1、高温热泵制冷剂替代技术路线及评估方法初探Study on the alternative technical route and evaluation method of high temperature heat pump refrigerant汇报人：胡斌汇报人：胡斌20242024-产业现状Industry status目录02技术路线概览Technical route overview03替代制冷剂的特性Characteristics of alternative refrigerants04技术评估的方法与指标Method and index of techno

2、logy evaluation05总结及建议Summary and suggestionPART 01产业现状Industry status1.1产业规模主要设备类型在蒸气压缩式热泵系统中，各种类型的热泵压缩机是决定系统供热能力的核心部件，对系统的运行性能、噪声、振动、维护和使用寿命等有着直接的影响。相比较民用热泵，工业热泵的热源温度与供热温度范围宽广，热泵系统所采用的制冷剂物性也存在很大的差异，这就决定了采用不同工作温度与不同制冷剂的热泵压缩机有着各自特点。涡旋压缩机活塞压缩机离心压缩机螺杆压缩机表1-1 产业规模针对本领域的主要设备类型、年销售量（台数或/及冷量）、存量规模（国内在用的各类

3、设备系统的数量）和制冷剂的选择，对以下公司进行了尽调，得出相关的数据如表所示：压缩机厂家制冷剂压缩机台数202020212022艾默生（ZW650）R245fa56110300汉钟精机（RC2-G）R245fa8098130冰轮环境（LSR6HRB）R245fa125格力电器（CVPH710）R1233zd(E)013为山之（WW/M-TFD)R245fa036产业规模1.1产业规模1.1产业规模工业高温热泵产品总结螺杆机螺杆机活塞机活塞机离心机离心机160以上的高温供热以水制冷剂为主，多通过高温热泵辅助MVR达到，压缩机类型以大压比的螺杆、活塞式压缩机为主；120160供热区间已经有环保制冷

4、剂H(C)FOs产品的出现，此温区的大容量热泵机组以离心压缩机为主要型式；120以下的供热区间制冷剂以R245fa、R134a为主，也有很多产品以天然制冷剂NH3、CO2作为制冷剂。1.1产业规模国内工业热泵GHWS-HFO系列高温热泵机组烟台冰轮汉钟精机KMHS系列高温热泵机组雪人股份Powerbox-SRM系列热泵机组CVP系列高温热泵机组格力电器压缩机型式透平最大供热能力10MW供热介质热水最大供热温度120C压缩机型式双螺杆/透平最大供热能力10MW供热介质热水/蒸汽最大供热温度132C压缩机型式双螺杆最大供热能力1700kW供热介质热水/蒸汽最大供热温度120C压缩机型式双螺杆最大供

5、热能力6MW供热介质热水最大供热温度100C1.1产业规模国内工业热泵压缩机型式涡旋最大供热能力86kW供热介质热水/蒸汽最大供热温度120CSJKRS系列CO2热泵机组苏净安发压缩机型式活塞式最大供热能力158kW供热介质热水最大供热温度100CRB系列高温热泵机组广东碧涞ZX-DKFXRS系列热泵机组压缩机型式涡旋最大供热能力67kW供热介质热风最大供热温度120C诺通科技NT-SP系列Z蒸汽热泵机组压缩机型式双螺杆最大供热能力750kW供热介质蒸汽最大供热温度150C广东正旭1.1产业规模国外工业热泵压缩机型式活塞/双螺杆/离心最大供热能力30MW供热介质热水最大供热温度90C压缩机型式

6、活塞/双螺杆最大供热能力10MW供热介质热水最大供热温度95C江森自控(Johnson Controls)(Johnson Controls)压缩机型式单螺杆/双螺杆最大供热能力850kW供热介质热水最大供热温度130C压缩机型式透平供热能力20MW供热介质热水最大供热温度95CHeat PAC系列高温热泵机组基伊埃(GEA)(GEA)RedGenium系列高温热泵机组IWHS系列高温热泵机组Unitop系列高温热泵机组FriothermFriotherm欧适能欧适能(OchsnerOchsner)1.1产业规模国外工业热泵压缩机型式涡旋最大供热能力86kW供热介质热水/蒸汽最大供热温度120

