一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑的制作方法
【專利摘要】一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，由1,1,2,3,3,3—六氟丙烯（R1234yf）、氟乙烷（R161）、丙烷（R290）和丙烯（R1270）組成。該制冷劑的環(huán)境性能優(yōu)良，不破壞臭氧層（ODP＝0），溫室效應(yīng)極?。℅WP≤13.6），且與現(xiàn)有的R22替代物如R410A和R407C相比具有優(yōu)點(diǎn)為：1）熱工性能良好，工作時(shí)壓力、壓比適中；2）與已有R22超低溫制冷系統(tǒng)中使用的礦物油、烷基苯潤(rùn)滑油相溶；3）相同工況下與制冷劑R22具有相當(dāng)?shù)膲毫?。在現(xiàn)有R22超低溫制冷系統(tǒng)中使用該新型環(huán)保制冷劑時(shí)，不需要改動(dòng)現(xiàn)有設(shè)備中的主要部件，可以直接充注，是可以長(zhǎng)期替代制冷劑R22的環(huán)保型制冷劑。
【專利說明】一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，尤其是可替代現(xiàn)有超低溫制冷系統(tǒng)中的制冷劑R22并可長(zhǎng)期使用的環(huán)保制冷劑。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在我國(guó)國(guó)內(nèi)，大量的超低溫制冷系統(tǒng)(如冷庫(kù)，遠(yuǎn)洋漁船冷凍間等)中一直使用的制冷劑是R22，它是一種含氫氯氟烴類(HCFCs)制冷劑。早在1974年，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)氫氯氟烴類(HCFCs)物質(zhì)對(duì)大氣層臭氧層具有破壞作用，且具有溫室效應(yīng)。為此，國(guó)際上已決定發(fā)達(dá)國(guó)家從2020年禁止在新設(shè)備上使用氫氯氟烴類(HCFCs)物質(zhì)，發(fā)展中國(guó)家從2040年起禁止使用。我國(guó)作為R22最大的生產(chǎn)國(guó)與使用國(guó)，研制新型環(huán)保制冷劑具有重要意義。
[0003]近年來，作為R22的替代工質(zhì)研究比較成熟的都是兩元或三元混合工質(zhì)，其中研究相對(duì)成熟的是R410A和R407C，R410A由兩種準(zhǔn)共沸的混合物R32和R125各50%組成，R407C 是由 HFC-32 (24±2%)、HFC-125 (26±2%)、HFC_134a (50±2%)組成。這些替代物各有優(yōu)缺點(diǎn)，如R410A的熱工性能較好，但其排氣壓力比R22高50%~60%，使用時(shí)需提高壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的耐磨性和系統(tǒng)管路的強(qiáng)度；R407C的熱工性能稍差并且是非共沸混合物，但對(duì)于已有R22制冷系統(tǒng)，R407C可以直接充注使用。
[0004]從環(huán)保性能方面考慮，雖然R410A與R407C的ODP值為0，但它們的GWP值都很高(近2000)，這兩組混合制冷劑并不能滿足抑制全球變暖的要求；從制冷循環(huán)性能方面來看，替代制冷劑R407C的熱工性能較差；從設(shè)備投資方面來看，替代制冷劑R410A的使用伴隨著壓縮機(jī)的更新?lián)Q代，從系統(tǒng)運(yùn)行方面來看，替代制冷劑R410A與R407C與原R22系統(tǒng)中使用的礦物油并不相溶， 使用時(shí)必須更換原R22系統(tǒng)使用的潤(rùn)滑油，改用強(qiáng)吸水性、弱穩(wěn)定性的酯類潤(rùn)滑油。因此，它們并不是理想的用于長(zhǎng)期替代R22的工質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述系統(tǒng)使用替代制冷劑的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，以替代目前使用的R22制冷劑的新型環(huán)?；旌现评鋭?。
[0006]本發(fā)明是一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，可以長(zhǎng)期替代制冷劑R22。該制冷劑不破壞臭氧層(ODP=O),溫室效應(yīng)極低(GWP〈13.6)，是環(huán)保型制冷劑；其熱工性能較好，工作壓力與原R22系統(tǒng)相當(dāng)，使用時(shí)不需要改動(dòng)已有R22制冷系統(tǒng)中主要的設(shè)備和使用的礦物油或烷基苯潤(rùn)滑油，可以直接充注使用。
[0007]ODP 為 ozone depression potential,消耗臭氧潛能值。GWP 為 Global WarmingPotential，全球變暖潛能值。
[0008]為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，制冷劑是由I, 1,2, 3，3，3—六氟丙烯(町2347^，氟乙烷(1?161)和丙烷(1?290)以及丙烯(R1270)組成；其制備方法是各組分在常溫下進(jìn)行液相物理混合；制冷劑各組分制冷劑的ODP值均為O, GffP 值均不大于 20，其質(zhì)量百分比為:R1234yf:40-60%, R161:0-55%, R290:0-35%,R1270:0-30%ο
[0009]本發(fā)明是公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特點(diǎn)是，該制冷劑由1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯(分子式=CF2=CFCF3制冷劑符號(hào):R1234yf)和氟乙烷(分子式:CH3CH2F制冷劑符號(hào):R161)組成，其組分含量(質(zhì)量百分比)為:1，1，2，3，3，3—六氟丙烯:45~60%，氟乙烷:55~40%。
