近些年来,随着臭氧层空洞和全球变暖等环境问题的日益凸显,节能环保产品的提出和使用得到了人们越来越多的关注。在房间空调器行业,R290凭借优良的环境友好性和热力学特性,已经成为一种愈发重要的制冷剂。本文在中国房间空调器行业制冷剂替代的背景下,通过理论分析和实验研究,提出了一种安全性高、系统性能好的R290房间空调器。本文首先对比了R290、R22、R410A的各项热物理性质,同时比较了这三种制冷剂在标准制冷工况下的理论循环性能,论证了R290作为替代制冷剂的优势与可行性。其次,针对需要选择和设计的R290空调器系统各个组件,本文也通过工程上常用的流动换热关联式与性能评价指标对R290替代R22和R410A时可能需要的优化进行了分析。表明R290房间空调器采用小管径换热器或许有利于提升系统性能和安全性。本文的重点放在了R290空调器的设计和调试实验上,通过六轮调试,对空调器各个组件进行了充分的匹配和优化,确定了最佳的R290空调器设计方案。在最佳方案里,空调器的COP达到了3.61,制冷量为2741W,而制冷剂的充注量仅仅为250g,以该型号空调常用的房间面积计算,比国家标准规定的可燃制冷剂最大允许充注量低了17.36%。同时在实验过程中也发现R290系统蒸发器并不适合采用5mm的小管径换热铜管,相反,冷凝器采用5mm铜管并优化分流方式后,系统性能将会提升。最后,通过对实验数据的总结分析,就实验过程中制冷剂充注量、毛细管规格和空调器室内空气流量对系统COP的影响进行了讨论,发现对于确定的R290空调器,毛细管规格和制冷剂充注量存在着最佳组合,使得系统COP最大,而室内空气流量的选择则需要综合考虑舒适性和性能的要求。本文研究的结果可能有利于R290作为一种环境友好型产品的进一步推广和应用。