7、C压缩机型式活塞式最大供热能力158kW供热介质热水最大供热温度100C压缩机型式涡旋最大供热能力67kW供热介质热风最大供热温度120C压缩机型式双螺杆最大供热能力750kW供热介质蒸汽最大供热温度150CSHP-C600/750系列高温热泵机组SGH系列高温热泵机组神户制钢(Kobelco)ETW系列高温热泵机组三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)西门子能源(Siemens Energy)曼恩能源(Man Energy)1.2制冷剂使用现状IndustryUseConfigurationHeat source(in/out)()Heat sink(in/out

8、)()Heating capcity*number(kW)RefrigerantCompressorCOPReferenceYearVaporDS-120-160(steam)380-660*1R245faScrew2.5-3.2 Kobe Steel20111140/245/8818,113*5CFCs/HCs3-3.3Finland2006 1215/765/9015,500-2.7Italy2008 13Oil fieldCrude oilheatingSS55-6585-95675-893*2R245faTwin-screw3.5-4.4He et al.2015 14Winemaki

9、ngCascade5-35(ambient)120(steam)150*1R410A/R245faTwin-screw 1.95(Th=14)Yan et al.2020 15Noddle dryingACHP99144.5(steam)432*1NH3-H2O-5.3Liu et al.2019 16Cascade20-3062-90270*5NH3PistonSS83125750*1WaterTwin-screwDairyCasecade20/1295/115300R290/R600Piston2.5SkaleUP2021 10DyeingDyeing liquidSS74/6494.4/

10、97.3108*1R245faTwin-screw2.4Wu et al.2016 18DryingDS+IHX55/5070/130627*1R134aTurbo3Umezawa et2011 19Wood dryingSS+DS43-6060-95143*1R245fa-1.42Zhang et al.2013 20Spray-dryingACHP75/5585/111(air)206*1NH3-H2O-3.5-4.0*Jensen et al.2015 21Electronic/Coildrying-55/5070/130627R134aPiston3Mayekawa2012 10Min

11、erals/BrickdryingParallelSS+IHX88/8496/121300R1336mzz(Z)Piston5AMT/AIT2020 10Sewage dryingDS93160700WaterTwin-screw2.9Kobelco2016 10BioethanolSS+IHX65/6020/1201,900R245faTwin-screw3.5Kobelco2019 22RecoolingHP+MVR36/34178/1831,500R704Piston1.7Olvondo2017 10Chemicalindustry-SS+MVR58118(steam)348*1R245

12、fa-3.05Lee et al.2017 23MedicineDistrictheatingJiang et al.2019 174.18Poultryhandling,heating,HeatingDSCentrifugalDryingFood高温热泵工业应用案例总结中国接受中国接受基加利修正案基加利修正案，低低GWP制冷剂亟待得到开发验证制冷剂亟待得到开发验证表中总结的高温热泵案例中三分之二以上的机组使用了R245fa和R134a等传统高GWP制冷剂作为制冷剂，其余机组采用天然制冷剂，如NH3和HC，H(C)FOs制冷剂的高温热泵应用仍在推广中。低GWP制冷剂的应用潜力总结中国接受基加利

13、修正案，低GWP制冷剂亟待得到开发验证，低GWP制冷剂的应用潜力总结如表所示：1.2制冷剂使用现状1.2制冷剂使用现状高温热泵研究现状如图所示，温升大于40、输出温度高于100、COP大于4.0存在空白区域；大部分实验室阶段的热泵系统热力完善度在50%以下，因此仍有效率提升空间；70%的实验样机以低GWP制冷剂为制冷剂。高温循环制冷剂是压缩式高温热泵的“血液”，蒸气压缩循环的关键工况点的设计与热泵制冷剂的选型直接相关，而压缩机的选型与设计也需要首先确定热泵制冷剂。热泵制冷剂往往从制冷剂中选取，而制冷剂到目前为止已经经历了近200年的发展，在过去的200年中，由于需求的不同，对制冷剂的选型要求也

