專利名稱：一種長期性綠色制冷劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷劑，尤其涉及一種用于空調(diào)、熱泵及制冷系統(tǒng)中替代R22或R502的綠色長期性制冷劑。
現(xiàn)有技術(shù)中，作為空調(diào)、熱泵、制冷系統(tǒng)和低溫制冷系統(tǒng)中的制冷劑，長期以來大都使用R22或R502。1974年經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它對大氣臭氧層有破壞作用，并有溫室效應(yīng)。為此，國際上已決定發(fā)展中國家(含我國)對R502從2005年、R22從2020年起將基本禁用。
目前，國際上作為替代R22的制冷劑主要有R407C，R410A。R407C是由HFC-32、HFC-125和HFC-134a三種組份組成的；R410A是由HFC-32和HFC-125組成的。此外還有一種是由HFC-32和HFC-134a組成的。但R407C的COP比R22低10％左右；而R410A的COP低13％左右，并且單位容積制冷量增大約40％，壓縮機(jī)必須作重新設(shè)計(jì)，特別是壓力增大很多。如冷凝壓力比R22提高了60％左右，系統(tǒng)與管路也必須重新設(shè)計(jì)。HFC-32/134a的COP比R22低7％左右，特別是在惡劣工況下具有可燃性。這三種替代物雖均不破壞臭氧層，但前兩種溫室效應(yīng)還較大(R410A的GWP為1900，R407C為1600)。
國際上作為長期替代R502的制冷劑主要有R404A和R507。前者的COP比R502低15％左右，而后者的COP更低，約低了17％左右，所以均不甚理想。
本發(fā)明的目的和任務(wù)在于研究開發(fā)一種環(huán)境性能更好，即可長期替代R22或R502、而且溫室效應(yīng)(GWP值)更低的制冷劑，使其基本不需改動現(xiàn)有設(shè)備中的主要部件，并具有更為優(yōu)良的熱工性能和熱工參數(shù)。
本發(fā)明的目的和任務(wù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該制冷劑含有HFC-32和HFC-134a兩種組份，其特征是還含有FC-1311和HFC-152a兩種組份，其各組份的含量(重量百分比)分別為HFC-32 10-40％HFC-134a40-70％FC-1311 5-40％HFC-152a0-10％上述制冷劑各組份的含量(重量百分比)可分別變?yōu)镠FC-32 20-40％HFC-134a45-55％FC-1311 15-35％HFC-152a0-10％或?yàn)镠FC-32 20-40％HFC-134a40-50％FC-1311 5-20％HFC-152a5-10％本發(fā)明的另一種制冷劑，含有HFC-32和HFC-134a兩種組份，其特征是還含有HFC-227ea組份，其各組份的含量(重量百分比)分別為HFC-32 10-40％HFC-134a40-70％HFC-227ea 5-30％上述制冷劑中四種組份的含量(重量百分比)可分別變?yōu)镠FC-32 20-35％HFC-134a50-70％HFC-227ea 5-20％本發(fā)明所述的制冷劑，其制備方法是將上述各組分按其相應(yīng)的配比(重量百分比)在常溫下進(jìn)行物理混合即可。
上述組份中的HFC-32，即稱為二氟甲烷，其分子式為CH2F2，分子量為52.02，正常沸點(diǎn)為-51.7℃，臨界溫度為78.2℃，臨界壓力為5.8Mpa。
HFC-134a亦稱1，1，1，2-四氟乙烷，其分子式為CH2FCF3，，分子量為102.03，正常沸點(diǎn)是-26.1℃，臨界溫度為101.1℃，臨界壓力為4.06MPa。
FC-1311亦稱三氟碘甲烷，其分子式為CF3I，分子量為195.91，正常沸點(diǎn)為-22.5℃，臨界溫度為121.9℃，臨界壓力為4.04MPa。
HFC-152a，亦稱1，1-二氟乙烷，其分子式為CH3CHF2，分子量為66.05，正常沸點(diǎn)為-24℃，臨界溫度為96.8℃，臨界壓力為4.25Mpa。
HFC-227ea，亦稱1，1，1，2，3，3，3，-七氟丙烷，其分子式為CH3CHFCF3，分子量為170.03，正常沸點(diǎn)為-18.3℃，臨界溫度為103.5℃，臨界壓力為2.95MPa。
用以下非限定性實(shí)施例對本發(fā)明的制冷劑作進(jìn)一步的說明，將有助于對本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的理解，而不作為對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書來限定。
實(shí)施例1取30％的HFC-32，35％的HFC-134a和35％的FC-1311，將這三種組份在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例2取40％的HFC-32，45％的HFC-134a，5％的FC-1311和10％的HFC-152a這四種組份進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例3取26％的HFC-32，69％的HFC-134a和5％的HFC-227ea三種組份在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
若空調(diào)、熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況取為蒸發(fā)溫度為7.2℃，冷凝溫度為54.4℃，過冷度為8.3℃，吸氣溫度11.1℃，壓機(jī)效率為80％，根據(jù)循環(huán)計(jì)算，將上述實(shí)施例1、2和3的有關(guān)參數(shù)以及與R22及現(xiàn)有三種替代物的比較列于表1.
