多种制冷剂热泵循环性能的对比分析

多种制冷剂热泵循环性能的对比分析制冷剂热泵是一种能够将低温热能转换为高温热能的系统，广泛应用于制冷、供暖、空调等领域。

不同的制冷剂对热泵的循环性能会产生不同的影响。

本文将对几种常见的制冷剂热泵进行对比分析。

首先，制冷剂的选择对热泵的性能有很大影响。

在常见的热泵制冷剂中，最常见的是氨、氟利昂和碳二氟化合物。

氨是一种环保的制冷剂，但它具有腐蚀性和毒性，需要特殊设计和操作。

氟利昂是一种广泛应用的制冷剂，具有良好的热传导性能，但它对臭氧层有破坏作用。

碳二氟化合物是一种近年来发展起来的新型制冷剂，它对环境影响小，但热传导性能较差。

因此，在选择制冷剂时需要综合考虑其环境影响和热传导性能。

其次，不同制冷剂的物理性质也会影响热泵的性能。

例如，制冷剂的沸点和凝固点会影响制冷剂在循环中的相变过程，进而影响系统的制冷效果。

制冷剂的密度和比热容对热泵的传热性能有重要影响。

具有较高密度的制冷剂可以提高传热效率，而具有较高比热容的制冷剂可以提高热泵的制热功率。

此外，制冷剂的化学稳定性和可靠性也是需要考虑的因素。

制冷剂在循环过程中可能会发生分解、腐蚀和泄漏等问题，而这些问题会影响热泵的运行效果和寿命。

因此，在选择制冷剂时，需要综合考虑其化学稳定性和可靠性。

最后，制冷剂的价格和供应情况也是需要考虑的因素。

不同制冷剂的价格差异较大，且供应情况也存在不确定性。

因此，在选择制冷剂时，需要综合考虑其成本和供应保障情况。

综上所述，不同制冷剂对热泵的循环性能会产生不同的影响，包括对环境的影响、热传导性能、物理性质、化学稳定性和可靠性等方面。

在选择制冷剂时，需要综合考虑以上因素，以达到最佳的循环性能。

同时，随着环境保护意识的提高，未来有可能出现更环保和高效的制冷剂，这将进一步推动制冷剂热泵领域的发展。

第45卷第1期2020年2月广州化学Guangzhou ChemistryV ol. 45 No. 1Feb. 2020文章编号：1009-220X(2020)01-0055-05 DOI:10.16560/ki.gzhx.20200110R245fa和其他四种工质在高温热泵中的理论对比杨文娟，张华*（上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093）摘要：把R245fa和R134a、R11、R1336mzz(Z)和R1233zd(E)四种工质的热物理性质对比，在相同的工况下理论分析了五种工质在中高温热泵中的COP、压缩机排气温度、单位容积制热量、压缩比等性能参数。

结果表明，在高温热泵70～100℃的运行区间内，R245fa冷凝压力较低、制热COP高、排气温度相对较低等特性，具有良好的循环性能。

R245fa拥有应用于更高冷凝温度工况下的潜质，为今后更为深入的研究提供借鉴。

关键词：高温热泵；R245fa；循环性能；理论分析中图分类号：TB612 文献标识码：A热泵是工业生产中极具吸引力的能源转换设备，因为它提供了利用废热或任何一种低品位热能来减少一次能源消耗的有效方法。

全球经济的发展，全球能源消耗快速增长，高温热泵技术广泛应用于木材干燥、建筑供暖、制药等领域，它在节能效果上的优势比电或一次能源用热系统更加明显，高温热泵技术可以利用30～60℃范围的低等级热源提供80～100℃以上的热量，所以近年来，具有低GWP的制冷剂蒸汽压缩高温热泵在废热回收方面受到了广泛的关注[1-3]。

