R22的混合制冷剂替代研究

摘要

R22在制冷行业的广泛应用和禁用日期的不断提前使得其替代工作日益成为工质研究的重点。从现有的条件来考虑，纯质替代存在一定局限性，因此选择混合物作为替代路线。　　本文从保护大气环境的观点出发，依据替代制冷剂的选择标准，按照优势互补的原则，对多种HFC和HC类物质组成的混合物进行了研究。首先利用理论循环建立计算模型，分析各组元对混合物总体热工性能、安全性能以及环境性能的影响，并依据一定的优先原则对其进行筛选和配比优化，确定了采用R32/R134a/R227ea(20/60/20wt)作为R22的直接充灌替代物。理论计算显示其热工性质与R22相近，COP与R22相当，略有下降，qv’值略高于R22，而且相比R410最大的优势是其冷凝压力比较低，甚至低于R22。最重要的是其环境性能良好，ODP为零，GWP为1470(按照质量配比计算)，低于R22及其主要替代物R407C和R410A。　　新工质在按照国家标准GB5773-86建立的电量热器制冷剂循环测试系统上进行了性能测试，并与R22的实验结果进行了对比。分析表明，在整个测量温区内基本可以与R22匹配，其中COP高于R22，容积制冷量接近或略低于R22。而且新工质的最大优势是冷凝压力较低，排气温度也较低。可以在不对原系统作较大改动的情况下实现直接充灌。不利的一点就是温度滑移较大，因此在实际操作中必须小心细致，尽量避免成分泄漏或者补充充灌对系统的影响。如果能将原R22装置中的换热器改为逆流形式，从而充分用温度滑移，整个系统的效率将会进一步提高。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1制冷剂的发展与环境保护

1.1.1理想制冷剂

1.1.2环境问题和国内外法规限制

1.1.3替代工质的评估

1.2 R22替代制冷剂研究现状

1.2.1纯质替代

1.2.2混合物替代

1.3目前研究动态和焦点

1.4研究意义

1.5本文的主要研究内容

第二章替代工质的筛选

2.1待选工质及其性质

2.1.1筛选原则

2.1.2待筛选物的基本性质

2.2理论计算

2.2.1计算简化条件

2.2.2计算工况

2.2.3纯质计算结果

2.2.4初步拟定的混合物

2.3混合工质计算

2.3.1蒸发和冷凝温度的定义

2.3.2过热度和过冷度的定义

2.4结果及分析

2.5本章小节

第三章新工质的理论性能分析

3.1混合工质的基本特点

3.1.1温度匹配

3.1.2成分变化

3.2配比优化的原则

3.2.1优选的目标

3.2.2配比原则

3.3配比优化和确定

3.3.1环境性能

3.3.2安全性能

3.3.3制冷能力和效率

3.4理论性能分析

3.4.2压比和冷凝压力变化

3.4.3排气温度

3.4.4温度滑移

3.4.5其它性质

3.5本章小节

第四章循环性能试验研究

4.1实验原理

4.2实验装置

4.2.1制冷系统

4.2.2测试及控制系统

4.2.3实验装置的说明

4.3实验内容及过程

4.3.1实验内容

4.3.2实验过程

4.3.3漏热量的标定

4.4实验结果及分析

4.4.1给定工况

4.4.2变工况

4.5本章小节

第五章可燃性研究及泄漏分析

5.1阻燃理论基础

5.2可燃区估算

5.3实验研究

5.3.1实验装置

5.3.2实验内容及过程

5.3.3实验结果及分析

5.4泄漏分析

5.5本章小节

第六章结论及展望

6.1主要结论

6.2研究展望

参考文献

致谢