新型環保制冷劑R1234yf在冷藏集裝箱上的性能優化分析

上海海事大學商船學院熱能與動力工程梁昊觀李冀煒目錄R1234yf基本資料國際觀點條件環保性可行性總結R1234yf制冷劑基本資料HFO1234yf制冷劑是由美國霍尼韋爾(Honeywell)和杜邦(DuPont)兩家公司合作開發，一種新的制冷劑。化學名：四氟丙烯化學式：CF3CF=CH2HFO1234yf制冷劑是含有H與F的碳化物，因此也屬于HFC氟利昂制冷劑。但是由于其GWP（注）值很小，因此霍尼韋爾與杜邦公司向美國ASHRAH建議稱它為HFO族，“O”代表烯烴（olefin）。HFO（次氟酸）制冷劑是第四代基于氟的制冷劑。1985年《保護臭氧層維也納公約》——首次提出嚴格控制氟氯烴類物質的使用。1987年《蒙特利爾議定書》——對氟氯碳化物的逐步汰換。1997年《京都議定書》——以法規的形式限制溫室氣體排放，抑制全球變暖。國際看法第一代制冷劑（1830-1930）利于制取CO2第二代制冷劑（1831-1990）效率高CFCs第三代制冷劑（1990-2010）臭氧層保護HFCs第四代制冷劑（2010——）無OPD低GWPR1234yf、R1234ze制冷劑的發展【硬性條件】物理性質對比R22R134aR1234yf化學式

CHCLF2CH2FCF3CF3CFCH2沸點/℃-40.8-26.1-29.4摩爾質量86.510211425℃下飽和蒸汽壓力(25℃)/kpa1044661.9673臨界溫度/℃96.24101.195【硬性條件】與材料的兼容性彈性種類相容性24h后的質量變化/%物理形變滌綸好4.4不變化尼龍好-1.5可接受變化環氧樹脂好0.3可接受變化PET好2.0不變化錦綸好0.2不變化氯丁橡膠好-0.3不變化化丁腈樹膠好5.5可接受變化丁晴橡膠好-0.7不變化元乙丙橡膠好-0.6不變化硅橡膠不好2.5不可接受變化丁基橡膠好-1.9可接受變化與潤滑油的互溶性【硬性條件】多元醇酯(POE)礦物油(C3)烷基苯聚烯醇油改性聚烯醇油乙烯醚油聚亞烷基二醇(PAG)R22R134aR1234yf毒性較大無毒無毒可燃性不燃燒、不爆炸不可燃弱可燃安全性A1A1A2L測試項目R1234yfR134a急性毒性LOEL>400,000ppmLOEL567,000ppm對心臟的影響NOEL>120,000ppmNOEL50,000ppmLOEL75,000ppm4周毒性NOAEL50,000ppmNOAEL>50,000ppm13周毒性NOAEL50,000ppmNOAEL50,000ppm發育毒性母鼠NOAEL50,000ppm母兔NOAEL4,000ppm母鼠NOAEL30,000ppm母兔NOAEL2,500ppm*LOEL:最低觀察到作用劑量;NOEL:無作用劑量;NOAEL:無毒性反應水平安全性【環保性能】R22R134aR1234yfODP（消耗臭氧層潛值）0.03400GWP（全球變暖潛能值）170014304在大氣中存留時間12.1年14天11天泄漏時相對CO2的排放量181016875.3環保對比【應用可行性】1.冷藏集裝箱冷藏工況下蒸發溫度為0℃，蒸發器出口過熱度為5℃；冷凝溫度為35℃，冷凝器出口過冷度為5℃；采用的冷媒分別是R404a和R1234yf。【應用可行性】R404a在0℃~35℃的制冷循環圖R404壓焓圖R1234yf與R404a的理論循環對比【應用可行性】R1234yfR404a壓縮機吸氣壓力(Kpa)316.1602.8壓縮機吸氣比焓(KJ/Kg)367.9372.8壓縮機排氣壓力(Kpa)893.31606.5壓縮機排氣比焓(KJ/Kg)389.0392.9冷凝器出口比焓(KJ/Kg)240.5245.6【應用可行性】理論循環的性能R1234yfR404a單位質量制冷量(kJ/kg)127.4127.2單位容積制冷量(kJ/m3)2191.283875.15單位壓縮功(kJ/kg)21.120.1理論COP6.046.33熱力學完善度0.770.81壓縮機排氣溫度(℃)35.043.2【應用可行性】總結R1234yf優點