14、一直变化。在高温热泵系统中，对制冷剂的选型要求大多也符合对热泵制冷剂的要求。但是，热泵制冷剂的压力温度工作范围往往更高，对热泵制冷剂的热物理性质要求更好。同时在余热回收中的热泵系统与制冷系统相比，往往具有更高的容量，因而对制冷剂的环保特性和经济性要求相应也会更高。1.2制冷剂使用现状目前，制冷剂选择原则优先考虑其全球变暖潜能(GWP)和臭氧消耗潜能(ODP)，首选ODP值为零和GWP小于150的制冷剂。在高温热泵应用中，HFC-245fa的主要替代品是HFO-1366mzz(Z)、HFO-1234ze(Z)、HCFO-1233zd(E)、HCFO-1224yd(Z)以及碳氢化合物HC-601(

15、正戊烷)和HC-600(正丁烷)。05000000002000000250000020212022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030供热量（kW）年份产业规模产业规模如图所示，产业未来发展趋势良好，为了推动碳中和的实现，需要“五碳并举”。第一，资源增效减碳；第二，能源结构降碳；第三，地质空间存碳；第四，生态系统固碳；第五，市场机制融碳。1.3产业未来发展趋势PART 02技术路线概览Technical route overview2.1高温热泵的工作原理热源出热源进蒸发器冷凝器热汇出热汇进热泵压缩机膨胀阀高温侧热泵压缩机热源出

16、热源进蒸发器复叠冷凝器低温侧热泵压缩机低温侧膨胀阀冷凝器热汇出热汇进高温侧膨胀阀单级压缩循环流程图复叠循环流程图循环泵热源出热源进蒸发器冷凝器热泵压缩机膨胀阀微压蒸汽出软化水进闪蒸罐单级压缩+闪蒸循环流程图2.1高温热泵的工作原理复叠循环流程图高温侧热泵压缩机热源出热源进蒸发器复叠冷凝器低温侧热泵压缩机低温侧膨胀阀微压蒸汽出软化水进闪蒸罐冷凝器循环泵高温侧膨胀阀循环泵热源出热源进蒸发器冷凝器热泵压缩机膨胀阀低压蒸汽出软化水进闪蒸罐单级压缩+闪蒸+蒸汽压缩循环流程图2.1高温热泵的工作原理复叠压缩+闪蒸+蒸汽压缩循环流程图高温侧热泵压缩机热源出热源进蒸发器复叠冷凝器低温侧热泵压缩机低温侧膨胀阀冷

17、凝器高温侧膨胀阀循环泵低压蒸汽出软化水进闪蒸罐2.1高温热泵的工作原理0健康风险：传统制冷剂可能对人体健康造成威胁。长时间接触这些物质可能对皮肤、眼睛和呼吸系统造成刺激，还可能导致头痛、恶心和其他健康问题。效率问题：传统制冷剂的效率受多种因素影响，包括温度、湿度和制冷空间的大小等。在某些情况下，由于这些因素的影响，传统制冷剂可能无法有效地降低温度。环境影响：传统制冷剂，如CFCs（氯氟烃）、聚合物氟化物（PFAS），HCFCs（卤代烃类制冷剂）等对环境有严重的破坏作用。它们不仅会导致臭氧层破裂，还会加剧温室效应，使全球气候变暖。050506060404能源消耗：在某些情况

18、下，传统制冷剂可能需要大量的能源来运行，这可能导致能源成本增加。可燃性和爆炸性：某些传统制冷剂是易燃的，甚至可能引发爆炸。这不仅会对设备造成损坏，还可能危及人们的生命安全。成本问题：传统制冷剂的成本相对较高，这可能会增加使用它们的设备和系统的总体成本。此外，由于需要定期更换或维修与制冷剂相关的部件，因此还涉及维护成本。2.2传统制冷剂的局限性临界温度100制冷剂的性能类型制冷剂名称化学式Tc/Cpc/barODPGWP(100yr)SGNBP/CCFCR114四氟二氯乙烷CCIF2CCIF2145.732.60.588590A13.8R113三氯三氟乙烷CCl2FCCIF221433.90.8

