一種混合制冷劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于制冷劑領(lǐng)域，具體涉及混合制冷劑，特別涉及一種高效的適用于中低 溫區(qū)（_120°C---70°C)的可用于替代傳統(tǒng)制冷工質(zhì)的混合制冷劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，低溫環(huán)境特別是-120°C---70°C的低溫人 工環(huán)境在眾多行業(yè)已成為必不可少的措施，其應(yīng)用覆蓋了航空航天工業(yè)模擬環(huán)境試驗(yàn)；電 氣、電子產(chǎn)品的低溫可靠性試驗(yàn)；醫(yī)療、制藥及生物領(lǐng)域的樣品儲(chǔ)存和運(yùn)輸；化學(xué)產(chǎn)品的生 產(chǎn)和提純；遠(yuǎn)洋漁業(yè)的深冷保鮮等領(lǐng)域。
[0003] 傳統(tǒng)的單級(jí)壓縮壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)的最低有效制冷溫度最低只能達(dá)到_40°C左 右，為了解決-40°C以下溫區(qū)的制冷問題，目前常用的循環(huán)制冷方法有：兩級(jí)壓縮制冷循 環(huán)；復(fù)疊式制冷循環(huán)；多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷。其中，兩級(jí)壓縮循環(huán)制冷采用兩個(gè)壓縮機(jī)， 降低了單個(gè)壓縮機(jī)的壓比，但是由于仍是單一制冷劑，會(huì)受到蒸發(fā)壓力、制冷劑臨界溫度 和凝固點(diǎn)的限制；復(fù)疊式制冷循環(huán)獲取低溫的范圍會(huì)低一些，現(xiàn)在普冷領(lǐng)域（環(huán)境溫度 到-153°C的溫度范圍）也多采用這種方式，但是復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜，效率不高并且 可靠性很低，這也制約了其進(jìn)一步發(fā)展。
[0004] 目前，多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷技術(shù)是國際制冷學(xué)界研宄的熱點(diǎn)。由于該領(lǐng)域傳 統(tǒng)采用的氟氯烴工質(zhì)（CFC)中氯原子對(duì)于臭氧層的破壞，需要采用新型工質(zhì)替代，其中 采用幾種現(xiàn)有或者新型的單一工質(zhì)所構(gòu)成的多元混合工質(zhì)是一種優(yōu)選的解決方案。我 國專利CN101307223B、CN101270275B和CN101275067B中對(duì)多元混合工質(zhì)制冷劑有所報(bào) 道。其中，專利CN101307223B涉及的主要溫區(qū)約為-30°C及以上，專利CN101270275B和 CN101275067B涉及的則是-40°C左右溫區(qū)。而根據(jù)相關(guān)研宄表明，一個(gè)固定成分的多元混 合工質(zhì)其有效運(yùn)行溫度范圍是較窄的，一般在5-15K左右，超出這個(gè)范圍則效率急劇下降。 因此，相應(yīng)的混合制冷劑不能高效地運(yùn)行于更低的溫區(qū)。此外，專利CN1189532C中提出了 一種有效作用溫區(qū)在150-200K(約-73°C至_123°C )的多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷劑，但其包 含了 5組物質(zhì)（共包含近30種物質(zhì)），成分過于復(fù)雜，制約了其進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種高效的適用于中低溫區(qū)（-120?---70°C )的多元 混合工質(zhì)制冷劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的混合工質(zhì)適用溫區(qū)更低，且成分簡單，適 于工業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用。本發(fā)明的目的還在于提供一種制備所述混合制冷劑的方法，以及 提供一種所述混合制冷劑的用途。
[0006] 針對(duì)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -方面，本發(fā)明提供一種混合制冷劑，所述制冷劑為由1，1，1，2-四氟乙烷、 1，1 -二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、氮?dú)饨M成的混合物；所述的混合制冷劑中各成分 的摩爾百分比濃度之和為100%，其中，所述1，1，1，2-四氟乙烷的摩爾百分比濃度為 10% -20%，1，1-二氟乙燒的摩爾百分比濃度為10% -20%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為 30% -40%，四氟甲烷的百分比濃度為25% -35%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -10%。
