CN113717693B - 一种混合制冷剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混合制冷剂技术领域，具体涉及一种混合制冷剂及其应用。该混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为35％～45％，六氟丙烯为55％～65％。本发明所提供的制冷剂为制冷剂，热效率高，可用于直接替代R22，无需更换制冷部件，排气温度低，密度只有R22的60％‑65％左右，制冷剂充灌量少，液体粘度只有R22的61％左右，流动阻力小，耗功低。本发明ODP值为0，GWP值低于5，环保优势突出，并且R1216不可燃，可进一步抑制R290的可燃性，拥有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于混合制冷剂技术领域，具体涉及一种混合制冷剂及其应用。
背景技术
R22(二氟一氯甲烷)，因其有少量ODP值(消耗臭氧潜能值)，较高的GWP值(全球变暖潜值)，成为急需淘汰的制冷剂之一，而我国作为R22的使用大国，更为急迫。
当前针对R22的替代制冷主要为R410A和R407C，但是这两种制冷剂的有较高的GWP，有较大的温室效应影响，危害环境，已被列入《蒙特利尔议定书》基加利修正案的削减目录，只能作为过渡制冷剂使用，不能作为最终替代。在现有技术中，碳氢制冷剂(HCs)作为天然制冷剂无人工合成制冷剂的潜在危害，并且其ODP值为0，GWP值极低，对环境友好而受到广泛青睐，被视为替代制冷剂的优异选择。但是HCs却存在易燃易爆的特点，因其此特性进而受到了在大冷量制冷系统中的发展限制。
因此，当前对R22的制冷剂替代，混合制冷剂是其中的主要思路之一。当前，大多数的混合制冷剂都为非共沸制冷剂，气液两相组分不同，滑移温度大，热效率低，影响制冷性能。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种混合制冷剂及其应用。本发明所提供的制冷剂为制冷剂，热效率高，可用于直接替代R22，无需更换制冷部件，排气温度低，密度只有R22的60％-65％左右，制冷剂充灌量少，液体粘度只有R22的61％左右，流动阻力小，耗功低。本发明ODP值为0，GWP值低于5，环保优势突出，并且R1216不可燃，可进一步抑制R290的可燃性，拥有广阔的应用前景。
本发明所提供的技术方案如下：
一种混合制冷剂，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷(R290)为35％～45％，六氟丙烯(R1216)为55％～65％。该沸或近共沸混合制冷剂为二元混合制冷剂。
表1给出了两种制冷剂的相关参数：
表1：R290和R1216物性参数
| 参数 | R290 | R1216 |
| 分子式 | C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> | C<sub>3</sub>F<sub>6</sub> |
| 相对分子质量 | 44.096 | 150.023 |
| 汽化潜热kJ/kg(1atm) | 425.59 | 140.98 |
| 标准沸点℃ | -42.11 | -30.34 |
| 凝固点℃ | -187.62 | -152.6 |
| 临界压力kPa | 4251.2 | 3149.5 |
| 临界温度℃ | 96.74 | 85.75 |
| 临界密度kg/m<sup>3</sup> | 220.4 | 583.4 |
| 燃烧性 | 易可燃 | 不可燃 |
| ODP | 0 | 0 |
| GWP | 5 | <1 |
具体的，混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为35％，六氟丙烯为65％。
具体的，混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为38％，六氟丙烯为62％。
具体的，混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为40％，六氟丙烯为60％。
具体的，混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为42％，六氟丙烯为58％。
具体的，混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为45％，六氟丙烯为55％。
所发明所提供的混合制冷剂可按照以下步骤进行混合制成：按照比例，以R1216、R290的顺序以气态或者液态的方式灌入制冷剂罐中，再混合均匀，最后灌入制冷系统；或者根据重量比，以R1216、R290的顺序灌入压缩机中，混合均匀即可使用。
本发明还提供了上述混合制冷剂的应用，用于替代R22制冷剂。
本发明还提供了上述混合制冷剂的应用，作为家用空调、中央空调、船舶制冷设备、移动冷库或冷冻冷凝机组制冷剂。
本发明所提供的制冷剂，具有如下有益效果：
1、如表1所示，本发明所用的制冷剂R290和R1216的ODP值为0，GWP值极低，符合欧盟的F-gas法规，相对于R410a和R407c，本发明对环境友好，应用前景广泛。
