專利名稱：R22替代物致冷劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致冷劑，特別是用于、但不專門用于空調(diào)體系的致冷劑。所述的體系特別涉及對(duì)大氣臭氧層沒有不良影響的致冷劑組合物，以及涉及可加到與通常用于致冷體系和空調(diào)體系的潤(rùn)滑劑相容的現(xiàn)有致冷劑中的組合物。本發(fā)明還涉及一種改進(jìn)致冷體系和空調(diào)體系的方法。
氟氯烴(CFCs)例如CFC11和CFC12是穩(wěn)定的、低毒性的和不可燃的，用在致冷體系和空調(diào)體系有低危險(xiǎn)的工作條件。當(dāng)它們被釋放時(shí)，它們能進(jìn)入大氣層并破壞使環(huán)境免受紫外線有害作用的臭氧層。由超過(guò)160個(gè)國(guó)家簽署的蒙特利爾協(xié)議書—一個(gè)國(guó)際環(huán)境協(xié)議—要求根據(jù)同意的時(shí)間表逐漸停止使用CFCs?，F(xiàn)在它還包括對(duì)臭氧層也有不良影響的氫氟氯烴(HCFCs)。
R22是一種化學(xué)品流體，迄今是全球致冷設(shè)備和空調(diào)設(shè)備中使用的最大量HCFC致冷劑。R22的臭氧消耗潛能(ODP)為CFC11的大約5％。CFCs停止使用以后，就體積來(lái)說(shuō)，R22的氯含量使它成為最大量的臭氧消耗物質(zhì)。R22也是蒙特利爾協(xié)定書停用計(jì)劃的對(duì)象。R22在某些國(guó)家的新設(shè)備中被禁用。
HCFC22的任何替代物都必須沒有消耗臭氧的能力。本發(fā)明的組合物不含氯原子，因此它們對(duì)臭氧層沒有有害的影響，同時(shí)在致冷體系中提供類似R22工作流體的性能。
在本專利文獻(xiàn)已使用各種術(shù)語(yǔ)來(lái)描述致冷劑混合物。它們可規(guī)定如下非共沸混合物一種在規(guī)定溫度下其蒸汽和液體組成不同的流體混合物。
溫度滑移如果非共沸混合物液體在恒壓下蒸餾，那么它的沸點(diǎn)不斷升高。從蒸餾開始一直到液相剛好消失時(shí)沸點(diǎn)的變化稱為溫度滑移。當(dāng)非共沸混合物的飽和蒸汽在恒壓下冷凝時(shí)，也觀測(cè)到這一滑移。
共沸混合物一種在規(guī)定溫度下其蒸汽和液體組成相同的、規(guī)定組成的流體混合物。嚴(yán)格地說(shuō)，例如在蒸發(fā)器條件下是共沸混合物的流體混合物在冷凝器條件下也可能不是共沸混合物。但是，只要混合物在其工作范圍內(nèi)、在某些溫度下滿足上述規(guī)定，致冷文獻(xiàn)就可能將這種混合物稱為共沸混合物。
近共沸混合物這樣一種摻混物，它在很小的溫度范圍內(nèi)沸騰，即有小的溫度滑移。
改型致冷劑混合物一種用來(lái)完全替代原CFC或HCFC致冷劑的不含氯的混合物。
補(bǔ)充致冷劑混合物一種在對(duì)設(shè)備中存留的HCFC致冷劑進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中加入的、不含氯的混合物，它是一種位于頂上部的致冷劑以改善滲漏性。
密封壓縮機(jī)這樣一種壓縮機(jī)，電動(dòng)機(jī)像壓縮機(jī)一樣在完全焊接密封的機(jī)殼中。電動(dòng)機(jī)用返回壓縮機(jī)的致冷劑蒸汽冷卻。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷凝器除去。
半密封壓縮機(jī)類似密封壓縮機(jī)；主要的差別是機(jī)殼有螺栓連接，它可打開，便于電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行維護(hù)。
開式壓縮機(jī)一種用外部電動(dòng)機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)殼的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量直接消散到環(huán)境中，而不通過(guò)冷凝器除去。這就使它比密封壓縮機(jī)的性能稍更有效，但在軸密封處可出現(xiàn)致冷劑泄露。
除非另加說(shuō)明；本說(shuō)明書涉及的百分?jǐn)?shù)和比率都以重量表示，選擇百分?jǐn)?shù)和比率共計(jì)100％。下文用字母R指HFC和HCFC。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，致冷劑組合物由1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)、五氟乙烷(R125)和一種選自沸點(diǎn)范圍為-5至+70℃的飽和烴或其混合物的添加物組成，其中R125和R134a的重量在以下范圍內(nèi)R125 50-80％R134a50-20％。
