制冷剂R1234 ze在高温热泵中应用的对比研究
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高温水源热泵技术与常规热泵相 比，具有其 自身的特点 ：较高的冷凝温度和冷凝压力 ，较高的 压缩 比和排气 温度 等 。热泵 工质 的性质 在一 定程 度上决定着系统整体的工作性能 ，在蒸汽压缩式 热泵系统 中，目前常用工质 主要 有 ＣＯ，、Ｒ１３４ａ、 Ｒ１２４、Ｒ１４２ｂ等纯质 工 质 及 非共 沸 及 近 共沸 混 合 工 质 ，如 Ｒ４０４Ａ等 。
１ 高温 热泵技 术
以温 度在 ３Ｏ～５０℃ 的工业 废 水作 为 热 源 ，高 温水 源热 泵能 够提 供 ７５～９５℃ 的热水 ，可 直 接 应 用 于供 暖和工业 余 热 回收 。高温热 泵 因其 较 高的 出水 温 度 ，在 油 田原 油 加热 集输 、化 工 、城 市 热 水 余热 回收、木材干燥等场合有广泛的应用 。
２ Ｒ１２３４ｚｅ介 绍
ｌ，３，３，３一四氟丙烯 （Ｒ１２３４ｚｅ）是 由霍尼韦尔和杜 邦公 司推 出的制冷剂 ，其分 子式为 ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＦ，分 子量为 １１４，无毒性 ，不 可燃 ，ＯＤＰ值为 ０，ＧＷＰ值 为 ６，大气停 留时 间为 ｌｌ天 ，化学性质稳定。
收稿 日期 ： ２０１３—０５—０８ 修稿 日期 ： ２０１３—１２—３１
ＨＥ Ｙｏｎｇ—ｎｉｎｇ，ＸＩＡ Ｙｕａｎ，ＪＩＮ Ｌｅｉ，ＹＡＮＧ Ｄｏｎｇ·ｆａｎｇ，ＣＡ０ Ｆｅｎｇ （ｘｉＡｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ｖｅｒ ｉｆｙ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｒ１２３４ｚｅ ｉｎ ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ，ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｒ１２３４ｚｅ，Ｒ１２４，Ｒ１３４ａ ａｎｄ Ｒ１４２ｂ ｗｅｒｅ ｌｉｓｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｆｒ ｉｇｅｒａｎｔｓ，ｍａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐａ ｒ ａｍ ｅｔｅｒ ｓ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＣＯＰ ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒａｔｉｏ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｖｏｌｕｍｅ，ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａ ｒ ｅａｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｈｅａｔ ｙｉｅｌｄｓ， ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃｓ ｏ ｆ Ｒ１２３４ｚｅ ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｉｎ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ７５ ～９５￣Ｃ ，ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｒ１２３４ｚｅ ｈａ ｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ Biblioteka Baiduｎ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｈｉｇｈ ｈｅａｔｉｎｇ ＣＯＰ ，ｌｏｗ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒａｔｉｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｒ１２３４ｚｅ；ｖａｐｏｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅ；ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ
压 比 、ＣＯＰ、压缩机排气量 、排气温度等性能参数 ，论述了 Ｒ１２３４ｚｅ用作高温 热泵工质 的可 行性及 Ｒ１２３４ｚｅ高温热泵机 组
的特性 。结果表 明 Ｒ１２３４ｚｅ在高温热 泵 ７５～９５℃工作 区间内，具有 系统制热 ＣＯＰ高 、压 比适 中、压缩机 排气温度低等 特
点 。同时 ，其 良好的热物性 、较低 的 ＧＷＰ值决定 了其可 以应用于高温热泵 中。
关键词 ： Ｒ１２３４ｚｅ；制冷工质 ；蒸 汽压缩式制冷循环 ；高温热泵
中图分类号 ： ＴＨ１２；ＴＢ６１
文献标 志码 ： Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—０３２９．２０１４．０３．０１４
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ Ｒ１ ２３４ｚｅ ｉｎ Ｈｉｇｈ－ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ Ｈｅａｔ Ｐｕｍ ｐ
自然工 质如 ＣＯ 属 环 境友 好 型 制冷 剂 ，但 运
行压 力 高 ，对 系 统 部 件 耐 压 要 求 较 高 ；Ｒ１２４、 Ｒ１４２ｂ等 ＨＣＦＣ类 工 质 可 以 在 高 温热 泵 中应 用 ， 但根 据蒙 特利 尔议 定 书 的要求 ，该类 制 冷 剂 将 逐 步减 少产 量直 至 淘 汰 ，使 其 在 高 温 热泵 领 域 内的 持续 应用 受 到 限制 。 寻求 环 境 友好 、热 力 性 质 稳 定 、系统性 能 良好 的高温工 质 ，是 日前高温 水源 热 泵研 究 的一个 重 要 内容 ，对 推 进 节 能 型社 会 的发 展 具有积 极 意义 。
６２
ＦＬＵＩＤ Ｍ ＡＣＨＩＮＥＲＹ
文章编号 ： １００５—０３２９（２０１４）０３—００６２—０５
Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．３，２０１４
制冷剂 Ｒ１２３４ｚｅ在高温 热泵 中应 用的对 比研究
何 永 宁 ，夏 源 ，金 磊 ，杨 东方 ，曹 锋
（西安交通大学 ，陕西西安 ７１００４９）
摘 要 ： 对比了 Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２４、Ｒ１４２ｂ等工质 的热物理性质 ，分 析了几种：［质在 高温热泵应用 中相 同工况下 的
２０１４年 第 ４２卷第 ３期
流 体 机 械
６３
