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R744(二氧化碳)与R717(氨)冷媒都属于天然冷媒,自然界本身就存在的冷媒。R744冷媒(CO2)热导率和比热容大,有助于获得高换热系数;动力黏度小,可减小工质在管内的压降;蒸气密度高,有助于提高工质的质量流量;密度比(密度比代表气体与液体性质相差的大小)较小,有利于工质液的分配;表面张力较小,可提高蒸发器中沸腾区的换热强度;气体密度高,单位容积制热量大,约为R22的5倍,可降低管道和压缩机尺寸,使系统重量减轻、结构紧凑、体积小;压缩机的压比(工质的冷凝压力与蒸发压力之比)低,压缩过程可更接近等熵压缩而使效率提升;来源广泛,价格低廉。 R744(CO2)热物理性质: CO2热泵就是采用CO2作为制冷剂的热泵或空调,普通热泵一般采用氟利昂作为制冷剂,两者的工作原理基本是一样的,都属于蒸汽压缩式,但也稍有不同,CO2热泵属于超临界循环或亚临界循环,而氟利昂冷媒不可。 为什么要用CO2做制冷剂,最主要的原因是大量使用的氟利昂如R22、R134a、R410a等被证明对环境有破坏作用,而CO2是地球本身就存在的气体,来自于地球,即使排放到地球对环境也没有影响。 CO2作为热泵工质在跨临界状态下循环,在气体冷却器中产生温度滑移,适合水的加热。在分析了CO2跨临界循环特点的基础上指出,CO2可与传统的制冷剂及其替代物相竞争,具有较高的制热效率。常温下CO2是一种无色、无嗅的气体。其相对分子量为44.01,临界压力为7.37MPa,临界温度为31.1℃ ,临界容积为0.00214m3/kg,比热容为0.833kJ/(kg.K),三相点温度为-56.57℃ ,三相点压力为416kPa,在101.325kPa下,其升华温度为-78.15℃ ,蒸发热573.27kJ/kg。CO2是碳的最高氧化状态,具有非常稳定的化学性质,既不可燃,也不助燃。 作为制冷剂,人们希望其安全性、循环效率、价格等方面均佳,但实际上并不存在一种十全十美的制冷剂。与其它制冷剂相比,CO2也有其优势与不足。 由下表数据可见,其中R717(氨)的临界温度点远优于其他制冷剂温度点,焓值大于其他冷媒,汽化潜热是其他冷媒的几倍,ODP及GWP的表现也非常理想,而且价格十分低廉。唯一的缺点就是有一定毒性,空气中浓度过高会刺激人的眼睛及喉咙等部位,但是用在小中型热泵系统中,由于充注量相对较少,危害等级就很小了。 以往R717普遍用于大型冷库系统,由于系统规模较大,储液体量也相对较大(一般系统充注量几百公斤至几千公斤),所以一直受安检部门的制约。不久的未来,随着氟利昂类的冷媒逐步被替代,加之空气源热泵一般充注量相对较少,不会造成很大危害,天然冷媒R717可能会成为相对较为理想的热泵制冷剂,只是标准蒸发温度不太理想,但是可以制取高水温。
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