热泵中必须使用制冷剂，而人们对环境保护越发重视，破坏环境的HCFs类制冷剂正加速淘汰，而把研究重点逐渐转移到HFC类和HFE类等环境友好型制冷工质[4]。

与常规的热泵技术相比，高温热泵技术有其自身的特点：冷凝压力和冷凝温度相对较高，排气温度也相对较高，压比也比常规的热泵的压比高[5]。

配合使用的常见的高温热泵技术的制冷剂有R1234ze、R124、R114、R134a等纯制冷剂，也有共沸混合工质。

制冷剂对空气源热泵性能的影响摘要：随着科技的进步，人们的生活水平逐渐提高，也随着不可再生资源一点点被消耗，人们的环保意识也在提高。

在供暖方面，我们希望有一种新型且节能的供暖方式来代替传统的供暖方式以减少资源的消耗。

空气源热泵作为一种无污染且安装方便的供暖方式近几年得到广泛应用。

但在低温下此供暖方式却存在着制热效率低下，排气温度过高，严重时热泵无法运行等诸多问题。

本文针对上述所涉及到的问题，通过阅读文献查找资料，对低温空气源热泵进行性能研究，分析影响低温空气源热泵性能的因素并指出改进方法以及总结与低温空气源热泵相关的研究成果，本文具体比较了部分制冷剂在不同循环方式下的性能，分析了结霜问题对热泵性能的影响并提出了除霜措施以及适合低温工况下热泵运行的循环方式，寻求低温工况下更好的解决方案。

关键词：低温空气源热泵；改进方法；解决方案一、引言中国的能源需求仍在增加，过去十年我国能源消耗增长54.6%，目前以煤炭为主的能源结构无法改变。

我国在2017年的能源消耗中，煤炭占60%，石油占19%，可再生能源占12%，天然气占7%，核能占2%。

我国的能源结构存在一定问题，煤炭使用率过高，导致环境问题突出。

因此我国能源结构需要进一步提高清洁能源的比重。

目前我国北方供暖以燃煤为主，散煤因价格较低成为冬季供暖的重要燃料。

其中生活用煤占总用煤的九成以上。

据炉具行业不完全统计，2015年制造的炉具有七成以上是劣质低效率的，这使人们供暖所需燃煤量越来越多。

散煤的不充分燃烧会生成对大气环境有害的气体，如氮氧化物，硫氧化物等，因为没有控制污染物排放的装置，在污染物排放方面，民用燃煤污染物排放量远远高于工业和电厂锅炉的污染物排放量，造成冬季严重的大气污染。

