HCFC-22替代制冷剂研究进展及其相关问题讨论

简要介绍制冷剂的发展历史,详细介绍相关行业中制冷剂的应用现状及我国目前在替代HCFC-22方面的工作,重点介绍若干最新备受关注的制冷剂如HFO-1234yf及其混合物、HFC-161及其混合物、HFC-32和R290等。由于这些制冷剂普遍存在的可燃性问题,本文也将介绍一些描述可燃性的参数以及相关的国际标准,并提出一些选择可燃制冷剂的注意点。     

在家用／商用空调中用R32替代R22的探索

在R22的替代工作进入实质性阶段,但国内外成熟替代品又尚不明朗之际,本文在分析国内外R22替代物的现状、存在的问题以及国际上对环保工质要求的新趋向的前提下,探索提出在家用／商用空凋中使用R32替代R22的设想,并从其热物理性质、环保特性、安全性、热工性能、市场可获得性等几个方面,与现有的R22替代物R410A,R290和R1234yf等进行比较,认为R32是一种兼顾减排、安全、节能和市场诸方面要求的、很有前景的R22替代制冷剂。     

HCFCs制冷剂替代物的发展及环境保护

首先介绍了制冷剂面临的问题,指出目前制冷空调领域使用量最多的HCFCs制冷剂正处于淘汰阶段,然后介绍了HCFCs制冷剂替代物的发展现状,其中着重介绍了R1234yf、R32等新型制冷剂.最后对环境保护提出几点建议.     

制冷剂R1234yf替代R22的理论分析和试验研究

从热工性能、环保特性、安全性以及试验研究等角度,讨论制冷剂R1234yf替代R22的优势。试验结果表明,R1234yf在高温工况(额定制冷T3)下的能效比较R22高2%,其排气温度比R22平均降低9.8℃,R1234yf的可燃性在可燃制冷剂中是较弱的。因此,R1234yf在高温工况区替代R22具有较大的潜力。     

新PFASs限制法案提案下汽车空调替代制冷剂的对比与展望

随着基加利修正案在中国的通过实施,在我国汽车空调领域逐渐减少或淘汰R134a制冷剂已变成不可回避的事实,而目前国际上最主要的汽车空调替代制冷剂为R1234yf、CO2和R290,目前我国在3种替代制冷剂的选用方面还没有明确方向。德国等5国也在近日提出了对PFASs的限制法案建议,R1234yf也被纳入了受限名单,使用前景不容乐观。在此背景下,从环保性、安全性、经济性以及系统性能等方面对R1234yf、CO2和R290进行对比,总结了相关的研究成果和结论,并对最新的PFAS物质限制法案提案中涉及汽车空调的内容进行整理和分析,为我国汽车空调领域替代制冷剂的研究提供方向,并以此为基础对未来汽车空调替代制冷剂的选择进行展望。     

新型制冷剂R1234yf的性能分析

本文先介绍目前对制冷剂选择的要求,然后从热物理性质、材料兼容性、溶油性、热工性能等几个方面,比较新型制冷剂R1234yf与R32、R22及R717的优劣,讨论新型制冷剂在减排、安全、节能要求下发展前景。     

制冷剂国际安全标准

随着环保意识的提高和科学技术的进步,研究人员对使用微燃甚至强燃制冷剂的兴趣日益增加,但是与制冷空调有关的大多数安全标准都禁止使用任何有燃烧性的制冷剂。为了解决这个问题,使具有可燃性的制冷剂,特别是安全问题已经基本得到解决且产品开发已经有了很大进展的微燃制冷剂能够得到安全的应用和普及,修订与制冷空调相关的安全标准和法规迫在眉睫。本文将简单介绍微燃制冷剂的诞生过程,以及相应安全标准ISO 5419的修订内容和现状。     

R32和R32/R1234yf混合工质黏度实验测量及模型

本文针对含HFOs类混合制冷剂黏度开展实验和模型研究。采用振动弦法黏度计对R32纯质和R32/R1234yf混合制冷剂黏度进行了实验测量,测量的温度范围分别为263~350 K、263~360 K,压力最高均为30 MPa,实验系统黏度测量的不确定度为2%。本文共获得了177组实验数据,利用得到的实验数据,基于硬球模型分别拟合了R32纯质和R32/R1234yf混合制冷剂黏度方程。R32纯质黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.28%,最大绝对偏差为0.92%;R32/R1234yf混合工质黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.69%,最大绝对偏差为2.09%。由此可见,实验数据和黏度模型吻合较好,为R32和R32/R1234yf混合制冷剂的应用研究提供了重要参考依据。     

