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图2 甲乙烷两种衍生物的标准沸点分布 另外,天然制冷剂碳氢化合物由于其ODP值为零,GWP值几乎为零而受到重视。尤其是丙烷,其热力学性质与R22比较接近,是主要的考虑对象。 表1 各种纯质的主要特性 工质 | 沸点 | 分子量 | 可燃性 | TC | GWP | ODP | π比 | COP比 | QV比 | R22 | -40.8 | 86.48 | 无 | 96.2 | 0.34 | 0.05 | 1 | 1 | 1 | R125 | -48.5 | 120.0 | 无 | 66.3 | 0.54 | 0.0 | 0.94 | 0.83 | 1.012 | R134a | -26.3 | 102.0 | 无 | 101.7 | 0.26 | 0.0 | 1.2
5 W8 h3 Z" S6 h8 | 1.004 | 0.562 | R152a | -24.2 | 66.05 | 微燃 | 113.3 | 0.03 | 0.0 | 1.26 | 1.06 | 0.554 | R32 | -51.7 | 52.02 | 微燃 | 78.4 | 0.11 | 0.0 | 1.01 | 0.971 | 1.703 | R143a | -47.75 | 84.0 | 微燃 | 73.1 | 0.74 | 0.0 | 0.95 | 0.96 | 1.13 | R290 | -42.7 | 44.1 | 可燃 | 96.7 | 0.01 | 0.0 | 0.93 | 0.98 | 0.86 |
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2 R22替代物性能分析 用CSD方程对各种R22替代物进行性能分析。二元混合工质R32/152a具有最低的GWP值,但可燃性限制了它的使用。如在其中加入不可燃的R125,有可能在合适条件下形成R22的理想替代物。图3、4示出目前国际上推荐的物系R32/125/134a及新物系R32/125/152a在三角浓度图内工质的不燃充灌浓度、近容积制冷量及近能效比的三个区域。R22替代混合物均应在此不燃充灌区、近容积制冷量区及较高能效比区的重叠区内选择。图5、6所示为R32/134a、R32/125的相对性能参数。其中EERr、Qr、Pkr、Pr、T2r、分别表示与R22相比,相对能效比、相对容积制冷量、冷凝压力、压比。可见仅前者具有与R22性能相当的浓度点。
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图7所示为二元混合物R32/152a的性能,在R32比例为44—46%时,不仅各参数在1附近相交,而且性能系数比R22约高5%,只是该工质具有一定的可燃性,在蒸发和冷凝过程中有6—8℃的相变温差。. G+ s" \8 Q/ a) H. ]' L
图3 R32/125/134a的综合性能Pkr---,EERr---Qvr——
4 a6 v, J8 c/ P$ ^% S 图4 R32/125/152a的综合性能Pkr---,EERr---Qvr——% v, i ?' q" N$ ^
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在丙烷中加入R125,一方面减少系统可燃物充灌量并对可燃组元起阻燃作用,另一方面增加系统的单位容积制冷量,由于该混合物相变温差较小,同时由于R290具有优良的润滑油相溶性能,有可能使系统在不更换润滑油的情况下成为R22的充灌型替代工质。计算表明,该工质在50%左右的配比下,除了能效比低约5%以外,循环性能与R22较接近,见图8。 图9—14为以上各物系的相变温差与浓度的关系,可见只有R32/125在40%至60%浓度之间具有共沸点。R125/290为相变温差低于2℃的近共沸物。 |