CN102732220A - 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质 - Google Patents

含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质 Download PDF

Info

Publication number
CN102732220A
CN102732220A CN2011102323263A CN201110232326A CN102732220A CN 102732220 A CN102732220 A CN 102732220A CN 2011102323263 A CN2011102323263 A CN 2011102323263A CN 201110232326 A CN201110232326 A CN 201110232326A CN 102732220 A CN102732220 A CN 102732220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hfc
hfo
mixed refrigerant
rankine cycle
hfe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011102323263A
Other languages
English (en)
Inventor
王怀信
张圣君
郭涛
陈晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN2011102323263A priority Critical patent/CN102732220A/zh
Publication of CN102732220A publication Critical patent/CN102732220A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

含有HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)的有机朗肯循环混合工质，适合作为蒸发温度为60-100℃的低温有机朗肯循环系统的制冷剂。该组混合工质由HFO-1234yf；HFE-143；HFE-134；HFC-236ea；HFC-152a；HFC-245ca；HFC-245fa和HFC-254cb共8种物质按不同的质量比例组成的二元或三元混合物。其制备方法是，将上述各种组元按指定的配比在常温下进行物理混合，得到相应的混合工质。本发明工质不破坏臭氧层，温室效应势较低，符合环保要求；热工参数适宜，循环性能优良。在设计工况下的朗肯循环效率为9.5％左右，单位质量输出净功基本在20kJ/kg以上。

