我國開發(fā)的熱泵熱水器的出水溫度一般能達(dá)到50e的要求，不過壓縮機(jī)的高壓過高，機(jī)組的COP相對較低，尤其在冬季。目前，我國熱泵熱水器的技術(shù)水平比較低。在市場的推動下，熱泵熱水器的研究已成為熱點科研之一。其中，工質(zhì)優(yōu)選是熱泵熱水器研究的一項重要攻關(guān)課題。

　　在優(yōu)選空氣源熱泵熱水器的工質(zhì)時，要滿足以下原則：1）符合我國環(huán)保政策，即ODP、GWP值較??；2）在工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力，壓縮比不宜過大；3）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好；4）具有盡可能大的單位容積制冷量；5）密度小、黏度小、導(dǎo)熱系數(shù)大；6）無毒、不可燃、不爆炸，使用安全；7）原料來源充足，制造工藝簡單、價格便宜；8）在保證出水溫度（5560e）的前提下，獲得較高的COP；9）可使用R22的壓縮機(jī)。

　　從的物性分析可知：R410A具有較低的臨界溫度，使得熱水器的出水溫度受到限制；R407C也具有相對較低的臨界溫度，即使能達(dá)到要求的出水溫度，但會造成較低的COP，；R417A與R22相比，具有較大摩爾質(zhì)量，較低的臨界溫度，較低的臨界壓力；R134a與R22相比具有較大的摩爾質(zhì)量，較低的臨界壓力，偏離R22臨界壓力較遠(yuǎn)；TJR01的摩爾質(zhì)量、臨界壓力、ODP與R22相差無幾，并且臨界溫度較高，有利于產(chǎn)生較高溫度的熱水。工質(zhì)R407C、R417A、R410A，TJR01存在溫度滑移，尤其是TJR01溫度滑移較大，有利于換熱。

　　中高溫?zé)岜霉べ|(zhì)的安全性中高溫空氣源熱泵熱水器的工質(zhì)不能危害人類健康和財產(chǎn)安全。關(guān)于工質(zhì)的安全性要求，ANSIPASHRAE3421997規(guī)定了制冷劑的安全分類<9>，如所示。其中文獻(xiàn)<10>也對安全性指標(biāo)進(jìn)行了闡述：急性毒性指標(biāo)包括對生命或健康有危險的極限（IDLH），50%的測試動物致命濃度（LG50），*低影響觀察濃度（LOEL），無影響的觀察濃（NOEL）及50%的測試動物受影響的有效濃度（EC50）等；慢性毒性指標(biāo)包括安全閾值2時間加權(quán)平均值（TLV2TWA）和允許暴露極限（PEL）等。按照安全性分析指標(biāo)對所選的中高溫?zé)岜脽崴鞴べ|(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果見。

　　從中分析可知，從安全數(shù)據(jù)方面，TJR01工質(zhì)的TLV2TWA指標(biāo)低于其他工質(zhì)，另外兩項指標(biāo)略高于其他工質(zhì)；從安全分類方面，差別不大；從毒性數(shù)據(jù)方面，TJR01明顯優(yōu)于其他工質(zhì)?？傮w上，TJR01具有較高的安全性。

　　中高溫?zé)岜霉べ|(zhì)的溶油性為了減少壓縮機(jī)的運(yùn)動部件之間的摩擦以及縫隙間的泄漏，壓縮機(jī)內(nèi)都要加入一定量的潤滑油。工質(zhì)與潤滑油在系統(tǒng)內(nèi)相互混合，它們之間能否互溶對熱泵機(jī)組和循環(huán)系統(tǒng)都有一定的影響。

　　若制冷劑與潤滑油不相溶，潤滑油就可能在換熱器中沉積，并在換熱表面形成油膜，降低傳熱效果。在R22空調(diào)用壓縮機(jī)內(nèi)直接充灌其他工質(zhì)時，必須要考慮潤滑油是否相溶。因為R134a與R22的潤滑油不相溶，所以不能直接充灌替代R22.另外混合工質(zhì)R417A、R407C也都含有R134a，故不宜直接充灌。目前使用的碳?xì)浠衔颮290、異丁烷R600a等可與熱泵機(jī)組常用的礦物潤滑油相溶。

　　從溶油性角度，R410a和TJR01具有明顯的優(yōu)勢。

　　中高溫?zé)岜霉べ|(zhì)的循環(huán)性能分析中高溫空氣源熱泵熱水器的工質(zhì)選取，在保證工質(zhì)綠色環(huán)保和熱水出水溫度要求的前提下，還要盡可能選用節(jié)能型工質(zhì)，使得熱泵熱水器的COP較大以突出其高效經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點。本文采用CSD方程<11>對各組工質(zhì)的循環(huán)參數(shù)進(jìn)行計算。

　　CSD方程p=RTv@1+y+y2-y3（1-y）3-av（v+b）（1）y=b4v（2）式中：p、v為制冷劑的壓力比體積；a、b為有關(guān)溫度T的關(guān)聯(lián)函數(shù)；a（T）=a0exp（a1T+a2T2）；b（T）=b0+b1T+b2T2，其中：a0、a1、a2、b0、b1、b2為每一工質(zhì)的物性參數(shù)，用物質(zhì)的已知飽和蒸汽壓、液相及汽相比容優(yōu)化得出。

　　應(yīng)用于混合工質(zhì)時，其混合法則：b=bixi（3）a=aijxixj（4）式中：aij=（1-kij）（aiaj）0.5，kij=kji，kij=kji=0在理論計算時，對以下幾個參數(shù)進(jìn)行設(shè)定：壓縮機(jī)的效率Gcs=0.75，蒸發(fā)溫度（當(dāng)量蒸發(fā)溫度）te=7e，過熱度$Hsh=5e，過冷度$Hsc=5e.對于具有溫度滑移的混合工質(zhì)，其蒸發(fā)溫度、冷凝溫度都取當(dāng)量值，也即是在蒸發(fā)、冷凝的各自過程中，溫度滑移始末的平均值。計算結(jié)果，6.

　　從中可知，當(dāng)冷凝溫度在5061e時，R134a的COP比R22的略大；當(dāng)冷凝溫度大于61e時，R22的COP比R134a略大。比R22的COP稍低的工質(zhì)依次是TJR01、R407C、R417A、R410A，其中R410A的COP比R22低很多。

　　從排氣壓力角度比較：R410A和R407C排氣壓力都比R22大，尤其是R410A；R417的排氣壓力較為接近R22，但比R22略低；而RTJR01和R134a的排氣壓力比較接近，并都比R22低的多。

　　從中的溫度滑移來看，R22、R410A和R134a沒有溫度滑移，換熱器的換熱效果較差，而TJR01、R407C和R417A都存在溫度滑移，其中TJR01的溫度滑移較大，其換熱器的換熱效果*佳。

　　綜合上述循環(huán)性能分析可知，TJR01的COP和壓縮機(jī)的壓比都比較接近R22，并且TJR01的壓縮機(jī)排氣溫度、排氣壓力都比R22低，優(yōu)點更為突出的是TJR01具有較大的溫度滑移，換熱效果*佳，這個優(yōu)點是其它幾種工質(zhì)所不能比擬的。

　　結(jié)論1）中高溫空氣源熱泵熱水器的工質(zhì)優(yōu)選，既要符合一般工質(zhì)的篩選原則，又要符合中高溫空氣源熱泵熱水器的特殊性和實際要求。2）TJR01替代R22，既可保證要求的出水溫度，又能盡量降低壓縮機(jī)的排氣壓力、排氣溫度，提高機(jī)組的COP，還能保證R22壓縮機(jī)在正常工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。