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1、浙江巨化新材料研究院有限公司低环境温度热泵替代制冷剂开发单位：浙江巨化新材料研究院有限公司报告人：刘宇飞 主任/研究员/博士JXL系列第一届制冷节能降碳与制冷剂替代技术发展会议1浙江巨化新材料研究院有限公司2研发背景（1/4）2021年4月16日，我国正式接受基加利修正案2022配额基准年，2024年基线管控，至2029年削减10%，2035年削减30%，2040年削减50%基加利修正案HFCs削减时间表生物医疗低温存储市场环保替代制冷剂开发符合国家和巨化集团“绿色化发展”发展战略疫苗冷链设备包括疫苗冰箱、疫苗冷库，以及保温箱、冷藏车等疫苗运输设备，作为高端医疗科技产品在后疫情时代，迎来爆发式

2、增长。浙江巨化新材料研究院有限公司研发背景（2/4）原子构成数6个9个12个化学性质不稳定（与化学性质稳定的物质混配）单一物质不易使用相对化学性质稳定单一物质较易使用R1123GWP=0.005大气寿命1.4天R1336mzz(Z)GWP=2.08大气寿命27天R1234yfGWP=0.501大气寿命12天R1132aGWP=0.052大气寿命4.7天R245faGWP=962大气寿命7.7年R32GWP=771大气寿命5.4年R134aGWP=1530大气寿命14年R23GWP=14600大气寿命228年HFOs低温工况 空调工况车用空调余热利用 (100)80 40535 54510020

3、0HFCs“引入CC双键，其sp2杂化轨道上的氢键与官能团置换后，键的结合力相对较弱，在平流层中被活性 OH置换后，与O2等加成反应为CO2和HF。”图 HFOs分子模型（乙炔）3浙江巨化新材料研究院有限公司44研发背景（3/4）项目制冷剂R404AR407CR410AR134aR744分类HFC混合物HFC混合物HFC混合物HFC自然制冷剂GWP*392001ODP00000蒸发温度段冷冻-45-20冷藏高温*注：GWP数值引用 IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）AR5 报告手册图 不同制冷剂的蒸发温度使用范围Evaporation temperature ra

4、nge of the refrigerants表 中低温段的主要制冷剂Main refrigerants for condensing unitsJXL已替代R404A设计，蒸发温度范围在-45-5浙江巨化新材料研究院有限公司55研发背景（4/4）项目现行制冷剂替代制冷剂HFC系列HFC系列HFO系列R404AR407CR410AJXL-02JXL-03R448AR449A组成（wt%）R1234yf-20.025.3R1234ze(E)-7.0-R134a4.052.0-21.025.7R32-23.050.026.024.3R12544.025.050.026.024.7R143a52.0

5、-ODP0000000GWP392006安全等级A1A1A2LA1A1A1A1物性冷凝压力(kPa)205218632730R448A,R449A相当20071986蒸发压力(kPa)513416679R448A,R449A相当465461排气温度(C)7制冷量(kJ/m3)268126053794R448A,R449A相当27732741理论COP3.723.963.76R448A,R449A相当3.903.90蒸发器温度滑移(K)0.374.220.0724K4.003.60表 现行与替代制冷剂的特性Characterist

6、ics of convectional and alternative refrigerants使用REFPROP（Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database）Ver.10.0的理论计算结果。计算条件：平均冷凝温度45，冷凝器出口过冷度0 K；平均蒸发温度5，压缩机吸气温度18。浙江巨化新材料研究院有限公司研发基础（1/2）6浙江巨化新材料研究院有限公司研发基础（2/2）研发团队，实验室研究实力为环保制冷剂的研发提供保障物性模拟7浙江巨化新材料研究院有限公司制冷剂安全等级表 可燃性制冷剂分类Table Flam

7、mability classification of refrigerants可燃性分类分类标准典型制冷剂A1（不燃）在 60、101.3kPa 条件的实验条件下，不会形成火焰传播R11、R12、R22、R125A2（可燃）在 60、101.3kPa 条件的实验条件下，会形成火焰传播；爆炸下限0.1 kg/m3且燃烧热19000 kJ/kgR152a、R142bA2L（微可燃）满足 A2 类的要求，且燃烧速度10 cm/sR32、R143a、R1234yfA3（易燃）会形成火焰传播；爆炸下限0.1 kg/m3或燃烧热19000 kJ/kgR290、R600a、R12708浙江巨化新材料研究院有