[0010]本發(fā)明是公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特點(diǎn)是，該制冷劑由1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯(分子式=CF2=CFCF3制冷劑符號(hào):R1234yf)和氟乙烷(分子式:CH3CH2F制冷劑符號(hào):R161)組成，其組分含量(質(zhì)量百分比)為:1，1，2，3，3，3—六氟丙烯:60%，氟乙烷:40%。
[0011]本發(fā)明是公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特點(diǎn)是，該制冷劑由1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯(分子式:CF2=CFCF3制冷劑符號(hào):R1234yf)和氟乙烷(分子式:CH3CH2F制冷劑符號(hào):R161)、丙烷組成，其組分含量(質(zhì)量百分比)為:1，1，2，3，3，3—六氟丙烯:45%，氟乙烷:20~30%，丙烷:35~25%。
[0012]本發(fā)明是公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特點(diǎn)是，該制冷劑由1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯(分子式:CF2=CFCF3制冷劑符號(hào):R1234yf)和氟乙烷(分子式:CH3CH2F制冷劑符號(hào):R161)、丙烷組成，其組分含量(質(zhì)量百分比)為:1，1，2，3，3，3—六氟丙烯:45%，氟乙烷:20%，丙烷:35%。
[0013]本發(fā)明是公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特點(diǎn)是，該制冷劑由1，I, 2，3，3，3—六氟丙烯(分子式:CF2=CFCF3制冷劑符號(hào):R1234yf)和丙烷(分子式:CH3CH2CH3制冷劑符號(hào):R290)、丙烯(分子式=CH2=CHCH3制冷劑符號(hào):R1270)組成，其組分含量(質(zhì)量百分比)為:1，1，2, 3, 3, 3一六氟丙烯:40~45%,丙烷:3為本發(fā)明是公開一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特點(diǎn)是，該制冷劑由1，I, 2，3，3，3—六氟丙烯(分子式:CF2=CFCF3制冷劑符號(hào):R1234yf)和丙烷(分子式:CH3CH2CH3制冷劑符號(hào):R290)、丙烯(分子式=CH2=CHCH3制冷劑符號(hào):R1270)組成，其組分含量(質(zhì)量百分比)為:1，I, 2，3，3，3—六氟丙烯:40%，丙烷:30%，丙烯:30%。
[0014]本發(fā)明提供的上述環(huán)保型制冷劑，其制備方法是將上述各組分的物質(zhì)按其相應(yīng)的配比在液相下進(jìn)行物理混合。
[0015]上述組分中的R1234yf分子量為95.04，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為_29°C，臨界溫度為95°C;R161分子量為48.1，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-37.7°C，閃點(diǎn)溫度為91°C，臨界壓力為5.03 MPa ；R290分子量為44.09，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-42.09°C，臨界溫度為96.8°C，臨界壓力為4.25MPa ；R1270分子量為42.08，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-47.72°C，臨界溫度為364.75°C，臨界壓力為4.55 Mpa0
[0016]本發(fā)明所公開的新型混合制冷劑與現(xiàn)有制冷劑相比，其環(huán)保性能優(yōu)越，長(zhǎng)期使用造成的溫室效應(yīng)(GWP < 13.6)極小，可以長(zhǎng)期使用；另外其熱工性能與熱工參數(shù)優(yōu)良，使其不需要改動(dòng)已有的R22制冷系統(tǒng)設(shè)備及R22系統(tǒng)使用的礦物油或烷基苯潤(rùn)滑油，可用于直接充注，保證了制冷劑替代的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:制冷劑熱工參數(shù)及循環(huán)性能參數(shù)
圖中，C0P*表示制冷劑的COP與 R22的COP的比值；QV*表示制冷劑的Qv與R22的Qv的比值。從圖中可以看出:1)這7個(gè)實(shí)施例的環(huán)境性能ODP和GWP均比R22要好，而且其GWP13.6)值也比現(xiàn)有的兩種替代物1?41(^ (1800)和R407C (1700)要小很多，是符合未來發(fā)展趨勢(shì)的環(huán)境友好型的替代R22的制冷劑。2)這7個(gè)實(shí)施例的蒸發(fā)壓力略高于R22，冷凝壓力與R22相當(dāng)且均低于R410A、R407C，在現(xiàn)有R22系統(tǒng)中使用時(shí)無須更換系統(tǒng)中主要的設(shè)備，且所述實(shí)施例的壓力比均低于R22。3)這7個(gè)實(shí)施例的性能系數(shù)(COP)比原來的R22系統(tǒng)系數(shù)要高，與現(xiàn)有替代制冷劑R410A、R407C系統(tǒng)的性能相當(dāng)，體現(xiàn)了所述實(shí)施例的優(yōu)良熱工參數(shù)性能。4)這7個(gè)實(shí)施例的容積制冷量比R22、R407C要大，介于R22與R410A之間，作為R22的長(zhǎng)期替代工質(zhì)可以相應(yīng)減小氣缸容積和壓縮機(jī)容積。5)該種新型混合制冷劑所包含的丙烷、丙烯、1，1，2，3，3，3—六氟丙烯和氟乙烷均與現(xiàn)有系統(tǒng)中的礦物油或烷基苯潤(rùn)滑油相溶，使得該種混合制冷劑也溶于礦物油和烷基苯潤(rùn)滑油。6)此外，R1234yf制冷劑(1，I, 2，3，3，3—六氟丙烯:分子式:CF2=CFCF3)是無色無臭不可燃?xì)怏w，在該新型混合制冷劑的混合過程中可以起到一定的阻燃作用，降低了新型混合制冷劑使用的危險(xiǎn)性。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面按照本發(fā)明的技術(shù)方案，并給出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，將有助于對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的理解，需要說明的是，這些實(shí)施例只是本發(fā)明的一些例子，本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1:將45%的R1234yf和55%的R161 (質(zhì)量百分比)在液相下進(jìn)行物理混