所述組合物可用作改型致冷劑混合物。正如下面討論的，組合物也可用作補(bǔ)充。組合物可用于半密封體系和密封體系。
R125和R134a的優(yōu)選重量在以下范圍R125 60-80％
R134a40-20％。
更優(yōu)選的范圍是R125 60-78％R134a40-22％。
最優(yōu)選的范圍是R125 64-76％R134a34-24％。
對(duì)于密封體系和半密封體系來(lái)說(shuō)，這些范圍是優(yōu)選的。所述的組合物也可用于開式體系。在開式體系中，優(yōu)選的重量在以下范圍內(nèi)R125 57-78％R134a43-22％。
更優(yōu)選的范圍是R125 63-76％R134a33-24％。
在開式體系中使用的R125比率可比在密封體系或半密封體系中高至多10％，優(yōu)選高至多4-5％。
在本發(fā)明的第一方面，在混合物中不含其他致冷劑。在第二方面，可加入適合用作R22補(bǔ)充的另外的致冷劑R32。
優(yōu)選的烴類添加物選自2-甲基丙烷、2，2-＝甲基丙烷、丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、環(huán)戊烷、己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2，2-＝甲基丁烷和甲基環(huán)戊烷。烴類添加劑的沸點(diǎn)優(yōu)選為20-40℃。優(yōu)選使用正戊烷、環(huán)戊烷、異戊烷及其混合物。特別優(yōu)選使用正戊烷、異戊烷或其混合物。商業(yè)上可提供的飽和烴混合物可由Phillips Petroleum International NV的商業(yè)級(jí)環(huán)戊烷、Exxon Chemical的NorparP5 S正戊烷和Shell Chemicals的異戊烷Q1111提供。
可這樣選擇戊烷和丁烷組分的相對(duì)比率，使得占組合物的0.2-5％、優(yōu)選2-4％、更優(yōu)選3-4％。在總計(jì)含有5％烴類的組合物中，可使用其數(shù)量為0.2-2％的戊烷、優(yōu)選異戊烷和相應(yīng)數(shù)量為4.8-3％的丁烷。在＜5％烴類的組合物中，例如1％或4％，可使用相對(duì)更高的丁烷/戊烷比，以便減少烴類產(chǎn)生的泄露。因此減小了可燃性危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，致冷劑補(bǔ)充混合物包含本發(fā)明第一方面的組合物。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，致冷劑組合物包含本發(fā)明第一方面的組合物和R22。本發(fā)明還提供一種改進(jìn)加有R22作為致冷劑的致冷機(jī)或空調(diào)體系的方法，所述的方法包括將本發(fā)明第二方面的組合物加到體系的致冷劑中的步驟。
在致冷體系中使用的正排量壓縮機(jī)即活塞壓縮機(jī)或旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)從曲軸箱吸入少量潤(rùn)滑劑，通過(guò)排出閥與致冷劑蒸汽一起排出。為了維持壓縮機(jī)的潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油必須強(qiáng)制通過(guò)致冷劑流圍繞的循環(huán)回路，并返回曲軸箱。CFC和HCFC致冷劑可與烴油混溶，從而將烴油帶到循環(huán)回路周圍。但是，HFC致冷劑和烴類潤(rùn)滑劑有低的互溶性，因此有效的烴油回流不可能出現(xiàn)。這一問題在蒸發(fā)器中特別嚴(yán)重，在那里低溫可使烴油的粘度增加到足以阻止它們帶到管壁。使用CFCs和HCFCs，足夠多的致冷劑留在油中，使粘度降到使油回流出現(xiàn)。
當(dāng)使用有烴類潤(rùn)滑劑的HFCs時(shí)，通過(guò)將具有以下性質(zhì)的烴類流體加到體系中可使油回流變得容易(a)在蒸發(fā)器的溫度下在潤(rùn)滑劑中有足夠高的溶解性，以便使其粘度下降；以及(b)足夠高的揮發(fā)性，在壓縮機(jī)曲軸箱中能從潤(rùn)滑劑中蒸出。
烴類能滿足這些要求。
