【摘 要】
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随着制冷剂相关法规的不断出台,温室效应潜能值（GWP）较高的制冷剂已被纳入逐步淘汰计划,新一代环境友好型制冷剂的研究成为行业热点。HFO-1243zf因不破坏臭氧层、大气寿命短、GWP极低,能够满足相关制冷剂环保法规条例的要求,被视为空调和制冷系统中R-134a等传统制冷剂的潜在替代品。然而,HFO-1243zf具有可燃性,并且在制冷剂可燃性分类中被归为2类,一定程度上阻碍了HFO-1243zf的
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随着制冷剂相关法规的不断出台,温室效应潜能值（GWP）较高的制冷剂已被纳入逐步淘汰计划,新一代环境友好型制冷剂的研究成为行业热点。HFO-1243zf因不破坏臭氧层、大气寿命短、GWP极低,能够满足相关制冷剂环保法规条例的要求,被视为空调和制冷系统中R-134a等传统制冷剂的潜在替代品。然而,HFO-1243zf具有可燃性,并且在制冷剂可燃性分类中被归为2类,一定程度上阻碍了HFO-1243zf的实际应用。为精确评估HFO-1243zf制冷剂及其混合物的可燃性风险,本研究测量了HFO-1243zf及其混合物的可燃浓度极限和火焰传播速度,并分析研究了温度、湿度、反应容器、可燃剂以及阻燃剂对HFO-1243zf可燃浓度极限和燃烧速度的影响规律和作用机理。参考ASHRAE 34标准和ISO 817标准,本文设计建立了制冷剂可燃浓度极限和火焰传播速度综合实验系统。探究了HFO-1243zf的可燃浓度极限与燃烧速度以及可燃浓度极限与外部环境的关系,并使用Jones法获得了与可燃浓度极限实验值最接近的估算值。研究表明温度升高对HFO-1243zf的燃烧具有促进作用,而湿度增大对HFO-1243zf的燃烧具有微弱的影响性。基于长玻璃管法所测得的HFO-1243zf的可燃浓度范围小于基于球型玻璃烧瓶法的实测结果。本文研究了HFO-1243zf/R-E170二元混合物的可燃浓度极限和燃烧速度。对于HFO-1243zf/R-E170混合物而言,HFO-1243zf的加入降低了R-E170的可燃性风险。HFO-1243zf/R-E170混合物的可燃浓度极限可以采用Le Chatelier公式进行估算,估算值与实验值吻合良好。HFO-1243zf/R-E170混合物的燃烧速度与混合物浓度有关,呈现先增后减的趋势。基于实测结果,结合ISO 5149标准,评估了不同条件下舒适性空调系统中HFO-1243zf/R-E170混合制冷剂的最大允许充注量。惰化HFO-1243zf的可燃性能有效降低燃爆风险,本文测量分析了阻燃剂R-744、R-227ea、R-125和R-134a对HFO-1243zf可燃性的惰化作用。四种阻燃剂的临界抑爆比依次为:R-744（3.1）＞R-134a（1.42）＞R-125（0.68）＞R-227ea（0.58）,说明R-227ea具有最高的阻燃效率。比较了临界抑爆比和基团贡献法估算结果差异。最后,从可燃物和氧化剂的稀释、可燃物和氧化剂的隔离、自由基的产生和消耗等方面分析了R-744、R-227ea、R-125和R-134a对HFO-1243zf可燃性抑制效果差异的机理。RF/H（氟氢比）越大,以及热分解产生CF3、CF2等阻燃自由基越多的阻燃剂对HFO-1243zf可燃性的惰化效果就越好。
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