8、限公司泄漏测试泄漏实验序号充注量（WCF）温度（ASHRAE 标准34）储存/运输情况下泄漏1满仓（最大液相充注量）90%54.42-40或泡点+10中更高温度点3-36.154.4中的WCFF，若无WCFF，23设备中泄漏4满仓（最大液相充注量）15%605-40或泡点+10中更高温度点6-36.154.4中的WCFF，若无WCFF，23反复充注泄漏实验7满仓（最大液相充注量）15%23注：混有R32、R1234yf等的制冷剂，由于R32燃烧下限高，燃烧速率高；而R1234yf燃烧下限低，燃烧速率低。有可能存在燃烧极限和燃烧速率两个WCFF。物质LFL vol%23,50%RHUFL vol

9、%35,0%RHBV cm/sR3214.429.31.20.3R1234yf6.212.06.7表 泄漏场景Table The leakage scenarios9浙江巨化新材料研究院有限公司10燃爆测试序号项目参数1爆炸容器内部容积12 L4点火额定电压15 kV5点火额定电流30 mA6火花持续时间0.4 s7电极间距6.4 mm8实验温度60 C9实验压力1 bar燃爆试验依据ASTM E681，ASHRAE 34 Standard执行表 12L球爆炸实验装置的技术参数Table Technical parameters of 12 L ball explosion experimen

10、tal device图 12L烧瓶火焰传播装置Fig.12L Flask Flame Propagation火焰传播浙江巨化新材料研究院有限公司燃爆测试vol%：8vol%：10vol%：12vol%：13vol%：15vol%：17依据ASTM E681标准进行FL6000测试。在最佳空气比例范围8.017.0 vol%进行燃烧实验()()()()()()()222reactantsproducts1combustionC H FO42 O2 COHF+2 COFmixtureComponent reactantsproductsabcdnfififfacbdacbbcbhm hihhh=+

11、=制冷剂混合物的反应化学计量（燃烧热hcombustion）11浙江巨化新材料研究院有限公司12兼容性测试12 NO.1/21d 90 NO.2/14d 175 NO.3/14d 175 NO.4/14d 175 NO.5/14d 175 NO.6/14d 175 JXL、POE、材料兼容性测试JXL与现有POE、压缩机等内部材料兼容性良好依据 ANSI/ASHRAE Standard 97-2017 中的玻璃管封装方法执行。浙江巨化新材料研究院有限公司13直接替换测试（1/2）13空载，定环境温度为30，变冰箱中间温度，简称箱体温度箱体温度/降温时间/min耗电量/kWh冷凝压力/MPa稳定

12、1h耗电量JXLR404AJXLR404AJXLR404AJXLR404A-2015.316.01.111.281.501.50-3020.021.31.431.611.491.48-3523.324.31.641.821.491.49-4028.027.31.932.111.501.50-4539.043.32.653.131.511.493.854.35 低温冷冻冰箱性能测试低温冷冻箱GY-6550浙江巨化新材料研究院有限公司1414设备显示温度/降温时间/min耗电量/kWh冷凝压力/MPa稳定1h耗电量JXLR404AJXLR404AJXLR404AJXLR404A-207.77.70

13、.600.621.501.49-301112.70.840.961.511.51-351415.71.041.131.481.49-4019.721.01.431.521.501.49-4526.328.01.902.041.491.484.064.25直接替换测试（2/2）JXL较R404A，降温时间缩短5%-10%，节能5%-15%含负载，定环境温度为30，变设备显示温度，测量点为蒸发器出风口温度 低温冷冻冰箱性能测试低温冷冻箱GY-6550浙江巨化新材料研究院有限公司结论1.JXL是一款既能灵活应对制冷剂转换过渡期，又能满足市场对低GWP和低运行成本要求的R404A替代产品。2.对JXL进行了严格安全等级测试，确定为A1。3.低全球升温潜能值制冷剂的机型阵容将逐步扩大到室外中型区域（3.75 至 6.0 千瓦级别）和室内安装区域4.巨化集团将持续推出符合中国国情的低GWP制冷剂替代方案，并将承担“含氟新材料”领域国产化替代在中低温度段，开发了可替代R404A的低GWP制冷剂，同时通过配方优化在不更换设备情况下，提升制冷效率最高达15%。JXL系列感谢倾听！15