19、55820A147.6HCFCR124一氯四氟乙烷C2HCIF4126.737.20.03527A1-12R142b1,1-二氟-1-氯乙烷CH3CCl2F137.140.60.065782A2-10R21二氯一氟甲烷CHCI2F178.551.70.04148B18.9R123氟氯化物的1,2,2三氟乙烷C2HCl2F3183.736.60.0379B127.8HFCR134a1,1,1,2-四氟乙烷CH2FCF4101.140.601300A1-26R161一氟乙烷CH3CH2F102.250.9012A3-37.5R152a1,1-二氟乙烷CH3CHF2113.345.20138A2-2

20、4R236fa六氟丙烷CF3CH2CF3124.93208060A1-1.4R245fa五氟丙烷CHF2CH2CF3154.036.50858B114.9R245ca1,1,2,2,3-五氟丙烷CHF2CH2CH2F174.439.30716n.a25.1R365mfc五氟丁烷CF3CH2CF2CH3186.932.70804A240.2HFOR1234ze(E)霍尼韦尔CF3CH=CHF(E)109.436.401A2L-19R1336mzz(E)顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2丁烯CF3CH=CHCF3(E)137.731.5018A17.5R1234ze(Z)顺式-1,3,3,3-

21、四氟丙烯CF3CH=CHF(Z)150.135.301A2L9.8R1336mzz(Z)1，1，1，4，4，4-六氟-2丁烯CF3CH=CHCF3(Z)171.32902a133.4HCFOR1224yd(Z)1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯CF3CF=CHCI(Z)155.533.30.000121A1142.3替代制冷剂的种类与特性2.3替代制冷剂的种类与特性临界温度100制冷剂的性能（续）类型制冷剂名称化学式Tc/Cpc/barODPGWP(100yr)SGNBP/CCFCR114四氟二氯乙烷CCIF2CCIF2145.732.60.588590A13.8HFOR1336mzz(Z)1，

22、1，1，4，4，4-六氟-2丁烯CF3CH=CHCF3(Z)171.32902A133.4HP-1C3F4H2150.1235.3301A2l9.57HCFOR1224yd(Z)1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯CF3CF=CHCI(Z)155.533.30.000121A114R1233zd(E)1-氯-3,3,3-三氟丙烯CF3CH=CHCI(E)166.536.20.00034A118HCR600a异丁烷CH(CH3)2CH3134.736.603A3-11R600正丁烷CH3CH2CH2CH3152.03804A3-0.5R601a异戊烷CH3CH2CH2CH2CH3187.833.80

23、4A327.7R601正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3196.633.75A336.1自然制冷剂R717氨NH3132.3113.300B2l-33R718水H20373.9220.600A1100混合制冷剂NBY-1154.535.80523A113.5BY415044.40755A111.9BY-515543.70800A115.6ECO3980B1高温热泵制冷剂的首要特征是高沸点、高临界温度。制冷剂的沸点温度要低于蒸发温度，临界温度要高于冷凝温度，一般临界温度要高于120。高温热泵制冷剂还需要考虑环境因素，ODP为0最佳，GWP值小于150最佳；高温热泵制冷剂的热效率要高。循环的性能

24、系数（COP）和单位容积制热量（VHC）是评价热泵制冷剂热性能的重要指标。应尽可能选择COP或VHC高的制冷剂。2.4技术路线的选择依据高温热泵制冷剂还要兼顾安全性和兼容性。制冷剂要无毒，不可燃性（A 1）或 弱 可 燃 性（A2L）。因工业用高温热泵一般放在室外，制冷剂的可燃性可适当放宽。制冷剂的兼容性要考虑制冷剂与润滑油的溶解性以及制冷剂与材料的兼容性。此外，还要考虑热泵制冷剂的经济性。除考虑制冷剂本身成本比较低以外，饱和压力也要适中，设备的成本才会相对较低。2.4技术路线的选择依据PART 03替代制冷剂的特性Characteristics of alternative refriger

