基于船用自复叠式制冷系统的低温混合制冷剂应用研究

作者：杨志强; 贺波; 刘鹏飞; 丁智

来源：渔业现代化, 2023, 50(03): 87-96.

• 自复叠
• 制冷系统
• 混合制冷剂
• 制冷系数

根据《蒙特利尔议定书》,渔船制冷系统所用R22制冷剂因对大气臭氧层具有破坏作用，应在2030年前被禁止使用。因此寻找理想的替代制冷剂迫在眉睫，混合制冷剂通过组分筛选与配比，既可以满足系统制冷需求，又达到环保要求，成为替代传统制冷剂的主流趋势。本研究设计了单机单级的自复叠制冷系统，采用化工流程模拟软件开展了多元混合制冷剂的应用替代研究。基于自复叠制冷系统特点和混合制冷剂热物性，面向-65℃的目标温区，筛选了R14、R23、R134a和R245fa四种制冷剂，分别组成二元、三元和四元混合制冷剂。针对自复叠式制冷系统，开展了二元、三元和四元混合制冷剂在不同组分不同浓度下的热力计算分析。结果显示：采用四元混合制冷剂的制冷系统相比于采用二元、三元混合制冷剂的系统制冷系数更优。当四元制冷剂组元配比为R14/R23/R134a/R245fa(0.35/0.36/0.1/0.19)时，制冷系统的COP可达1.037,排气压力与吸气压力分别为1 590 kPa与740 kPa,压比小于3,并且排气温度仅为61℃,工况参数良好。同时与传统的R22制冷系统进行对比研究，结果显示，混合制冷剂系统的COP接近于传统R22制冷系统，且在容积制冷效率方面，吸气流量为R22制冷系统一级吸气流量的26.56%,可显著降低系统中选用压缩机的尺寸，系统更加简单，性价比更高。因此，新型的低温混合制冷剂R14/R23/R134a/R245fa具备替代船用传统R22制冷剂的潜力。

• 单位
  捷胜海洋装备股份有限公司; 浙江大学