CN101012367A - 制冷系统低温环路的制冷剂 - Google Patents

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张于峰
牛宝联
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Abstract

本发明公开了一种制冷系统低温环路的制冷剂，包括质量百分含量为60％－75％的二氧化碳和25％－40％的丙烷，本发明的一种制冷系统低温环路的制冷剂，能够降低CO2的凝固点温度和低温下的饱和压力，降低丙烷(R290)的可燃性和沸点温度，能够在低温下达到良好的热力性能和循环性能，其ODP为零，GWP值近似为6.51，环境性能非常优秀，－65℃时单位质量制冷量为296.5kJ/kg以上，单位体积制冷量达到1129.0kJ/m3以上，COP为1.7，是低温下替代R13的性能优良的制冷剂。

Description

制冷系统低温环路的制冷剂
技术领域
本发明涉及一种低温制冷剂。
背景技术
以三氟氯甲烷(R13)为主的工业用制冷剂对环境的破坏作用很大，在发达国家已经被停止使用，在发展中国家也将于2010年停止使用。其目前常用的替代制冷剂三氟甲烷(R23)、混合比例为46/54的三氟甲烷和六氟乙烷的混合物(R508b)，存在着温室效应比较大，全球变暖效应比较大，价格昂贵等不足，在使用中还发现上述制冷剂还存在破坏压缩机的排气阀、活塞杆，并分解润滑油，造成电机线圈短路等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种价格较低，环保的，并能达到与现有制冷剂相比拟的热力性能和循环性能的制冷系统低温环路的制冷剂。
本发明的技术方案概述如下：
一种制冷系统低温环路的制冷剂，包括质量百分含量为60％-75％的二氧化碳和25％-40％的丙烷。
优选的是：二氧化碳的质量百分含量为71％，丙烷的质量百分含量为29％。
本发明的一种制冷系统低温环路的制冷剂，能够降低CO2的凝固点温度和低温下的饱和压力，降低丙烷(R290)的可燃性和沸点温度，能够在低温下达到良好的热力性能和循环性能。其ODP为零，GWP值近似为6.51。环境性能非常优秀。-65℃时单位质量制冷量为296.5kJ/kg以上，单位体积制冷量达到1129.0kJ/m3以上，COP为1.7。是低温下替代R13的性能优良的制冷剂。
附图说明
图1为M1与R13的制冷量随蒸发温度的变化图；
图2为M1与R13的制冷系数随蒸发温度的变化图；
图3为M1与R13的排气温度随蒸发温度的变化图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种制冷系统低温环路的制冷剂，包括质量百分含量为71％的CO2和29％的丙烷。
实施例2
一种制冷系统低温环路的制冷剂，包括质量百分含量为60％的CO2和40％的丙烷。
实施例3
一种制冷系统低温环路的制冷剂，包括质量百分含量为75％的CO2和25％的丙烷。
实施例4
一种制冷系统低温环路的制冷剂，包括质量百分含量为73％的CO2和27％的丙烷。
实施例5
本发明各实施例能够降低CO2的凝固点温度和低温下的饱和压力，降低R290的可燃性和正常沸点温度，能够在低温下达到良好的热力性能和循环性能。制冷剂的凝固点降低可以通过其在低于CO2凝固点温度以下运行看出来，根据查阅的相关文献，混合物的燃烧爆炸极限见下表，与R290相比，爆炸下限大大提高。本发明实施例1，CO2/R290(71/29)的爆炸下限为8％，爆炸上限为20.6％。
 CO2浓度％  0  10   20   30   40   50   60   70   80
 爆炸下限％  2.2  2.5   2.8   3.3   4.0   4.9   6.2   8.0   12.3
 爆炸上限％  9.5  9.7   10.5   11.5   12.8   14.5   16.9   20.5   25.9
复叠式制冷系统由高温级环路和低温级环路组成。高温级环路由压缩机，水冷式冷凝器，毛细管和蒸发冷凝器组成闭合环路。低温级环路由压缩机，回热器、蒸发冷凝器，毛细管和风冷式蒸发器组成闭合环路。
为了检测实施例1的一种制冷系统低温环路的制冷剂(M1)替代R13的实际循环性能，对M1进行了灌注式替代实验。实验中保持高温级环路R22的冷凝器中的冷却水进口水温不变，分别将M1和R13灌入制冷机组中进行实验。具体的实验步骤如下：
1)打开水路，保持高温级环路冷凝器进口水温10℃，水量410L/h不变；2)调节保温箱内空气的初始温度为14℃，保持蒸发器进口风量50m3/h不变；3)开启高温级环路RU2，等待RU2级环路的蒸发压力降至0.1MPa后开启低温级环路RU1。直到恒温室内温度降至-55℃停止。4)调节变压器的电压改变加热器的加热量，使低温级环路的蒸发器进出口制冷剂的平均温度分别保持在-61℃，-62℃，-63℃，-64℃，-65℃，-66℃附近。稳定十分钟后开始记录数据。
图1-3为M1与R13各项性能的比较。M1即为配比为71/29的CO2/R290的混合物。由图中可以看出，M1的制冷量在0.4～0.47kw之间，R13的制冷量在0.35～0.37kw之间，M1的制冷量大于R13。
M1的制冷系数在1以上，大于R13。
M1的排气温度与R13一样，均低于120℃，能够保证压缩机正常工作。

Claims (2)

1.一种制冷系统低温环路的制冷剂，其特征是包括质量百分含量为60％-75％的二氧化碳和25％-40％的丙烷。
2.根据权利要求1所述的一种制冷系统低温环路的制冷剂，其特征是所述二氧化碳的质量百分含量为71％，所述丙烷的质量百分含量为29％。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20070808