CN113549425A - 一种替代r32的制冷剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种替代R32的制冷剂及其应用，替代R32的制冷剂包括丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷和氟硅油。本发明的技术方案中，该替代R32的制冷剂是申请人经过大量的试验筛选得到的，通过五种组分在特定的比例下混合制备而成，该替代R32的制冷剂的各组分的水溶性小，不会与原制冷设备中润滑油发生化学作用，与原制冷设备中的润滑油兼容；该替代R32的制冷剂中的氟硅油能使压缩机更多润滑，可延长压缩机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及制冷剂技术领域，特别涉及一种替代R32的制冷剂及其应用。
背景技术
随着社会的进步和制冷技术的快速发展，越来越多的制冷设备在满足人们的日常生产生活需求的同时，却也带来了严重的世界性问题，特别是制冷剂CFCs(氯氟烃)和HCFCs(氢氯氟烃)更是对大气臭氧层带来极大破坏。R32作为目前主流的商业制冷设备制冷剂，也是国家认可并推荐使用的商业制冷设备制冷剂，每年用量巨大。R32虽然不破坏臭氧层，但R32具有一定的水溶性，故对制冷系统不利，有水分存在时与润滑油等作用，故对制冷系统的干燥和清洁要求高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种替代R32的制冷剂及其应用，旨在解决R32具有一定的水溶性，故对制冷系统不利，有水分存在时与润滑油等作用，故对制冷系统的干燥和清洁要求高的问题。
本发明提供了一种替代R32的制冷剂，包括丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷和氟硅油。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为10-15份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为10-20份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为22-37份，所述氟乙烷为12-17份，所述五氟乙烷为42-52份，所述三氟碘甲烷为12-22份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为20-30份，所述氟乙烷为15-20份，所述五氟乙烷为45-50份，所述三氟碘甲烷为15-25份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为35-40份，所述氟乙烷为18-25份，所述五氟乙烷为30-40份，所述三氟碘甲烷为17-25份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为30-35份，所述氟乙烷为20-25份，所述五氟乙烷为35-40份，所述三氟碘甲烷为12-17份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为25-35份，所述五氟乙烷为35-45份，所述三氟碘甲烷20-30份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为30-35份，所述氟乙烷为15-25份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为10-20份，所述氟硅油5-10份。
可选地，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为10-15份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为15-25份，所述氟硅油为2-5份。
本发明还提供了一种替代R32的制冷剂的应用，替代R32作为满液式冷却器、干式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统的制冷剂。
本发明的技术方案中，该替代R32的制冷剂是申请人经过大量的试验筛选得到的，通过五种组分在特定的比例下混合制备而成，该替代R32的制冷剂的各组分的水溶性小，不会与原制冷设备中润滑油发生化学作用，与原制冷设备中的润滑油兼容；该替代R32的制冷剂中的氟硅油能使压缩机更多润滑，可延长压缩机使用寿命；该替代R32的制冷剂比R32节能达到25％-35％，运行压力只有使用R32的75％，且单位制冷量比R32大。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。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。
本发明提供一种替代R32的制冷剂，该替代R32的制冷剂包括丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷和氟硅油。
具体而言，丙烷为R290，氟乙烷为R161，五氟乙烷为R125，三氟碘甲烷为R13I1，该替代R32的制冷剂能替代R32作为满液式冷却器、干式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统等制冷系统的制冷剂。以丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷的四元混合物作为制冷剂，因为丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷的四元结合具有潜热大、导热性能好等特点，丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷的四元结合能够提高制冷剂的潜热，提高系统运行效率，而丙烷、五氟乙烷具有可燃性，故加入三氟碘甲烷进行阻燃，堪称完美，所以该替代R32的制冷剂攻克了R32可燃的技术瓶颈，同时解决了安装及售后造成易燃易爆的事故。
本发明的技术方案中，该替代R32的制冷剂是申请人经过大量的试验筛选得到的，通过五种组分在特定的比例下混合制备而成，该替代R32的制冷剂的各组分的水溶性小，不会与原制冷设备中润滑油发生化学作用，与原制冷设备中的润滑油兼容；该替代R32的制冷剂中的氟硅油能使压缩机更多润滑，可延长压缩机使用寿命；该替代R32的制冷剂比R32节能达到25％-35％，运行压力只有使用R32的75％，且单位制冷量比R32大。
