制冷-熱泵系統(tǒng)用R744-R32制冷劑的理論分析與實驗研究.pdf

1、臭氧層破壞和溫室效應(yīng)已經(jīng)成為了全球性的環(huán)境問題，并且仍然在不停的加劇，人工合成制冷劑的大量使用和排放是造成這一現(xiàn)狀的根本原因之一，尋求可替代的環(huán)保制冷劑迫在眉睫。從當(dāng)前的形勢來看，自然工質(zhì)的廣泛使用是完成傳統(tǒng)制冷劑替代的關(guān)鍵。在自然工質(zhì)中，二氧化碳因其環(huán)保、安全、無毒、價格低廉以及極佳的熱力性質(zhì)而被重新提到了一定的高度，成為了人們關(guān)注的重點；但運行壓力較高，系統(tǒng)效率偏低等缺點也限制了其快速的推廣使用，如何降低系統(tǒng)的運行壓力，提高系統(tǒng)效率

2、是當(dāng)前二氧化碳制冷劑的研究重點。
　　本課題主要以R744與R32組成的混合制冷劑為研究對象，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，以期提高二氧化碳水-水熱泵系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)高壓壓力，減小人工制冷劑的充灌量。采用理論分析和實驗研究相結(jié)合的方法，以二氧化碳水-水熱泵系統(tǒng)實驗臺為基礎(chǔ)，研究R744/R32混合制冷劑在二氧化碳水-水熱泵系統(tǒng)實驗中的應(yīng)用性能。
　　通過建立熱泵系統(tǒng)理論循環(huán)的模型，設(shè)定計算的工況，并對不同R744/R32混合質(zhì)量比下的

3、系統(tǒng)運行過程進行模擬，得出不同的混合質(zhì)量比對于系統(tǒng)運行參數(shù)的影響，與加內(nèi)部換熱器的二氧化碳水-水熱泵系統(tǒng)進行比較，得出內(nèi)部換熱器對于熱泵系統(tǒng)的影響。
　　由最佳充注量實驗可知，在二氧化碳水-水熱泵系統(tǒng)中加入內(nèi)部換熱器后，最佳充注量減小了約11.11％，系統(tǒng)的最優(yōu)COPc、COPh和高壓壓力分別提高了8.40%、0.90%和2.05%。
　　在最優(yōu)R744/R32混合質(zhì)量比實驗中，設(shè)定R744/R32混合質(zhì)量比分別為50%、6

4、0%、70%、80%、90%、95%和100%。實驗測試三種工況，即氣體冷卻器的進出水溫度分別為20℃/45℃、20℃/55℃和40℃/45℃，則實驗所得混合制冷劑中二氧化碳的最佳質(zhì)量分數(shù)為0.6。
　?。?）當(dāng)混合制冷劑中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)為0.6時，在各測試工況下，系統(tǒng)的COPc、COPh和η，與純質(zhì)二氧化碳相比，提高了約10%~35%。
　　（2）當(dāng)混合制冷劑中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)為0.6時，在系統(tǒng)中加入內(nèi)部換熱器，在各

5、測試工況下，系統(tǒng)的COPc、COPh和η，與純質(zhì)二氧化碳相比，提高了約10%~30%。
　?。?）當(dāng)混合制冷劑中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)為0.6時，無論在系統(tǒng)中加入內(nèi)部換熱器與否，都可以得出：當(dāng)氣體冷卻器進出口水溫度為20℃/45℃，其能夠很好的保持CO2制冷劑良好的“熱追隨”特性，與氣體冷卻器進出口水溫度為20℃/55℃和40℃/45℃兩種測試工況相比較，其性能系數(shù)提升均在10%以上。故在三種測試工況中，當(dāng)氣體冷卻器進出水溫度為20℃