本發(fā)明的致冷劑組合物有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。R125具有防燃特性。R125的存在使致冷劑混合物可燃性下降。HFC含量越高可使更多的正戊烷加到混合物中，從而改進(jìn)了含有傳統(tǒng)潤(rùn)滑劑例如礦物油和烷基苯油的混合物的溶解性質(zhì)。
與R22相比本發(fā)明可能有許多好處，其中包括零臭氧消耗、更低的排出溫度和更高的能力。
與HTC替代物R407C相比，本發(fā)明可能有許多好處，其中包括更好的烴油油流、在密封壓縮機(jī)中更好的電動(dòng)機(jī)冷卻、更低的排出溫度和更低的排出壓力。
本發(fā)明用以下實(shí)施例進(jìn)一步描述，但沒有任何限制的意思。
實(shí)施例1為了確定5種R125/R134a/戊烷組合物在密封體系或半密封體系中作為R22的改型替代物的適用性，用標(biāo)準(zhǔn)致冷循環(huán)分析技術(shù)評(píng)價(jià)了它們的性能。選擇分析使用的操作條件為空調(diào)體系中的典型條件。因?yàn)閾交煳餅榉枪卜谢旌衔?，所以這樣選擇蒸發(fā)器和冷凝器中溫度滑移的中點(diǎn)，以確定循環(huán)的溫度范圍。相同的溫度也用于得到R22的性能數(shù)據(jù)。
按R125/R134a摻混物的總重量計(jì)，戊烷為4％(重量)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這樣少量的戊烷被省略不計(jì)。
以下致冷劑組合物進(jìn)行循環(huán)分析1.含有44％R125和56％R134a的組合物2.含有56％R125和44％R134a的組合物3.含有64％R125和36％R134a的組合物4.含有76％R125和24％R134a的組合物5.含有80％R125和20％R134a的組合物在分析中使用以下循環(huán)條件輸入的致冷負(fù)荷 10千瓦蒸發(fā)器流體汽化中點(diǎn)溫度 7.0℃過(guò)熱 5.0℃吸入管線壓降(在飽和溫1.5℃度中)冷凝器流體汽化中點(diǎn)溫度 45.0℃過(guò)冷 5.0℃排出管線壓降(在飽和溫度 1.5℃中)液體管線/吸入管線換熱器效率 0.3壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)效率 0.85壓縮機(jī)等熵效率 0.7壓縮機(jī)體積效率 0.82附加功率室內(nèi)風(fēng)扇0.34千瓦室外風(fēng)扇0.4千瓦控制器 0.1千瓦使用這些操作條件分析空調(diào)設(shè)備中的性能的結(jié)果列入表1。為了比較，還列出R22的性能。
所有的組合物都比R22有更低的排出溫度，所以更加優(yōu)越。但是，組合物5不是優(yōu)選的，因?yàn)榕懦鰤毫Ρ萊22高2巴。組合物1是不是能接受的，因?yàn)橹吕鋭┑哪芰π∮赗22的90％。組合物2、3和4的所有性能都滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，所以滿足本發(fā)明的要求。
實(shí)施例2為了確定5種R125/R134a/戊烷組合物在開式體系中作為R22的改型替代物的適用性，用標(biāo)準(zhǔn)致冷劑循環(huán)分析技術(shù)評(píng)價(jià)了它們的性能。選擇分析使用的操作條件為空調(diào)體系中的典型條件。因?yàn)閾交煳餅榉枪卜谢旌衔?，所以這樣選擇它們?cè)谡舭l(fā)器中和冷凝器中的溫度滑移中點(diǎn)，以確定循環(huán)的溫度范圍。相同的溫度還用于得到R22的性能數(shù)據(jù)。
按R125/R134a摻混物的總重量計(jì)，戊烷為4％(重量)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這樣少量的戊烷省略不計(jì)。
以下致冷劑組合物進(jìn)行循環(huán)分析1、含有44％R125和56％R134a的組合物；2、含有56％R125和44％R134a的組合物；3、含有64％R125和36％R134a的組合物；4、含有76％R125和24％R134a的組合物；
5、含有80％R125和20％R134a的組合物。
