区域供热大型热泵的制冷剂选择

这项研究是在欧盟的F-气体条例和PFAS禁令的框架内进行的，这些禁令限制使用某些对环境有害的制冷剂。因此，越来越需要改造现有系统，设计符合这些环境要求的制冷剂的新装置。本研究比较了大型区域热泵（>10 MW）中使用的12种天然和合成制冷剂，以评估其系统性能，并为未来的系统设计和实施提供必要的见解。在工程方程解算器（EES）中，对每个制冷剂建模了两种循环方案，并遵循区域加热特定的边界条件。比较了每种方法的性能结果。结果显示，某些碳氢化合物和氨（R717）在新的应用中是很有前途的替代品，表现优于广泛使用的氢氟烃，如R134a。此外，二氧化碳（R744）已被确定为在合适的边界条件下可行的选择。编译 陈讲运

总结

本文对用于大容量热泵的12种不同的回流剂进行了综合分析。选择这12种制冷剂中的5种是因为它们比其他的表现更好，并对它们在当前地区供暖系统中的潜在性能进行了研究。将这些选择的制冷剂与当前系统的性能进行了比较。

首先，在当前系统的具体边界条件下，对各种制冷剂的性能，包括天然和合成类型的评价。这项评估的结果详见附表，其中概述了这些分析的结果。

参考表中描述的分析表明，氨（R717）在当前系统的当前边界条件下表现出优越的性能。因此，R600a和R152a的性能水平紧密一致，并在这些特定条件下产生了可比较的结果。评价结果显示R152a和R600a之间的性能相对平行。相比之下，R744（CO2）和R1234ze (E)与其他系统配置相比，提供了更差的性能结果。

在根据现有边界条件进行初步评估后，确定了额外的一般条件。这些补充条件有助于更深入地研究制冷剂对地区加热返回温度变化的反应。详细的研究结果突出了氨在性能上的优势；R600a和R152a紧随其后。据观察，系统性能对区域加热返回温度变化的敏感性是针对制冷剂的。

特别是，二氧化碳对热泵的系统性能有显著的影响。在初始区域加热返回温度为38°C时，二氧化碳的性能优于R152a；然而，随着返回温度的升高，性能显著下降。虽然R600a也随着返回温度的增加而显示出性能的显著下降，但它并不能反映在二氧化碳中观察到的严重程度。其他制冷剂的性能在返回温度波动时保持相对稳定。

氨作为其性能的首选制冷剂选择，R600a作为其环境和效率的优点的一个强大的二级选择。尽管二氧化碳（R744）的初始性能较差，但在特定条件下（40-45°C和较低的返回温度）显示出了希望，这表明它是环境意识系统设计的潜在替代方案。这凸显了二氧化碳作为一种值得进一步探索的竞争选择的作用。

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