CN116606632A - 制冷剂 - Google Patents

制冷剂 Download PDF

Info

Publication number
CN116606632A
CN116606632A CN202310883753.0A CN202310883753A CN116606632A CN 116606632 A CN116606632 A CN 116606632A CN 202310883753 A CN202310883753 A CN 202310883753A CN 116606632 A CN116606632 A CN 116606632A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
substances
molar concentration
total molar
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310883753.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116606632B (zh
Inventor
蔡昊然
杜海萍
李峰子
张冠兰
凌宇翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongke Meiling Cryogenics Co Ltd
Original Assignee
Zhongke Meiling Cryogenics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongke Meiling Cryogenics Co Ltd filed Critical Zhongke Meiling Cryogenics Co Ltd
Priority to CN202310883753.0A priority Critical patent/CN116606632B/zh
Publication of CN116606632A publication Critical patent/CN116606632A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116606632B publication Critical patent/CN116606632B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/042—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising compounds containing carbon and hydrogen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及深冷制冷技术领域，具体而言，涉及制冷剂，其包括第一组物质、第三组物质和第五组物质，其中，第一组物质包括甲烷和氪中的至少一种；第三组物质包括乙烯、乙烷、三氟甲烷和氟代甲烷中的至少一种；第五组物质包括异丁烷、正丁烷、2‑甲基丁烷、1,1,1,3,3‑五氟丙烷、异丁烯和正戊烷中的至少一种。本发明的制冷剂为多元混合制冷剂，其能够适用于‑80℃温区，且该制冷剂能够用于单级自复叠系统和带分凝分离构件的单级自复叠制冷系统，以使制冷系统的低背压和中背压压缩机具有良好的运行工况。

Description

制冷剂
技术领域
本发明涉及深冷制冷技术领域，具体而言，涉及制冷剂。
背景技术
相关技术中实现深冷制冷通常需要是采用两级外复叠制冷循环；但是外复叠制冷循环制冷系统结构复杂，效率不高、可靠性差；为了改善上述问题可以采用多元混合制冷剂，并将多元混合制冷器用于结构形式简单的各类型单级自复叠回热式制冷循环，即可高效地实现深冷制冷。
但是，相关技术提供的多元混合制冷剂的运行温度范围一般在5-15K（开氏度）左右，超出这个范围则效率急剧下降，即相关技术提供的多元混合制冷剂无法应用于-80℃温区。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制冷剂，该制冷剂为多元混合制冷剂，其能够适用于-80℃温区，且该制冷剂能够用于单级自复叠系统和带分凝分离构件的单级自复叠制冷系统，以使制冷系统的低背压和中背压压缩机具有良好的运行工况。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种制冷剂，包括：第一组物质、第三组物质和第五组物质，其中，
第一组物质包括甲烷和氪中的至少一种；
第三组物质包括乙烯、乙烷、三氟甲烷和氟代甲烷中的至少一种；
第五组物质包括异丁烷、正丁烷、2-甲基丁烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、异丁烯和正戊烷中的至少一种。
在可选的实施方式中，第一组物质、第三组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-50%；
第五组物质的总摩尔浓度为35%-65%。
在可选的实施方式中，制冷剂还包括第二组物质和第四组物质中的至少一者；其中，
第二组物质包括四氟甲烷和三氟化氮中的至少一种；
第四组物质包括丙烯、丙烷、全氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷和1，1-二氟乙烷中的至少一种。
在可选的实施方式中，第一组物质、第三组物质和第五组物质、以及第二组物质和第四组物质两者中的至少一者的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为1%-20%；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-50%；
