CN109852348B - 环保混合工质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及制冷剂技术领域，具体而言，涉及一种环保混合工质。一种环保混合工质包括第一组分和第二组分，其中：所述第一组分为三氟碘甲烷，所述第二组分为一氟乙烷；另一种环保混合工质包括第一组分、第二组分和第三组分，其中：所述第一组分为三氟碘甲烷，所述第二组分为二氟甲烷，所述第三组分为1,1‑二氟乙烷和反式‑1,3,3,3‑四氟丙烯中的一种。将各组分按比例在常温常压下经物理混合均匀，即得所述环保混合工质。本发明提出的该混合工质环境性能好，具有极低的GWP(小于150)，而且具有优于1,1,1,2‑四氟乙烷(R134a)或与其相当的热力性能，并且制备方法简单，易于实现。
Description
技术领域
本申请涉及制冷剂技术领域，具体而言，涉及一种环保混合工质。
背景技术
目前广泛应用于制冷空调行业的HFCs类制冷剂(包括R410A、R134a、R404A及R407C等)因具有非常高的全球变暖潜能值(GWP)而面临着严苛的削减计划。2016年通过的《蒙特利尔议定书》基加利修正案制定了严苛的高GWP的HFCs类制冷剂的削减计划，中国等主要发展中国家将在2029年削减10％(按CO2当量计算)，最终2045年实现削减80％。可见使用低GWP的环保制冷剂已成为必然趋势，而目前却尚未找到较为完美的替代方案，由于混合工质具有均衡制冷剂物性的特点，所以其在制冷剂替代方案中起着至关重要的作用，成为国内外学者及企业的研究热点。现有技术中的部分混合工质在达到了较低的GWP值的同时，往往削弱了其热力性能，无法较好的实现制冷制热效果，部分混合工质在保证了热力性能的同时，GWP的降低较为有限，无法满足环保需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的首要目的在于，提出一种环保混合工质，该混合工质环境性能好，在具有极低的GWP的同时，可以兼顾热力性能。
为了实现上述目的，根据本技术方案的第一个方面，本技术方案提供了一种环保混合工质。
根据本申请实施例的一种环保混合工质，其包括第一组分和第二组分，其中：所述第一组分为三氟碘甲烷，所述第二组分为一氟乙烷。
进一步的，以质量百分比计，所述环保混合工质包括1-77％的三氟碘甲烷和23-99％的一氟乙烷。
进一步的，以质量百分比计，所述环保混合工质包括1-80％的三氟碘甲烷、3-98％一氟乙烷和1-89％的第三组分，所述第三组分为1,1-二氟乙烷、反式-1,3,3,3-四氟丙烯、1,1,1,2-四氟乙烷和二氟甲烷中的一种。
为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了另外一种环保混合工质。
根据本申请实施例的一种环保混合工质，其包括第一组分、第二组分和第三组分，其中：所述第一组分为三氟碘甲烷，所述第二组分为二氟甲烷，所述第三组分为1,1-二氟乙烷和反式-1,3,3,3-四氟丙烯中的一种。
进一步的，以质量百分比计，所述环保混合工质包括1-57％的三氟碘甲烷、4-11％二氟甲烷和39-88％的第三组分。
本发明提出一种环保混合工质，该混合工质环境性能好，具有极低的GWP(小于150)，而且具有优于1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)或与其相当的热力性能，并且制备方法简单，易于实现。
具体实施方式
本发明提供的环保混合工质，其制备方法是将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)、1,1-二氟乙烷(R152a)、反式-1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))、1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)和二氟甲烷(R32)，共六种组分按照其相应的质量配比在常温常压液相状态下进行物理混合成为二元或三元混合物。其中三氟碘甲烷(R13I1)是一种优秀的阻燃剂，通过添加阻燃剂可以消弱制冷剂的可燃性，从而达到安全的要求。各组元物质的基本参数见表1。
表1混合工质中各组元物质的基本参数
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例对技术方案进行清楚完整地描述，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面将结合较优的实施例来详细说明本申请。下面给出多个具体实例，其中组分的比例均为质量百分比，每种混合工质的组元物质的质量百分数之和为100％。
实施例1
将三氟碘甲烷(R13I1)和一氟乙烷(R161)两种组分在常温常压液相下按40:60的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例2
将三氟碘甲烷(R13I1)和一氟乙烷(R161)两种组分在常温常压液相下按50:50的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例3
将三氟碘甲烷(R13I1)和一氟乙烷(R161)两种组分在常温常压液相下按60:40的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例4
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及反式-1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))三种组分在常温常压液相下按20:60:20的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例5
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及反式-1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))三种组分在常温常压液相下按30:60:10的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例6
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及反式-1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))三种组分在常温常压液相下按20:70:10的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例7
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按20:40:40的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例8
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按20:30:50的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例9
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按40:30:30的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例10
