CN111592858A

CN111592858A - 混合制冷剂、制冷系统及制冷装置

Info

Publication number: CN111592858A
Application number: CN202010438809.8A
Authority: CN
Inventors: 刘发柱; 苏嵋华; 庞皓文; 王福滋; 孙晓雪
Original assignee: Bingshan Songyang Biotechnology Dalian Co ltd
Current assignee: Bingshan Songyang Biotechnology Dalian Co ltd
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: CN111592858B

Abstract

本发明提供了一种混合制冷剂、制冷系统及制冷装置；所述混合制冷剂包括：R134a、R600、R23及R14；其中，R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为40％～80％，其中R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为55％～95％。R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为10％～30％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为10％～30％。本发明混合制冷剂包括R134a、R600、R23、R14，实际生产中，R134a与R600制冷剂在此比例内混合，可阻燃易燃易爆制冷剂R600，提高制冷系统的安全性，并且可降低生产成本，简化工艺控制，提高制冷系统可靠性。

Description

混合制冷剂、制冷系统及制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种混合制冷剂、制冷系统及制冷装置。

背景技术

自复叠制冷系统，又称为自然复叠制冷系统，是实现-40℃～-150℃温区制冷的一种方式，能够仅用单台压缩机进行一次压缩，利用非共沸混合制冷工质中不同组分沸点各异的特征，使制冷工质自然分离，达到复叠制冷的效果。

现有一些关于非共沸混合制冷剂的配比及应用，如制冷系统中密封有R245fa、R600、R23或R508A或R508B或R116、R14的非共沸混合制冷剂，其中制冷剂的重量比例范围具体为R245fa和R600的合计重量占40％～80％；R23或R508A或R508B或R116重量占15％～47％；R14重量占3％～20％。但是，上述组成配比下的非共沸混合制冷剂循环性能较差、阻燃抑爆效率较低。此外，现有的混合制冷剂成本较高，工艺较为复杂，无法很好的满足使用需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种混合制冷剂、制冷系统及制冷装置，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种混合制冷剂，包括：R134a、R600、R23及R14；

其中，R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为40％～80％，R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为10％～30％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为10％～30％。

进一步的，R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为55％～95％。

进一步的，R600的重量在R134a与R600的重量之和的占比小于或等于25％。

进一步的，R600的重量在R134a与R600的重量之和的占比为21％。

进一步的，R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为45％～75％，R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为13％～23％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为13％～23％；

R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为65％～90％。

进一步的，R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为64％，R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为18％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为18％；

R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为79％。

根据本发明的一个方面，提供了一种制冷系统，采用所述的制冷剂。

进一步的，所述的制冷系统包括：压缩机、辅助冷凝器、框体管；其中所述压缩机、辅助冷凝器、框体管通过管路依次连接形成第一循环回路。

进一步的，还包括：主冷凝器、干燥过滤器、分流器、换热器I、换热器II、换热器III、蒸发器；所述主冷凝器、干燥过滤器、分流器、换热器I、换热器II、换热器III、蒸发器通过管路连接形成第二循环回路；

其中，所述混合制冷剂在所述第一循环回路和第二循环回路中流通。

根据本发明的一个方面，提供了一种制冷装置，包括所述的制冷系统，所述制冷装置为冰箱、冷柜或冷库。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明一种混合制冷剂、制冷系统及制冷装置至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本发明混合制冷剂包括R134a、R600、R23、R14，是一种非共沸混合制冷剂，在实际生产中可阻燃易燃易爆制冷剂R600，并可降低生产成本，简化工艺控制，提高制冷系统可靠性。

(2)采用本发明制冷剂组成及配比，在制冷系统中使用时，不会产生过高的冷凝压力，能够达到相近甚至更低温度的制冷效果。

(3)本发明高、中、低沸点制冷剂组成的非共沸制冷剂应用于制冷系统的制冷回路，可以在合适的冷凝压力下达到更优的制冷效果，尤其是采用R134a并控制在特定含量范围，有利于在合适的压力下使R600的循环性能及阻燃效果更佳，提高单位容积制冷量、改善制冷回路的回油性能，避免制冷回路堵塞，并可提高压缩机效率。

(4)采用包含R600与R134a的混合制冷剂完全无毒、不可燃且安全等级高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例自复叠制冷系统结构示意图。