二、制冷剂的性质不同的制冷剂有着不同的热力性质，并且同种制冷剂在不同的热力循环下性能也有所不同。

在进行各种制冷剂热力循环分析前，先简单介绍一下几种常见的制冷剂。

2.1 R22R22属HCFC类物质，也是目前使用最广泛的中低温制冷剂。

多种制冷剂热泵循环性能的对比分析热泵是一种利用制冷剂循环工作原理实现供暖和制热的设备。

制冷剂在热泵循环中扮演着重要角色，其性能直接影响到热泵的循环效率和能耗。

目前市场上常用的制冷剂有多种，包括氨、二氧化碳、氯氟烃等。

本文将对这些制冷剂在热泵循环中的性能进行对比分析。

首先，我们来看氨制冷剂。

氨在热泵循环中具有较高的制冷性能，具有较高的制冷系数。

相比之下，氨具有较低的温度极限，通常在-50℃到5℃之间使用。

此外，氨具有较高的蒸发潜热，对于低温应用非常适合。

但是，氨的毒性较大，使用过程中需要严格控制泄露，以免对环境和人体造成危害。

其次，二氧化碳制冷剂是一种环保型的选择。

二氧化碳在热泵循环中具有较高的制冷效能，并可以在比较宽的温度范围内工作，通常在-50℃到80℃之间使用。

此外，二氧化碳制冷剂具有较高的热导率和较低的黏度，能够有效提高热交换效果。

但是，二氧化碳制冷剂的工作压力较高，对于设备的设计和安全性要求较高。

再次，氯氟烃是一类常用于家用热泵的制冷剂。

氯氟烃在热泵循环中具有较好的制冷性能，通常在-50℃到110℃之间使用。

氯氟烃制冷剂具有较低的毒性，对环境较为友好，但是会对臭氧层产生破坏。

因此，国际上已经禁止使用一些含有氯氟烃的制冷剂，逐步向使用替代品转变。

此外，还有一些其他的制冷剂，如烃类制冷剂（如丙烷、异丁烷等）和氟烷制冷剂（如R134a、R410a等）。

烃类制冷剂具有较低的全球变暖潜势和较低的毒性，但易燃、易爆且不稳定，需要严格的安全措施。

氟烷制冷剂具有较高的制冷效能和可靠性，但对环境的影响仍需要关注。

综上所述，不同制冷剂在热泵循环中具有各自的优势和适用范围。

在选择制冷剂时，需要考虑制冷性能、安全性、环保性以及使用的温度范围等因素。

未来，随着对环境友好型制冷剂的需求增加，热泵中环保制冷剂的使用将逐渐普及，并得到进一步优化和发展。

制冷机和热泵的异同点制冷机和热泵是两种常见的热力设备，它们在功能和原理上有一些相似之处，但也有一些不同之处。

本文将从工作原理、应用领域、能源效率和环境影响等方面对制冷机和热泵进行比较和分析。

一、工作原理：1. 制冷机：制冷机是一种将热能从低温区域转移到高温区域的设备，其工作原理基于制冷循环。

制冷循环主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等组件。

制冷剂在蒸发器中吸收低温热量，经过压缩机增压后，释放高温热量到冷凝器中，然后通过节流阀降压，重新进入蒸发器循环。

2. 热泵：热泵是一种能够利用外部环境热能提供供热和制冷的设备，其工作原理基于热力循环。

热泵通过蒸发器吸收外部环境中的低温热量，经过压缩机增压后，释放高温热量到热水或空气中，以实现供热或制冷的目的。

二、应用领域：1. 制冷机：制冷机主要应用于冷库、冷藏车、空调等场所，用于降低温度并保持低温环境。

它可以将热量从一个区域转移到另一个区域，实现冷却效果。

2. 热泵：热泵主要应用于供热和制冷领域。

在供热方面，热泵可以通过吸收外部环境中的低温热量，提供热水、采暖或工业过程中的热能；在制冷方面，热泵可以通过反转工作循环，将热量从室内排出，实现制冷效果。

三、能源效率：1. 制冷机：制冷机的能源效率通常通过制冷系数（COP）来衡量，COP越高表示能源利用效率越高。

一般情况下，制冷机的COP在2至5之间，即每消耗1单位的电能，可以产生2至5单位的制冷量。

2. 热泵：热泵的能源效率也是通过COP来衡量，但与制冷机不同的是，热泵的COP通常大于1。

这是因为热泵可以利用外部环境中的热能，使得单位能量产生的热量大于消耗的能量。

一般情况下，热泵的COP在2至6之间，即每消耗1单位的电能，可以产生2至6单位的供热量。

四、环境影响：1. 制冷机：制冷机在工作过程中会产生废热和制冷剂的排放，对环境造成一定的影响。

特别是一些传统制冷剂，如氟利昂，不仅对臭氧层有破坏作用，还对全球变暖有贡献。

空气能供暖的热泵循环效率热泵是一种利用低温热源通过循环工作物理方式实现供暖的设备。

与传统的燃气锅炉相比，热泵供暖系统以其高效环保的特点备受关注。

而在热泵系统中，热泵循环效率是评估其性能的重要指标。

本文将就空气能供暖的热泵循环效率进行探讨，同时分析其影响因素及优化方法。

一、热泵循环效率的定义和计算方法热泵循环效率是指单位时间内从热源吸收热量与单位时间内所消耗的能量之比，可以用数学公式表示为：COP = Qs / W其中COP为热泵的循环效率，Qs为从热源吸收的热量，W为热泵消耗的能量。

