CN103275674A

CN103275674A - -120℃～-160℃温区混合制冷剂

Info

Publication number: CN103275674A
Application number: CN2013101460633A
Authority: CN
Inventors: 王巧美; 张守恒
Original assignee: TAIZHOU JINRUIDE REFRIGERATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: TAIZHOU JINRUIDE REFRIGERATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: CN103275674B

Abstract

本发明提出了一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，该混合制冷剂包括如下质量百分比的组分：A：二氯氟乙烷、五氟丙烷中的一种或两种的混合物，10％～30％；B：丙烷、1,1-二氟乙烷、Ｒ417A中的一种或几种的混合物，10％～30％；C：三氟甲烷，10％～30％；D：四氟化碳，15％～40％；E：氪气、甲烷中的一种或两种的混合物，1％～10％；以及F：氩气、氮气中的一种或两种的混合物，1％～15％。本发明的混合制冷剂在低温时不会出现油堵、蜡堵的现象；用本发明的混合制冷剂在单机自动复叠系统中，只用一台压缩机，不但能达到所需的-120℃～-160℃低温，而且设备体积减小、节约成本。

Description

-120℃～-160℃温区混合制冷剂

技术领域

本发明涉及制冷剂领域，特别是指一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂。

背景技术

现在的单机自动复叠系统中，一般最低的温度到达-150℃。有些厂商用三机复叠或四机复叠，可达到-120℃～-140℃，可三机复叠或四机复叠系统用到的压缩机多、辅助设备多、控制系统复杂，使整台设备体积增大、成本增加、而且故障率也高、耗电也多，技术相对落后。

我国现有的技术中，有些制冷剂如R22，2020年全面禁用。有些制冷剂价格昂贵，且不易购买。目前存在的缺点如下：1、用现有的混合制冷剂在低温时容易造成油堵或蜡堵。2、用现有的混合制冷剂制造的设备，冷却水温度要求15℃～25℃。3、用现有的混合制冷剂制造的设备，温度最低达到-155℃，但不稳定，一般可以稳定在-150℃。

发明内容

本发明提出一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，解决了现有技术中的制冷剂低温时油堵、蜡堵的问题，同时用该混合制冷剂制造的设备，可在冷却水温度10-30℃内使用，ODP几乎为零。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，该混合制冷剂包括如下质量百分比的组分：

A：二氯氟乙烷（CH₃CFCl₂）、五氟丙烷（CF₃CH₂CHF₂）中的一种或两种的混合物，10％～30％；

B：丙烷（C₃H₈）、1,1-二氟乙烷（CH₃CHF₂）、Ｒ417A中的一种或几种的混合物，10％～30％；

C：三氟甲烷（CHF₃），10％～30％；

D：四氟化碳（CF₄），15％～40％；

E：氪气（Kr）、甲烷（CH₄）中的一种或两种的混合物，1％～10％；以及

F：氩气（Ar）、氮气（N₂）中的一种或两种的混合物，1％～15％。

作为优选的技术方案，所述B组分为丙烷（C₃H₈）、Ｒ417A中的一种或两种的混合物。

作为优选的技术方案，所述B组分为1,1-二氟乙烷（CH₃CHF₂）与丙烷（C₃H₈）或Ｒ417A的混合物。

作为优选的技术方案，所述A组分占总质量的18％～30％，B组分占总质量的18％～30％，C组分占总质量的10％～18％，D组分占总质量的17％～35％，E组分占总质量的1％～7％，F组分占总质量的1.5％～7％。

作为优选的技术方案，所述A组分占总质量的20％～30％，B组分占总质量的20％～30％，C组分占总质量的15％～20％，D组分占总质量的25％～40％，E组分占总质量的1％～5％，F组分占总质量的1％～5％。此配方的制冷剂适用于-120℃～-130℃的混合制冷。

作为优选的技术方案，所述A组分占总质量的20％～30％，B组分占总质量的20％～30％，C组分占总质量的10％～20％，D组分占总质量的25％～40％，E组分占总质量的2％～8％，F组分占总质量的2％～8％。此配方的制冷剂适用于-130℃～-140℃的混合制冷。

