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新型环保制冷剂R1234ze /R600a PVTx 性质

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发表于 2017-7-25 16:25:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘要: 在Burnett 原理基础上搭建了高精度PVT 实验台,对新型环保混合制冷剂R1234ze /R600a 进行了热物性测试。在温度范围为280. 15~330. 15 K 时,测量了质量分数为80%/20%和75%/25%的R1234ze /R600a 混合制冷剂的PVT 性质,同时拟合出了相应温度与压力下该混合工质的密度与气体维里方程,为进一步研究该混合制冷剂作为新型替代制冷剂的性能提供了热物性参数。


关键词: 新型混合制冷剂;

0 引言
      当今制冷空调行业飞速发展,但由此带来的环境问题也越来越引起人们的关注。制冷空调设备中使用的氟利昂制冷剂加剧了臭氧层的破坏和全球变暖[1]。为了控制氟利昂制冷剂对全球气候变暖和臭氧层的破坏,2014 年欧盟对F - gas 法规进行了修订[2],从2020 年起,禁止GWP 大于2500 的HFCs 用于商用制冷机组中,这必然会加快高GWP 制冷剂的替代,因此,寻找新型环保替代制冷剂迫在眉睫。R1234ze 是霍尼韦尔和杜邦公司联合开发的HFO 类制冷剂,其ODP 为零,GWP < 1,大气寿命非常短暂( 0. 029 年) ,ANSI /ASHRAE34 的安全分类均为A2L,属弱可燃制冷剂[3 - 4]。R600a 为HCs 类物质,其ODP 为零,GWP 为3,无毒,单位制冷量大,价格便宜,但易燃易爆,ASHRAE 将其划为A3 类制冷剂[5 - 6]。
  
     R1234ze 的排气温度低且具有阻燃性,但单位制冷量较小,换热系数较低; R600a 的单位制冷量大,换热系数较大,廉价环保,但易燃易爆。根据优势互补的原则,可以将二者按一定的质量配比组成混合制冷剂,这样的混合制冷剂同时兼具GWP 低、制冷量大、可燃性小、排气温度低等优点,具有应用于大型制冷机组中的潜力。目前,许多学者对混合制冷剂R1234ze /R600a 的热力学性质进行了研究。董学强等人对R1234ze /R600a 在258. 15~288. 15 K 进行了气液相平衡实验,实验结果表明: 当R1234ze 的质量.


      分数在70%~90%时表现出近共沸特性,这对进一步研究R1234ze /R600a 作为新型混合制冷剂提供了有力的依据[7]; 邱金友等人对低GWP 值的混合制冷剂R1234ze /R600a 用于家用冰箱中替代R600a 进行了理论分析,分析结果表明: R1234ze /R600a 的容积质量与R600a 相似,而且R1234ze /R600a 的可燃性比R600a 低很多,可以充注在大型制冷机组中[8]。

      现在制冷剂正处于转型时期,单一制冷剂有很多缺陷,不是制冷量小、排气温度高,就是易燃易爆,难以满足环保高效的要求,因此,混合制冷剂将是大势所趋。而若想得到理想的混合制冷剂,则需测出它的热物性。本实验通过Burnett 法原理将测得的PVT 实验数据拟合得到相应的压缩因子和密度,为继续研究R1234ze /R600a 作为实用性制冷剂提供详实的实验数据。在此之前,祁影霞等人对近共沸制冷剂R290/R134a和混合制冷剂R1234yf /R134a 等进行了PVT 性质实验研究[9 -10]。但由于R134a 的GWP 值较高,不符合环保的要求,因此,本文在他们的基础上提出了对新型环保混合制冷剂R1234ze /R600a 进行热物性测试。

1 实验部分
1. 1 PVT 测试装置
本实验装置是以高精度的Burnett( 等温膨胀) 法为基础搭建的,Burnett 法是由美国人Burnett[11]最先提出的,随后许多研究人员对其深入研究、改进并成熟[12]。本实验装置主要包括PVT 测量装置、温度测量系统、压力测量系统、恒温系统、真空系统以及PVTAnalysis 软件。实验装置图如图1 所示。

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