25、ants3.1.1 几种具有代表性的低GWP值制冷剂的性能3.1替代制冷剂的物理和化学特性制冷剂名称化学式Tcrit/Pcrit/barODPGWP100SGNBP/MW/g mol-1天然制冷剂天然制冷剂R717氨NH3132.3113.300B B2L-33.317.0R718水H2O373.9220.600A1100.018.0HCSR600正丁烷CH3CH2CH2CH3152.038.004A3-0.558.1R600a异丁烷CH（CH3）134.736.304A3-11.858.1R601正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3196.645.605A336.172.2HFCSR245f

26、a五氟丙烷CF3CH2CHF215436.50858B115.14134HFOSR1234ze（Z）顺式-1,3,3,3-四氟丙烯CHF=CHCF3(Z）150.135.301A2L9.8114.0R1336mzz（E）式-1,1,1,4,4,4-六氟-2丁烯CF3CH=CHCF3（E）137.731.5018A17.5164.1R1336mzz（Z）顺式-1，1，1，4，4，4-六氟-2丁烯CF3CH=CHCF3（Z）171.329.002A133.4164.1HP-1C3F4H2150.1235.3301A2l9.57HCFOSR1233zd（E）反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯CF3C

27、H=CHCl（E）166.536.20.000341A118.0130.5R1224yd（Z）1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯CF3CF=CHCl（Z）155.533.30.000121A114.0148.5制冷剂临界温度临界压力Mpa沸点分子量kg/kmolGWPAR5安全等级AR5单位能力%能效COP压力Pc/PeR245fa153.93.65115.05134.0858B1100%100%5.08R1233zd(E)166.53.623618.3130.51A192%110%4.88HP-1150.123.5339.57114.041A2l94%103%4.703.1.2 潜在的制冷剂替

28、代3.1替代制冷剂的物理和化学特性潜在替代物的分析目前主要集中在环境（environment）、能量（Energy）和技术经济（Economic）三个方面（简称3E模型）环境评价方面主要以GWP和ODP为主要评价指标，兼以直接排放和间接排放，并在全寿命周期内计算制冷剂的综合排放指标。能量评价指标主要是以单位容积制热系数VHC和系统的制热性能系数COP为主。3.2环境影响评估-LCCP评价模型国际制冷协会(IIR)给出的LCCP评价模型如式所示：上式中，L为设备平均使用寿命(年)；ALR为制冷制冷剂平均年泄漏率(kgyr)；EOL为设备报废后制冷剂的排放(kg)；AEC为年平均能源消耗(kWh)

29、；ER为单位电力温室气体排放(kg CO2ekwh)；MM为材料的温室气体排放率(kg CO2ekg)；m为设备质量(kg)；RM为回收材料温室气体排放(kg CO2ekg)；mr为回收材料质量(kg)；C为制冷剂充注量(kg)；RFM为制冷剂生产温室气体排放(kg CO2ekg)；RFD为制冷剂回收产生的温室气体排放(kg CO2ekg)。=+（）3.2环境影响评估-LCCP评价模型热泵型号如表所示，其中高温热泵性能按照GB/T 21362-2023商业或工业用及类似用途的热泵热水机中规定的制冷与制热年负载模型计算。序号型号制热量(kW)制冷剂品种制冷剂总充注量(kg)压缩机种类用途单台制冷

30、剂充注量(kg)单台重量(kg)1艾默生(ZW650)65R245fa2330涡旋热水58002CYK100R134a19382离心热水19.515003YKU HP100R134a13992离心热水18.215004YEWS HP100R134a2280螺杆热水4.315005YGWE HP100R134a5320螺杆热水13.115006汉钟精机(RC2-710G)710R245fa40000螺杆热水50050007冰轮环境(LSR6HRB)10000R245fa5000离心热水5000120008格力电器(CVPH710)10000R1233zd(E)20000离心热水500012000