Description

含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质
技术领域
本发明属于热泵或空调系统中的制冷剂，具体涉及到作为蒸发温度为60-100℃的低温有机朗肯循环系统中的工质。 
背景技术
低温资源(如低温地热能、废热或太阳能)发电技术的研究，对于减小化石能源消耗和CO2、SO2、NOx等温室气体和环境污染物的排放，实现可持续发展具有重要意义。而制约低温资源发电利用的主要技术因素之一就是系统经济性。中温资源发电技术实践表明，以有机朗肯循环为基础的发电技术经济性较好。 
近年来，随着能源与环境问题带来的挑战的不断加大，以及技术进步带来的发电经济性的提升，一直被认为不具备发电经济性的低温资源(特别是70-120℃温度范围)的利用开始得到关注。低温资源之所以发电利用经济性较差，其主要原因之一，就是缺乏适合的循环工质。目前用作低温有机朗肯循环的工质有C5F12、HC600等，它们或因温室效应势(GWP)很大，或因易燃易爆，而限制了其推广应用。因此开发一种环境友好、热力性能优良的新型工质，对低温有机朗肯循环技术的发展至关重要。 
发明内容
本发明的目的是，提供一种适用于低温有机朗肯循环的含有HFO-1234yf的混合工质，可作为蒸发温度为60-100℃的低温地热资源，或其它低品位(如废热，太阳能等)热源的有机朗肯循环系统中的工质。 
本发明提出的含有HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)的有机朗肯循环混合工质共包括了8种组元物质，具体是：HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)，HFC-152a(1，1-二氟乙烷)，HFC-236ea(1，1，1，2，3，3-六氟丙烷)，HFC-245ca(1，1，2，2，3-五氟丙烷)，HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)，HFE-143(CH2FOCHF2)，HFE-134(CHF2OCHF2)和HFC-254cb(1，1，2，2-四氟丙烷)。各组元物质的基本参数如表1所示。 
本发明提出的含有HFO-1234yf的有机朗肯循环混合工质，具体组成为： 
由HFO-1234yf、HFC-152a(1，1-二氟乙烷)和HFC-254cb(1，1，2，2-四氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFC-245ca(1，1，2，2，3-五氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFC-236ea(1，1，1，2，3，3-六氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFE-134(CHF2OCHF2)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFE-143组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFC-245fa组成。 
HFO-1234yt/HFC-152a/HFC-254cb 5-60/0-92/1-95％， 
HFO-1234yf/HFC-152a/HFC-245ca 7-95/0-92/1-93％， 
HFO-1234yf/HFC-152a/HFC-236ea 4-97/0-94/2-96％， 
HFO-1234yf/HFC-152a/HFE-134   4-97/0-92/1-96％， 
HFO-1234yf/HFC-152a/HFE-143   3-91/4-92/5-93％， 
HFO-1234yf/HFC-152a/HFC-245fa 2-96/1-95/3-97％， 
以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100％。 
上述混合工质的制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。 
本发明具有以下优点及有益效果： 
(1)环境性能：本发明的ODP等于零，环境特性优良。(2)热工参数：在低温有机朗肯循环系统设计工况(如蒸发温度90℃、冷凝温度35℃、过热度5℃或乏气过热度0℃下的蒸发压力在1500.0kPa左右、冷凝压力在350.0kPa左右、膨胀比在4.50左右。(3)循环性能：本发明在上述设计工况下的朗肯循环效率为9.5％左右、单位质量输出净功基本在23kJ/kg以上(在汽轮机等熵效率为75％的条件下)，循环性能优良。 
表1低温有机朗肯循环混合工质中所含组元的基本参数 
Tb：正常沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力 
Figure BDA0000083204050000021
具体实施方式
实施例1：取1mass％HFO-1234yf、2mass％HFC-152a和83mass％HFC-254cb，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 
实施例2：取38mass％HFO-1234yf、10mass％HFC-152a和52mass％HFC-254ca，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 
实施例3：取12mass％HFO-1234yf、5mass％HFC-152a和83mass％HFC-236ea，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 
实施例4：取26mass％HFO-1234yf、3mass％HFC-152a和71mass％HFE-134，常温下进行物理混合后作为制冷剂。 
实施例5：取57mass％HFO-1234yf、4mass％HFC-152a和39mass％HFE-143，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 
实施例6：取16mass％HFO-1234yf、15mass％HFC-152a和69mass％HFC-245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 
以低温地热有机朗肯循环为例，低温地热有机朗肯循环系统设计工况取为：平均蒸发温度为90℃，平均冷凝温度为30℃，蒸发过热度为5℃(对有些工质，为保证避免膨胀终了进入两相区，取乏气过热度为0℃，在此条件下反算的蒸发过热度为6-10℃)，膨胀过程定熵效率以及工质泵效率为75％，根据循环计算，上述6个实施例的有关参数和循环性能指标如表2所示。 
表2本发明实施例性能 
  参数与性能   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  蒸发压力MPa   1.5669   1.5863   1.576   1.5852   1.6227   1.6026
  冷凝压力MPa   0.35648   0.3393   0.32737   0.35894   0.34315   0.33976
  汽轮机进口比容m3/kg   4.9492   5.1281   5.4774   4.7787   5.1226   5.221
  膨胀比   4.3955   4.6745   4.8139   4.4164   4.7288   4.7169
  单位质量输出净功kJ/kg   23.6220   25.2010   20.859   23.07   27.453   25.064
  循环效率％   0.0961   0.0935   0.09412   0.09805   0.09477   0.09505
  蒸发温度滑移℃   3.3362   16.8040   4.1566   6.4262   18.946   8.4247
  冷凝温度滑移℃   4.3415   22.5890   6.7991   8.4492   26.268   12.268

Claims (2)

1.含有HFO-1234yf(CF3CF＝CH2，2，3，3，3-四氟-1-丙烯)的有机朗肯循环混合工质，包括HFC-236ea(1，1，1，2，3，3-六氟丙烷)，HFC-245ca(1，1，2，2，3-五氟丙烷)，HFC-152a(1，1-二氟乙烷)，HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)，HFE-143(CH2FOCHF2)，HFE-134(CHF2OCHF2)和HFC-254cb(1，1，2，2-四氟丙烷)，其特征是混合工质由或由HFO-1234yf、HFC-152a(1，1-二氟乙烷)和HFC-254cb(1，1，2，2-四氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFC-245ca(1，1，2，2，3-五氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFC-236ea(1，1，1，2，3，3-六氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFE-134(CHF2OCHF2)组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFE-143组成；或由HFO-1234yf、HFC-152a和HFC-245fa组成。
2.按照权利要求1所述的含有HFO-1234yf(CF3CF＝CH2，2，3，3，3-四氟-1-丙烯)的有机朗肯循环混合工质，其特征是上述各组元物质的质量百分比具体为：
HFO-1234yf/HFC-152a /HFC-254cb 5-60/0-92/1-95％，
HFO-1234yf/HFC-152a /HFC-245ca 7-95/0-92/1-93％，
HFO-1234yf/HFC-152a /HFC-236ea 4-97/0-94/2-96％，
HFO-1234yf/HFC-152a/HFE-134    4-97/0-92/1-96％，
HFO-1234yf/HFC-152a/HFE-143    3-91/4-92/5-93％，
HFO-1234yf/HFC-152a /HFC-245fa 2-96/1-95/3-97％，
以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100％。
CN2011102323263A 2009-10-13 2009-10-13 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质 Pending CN102732220A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102323263A CN102732220A (zh) 2009-10-13 2009-10-13 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102323263A CN102732220A (zh) 2009-10-13 2009-10-13 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910070780.6A Division CN101747867B (zh) 2009-10-13 2009-10-13 含有HFO-1234yf(CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102732220A true CN102732220A (zh) 2012-10-17

