CN110746936A

CN110746936A - 一种环保混合制冷剂

Info

Publication number: CN110746936A
Application number: CN201910962298.7A
Authority: CN
Inventors: 陈晓军; 赵景平; 王章明; 吴燕涛
Original assignee: JINHUA YONGHE FLUOROCHEMICAL CO Ltd
Current assignee: JINHUA YONGHE FLUOROCHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: CN110746936B

Abstract

本发明公开了一种环保混合制冷剂，包括：组元1，所述组元1包括二氟甲烷，质量分数为10％～30％；组元2，所述组元2包括1,1‑二氟乙烷，质量分数为29～40％；组元3，所述组元3包括三氟碘甲烷，质量分数为8％～38％；组元4，所述组元4包括丙烷和氟乙烷，质量分数为12％～47％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～33％。本发明环保混合制冷剂，环保性能好，可燃性低于烷烃、烯烃、醚类混合制冷剂。另外，本发明环保制冷剂的组成工质均具有生产工艺成熟、方便易得的特点，利于推广、普及。

Description

一种环保混合制冷剂

技术领域

本发明涉及替代HCFC-22的新型环保制冷剂,尤其涉及一种在空调系统中替代HCFC-22的新型环保制冷剂。

背景技术

2016年10月10日～14日，《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》第28次缔约方会议在卢旺达基加利召开，大会一致通过了“基加利修正案”，以减少温室气体氢氟碳化物(HFCs)的排放，从而在21世纪末防止全球升温0.5℃。该协议是继《巴黎协定》后又一具有里程碑意义的重要文件。HCFC-22由于具有ODP(臭氧耗损潜值)值和较高的GWP(全球变暖潜值)值而被列入逐步淘汰的行列。

目前作为HCFC-22的主要替代制冷剂是R410A、R417B等。虽然它们的ODP值为0，但是其GWP仍然较高，无法满足GWP小于150的环保要求。而R32作为单一制冷剂存在系统压力过高、排气温度过高的问题，R290、R600a则是易燃易爆，安全等级普遍低于A2L，存在严重的安全风险。所以目前满足与HCFC-22性能相当、GWP值低于150、安全性能A2L以上的制冷剂除国外HFOs类混配制冷剂外基本没有，但此类制冷剂存在价格偏高、弱可燃、制冷性能差的特点。

现有技术中，中国专利文件CN201810164006.0公开了一种配比为氟乙烷10～17％；丙烷25～40％；四氟丙烯40～55％的替代R22的制冷剂；中国专利文件CN201711049752.7公开了一种含丙烯60～80％，丙烷10～25％，环丙烷10～20％的替代R22的制冷剂；中国专利文件CN200910102217.2公开了一种含丙烯35～50％，丙烷30～40％，四氟乙烷5～16％，三氟乙烷5～10％，液态二氧化碳5～16％的替代R22的制冷剂；中国专利文件CN20121039 3640.4公开了一种由质量分数为1～10％的三氟碘甲烷，20～40％的1，1-二氟乙烷，50～75％的丙烷组成含三氟碘甲烷的混合制冷剂。上述专利中公开的制冷剂存在或不可直接充罐应用HCFC-22系统、或GWP值偏高、或制冷剂性能比HCFC-22差、或可燃性较大等缺点，因此，需要开发具有更好制冷性能、与现有系统更好兼容以及具有更好环保性能的新型制冷剂。

发明内容

针对现有制冷剂混配后存在的制冷性能、安全性能、环保性、经济性等某一方面的明显缺陷，本发明所要解决的技术问题就是提供一种环保混合制冷剂，满足当前国际对制冷剂严格的环保要求，混配后具备优异的热力学性能，并且各方面性能达到均衡。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种环保混合制冷剂，包括：

组元1，所述组元1包括二氟甲烷，质量分数为10％～30％；

组元2，所述组元2包括1,1-二氟乙烷，质量分数为29～40％；

组元3，所述组元3包括三氟碘甲烷，质量分数为8％～38％；

组元4，所述组元4包括丙烷和氟乙烷，质量分数为12％～47％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～33％。