31、3.2环境影响评估-LCCP评价模型LCCP方法给出的是某一类型和容量的机组在某运行条件下的具体排放数据，然而对于决策这来说，更需要的是对于当前制冷剂提到后温室提起减排了多少进行评判。因此，在进行LCCP比较分析时，只需要考虑主要的贡献量，通过一定的合理转化简化，可以将复杂的计算模型变得具有可操作性。所以，本文提出一下假设：(1)制冷制冷剂生产排放、设备加工排放等由于所占比例较小，评价中作为微小量忽略考虑(2)评价对比中，忽略设备非制冷制冷剂的关联因素制冷剂GWP(kg CO2/kg)R245fa858R134a1300R1233zd(E)1三种制冷剂的GWP取值时间ER(kgCO2ekwh)

32、2020623202.3ER（单位电力温室气体排放）取值3.2环境影响评估-LCCP评价模型材料MM(kg CO2ekg)铝12.6铜3.0塑料2.8钢铁1.8合计20.2原材料能耗系数MM设备寿命假定为15年。假设年泄漏率为1%，报废后的制冷剂回收率为100%。根据GB/T 213622008商业和工业用及类似用途的热泵热水机计算。本文建立了热泵系统计算工具。该工具包含3种制冷剂:R245fa、R134a和R1233zd(E)。材料制造可以设置为原始材料或回收材料和原始材料的混合。本文使用的材料制造为原始材料。3.2环境影响评估-LCCP评价模型LCCP模型虽然全面考虑

33、了制冷剂全生命周期的碳排放量，但由于计算过程复杂，且涉及实际的系统和设备运行数据，在制冷剂筛选初期难以得到全面的有效的统计数据而无法准确计算。故目前替代制冷剂选择方面还主要是以GWP和ODP两个评价指标为主。2.70 10121.00 10122.51 1012按照热泵参数下不同制冷剂所对应的按照热泵参数下不同制冷剂所对应的LCCP（kg CO2e）R245faR134aR1233zd（E）3.2环境影响评估-LCCP评价模型对于工业应用来说，热泵是否具有经济竞争力是很重要的。因此，有必要对热泵的经济性进行评价，包括总投资TCI和PBP等基本指标。=4.16 =1 (3-28)资本投资总额=+

34、(3-29)利润 热交易利润 碳交易利润 =0 （3-30）回收期 每年运营期的总用电成本 维护成本（）和折旧成本（）之和3.3经济性评价3.3 经济性评价在进行经济性评估时，设定工业电价为0.8元/度，工业燃气价格3.8元/m3，热泵年运行时间为8000小时。为了便于进行经济性分析，对不同系统类型的工业热泵机组售价进行了预估。下表仅作为工业热泵经济性分析的计算依据，不作为采购参考价。工业热泵机组预估售价系统类型单位售价(元/kW)单级热泵1000复叠热泵1500单级热泵+闪蒸1200复叠热泵+闪蒸1700单级热泵+闪蒸+单级蒸汽压缩2200单级热泵+闪蒸+双级蒸汽压缩2800复叠热泵+闪蒸+

35、单级蒸汽压缩2700复叠热泵+闪蒸+双级蒸汽压缩3300单级蒸汽压缩1000双级蒸汽压缩15003.3经济性评价3.3 经济性评价工业冷却水的上水温度一般为3032C，回水温度一般为4042C，温差812C，由于工业冷却水循环量大，极其适合作为工业热泵的热源。废热水主要指工业排出的用于冷却的废水，主要来自发电站、钢铁厂、焦化厂等。为了避免废热水直接排向环境造成热污染，往往需要采用冷却塔对其进行冷却，一方面增大了处理成本，另一方面浪费了大量余热。如果能采用工业热泵对这一部分废水进行回收，将有很好的社会价值与经济价值。热源温度变化范围一般为6090。3.3经济性评价3.3 经济性评价高温热泵压缩机