Family

ID=46988534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102323263A Pending CN102732220A (zh) 2009-10-13 2009-10-13 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102732220A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256594A1 (en) * 2002-10-25 2004-12-23 Honeywell International, Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
WO2007002625A2 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Honeywell International Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
CN101297016A (zh) * 2005-03-04 2008-10-29 纳幕尔杜邦公司 包含氟代烯烃的组合物
CN101827912A (zh) * 2006-09-01 2010-09-08 纳幕尔杜邦公司 用于通过闭环循环使选定的热传递流体循环的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256594A1 (en) * 2002-10-25 2004-12-23 Honeywell International, Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
CN101297016A (zh) * 2005-03-04 2008-10-29 纳幕尔杜邦公司 包含氟代烯烃的组合物
WO2007002625A2 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Honeywell International Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
CN101827912A (zh) * 2006-09-01 2010-09-08 纳幕尔杜邦公司 用于通过闭环循环使选定的热传递流体循环的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. A review and perspective on industry high-temperature heat pumps
Kang et al. Parametric optimization and performance analysis of zeotropic mixtures for an organic Rankine cycle driven by low-medium temperature geothermal fluids
CN103906821B (zh) 用于由热产生机械能的有机朗肯循环的方法和组合物
CN101914368A (zh) 一组跨临界动力循环混合工质
Wu et al. Thermal and economic performance analysis of zeotropic mixtures for Organic Rankine Cycles
Guo et al. Fluids and parameters optimization for a novel cogeneration system driven by low-temperature geothermal sources
Dai et al. Thermodynamic analysis of carbon dioxide blends with low GWP (global warming potential) working fluids-based transcritical Rankine cycles for low-grade heat energy recovery
Saleh et al. Working fluids for low-temperature organic Rankine cycles
CN102127397A (zh) 用于螺杆膨胀机的有机工质朗肯循环系统的混合工质
CN103937458A (zh) 有机朗肯循环混合工质
Li et al. Working fluid selection based on critical temperature and water temperature in organic Rankine cycle
CN101597484A (zh) 含有hfe-143(ch2fochf2)的有机朗肯循环混合工质
Mocarski et al. Selected aspects of operation of supercritical (transcritical) organic Rankine cycle
CN102311719A (zh) 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质
CN103045173A (zh) 含有二氟甲烷（r32）的跨临界动力循环混合工质
CN102925113A (zh) 含有HFC-236fa的有机朗肯循环混合工质
CN102732220A (zh) 含有HFO-1234yf (CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质
CN101892033A (zh) 含有碳氢化合物的中高温热泵混合工质
CN102911642A (zh) 含有异丁烷（R600a）的中高温热泵混合工质
CN102732221A (zh) 含有HFO-1234yf(CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质
CN102925110A (zh) 含有hfc-143的有机朗肯循环混合工质
CN104031611A (zh) 一种含HFC-227ea的有机朗肯循环系统混合工质
CN103045174A (zh) 一种含有二甲醚和三氟碘甲烷的环保型中高温热泵工质
CN101235273A (zh) 用于太阳能低温朗肯循环系统的二元混合工质
CN103602316A (zh) 一种利用低温尾气的朗肯循环工质及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
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

Application publication date: 20121017