CN108384515A - 一种替代r22的制冷剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于制冷剂领域，具体涉及一种替代R22的制冷剂，该制冷剂由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷10‑17份；丙烷25‑40份；四氟丙烯40‑55份。本发明的有益效果是：本发明提供的制冷剂的ODP为零，GWP约180左右，既不会破坏大气臭氧层，又基本不会造成温室效应，故其是一种非常环保的能够替代R22的制冷剂，具有较好的市场前景；该制冷剂与R22的运行压力基本一致且高压力略有降低，有效减少了压缩机的能耗，制冷量可达到R22的100％以上，而节能率可达到20％以上；各原料无毒无污染，对金属无腐蚀，水溶性小且与原R22系统的润滑油相容性好，故可直接充灌替代R22，使用非常方便。

Description

一种替代R22的制冷剂
技术领域
本发明属于制冷剂领域，具体涉及一种替代R22的制冷剂,该制冷剂可应用于空调、热泵及其他制冷系统中。
背景技术
作为空调、热泵、制冷系统及低温制冷系统中的制冷剂，长期以后大都使用二氟一氯甲烷(R22)，R22毒性比R12略小，但仍然不是安全的制冷剂，破坏臭氧层潜能值(ODP)4500，全球变暖系数值(GWP)1700，又R22属于 HCFC类制冷剂，为此国际上已经决定发展中国家(包括中国)对R22从2020 年起将基本禁止使用。
根据《蒙特利尔议定书》的原本规定，发达国家将于2030年完全停止非原料性质的R22生产和消费，发展中国家(包括我国)将于2040年停止非原料性质的R22生产和消费。但2007年9月在加拿大蒙特利尔召开的《蒙特利尔议定书》缔约方大会达成的最新决议中规定，发达国家将于2020年完全停止非原料性质的R22生产和消费，包括中国在内的发展中国家，要在 2013年将非原料性质HCFCs(其中约70％是R22)的生产和消费量冻结在 2009年和2010年的平均水平上，2030年完成全面淘汰。相比原来的淘汰时间表，整个淘汰进程大大提前，而目前国内生产和应用的约80％的家用空调 /热泵等系统采用R22作制冷剂，由此可见，R22的替代形势非常严峻且替代品的研究开发迫在眉睫。
现有技术中，专利申请EP 1184438中公开了由55～94％的五氟乙烷、 2.5～35％的1，1，1，2-四氟乙烷和3.5～25％的二甲醚组成的混合物，但以此比例组成的混合物在直接充灌替代R22时，表现出效率降低、压力过高、甚至易燃等缺陷，效果并不理想。在专利申请US 20060011884中，公开了含有至少75％地五氟乙烷、5～24％的1，1，1，2-四氟乙烷和1～4％的二甲醚的混合物，在直接充灌替代R22时，以此比例组成的混合物同前述发明一样，表现出效率降低、压力过高等缺陷，效果也不理想。在专利号为ZL200410025934.7的中国发明专利《一种环保型制冷剂》(授权公告号： CN1240804C)，该专利公开了如下组分和重量百分配比：1，1，1.2-四氟乙烷15～60％，丙烯2～80％，丙烷5～40％，其不足之处在于蒸发压力比 R22高,容积制冷量与R22接近或略低，制冷效果不理想。
发明内容
本发明提供一种替代R22的制冷剂，旨在克服现有技术中已有的替代 R22的制冷剂存在的制冷效率低、蒸发压力高等不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种替代R22的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷10-17份；丙烷25-40份；四氟丙烯40-55份。
在上述技术方案的基础上，本发明提供的制冷剂还可以有如下几种优选的组成比例。
一种替代R22的制冷剂，优选的，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷13-15份；丙烷30-35份；四氟丙烯50-53份。
一种替代R22的制冷剂，最佳的，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷14.6份；丙烷33.5份；四氟丙烯51.9份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的替代R22的制冷剂的臭氧破坏潜能值(ODP)为零，同时其全球变暖潜能值(GWP)也较低(180左右，约为R22的GWP值的1/10)，既不会破坏大气臭氧层，又基本不会造成温室效应，故其是一种非常环保的能够替代R22的制冷剂，具有较好的市场前景；
(2)本发明提供的制冷剂与R22的运行压力基本一致且高压力略有降低，有效减少了压缩机的能耗，制冷量可达到R22的100％以上，而节能率可达到20％以上。