<符号说明>

1-压缩机、2-冷凝器组合、2a-辅助冷凝器、2b-主冷凝器、3-框体管、4-压缩机油冷却管、5-干燥过滤器、6-分流器、7-毛细管、8-换热器I、8a-换热器I内管、8b-换热器I外管、9-换热器II、9a-换热器II内管、9b-换热器II外管、10-换热器III、10a-换热器III毛细管、10b-换热器III外管、11-蒸发器、12-膨胀罐、13-膨胀罐毛细管、14-风机

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种混合制冷剂，所述混合制冷剂具体包括以下组成：含有R134a、R600、R23、R14的非共沸混合制冷剂；其中，相对于非共沸混合制冷剂的总重量，R134a与R600合计的总重量占比为40％～80％，R23重量占比为10％～30％，R14重量占比为10％～30％。

本发明混合制冷剂包括R134a、R600、R23及R14，是一种高、中、低沸点制冷剂组成的非共沸混合制冷剂，在实际生产中可阻燃易燃易爆制冷剂R600，并可降低生产成本，简化工艺控制，提高制冷系统可靠性。采用本发明制冷剂组成及配比，在制冷系统中使用时，不会产生过高的冷凝压力，能够达到相近甚至更低温度的制冷效果。

所述混合制冷剂中，R600为正丁烷(C₄H₁₀)，沸点为-0.5℃。R134a为四氟乙烷(CH₂FCF₃)，沸点为-26.1℃。R23为三氟甲烷(CHF₃)，沸点为-82.1℃。R14为四氟化碳(CF₄)，沸点为-127.9℃。

优选的，相对于R134a与R600的重量之和，R134a的重量占55％～95％。根据R134a与R600燃爆极限结果，当R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为55％～95％时，R134a可有效的对易燃易爆制冷剂R600阻燃，防止出现安全隐患。相较于其他成分(例如R245)及配比，本发明通过R134a及其特定含量范围，有利于在合适的压力下使R600的循环性能及阻燃效果更佳，提高单位容积制冷量、改善制冷回路的回油性能，避免制冷回路堵塞，并可提高压缩机效率。

所述R600具有一定的可燃性，通过与不可燃的R134a按照一定比例混合后，处理为不可燃，安全等级高且完全无毒。所述R600的重量在R134a与R600的重量之和的占比以小于或等于25％为佳，21％更佳。

所述R14的低沸点有利于降低温度，但随着其重量占比的增加会产生高压侧压力过高的问题，导致压缩机设备的损坏或起动性变差。相对于非共沸混合制冷剂的总重量，所述R14总重量占比优选为10％～25％，更优选为18％。

优选的，R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为45％～75％，R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为13％～23％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为13％～23％；R134a的重量占R134a与R600的重量之和的65％～90％。由此，可以进一步提升系统可靠性，保证制冷效果。

在一具体实施方式中，相对于非共沸混合制冷剂的总重量，R134a与R600合计的总重量占比为64％(其中，相对于R134a与R600的重量之和，R134a的重量占79％)，R23重量占比为18％。其中，将R23的含量控制在上述范围内，有利于避免含量过高而导致的冷凝压力过高，损坏制冷系统的部件。

进一步地，本发明还提出一种自复叠制冷系统，所述自复叠制冷系统中使用如上所述的混合制冷剂。

所述的制冷系统包括压缩机、辅助冷凝器、框体管；其中，所述压缩机、辅助冷凝器、框体管通过管路依次连接形成第一循环回路。所述的制冷系统还包括主冷凝器、干燥过滤器、分流器、换热器I、换热器II、换热器III、蒸发器；所述主冷凝器、干燥过滤器、分流器、换热器I、换热器II、换热器III、蒸发器通过管路连接形成第二循环回路；其中，所述混合制冷剂在所述第一循环回路和第二循环回路中流通。

