨在设计研发了一套用于巨化集团制冷工质研发测试的工质性能实验台。该实验台要求操作方便、测试数据精度高、实验重复性好、自动化程度高,满足实际工程和科研工作的需求。本文主要的工程设计和研究工作如下:第一,根据制冷工质所需的制冷循环热力学指标来确定本实验台应达到的技术指标和参数,完成了制冷工质性能测试实验台系统的总体设计,包括实验台原理图,主要设备选型,电气控制系统设计,主要性能指标计算,蒸发侧、冷凝侧储液槽温度控制策略,蒸发侧、冷凝侧进口流量控制策略,电子膨胀阀驱动控制策略等。第二,为了提高本制冷工质性能测试实验台的智能化和自动化水平,设计开发了上位机测控系统。根据实验台应达到的技术指标和参数要求,总结整理出本实验台测控软件必需具备的功能。首先进行软件详细功能需求分析,然后阐述仪表数据通信方案原理,接着进行本地数据库的选择、功能模块实现,例如新建实验模块、数据采集显示模块、系统判稳模块、FLASH控制界面模块、实验数据查询打印模块。第三,对制冷工质性能测试实验台进行硬件、软件调试,满足设计功能要求。通过实验分析得出制冷工质实验台的特点,为制冷剂检测提供理论数据参考。在调试过程中通过大量的现场实验和模拟故障实验,采集实验台6种故障状态实验数据和正常运行数据,为进行试验台故障诊断提供样本数据支持。第四,提出了GAPSO-Elman组合优化算法,在美国暖通协会故障数据ASHRAE RP-1043和制冷工质性能测试实验台实际故障数据测试情况下,GAPSO-Elman的故障诊断率高、虚警率低、误报率低和漏报率低,该诊断模型可用于工质性能实验台的故障诊断。