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按50:30:20的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例11
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按71:11:18的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例12
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)三种组分在常温常压液相下按50:40:10的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例13
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)三种组分在常温常压液相下按20:75:5的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例14
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)三种组分在常温常压液相下按68:25:7的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例15
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及二氟甲烷(R32)三种组分在常温常压液相下按9:84:7的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例16
将三氟碘甲烷(R13I1)和一氟乙烷(R161)两种组分在常温常压液相下按1:99的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例17
将三氟碘甲烷(R13I1)和一氟乙烷(R161)两种组分在常温常压液相下按77:23的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例18
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及二氟甲烷(R32)三种组分在常温常压液相下按1:98:1的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例19
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按80：17：3的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例20
将三氟碘甲烷(R13I1)、一氟乙烷(R161)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按8：3：89的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例21
将三氟碘甲烷(R13I1)、二氟甲烷(R32)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按8:4:88的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
实施例22
将三氟碘甲烷(R13I1)、二氟甲烷(R32)及1,1-二氟乙烷(R152a)三种组分在常温常压液相下按57:4:39的质量比进行物理混合均匀得到一种环保混合工质。
比较了上述各实施例与R134a的环境性能和滑移温度(标准大气压101.325kPa下)等基本参数，记录在表2中。
表2混合工质的基本参数
(*注：滑移温度为标准大气压101.325kPa下的露点温度与泡点温度之差)
表3混合工质与R134a的性能对比结果
| 制冷剂 | 排气温度/℃ | 压缩比 | 相对容积制热量 | 相对COP |
| R134a | 71.1 | 5.78 | 1.00 | 1.00 |
| 实施例1 | 86.5 | 4.92 | 1.48 | 1.02 |
| 实施例2 | 86.3 | 4.93 | 1.45 | 1.01 |
| 实施例3 | 86.6 | 4.98 | 1.40 | 1.00 |
| 实施例4 | 84.9 | 5.21 | 1.36 | 1.00 |
| 实施例5 | 85.8 | 5.08 | 1.41 | 1.01 |
| 实施例6 | 86.1 | 5.06 | 1.43 | 1.01 |
| 实施例7 | 88.3 | 5.32 | 1.30 | 1.00 |
| 实施例8 | 89.0 | 5.47 | 1.23 | 1.00 |
| 实施例9 | 87.0 | 5.21 | 1.30 | 1.00 |
| 实施例10 | 86.3 | 5.10 | 1.33 | 1.01 |
| 实施例11 | 86.2 | 5.24 | 1.18 | 0.99 |
| 实施例12 | 84.3 | 4.96 | 1.42 | 1.01 |
| 实施例13 | 86.5 | 4.95 | 1.49 | 1.02 |
| 实施例14 | 85.8 | 5.15 | 1.31 | 0.99 |
| 实施例15 | 92.5 | 5.21 | 1.59 | 0.99 |
| 实施例16 | 87.8 | 4.97 | 1.51 | 1.02 |
| 实施例17 | 89.3 | 5.31 | 1.24 | 0.97 |
| 实施例18 | 88.5 | 5.01 | 1.52 | 1.02 |
| 实施例19 | 89.7 | 5.43 | 1.18 | 0.97 |
| 实施例20 | 88.4 | 5.77 | 1.00 | 1.01 |
| 实施例21 | 91.2 | 5.94 | 1.01 | 1.00 |
| 实施例22 | 91.0 | 5.70 | 1.15 | 0.97 |
由表2可知，本发明提供的混合工质的环境性能远优于R134a，其GWP均小于150，其中除实施例12、14、20和21以外，其他实施例的GWP均低于100；混合工质的滑移温度较小，除实施例19和22以外，其他实施例的滑移温度均低于3℃，某些配比下的混合工质属于近共沸混合物，排除了温度滑移带来的不良影响。
在制热工况下(即蒸发温度为-10℃，冷凝温度为45℃，过热度为5℃，过冷度为5℃)，上述实施例与R134a的热力参数(即压缩比和排气温度)及相对热力性能(即相对单位容积制热量和相对效率COP)的对比结果见表3。
由表3可知，本发明提供的混合工质的热力性能优于R134a，其中容积制热量远高于R134a，且效率COP值优于或与R134a相当，减小系统体积的同时降低系统能耗。
本说明书中部分实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种替代R134a的环保混合工质，其特征在于，以质量百分比计，所述环保混合工质由1％的三氟碘甲烷和99％的一氟乙烷组成。
2.一种替代R134a的环保混合工质，其特征在于，以质量百分比计，所述环保混合工质由1-80％的三氟碘甲烷、3-98％一氟乙烷和1-89％的第三组分组成，所述第三组分为反式-1,3,3,3-四氟丙烯、1,1,1,2-四氟乙烷和二氟甲烷中的一种。
3.一种替代R134a的环保混合工质，其特征在于，以质量百分比计，所述环保混合工质由8-57％的三氟碘甲烷、4％二氟甲烷和39-88％的1,1-二氟乙烷组成。
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