分析使用以下循環(huán)條件致冷負(fù)荷 10千瓦蒸發(fā)器流體蒸發(fā)中點(diǎn)溫度 7.0℃過(guò)熱 5.0℃吸入管線壓降(在飽和溫 1.5℃度中)冷凝器流體冷凝中點(diǎn)溫度 4.50℃過(guò)冷 5.0℃排出管線壓降(在飽和溫 1.5℃度中)液體管線/吸入管線換熱器效率 0.3壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)效率 0.85壓縮機(jī)等熵效率 0.7壓縮機(jī)體積效率 0.82附加功率室內(nèi)風(fēng)扇 0.3千瓦室外風(fēng)扇 0.4千瓦控制器 0.1千瓦使用這些操作條件分析空調(diào)設(shè)備中的性能的結(jié)果列入表2。為了比較，還列出R22的性能。
所有的組合物都比R22有更低的排出溫度，所以更加優(yōu)越。但是，組合物5是不能接受的，因?yàn)槠渑懦鰤毫Ρ萊22的高2巴。組合物1和2是不能接受的，因?yàn)橹吕鋭┑哪芰π∮赗22的90％。組合物3和4的所有性能都滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，所以滿足本發(fā)明的要求。
實(shí)施例3為了確定5種R125/R134a/戊烷組合物在有液體管線/吸入管線換熱器的密封體系或半密封體系中作為R22的改型替代物的適用性，用標(biāo)準(zhǔn)致冷劑循環(huán)分析技術(shù)評(píng)價(jià)了它們的性能。選擇分析使用的操作條件為空調(diào)體系中的典型條件。因?yàn)閾交煳餅榉枪卜谢旌衔铮赃@樣選擇它們?cè)谡舭l(fā)器中和冷凝器中的溫度滑移中點(diǎn)，以確定循環(huán)的溫度范圍。相同的溫度還用于得到R22的性能數(shù)據(jù)。
按R125/R134a滲混物的總重量計(jì)，戊烷為4％(重量)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這樣少量的戊烷省略不計(jì)。
以下致冷劑組合物進(jìn)行循環(huán)分析1、含有44％R125和56％R134a的組合物；2、含有56％R125和44％R134a的組合物；3、含有64％R125和36％R134a的組合物；4、含有76％R125和24％R134a的組合物；5、含有80％R125和20％R134a的組合物。
分析中使用以下循環(huán)條件致冷負(fù)荷 10千瓦蒸發(fā)器流體蒸發(fā)中點(diǎn)溫度 7.0℃過(guò)熱 5.0℃吸入管線壓降(在飽和溫 1.5℃度中)冷凝器流體冷凝中點(diǎn)溫度 45.0℃過(guò)冷 5.0℃排出管線壓降(在飽和溫 1.5℃
度中)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)效率0.85壓縮機(jī)等熵效率0.7壓縮機(jī)體積效率0.82附加功率室內(nèi)風(fēng)扇 0.47千瓦室外風(fēng)扇 0.26千瓦控制器0.1千瓦使用這些操作條件分析空調(diào)設(shè)備中的性能的結(jié)果列入表3。為了比較，還列出R22的性能。
所有的組合物比R22有更低的排出溫度，所以更加優(yōu)越。但是，組合物5是不能接受的，因?yàn)槠渑懦鰤毫Ρ萊22的高2巴。組合物1和2是不能接受的，因?yàn)橹吕鋭┑哪芰π∮赗22的90％。組合物3和4的所有性能都滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，所以滿足本發(fā)明的要求。
實(shí)施例4為了確定2種R125/R134a/戊烷組合物在密封體系或半密封體系中作為R22的補(bǔ)充的適用性，用標(biāo)準(zhǔn)致冷劑循環(huán)分析技術(shù)評(píng)價(jià)了它們的性能。選擇分析使用的操作條件為空調(diào)體系中的典型條件。因?yàn)閾交煳餅榉枪卜谢旌衔铮赃@樣選擇它們?cè)谡舭l(fā)器中和冷凝器中的溫度滑移中點(diǎn)，以確定循環(huán)的溫度范圍，同時(shí)為了比較，也用于得到R22的性能。
按R125/R134a滲混物的總重量計(jì)，戊烷為4％(重量)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這一少量戊烷省略不計(jì)。
以下R22補(bǔ)充組合物進(jìn)行循環(huán)分析1、含有64％R125和36％R134a的組合物；2、含有44％R125和56％R134a的組合物。
為了確定用上述補(bǔ)充逐漸稀釋R22對(duì)設(shè)備性能的影響，對(duì)含有R22的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.0至0.0的致冷劑組合物的循環(huán)進(jìn)行分析。結(jié)果列入表4a和4b。在