[0008] 優(yōu)選地，所述1，1，1，2_四氟乙烷的摩爾百分比濃度為12% -18%，1，1-二氟乙烷 的摩爾百分比濃度為13% -17%，六氟乙烷的摩爾百分比濃度為33% -38%，四氟甲烷的百 分比濃度為27 % -34%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹? % -7%。
[0009] 優(yōu)選地，所述1，1，1,2-四氟乙烷的摩爾百分比濃度為14% -16%，1，1-二氟乙烷 的摩爾百分比濃度為13% -15%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為33% -36%，四氟甲燒的百 分比濃度為29 % -31%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -6%。
[0010] 優(yōu)選地，所述1，1，1，2_四氟乙烷的摩爾百分比濃度為15%，1，1-二氟乙烷的摩爾 百分比濃度為15%，六氟乙烷的摩爾百分比濃度為35%，四氟甲烷的百分比濃度為30%， 氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?%。
[0011] 優(yōu)選地，所述地混合制冷劑中各組分是經(jīng)物理混合而制成的。
[0012] 如上所述，所述包括1，1，1，2_四氟乙烷、1，1-二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、 氮?dú)獾幕旌现评鋭┐嬖趦?yōu)化濃度配比：混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之和為 100%，所述1，1，1，2-四氟乙烷的摩爾百分比濃度為12% -18%，所述1，1-二氟乙烷的摩 爾百分比濃度為13%-17%，所述六氟乙烷的摩爾百分比濃度為33%-38%，所述四氟甲烷 的百分比濃度為27% -34%，所述氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -7%。
[0013] 上述包括1，1，1，2_四氟乙烷、1，1-二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、氮?dú)獾幕旌?制冷劑還存在最佳濃度范圍：混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之和為100%，所 述1，1，1，2_四氟乙烷的摩爾百分比濃度為14% -16 %，1，1-二氟乙烷的摩爾百分比濃 度為13% -15%，六氟乙烷的摩爾百分比濃度為33% -36%，四氟甲烷的百分比濃度為 29% -31%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -6%。
[0014] 另一方面，本發(fā)明提供一種制備所述混合制冷劑的方法，所述方法包括：將 1，1，1，2-四氟乙烷、1，1-二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌现苽洹?br>[0015] 又一方面，本發(fā)明提供一種所述的混合制冷劑的用途一一適用于-120°C-一 -70°C溫區(qū)。
[0016] 本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：
[0017] 本發(fā)明的混合制冷劑適用于_120°C---70°C溫區(qū)，且成分簡單。與現(xiàn)有制冷劑 對(duì)比，采用該混合制冷劑能夠有效降低排氣壓力和排氣溫度，并減輕壓縮機(jī)機(jī)頭溫度過熱 的現(xiàn)象，進(jìn)而延長壓縮機(jī)工作壽命，降低壓縮機(jī)故障率。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步地描述，顯然，所描述的實(shí) 施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。這些實(shí)施例僅是為舉例說明本發(fā) 明，而不在任何方面構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019] 實(shí)施例1 :取摩爾百分比濃度為17%的1，1，1，2-四氟乙燒，摩爾百分比濃度為 16%的1,1-二氟乙烷，摩爾百分比濃度為34%的六氟乙烷，摩爾百分比濃度為30%的四氟 甲烷和摩爾百分比濃度為3%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0020] 實(shí)施例2 :取摩爾百分比濃度為10 %的1，1，1，2-四氟乙烷，摩爾百分比濃度為 13 %的1，1-二氟乙烷，摩爾百分比濃度為35 %的六氟乙烷，摩爾百分比濃度為33 %的四氟 甲烷和摩爾百分比濃度為9%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0021] 實(shí)施例3 :取摩爾百分比濃度為14 %的1，1，1，2_四氟乙烷，摩爾百分比濃度為 11 %的I，1-二氟乙烷，摩爾百分比濃度為39 %的六氟乙烷，摩爾百分比濃度為33 %的四氟 甲烷和摩爾百分比濃度為3%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌希@得一種混合制冷劑。
