多种制冷剂热泵循环性能的对比分析.pdf

本文以热力学性能为评价指标，对 R22、R134a、R410a、R717 和 R744 等十六种常用制冷剂进行对比，分析其在单级、双级和复叠式 热泵循环下的性能。综合分析各工质的环保、安全性、制热效率、自 然度等因素，得出 CO2 单级热泵循环系统为最优的热泵循环系统 , 并 从热力学角度，分析了 CO2 热泵系统循环性能的影响因素。 多种制冷剂热泵循环性能的对比分析 上海理工大学 / 吕静 张旭 赵琦昊 北京凯昆广胜新能源电器有限公司 / 张继凯 赵德鹏 随着我国社会的高速发展和人民生活水平的 泵热水器在 -20℃的环境下运行 COP 能保持在 1.5 提高，经济发展与环境保护的矛盾也日益突出。为 左右，相对于电热水器有较明显的优势。广东长菱 减少采暖燃煤使用量、改善空气环境、提高能源使 空调气冷机公司陈俊骥设计搭建一套采用中间喷射 用效率，我国北方开始推广“煤改电”、“煤改气” 的涡旋热泵热水器并进行了实验，实验表明：该系 等一系列政策。北京怀柔区实施“煤改电”政策后， 统能在 -20℃～ 43℃的环境温度下正常运行，制取 在电价方面将取消阶梯电价，并且在采暖期最低可 热水的水温达到 65℃；在 -15℃的环境温度以下， 享受 0.1 元 / 度的优惠电价；在采暖设备方面，对 该设备 COP 依然能保持在 2.0 以上。国外对低温空 空气源热泵按照实际供热面积每平米 200 元补贴。 气源热泵热水器的研究主要集中在日本、美国和一 基于节能环保的环境要求和供热采暖的生活需求， 些西欧国家。美国学者Wang X等在2009年以R410A 采暖用空气源热泵代替传统锅炉已成为一种发展较 为工质建立一个 11kW 的实验台，比较了经济器和 快的趋势。 闪发器对制冷制热的影响，得出结论：外界环境为 46.1℃时，闪发蒸汽喷射相对于单级系统制冷量和 1 研究现状 制冷系数分别提高 14% 和 4%；外界环境为 -17.8℃ 1.1 热泵发展近况 时，制热量和制热系数分别提高 30% 和 20%。 近年来国内外众多高校、研究机构和企业都 1.2 热泵循环研究进展 一直致力于解决热泵在全年长期运行中的问题， 基于热泵技术的发展要求，许多国内外学者 尤其是在低温工况下运行的问题。早在 2003 年， 对不同的热泵循环进行了理论对比分析，也根据不 清华同方就宣称将某热泵产品进行技术革新， 同的循环理论进行实验研究。热泵循环的主要形式 使得该产品的工作环境从（-8 ～ 7）℃扩大到 分为：单级压缩制热循环、双级压缩制热循环、复 （-15 ～ 45）℃。2006 年，南京工业大学的学者 叠式制热循环三种。其中双级压缩制热循环中包括 王伟设计并搭建了一台可单双级切换的压缩空气源 液体喷射技术、闪发蒸汽喷射技术等一些新型技 热泵热水器，制冷剂选用 R134a，得到双级压缩热 术的应用。2015 年，日本学者 Chieko Kondou 等 44 2018年11月 研究了工质分别为 R717、R36