圖1中，關(guān)鍵參數(shù)用平滑曲線連接的計(jì)算點(diǎn)作圖。分析中使用以下循環(huán)條件致冷負(fù)荷蒸發(fā)器 10千瓦流體蒸發(fā)中點(diǎn)溫度7.0℃過(guò) 熱 5.0℃吸入管線壓降(在飽和溫度中) 1.5℃冷凝器流體冷凝中點(diǎn)溫度45.0℃過(guò) 冷 5.0℃排出管線壓降(在飽和溫度中) 1.5℃液體管線電動(dòng)機(jī)效率 0.85℃壓縮機(jī)等熵效率 0.7℃壓縮機(jī)體積效率 0.82℃附加功率室內(nèi)風(fēng)扇0.3千瓦室外風(fēng)扇0.4千瓦控制器 0.1千瓦所有的組合物都比R22有更低的排出溫度，所以更加優(yōu)越。
在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，組合物的致冷能力比R22的大90％。含有45％以上R22的摻混物的能力等于或好于R22。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，COP(體系)在R22的2％以內(nèi)。所以，這種組合物滿足本發(fā)明的要求。
對(duì)于含有下降到20％R22的摻混物來(lái)說(shuō)，組合物2的冷卻能力比R22的大90％。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，它的COP(體系)基本上與R22的相同。所以，對(duì)于含有降到20％R22的摻混物來(lái)說(shuō)，這一組合物滿足本發(fā)明的要求。
實(shí)施例5為了確定R32/R134a/戊烷組合物在密封體系或半密封體系中作為R22的補(bǔ)充的適用性，用標(biāo)準(zhǔn)致冷循環(huán)分析技術(shù)評(píng)價(jià)了所述的組合物。選擇分析使用的操作條件為空調(diào)體系中的典型條件。因?yàn)閾交煳餅榉枪卜谢旌衔?，所以這樣選擇它在蒸發(fā)器和冷凝器中的溫度滑移中點(diǎn)，以確定循環(huán)的溫度范圍。相同的溫度還用于得到R22的性能數(shù)據(jù)。
按R32/R134a摻混物的總重量計(jì)，戊烷為4％(重量)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這一少量的戊烷省略不計(jì)。
以下R22補(bǔ)充組合物進(jìn)行循環(huán)分析組合物含44％(重量)R125和56％(重量)R134a。
為了確定用上述補(bǔ)充逐漸稀釋R22對(duì)設(shè)備性能的影響，對(duì)含有R22的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.0下降到0.0的致冷劑組合物的循環(huán)進(jìn)行分析。結(jié)果列入表5；在圖2中，結(jié)果與用平滑曲線連接的計(jì)算點(diǎn)作圖。
以下分析中使用循環(huán)條件蒸發(fā)器流體蒸發(fā)中點(diǎn)溫度7.0℃過(guò) 熱 5.0℃吸入管線壓降(在飽和溫度中) 1.5℃冷凝器流體冷凝中點(diǎn)溫度45.0℃過(guò) 冷 5.0℃排出管線壓降(在飽和溫度中) 1.5℃液體管線/吸入管線換熱器效率0.3壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)效率 0.85℃壓縮機(jī)等熵效率 0.7℃壓縮機(jī)體積效率 0.82℃
附加功率室內(nèi)風(fēng)扇 0.3千瓦室外風(fēng)扇 0.4千瓦控制器 0.1千瓦含有補(bǔ)充的所有摻混物比R22有更低的排出溫度，所以滿足本說(shuō)明書的要求。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，OP(體系)基本上等于R22的。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，致冷劑的致冷能力不小于R22的98％。對(duì)于稀釋到R22的20％，冷卻能力等于或大于R22的冷卻能力。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，排出壓力比R22的小0.5巴。
使用這些操作條件分析空調(diào)設(shè)備的性能的結(jié)果列入表5。
所以30/70的R32/R134a滿足本發(fā)明的要求。
