本发明属于热泵循环领域,具体地涉及一种用于热泵循环的工质组。
背景技术:
“工质”是热泵系统中的工作介质,它在热泵循环中循环流动,通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换,从而实现制冷、制热的目的。现有的热泵工质是从热泵的另一个重要应用领域制冷技术中移植过来的,历史上值得回顾的是20世纪30年代起,一系列卤代烃的发明,以其优良的热力性能一度风靡制冷空调领域。后来有学者发现卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层,随后出现了替代技术的发展。现今热泵工质进入了一个以hfc为主体的或向天然工质发展的新时期,其中混合工质是目前的应用主流。
混合工质分为共沸工质和非共沸工质,共沸工质在沸腾或凝结的过程中温度维持不变,其热力学性质与单工质类似,而非共沸工质则在定压下相变时,其温度要发生变化,非共沸工质的这一特性,目前被广泛用在变温热源的温差匹配场合,实现近似的洛伦兹循环,以达节能目的。
由于非共沸工质是由一定比例的单工质混合而成的,所以在实用上,非共沸工质的麻烦之处在于,当热泵系统出现工质泄露时,剩余部分在系统内的质量分数会发生改变。因此,最好的处理方法是,回收剩余的工质,重新补充新的混合工质。这就在一定程度上限制了它的应用。
技术实现要素:
为了克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种用于热泵循环的工质组。
本发明的技术方案是:一种用于热泵循环的工质组,所述工质组是由r124和r32组成,其中,r124是一氯四氟乙烷,分子式为c2hf4cl,结构简式为chf2cf2cl或cf3chfcl,破坏臭氧潜能值仅为0.026,全球变暖潜能值为620,简称为r124,r32是二氟甲烷,是一种卤代烃(化学式:ch2f2),破坏臭氧潜能值为0,全球变暖潜能值为550,简称为r32;r124和r32之间的质量分数比为变化的,在热泵循环中,所述工质组分别进行循环,r124为高温级,负责向高温热源部分排热;r32为低温级,负责向低温热源部分吸热,二者在热泵循环中分别冷凝,分别按各自的路径循环。
本发明所述工质组的有益效果是:
(1)热泵循环系统按空调工况运行时,制冷时高、低压适中;冬季制热时与r22夏季空调工况相仿;
(2)热泵循环系统用于制冷时,可获取较低的温度,蒸发压力不会很低;
(3)由于回气密度较大,对于全封闭及半封闭压缩机,使用本工组对压缩机冷却效果非常好;
(4)采用本工质组的热泵循环系统制热时,能效比远远超过常规系统。
附图说明
图1为本发明所述工质组的实施例1中的复叠热泵循环系统的结构示意图。
图中标记所示:1-压缩机,2-油气分离器,3-四通阀,4-风冷冷凝器,5-蒸发器,6-分离储液器,7-蒸发式冷凝器,8-气液分离器,9-第一节流组件,10-第二节流组件。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
一种用于热泵循环的工质组,所述工质组是由r124和r32组成,其中,r124是一氯四氟乙烷,分子式为c2hf4cl,结构简式为chf2cf2cl或cf3chfcl,破坏臭氧潜能值仅为0.026,全球变暖潜能值为620,简称为r124;r32是二氟甲烷,是一种卤代烃(化学式:ch2f2),破坏臭氧潜能值为0,全球变暖潜能值为550,简称为r32;r124和r32之间的质量分数比为变化的,在热泵循环中,所述工质组分别进行循环,r124为高温级,负责向高温热源部分排热;r32为低温级,负责向低温热源部分吸热,二者在热泵循环中分别冷凝,分别按各自的路径循环。
实施例1
一种复叠热泵循环系统采用本发明所述工质组进行热泵循环,其工作过程如下:
当所述复叠热泵循环系统运行制冷循环模式时,系统可按单级压缩式制冷循环(即两种工质混用)或按自复叠方式运行。
按自复叠方式的制冷循环回路如下:
压缩机1将气态混合工质压缩为高压状态,进入油气分离器2,油雾蒸汽分离,油重新回到压缩机1,高温高压的混合工质进入风冷冷凝器4放热,其中的高沸点组分r124冷凝为液态,低沸点组分r32作为不凝性气体随冷凝后的高沸点组分r124进入分离储液器6分离成高沸点工质和低沸点工质两部分,低沸点气态工质分离后进入蒸发式冷凝器7的壳程,在分离储液器6底部的高沸点工质经第一节流组件9节流降压后,进入蒸发式冷凝器7的管程吸热变成气态,并将低沸点工质冷凝为液态,气态的高沸点工质进入压缩机1的回气管,液态的低沸点工质经第二节流组件10进入蒸发器5,蒸发吸热产生制冷效应后变为气态回到气液分离器8,分离后的气态低温工质进入压缩机1的回气管与之前的高温级工质混合,被压缩机1重新压缩。
当所述复叠热泵循环系统运行制热循环模式时,制热循环回路如下:
压缩机1将气态混合工质压缩为高压状态,进入油气分离器2,油雾蒸汽分离,油重新回到压缩机1,高温高压的混合工质通过换向阀进入蒸发器5放热并产生热水,经管路送往采暖场所,此时蒸发器5中的高沸点组分r124冷凝为液态,低沸点组分r32作为不凝性气体随冷凝后的高沸点组分r32进入分离储液器6分离成高沸点工质和低沸点工质两部分,低沸点工质分离后进入蒸发式冷凝器7的壳程,在分离储液器6底部的高沸点工质经第一节流组件9节流降压后,进入蒸发式冷凝器7的管程吸热变成气态,并将低沸点工质冷凝为液态,气态的高沸点工质进入压缩机1的回气管,液态的低沸点工质经第二节流组件10进入风冷冷凝器4,蒸发吸热后变为气态回到气液分离器8,分离后的气态低温工质进入压缩机1的回气管与之前的高温级工质混合,被压缩机1重新压缩。
本发明所述工质组通过复叠热泵循环系统已经进行了实践使用和测试,实测表明:国标制热工况下,本发明所述工质组在复叠热泵循环系统中发挥了重要作用,取得了意想不到的技术效果,具体实测效果如下:
夏季制冷空调:目前家用分体热泵空调通常的夏季制冷的能效比大部分cop值在3左右,采用本发明所述循环系统的机型后,夏季制冷能效比与目前热泵空调系统大致相仿或略高;
冬季制热:以空气源冷热水机组国标工况为基准,采用本发明所述循环系统的机型,气温在7℃~-15℃范围时,能效比cop值均在6以上,而常规机型在低温下时,即0℃以下时,产热量衰减非常大,且室外温度越低,衰减越大。
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。