可选地，在一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为10-15份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为10-20份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为22-37份，所述氟乙烷为12-17份，所述五氟乙烷为42-52份，所述三氟碘甲烷为12-22份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为20-30份，所述氟乙烷为15-20份，所述五氟乙烷为45-50份，所述三氟碘甲烷为15-25份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为35-40份，所述氟乙烷为18-25份，所述五氟乙烷为30-40份，所述三氟碘甲烷为17-25份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为30-35份，所述氟乙烷为20-25份，所述五氟乙烷为35-40份，所述三氟碘甲烷为12-17份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为25-35份，所述五氟乙烷为35-45份，所述三氟碘甲烷20-30份，所述氟硅油为2-5份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为30-35份，所述氟乙烷为15-25份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为10-20份，所述氟硅油5-10份。
可选地，在又一具体实施例中，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为10-15份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为15-25份，所述氟硅油为2-5份。
本发明还提供一种替代R32的制冷剂的制备方法，用于制备如上所介绍的替代R32的制冷剂，该制备方法包括如下步骤：
步骤S110：通过精馏塔对各种原材料进行精馏提纯。
具体而言，各种所述原材料包括丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷和氟硅油。精馏塔高必须达到生产99.99％制冷剂原材料的高度和标准。
步骤S120：对提纯后的各种所述原材料进行检测，确保提纯后的各种所述原材料的纯度达到预设标准。
可选地，在本实施例中，每种原材料采用安捷仑色普仪进行检测，确保其纯度达到制冷剂级99.99％。
步骤S130：对全自动混配罐进行抽真空至呈负压状态。
具体而言，先对全自动混配罐进行连接；再对全自动混配罐进行抽真空，达到负压状态。
步骤S140：按照重量份数将检测达标的各种所述原材料加入所述全自动混配罐。
步骤S150：通过所述全自动混配罐对加入的各种所述原材料进行搅拌第一预设时长，得到替代R32的制冷剂。
可选地，在本实施例中，第一预设时长为两个小时。
步骤S160：检测所述替代R32的制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比。
具体而言，将搅拌两个小时后的成品—替代R32的制冷剂进行检测，检测其各组分重量份数配比的准确度。
步骤S170：在所述替代R32的制冷剂稳定第二预设时长后，再次检测所述替代R32的制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比。
可选地，在本实施例中，第二预设时长为两个小时。产品在混配装置进行搅拌两个小时后，稳定两个小时再次取样检测。
步骤S180：若满足相应的重量份数配比，则得到替代R32的制冷剂。
可选地，在本实施例中，连接全自动混配罐下端的全自动分装机进行分装得到成品。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种替代R32的制冷剂(以下将该替代R32的制冷剂表示为R551)由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷22-37份；氟乙烷12-17份；五氟乙烷42-52份；三氟碘甲烷12-22份；氟硅油2-5份。
R551制备方法如下：S1、对各种原材料在生产线上进行精馏提纯，精馏塔高必须达到生产99.99％制冷剂原材料的高度和标准；S2、各种原材料纯度采用安捷仑色普仪进行检测，确保其纯度达到制冷剂级99.96％；S3、对全自动混配罐进行连接；S4、对全自动混配罐进行抽真空，达到负压状态；S5、按照重量份数配比将达标的原料加入全自动混配罐；S6、启动新型全自动混配装置进行搅拌两个小时；S7、将搅拌两个小时后的成品—替代R32的制冷剂进行检测，检测其各组分重量份数配比的准确度；S8、产品在混配装置进行搅拌两个小时后，稳定两个小时再次取样检测；S9、连接混配装置下端的全自动分装机进行分装得到成品。
实施例2
R551由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷20-30份；氟乙烷15-20份；五氟乙烷45-50份；三氟碘甲烷15-25份；氟硅油5-10份。其制备方法基本与实施例1相同。
实施例3
R551由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷35-40份；氟乙烷18-25份；五氟乙烷50-55份；三氟碘甲烷30-40份；氟硅油2-5份。其制备方法基本与实施例1相同。
实施例4
R551由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷30-35份；氟乙烷20-25份；五氟乙烷35-40份；三氟碘甲烷12-17份；氟硅油2-5份。其制备方法基本与实施例1相同。
实施例5
R551由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷25-35份；氟乙烷25-35份；五氟乙烷35-45份；三氟碘甲烷20-30份；氟硅油5-10份。其制备方法基本与实施例1相同。
实施例6
R551由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷30-35份；氟乙烷15-25份；五氟乙烷40-50份；三氟碘甲烷10-20份；氟硅油5-10份。其制备方法基本与实施例1相同。
实施例7
R551由以下重量份数的各原料充分混合制成：丙烷25-35份；氟乙烷10-15份；五氟乙烷40-50份；三氟碘甲烷15-25份；氟硅油5-10份。其制备方法基本与实施例1相同。
以实施例1制备的制冷剂为测试对象，按照现有技术的相关标准进行测试，其物性参数如表1所示：
