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新型替代制冷剂的理论及实验研究

宣永梅

  常用的中低温制冷剂HCFC-22、R502具有一定的ODP值和较高的GWP值,按蒙特利尔协定及相关修正案规定,发达国家HCFC-22的淘汰日期为2020年,R502的淘汰日期为1996年。其常见的替代制冷剂多为国外公司的定型产品,并且仍具有较高的GWP值。本文的研究目的是开发具有自主知识产权、且各方面性能良好的新型替代制冷剂。本文以环境因素作为替代制冷剂选择的首要标准,从甲烷及乙烷的卤素衍生物中筛选出环境性能良好的纯质HFC-161,结合替代制冷剂选择的其他标准,首次提出采用HFC-161的三元混合物作为新型替代制冷剂。本文具体分析了各组元成分对HFC-161混合物环境性能、热工性能、安全性能以及理论循环性能的影响,并最终确定采用新工质M1(HFC-161/125/32,51/34/15%)替代HCFC-22,M2(HFC-161/125/143a,10/45/45%)替代R502,M3(HFC-161/125/32,15/42.5/42.5%)替代R410A。本文对比分析了上述三种新工质与相应的被替代物之间的环境性能、热工性能,采用扩展的对比态方程计算了新工质在额定及变工况下的循环性能,探讨了新工质的可燃性,并建立模型计算了新工质泄漏后成分及相关性能的改变。本文实验研究了三种新工质的直接充灌替代性能。作者在空气-水热泵实验台上对比了新工质M1与HCFC-22、R407C的系统性能;根据GB5773-86自行设计并搭建了第二制冷剂电量热器实验台,在此装置上对比研究了新工质M2与R502主要替代物R404A的实际性能;在标准的焓差实验台上对比研究了新工质M3与R410A在新系统中实际使用效果。理论分析及实验结果表明三种新工质环境性能优良,循环性能与相应的被替代物无大的差异,满足替代制冷剂对应的循环性能要求。燃烧发生的几率较低,泄漏后成分及相关性能的变化符合国家标准的有关要求,值得进一步研究其他性能。……   
[关键词]:HFC-161;替代制冷剂;HCFC-22;R502;R410A
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:浙江大学2004年
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