作为优选的技术方案，所述A组分占总质量的25％～30％，B组分占总质量的24％～30％，C组分占总质量的10％～20％，D组分占总质量的25％～35％，E组分占总质量的3％～8％，F组分占总质量的3％～8％。此配方的制冷剂适用于-140℃～-150℃的混合制冷。

作为优选的技术方案，所述A组分占总质量的22％～30％，B组分占总质量的22％～30％，C组分占总质量的10％～20％，D组分占总质量的25％～40％，E组分占总质量的3％～10％，F组分占总质量的3％～15％。此配方的制冷剂适用于-150℃～-160℃的混合制冷。

上述每一组分对应每一级系统进行制冷，并且后一级以前一级为基础逐步进行制冷。

一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂的制备方法，包括：

将上述配比的A、B、C、D、E、F六种组分在常温下物理混合，得到混合制冷剂。

上述混合制冷剂与压缩机的润滑油有良好的互溶性，在低温下流过膨胀阀、毛细管等节流装置时不会发生油堵或蜡堵现象。可以使制冷系统达到-120℃～-160℃，ODP几乎为零。具有稳定、安全、环保、经济等优点。

有益效果

（1）本发明的混合制冷剂在低温时不会出现油堵、蜡堵的现象；现在大多数压缩机都使用多元醇酯油（POE），而本发明的A、B、C、D组分与POE有良好的相溶性，在低温时流过膨胀阀、毛细管等节流装置时不会发生油堵或是蜡堵的现象。在系统中有一个油分离器和五个气液分离器，能起到很好的滤油效果，从而压缩机油不能到达-115℃以下的区域，即便第E、F组分与压缩机油相溶性不太好，也不会出现油堵、蜡堵现象；

（2）用本发明的混合制冷剂在单机自动复叠系统中，只用一台压缩机、辅助设备少、控制系统简单，不但能达到所需的-120℃～-160℃低温，设备体积大大减小、节约了成本、节约了电能、降低了故障率，使控制更为简便，运行更稳定；

（3）用本发明的混合制冷剂可以稳定在-160℃，冷却水温度可以在10℃～35℃内正常使用；

（4）用该混合制冷剂制造的设备，可在冷却水温度10℃～35℃内使用；

（5）ODP几乎为零，具有稳定、安全、环保、经济等优点。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下是六类组分的基本参数：

