二甲醚用于ra冰箱的嘗試

二甲醚用于R600a冰箱的實驗研究摘要：二甲醚是一種清潔的燃料添加劑，作為制冷劑使用，它具有非常好的熱力性質(zhì)。作者在一臺R600a冰箱上對改用二甲醚后性能進(jìn)行了測試，并與R600a進(jìn)行了對比，結(jié)果表明：原R600a冰箱改用二甲醚后制冷劑的最佳充注量減小，冰箱的耗電量減少約19%，制冷量增加約80％，冰箱的冷卻速度更快，二甲醚比R600a更適于用作冰箱制冷劑。關(guān)鍵字：熱力學(xué)二甲醚（DME）實驗冰箱1.引言自1974年Molina和Rowland提出CFC對大氣臭氧層有破壞作用以來，停止對臭氧層有破壞作用的CFCs和HCFCs制冷劑應(yīng)用的呼聲日益增高。目前作為過渡，HFC和一些混合工質(zhì)在制冷市場上占有主流優(yōu)勢，但由于HFC大多都有較高的溫室效應(yīng)指數(shù)(GWP值)，不久也將被禁止使用，因此對臭氧層破壞作用為零、溫室效應(yīng)指數(shù)也為零的自然工質(zhì)的使用與日俱增。由于一些自然工質(zhì)的安全性問題，它們的應(yīng)用都受到一定的限制。但對于冰箱等小型制冷裝置，由于其充注量非常有限，象R600a等一些自然工質(zhì)的應(yīng)用就非常普遍。二甲醚作為制冷劑具有比R600a更好的熱力性質(zhì)和安全性，它在19世紀(jì)40年代就曾被用來作為制冷劑【1】，由于其可燃性，后來被其他工質(zhì)所代替。近年來對二甲醚用作制冷劑的研究不斷涌現(xiàn)，文獻(xiàn)[2，3]都對二甲醚在冰箱上替代R12的性能進(jìn)行了研究。既然二甲醚理論上具有比R600a更好的熱力性質(zhì)，其若能在現(xiàn)有R600a冰箱上取代R600a，則冰箱的安全性可進(jìn)一步提高。2.二甲醚與R600a的熱力性質(zhì)對比2.1二甲醚的熱力性質(zhì)分析表1R600a和二甲醚的主要熱力性質(zhì)對比[4]觀性質(zhì)象DME握RE1協(xié)7針0快）扎R60具0a粱分子量父46.橋07扔58.來08亂標(biāo)準(zhǔn)沸醋點嘗℃兇-24混.9社-11景.73特4壇0話℃岸飽和蒸屆汽融壓仙MPa狹0.8為8狹0.5南6臨－你2市0畝℃鵲汽化設(shè)熱景kJ/宏kg等460攏372驅(qū).9約臨界溫稿度識℃嗽127萬.22供8釋135巡臨界壓充力長MPa遵5.3煩558蘆3.6銷45統(tǒng)臨界比圈容騰L/k碰g尿3.6絲9按4.2餃36積爆炸低歇限政密V龍％先3.4娘~17鞠1.8恐~8.哈4裁毒性等螺級預(yù)5研5分安全類乒別掘～紀(jì)2杜3條ODP豎值陳0競0朋GWP羨值脆0泳0二甲醚是一種無色、具有醚香味的氣體，具有惰性、無腐蝕性、無致癌性、無毒、可燃【2】。二甲醚雖然與R600a一樣，都為可燃制冷劑，但相對于R600a，二甲醚更具有安全性，其熱力性能比R600a更好。表1為R600a和二甲醚的主要熱力性質(zhì)對比。從表1可以看出，二甲醚比R600a有更低的標(biāo)準(zhǔn)沸點和較大的臨界溫度與標(biāo)準(zhǔn)沸點比值，理論上二甲醚應(yīng)有比R600a更高的制冷效率；二甲醚的汽化潛熱比R600a更大，在同樣的制冷量下，二甲醚的充注量可以更小；二甲醚的爆炸極限比R600a更高，因此也更安全；而且作者實驗表明，二甲醚與R600a一樣，可以良好的溶解常用的礦物油和脂類油。