CN113736429B - 一种环保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，具体涉及一种环保混合制冷剂及其应用。该环保混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为25％～60％，六氟丙烯为75％～40％。本发明所提供的制冷剂为环保制冷剂，可用于直接替代R404A，无需更换制冷部件，密度只有R404A的65％‑87％左右，制冷剂充灌量少，液体粘度只有R404A的50‑80％左右，流动阻力小，耗功低，液体的导热系数是R404A的1.12‑1.5倍，传热性能好，传热效率高。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R1270的可燃性，拥有广阔的应用前景，本发明也可用于替代R507和R22。

Description

一种环保混合制冷剂及其应用
技术领域
本发明属于混合制冷剂技术领域，具体涉及一种环保混合制冷剂及其应用。
背景技术
R404A(R125/R143a/R134a混合物)是一种重要的混合制冷剂，在低温冷冻冷藏领域有着广发的应用。虽然这种制冷剂对臭氧层没有破坏作用(臭氧消耗潜能值ODP＝0)，然而因其具有很高的全球变暖潜值(GWP＝3922)。对于具有较高全球变暖潜能值的HFCs制冷剂，已被列入2016年通过、2019年开始实施的《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。而R404A作为在HFCs制冷剂中具有很高的全球变暖潜值之一的制冷剂，也成为当前急需淘汰的制冷剂之一。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，因其此特性在制冷系统中的使用受到了很大限制。与此同时，六氟丙烯(R1216)却具有不可燃的特性。因此，当前对RR404A的制冷剂替代，混合制冷剂是其中的主要思路之一。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种环保混合制冷剂及其应用。本发明所提供的制冷剂为环保制冷剂，可用于直接替代R404A，无需更换制冷部件，密度只有R404A的65％-87％左右，制冷剂充灌量少，液体粘度只有R404A的50-80％左右，流动阻力小，耗功低，液体的导热系数是R404A的1.12-1.5倍，传热性能好，传热效率高。本发明的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R1270的可燃性，拥有广阔的应用前景，本发明也可用于替代R507和R22。
本发明所提供的技术方案如下：
一种环保混合制冷剂，由以下质量百分比的各组分组成：丙烯(R1270)为25％～60％，六氟丙烯(R1216)为75％～40％。该环保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：R1270和R1216物性参数
参数 R1270 R1216
分子式 C3H6 C3F6
相对分子质量 42.09 150.023
汽化潜热kJ/kg(1atm) 438.9 140.98
标准沸点℃ -47.7 -30.34
凝固点℃ -185 -152.6
临界压力kPa 4618 3149.5
临界温度℃ 91.8 85.75
临界密度kg/m3 220.4 583.4
燃烧性 易可燃 不可燃
ODP 0 0
GWP 5 <1
具体的，环保混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为25％，六氟丙烯为75％。
具体的，环保混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为35％，六氟丙烯为65％。
具体的，环保混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为45％，六氟丙烯为55％。
具体的，环保混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为58％，六氟丙烯为42％。
所发明所提供的环保混合制冷剂可按照以下步骤进行混合制成：按照比例，以R1216、R1270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、R1270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环保混合制冷剂的应用，用于替代R404A或R22制冷剂。优选的，用于替代R404A制冷剂。
本发明还提供了上述环保混合制冷剂的应用，作为冷冻冷藏、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。
本发明所提供的环保制冷剂，具有如下有益效果：
1、如表1所示，本发明所用的制冷剂R1270和R1216的ODP值为0，GWP值极低，符合欧盟的F-gas法规，相对于R404A和R507，本发明对环境友好，应用前景广泛。
2、R1270质量分数在25％～60％区间内且R1216质量分数在75％～40％区间内存在共沸现象，说明R1270/R1216二元混合制冷剂在此区间内为非共沸或近共沸或共沸制冷剂。
3、R1216为不可燃制冷剂，与R1270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R404A在相同工况下，其蒸发压力与冷凝压力相近，流动阻力小，不需要更换过多制冷设备的部件，可直接进行替代。
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R1270和R1216均为制冷与低温技术领域所常用的制冷剂，其中，R1270的质量百分比浓度占比为25％～60％，R1216的质量百分比浓度占比为75％～40％，具体实施例如下：
实施例一
取制冷剂领域常用的R1270和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为25％的R1270和75％的R1216进行充分物理混合，获得非共沸混合制冷剂。
实施例二
取制冷剂领域常用的R1270和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为35％的R1270和65％的R1216进行充分物理混合，获得近共沸混合制冷剂。
实施例三
取制冷剂领域常用的R1270和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为45％的R1270和55％的R1216进行充分物理混合，获得近共沸混合制冷剂。
实施例四
取制冷剂领域常用的R1270和R1216制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为58％的R1270和42％的R1216进行充分物理混合，获得共沸混合制冷剂。
为比较性能，将上述实施例与R404A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-40℃，冷凝温度为40℃，冷凝器出口温度为35℃，蒸发器出口温度-35℃，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：R404A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，R404A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R404A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、虽然本发明实施例一的理论热力学制冷系数略小于R404A，但本发明实施例二、实施例三和实施例四的理论热力学制冷系数均大于R404A，而且本发明的液体密度小、粘度小，流动阻力小，耗功少，导热系数大，传热效率高，因此具有更高的实际制冷系数；3、本发明所使用的R1270和R1216制冷剂均为环保制冷剂，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R1270的易燃易爆特性，具有广阔的应用前景。本发明可广泛应用于制冷方向的各个领域，包括冷冻冷藏、中央空调、汽车空调、船舶冷冻系统等制冷装置中，尤其适用于替代R404A。
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 (7)

1.一种环保混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为25％～60％，六氟丙烯为75％～40％。
2.根据权利要求1所述的环保混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为25％，六氟丙烯为75％。
3.根据权利要求1所述的环保混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为35％，六氟丙烯为65％。
4.根据权利要求1所述的环保混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为45％，六氟丙烯为55％。
5.根据权利要求1所述的环保混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烯为58％，六氟丙烯为42％。
6.一种根据权利要求1至5任一所述的环保混合制冷剂的应用，其特征在于：用于替代R404A制冷剂。
7.一种根据权利要求1至5任一所述的环保混合制冷剂的应用，其特征在于：作为冷冻冷藏、船舶制冷设备、移动冷库或冷冻冷凝机组制冷剂。
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