表1
| 分子量 | 45.8 | 临界温度(℃) | 77.2 | 密度(g/mL，24℃) | 1.18 |
| 臭氧破坏指数 | 0 | 标准沸点(℃) | -50.9 | 相对蒸汽密度(g/mL) | 1.9 |
| 温室效应(GWP) | <3 | 溶点(℃) | -133 | 气相标准热溶 | 41 |
| 临界压力(Kpa) | 4.92 | 临界温度(℃) | 77.8 | 临界密度 | 0.467 |
| 临界体积 | 142 | 临界压缩因子 | 0.363 | 击穿电压 | >25KV |
由表1的物性参数可知，R551与R32的特性相近，可替换R32，且其相对而言有如下优势：R551的平均分子量比R32小、不破坏臭氧层(ODP为零)、较低的温室效应。
为了进一步说明R551在节能方面的优势，申请人在实验室安装了两台分体空调机组，分为一号机组和二号机组；进行实际节能实验，一号机组使用R32运行，二号机组使用R551运行，进行800个工作日节能测试，综合节能率达30％以上；实验室的硬件设备相同(同厂家、同型号、同机型、同功率、同工况)。
现就两台分体空调机组(投入实施例1至7制备的R551)运行800个工作日，以电脑采集每天数据计算节能率，具体节能率如表2所示：
表2
与现有R32技术相比，R551具有以下优点：
1、R551具有自燃点高，能杜绝易燃、易爆事故发生，R551中的三氟碘甲烷具有更好的阻燃性和更低的GWP值，自燃点达到687.5度，所以R551是不燃、无毒、闪点达到闭杯100度，不破坏臭氧层的同时，也是极低的温室效应；
2、R551应用在原使用R32的空调上安装及售后方便、安全、高效；
3、R551与R32运行对比，节能达到25％-35％，R551能直接替代R32在原制冷设备上测试，因其蒸发潜热大，单位时间降温速度更快，故其制冷效率高，经申请人长时间不间断的实验数据证明，节能效果良好，应用在R32为制冷剂的固定式商业空调设备上节能25％-35％，例如，应用在中国移动通信集团上海有限公司通信基站替换R32空调设备，运行近18个月，综合节能达到32％；再如，应用在中国移动通信集团福建有限公司通信基站替换R32空调设备，运行近24个月，综合节能达到36％；还如，应用在福州百年万加便利店替换R32空调设备，运行近16个月，综合节能达到31％；
4、R551的运行压力只有R32的75％，可延长空调压缩机的使用寿命；
5、R551的单位制冷量比R32大20％，可使压缩机提前卸载，使用R551的充注量只有R32的85％，更为经济；
6、R551的平均分子量比R32小，流动性能更好，输送压力低，减轻了压缩机的工作压力，提前卸载及减轻工作压力均可有效延长压缩机的使用寿命；
7、R551的各组分化学性质均较稳定，不含有化学活性好的烯烃，故其性能更稳定。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种替代R32的制冷剂，其特征在于，包括丙烷、氟乙烷、五氟乙烷、三氟碘甲烷和氟硅油。
2.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为10-15份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为10-20份，所述氟硅油为2-5份。
3.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为22-37份，所述氟乙烷为12-17份，所述五氟乙烷为42-52份，所述三氟碘甲烷为12-22份，所述氟硅油为2-5份。
4.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为20-30份，所述氟乙烷为15-20份，所述五氟乙烷为45-50份，所述三氟碘甲烷为15-25份，所述氟硅油为2-5份。
5.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为35-40份，所述氟乙烷为18-25份，所述五氟乙烷为30-40份，所述三氟碘甲烷为17-25份，所述氟硅油为2-5份。
6.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为30-35份，所述氟乙烷为20-25份，所述五氟乙烷为35-40份，所述三氟碘甲烷为12-17份，所述氟硅油为2-5份。
7.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为25-35份，所述五氟乙烷为35-45份，所述三氟碘甲烷20-30份，所述氟硅油为2-5份。
8.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为30-35份，所述氟乙烷为15-25份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为10-20份，所述氟硅油5-10份。
9.如权利要求1所述的替代R32的制冷剂，其特征在于，所述替代R32的制冷剂的各组分的重量份数分别为：
所述丙烷为25-35份，所述氟乙烷为10-15份，所述五氟乙烷为40-50份，所述三氟碘甲烷为15-25份，所述氟硅油为2-5份。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的替代R32的制冷剂的应用，其特征在于，替代R32作为满液式冷却器、干式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统的制冷剂。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115433545A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-06 | 安徽中科都菱商用电器股份有限公司 | 一种新型环保混合制冷剂 |
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2021
- 2021-07-19 CN CN202110812963.1A patent/CN113549425A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115433545A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-06 | 安徽中科都菱商用电器股份有限公司 | 一种新型环保混合制冷剂 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20211026 |