在 国 内针 对 Ｒ１２３４ｚｅ的研 究 中 ，不 少 学 者 详 对 比如 表 １所示 ，对 比工 质 均为 纯质 。Ｒ１２３４ｚｅ临
细介 绍 了该 制冷 工 质 的热 物 理 性 质 、合 成研 究 进 界温度 １０９．４℃ ，高于 Ｒ１３４ａ的临界温度；临界压力
１ 高温 热泵技 术
以温 度在 ３Ｏ～５０℃ 的工业 废 水作 为 热 源 ，高 温水 源热 泵能 够提 供 ７５～９５℃ 的热水 ，可 直 接 应 用 于供 暖和工业 余 热 回收 。高温热 泵 因其 较 高的 出水 温 度 ，在 油 田原 油 加热 集输 、化 工 、城 市 热 水 余热 回收、木材干燥等场合有广泛的应用 。
２ Ｒ１２３４ｚｅ介 绍
ｌ，３，３，３一四氟丙烯 （Ｒ１２３４ｚｅ）是 由霍尼韦尔和杜 邦公 司推 出的制冷剂 ，其分 子式为 ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＦ，分 子量为 １１４，无毒性 ，不 可燃 ，ＯＤＰ值为 ０，ＧＷＰ值 为 ６，大气停 留时 间为 ｌｌ天 ，化学性质稳定。
收稿 日期 ： ２０１３—０５—０８ 修稿 日期 ： ２０１３—１２—３１
ＨＥ Ｙｏｎｇ—ｎｉｎｇ，ＸＩＡ Ｙｕａｎ，ＪＩＮ Ｌｅｉ，ＹＡＮＧ Ｄｏｎｇ·ｆａｎｇ，ＣＡ０ Ｆｅｎｇ （ｘｉＡｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ｖｅｒ ｉｆｙ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｒ１２３４ｚｅ ｉｎ ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ，ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｒ１２３４ｚｅ，Ｒ１２４，Ｒ１３４ａ ａｎｄ Ｒ１４２ｂ ｗｅｒｅ ｌｉｓｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｆｒ ｉｇｅｒａｎｔｓ，ｍａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐａ ｒ ａｍ ｅｔｅｒ ｓ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＣＯＰ ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒａｔｉｏ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｖｏｌｕｍｅ，ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａ ｒ ｅａｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｈｅａｔ ｙｉｅｌｄｓ， ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃｓ ｏ ｆ Ｒ１２３４ｚｅ ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｉｎ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ７５ ～９５￣Ｃ ，ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｒ１２３４ｚｅ ｈａ ｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ Biblioteka Baiduｎ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｈｉｇｈ ｈｅａｔｉｎｇ ＣＯＰ ，ｌｏｗ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒａｔｉｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｒ１２３４ｚｅ；ｖａｐｏｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅ；ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ
压 比 、ＣＯＰ、压缩机排气量 、排气温度等性能参数 ，论述了 Ｒ１２３４ｚｅ用作高温 热泵工质 的可 行性及 Ｒ１２３４ｚｅ高温热泵机 组
的特性 。结果表 明 Ｒ１２３４ｚｅ在高温热 泵 ７５～９５℃工作 区间内，具有 系统制热 ＣＯＰ高 、压 比适 中、压缩机 排气温度低等 特
点 。同时 ，其 良好的热物性 、较低 的 ＧＷＰ值决定 了其可 以应用于高温热泵 中。
关键词 ： Ｒ１２３４ｚｅ；制冷工质 ；蒸 汽压缩式制冷循环 ；高温热泵
中图分类号 ： ＴＨ１２；ＴＢ６１
文献标 志码 ： Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—０３２９．２０１４．０３．０１４
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ Ｒ１ ２３４ｚｅ ｉｎ Ｈｉｇｈ－ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ Ｈｅａｔ Ｐｕｍ ｐ
自然工 质如 ＣＯ 属 环 境友 好 型 制冷 剂 ，但 运
行压 力 高 ，对 系 统 部 件 耐 压 要 求 较 高 ；Ｒ１２４、 Ｒ１４２ｂ等 ＨＣＦＣ类 工 质 可 以 在 高 温热 泵 中应 用 ， 但根 据蒙 特利 尔议 定 书 的要求 ，该类 制 冷 剂 将 逐 步减 少产 量直 至 淘 汰 ，使 其 在 高 温 热泵 领 域 内的 持续 应用 受 到 限制 。 寻求 环 境 友好 、热 力 性 质 稳 定 、系统性 能 良好 的高温工 质 ，是 日前高温 水源 热 泵研 究 的一个 重 要 内容 ，对 推 进 节 能 型社 会 的发 展 具有积 极 意义 。
６２
ＦＬＵＩＤ Ｍ ＡＣＨＩＮＥＲＹ
文章编号 ： １００５—０３２９（２０１４）０３—００６２—０５
Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．３，２０１４
制冷剂 Ｒ１２３４ｚｅ在高温 热泵 中应 用的对 比研究
何 永 宁 ，夏 源 ，金 磊 ，杨 东方 ，曹 锋
（西安交通大学 ，陕西西安 ７１００４９）
摘 要 ： 对比了 Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２４、Ｒ１４２ｂ等工质 的热物理性质 ，分 析了几种：［质在 高温热泵应用 中相 同工况下 的
２０１４年 第 ４２卷第 ３期
流 体 机 械
６３
在 国 内针 对 Ｒ１２３４ｚｅ的研 究 中 ，不 少 学 者 详 对 比如 表 １所示 ，对 比工 质 均为 纯质 。Ｒ１２３４ｚｅ临
细介 绍 了该 制冷 工 质 的热 物 理 性 质 、合 成研 究 进 界温度 １０９．４℃ ，高于 Ｒ１３４ａ的临界温度；临界压力