表1 實(shí)施例制冷劑的性能與R22及現(xiàn)有三種主要替代物的比較
*均為與R22的相對值。
由上表可見，這三個實(shí)施例的環(huán)境性能ODP和GWP均比R22好，而且GWP也比現(xiàn)有兩種替代物R407C和R410A好，比HFC-32/134a好或相當(dāng)。從排氣溫度看，這三種實(shí)施例也均與R22相當(dāng)或略低。冷凝壓力、蒸發(fā)壓力等參數(shù)均與R22相近，而且均處于允許范圍，可直接充灌。從熱工性能看，COP雖比R22略低，但比現(xiàn)有兩種替代物R407C和R410A好，而與HFC-32/134a相當(dāng)。冷量均比R22和現(xiàn)有替代物大或相等，也即意味著充灌量可比它們少或相當(dāng)。容積制冷量大致與R22基本相當(dāng)，有的還高百分之幾。這三個實(shí)施例與現(xiàn)有三種替代物R407C、R410A和HFC-32/134a一樣，都需要更換潤滑油。
實(shí)施例4取35％的HFC-32，50％的HFC-134a和15％的FC-1311這三種組份在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例5取40％的HFC-32，45％的HFC-134a，5％的FC-1311和10％的HFC-152a這四種組份在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例6取32％的HFC-32，58％的HFC-134a和10％的HFC-227ea三種組份在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
若低溫制冷工況為蒸發(fā)溫度-30℃，冷凝溫度40℃，過冷度0℃，吸氣溫度18℃，壓機(jī)效率70％，根據(jù)循環(huán)計(jì)算，將上述實(shí)施例4、5和6的有關(guān)參數(shù)以及與R502及現(xiàn)有兩種替代物的比較列于表2。
表2 實(shí)施例制冷劑的性能與R502及現(xiàn)有兩種主要替代物的比較
*均是與R502的相對比值。由上表可見，這三個實(shí)施例的GWP值比R502和現(xiàn)有兩種主要替代物均低，說明環(huán)境性能更好；壓力參數(shù)與R502相當(dāng)，而且比現(xiàn)有兩種主要替代物均低。從熱工性能看，無論COP、冷量和容積制冷量也均比R502和現(xiàn)有兩種主要替代物好。這三個實(shí)施例與現(xiàn)有兩種主要替代物一樣，需要更換潤滑油。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果其環(huán)境性更好，不破壞臭氧層，可長期替代R22或R502，且溫室效應(yīng)(GWP值)較小。在不需改動現(xiàn)有設(shè)備中的主要部件和生產(chǎn)線的前提下，無論COP、冷量和容積制冷量也均比現(xiàn)有的替代物要好，因而本發(fā)明具有更為優(yōu)良的熱工性能和熱工參數(shù)，并可直接進(jìn)行充灌。
權(quán)利要求
1.一種長期性綠色制冷劑，含有HFC-32和HFC-134a兩種組份，其特征是還含有FC-1311和HFC-152a兩種組份，含量(重量百分比)分別為HFC-32 10-40％HFC-134a40-70％FC-1311 5-40％HFC-152a0-10％
2.按照權(quán)利要求1所述的一種長期性綠色制冷劑，其特征是上述制冷劑中四種組份的含量分別為HFC-32 20-40％HFC-134a45-55％FC-1311 15-35％HFC-152a0-10％
3.按照權(quán)利要求1所述的一種長期性綠色制冷劑，其特征是上述制冷劑中各組份的含量(重量百分比)分別為HFC-32 20-40％HFC-134a 40-50％FC-1311 5-20％HFC-152a 5-10％
4.一種長期性綠色制冷劑，含有HFC-32和HFC-134a兩種組份，其特征是還含有HFC-227ea組份，各組份含量(重量百分比)分別為HFC-32 10-40％HFC-134a 40-70％HFC-227ea5-30％
5.按照權(quán)利要求4所述的一種長期性綠色制冷劑，其特征是上述各種組份的含量(重量百分比)分別為HFC-32 20-35％HFC-134a50-70％HFC-227ea 5-20％
全文摘要
一種長期性綠色制冷劑,涉及一種用于空調(diào)、熱泵和制冷系統(tǒng)中替代R22或R502的制冷劑。該制冷劑除含有HFC－32和HFC－134a兩種組分外,還含有FC－1311和HFC－152a兩種組分或含有HFC－227ea組分。該制冷劑具有不破壞臭氧層,與現(xiàn)有替代物相比,其環(huán)境性能更好,溫室效應(yīng)(GWP值)較小,因而可長期替代R22或R502。不需改動現(xiàn)有設(shè)備中的主要部件和生產(chǎn)線,可直接充灌,而且具有良好的熱工性能和熱工參數(shù)。
文檔編號C09K5/00GK1189525SQ9810088
公開日1998年8月5日 申請日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月6日
發(fā)明者朱明善, 史琳, 韓禮鐘, 葉茂 申請人:清華大學(xué), 北京井上青華制冷技術(shù)有限公司