因此，從理論上說，二甲醚比R600a更適合用作冰箱制冷劑。2.2二甲醚與R600a的理論制冷循環(huán)對比從圖1中可以看出：二甲醚具有比R600a更高的理論制冷循環(huán)系數(shù)。圖2顯示，二甲醚的壓縮機(jī)排氣溫度比R600a高，因此二甲醚直接用于R600a冰箱有可能使壓縮機(jī)和冷凝器的表面溫度更高。圖3和圖4是二甲醚與R600a的吸氣比容和單位容積制冷量的對比，從以上兩圖中可以看出，二甲醚比R600a有更大的單位容積制冷量，更小的吸氣比容，在同樣制冷量下，二甲醚的壓縮機(jī)可以做得更小。在同一套裝置上，二甲醚可以有更大的制冷量，即冰箱有更快的降溫速度。圖5為二甲醚和R600a的單位容積制冷量的比值隨蒸發(fā)溫度的變化關(guān)系，蒸發(fā)溫度越低，二甲醚與R600a的單位容積制冷量的比值越大，當(dāng)蒸發(fā)溫度為-20℃時，此比值約為1.84，即當(dāng)蒸發(fā)溫度為-20℃時，二甲醚的制冷量比R600a高約84％，二甲醚比R600a具有更好的低溫性能。圖1DME和R600a的理論COP對比圖2DME和R600a的等熵排氣溫度對比圖3DME和R600a的吸氣比容對比圖4DME和R600a的單位容積制冷量對比圖5二甲醚和R600a的單位容積制冷量的比值隨蒸發(fā)溫度的變化3.二甲醚用于R600a冰箱的實驗研究3.1實驗裝置導(dǎo)本實驗慨采用的光是一直戲冷式冰錦箱，冰畫箱容積乏為鎖20那9烤升，包今括冷凍慢室和冷領(lǐng)藏室，巷制冷劑壓為炎R60辣0賀a就，設(shè)計晉制冷劑孩充注量艷為山44總g拐，保溫碌層采脈用甲cyc晴lop清ent睛an鼓e煎，壓縮泛機(jī)采放用駛Dan淡fos廁sT桿LES浪7票K套。移實驗中鄭溫度測肉試采當(dāng)用玻T車型熱電槽偶，精蜂度孟為健±0.煎8棋℃臨；耗電公量測定奸采用單卻相電度扛表，最用小分度坑為柱0.0闊1kW郵h恢。測定蜓冰箱耗悲電量實形驗時，獄按國家鮮標(biāo)堪準(zhǔn)育GB8蒜05替9長－龜8極7源（家用講制冷器徹具電冰辰箱（冷踐藏箱）后的測試份方法）乖在冰箱殺冷凍室念內(nèi)放置式試驗包藏和測試企包瓦共螺13k誦g塊，將冰鋒箱內(nèi)試踢驗包充繪分預(yù)冷增，即冰尾箱內(nèi)試賣驗包溫瀉度不隨娛時間有闊明顯的糾降低，片然后開晴始測量雄。測量序時維持滔房間溫南度恒定赤，波動材范圍不找超調(diào)過擔(dān)±友2寶℃昏。株3.2招葛二甲醚燙用蘭于抖R60吸0釣a僅冰箱的榜耗電量憂實驗喊圖監(jiān)6才為實驗鍵測試的丹二甲醚土和珍R60威0燒a畏的耗電區(qū)量與制庸冷劑充事注量的懇關(guān)系，助從圖中架可以看喉出永：量DM恩E稼和各R60憐0放a血都隨著晴制冷劑翅的充注選量的增旗加，耗球電量先巾是減少色，而后鞏增大杯，各R60再0多a悅的最佳鑰充注量炸約輔為池44魔g啟，二甲蕩醚的最里佳充注祖量約阿為蹦32驢g藥；菜R60魚0匆a寸在最佳薪充注量象下的耗亦電量約宮為恰0.4澆2死烘，二甲烤醚在最插佳充注嘩量下的磨耗電量舅約蹄為豆0.3雷4每喂，二甲汗醚襲比艘R60蟲0尖a恐節(jié)能晚約直1考9脂％。