專利名稱：用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷、熱泵循環(huán)工質(zhì)。特別是涉及一種蒸發(fā)溫度為60-130°C的用 于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)。
背景技術(shù)：
如今，節(jié)能減排問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視，各種節(jié)能新技術(shù)新設(shè)備不斷涌 現(xiàn)出來(lái)，但是，低溫余熱發(fā)電技術(shù)還不夠成熟，因?yàn)?，?duì)于低于150°C的低溫低壓(或常壓) 余熱熱源，是不能用常規(guī)發(fā)電技術(shù)發(fā)電的。有機(jī)工質(zhì)循環(huán)螺桿膨脹機(jī)系統(tǒng)，恰好彌補(bǔ)了這個(gè) 不足。這一系統(tǒng)可用于低溫余熱回收，可以發(fā)電或作為動(dòng)力拖動(dòng)泵與風(fēng)機(jī)。此外，我國(guó)能源 利用率低，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，含熱資源量大而廣，也為該項(xiàng)技術(shù)提供了廣闊的空間。采用 膨脹機(jī)的低溫朗肯循環(huán)，不僅可以回收利用低溫余熱資源，減少C02排放，從而降低溫室效 應(yīng)，還可以降低制造成本，當(dāng)前，螺桿膨脹機(jī)低溫朗肯循環(huán)技術(shù)的發(fā)展方向在于提高系統(tǒng)效 率，而決定其發(fā)展的關(guān)鍵之一，就是缺乏合適的循環(huán)工質(zhì)。以往曾用作朗肯循環(huán)的工質(zhì)的物 質(zhì)有CFC12，CFC113，CFC22等，它們的臭氧破壞勢(shì)(ODP)及溫室效率勢(shì)(GWP)都很高，正逐 步在禁用。目前低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)使用的工質(zhì)全部集中在純質(zhì)上，大多以丁烷戊烷等為代 表的烷類為工質(zhì)，其它應(yīng)用到實(shí)際的有機(jī)工質(zhì)比較少，僅有R134a，氨等少數(shù)幾種工質(zhì)。烷類 物質(zhì)雖然循環(huán)熱力性能較好，但其極易燃易爆，具有較高危險(xiǎn)性，因而限制了其進(jìn)一步推廣 使用。R134a，氨等工質(zhì)循環(huán)壓力較高，實(shí)際應(yīng)用中對(duì)設(shè)備耐壓性要求較高。因此，開(kāi)發(fā)環(huán)境 友好型，熱力性能優(yōu)良，實(shí)際應(yīng)用安全可靠的新型工質(zhì)，對(duì)螺桿膨脹機(jī)低溫朗肯循環(huán)技術(shù)的 發(fā)展至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種可作為蒸發(fā)溫度為60-130°C的以低溫工 業(yè)余熱資源，同時(shí)，也可以作為地?zé)?、太?yáng)能等可再生能源為熱源的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的用 于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混 合工質(zhì)，是由 HCFC-123 (2，2- 二氯-1,1,1 三氟乙烷)，HFC-245fa(l, 1,1,3,3-五氟丙烷)， HFC-152a(l. 1 二氟乙烷)，HFC-134a(l, 1,1, 2-四氟乙烷)四種有機(jī)工質(zhì)中的二元或三元 組成的混合工質(zhì)。所述的混合工質(zhì)的具體組合配比(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))如下R123/R152a :50-90/10-50% ；R123/R245fa :50-70/30-50% ；R123/R134a :30-65/35-70% ；R245fa/R152a :45-90/10-55% ；R245fa/R134a :50-85/15-50% ；R123/R245fa/R152a :20-80/15-50/5-50% ；
R123/R245fa/R134a :25-65/10-50/25-55% ；R123/R152a/R134a :40-90/0-20/10-50% ；R245fa/R152a/R134a :20-60/5-20/30-50%。每種混合工質(zhì)的各組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%。所述的混合工質(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按所設(shè)定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行 物理混合。本發(fā)明的用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，具有如下特點(diǎn)(1)符合環(huán)保要求0DP等于零，GWP也很低；(2)熱工參數(shù)適宜在低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況(如平均蒸發(fā)溫度70°C， 平均冷凝溫度40°C，飽和蒸汽)下蒸發(fā)壓力900kPa左右，冷凝壓力300kPa左右，膨脹比在 2. 3左右；(3)循環(huán)性能優(yōu)良本發(fā)明混合工質(zhì)在設(shè)計(jì)工況下單位質(zhì)量循環(huán)凈功輸出比純工 質(zhì)有所提高，大約在Hkj/kg左右，朗肯循環(huán)效率大約在8%左右；(4)循環(huán)熱利用率較高本發(fā)明為非共沸混合物，相變時(shí)存在明顯溫度滑移，與傳 熱溫差相配合，可有效提高換熱量，從而可提高系統(tǒng)熱效率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖
對(duì)本發(fā)明的用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的 混合工質(zhì)做出詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，是由 HCFC-123 (2，2- 二氯-1,1,1 三氟乙烷)，HFC_245fa (1，1,1,3,3-五氟丙烷)，HFC_152a (1. 1 二氟乙烷)，HFC-13^(1，1，1，2-四氟乙烷)四種有機(jī)工質(zhì)中的二元或三元組成的混合工質(zhì)。上述的四種有機(jī)工質(zhì)所含組元的基本參數(shù)如表1 表1低溫有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)混合工質(zhì)中所含組元的基本參數(shù)Tb 正常沸點(diǎn)；TC 臨界溫度；PC 臨界壓力
權(quán)利要求
1.一種用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，其特征在于，是由 HCFC-123 (2，2- 二氯-1,1,1 三氟乙烷)，HFC_245fa (1，1,1,3,3-五氟丙烷)，HFC_152a (1. 1 二氟乙烷)，HFC-13^(1，1，1，2-四氟乙烷)四種有機(jī)工質(zhì)中的二元或三元組成的混合工質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，其特 征在于，所述的混合工質(zhì)的具體組合配比(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))如下R123/R152a :50-90/10-50% ； R123/R245fa :50-70/30-50% ； R123/R134a :30-65/35-70% ； R245fa/R152a :45-90/10-55% ； R245fa/R134a :50-85/15-50% ； R123/R245fa/R152a :20-80/15-50/5-50% ； R123/R245fa/R134a :25-65/10-50/25-55% ； R123/R152a/R134a :40-90/0-20/10-50% ； R245fa/R152a/R134a :20-60/5-20/30-50%。 每種混合工質(zhì)的各組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
3.權(quán)利要求1所述的用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)及制備方 法，其特征在于，所述的混合工質(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按所設(shè)定的質(zhì)量配比在常溫 下進(jìn)行物理混合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的混合工質(zhì)，是由HCFC-123(2，2-二氯-1，1，1三氟乙烷)，HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)，HFC-152a(1.1二氟乙烷)，HFC-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)四種有機(jī)工質(zhì)中的二元或三元組成的混合工質(zhì)。每種混合工質(zhì)的各組元物質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為100％?；旌瞎べ|(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按所設(shè)定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行物理混合。本發(fā)明符合環(huán)保要求ODP等于零，GWP也很低；熱工參數(shù)適宜；循環(huán)性能優(yōu)良；循環(huán)熱利用率較高。
文檔編號(hào)C09K5/04GK102127397SQ20111002241
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者李惟毅, 談西鋒 申請(qǐng)人:天津大學(xué)