CN115627156A - 一种三元环保混合冷媒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元环保混合冷媒及其制备方法，属于混合制冷剂技术领域。本发明解决了目前制冷剂综合性能不高，不能兼顾高安全性、高环保性、低COP和低成本的技术问题。本发明的混合冷媒按质量分数由R152a：20％‑50％、DME：5％‑10％和R134a：40％‑70％制备而成。本发明的混合冷媒可以直接替代R134a的新型三元环保混合冷媒，通过在繁杂的制冷剂成分中合理选择互补效果显著，对综合性能协同增效明显的成分进行组配，同时通过各成分含量的合理搭配研制出一种成分组成简单，但综合性能的优异，能够兼顾高安全性、高环保性、低COP和低成本的混合制冷剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种三元环保混合冷媒及其制备方法，属于混合制冷剂技术领域。
背景技术
R22作为一种高效且长期使用在空调、热泵等设备的HCFC类制冷剂，因其具有一定的臭氧层破坏势(ODP)以及较高的温室效应潜能值(GWP)，根据《蒙特利尔议定书》中的规定，其将被逐步淘汰和停产。取而代之的则是HCF类制冷剂，其中R134a因其不燃、不爆、无毒且不会对臭氧层造成破坏的优点，在业界得到了广泛的应用，但R134a的GWP仍然较高，并且其COP(能效比)和制备的热水温度较低，因此发展新型环保的制冷剂用于直接替代R134a变得尤为重要。
现有技术公开了采用R152a、DME和R134a混合制备而成的制冷剂直接替代R134a，组成该制冷剂的R134a的质量占比为35％～40％，R152a为25％～30％，DME为30％～35％，该制冷剂由于R134a占比较少，虽然其有着良好的抑燃特性，但R152a和DME的比重较多，并且DME为A3类易燃性气体，因此过多的DME混合后的制冷剂仍存在一定的安全隐患，因此在此基础上，为了大幅度的提高混合制冷剂的安全性，将混合物中的R134a占比提高，同时减少DME的占比，此举既能消除安全隐患，又可保证其它系统性能参数优于R134a。
发明内容
本发明为了进一步解决现有制冷剂综合性能不高，不能兼顾高安全性、高环保性、低COP(能效比)和低成本的技术问题，而提供了一种三元环保混合冷媒及其制备方法。
本发明的技术方案：
本发明的目的之一是提供一种三元环保混合冷媒，该混合冷媒按质量分数由R152a：20％-50％、DME：5％-10％和R134a：55％-70％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：20％、DME：10％和R134a：70％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：30％、DME：10％和R134a：60％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：40％、DME：10％和R134a：50％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：35％、DME：10％和R134a：55％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：25％、DME：10％和R134a：65％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：27％、DME：10％和R134a：63％制备而成。
进一步限定，该混合冷媒按质量分数由R152a：30％、DME：5％和R134a：65％制备而成。
本发明的目的之二是提供一种三元环保混合冷媒的制备方法，该方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在20～25℃下加压，得到环保混合制冷剂。
进一步限定，加压的压力为0.528MPa～0.616MPa，时间为20min～25min。
本发明本发明开发了一种可以直接替代R134a的新型三元环保混合冷媒，通过在繁杂的制冷剂成分中合理选择互补效果显著，对综合性能协同增效明显的成分进行组配，同时通过各成分含量的合理搭配研制出一种成分组成简单，但综合性能的优异，能够兼顾高安全性、高环保性、低COP(能效比)和低成本的混合制冷剂，其具体优点如下：
(1)该三元环保混合冷媒中R134a质量占比为55％-70％，使用时无需更换原有的R134a专用压缩机，可直接充注，同时高压侧运行略低于R134a，节约构造成本，此外节能率最高可达到10.3％，单位制热量大，ODP为0，GWP大幅度降低，无毒不燃。
(2)本发明提供的三元环保混合冷媒中DME质量占比为5％-10％，相比于现有技术中加入30％-35％，大幅度减少DME的量，可以最大程度的减少混合制冷剂的可燃性问题，这是由于DME是A3类，易燃易爆气体，泄漏到空气中会有较大风险燃烧爆炸，因此减少其占比，可以最大程度减少安全隐患。
(3)本发明提供的三元环保混合冷媒中R134a质量占比为40％-70％，相比于现有技术中加入35％-40％，具有优点在于，R134a不仅不燃，且有着一定的阻燃作用，因此为了保证安全，将其占比提高。此外，由于本混合制冷剂用于直接替代R134a，因此混合制冷剂中R134a的占比提高，更有利用实现在不改变原R134a系统体系的情况下直接充注，大大减少了设备及改造成本。
(4)本发明提供的三元环保混合冷媒的ODP(臭氧层破坏势)为0，GWP(温室效应潜能值)相比于R134a减少28～46％。
(5)本发明提供的三元环保混合冷媒的单位制热量均大于R134a。
(6)本发明提供的三元环保混合冷媒中的R134a具有阻燃性，可弥补R152a和DME的可燃性，大大降低了三元环保混合冷媒的可燃性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
实施例1：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：20％、DME：10％和R134a：70％制备而成。
制备实施例1所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在25℃、0.614MPa下加压20min，得到三元环保混合冷媒。
实施例2：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：30％、DME：10％和R134a：60％制备而成。