[0022] 實(shí)施例4 :取摩爾百分比濃度為17 %的1，1，1，2_四氟乙烷，摩爾百分比濃度為 14%的1,1-二氟乙烷，摩爾百分比濃度為35%的六氟乙烷，摩爾百分比濃度為29%的四氟 甲烷和摩爾百分比濃度為5%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0023] 實(shí)施例5 :取摩爾百分比濃度為15 %的1，1，1，2_四氟乙烷，摩爾百分比濃度為 15%的1,1-二氟乙烷，摩爾百分比濃度為35%的六氟乙烷，摩爾百分比濃度為30%的四氟 甲烷和摩爾百分比濃度為5%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0024] 下面的表1具體顯示了本發(fā)明的混合制冷劑與現(xiàn)有制冷劑應(yīng)用于相同制冷循環(huán) 中的性能優(yōu)劣對(duì)比。其中CN1189532C代表中國專利CN1189532C中5組物質(zhì)摩爾濃度比為 20/40/3/16/21的混合物。設(shè)計(jì)工作狀況為運(yùn)行溫度-90°C，環(huán)境溫度為27°C，吸氣壓力為 0.2MPa〇
[0025] 表1 :實(shí)施例中混合制冷劑性能匯總及與現(xiàn)有制冷劑性能比較
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混合制冷劑，其特征在于，所述制冷劑為由1，1，1，2-四氟乙烷、1，1-二氟乙烷、 六氟乙烷、四氟甲烷、氮?dú)饨M成的混合物；所述的混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之 和為100%，其中，所述1，1，1，2-四氟乙燒的摩爾百分比濃度為10% -20%，1，1-二氟乙燒 的摩爾百分比濃度為10% -20%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為30% -40%，四氟甲燒的百 分比濃度為25 % -35%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹? % -10%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制冷劑，其特征在于：所述的混合制冷劑中，所述 1，1，1，2_四氟乙烷的摩爾百分比濃度為12% -18 %，1，1-二氟乙烷的摩爾百分比濃度 為13% -17%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為33% -38%，四氟甲燒的百分比濃度為 27% -34%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -7%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合制冷劑，其特征在于：所述1，1，1，2-四氟乙烷的摩 爾百分比濃度為14% -16%，1，1-二氟乙燒的摩爾百分比濃度為13% -15%，六氟乙燒的摩 爾百分比濃度為33%-36%，四氟甲烷的百分比濃度為29%-31%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛?為 4% _6%〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混合制冷劑，其特征在于：所述1，1，1，2-四氟乙烷 的摩爾百分比濃度為15%，1，1-二氟乙烷的摩爾百分比濃度為15%，六氟乙烷的摩爾百分 比濃度為35%，四氟甲烷的百分比濃度為30%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混合制冷劑，包括由1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、氮?dú)饨M成的混合物，混合物中各成分的摩爾百分比濃度之和為100％，其中，1,1,1,2-四氟乙烷的摩爾百分比濃度為10％-20％，1,1-二氟乙烷的摩爾百分比濃度為10％-20％，六氟乙烷的摩爾百分比濃度為30％-40％，四氟甲烷的百分比濃度為25％-35％，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?％-10％。本發(fā)明還提供一種制備所述混合制冷劑的方法。本發(fā)明另外提供一種所述混合制冷劑的用途。該混合制冷劑安全高效，能夠有效降低排氣壓力和排氣溫度，進(jìn)而減輕壓縮機(jī)機(jī)頭溫度過熱的現(xiàn)象，延長壓縮機(jī)工作壽命，降低故障率。
【IPC分類】C09K5-04
【公開號(hào)】CN104877636
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510274718
【發(fā)明人】王帥, 李文棟, 王吉?jiǎng)P, 星連靜
【申請(qǐng)人】安徽中科都菱商用電器股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日