新型中高溫熱泵工質及其熱力性能的研究.pdf

1、熱力性能和環(huán)保性能俱優(yōu)的工質的缺乏是影響中高溫熱泵應用及發(fā)展的重要因素之一。本文以尋找綜合性能優(yōu)良的新型中高溫熱泵工質為研究目標，進行了新工質的理論篩選、綜合性能評價以及實驗研究。
　　 首先，以綜合性能優(yōu)良為出發(fā)點，根據(jù)流體的狀態(tài)方程和混合法則，對多種ODP為零、GWP較低的新工質和混合工質在不同溫度范圍內進行理論循環(huán)性能分析，得到三種環(huán)保性能優(yōu)良的混合工質Z1-Z3，以及六種綜合性能較為優(yōu)良、冷凝溫度在60-90℃范圍內的混

2、合工質M1-M6。通過對新工質開展詳細的熱力學性能研究，發(fā)現(xiàn)Z1-Z3可用作R134A的替代工質。
　　 其次，由于目前對篩選提出的新工質一般進行單一性能或幾個性能指標的比較和評價，這樣就難以全面、準確反映工質理論與實際循環(huán)性能的優(yōu)劣。為了更加合理地對各類工質進行比較，本文選取九項常見的重要性能指標作為變量，利用主成分分析法對兩組工質的循環(huán)性能進行綜合評價。
　　 最后，利用所搭建的水—水中高溫熱泵實驗臺對R134A、R

3、417A以及新工質M5的循環(huán)性能進行了實驗研究。實驗結果表明，在同樣的工況下三種工質中M5具有更高的制熱效率。實驗臺采用M5在冷水箱溫度為30℃和40℃、正常實驗流量下將100L、30℃的低溫水加熱到80℃，所用時間分別為70分鐘和65分鐘，且平均制熱效率分別達到了2.9和3.0，新工質M5可作為中高溫熱泵熱水裝置的循環(huán)工質使用。
　　 理論分析、綜合性能評價以及實驗結果表明，新工質Z1-Z3的熱力性能與R134A非常接近，且環(huán)