CN101402847A - 一种替代r22的碳氢制冷剂 - Google Patents

Abstract

一种替代R22的碳氢制冷剂，包括丙烷、异丁烷，丙烷占总质量的80％～89％，异丁烷占总质量的11％～20％。用专用制冷罐罐装上述制冷剂，并用专用开瓶匙将该制冷罐中的上述制冷剂按需排出。其优点是：该制冷剂具有较好的充灌特性，与现有的润滑油互溶，可直接用在现有R22的制冷设备中，并可使制冷系统运行更为优化，还大大提高了压缩机的寿命。解决了R22制冷剂使用所引发的破坏臭氧层和温室气体排放指数偏高的问题。并且运行时噪音低，自身此密度低，可节省运力，减少运输成本。专用制冷罐，保证了罐内制冷剂含水量极低，专用开瓶匙可使制冷剂按需要量排出，既节约了资源，又不会污染，还保证了使用安全。

Description

一种替代R22的碳氢制冷剂

技术领域

本发明涉及制冷剂，尤其涉及一种替代R22的碳氢制冷剂。

背景技术

我国政府已于2003年4月正式承诺将遵守于1993年制订的《哥本哈根修正案》，逐步禁用HCFCs(包括R22)的国际义务。该修正案规定，对于发展中国家，于2016年起冻结HCFCs的生产量，并最终于2040年完全淘汰HCFCs，但允许继续生产冻结量的15％供维修用。

我国作为世界上的空调器生产大国，且在空调器出口销售快速增长，面对国际上尤其是欧洲国家积极从事R22替代研究以及加速淘汰R22(二氟一氯甲烷)的大趋势，如果强调我国尚有30多年时间才最终淘汰R22的话，必然会在国际市场竞争中失去很多机会。

在家用空调替代物方面，欧洲国家和日本走在前列，使用R410A和R407C等HFCs类制冷剂来替代R22。这两种制冷剂都属专利产品，该两种制冷剂物质属于“京都议定书”中受控排放的HFCs类温室效应气体。另外，这种人工合成的制冷剂虽然有比较好的热力性能，但对自然环境有不同层次和不同方面的影响，往往在解决了环境方面的部分问题时，又会产生新的问题，所以，R410A不属于完全理想的制冷剂。自然制冷剂对环境影响最小，是长期替代的理想物质，欧洲有些企业已经开始研发自然制冷剂及相应制冷系统。

碳氢制冷剂是一种自然制冷剂，同R22相比对臭氧层破坏系数是0，全球变暖系数GWP值很低，基本可以忽略。碳氢制冷剂与矿物油相溶，在空调中采用碳氢制冷剂为替代制冷剂，空调压缩机企业则可以使用现有R22压缩机的生产线，只是压缩机排量需要适当增加，压缩机生产成本较匹配R22的压缩机略有增加。而R410A和R407C压缩机使用POE或PVE油，其中POE油吸湿性强，生产中水分管理严格，一旦水分超标，压缩机极易出现“镀铜”现象，导致空调系统出现故障。

公开号为CN1693408A的“烷烃混合物制冷剂”发明专利公开了一种由丙烷(R290)和异丁烷(R600a)按一定重量配比混合的碳氢制冷剂。该种碳氢制冷剂仅适用于替代蒸发压力较低的R134a，并不适用于蒸发压力较高的R22。两者性能相差甚远。前者适用于冰箱和车用制冷压缩机，而后者适用于室内空调压缩机。试验表明：丙烷与异丁烷比例偏离5％，其制冷效能大大下降。该种碳氢制冷剂的相关参数远远偏离了R22，从而不能替代R22。并且要严格控制其水含量和其它非碳氢制冷剂气体含量。

R22室内空调制冷剂在国内的消耗量是R134a的10倍。同时，我国是室内空调生产大国和出口大国，2007年统计年产量超过8000万台，R22的使用量高达20万吨以上。如使用碳氢制冷剂其重量可减少50％以上。因为，碳氢制冷剂的密度低，用量是R22的二分之一。这样也间接的减少运力从而可节约相应的能耗和成本。因此，研制一种可替代R22制冷剂的碳氢制冷剂意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有天然工质、不含氟、氯且温室效应指数极低的一种替代R22的碳氢制冷剂，它通过下列技术方案来实现：