制备实施例2所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在25℃、0.609MPa下加压20min，得到三元环保混合冷媒。
实施例3：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：40％、DME：10％和R134a：50％制备而成。
制备实施例3所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在24℃、0.594MPa下加压20min，得到三元环保混合冷媒。
实施例4：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：35％、DME：10％和R134a：55％制备而成。
制备实施例4所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在24℃、0.593MPa下加压22min，得到三元环保混合冷媒。
实施例5：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：25％、DME：10％和R134a：65％制备而成。
制备实施例5所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在23℃、0.576MPa下加压22min，得到三元环保混合冷媒。
实施例6：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：27％、DME：10％和R134a：63％制备而成。
制备实施例6所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在23℃、0.577MPa下加压23min，得到三元环保混合冷媒。
实施例7：
本实施例的一种三元环保混合冷媒按质量分数由R152a：30％、DME：5％和R134a：65％制备而成。
制备实施例7所述的一种三元环保混合冷媒的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在23℃、0.577MPa下加压23min，得到三元环保混合冷媒。
对比例1
本对比例的一种环保混合制冷剂按质量分数由R152a：30％、DME：30％和R134a：40％制备而成。
制备对比例1所述的一种环保混合制冷剂的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在25℃、0.614MPa下加压20min，得到环保混合制冷剂。
对比例2：
本对比例的一种环保混合制冷剂按质量分数由R152a：30％、DME：35％和R134a：35％制备而成。
制备对比例2所述的一种环保混合制冷剂的方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在20℃、0.529MPa下加压25min，得到环保混合制冷剂。
以市售制冷剂R134a以及对比例1和对比例2作为对比例，测定实施例制冷剂臭氧层破坏势、温室效应潜能值，单位制热量、能效比、冷凝压力，安全等级划分，其中热泵机组的实现工况取为蒸发温度273.2K，冷凝温度316.4K，过热度2.3℃，过冷度5.1℃，压缩机等熵效率为0.8，结果如表1所示。
表1三元环保混合冷媒环境及性能指标对比
从表1结果可以看出，本发明的新型三元环保混合冷媒的GWP相比于原R134a降低了28～46％，冷凝压力略低于原R134a热泵系统，这说明，本发明的新型三元环保混合冷媒对环境更加友好，且能够在不改变原有热泵系统结构的前提下实现直接的替代充注，大大降低了构造成本。此外，本发明的新型三元环保混合冷媒相比于R134a热泵系统的单位制热量更高，说明在相同的充注质量下，其制热量更高。同时，能效最高也提高了10.3％，更加的节能。综合各项指标，新型三元环保混合冷媒是R134a的一种理想替代品。
并且从表1还可以看出，经过改造，虽然GWP(温室效应潜能值)没有对比例1和2低，但也都低于1000，相比于原R134a环保性也有很大程度的提高。并且在安全性方面，新的混合制冷剂的安全等级为A1，相比于对比例1和2提升了一个等级，可见安全性也明显提高。同时COP和单位制热量相比于对比例1和2相差不大。
发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：20％-50％、DME：5％-10％和R134a：40％-70％制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：20％、DME：10％和R134a：70％制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：30％、DME：10％和R134a：60％制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：40％、DME：10％和R134a：50％制备而成。
5.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：35％、DME：10％和R134a：55％制备而成。
6.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：25％、DME：10％和R134a：65％制备而成。
7.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：27％、DME：10％和R134a：63％制备而成。
8.根据权利要求1所述的一种三元环保混合冷媒，其特征在于，其按质量分数由R152a：30％、DME：5％和R134a：65％制备而成。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的三元环保混合冷媒的制备方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
将R152a、DME和R134a按配比在液态环境下加入混合装置，然后在20～25℃下加压，得到环保混合制冷剂。
10.根据权利要求9所述的一种三元环保混合冷媒的制备方法，其特征在于，加压的压力为0.528MPa～0.616MPa，时间为20min～25min。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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