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目前,制冷剂R22(HCFC22)作为系统循环工质广泛应用于空调热泵行业,但在使用过程中会对臭氧层造成破坏且产生大量温室气体,属于过渡性制冷剂。R32(HFC32)制冷剂具有良好的热工性能、零ODP等优点,天然碳氢类制冷剂R290(HC290)具有良好的环保性能(ODP=0,GWP100yr≈20)和热物性,与氟利昂制冷系统兼容性好,二者均已应用于空调系统。基于此,本文将对R32与R290相混合用作制冷剂,以热泵热水器为研究对象,计算分析了不同质量配比下的二元混合制冷剂R32/R290的热泵循环特性,并在确定研究范围内对R22热泵机组进行灌注式替代试验研究。为R32/R290热泵热水器的优化设计及推广应用提供指导依据。主要研究工作如下:(1)确定制冷剂R32/R290替代R22热泵热水器的配比范围。基于对环保制冷剂GWP的选择标准,对R32/R290的环保性能进行了理论计算,确定R32/R290中R32的质量配比研究范围为0-30%。(2)在热泵热水器国标测试名义工况下,基于换热器中传热窄点温差的限定,对不同质量配比下的R32/R290用于热泵机组进行了热力学计算。结果表明,在同一工作条件下,R32/R290的最优质量配比为16/84,其对应的系统制热COPh为4.64,较R22系统提高了6.7%,分别比纯质的R32和R290系统高3.2%和16.8%;此时,机组冷凝压力为2.31MPa,系统压比为2.79,压缩机排气温度为71.88℃。(3)在一台某厂家生产的以R22为制冷剂的循环加热式热泵机组,按照《家用和类似用途热泵热水器》GB/T 23137-2008名义工况测试条件,在确定的配比研究范围内,对不同质量配比下的二元混合制冷剂R32/R290进行热泵机组工质替代试验研究。研究结果显示,R32/R290混合制冷剂系统随着R32配比的增加,机组压缩机运行负荷增大,导致系统COPh降低;系统制热水能力随着R32配比的增加而逐渐提高;在最优充灌量下,R32配比在25%-30%区间内制热水能力大于R22系统的131.34L/h,最大制热水能力为139.69L/h,较R22提高了6.2%。