2、利用现有实验室设备，本发明的制冷剂被用于测试气液相平衡，测试温度范围为10℃～40℃，所得出结果如附图1所示，结果表明，R290质量分数在35％～45％区间内且R1216质量分数在55％～65％区间内存在共沸现象，说明R290/R1216二元混合制冷剂在此区间内为制冷剂，因此其温度滑移小，并且共沸制冷剂传热性能相比非共沸制冷剂更优异。
3、R1216为不可燃制冷剂，与R290混合可有效抑制其燃烧性，提高制冷系统的安全性能，并且本发明与R22在相同工况下，其蒸发压力与冷凝压力相近，不需要更换过多制冷设备的部件，可直接进行替代。
附图说明
图1为R290/R1216气液相平衡图。其温度范围在10℃～40℃。
图2为部分实施例压力与滑移温度关系，图中实施例为实施例一、实施例三和实施例五。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明在具体实施时，所用的制冷剂R290和R1216均为制冷与低温技术领域所常用的高纯度制冷剂，其中，R290的质量百分比浓度占比为35％～45％，R1216的质量百分比浓度占比为55％～65％，具体实施例如下：
实施例一
取制冷剂领域常用的R290和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为35％的R290和65％的R1216进行充分物理混合，获得混合制冷剂。
实施例二
取制冷剂领域常用的R290和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为38％的R290和62％的R1216进行充分物理混合，获得混合制冷剂。
实施例三
取制冷剂领域常用的R290和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为40％的R290和60％的R1216进行充分物理混合，获得混合制冷剂。
实施例四
取制冷剂领域常用的R290和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为42％的R290和58％的R1216进行充分物理混合，获得混合制冷剂。
实施例五
取制冷剂领域常用的R290和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为45％的R290和55％的R1216进行充分物理混合，获得混合制冷剂。
为比较性能，将上述实施例与R22进行空调系统的理论循环计算，取空调的设计工况为：蒸发温度为7.2℃，冷凝温度为54.4℃，冷凝器出口温度为46.1℃，压缩机进口温度18.3℃，压缩机过程为等熵压缩。所得出的计算参数如下表2所示：
表2：R22与实施例理论循环计算参数
根据上述标准工况的理论计算结果，可得出：1、在相同的工况下，R22与本发明的蒸发压力、冷凝压力比较相接近，因此在实际应用中只需要更换制冷剂，无需更换其他部件，并且本发明的压比略低于R22的压比，表明本发明的使用可减轻压缩机的损耗，延长制冷系统的寿命；2、本发明为制冷剂，如图2所示，本发明的滑移温度最大不超过0.45℃，滑移温度较小；3、虽然本发明的理论热力学制冷系数小于R22，但本发明的排气温度远低于R22，两者相差近20℃，非常有利于压缩机的工作，压缩过程的热耗散少，压缩机效率高，加上本发明的液体密度小、粘度小，流动阻力小，耗功少，因此实际制冷系数与R22基本相当；4、本发明所使用的R290和R1216制冷为环保制冷剂，无臭氧层危害，极低的温室效应影响，满足现今的使用要求，并且不可燃的R1216可有效抑制R290的易燃易爆特性，有较大的商业应用前景。本发明可广泛应用于制冷方向的各个领域，包括中央空调、汽车空调、冷库冷藏、船舶冷冻系统等制冷装置中。
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 (8)
1.一种混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为35％～45％，六氟丙烯为55％～65％。
2.根据权利要求1所述的混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为35％，六氟丙烯为65％。
3.根据权利要求1所述的混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为38％，六氟丙烯为62％。
4.根据权利要求1所述的混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为40％，六氟丙烯为60％。
5.根据权利要求1所述的混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为42％，六氟丙烯为58％。
6.根据权利要求1所述的混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为45％，六氟丙烯为55％。
7.一种根据权利要求1至6任一所述的混合制冷剂的应用，其特征在于：用于替代R22制冷剂。
8.一种根据权利要求1至6任一所述的混合制冷剂的应用，其特征在于：作为家用空调、中央空调、船舶制冷设备、移动冷库或冷冻冷凝机组制冷剂。
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