包括丙烷、异丁烷，丙烷占总质量的80％～89％，异丁烷占总质量的11％～20％。

所述制冷剂采用如下步骤罐装：

1)在压盖封盖的过程中对制冷罐内抽真空，其封盖上设有螺纹气雾阀，其罐装设备上设有与所述封盖对应的罐装头。

2)通过封盖上的螺纹气雾阀向制冷罐内灌装制冷剂；

3)灌装完成后，将专用顶杆插入制冷罐上端的螺纹气雾阀中，向下顶开阀芯0.5～1秒，将罐内上方的残存空气排出形成一成品制冷剂罐。

所述成品制冷剂罐中的制冷剂，其含水量小于10ppm。

所述制冷剂从所述成品冷剂罐排出采用如下步骤：

1)将专用开瓶匙上气路管的进、出气口分别与所述成品制冷剂罐上端的凸台和制冷设备上相应的进气口连接；

2)旋动开瓶匙上的顶杆，所述成品制冷剂罐上的一时螺纹气雾阀打开，罐内制冷剂通过开瓶匙上的气路管灌装到制冷设备中，灌装一定量后，反向旋动所述顶杆，一时螺纹气雾阀关闭，停止灌装，余下制冷剂密封保留在罐内。

本案发明人通过大量研究和试验获得了按上述质量百分比混合丙烷与异丁烷其混合物可替代R22的碳氢制冷剂，该制冷剂具有较好的直接充灌特性，配比工艺简单，与目前的低温矿物润滑油互溶，不需研制新型润滑油，并且对干燥剂、和密封元件也没有更高的要求，可直接用于制冷、空调等原采用R 22的制冷设备中，无须任何改动。并可使原制冷系统运行更为优化，因它的运行压力低，还大大提高了制冷压缩机的寿命。

本发明解决了现有碳氢制冷剂偏离R22的参数而不能替代R22的问题，从而解决了R22制冷剂使用所引发的温室气体排放指数偏高的问题。

本发明的制冷剂除具有无毒、环保、高效、无腐蚀、溶油、不破坏臭氧层、噪音低等优点外还具有密度低的特点，因此可节省运力，减少运输成本。

本发明通过采用专用制冷罐和对应罐装步骤保证罐内制冷剂含有极少量的水，保证了本发明制冷剂在现有使用R22制冷剂的制冷设备中安全正常运行。

本发明通过采用专用开瓶匙将制冷罐内制冷剂按需要量排出，剩余的留在罐内待下次再用，克服了现有开瓶匙直接在制冷罐上打孔，不管用量多少，剩余的制冷剂只能向外排放的缺陷。解决了现有制冷剂从罐中排出其排量不受控制所造成的资源浪费、空气污染和排出的制冷剂易燃而形成安全问题。

附图说明

图1是制冷剂罐的结构示意图。

图2是用开瓶匙排出成品冷剂罐中制冷剂的示意图。

图3是灌装制冷剂的示意图。

图4是专用顶杆的示意图。

图中，1是成品制冷罐，2是现有技术中开瓶器的尖端，3是现有技术中的封盖，10是封盖体，11是圆柱形凸台，12是密封圈，13是垫圈，14是圆孔，20是一时螺纹气雾阀，21阀座，22是阀芯，23是压簧，25是内孔，30是开瓶匙，31是顶杆，32是气路管，33是端盖，34密封圈，35是气道，36是进气口，37是排气口，38是顶杆下平面，40是罐体，50是专用灌装头，51是专用顶杆。

具体实施方式

实施例1

将占总质量80％的丙烷和占总质量20％的异丁烷混合形成替代R22的碳氢制冷剂。

实施例2

将占总质量84％的丙烷和占总质量16％的异丁烷混合形成替代R22的碳氢制冷剂。

实施例3

将占总质量89％的丙烷和占总质量11％的异丁烷混合形成替代R22的碳氢制冷剂。

上述的制冷剂采用本案申请人在之前获授权的一项专利技术(名称为：一种1000毫升以下制冷剂罐，专利号：ZL200610096857.3)所述方法及装置进行制冷剂的罐装及排出。

该专利技术中采用了一种专用的制冷剂罐，其结构如图1所示，它由罐体40和封盖10组成，封盖10中心处的圆柱形凸台11内安置垫圈14，一时螺纹气雾阀置于该凸台内。该一时螺纹气雾阀由阀座21、阀芯22、和压簧23组成，压簧23置于阀座的内孔25中，阀芯22连接在压簧23上侧的自由端上，可随压簧23的伸缩在阀座的内孔25中轴向移动。阀芯22与凸台11的顶部圆孔15相对应并连通，阀座21和阀芯22的上端面紧压在垫圈14上与之密封连接。