制冷工质燃烧(分解)及生成有毒气体的探讨

2010年6月以来,德国联邦材料研究与测试所(BAM)声称R1234yf暴露于点火源后会生成有毒HF气体,危害人身健康.2010年末国内也有对R32表达同样疑虑的反映.为此,从化学反应动力学原理、从生成有毒气体的种类及其允许暴露极限、并参考SAE研究成果等几方面,对BAM报告进行了探讨和分析,得出了一些看法,其中特别是从它们试验结果发现,在相同背景下凡是R1234yf导致生成HF浓度超标的,R134a也超标,这就说明了这个问题不足以构成它们应用的障碍;并有理由认为:即使在极端恶劣条件下,R32的HF和可燃风险概率也将分别小于或等于R1234yf(R134a)的10-122和10-14量级,处于极低的风险水平.     

HFC-161混合物替代R502的理论研究

提出一种新型制冷剂HFC-161/125/143a(质量百分比10/45/45)用于替代制冷剂R502.新制冷剂环境性能良好,ODP值为0,GWP值为3466,GWP值小于R502及其常用替代制冷剂R404A和R507.采用Refprop软件计算了HFC-161混合物的基本热物理性质,以及低温工况和变工况下的理论循环性能,并与制冷剂R502、R404A、R507的相关数据进行对比.结果表明:新制冷剂的运行压力、压比、COP值、单位容积制冷量与R502相当,温度滑移小于R502常用替代物R404A,是一种性能优良的制冷剂R502的替代物.     

合成类HCFCs替代制冷剂的研究进展

制冷空调领域内使用量最大的HCFCs制冷剂目前正处于加速淘汰的阶段,替代品、替代技术路线的选择至关重要.本文介绍R32,R1234yf(R1234ze),ZCI系列和DYR系列等新型合成类替代制冷剂的最新研究进展,从基本热物性、传热特性、理论循环、机组性能等多个角度与最主要的HCFCs制冷剂R22进行对比,并分析部分替代品的应用前景,为我国制冷空凋行业制冷剂替代工作提供参考.     

家用/商用空调用R32替代R22的再分析

在R22替代工作进入实质性阶段、但国内外成熟替代物又尚不明朗之际,作者针对国内外R22替代物现状以及国际上对环保工质新的要求,曾于2009.10探索提出在家用/商用空调中使用R32替代R22的设想[1],这里进一步对为何关注R32、如何评价它的减排效果、机组最大充注量的限度如何、有否节能效益、能否为我国空调行业与氟化工行业的转轨形成"互利共赢"局面以及需要解决哪些关键技术等问题作了比较详细具体的再分析,并与现有或有望成为R22替代物R410A、R290、R161等进行了综合比较,认为R32是一种和谐兼顾减排、节能、安全、市场和替代物转轨等诸方面要求的、很有前景的替代R22的长期制冷剂。     

混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究

搭建了混合工质Linde-Hampson制冷系统,将4种工质R245fa/R600a/R508b/R14按照不同比例混合后进行实验研究。通过优化制冷剂组分得到不同配比下的最低运行温度,分析了最优配比下环境温度对系统运行性能的影响。结果表明:将4种工质按照不同配比进行混合,系统的最低运行温度范围在-45℃~-85℃之间。在环境温度35℃时,混合工质按比例R245fa:R600a:R508b:R14=0.45:0.3:0.18:0.07充注时,系统运行温度可达到-85℃,在此条件下,将环境温度从35℃降低到5℃,系统运行温度则从-85.5℃降低到-89.3℃。     

Performance of a finned-tube evaporator optimized for different refrigerants and its effect on system efficiency

This paper presents a comparable evaluation of R600a (isobutane), R290 (propane), R134a, R22, R410A, and R32 in an optimized finned-tube evaporator, and analyzes the impact of evaporator effects on the system coefficient of performance (COP). The study relied on a detailed evaporator model derived from NIST's EVAP-COND simulation package and used the ISHED1 scheme employing a non-Darwinian learnable evolution model for circuitry optimization. In the process, 4500 circuitry designs were generated and evaluated for each refrigerant. The obtained evaporator optimization results were incorporated in a conventional analysis of the vapor compression cycle. For a theoretical cycle analysis without accounting for evaporator effects, the COP spread for the studied refrigerants was as high as 11.7%. For cycle simulations including evaporator effects, the COP of R290 was better than that of R22 by up to 3.5%, while the remaining refrigerants performed approximately within a 2% COP band of the R22 baseline for the two condensing temperatures considered.