第五组物质的总摩尔浓度为20%-65%；
第二组物质的和第四组物质两者中的至少一者的总摩尔浓度为余量。
在可选的实施方式中，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为1%-10%；
第二组物质的总摩尔浓度为16%-40%；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-35%；
第四组物质的总摩尔浓度为10%-40%；
第五组物质的总摩尔浓度为余量。
在可选的实施方式中，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为7%-10%；
第二组物质的总摩尔浓度为22%-30%；
第三组物质的总摩尔浓度为12%-30%；
第四组物质的总摩尔浓度为15%-30%；
第五组物质的总摩尔浓度为20%-30%。
在可选的实施方式中，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为3%-6%；
第二组物质的总摩尔浓度为10%-20%；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-25%；
第四组物质的总摩尔浓度为10%-20%；
第五组物质的总摩尔浓度为35%-55%。
在可选的实施方式中，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为1%-3%；
第二组物质的总摩尔浓度为15%-20%；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-25%；
第四组物质的总摩尔浓度为10%-20%；
第五组物质的总摩尔浓度为余量。
在可选的实施方式中，第一组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%；
第三组物质的总摩尔浓度为20%-30%；
第四组物质的总摩尔浓度为15%-35%；
第五组物质的总摩尔浓度为20%-60%。
在可选的实施方式中，第一组物质、第二组物质、第三组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为3%-9%；
第二组物质的总摩尔浓度为5%-15%；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-40%；
第五组物质的总摩尔浓度为余量。
本发明包括以下有益效果：
本发明的制冷剂包括多种原料，以形成多元混合制冷器；该制冷剂的各个组分在环境温度到制冷温度范围内不同温度段能够发挥不同作用，以形成类似接力的制冷性质，以实现在整个-80℃温区高效、稳定制冷效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明中的单级自复叠一次分凝分离制冷循环的流程示意图；
图2为本发明中的单级自复叠制冷循环的流程示意图；
图3为本发明中单级自复叠一次分凝分离制冷循环和单级自复叠制冷循环的焓温示意图。
图标：
1-压缩机；2-冷凝器；3-分凝器；4a、4b-换热器；5-辅助毛细管；6a、6b-主毛细管；7-蒸发器。
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。
请参照图1、图2和图3，本发明的制冷剂可以用于单级自复叠一次分凝分离制冷系统和单级自复叠制冷系统；图3中，T0为环境温度，Te为蒸发温度。
其中，请参照图2和图3，当制冷剂用于单级自复叠制冷系统时，制冷剂以状态L3进入压缩机1，被压缩进入冷凝器2，散热至状态H0，进入换热器4b，被进一步冷却至状态H1，然后经过主毛细管6b，节流后以状态L1进入蒸发器7，提取冷量后成为状态L2，接着进入换热器4b复温，恢复到状态L3，完成一个热力循环。
请结合图1、图2和图3，当制冷剂用于单级自复叠一次分凝分离制冷系统时，工作原理大致相同，制冷剂以状态L3进入压缩机1，被压缩进入冷凝器2，散热至状态H0，进入换热器4a，被进一步冷却至状态H1，然后经过主毛细管6a，节流后以状态L1进入蒸发器7，提取冷量后成为状态L2，接着进入换热器4a复温，恢复到状态L3，其中，增加了分凝器3和辅助毛细管5，以使换热器4a有了辅助蒸发和主蒸发混合后换热的过程。
需要说明的是，单级自复叠一次分凝分离制冷系统和单级自复叠制冷系统的具体结构和工作原理未记载的内容，均与相关技术类似，在此不再赘述。
本发明的制冷剂包括第一组物质、第三组物质和第五组物质，其中，
第一组物质包括甲烷和氪中的至少一种；第一组物质的有效工作温区为110K-150K，第一组物质的添加能够确保实现所需制冷温度。
第三组物质包括乙烯、乙烷、三氟甲烷和氟代甲烷中的至少一种；有效工作温区为170K-230K。
第五组物质包括异丁烷、正丁烷、2-甲基丁烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、异丁烯和正戊烷中的至少一种。有效工作温区为220K-350K。
该制冷剂包括多种原料，以形成多元混合制冷器；如上述记载可知，制冷剂的各个组分在环境温度到制冷温度范围内不同温度段能够发挥不同作用，即第一组物质、第三组物质和第五组物质分别具有不同的有效工作区间，能够形成类似接力的制冷性质，以实现在整个-80℃温区高效、稳定制冷效果。
可选地，制冷剂还包括第二组物质和第四组物质中的至少一者。
其中，第二组物质包括四氟甲烷和三氟化氮中的至少一种；有效作用温区为145K-180K。
第四组物质包括丙烯、丙烷、全氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷和1，1-二氟乙烷中的至少一种；有效工作温区为230K-270K。