36、制冷剂采用R245fa从工业冷却水源热泵的经济性分析情况来看：制备热水(热风)：对标电锅炉，所有投资回收期均小于1年，具有极高的投资价值；对标燃气锅炉，热汇温度不超过80C时，投资回收期不超过3年，具有一定投资价值。3.3经济性评价工业冷却水源热水工业冷却水源热水(热风热风)热泵性能与经济性分析表热泵性能与经济性分析表供热温度(C)COP投资回收期(年)循环类型对标电锅炉对标燃气锅炉605.280.370.98单级热泵704.040.401.22803.130.441.74903.340.732.78复叠热泵1002.940.773.531102.590.845.881202.260.94/3

37、.3 经济性评价高温热泵压缩机制冷剂采用R245fa从工业冷却水源热泵的经济性分析情况来看：制备蒸汽：对标电锅炉，所有投资回收期均小于3.2年，具有一定投资价值；对标燃气锅炉，各个情景下均没有投资价值。3.3经济性评价工业冷却水源蒸汽热泵性能与经济性分析表工业冷却水源蒸汽热泵性能与经济性分析表供热温度(C)COP投资回收期(年)循环类型对标电锅炉对标燃气锅炉1002.830.84/复叠热泵+闪蒸1102.490.91/1202.161.02/1302.261.66/复叠热泵+闪蒸+单级蒸汽压缩1402.141.73/1502.031.80/1601.992.47/复叠热泵+闪蒸+双级蒸汽压缩1

38、701.912.61/1801.832.76/1901.762.93/2001.703.11/3.3 经济性评价高温热泵压缩机制冷剂采用R245fa从废热水源热泵的经济性分析情况来看：制备热水(热风)：对标电锅炉，所有投资回收期均小于1年，具有极高的投资价值；对标燃气锅炉，所有投资回收期不超过3.5年，具有一定投资价值。3.3经济性评价废热水源热水废热水源热水(热风热风)热泵性能与经济性分析表热泵性能与经济性分析表供热温度(C)COP投资回收期(年)循环类型对标电锅炉对标燃气锅炉1003.780.441.31单级热泵1103.070.481.811202.500.543.42高温热泵压缩机制冷

39、剂采用R245fa从废热水源热泵的经济性分析情况来看：制备蒸汽：对标电锅炉，所有投资回收期均小于2年，具有极高的投资价值；对标燃气锅炉，仅有制备温110C以下的蒸汽，投资回收期不超过3年，具有一定投资价值。3.3经济性评价废热水源蒸汽热泵性能与经济性分析表废热水源蒸汽热泵性能与经济性分析表供热温度(C)COP投资回收期(年)循环类型对标电锅炉对标燃气锅炉1003.410.521.92单级热泵+闪蒸1102.780.573.021202.260.6610.701302.651.094.38单级热泵+闪蒸+单级蒸汽压缩1402.481.126.291502.321.167.571602.191.7

40、1/单级热泵+闪蒸+双级蒸汽压缩1702.081.74/1801.991.81/1901.901.87/2001.821.93/PART 04技术评估的方法与指标Method and index of technology evaluationTOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法一、TOPSIS 核心思想与计算流程1）核心思想：使用两个基本点来评估决策选项：最优解和最劣解。若评价对象最靠近最优解同时又最远离最劣解，则为最好；否则不为最优2）公式：3）计算流程：根据环境数据、安全数据、热物理特性、成本和环保参数对制冷剂进行评估，以确定最环保的制冷剂。使用以下等式对决策矩阵进行归一化：=miij

41、ijijXXr12决策矩阵：归一化公式：4.1TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法=miijijijXXr12TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法二、熵权法的核心算法步骤 1：确定分析序列中所有评价指标序列的和 D(k).D()=1 ()（3-10）步骤 2：确定不同评价指标序列的熵 ek。=10.6478 =1 ()（3-11）()=(1)+(1 )1（3-12）=()（3-13）步骤 3：确定熵的总值 E。=1 （3-14）步骤 4：确定不同评价指标的相对权重k。=1 (1 )（3-15）步骤 5：根据归一化方法确定每个评价指标的权重k。=1 4.1TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方

