摘要
本研究采用超越传统热力学分析的量子化学方法，调查了柴油发动机尾气驱动的朗肯循环辅助蒸气压缩制冷系统的性能。本研究重点关注 R448A 及其组分，即 R32、R125、R134a、R1234yf 和 R1234ze(E)，并在系统层面和分子层面进行评估。在系统层面，朗肯 -VCR 系统采用基于 Fortran 的宏观热力学模型进行分析，其中工质的热物理性质取自 NIST 化学网络图书。在分子层面，执行了密度泛函理论 (DFT) 计算以确定分子结构参数，包括熵、热容、化学硬度和热焓修正。主要目标是探讨这些分子描述符与系统层面性能指标之间可能的关系，同时考虑到质量流量主要由循环热力学性质决定。结果表明，分子稳定性和结构有序性与系统性能密切相关。在 R448A 的组分中，R32 具有最高的化学硬度（8.19 eV）和最低的分子熵（58.9 cal/(mol·K)），表现出最优异的?性能，并实现了最高的装置?效率 44.92%。相比之下，R1234ze(E) 化学性质较软（η = 4.42 eV）且熵值较高，表现出最低的性能。此外，R32 较低的热焓修正与在选定操作条件下较高的汽化潜热有关，与其他组分相比，所需的质量流量减少了约 60%–70%。本研究表明，在制冷剂选择中，除了全球变暖潜能值（GWP）之外，化学硬度、分子熵、热容和热焓修正等量子参数也可作为重要的补充性能指标，前提是需结合宏观热力学和?分析结果进行解读。