口 ο
[0020]實(shí)施例2:將50%的R1234yf和50%的R161 (質(zhì)量百分比)在液相下進(jìn)行物理混
口 O
[0021]實(shí)施例3:將60%的R1234yf和40%的R161 (質(zhì)量百分比)在液相下進(jìn)行物理混
口 O
[0022]實(shí)施例4:將45%的R1234yf、30%的R161和25%的R290 (質(zhì)量百分比)在液相下
進(jìn)行物理混合。
[0023]實(shí)施例5:將45%的R1234yf、20%的R161和35%的R290 (質(zhì)量百分比)在液相下
進(jìn)行物理混合。
[0024]實(shí)施例6:將45%的R1234yf、35%的R290和20%的R1270 (質(zhì)量百分比)在液相
下進(jìn)行物理混合。
[0025]實(shí)施例7:將40%的R1234yf、30%的R290和30%R1270 (質(zhì)量百分比)在液相下進(jìn)
行物理混合。
[0026]在低溫設(shè)計(jì)工況(蒸發(fā)溫度‘=-401:，吸氣溫度ti=°C，冷凝溫度tk=40°C，過冷溫度ts=0°C )下按照理論循環(huán)的性能進(jìn)行計(jì)算，將上述有代表性的制冷劑即實(shí)施例f 7的熱工性能及循環(huán)性能列于圖1中。COP為Coefficient Of Performance,制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)。Qv為單位各積制冷量。
[0027]通過上述實(shí) 施例可以看出，從冷凝壓力，壓力比、容積制冷量和COP這四個(gè)方面考慮，所選的七組新型混合工質(zhì)作為R22的替代工質(zhì)都比R410A、R407C要具有優(yōu)勢(shì)，在排氣溫度方面，所述實(shí)施例介于R407C與R22之間，只有實(shí)施例5的排氣溫度略高于R22，其余實(shí)施例的排氣溫度均低于R22。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于:制冷劑是由1，1，2，3，3，3—六氟丙烯，即R1234yf，氟乙烷，即R161，丙烷，即R290以及丙烯，即R1270組成；其制備方法是各組分在常溫下進(jìn)行液相物理混合；制冷劑各組分制冷劑的ODP值均為0，GffP值均不大于 20，其質(zhì)量百分比為:R1234yf:40-60%, R161:0-55%, R290:0-35%, R1270:0_30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑由1，I, 2, 3, 3, 3一六氟丙烯和氟乙燒組成，其質(zhì)量百分比為:1，I, 2, 3, 3, 3一六氟丙烯.45~60%，氟乙烷55~40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑由1，I, 2, 3, 3, 3一六氟丙烯和氟乙燒組成，其質(zhì)量百分比為:1，I, 2, 3, 3, 3一六氟丙烯45%，氟乙烷55%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑由1，I, 2, 3, 3, 3一六氟丙烯和氟乙燒組成，其質(zhì)量百分比為:1，I, 2, 3, 3, 3一六氟丙烯.60%，氟乙烷40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑由1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯和氟乙烷、丙烷組成，其質(zhì)量百分比為:1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯45%，氟乙烷20~30%，丙烷35~25%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑由1，1,2, 3，3，3— 六氟丙烯和氟乙烷、丙烷組成，其質(zhì)量百分比為:1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯45%，氟乙烷20%，丙烷35%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯和丙烷、丙烯組成，其質(zhì)量百分比為:1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯40~45%，丙烷30~35%，丙烯30~20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于超低溫制冷系統(tǒng)的環(huán)保制冷劑，其特征在于，該制冷劑1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯和丙烷、丙烯組成，其質(zhì)量百分比為:1，1,2, 3，3，3—六氟丙烯40%，丙烷30%，丙烯30%。
【文檔編號(hào)】C09K5/04GK103820082SQ201410071354
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月2日
【發(fā)明者】謝晶, 朱世新, 王金鋒, 朱進(jìn)林, 王俊 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)