在制冷剂中添加第二组物质和第四组物质中的至少一者，能够进一步确保制冷剂能够在不同温度段发挥不同作用，可靠地形成类似接力的制冷性质，以实现在整个-80℃温区高效、稳定制冷效果。
在一些实施方式中，制冷剂仅包括第一组物质、第三组物质和第五组物质，各个组分对应的工作温区和作用，使得制冷剂可以用于单级自复叠制冷系统，工作压力（绝对压力）可以控制在：高压1.3-2.7MPa，低压0.2-0.5Mpa。
进一步地，第一组物质、第三组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%，例如：5%、7%、9%、13%、15%、17%、20%等；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-50%，例如：15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、36%、40%、43%、47%、50%等；
第五组物质的总摩尔浓度为35%-65%，例如：35%、37%、40%、43%、47%、50%、53%、56%、60%、63%、65%等。
在一些实施方式中，制冷剂包括第一组物质、第三组物质和第五组物质、以及第二组物质和第四组物质两者中的至少一者；其中，第一组物质、第三组物质和第五组物质、以及第二组物质和第四组物质两者中的至少一者的摩尔浓度之和为100%，其中，第一组物质的总摩尔浓度为1%-20%（例如：1%、3%、5%、7%、9%、13%、15%、17%、20%等）；第三组物质的总摩尔浓度为15%-50%（例如：15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、36%、40%、43%、47%、50%等）；第五组物质的总摩尔浓度为20%-65%（例如：20%、23%、27%、30%、35%、37%、40%、43%、47%、50%、53%、56%、60%、63%、65%等）；第二组物质的和第四组物质两者中的至少一者的总摩尔浓度为余量。
可选地，制冷剂包括第一组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质，各个组分对应的工作温区和作用，使得制冷剂可以用于单级自复叠一次分凝分离制冷系统，其工作压力（绝对压力）控制在：高压1.7-2.6MPa，低压0.3-0.7Mpa。
进一步地，第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%（例如：5%、7%、9%、13%、15%、17%、20%等）；第三组物质的总摩尔浓度为20%-30%（例如： 20%、23%、27%、30%等）；第四组物质的总摩尔浓度为15%-35%（例如：15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、35%等）；第五组物质的总摩尔浓度为20%-60%（例如：20%、23%、27%、30%、35%、37%、40%、43%、47%、50%、53%、56%、60等）。
可选地，制冷剂包括第一组物质、第二组物质、第三组物质和第五组物质，各个组分对应的工作温区和作用，使得制冷剂可以用于单级自复叠制冷系统，其工作压力（绝对压力）控制在：高压1.3-2.7MPa，低压0.2-0.4Mpa。
进一步地，第一组物质的总摩尔浓度为3%-9%（例如：3%、5%、7%、9%等）；第二组物质的总摩尔浓度为5%-15%（例如：5%、7%、9%、13%、15%等）；第三组物质的总摩尔浓度为15%-40%（例如：15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、35%、37%、40%等）；第五组物质的总摩尔浓度为余量。
在一些实施方式中，制冷剂包括第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质；各个组分对应的工作温区和作用，使得制冷剂可以用于单级自复叠一次分凝分离制冷系统，其工作压力（绝对压力）控制在：高压1.6-2.5MPa，低压0.3-0.6Mpa。
可选地，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为1%-10%，例如：1%、3%、5%、7%、9%、10%等；
第二组物质的总摩尔浓度为16%-40%，例如：16%、17%、18%、20%、23%、27%、30%、33%、35%、37%、40%等；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-35%，例如：15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、35%等；
第四组物质的总摩尔浓度为10%-40%，例如：10%、15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、35%、37%、40%等；
第五组物质的总摩尔浓度为余量。
进一步地，第一组物质的总摩尔浓度为3%-10%（例如：3%、5%、7%、9%、10%等）；第二组物质的总摩尔浓度为20%-40%（例如：20%、23%、27%、30%、33%、35%、37%、40%等）；第三组物质的总摩尔浓度为15%-35%（例如：15%、17%、20%、23%、27%、30%、33%、35%等）；第四组物质的总摩尔浓度为10%-30%（例如：10%、15%、17%、20%、23%、27%、30%等）；第五组物质的总摩尔浓度为10%-30%（例如：10%、15%、17%、20%、23%、27%、30%等）；或者，第一组物质的总摩尔浓度为5%-7%（例如：5%、6%、7%等）；第二组物质的总摩尔浓度为25%-35%（例如：25%、27%、30%、33%、35%等）；第三组物质的总摩尔浓度为20%-35%（例如：20%、22%、25%、27%、30%、33%、35%等）；第四组物质的总摩尔浓度为20%-30%；第五组物质的总摩尔浓度为15%-25%（例如：15%、17%、20%、22%、25%等）。