可选的，所述组元1质量分数为12％～15％，所述组元2质量分数为31～33％，所述组元3质量分数为8％～14％，所述组元4质量分数为40％～46％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～30％。

进一步的，所述组元1质量分数为14％，所述组元2质量分数为32％，所述组元3质量分数为10％，所述组元4质量分数为44％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为15％。

可选的，所述组元1质量分数为12％～16％，所述组元2质量分数为33～36％，所述组元3质量分数为22％～38％，所述组元4质量分数为13％～29％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～8％。

进一步的，所述组元1质量分数为12％，所述组元2质量分数为35％，所述组元3质量分数为30％，所述组元4质量分数为23％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为5％。

可选的，所述组元1质量分数为22％～30％，所述组元2质量分数为32～40％，所述组元3质量分数为8％～20％，所述组元4质量分数为26％～46％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～3％。

进一步的，所述组元1质量分数为22％，所述组元2质量分数为32％，所述组元3质量分数为13％，所述组元4质量分数为33％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为2％。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

首先，环保性能好，与HCFC-22工质相比，排气温度更低，压比更低，COP相当或有提升，ODP为0，特别是GWP值可达600以下，并且部分配比GWP值可达150以下，远远低于HCFC-22的GWP，满足了当前国际对制冷剂严格的环保要求。

其次，加入了三氟碘甲烷，极大降低了制冷剂的可燃性，使得安全等级达到A2L以上，可燃性低于烷烃、烯烃、醚类混合制冷剂。

另外，本发明环保制冷剂的组成工质均具有生产工艺成熟、方便易得的特点，利于推广、普及。

最后，本发明的环保制冷剂，由于各工质饱和蒸气压与HCFC-22接近，混配后得到的新型环保制冷剂温度滑移又很低，混配后具备优异的热力学性能，在制冷系统中的循环效率、制冷系数、单位容积制冷量均与HCFC-22接近或者有提升，其运行安全、热力循环性能好，能直接使用HCFC-22原有冷冻油，具有较好的直接充罐特性，可直接用于空调、低温制冷等原采用HCFC-22的设备，在未来能在空调系统上直接替代HCFC-22使用。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中进行详细的说明。

具体实施方式

下面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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

目前较常见的混配制冷剂，通常都由2～3种制冷剂工质组成，受限于工质的特点，混配后往往都存在制冷性能、安全性能、环保性、经济性等某一方面的明显缺陷。

针对上述缺陷，本发明提供了一种性能更加均衡的环保混合制冷剂，包括：

组元1，所述组元1包括二氟甲烷，质量分数为10％～30％；

组元2，所述组元2包括1,1-二氟乙烷，质量分数为29～40％；

组元3，所述组元3包括三氟碘甲烷，质量分数为8％～38％；

上述四种组元的基本物理性质如表1：

表1一种环保混合制冷剂所含组元的基本参数

(Tb：正常沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力)

组元	名称	分子式	分子量	T<sub>b</sub>/℃	T<sub>c</sub>/℃	P<sub>c</sub>/MPa	ODP	GWP
									R32	二氟甲烷	CH<sub>2</sub>F<sub>2</sub>	52	-51	78	5.8	0	675
R152a	1,1-二氟乙烷	CHF<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>	66	-24	113	4.5	0	124
									R13I1	三氟碘甲烷	CF<sub>3</sub>I	196	-22	123	3.9	0	5
R290	丙烷	C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>	44	-42	97	4.3	0	20
									R161	氟乙烷	C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>F	48	-38	102	5.1	0	4

本发明的混配制冷剂，由4～5种制冷剂工质组成，很好地将各个工质的缺陷进行了弥补，在制冷性能、安全性能、环保性上均得到了均衡。

实施例1

取二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、三氟碘甲烷、丙烷在常温下进行物理混合，获得一种新工质，在该混合制冷剂中，其质量的百分配比为：二氟甲烷，13％；1,1-二氟乙烷，33％；三氟碘甲烷，8％；丙烷，46％。