该专利技术中还采用了一种将制冷剂从制冷剂罐中排出的专用开瓶匙，其结构如图2所示，它由顶杆31、气路管32和端盖33组成。顶杆31的中部周边上嵌接两道密封圈34，其下部有一部分设有外螺纹，气路管32的气道35中设有对应内螺纹，顶杆3插接在气道内，并通过其所述内、外螺纹旋接在气道35中，顶杆3上的密封圈34使密封圈以下的气道35密闭。端盖33穿接在顶杆上部，端盖33的内侧设有螺纹，它旋接在气路管上端。端盖33对顶杆起限位作用，即使顶杆上的外螺纹旋出气道35中对应内螺纹的螺孔部分，顶杆也不会脱气路管32，保持一体。

用上述专利技术的冷剂罐罐装上述碳氢制冷剂的步骤如下：

1)在压盖上述(图1所示)冷剂罐的封盖10的过程中，同时对制冷剂罐内抽真空。

2)采用现有灌装设备并通过封盖10上的螺纹气雾阀和和专用灌装头50向制冷罐内灌装制冷剂。

灌装时将专用灌装头50置于冷剂罐40上端，请参见图3，阀芯22在灌装设备内较大气体压力(一般4MPa)和灌装顶杆51的作用下，被向下顶开，阀芯上侧的密封圈13的内侧边在较大气流作用向下翻转(见图3)，一定量的碳氢制冷剂制冷剂流入罐内。灌装结束后，顶杆缩回，阀芯22在压簧23的作用下紧密压触在垫圈14上，使制冷剂罐保持密闭状态。

3)上述的完成灌装的制冷罐其内残存的空气会升至罐内上方，用专用顶杆51(请参见图4)，插入制冷罐上端的螺纹气雾阀20中，并向下顶开阀芯，听得“嗤”的一声，立即提起顶杆，此时，阀门打开约0.5～1秒，气雾阀闭合。罐内上方的残存空气排出，罐内几乎不再含空气，这样使罐内的制冷剂夹带的水分极低，小于10ppm，形成一成品制冷剂罐1。

将上述成品制冷剂罐中制冷剂充放到如室内空调机等制冷设备时，其罐内制冷剂的排出采用如下步骤：

1)将专用开瓶匙30上的出气口36旋接在制冷剂罐上端的凸台上，进气口37与制冷设备上相应的进气口连接。

2)旋动开瓶匙上的顶杆31，一时螺纹气雾阀20打开，罐内制冷剂通过开瓶匙上的出气口36灌装到对应制冷设备中，灌装一定量后，反向旋动所述顶杆31，一时螺纹气雾阀20关闭，停止灌装，余下制冷剂密封保留在罐内。

Claims (4)

1.一种替代R22的碳氢制冷剂，包括丙烷、异丁烷，其特征在于丙烷占总质量的80％～89％，异丁烷占总质量的11％～20％。

2.根据权利要求1所述的一种替代R22的碳氢制冷剂，其特征在于所述制冷剂采用如下步骤罐装：

1)在压盖封盖的过程中对制冷罐内抽真空，其封盖上设有螺纹气雾阀，其罐装设备上设有与所述封盖对应的罐装头。

2)通过封盖上的螺纹气雾阀向制冷罐内灌装制冷剂；

3)灌装完成后，将专用顶杆插入制冷罐上端的螺纹气雾阀中，向下顶开阀芯0.5～1秒，将罐内上方的残存空气排出形成一成品制冷剂罐。

3.根据权利要求2所述的一种替代R22的碳氢制冷剂，其特征在于所述成品制冷剂罐中的制冷剂，其含水量小于10ppm。

4.根据权利要求2所述的一种替代R22的碳氢制冷剂，其特征在于所述制冷剂从所述成品冷剂罐排出采用如下步骤：

1)将专用开瓶匙上气路管的进、出气口分别与所述成品制冷剂罐上端的凸台和制冷设备上相应的进气口连接；

2)旋动开瓶匙上的顶杆，所述成品制冷剂罐上的一吋螺纹气雾阀打开，罐内制冷剂通过开瓶匙上的气路管灌装到制冷设备中，灌装一定量后，反向旋动所述顶杆，一吋螺纹气雾阀关闭，停止灌装，余下制冷剂密封保留在罐内。

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