【摘要】：選取R1234ze(E)作為高沸點(diǎn)組分,對R41在-60℃溫區(qū)二元精餾型自復(fù)疊制冷循環(huán)中替代R23進(jìn)行循環(huán)性能對比分析。設(shè)計(jì)并搭建采用精餾型自復(fù)疊制冷循環(huán)的實(shí)驗(yàn)裝置,對R23/R1234ze(E)和R41/R1234ze(E)混合制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明:以R1234ze(E)作為高沸點(diǎn)組分時,用R41替代R23后系統(tǒng)COP略有下降,單位體積壓縮功減小1/3~1/2,單位容積制冷量稍有降低,但系統(tǒng)單位質(zhì)量制冷量明顯提高,可以大大減小充注量。更重要的是R41的GWP的顯著減少能起到很明顯的環(huán)境保護(hù)作用。
【圖文】：

圖１精餾型自復(fù)疊制冷循環(huán)流程Ｆｉｇ．１Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆａｕｔｏ－ｃａｓｃａｄｅｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｃｙｃｌｅｗｉｔｈｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇｃｏｌｕｍｎ１．１假設(shè)（１）混合工質(zhì)的成分給定。（２）高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩淳鶠闊o限大等溫?zé)嵩�，溫度分別為ＴＨ＝２５℃、ＴＬ＝－６０℃。（３）采用建立在半解析模型上給定循環(huán)運(yùn)行壓比的優(yōu)化方法［１８］，給定壓比ＰＲ＝ｐＨ／ｐＬ＝８。循環(huán)高壓側(cè)壓力損失忽略不計(jì)，蒸發(fā)器壓力損失５ｋＰａ，各回?zé)崞鲏毫p失均為２．５ｋＰａ。（４）冷凝器、蒸發(fā)器和各回?zé)崞鞯膴A點(diǎn)溫差給定且相等，為２℃，而且回?zé)崞鳠o漏熱損失。（５）壓縮過程為非等熵壓縮過程，壓縮機(jī)的總效率為０．６，壓縮機(jī)吸氣口溫度為２８０Ｋ。（６）節(jié)流過程無漏熱損失。（７）制冷機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，各狀態(tài)點(diǎn)成分不隨時間變化。１．２物性物性數(shù)據(jù)采用低溫下精度較高的改進(jìn)的Ｐ－Ｔ方程進(jìn)行計(jì)算［１９－２０］。以Ｒ４１為例，改進(jìn)的Ｐ－Ｔ方程計(jì)算得到的不同壓力下Ｒ４１潛熱值與ＲＥＦＰＲＯＰ［２１］計(jì)算所得相差均在５％以內(nèi)，計(jì)算精度可以得到較好的保證。在本工作計(jì)算中，混合工質(zhì)的狀態(tài)方程常數(shù)由維里型混合法則計(jì)算得到�；旌瞎べ|(zhì)由于沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合相互作用參數(shù)，計(jì)算中相互作用參數(shù)均取零。１．３優(yōu)化方法前期的研究結(jié)果表明［１８］，在成分給定時，循環(huán)ＣＯＰ在壓力位調(diào)整到使得初級回?zé)崞鞯睦涠藴夭詈湍┘壔責(zé)崞鞯臒岫藴夭钸_(dá)到設(shè)定的夾點(diǎn)溫差時達(dá)到最大，因此在循環(huán)計(jì)算時只要調(diào)整壓力位使得２個端點(diǎn)的４個溫度滿足條件即可，無須計(jì)算其他狀態(tài)點(diǎn)

分濃度都對應(yīng)一個最佳的壓力位和最優(yōu)ＣＯＰ，通過不斷調(diào)整組分即可得到ＣＯＰ的變化趨勢。同時，在優(yōu)化過程中還需關(guān)注排氣溫度和單位容積制冷量的變化。２循環(huán)優(yōu)化與分析２．１Ｒ２３／Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）的優(yōu)化Ｒ２３作為低沸點(diǎn)組分，Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）作為高沸點(diǎn)組分，通過模擬計(jì)算得到循環(huán)性能的變化趨勢。從圖２（ａ）中可以看到，隨著系統(tǒng)內(nèi)Ｒ２３濃度的上升，系統(tǒng)排氣溫度呈上升趨勢。圖２（ｂ）反映了系統(tǒng)ＣＯＰ隨Ｒ２３濃度的變化。在所研究的濃度圖２模擬中循環(huán)性能的變化趨勢Ｆｉｇ．２Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｃｙｃｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ范圍內(nèi)，，ＣＯＰ呈先上升后下降的趨勢，出現(xiàn)了一個峰值。這是因?yàn)�，隨著系統(tǒng)中低沸點(diǎn)成分濃度的·３０６·化工學(xué)報(bào)第６７卷
【作者單位】： 浙江大學(xué)制冷與低溫研究所浙江省制冷與低溫技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;浙江藍(lán)天環(huán)保高科技股份有限公司;
【基金】：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題(2016YFB0901404) 環(huán)保部生產(chǎn)行業(yè)消耗臭氧層物質(zhì)替代技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目(C/Ⅲ/S/13/515)~~
【分類號】：TB657

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本文編號：2537648