可选地，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为7%-10%，例如：7%、9%、10%等；
第二组物质的总摩尔浓度为22%-30%，例如：22%、23%、27%、30%等；
第三组物质的总摩尔浓度为12%-30%，例如：12%、15%、17%、20%、22%、23%、27%、30%等；
第四组物质的总摩尔浓度为15%-30%，例如：15%、17%、20%、22%、23%、27%、30%等；
第五组物质的总摩尔浓度为20%-30%，例如：20%、22%、23%、27%、30%等。
可选地，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为3%-6%，例如：3%、4%、5%、6%等；
第二组物质的总摩尔浓度为10%-20%，例如：10%、12%、15%、17%、20%等；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-25%，例如：15%、17%、20%、22%、25%等；
第四组物质的总摩尔浓度为10%-20%，例如：10%、13%、15%、17%、20%等；
第五组物质的总摩尔浓度为35%-55%，例如：35%、37%、40%、43%、45%、50%、52%、55%等。
可选地，第一组物质、第二组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为1%-3%，例如：1%、2%、3%等；
第二组物质的总摩尔浓度为15%-20%，例如：15%、17%、20%等；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-25%，例如：15%、17%、20%、22%、25%等；
第四组物质的总摩尔浓度为10%-20%，例如：10%、13%、15%、17%、20%等；
第五组物质的总摩尔浓度为余量。
可选地，第一组物质、第三组物质、第四组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%，例如：5%、7%、9%、10%、13%、15%、17%、20%等；
第三组物质的总摩尔浓度为20%-30%，例如：20%、22%、23%、27%、30%等；
第四组物质的总摩尔浓度为15%-35%，例如：15%、17%、20%、22%、25%、27%、30%、32%、35%等；
第五组物质的总摩尔浓度为20%-60%，例如：20%、25%、30%、35%、37%、40%、43%、45%、50%、52%、55%、60%等。
可选地，第一组物质、第二组物质、第三组物质和第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
第一组物质的总摩尔浓度为3%-9%，例如：3%、5%、7%、9%等；
第二组物质的总摩尔浓度为5%-15%，例如：5%、7%、9%、10%、13%、15%等；
第三组物质的总摩尔浓度为15%-40%，例如：15%、20%、25%、30%、35%、37%、40%等；
第五组物质的总摩尔浓度为余量。
以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
适用于-80℃温区的单级自复叠一次分凝分离制冷系统的制冷剂，环境温度为300K，制冷循环流程可参考图1。
实施例1-1、1-2、1-3制冷剂的组分浓度及性能见下表。
实施例2
适用于-80℃温区的单级自复叠一次分凝分离制冷系统的制冷剂，环境温度为300K，制冷循环流程可参考图1。
实施例2-1、2-2、2-3制冷剂的组分浓度及性能见下表。
实施例3
适用于-80℃温区的单级自复叠制冷系统的制冷剂，环境温度为300K，制冷循环流程可参考图2。
实施例3-1、3-2、3-3制冷剂的组分浓度及性能见下表。
实施例4
适用于-80℃温区的单级自复叠制冷系统的制冷剂，环境温度为300K，制冷循环流程可参考图2。
实施例4-1、4-2、4-3制冷剂的组分浓度及性能见下表。
对比例1
对比例1与实施例1-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为12%，第二组物质摩尔浓度为15%，第三组物质摩尔浓度为47%，第四组物质摩尔浓度为8%。第五组物质的摩尔浓度为18%。
对比例1的试验高压超过3.2MPa，即超过压缩机正常工作压力范围，会对压缩机造成损伤。
对比例2
对比例2与实施例1-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为0.5%，第二组物质摩尔浓度为45%，第三组物质摩尔浓度为5%，第四组物质摩尔浓度为42%。第五组物质的摩尔浓度为7.5%。
对比例2的试验高压超过3.4MPa，即超过压缩机正常工作压力范围，会对压缩机造成损伤。
对比例3
对比例3与实施例1-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为5%，第二组物质摩尔浓度为45%，第三组物质摩尔浓度为25%，第四组物质摩尔浓度为12%。第五组物质的摩尔浓度为13%。
对比例3的试验高压超过4.2MPa，即超过压缩机正常工作压力范围，会对压缩机造成损伤。
对比例4
对比例4与实施例1-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为12%，第二组物质摩尔浓度为20%，第三组物质摩尔浓度为10%，第四组物质摩尔浓度为30%。第五组物质的摩尔浓度为28%。
对比例4的试验高压超过3.7MPa，即超过压缩机正常工作压力范围，会对压缩机造成损伤。
对比例5