实施例2

取二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、三氟碘甲烷、丙烷在常温下进行物理混合，获得一种新工质，在该混合制冷剂中，其质量的百分配比为：二氟甲烷，15％；1,1-二氟乙烷，31％；三氟碘甲烷，8％；丙烷，46％。

实施例3

取二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、三氟碘甲烷、丙烷在常温下进行物理混合，获得一种新工质，在该混合制冷剂中，其质量的百分配比为：二氟甲烷，13％；1,1-二氟乙烷，36％；三氟碘甲烷，22％；丙烷，29％。

实施例4

取二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、三氟碘甲烷、丙烷在常温下进行物理混合，获得一种新工质，在该混合制冷剂中，其质量的百分配比为：二氟甲烷，13％；1,1-二氟乙烷，36％；三氟碘甲烷，25％；丙烷，26％。

实施例5

取二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、三氟碘甲烷、丙烷、氟乙烷在常温下进行物理混合，获得一种新工质，在该混合制冷剂中，其质量的百分配比为：二氟甲烷，13％；1,1-二氟乙烷，33％；三氟碘甲烷，29％；氟乙烷，8％；丙烷，17％。

实施例6

取二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、三氟碘甲烷、丙烷在常温下进行物理混合，获得一种新工质，在该混合制冷剂中，其质量的百分配比为：二氟甲烷，13％；1,1-二氟乙烷，36％；三氟碘甲烷，38％；丙烷，13％。

制冷机的设计工况取为蒸发温度7.2℃，冷凝温度54.4℃，过冷度0℃，过热度11.1℃，根据GB/T10079-2001制冷剂标准空调工况进行实验，上述实施例与现有制冷剂实验后的性能参数对比，如表2所示。

表2

由以上可知，本发明提供的替代HCFC-22的新型环保制冷剂，其中大部分实例与HCFC-22相比压比普遍降低、单位制冷量提高、单位制热量提高、制冷系数COP相当，安全等级普遍达到A2L以上，且具有低GWP环保的特点，在未来能在空调系统上直接替代HCFC-22等制冷剂使用，有着广阔的应用前景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims

1.一种环保混合制冷剂，其特征在于包括：

组元1，所述组元1包括二氟甲烷，质量分数为10％～30％；

组元2，所述组元2包括1,1-二氟乙烷，质量分数为29～40％；

组元3，所述组元3包括三氟碘甲烷，质量分数为8％～38％；

2.根据权利要求1所述的一种环保混合制冷剂，其特征在于：所述组元1质量分数为12％～15％，所述组元2质量分数为31～33％，所述组元3质量分数为8％～14％，所述组元4质量分数为40％～46％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～30％。

3.根据权利要求2所述的一种环保混合制冷剂，其特征在于：所述组元1质量分数为14％，所述组元2质量分数为32％，所述组元3质量分数为10％，所述组元4质量分数为44％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为15％。

4.根据权利要求1所述的一种环保混合制冷剂，其特征在于：所述组元1质量分数为12％～16％，所述组元2质量分数为33～36％，所述组元3质量分数为22％～38％，所述组元4质量分数为13％～29％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～8％。

5.根据权利要求4所述的一种环保混合制冷剂，其特征在于：所述组元1质量分数为12％，所述组元2质量分数为35％，所述组元3质量分数为30％，所述组元4质量分数为23％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为5％。

6.根据权利要求1所述的一种环保混合制冷剂，其特征在于：所述组元1质量分数为22％～30％，所述组元2质量分数为32～40％，所述组元3质量分数为8％～20％，所述组元4质量分数为26％～46％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为0～3％。

7.根据权利要求6所述的一种环保混合制冷剂，其特征在于：所述组元1质量分数为22％，所述组元2质量分数为32％，所述组元3质量分数为13％，所述组元4质量分数为33％，其中氟乙烷在组元4中的质量分数为2％。