更进一步的，本发明还提供一种制冷装置，包括所述的制冷系统，所述制冷装置例如为冰箱、冷柜、冷库等

以下结合附图1详细介绍本发明实施例。

实施例1-6及对比例1

为验证所述混合制冷剂的效果，本发明设置实施例1-3及对比例1，各实施例及对比例的制冷剂组成具体参照表1所示。

在实施例1-6及对比例1中，都是以700L立式冰箱作为实验对象，所述冰箱设有两套独立的自复叠制冷系统，每套系统中充注相同重量的混合制冷剂。每套自复叠制冷系统采用相同的结构，具体如图1所示，所述自复叠制冷系统包括：压缩机1、冷凝器组合2、辅助冷凝器2a、主冷凝器2b、框体管3、压缩机油冷却管4、干燥过滤器5、分流器6、毛细管7、换热器I8、换热器I内管8a、换热器I外管8b、换热器II9、换热器II内管9a、换热器II外管9b、换热器III10、换热器III毛细管10a、换热器III外管10b、蒸发器11、膨胀罐12、膨胀罐毛细管13、风机14。

在所述制冷系统的制冷回路中密封的混合制冷剂为包含R134a、R600、R23、R14的非共沸混合制冷剂，通过所述压缩机1进行压缩排出，进入到所述冷凝器组合2的所述辅助冷凝器2a中，由冷凝风机14送风，将高温高压的混合制冷剂进行散热冷却，并经过所述框体管3冷却后进入到所述压缩机1壳体内部的所述压缩机油冷却管4中，对所述压缩机1的油进行降温。

然后，混合制冷剂进入到所述冷凝器组合2的所述主冷凝器2b中，由冷凝风机14送风再次为混合制冷剂降温，混合制冷剂经过所述主冷凝器2b后，其中的R134a、R600被冷却为大致液态制冷剂，与未被冷却大致为气态制冷剂的R23及R14一起，经过所述干燥过滤器5去除掉水分后，进入到所述分流器6，由所述分流器6将液态制冷剂与气态制冷剂进行分离。

分离后液态制冷剂经过所述毛细管7进行节流降温降压，节流后的液态制冷剂进入到所述换热器I8的换热器I外管8b中，给来自所述分流器6的并流经所述换热器I8的换热器I内管8a中气态制冷剂进行冷却降温，此时，流经所述换热器I外管8b中的R134a、R600制冷剂的蒸发温度适合使制冷剂中的R23冷却为大致液态，而因R14沸点为-127.9℃，R14流经所述换热器I内管8a时不能被沸点温度高的R134a、R600冷却，仍保持大致气态的状态。

大致液态制冷剂的R23与大致气态制冷剂的R14流入到所述换热器II9的所述换热器II内管9a中，在此期间，通过所述换热器II外管9b中的、由所述蒸发器11蒸发而成为低温、低压的R23及R14进行冷却，成为大致液态的状态，此时未由所述蒸发器11蒸发的R14的一部分进行蒸发且以更低温度冷却所述换热器II内管9a。

流经所述换热器II内管9a中的大致液态制冷剂R23及R14经过所述换热器III10中的所述换热器III毛细管10a。此时，通过与由所述蒸发器11返回进入到所述换热器III外管10b中的、并已经由所述蒸发器11蒸发而成为低温、低压的R23及R14制冷剂进行热交换而进一步冷却，进一步促进液化后在所述蒸发器11中蒸发。所述换热器III10中流经所述换热器III毛细管10a和所述换热器III外管10b的制冷剂，可起到回热作用，可进一步提高所述制冷系统的工作效率。

从所述蒸发器11向所述换热器II外管9b流入的低温、低压的R23及R14制冷剂，在所述蒸发器11中未完全蒸发的一部分在所述换热器II外管9b中蒸发，与所述换热器II内管9a中相反流向的制冷剂进行热交换，变为气态制冷剂，并向所述换热器I外管8b中流入，与流入到所述换热器I外管8b中的进行节流降压后的R134a、R600混合，再给流经所述换热器I内管8a中的R23和R14气态制冷剂进行冷却，然后由所述换热器I8中的换热器I外管8b另一出口流出，最终返回到压缩机1的吸入管。

此外，在此制冷回路中使用了所述膨胀罐12与所述膨胀罐毛细管13。在所述制冷系统未运行保持静止状态时，回路中各部位压力均衡，当柜体通电压缩机运行时，混合制冷剂迅速进入压缩机1回气管，导致所述压缩机1排气压力过高，会使所述压缩机1出现过压保护而停机而容易损坏。通过使用膨胀罐12，在所述制冷系统静止时，使一部分制冷剂储存在所述膨胀罐12，从而保持制冷回路中制冷剂的量为适当。在制冷系统初始运行时，储存在所述膨胀罐12中的制冷剂通过所述膨胀罐毛细管13缓慢进入到所述压缩机1回气管，可抑制所述压缩机1排气压力上升，保护所述压缩机。

