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远洋船舶制冷剂替代研究

方清  
【摘要】: 由于对臭氧层有破坏作用和导致全球温室效应,《蒙特利尔议定书》等国际文书规定在全球范围内禁用CFCs和HCFCs类物质。目前CFC12和HCFC22等制冷剂均有多种替代方案,但各有优缺点,国内外正在积极研究新一代的替代物。本文的主要目的是研究远洋船舶制冷剂替代过程中,非共沸混合制冷剂发生泄漏后对系统的制冷系数和制冷量的影响。 航运界的制冷剂替代是目前制冷剂替代的一个重要领域。面临CFCs和HCFCs被限制使用和被替代的严峻形势,分析了其对我国航运界的影响,特别是远洋运输业的影响。通过对两大航运企业中远集团和中海集团的调研工作,分析了国内外远洋船舶制冷剂替代的历史、现状。结合我国国情,作者提出了我国航运界关于限制CFCs和HCFCs的策略。 按照GB5773-86《容积式制冷压缩机性能试验方法》的技术规定,模拟远洋船舶上一般所用的冷藏系统,建立了制冷工质试验台架。为确保试验台架的测试精度,对该台架进行了相关的测试。试验所得的数据表明该台架符合GB5773-86《容积式制冷压缩机性能试验方法》中的规定要求。同时为了快速、准确地测取温度,研制了热电偶测温系统。 试验中利用逆向思维,采用一种试验方法,并用数学公式予以描述。 在参考前人模型的基础上,建立了非共沸二元混合制冷剂HCFC22/CFC12泄漏的理论模型,并计算了混合制冷剂因泄漏导致的成分比例变化。理论上分析了系统因泄漏引起的制冷系数、制冷量的变化情况。根据成分比例变化的计算结果,在试验台架上进行泄漏试验,得出试验结果。从理论分析和试验研究得出的数据表明:非共沸混合制冷剂的泄漏问题对系统的制冷系数和制冷量的影响不大,不应成为其在远洋船舶上推广应用的障碍。 建立了蒸气压缩式制冷系统的(火用)分析模型。对混合制冷剂因泄漏造成的整个系统及系统各主要部件的(火用)损失变化进行计算得出:混合制冷剂的泄漏对系统的(火用)量变化的影响不大,约3%左右。从(火用)分析的角度也证实混合制冷剂的泄漏不应影响其在远洋船舶上的推广使用。


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