實(shí)施例6為了確定R32/R125/R134a戊烷組合物在有液體管線/吸入管線換熱器的密封體系或半密封體系中作為R22的補(bǔ)充的適用性，用標(biāo)準(zhǔn)致冷循環(huán)分析技術(shù)評(píng)價(jià)了所述的組合物。選擇分析使用的操作條件為空調(diào)體系中的典型條件。因?yàn)閾交煳餅榉枪卜谢旌衔?，所以這樣選擇它在蒸發(fā)器和冷凝器中的溫度滑移中點(diǎn)，以確定循環(huán)的溫度范圍。相同的溫度還用于得到R22的性能數(shù)據(jù)。
按R32/R134a摻混物的總重計(jì)，戊烷為4％(重量)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這一少量的戊烷省略不計(jì)。
以下R22補(bǔ)充組合物進(jìn)行循環(huán)分析組合物含有23％(重量)R32、25％(重量)R125和52％(重量)R134a。
為了確定用上述補(bǔ)充逐漸稀釋R22對(duì)設(shè)備性能的影響，對(duì)含有R22的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.0到0.0的致冷劑組合物的循環(huán)進(jìn)行分析。結(jié)果列入表6；而圖3中，結(jié)果用平滑曲線連接的計(jì)算點(diǎn)作圖。
在分析中使用以下循環(huán)條件蒸發(fā)器流體蒸發(fā)中點(diǎn)溫度 7.0℃過(guò) 熱 5.0℃吸入管線壓降(在飽和溫 1.5℃
度中)冷凝器流體冷凝中點(diǎn)溫度45.0℃過(guò) 冷 5.0℃排出管線壓降(在飽和溫 1.5℃度中)液體管線/吸入管線換熱器效 率 0.3℃壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)效率 0.8℃壓縮機(jī)等熵效率 0.7℃壓縮機(jī)體積效率 0.82℃附加功率室內(nèi)風(fēng)扇0.3千瓦室外風(fēng)扇0.4千瓦控制器 0.1千瓦使用這些操作條件分析空調(diào)設(shè)備性能的結(jié)果列入表6。
含有補(bǔ)充的所有摻混物比R22有更低的排出溫度，所以滿足本發(fā)明的要求。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，COP(體系)不小于R22的98％。在整個(gè)稀釋范圍內(nèi)，致冷劑的致冷能力大于R22的。在整個(gè)稀釋范圍中排出壓力比R22的低2.0巴。
所以30/70比的R32/R134a滿足本發(fā)明的要求。
實(shí)施例7使用標(biāo)稱冷卻能力為56000BTU和標(biāo)稱加熱能力為56000BTU的Comfort Aire model PHEC-60-15噸屋頂熱泵評(píng)估在商業(yè)熱泵應(yīng)用中的含R125、R134a和烴類混合物的致冷劑組合物。油觀測(cè)鏡安裝在密封壓縮機(jī)上，而傳感器安裝在吸入管線和排出管線上和液體管線上。還安裝有吸入壓力表和排出壓力表。
體系按R22的冷卻方式和加熱方式操作，并紀(jì)錄了以下數(shù)據(jù)電壓、電流、吸入壓力、吸入濕度、排出壓力、挑出濕度、液體管線溫度、蒸發(fā)器溫度、環(huán)境溫度、油液面和回流供應(yīng)空氣溫度。R22進(jìn)料回收，并逐漸用以下組合物的摻混物1-6替代。
已觀測(cè)到，對(duì)于所有使用的摻混物，油回流類似R22操作水平，表明戊烷和異戊烷/丁烷添加物提供了適合的油回流。某些摻混物要求加到20％致冷劑，以便防止蒸發(fā)器結(jié)冰。已發(fā)現(xiàn)能力隨所用的組合物變化。對(duì)于所有摻混物，能耗通常較低。超過(guò)60.5％R125的摻混物的較低。對(duì)于所有的摻混物，吸入壓力和排出溫度都較低。在蒸發(fā)器出口處測(cè)量的過(guò)熱比R22高得多，而穿過(guò)蒸發(fā)器的溫度差在致冷方式中通常較高，而在致熱方式中較低。應(yīng)當(dāng)指出，戊烷和異戊烷/丁烷添加物提供了必要的油回流。摻混物3、5和6提供了最接近R22的操作溫度和壓力。
表1
表2
表3
表4a 64％/36％的R125/R134a作為R22的補(bǔ)充劑
表4b 44％/56％的R125/R134a作為R22的補(bǔ)充劑
表5 30/70的R32/R134a作為R22的補(bǔ)充劑
表6 23/25/52的R32/R125/R134a作為R22的補(bǔ)充劑
表7 5噸商業(yè)屋頂熱泵
壓力為巴(表壓)溫度為攝氏度所有的讀數(shù)為操作數(shù)小時(shí)的平均值油液面以厘米表示
權(quán)利要求