由上表可以看出消耗臭氧潜能值（ODP）大部分为0，R141b的ODP为0.086，也很小。有一些易燃的，如R290可用R417A代替；R50可用Ｒ784代替。

实验数据：

一到六级冷凝温度：30℃，-26℃，-57℃，-87℃，-115℃，-138℃。

一到六级蒸发温度：-30℃，-59℃，-88℃，-120℃，-139℃，-162℃。

（冷却水温度：30℃）

实施例1

一种混合制冷剂，该混合制冷剂包括如下质量百分比的组分：

A：二氯氟乙烷（CH₃CFCl₂）10％；

B：丙烷（C₃H₈）15%，1,1-二氟乙烷（CH₃CHF₂）15％；

C：三氟甲烷（CHF₃）30％；

D：四氟化碳（CF₄）10％；

E：氪气（Kr）10％；以及

F：氩气（Ar）10％。

制备方法，包括：

实施例2

A：二氯氟乙烷（CH₃CFCl₂）9%，五氟丙烷（CF₃CH₂CHF₂）9%；

B：丙烷（C₃H₈）9%，Ｒ417A9%；

C：三氟甲烷（CHF₃）35％；

D：四氟化碳（CF₄）17％；

E：氪气（Kr）3%，甲烷（CH₄）4％；以及

F：氩气（Ar）2%，氮气（N₂）3%。

制备方法如实施例1。

实施例3

A：五氟丙烷（CF₃CH₂CHF₂）20%；

B：Ｒ417A20%；

C：三氟甲烷（CHF₃）20％；

D：四氟化碳（CF₄）30％；

E：氪气（Kr）5％；以及

F：氩气（Ar）5%。

制备方法如实施例1。

实施例4

A：五氟丙烷（CF₃CH₂CHF₂）30%；

B：1,1-二氟乙烷（CH₃CHF₂）15％，Ｒ417A15%；

C：三氟甲烷（CHF₃）10％；

D：四氟化碳（CF₄）25％；

E：氪气（Kr）1%，甲烷（CH₄）1％；以及

F：氩气（Ar）3%。

制备方法如实施例1。

实施例5

A：二氯氟乙烷（CH₃CFCl₂）20％；

B：丙烷（C₃H₈）5%，1,1-二氟乙烷（CH₃CHF₂）5%，Ｒ417A10%；

C：三氟甲烷（CHF₃）10％；

D：四氟化碳（CF₄）35％；

E：氪气（Kr）1%，甲烷（CH₄）7％；以及

F：氮气（N₂）7%。

制备方法如实施例1。

实施例6

A：二氯氟乙烷（CH₃CFCl₂）22％；

B：丙烷（C₃H₈）6%，1,1-二氟乙烷（CH₃CHF₂）6%，Ｒ417A10%；

C：三氟甲烷（CHF₃）10％；

D：四氟化碳（CF₄）40％；

E：氪气（Kr）3％；以及

F：氮气（N₂）3%。

制备方法如实施例1。

用这种技术制造的-120℃冷阱用于真空涂覆行业，利用-120℃的低温在真空腔体里冷凝大量的派瑞林（Parylene）残留物，不但保护了真空泵系统，还大大提高了产品的涂覆品质。

用这种技术制造的-140℃深冷水汽捕集泵广泛应用于真空镀膜行业，利用-140℃的低温在真空腔体里捕集大量残存的水蒸汽，从而大大提高镀膜机抽真空的速度，在为客户节约电能的同时还提高了生产效率、改善产品的品质，深受客户青睐。

用这种技术制造的-160℃金属处理箱广泛应用于冶金工业的刀具、量具、刃具等的深冷处理，降低残奥含量、促进析出细小碳化物、减少晶间拉应力，从而可提高材料的硬度、耐磨性、抗弯强度、韧性、尺寸稳定性等，大大提高了材料的使用寿命，提高了生产效率，节约了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，该混合制冷剂包括如下质量百分比的组分：

A：二氯氟乙烷、五氟丙烷中的一种或两种的混合物，10％～30％；

B：丙烷、1,1-二氟乙烷、Ｒ417A中的一种或几种的混合物，10％～30％；

C：三氟甲烷，10％～30％；

D：四氟化碳，15％～40％；

E：氪气、甲烷中的一种或两种的混合物，1％～10％；以及

F：氩气、氮气中的一种或两种的混合物，1％～15％。

2.根据权利要求1所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述B组分为丙烷、Ｒ417A中的一种或两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述B组分为1,1-二氟乙烷与丙烷或Ｒ417A的混合物。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述A组分占总质量的18％～30％，B组分占总质量的18％～30％，C组分占总质量的10％～18％，D组分占总质量的17％～35％，E组分占总质量的1％～7％，F组分占总质量的1.5％～7％。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述A组分占总质量的20％～30％，B组分占总质量的20％～30％，C组分占总质量的15％～20％，D组分占总质量的25％～40％，E组分占总质量的1％～5％，F组分占总质量的1％～5％。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述A组分占总质量的20％～30％，B组分占总质量的20％～30％，C组分占总质量的10％～20％，D组分占总质量的25％～40％，E组分占总质量的2％～8％，F组分占总质量的2％～8％。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述A组分占总质量的25％～30％，B组分占总质量的24％～30％，C组分占总质量的10％～20％，D组分占总质量的25％～35％，E组分占总质量的3％～8％，F组分占总质量的3％～8％。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种-120℃～-160℃温区混合制冷剂，其特征在于，所述A组分占总质量的22％～30％，B组分占总质量的22％～30％，C组分占总质量的10％～20％，D组分占总质量的25％～40％，E组分占总质量的3％～10％，F组分占总质量的3％～15％。