新型高温热泵混合工质替代R245fa的性能研究

【目的】目前能源供需矛盾日益加剧,高温热泵作为一种节能减排技术,可以将大量低品位余热提升为高品位能量加以利用。合适的工质对系统性能的提升至关重要。【方法】提出了5种环保热泵工质:R1233zd(E)/R1234ze(Z)(0.15:0.85),R600a/R1233zd(E)(0.70:0.30),R600a/R1233zd(E)/R600(0.01:0.15:0.84),R600a/R1233zd(E)/环氧乙烷(0.34:0.01:0.65)和R1233zd(E)/R1234ze(Z)/R245ca/R600a(0.39:0.58:0.01:0.02).比较了新工质与现有工质R245fa在基础热物性、循环性能和安全性等方面的性能。【结果】对于基础热物性,所提出的5种替代工质在黏度、比定压热容、导热系数和冷凝热等参数方面均优于R245fa,且环保性能突出;对于循环性能,在冷凝温度110℃工况下,替代工质性能系数(COP)与R245fa接近,单位容积制热量分别是R245fa的111%,144%,125%,144%和108%;用基团贡献法对新工质的可燃性进行预测,结果表明,R1233zd(E)/R1234ze(Z)(0.15:0.85)、R600a/R1233zd(E)(0.70:0.30)和R1233zd(E)/R1234ze(E)/R245ca/R600a(0.39:0.58:0.01:0.02)预估为不可燃混合物。【结论】5种工质都具有替代R245fa的潜力,推荐选择R1233zd(E)/R1234ze(Z)(0.15:0.85),其综合性能良好。

二元混合工质的氧化分解机理研究

基于量子化学密度泛函理论对低全球变暖潜值工质R152a与R600a进行了氧化分解机理研究.通过对它们的主要起始反应路径分析及能量变化情况计算,结果表明:R152a与R600a热分解的起始反应可以分为工质自身热分解和与氧气碰撞分解两类,其中工质自身热分解的反应能垒比工质与氧气反应的能垒高,并且R600a比R152a更容易发生氧化分解;在二者混合后的起始反应阶段,R600a更容易先发生分解,而链式反应中R152a与自由基的反应更占优势;两种工质与自由基的反应大部分为放热反应,可以向反应体系提供热量,促进链式反应的进行.相关结果可为新型混合工质的氧化分解机理研究提供参考.