1.一種含有1，1，1，2-四氫乙烷(R134a)，五氟乙烷(R125)和一種選自沸點(diǎn)為-5至+70C飽和烴或其混合物的添加物的致冷劑組合物；其中R125與R134a的重量為R125 50-80％R134a50-20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的致冷劑組合物，其中所述的重量為R125 60-80％R134a40-20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的致冷劑組合物，其中所述的重量為R125 60-78％R134a40-22％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的致冷劑組合物，其中所述的重量為R125 64-76％R134a36-24％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的致冷劑組合物，其中所述的重量為R125 57-78％R134a43-22％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的致冷劑組合物，其中所述的重量為R125 63-76％R134a37-24％。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的致冷劑組合物，其中烴類添加物選自2-甲基丙烷、2，2-二甲基丙烷、丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、環(huán)戊烷、己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2，2-二甲基丁烷、甲基環(huán)戊烷及其混合物。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的致冷劑組合物，其中烴類添加物的沸點(diǎn)為20-40C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的致冷劑組合物，其中烴類添加物選自正戊烷、環(huán)戊烷、異戊烷及其混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的致冷劑組合物，其中烴類添加物為正戊烷。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的致冷劑組合物，其中添加物還含有丁烷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的致冷劑組合物，其中戊烷∶丁烷比值為1∶3至1∶8，優(yōu)選約為1∶5。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的致冷劑組合物，其中烴類添加物的數(shù)量為微量至10％。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的致冷劑組合物，其中烴類添加物的數(shù)量為1-8％。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的致冷劑組合物，其中烴類添加物的數(shù)量為2-4％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的致冷劑組合物，它有一定比率的R22。
17.一種含有上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的致冷劑組合物的致冷劑補(bǔ)充混合物。
18.一種改進(jìn)加有R22作為致冷劑的致冷機(jī)或空調(diào)體系的方法，所述的方法包括，將權(quán)利要求17的致冷劑補(bǔ)充混合物加到體系的致冷劑中的步驟。
19.致冷劑組合物作為R22的補(bǔ)充的應(yīng)用，其中氫氟烴組分為R32、R125和R134a，其中R32、R125和R134a的重量比為R3218-28％R125 20-30％R134a 42-62％。
全文摘要
一種含有包括1,1,1,2－四氟乙烷(HCFC134a)在內(nèi)的氫氟烴組分的致冷劑組合物,所述的組合物還含有選自沸點(diǎn)為－5至+70℃的飽和烴或其混合物的添加物。
文檔編號(hào)C09K5/04GK1377397SQ00813688
公開日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者理查德·鮑威爾, 約翰·愛德華·普爾, 約翰·德里克·卡珀, 詹姆斯·維克托·托馬斯 申請(qǐng)人:制冷產(chǎn)品有限公司