42、法TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法二、熵权法的核心算法步骤 1：确定分析序列中所有评价指标序列的和 D(k).D()=1 ()（3-10）步骤 2：确定不同评价指标序列的熵 ek。=10.6478 =1 ()（3-11）()=(1)+(1 )1（3-12）=()（3-13）步骤 3：确定熵的总值 E。=1 （3-14）步骤 4：确定不同评价指标的相对权重k。=1 (1 )（3-15）步骤 5：根据归一化方法确定每个评价指标的权重k。=1 =1 4.1TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法应用制冷剂初筛使用熵权法确认各指标权重制冷剂Tcrit/KPcr

43、it/barODPGWP100SGNBP/KR717405.45113.3006239.85R718647.05220.6001373.15R600425..65R600a407.8536.3034261.35R601469.7545.60204309.25R245fa427.1536.507905288.29R1234ze（Z）423.2535.3012282.95R1336mzz（E）410.8531.50181280.65R1336mzz（Z）444.4529021306.55R1233zd（E）439.6536.20.0003411291.15R1224yd（Z）

44、428.6533.30.0001211287.15项信息熵值 e信息效用值 d权重(%)Tcrit/K0.6830.31757.453Pcrit/bar0.9560.0447.976SG0.9160.08415.241NBP/K0.9510.0498.884ODP0.9820.0183.234GWP1000.960.047.2114.1TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法应用TOPSIS评价法排序索引值正理想解距离（D+）负理想解距离（D-）综合得分指数排序R7170.861607330.445862210.3410115510R7180.4106126

45、60.901033980.686948721R6000.738322090.482157890.395055968R600a0.787694310.495097460.38595319R6010.623699270.483074990.436471116R245fa0.810839030.364959630.3103929611R1234ze（Z）0.71306380.54834860.434710017R1336mzz（E）0.746663940.595687890.443764355R1336mzz（Z）0.652885080.594875130.476754372R1233zd（E）0.

46、670431090.585951060.466379653R1224yd（Z）0.694485560.590079860.459361474根据TOPSIS+熵权法对制冷剂进行评价后，发现最适宜在高温区域应用的制冷剂为R718、其次为R1336mzz(Z)和R1233zd(E)。分析4.1TOPSIS+熵权法替代制冷剂选择方法主动式制冷剂筛排及优选方法单一制冷剂筛选流程图实际逆卡诺循环T-s图4.2主动式制冷剂筛排及优选方法单组分制冷剂计算方法流程图4.2主动式制冷剂筛排及优选方法压缩式热泵热力循环筛选路线4.3工业热泵制冷剂优选策略4.3工业热泵制冷剂优选策略PART 05总结及建议Summ

47、ary and suggestion总结及建议总结及建议热泵推荐低GWP制冷剂大温升热泵推荐低GWP制冷剂低温热泵中温热泵高温热泵超高温热泵温区--200制冷剂R290R1270R1234yfR717R744R717,R744R152aR161 R600aR1234ze(E)R600R1234ze(Z)R1224yd(Z)HP-1R601R1336mzz(Z)R1233zd(E)R718R718压缩机涡旋机、活塞机、螺杆机螺杆机、活塞机、离心机螺杆机、离心机螺杆机、离心机离心机低温高温低温高温低温高温温区/-20080020

48、60130160推荐制冷剂R717R744R717,R744R161,R152a,R600a,R1234ze(E)R290R717R744R600R1234ze(Z)R1224yd(Z)R290,R717,R744,R1270,R1234yfR601R1336mzz(Z)R1233zd(E)R718压缩机螺杆、活塞、涡旋螺杆、离心螺杆、活塞、涡旋螺杆离心螺杆活塞螺杆、离心汇报结束 感谢聆听！General PowerPoint Template Of Work report Or Scientific Report Or Work Plans汇报人：胡斌汇报人：胡斌20242024-0101-1313