(3)各原料无毒无污染，对金属无腐蚀，水溶性小且与原R22系统的润滑油相容性好，故可直接充灌替代R22，使用非常方便。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的提供的制冷剂的组成及性能作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种替代R22的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷14.6份；丙烷33.5份；四氟丙烯51.9份。
实施例2
一种替代R22的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷10.2份；丙烷39.5份；四氟丙烯40.7份。
实施例3
一种替代R22的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷16.8份；丙烷25.7份；四氟丙烯54.1份。
实施例4
一种替代R22的制冷剂，优选的，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷13.9份；丙烷32.1份；四氟丙烯52.7份。
实施例5
一种替代R22的制冷剂，优选的，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷14.9份；丙烷30.7份；四氟丙烯50.1份。
实施例6
一种替代R22的制冷剂，优选的，其由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷13.1份；丙烷34.8份；四氟丙烯51.2份。
上述替代R22的制冷剂，通过如下方法制备，具体包括如下步骤：(1) 对各组分的纯度进行检测，确保其纯度达到纯度均达到99.99wt％以上；(2) 原材料预处理；(3)原材料自动脱水脱硫装置；(4)原材料进干燥塔；(5) 使用清洗试剂对混合压力容器进行清洗；(6)将清洗完成的混合压力容器抽真空；(7)精准调配，按照重量份数配比将达标的原料加入抽真空后的混合压力容器中进行混合；(8)混合物料取样，检测其内各组分是否满足相应的重量份数配比；(9)自动充装制冷剂。
以实施例1制备的制冷剂(以下简称R466)为测试对象，按照现有技术的相关标准进测试，其物性参数与R22的相比，如下表所示：
此外，本发明还测得R466的ODP为零，GWP约为180，表明其为一种环境友好的制冷剂。
从表上可以看出R466和R22的运行压力基本一致，高压力略有降低，减少了压缩机的能耗；可直接替代R22，由于R466的压缩比和压力差都略有降低了，启到了约20％节能的效果。
为了进一步说明本发明提供的制冷剂在节能方面的优势，本发明以公司工程研究中心具体测试内容为例进行说明。工程研究中心安装两台压缩机组，编号为一号和二号机组，一号机组为R22为制冷剂，二号机组为本发明新型节能环保制冷剂，编号：R-466，硬件设备完全相同。
二号机组(每次实现分别投入实施例1至6制备的制冷剂中的一种)及一号机组(投入R22制冷剂)做对比，算出节能率，节能率＝(一号机组用电量-二号机组用量)/一号机组用电量，各实施例对应的制冷剂的节能率数据如下表所示：
组别 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
节能率(％) 21.1 20.9 20.5 19.2 19.4 19.6
各实施例对应的制冷剂在二号机组(可设置多台，同时测试)连续运行两年未出现故障，未发现制冷剂与水或润滑油发生明显的化学反应，即本发明提供的制冷剂与原R22设备中润滑油的相容性较好。
此外，为了进一步证明本发明提供的制冷剂替代R22后的节能情况，本发明还提供了两个实际的节能改造项目的详细数据，具体如表1和表2所示, 两个节能改造项目在改造后均使用实施例1制备的制冷剂为冷媒，所谓的节能改造指的是设备完全不变，直接以本发明提供的R466替代R22。
表1.节能改造项目一
表2.节能改造项目二
需要说明的是，现场应用数据比实验室数据节能率要高，因为两者的环境温度变化造成的，现场应用时环境温度并非恒定的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (3)

1.一种替代R22的制冷剂，其特征在于，由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷10-17份；丙烷25-40份；四氟丙烯40-55份。
2.根据权利要求1所述的一种替代R22的制冷剂，其特征在于，由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷13-15份；丙烷30-35份；四氟丙烯50-53份。
3.根据权利要求1所述的一种替代R22的制冷剂，其特征在于，由以下重量份数的各原料充分混合而成：氟乙烷14.6份；丙烷33.5份；四氟丙烯51.9份。
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