在实施例中混合制冷剂使用的自复叠制冷系统，制冷剂由所述压缩机1经过所述冷凝器组合2到所述蒸发器11的流向，与由所述蒸发器11返回到所述压缩机1的流向，两者构成逆向流动，在所述换热器I8、换热器II9及换热器III10的内管及外管之间进行充分换热，保证所述蒸发器11中达到更低的温度，使冷柜内部温度充分降低。

所述混合制冷剂的各组分按照如表1和表2所示的比例混合后，可使冰箱内部温度在外界环境温度30℃时，柜内中央温度可达到-86℃以下，其中，表1和表2中R134a：R600表示二者的重量之比。

表1

表2

由表1和表2中的结果可知，本发明混合制冷剂可有效突破现有混合制冷剂种类以及比例，在匹配相近的制冷系统中进行对比，在实验中不会产生过高的冷凝压力，能够成功阻燃易燃易爆R600制冷剂。

此外，本发明采用包含R134a及R600的混合制冷剂循环性能及阻燃效果更佳(尤其是R134a在特定含量范围内，即R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为55％～95％)，能够提高单位容积制冷量、改善制冷回路的回油性能，避免制冷回路堵塞，并可提高压缩机效率。而且，采用包含R600与R134a的混合制冷剂完全无毒、不可燃且安全等级高。本发明的混合制冷剂是一种非共沸混合制冷剂，在实际生产中可降低生产成本，简化工艺控制，提高制冷系统可靠性。

至此，已经结合附图对本发明进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

当然，根据实际需要，本发明基于级联的深层卷积神经网络的人脸识别方法及系统还可以包含其他的部分，由于同本发明的创新之处无关，此处不再赘述。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面发明的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中发明的所有特征以及如此发明的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中发明的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的相关设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意含及代表该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。

此外，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。说明书中示例的各个实施例中的技术特征在无冲突的前提下可以进行自由组合形成新的方案，另外每个权利要求可以单独作为一个实施例或者各个权利要求中的技术特征可以进行组合作为新的实施例，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的元件或实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

除非存在技术障碍或矛盾，本发明的上述各种实施方式可以自由组合以形成另外的实施例，这些另外的实施例均在本发明的保护范围中。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本发明的限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

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

1.一种混合制冷剂，其特征在于，包括：R134a、R600、R23及R14；

2.根据权利要求1所述的混合制冷剂，其特征在于，R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为55％～95％。

3.根据权利要求2所述的混合制冷剂，其特征在于，R600的重量在R134a与R600的重量之和的占比小于或等于25％。

4.根据权利要求3所述的混合制冷剂，其特征在于，R600的重量在R134a与R600的重量之和的占比为21％。

5.根据权利要求4所述的混合制冷剂，其特征在于，

R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为45％～75％，R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为13％～23％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为13％～23％；

R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为65％～90％。

6.根据权利要求5所述的混合制冷剂，其特征在于，

R134a与R600的重量之和在混合制冷剂总重量的占比为64％，R23的重量在混合制冷剂总重量的占比为18％，R14的重量在混合制冷剂总重量的占比为18％；

R134a的重量在R134a与R600的重量之和的占比为79％。

7.一种制冷系统，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一项所述的制冷剂。

8.根据权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，包括：压缩机(1)、辅助冷凝器(2a)、框体管(3)；其中所述压缩机(1)、辅助冷凝器(2a)、框体管(3)通过管路依次连接形成第一循环回路。

9.根据权利要求8所述的制冷系统，其特征在于，还包括：主冷凝器(2b)、干燥过滤器(5)、分流器(6)、换热器I(8)、换热器II(9)、换热器III(10)、蒸发器(11)；所述主冷凝器(2b)、干燥过滤器(5)、分流器(6)、换热器I(8)、换热器II(9)、换热器III(10)、蒸发器(11)通过管路连接形成第二循环回路；

10.一种制冷装置，其特征在于，包括如权利要求7-9中任一项所述的制冷系统，所述制冷装置为冰箱、冷柜或冷库。