对比例5与实施例2-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为25%，第三组物质摩尔浓度为15%，第四组物质摩尔浓度为42%，第五组物质的摩尔浓度为18%。
对比例5的试验高压超过3.3MPa，即超过压缩机正常工作压力范围，会对压缩机造成损伤。
对比例6
对比例6与实施例2-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为2%，第三组物质摩尔浓度为32%，第四组物质摩尔浓度为3%，第五组物质的摩尔浓度为63%。
对比例6的试验压力2.1/0.45MPa，满足压缩机正常工作压力，但是试验箱储存温度从300K降至210K时间为460min，而达不到所需的190K储存温度，即达不到-80℃温区制冷的效果。
对比例7
对比例7与实施例2-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为15%，第三组物质摩尔浓度为25%，第四组物质摩尔浓度为38%，第五组物质的摩尔浓度为22%。
对比例7试验压力2.25/0.55MPa，满足压缩机正常工作压力，但是试验箱储存温度从300K降至190K时间为550min，测试得出制冷系数（COP）为0.652，无法达到最佳制冷工况。
对比例8
对比例8与实施例2-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为15%，第三组物质摩尔浓度为15%，第四组物质摩尔浓度为38%，第五组物质的摩尔浓度为32%。
对比例8试验压力2.1/0.45MPa，满足压缩机正常工作压力，但是试验箱储存温度从300K降至190K时间为590min，测试得出制冷系数（COP）为0.633，无法达到最佳制冷工况。
对比例9
对比例9与实施例3-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为10%，第二组物质摩尔浓度为16%，第三组物质摩尔浓度为12%，第五组物质的摩尔浓度为62%。
对比例9的试验高压超过3.2MPa，即超过压缩机正常工作压力范围，会对压缩机造成损伤。
对比例10
对比例10与实施例3-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为1%，第二组物质摩尔浓度为4%，第三组物质摩尔浓度为43%，第五组物质的摩尔浓度为52%。
该对比例10试验压力1.8/0.59MPa，满足压缩机正常工作压力，但是试验箱储存温度最低降至202K，无法满足制冷需求，即达不到所需的190K储存温度，也即达不到-80℃温区制冷的效果。
对比例11
对比例11与实施例3-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为6%，第二组物质摩尔浓度为18%，第三组物质摩尔浓度为38%，第五组物质的摩尔浓度为38%。
对比例11的试验压力2.9/0.42MPa，在压缩机短时工作压力范围内，能够在短时间内满足不损伤压缩机的要求，但是无法满足长期运转压力许可，试验箱储存温度从300K降至190K时间为510min，测试得出制冷系数（COP）为0.702，无法达到最佳制冷工况。
对比例12
对比例12与实施例3-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为12%，第二组物质摩尔浓度为12%，第三组物质摩尔浓度为10%，第五组物质的摩尔浓度为66%。
对比例12试验压力3.05/0.52MPa，在压缩机短时工作压力范围内，能够在短时间内满足不损伤压缩机的要求，但是无法满足长期运转压力许可，试验箱储存温度从300K降至190K时间为535min，测试得出制冷系数（COP）为0.684，无法达到最佳制冷工况。
对比例13
对比例13与实施例4-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为22%，第三组物质摩尔浓度为12%，第五组物质的摩尔浓度为66%。
对比例13试验压力2.85/0.48MPa，在压缩机短时工作压力范围内，能够在短时间内满足不损伤压缩机的要求，但是无法满足长期运转压力许可，试验箱储存温度从300K降至190K时间为533min，测试得出制冷系数（COP）为0.696，无法达到最佳制冷工况。
对比例14
对比例14与实施例4-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为3%，第三组物质摩尔浓度为65%，第五组物质的摩尔浓度为32%。
对比例14试验瞬时最高压力3.2/0.42MPa，超过压缩机短时工作压力范围，试验箱压缩机跳机。
对比例15
对比例15与实施例4-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为18%，第三组物质摩尔浓度为48%，第五组物质的摩尔浓度为34%。
对比例15试验瞬时最高压力3.3/0.55MPa，超过压缩机短时工作压力范围，试验箱压缩机跳机。
对比例16
对比例16与实施例4-1类似，不同之处在于：第一组物质摩尔浓度为22%，第三组物质摩尔浓度为38%，第五组物质的摩尔浓度为40%。
对比例16试验瞬时最高压力3.5/0.49MPa，超过压缩机短时工作压力范围，试验箱压缩机跳机。
综上所述，本发明的制冷剂为多元混合制冷剂，其能够适用于-80℃温区，且该制冷剂能够用于单级自复叠系统和带分凝分离构件的单级自复叠制冷系统，以使制冷系统的低背压和中背压压缩机具有良好的运行工况。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制冷剂，其特征在于，包括：第一组物质、第三组物质和第五组物质，其中，
所述第一组物质包括甲烷和氪中的至少一种；
所述第三组物质包括乙烯、乙烷、三氟甲烷和氟代甲烷中的至少一种；