罩圖為6D且M慘E甜和信R60的0聯(lián)a教的耗電走量與充醒注量的誰關(guān)系鼠圖倘7塘征壓縮機(jī)痕表面的犯溫度與卻充注量魯?shù)年P(guān)系憶圖冒8匹潔冷凝器吊表面溫肥度與充攀注量的追關(guān)系踩圖獸9齊支壓縮機(jī)孟表面的荷溫胸度良DM依E傲和廟R60冶0淋a根對比啟圖唯10貪五冷凝器屑表面溫含度述DM束E腔與斃R60嘴0浪a配對比扒圖予7虜和歡圖強(qiáng)8端為壓縮普機(jī)和冷炒凝器的蒜表面溫愚度和二禽甲醚的笨充注量嫂的關(guān)系偽，從圖費(fèi)中可以捷看出：效壓縮機(jī)刷表面溫驢度雖著制充注量蝶的增加料，先是覺降低，熄而后升銳高，在猜最佳充朗注量情舉況下，均壓縮機(jī)痰表面溫填度最低鄰。而冷情凝器表珠面溫度騾隨著充盡注量增償加則是圣一直升督高的。陸圖佩9澆和責(zé)圖藍(lán)1惡0糞為識DM系E冷的壓縮龜機(jī)和冷急凝器表反面溫度俱與電R60它0夕a禿的對比可，從圖揀中可以符看出：還壓縮機(jī)馳和冷凝竭器表面旨溫度的減變化二爐甲醚祖與吐R60垮0尊a震基本相朱當(dāng)，但皆在壓縮豪機(jī)開啟挪過程中示，用二悄甲醚時遇的壓縮千機(jī)和冷共凝器表墊面溫度粱的升高液比先R60扒0格a陷迅速。許3.3叔直降溫速舉度實驗夫圖盞11敵蓋冰箱冷勾卻速度俱曲線臂圖億12損冤冰箱冷揀凝器表閱面溫度脹維持房巴間溫度桂在纏27±免2羊℃模，將冰屢箱內(nèi)的弱試驗包冬移除，笛使冰箱母空載。凍在冰箱柴充分預(yù)諒熱后，棒分別充變注珍R60豐0a丑(44癢g轎)牢和二甲幻醚含(32蜂g炭)棉的降溫愈曲線如螺圖隙1承1谷所示。或從圖中幫看出，蒼充注二濕甲醚后沾，冰箱藥的降溫抄曲線較區(qū)陡，即贈降溫速偉度較快仗，這是愉由于二以甲醚的定單位容掀積制冷鍵量較大尤引起的豆。分別桐充技注塞R60尿0禽a沃和二甲宜醚時，責(zé)冰箱的脖壓縮機(jī)凈和冷凝縮器表面御溫度變闊化如宇圖姻1亦2菠和序1孩3稍所示，胳從圖中鄉(xiāng)可以看材出：充箭注二甲止醚時，襯冰箱冷恭卻時壓思縮機(jī)和株冷凝器圓表面溫鋸度較高猜，待冰唯箱運(yùn)轉(zhuǎn)傲平穩(wěn)后內(nèi)，壓縮辨機(jī)和冷掙凝器表瓦面溫度第與朝R60閱0見a昨基本相挖當(dāng)。劃圖困13盜逼冰箱壓準(zhǔn)縮機(jī)表稻面溫度津4如.外結(jié)論竭二甲醚犬是一種凈性能良匠好的環(huán)隨保型制竟冷劑，旁且與常廉用潤滑鋒油有良促好的溶刺解性，誤原擾R60鏟0喬a旗冰箱改跨用二甲寬醚后，麻冰箱的增耗電量砍減少旺約紡19嗽%撓，制冷紅量提高挖約堤8腔0拘％，冰趙箱的冷螺卻速度瀉更快，碎而且二揀甲醚的黎最佳充說注量也背比尚R60艷0識a細(xì)小，因饅此二甲煌醚勞比用R60遮0螺a舊更節(jié)能貼，更安慈全；在誘冰箱改俗用二甲洪醚后，糧壓縮機(jī)帳和冷凝辮器的表趣面溫度恩均出與局R60慢0拌a著相當(dāng)，劑二甲醚鹽可以用剖于蟲R60雪0李a錄冰箱。摟由于二形甲醚的杏標(biāo)準(zhǔn)沸螞點咐比錢R60局0雷a反更低，青系統(tǒng)內(nèi)滲的真空蛇度歲比幻R60慨0綁a鳳小，因廣此習(xí)比迅R60慰0呈a給更適于景用作冰聯(lián)箱制冷悲劑。致謝：校本研究勁是在山涂東久泰豬化工科覺技股份紗有限公窄司的資損助下完寧成的，狠在此表扣示感謝歷。糊參考文恐獻(xiàn)：話[1]灶差曹德勝妨，史掙琳唯揚(yáng)著膀。彎熊制冷劑粉使用手楚冊浴，峰鋪冶金工租業(yè)出版原社菠。道200頃3丑[2份]礙黃何忠側(cè).其二甲醚殼替棕代穿CFC末1群2初的電冰算箱模擬桿計算和境實驗研少