CN101225291B - 一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂 - Google Patents
一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂。本制冷剂由乙烷、乙烯混和而成。摩尔百分比为：乙烷20～80％，乙烯20～80％。其制备方法是，将两种组元按照指定的配比在常温下进行物理混合，得到相应的混合制冷剂。本发明制冷剂ODP为零，并与矿物质压缩机润滑油具有良好的互溶性。适用于两级复叠制冷系统中的低温级，可以在制冷系统中产生-90℃～-100℃的超低温。
Description
技术领域
本发明属于制冷系统领域，涉及一种制冷剂，特别涉及一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂。
背景技术
随着社会和科学技术的发展，特别是近两年，通过两级复叠制冷温度在-70℃～-86℃的设备比较多，但制冷温度在-90℃～-100℃的设备却及其少见。两级复叠的基本原理是利用一个高温级制冷系统，其蒸发器用来冷却低温级制冷系统的冷凝器，以实现低温级的冷凝压力达到合理的水平(1.0～1.5MPa)，从而获得较低的制冷温度。其中每一级均是一个独立的制冷循环。通常高温级一般采用R401、R404A、R22、R290等制冷剂，其蒸发温度在-30℃～-45℃之间。低温级通常采用R13、R508B、R23、R170等一个标准大气压下蒸发温度在-78℃～-90℃之间的制冷剂。所采用的压缩机的压缩比在为12以下。
而要达到-90℃～-100℃的低温，采用R13、R508B、R23、R170等制冷剂通常无法实现。如果采用R1150(乙烯)，其在-40℃时的冷凝压力为1.45MPa，如果此时系统中的蒸发温度为-100℃，则蒸发压力为0.11MPa，压缩机此时的压缩比为13。实际情况下，高温级的蒸发器带负载时往往在-40℃以上，且热交换过程中有3～5℃温度差，低温级的冷凝压力远远超过1.45MPa，这样压缩机的压缩比往往要求达到14以上，通常的低温型压缩机也就无法承受了。所以，在使用两级复叠系统及普通低温型压缩机的情况下，在现有的常规的低温制冷剂中较难找到一种蒸发温度在-90℃～-100℃之间的制冷剂。要达到这个温度区域，要通过三级制冷系统、自动复叠制冷系统或其它方式来实现，成本将大大增加。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂，由乙烷(R170)和乙烯(R1150)在常温下进行物理混合，就可得到相应的混合工质。在两级复叠系统中采用普通低温型压缩机时，可以使系统蒸发温度达到-90℃～-100℃。该混合制冷剂在低温下与润滑油具有良好的互溶性，且ODP为零，在保证用户经济效益的前提下达到了环保要求。
一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂，该制冷剂由乙烷、乙烯混和而成，这些组份按其相应的配比在常温下进行物理混合，即可得该混合制冷剂。
该制冷剂含有按摩尔浓度计20％～80％的乙烷，20％～80％的乙烯。
本发明提出的一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂具有下述优点：
1、符合环保要求：本发明的超低温混合制冷剂的ODP(臭氧破坏系数)等于0，GWP值较低，符合相关环保标准中关于保护臭氧层，减少温室效应的要求。
2、适合常规低温型压缩机的运行工况要求。冷凝温度-40℃时冷凝压力1.0～1.2MPa，适合压缩比在12以下的压缩机使用。
3、低温下流动性好：乙烷(R170)、乙烯(R1150)两者都与矿物基润滑油有良好的互溶性，低温下流过毛细管、膨胀阀节流装置不会出现油凝固及蜡堵现象。
附图说明
图1为应用本发明一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂的装置图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明属于适用于两级复叠制冷中的低温级的混合制冷剂。制冷方式采用图1的两级复叠式制冷方式。其中高温级采用德国DANFOSS SC18CL低温型压缩机，功率490W，压缩比均为12以下，制冷剂采用R404A，其蒸发温度为-46.4℃；低温级采用德国DANFOSS SC15B低温型压缩机，功率380W，压缩比均为12以下，制冷剂采用本发明所述制冷剂。负载是直径为40毫米，长380毫米的空心圆不锈钢棒。
其中，各组份的基本参数如表1所示：
表1乙烷、乙烯的基本参数
机组运行30分钟后，棒体温度基本稳定，低温级通过冷凝的制冷剂温度为-40℃，低温级回气压力为一个标准大气压，测得低温级冷凝压力及蒸发温度。
实施案例1：取80mol％乙烷、20mol％乙烯，在常温下物理均匀混合后作为制冷剂。其冷凝压力为0.98Mpa，蒸发温度为-90.2℃。
实施案例2：取60mol％乙烷、40mol％乙烯，在常温下物理均匀混合后作为制冷剂。其冷凝压力为0.98Mpa，蒸发温度为-93.5℃。
实施案例3：取50mol％乙烷、50mol％乙烯，在常温下物理均匀混合后作为制冷剂。其冷凝压力为1.06Mpa，蒸发温度为-95.5℃。
实施案例4：取40mol％乙烷、60mol％乙烯，在常温下物理均匀混合后作为制冷剂。其冷凝压力为0.98Mpa，蒸发温度为-97.3℃。
实施案例5：取20mol％乙烷、80mol％乙烯，在常温下物理均匀混合后作为制冷剂。其冷凝压力为1.20Mpa，蒸发温度为-100.6℃。
从以上实施案例可以看出，在两级复叠式制冷系统中，低温级采用压缩比在12以下的压缩机，应用本发明的混合制冷剂运行时，其低温级系统的蒸发温度完全可达到-90℃～-100℃之间，而且所用的组份ODP(臭氧破坏系数)为0，可称为环保型制冷剂。
Claims (1)
1.一种适用于-90℃～-100℃制冷温区的混合制冷剂，其特征在于：该制冷剂由80mol乙烷和20mol乙烯在常温下进行物理混合，即可得该低温级混合制冷剂。
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