熱泵系統(tǒng)用R744混合工質(zhì)特性的研究.pdf

1、HCFC22是目前國(guó)內(nèi)熱泵系統(tǒng)中最常用的工質(zhì)，但HCFC22對(duì)環(huán)境有危害(ODP=0.05，GWP=1810)。隨著環(huán)保要求的提高，開始采用替代工質(zhì)HFCl34a、HFC410A和HFC407C等。這些替代工質(zhì)的ODP為零，但GWP還比較高，國(guó)內(nèi)外在不斷探尋更環(huán)保的替代工質(zhì)。自然工質(zhì)R744(CO2)因此重新得到啟用，發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入實(shí)用階段，我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)商品化。當(dāng)前使用的。R744熱泵存在著一些問題，如放熱側(cè)壓力較高。本課題以R744為

2、基本組分，混入適量其他工質(zhì)，可望降低系統(tǒng)放熱側(cè)壓力，并改善熱泵循環(huán)性能。
　　 根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，目前對(duì)R744混合工質(zhì)的研究主要集中在(自)復(fù)疊式低溫制冷和空調(diào)系統(tǒng)，R744混合工質(zhì)用于熱泵系統(tǒng)的研究還處在起步階段，針對(duì)這類熱泵系統(tǒng)更加深入的理論與試驗(yàn)研究亟待開展。在課題組對(duì)R744單一工質(zhì)熱泵系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，圍繞R744混合工質(zhì)第二組分工質(zhì)的優(yōu)選與R744混合工質(zhì)在熱泵工況下的系統(tǒng)性能，本課題主要做了以下研究：
　　

3、(1)針對(duì)特定供熱溫度的熱泵系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境性能、安全性能、降低運(yùn)行壓力性能、溫度滑移性能等方面的優(yōu)劣，對(duì)適合與R744混合的第二組分工質(zhì)進(jìn)行篩選，得出備選組分工質(zhì)及適合采用的循環(huán)方式?；趥鳠嵴c(diǎn)溫差，建立混合工質(zhì)熱泵循環(huán)的計(jì)算模型，對(duì)不同R744混合工質(zhì)亞臨界、跨臨界循環(huán)的工作特性進(jìn)行計(jì)算和分析，綜合考慮制熱COPh、最優(yōu)壓力、容積制熱量、排氣溫度、易燃易爆性等因素，得出R744和R290為最優(yōu)的制冷工質(zhì)組合。
　　 (2)通

4、過對(duì)不同配比R744/R290自然混合工質(zhì)的環(huán)境性能、安全性能、溫度滑移性能、熱力學(xué)性能及熱泵循環(huán)性能的分析，得到合適的質(zhì)量配比范圍為80/20～100/0，并分析過熱度和回?zé)崞鞯男Ч允篃岜孟到y(tǒng)具有較高的COPh。
　　 (3)設(shè)計(jì)并建立跨臨界循環(huán)熱泵試驗(yàn)裝置，將R744和R290按不同質(zhì)量配比混合后進(jìn)行試驗(yàn)研究，探索循環(huán)性能隨組分工質(zhì)配比、制冷工質(zhì)充注量的變化規(guī)律，得出不同配比的最佳充注量。最終得到R744/R290混合工質(zhì)

5、的最優(yōu)質(zhì)量配比為95/5，在此最優(yōu)配比條件下，最優(yōu)放熱側(cè)壓力降低，系統(tǒng)COPh提高。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析選擇R744/R290自然混合工質(zhì)的可行性。所得到的試驗(yàn)結(jié)果，為R744/R290熱泵裝置進(jìn)一步優(yōu)化和完善提供有益的參考。
　　 (4)針對(duì)優(yōu)選配比95/5的R744/R290混合工質(zhì)，分別采用理論模擬和試驗(yàn)研究的方法對(duì)最優(yōu)壓力的影響因子進(jìn)行研究。首先建立基本循環(huán)熱力學(xué)模型，分析影響R744/R290混合工質(zhì)最優(yōu)放熱側(cè)壓力的