二、影响热泵循环效率的因素1. 空气温度：热泵的工作性能与空气温度密切相关。

一般来说，空气温度越高，热泵的循环效率越高。

2. 热交换效率：热泵中的热交换器是实现热量传递的关键部件。

热交换器的设计合理与否会直接影响热泵的循环效率。

3. 制冷剂性质：制冷剂的选择会对热泵的工作性能产生重要影响。

常用的制冷剂有R22、R410A等，其中R410A具有较高的循环效率。

4. 压缩机效率：热泵的压缩机是实现压缩循环的关键设备。

压缩机的性能直接影响热泵的循环效率。

5. 系统回路设计：热泵的系统回路设计应合理，包括管道布局、管径选择等。

合理的系统回路设计可以减小能量损失，提高热泵循环效率。

三、提高热泵循环效率的方法1. 选择合适的热泵类型：根据供暖需求和环境条件，选择适合的热泵类型。

常见的热泵类型包括空气源热泵、地源热泵等。

2. 优化系统回路设计：合理设置热泵的系统回路，减小管道阻力，提高热泵循环效率。

3. 选用高效热交换器：选择高效的热交换器，提高热泵的热交换效率，提高循环效率。

4. 定期维护保养：定期对热泵设备进行维护保养，保持其良好的工作状态，确保热泵系统的高效运行。

5. 系统智能控制：利用智能控制技术，对热泵系统进行精确的控制，减少能量浪费，提高能源利用率。

四、空气能供暖的热泵循环效率在实际应用中的优势1. 高效节能：相较于传统的燃气锅炉，空气能供暖的热泵具有更高的循环效率，可以实现更高效的供暖，减少能源消耗。

风冷热泵、多联机、水冷机组性能对比，值得收藏本次中央空调性能对比的机型为:模块式风冷冷（热）水机组；VRV变频多联机组；螺杆冷水机组。

一、模块式风冷冷（热）水机组风冷模块式冷热水机组是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质的中央空调机组。

作为冷热兼用型的一体化设备，风冷模块式冷热水机组省略了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等很多辅件，系统结构简单，安装空间小，维护管理便利且节省能源，适用广泛。

因此，风冷模块式冷热水机组通常适用于既无供热锅炉，又无供热管网或其它稳定牢靠热源，却又要求全年空调的暖通工程，是设计中优先选用的方案。

主机与风机盘管、空调箱等末端装置所构成的集中式、半集中式中央空调系统具有布置快捷、掌控方式多样等特点，尤其适用于商场、医院、宾馆、工厂、办公大楼等场合使用。

风冷模块式冷热水机组配以标准水管接口和单元组合掌控功能，使机组运行自若。

安装完毕，接上电源、水路即可使用。

当空调面积增减而需要增减主机时，更显出其便利自若。

优点：前期设备投资比变频多联（VRV）便宜15%左右；制冷量调整范围大，可是实现有级或无级调整；技术成熟，寿命长，无须专用机房，可直接安装在屋顶或室外空间；系统结构简单，安装空间小，尤其适用于水源缺乏区域；省了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等巨大的附属设备或附件；有两套独立的工作系统，其中一套系统有故障不会影响整机正常运行；室内空气通过水进行冷却，使空气相对湿度保持在人体舒适性范围内。

缺点：在寒冷地区（如东北地区）制热时要配置电辅佑襄助加热设备；每年都必需进行一次检修及设备清洗。

二、VRV变频多联机组VRV空调系统全称即变制冷剂流量系统，系统结构上仿佛于分体式空调机组，采纳一台室外机对应一组室内机，掌控技术上采纳变频掌控方式，按室内机开启的数量掌控室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的掌控。

VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气—水系统相比，更能充足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能，正是由于这些特点，其更适合那些需常常独立加班使用的办公楼建筑工程项目，VRV空调系统还具有集中掌控管理环节，可以在掌控室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的掌控方式，对于一个已设计了楼宇自控系统（BAS）的智能大楼，能何合理的、最大限度的发挥其系统功能，削减系统设备的重复投资，提高系统集成技术本领。