R744/R1270用于热泵热水器的分析探讨

范晓伟， 郑慧研， 张红林， 巨福军,2

(1.中原工学院， 郑州 450007； 2.东南大学， 南京 210096)



R744/R1270用于热泵热水器的分析探讨

范晓伟1， 郑慧研1， 张红林1， 巨福军1,2

(1.中原工学院， 郑州 450007； 2.东南大学， 南京 210096)

摘要：研究了将两种环保工质R744和R1270混合用于热泵热水器系统时的循环性能，并在热泵热水器名义工况条件下，将其与常见热泵工质R22的循环性能进行分析比较。结果表明：混合工质R744/R1270系统的最优质量配比为16/84，对应的最优制热COPh值为4.770，比R22系统提高了9.63%；同时，在最优质量配比区间，COPh值变化较小；压缩机绝热压缩效率对COPh值影响显著，但对最优质量配比的影响较小。

关键词：热泵热水器；R744/R1270；传热窄点；绝热压缩效率

氟利昂类合成工质的使用会引发大气臭氧层破坏和地球变暖等环境问题，因此，人们开始重新考虑启用自然环保工质R744(ODP=0，GWP=1.0)。R744跨临界循环理论的提出促进了将R744用于替代空调和热泵系统中制冷工质的研究工作迅速开展[1-3]。日本对R744热泵热水器进行了基础性研究，并成功将其作为家用热水器加以推广应用[4-6]。目前应用和研究的R744热泵系统，都属于跨临界循环方式，存在运行压力偏高(10.0 MPa以上)和系统效率相对较低的问题[1]。

自然环保工质R1270具有环保(ODP=0，GWP≈20)、能量效率高、与氟利昂制冷系统兼容性好等优点。同时，其饱和蒸气压力与R22相近，具有替代R22灌注式工质的潜力。空调工况下，R1270与R22的系统制冷量基本相同，但前者的能效比较高，充注量、排气温度及压缩比均较低[7-8]。但R1270突出的缺点是易燃、易爆，必须通过添加阻燃工质组成混合工质来提高其单独使用时的安全性。……