專利名稱：一種含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵或制冷、空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑，尤其涉及到作為冷凝溫度為60-120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)中的制冷工質(zhì)。
背景技術(shù)：
對于生產(chǎn)和生活中大量存在的、對熱能品位要求相對較低(溫度為60-160℃)的用能環(huán)節(jié)，采用熱泵供熱技術(shù)不僅有比常規(guī)供能方式更高的總能利用效率，減少CO2排放(從而降低溫室效應(yīng))，還可有效利用工業(yè)余熱、地?zé)崮?、太陽能、以及環(huán)境(空氣、土壤、地表水或淺層地下水)中蘊含的低品位熱能，減小余熱排放造成的熱污染。當(dāng)前，熱泵技術(shù)正向中高溫(冷凝溫度為80-100℃)、高溫(冷凝溫度高于100℃)熱泵方向發(fā)展，而制約其發(fā)展的關(guān)鍵問題之一，就是缺乏適合的循環(huán)工質(zhì)。以往曾用作高溫?zé)岜孟到y(tǒng)工質(zhì)的物質(zhì)有CFC11、CFC113、CFC114等，它們均為CFC類物質(zhì)，其臭氧層破壞勢(ODP)及溫室效應(yīng)勢(GWP)都很大，發(fā)達國家已于1996年禁用，發(fā)展中國家也將于2010年禁用。目前應(yīng)用較多的是以HCFC22或其替代物R407C、R410A等為工質(zhì)的空調(diào)-熱泵系統(tǒng)，能夠提供的熱水最高溫度為50-55℃(溫度再高不但使循環(huán)性能惡化，而且如果超過系統(tǒng)的壓力和排溫上限容易造成事故)，而無法提供更高溫度水平的熱能。開發(fā)環(huán)境友好、熱力性能優(yōu)良的新型工質(zhì)，對中高溫?zé)岜眉夹g(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。
本發(fā)明提供的混合工質(zhì)，是為冷凝溫度為60-120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)應(yīng)用而研制的，也可用作離心式制冷、空調(diào)機組的工質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一組適于中高溫?zé)岜脵C組應(yīng)用的新工質(zhì)，使其環(huán)境特性和循環(huán)性能俱佳。
本發(fā)明內(nèi)容介紹根據(jù)優(yōu)勢互補的原則進行組元組合，篩選得到下述性能優(yōu)良的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)。含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，由三氟碘甲烷(R13I1)、1，1-二氟乙烷(HFC152a)和1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)三種組元物質(zhì)組成。三種組元的質(zhì)量百分比為R13I1(0-50％)HFC152a(5-40％)HFC245fa(10-60％)，三種組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100％，其中三氟碘甲烷(R13I1)組分不為零。
本發(fā)明所述混合工質(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按其指定的質(zhì)量配比在常溫下進行物理混合即可。各組元物質(zhì)的基本參數(shù)如表1所示。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果(1)符合環(huán)保要求本發(fā)明的ODP等于零，多數(shù)混合工質(zhì)中的GWP較低，可見其環(huán)境特性優(yōu)良，符合保護臭氧層、減小溫室效應(yīng)的要求。(2)熱工參數(shù)適宜在中高溫?zé)岜迷O(shè)計工況下，壓力水平不高于HCFC22在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況下的壓力水平，排溫低于HCFC22壓縮機的排氣溫限。因此，可直接將本發(fā)明工質(zhì)灌注(有些工質(zhì)要求更換潤滑油)于HCFC22的空調(diào)壓縮機，無需為本發(fā)明工質(zhì)另行專門設(shè)計壓縮機。(3)循環(huán)性能優(yōu)良本發(fā)明在中高溫?zé)岜迷O(shè)計工況下的供熱COP基本在3.5以上、單位質(zhì)量供熱量基本在150kJ/kg以上、單位容積供熱量在3600kJ/m3以上，循環(huán)性能優(yōu)良。
表1中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)中所含組元的基本參數(shù)Tb正常沸點，Tc臨界溫度，Pc臨界壓力

具體實施方式
實施例1取45mass％ R13I1、33mass％ HFC152a、22mass％ HFC245fa，在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
熱泵系統(tǒng)的設(shè)計工況取為平均蒸發(fā)溫度為30℃，平均冷凝溫度為75℃，吸氣過熱度為2℃(對有些工質(zhì)，取適當(dāng)?shù)呐艢膺^熱度以保證避免濕壓縮)，過冷度為0℃。以非活塞式(如螺桿式、渦旋式等)壓縮機為例，壓縮機熱效率取0.9，電機效率、機械效率和壓縮過程定熵效率均取0.85。
實施例2取35mass％ R13I1、16mass％ HFC152a、49mass％ HFC245fa，在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
熱泵系統(tǒng)的設(shè)計工況取為平均蒸發(fā)溫度為40℃，平均冷凝溫度為85℃，吸氣過熱度為2℃(對有些工質(zhì)，取適當(dāng)?shù)呐艢膺^熱度以保證避免濕壓縮)，過冷度為5℃。以封閉式活塞壓縮機為例，壓縮機熱效率取0.9，電機效率、機械效率和壓縮過程定熵效率均取0.85，余隙容積系數(shù)取0.03。
實施例3取19mass％ R13I1、26mass％ HFC152a、55mass％ HFC245fa，在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
熱泵系統(tǒng)的設(shè)計工況取為平均蒸發(fā)溫度為50℃，平均冷凝溫度為95℃，吸氣過熱度為2℃(對有些工質(zhì)，取適當(dāng)?shù)呐艢膺^熱度以保證避免濕壓縮)，過冷度為5℃。以封閉式活塞壓縮機為例，壓縮機熱效率取0.9，電機效率、機械效率和壓縮過程定熵效率均取0.85，余隙容積系數(shù)取0.03。
根據(jù)循環(huán)計算，上述3個實施例的有關(guān)參數(shù)和循環(huán)性能指標(biāo)如表2所示。
表2本發(fā)明實施例性能

權(quán)利要求
1.一種含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，由三氟碘甲烷(R13I1)、1，1-二氟乙烷(HFC152a)和1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)三種組元物質(zhì)組成，其特征是所述三種組元的質(zhì)量百分比為R13I1(0-50％)∶HFC152a(5-40％)∶HFC245fa(10-60％)，所述三種組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100％，其中三氟碘甲烷(R13I1)組分不為零。
全文摘要
一種含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，適合作為冷凝溫度為60－120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)的制冷劑。該組混合工質(zhì)由R13I1、HFC152a和HFC245fa三種組元物質(zhì)組成，其質(zhì)量百分比為R13I1(0－50％)∶HFC152a(5－40％)∶HFC245fa(10－60％)。其制備方法是，將上述各種組元按指定的配比在常溫下進行物理混合。本發(fā)明不破壞臭氧層，溫室效應(yīng)勢較低，符合環(huán)保要求；循環(huán)性能優(yōu)良，既可采用HCFC22空調(diào)壓縮機優(yōu)化設(shè)計新工質(zhì)中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)，又可將新工質(zhì)直接應(yīng)用于原HCFC22空調(diào)機組，將原空調(diào)機組轉(zhuǎn)換為新工質(zhì)中高溫?zé)岜脵C組。
文檔編號C09K5/00GK101033389SQ20071005713
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者王懷信, 馬利敏, 鄭臣明, 張宇, 楊強 申請人:天津大學(xué)