所述第五组物质包括异丁烷、正丁烷、2-甲基丁烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、异丁烯和正戊烷中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第三组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为15%-50%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为35%-65%。
3.根据权利要求1所述的制冷剂，其特征在于，所述制冷剂还包括第二组物质和第四组物质中的至少一者；其中，
所述第二组物质包括四氟甲烷和三氟化氮中的至少一种；
所述第四组物质包括丙烯、丙烷、全氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷和1，1-二氟乙烷中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第三组物质和所述第五组物质、以及所述第二组物质和所述第四组物质两者中的至少一者的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为1%-20%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为15%-50%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为20%-65%；
所述第二组物质的和所述第四组物质两者中的至少一者的总摩尔浓度为余量。
5.根据权利要求4所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第二组物质、所述第三组物质、所述第四组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为1%-10%；
所述第二组物质的总摩尔浓度为16%-40%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为15%-35%；
所述第四组物质的总摩尔浓度为10%-40%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为余量。
6.根据权利要求4所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第二组物质、所述第三组物质、所述第四组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为7%-10%；
所述第二组物质的总摩尔浓度为22%-30%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为12%-30%；
所述第四组物质的总摩尔浓度为15%-30%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为20%-30%。
7.根据权利要求4所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第二组物质、所述第三组物质、所述第四组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为3%-6%；
所述第二组物质的总摩尔浓度为10%-20%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为15%-25%；
所述第四组物质的总摩尔浓度为10%-20%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为35%-55%。
8.根据权利要求4所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第二组物质、所述第三组物质、所述第四组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为1%-3%；
所述第二组物质的总摩尔浓度为15%-20%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为15%-25%；
所述第四组物质的总摩尔浓度为10%-20%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为余量。
9.根据权利要求4所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第三组物质、所述第四组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为5%-20%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为20%-30%；
所述第四组物质的总摩尔浓度为15%-35%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为20%-60%。
10.根据权利要求4所述的制冷剂，其特征在于，所述第一组物质、所述第二组物质、所述第三组物质和所述第五组物质的摩尔浓度之和为100%，其中，
所述第一组物质的总摩尔浓度为3%-9%；
所述第二组物质的总摩尔浓度为5%-15%；
所述第三组物质的总摩尔浓度为15%-40%；
所述第五组物质的总摩尔浓度为余量。
CN202310883753.0A 2023-07-19 2023-07-19 制冷剂 Active CN116606632B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310883753.0A CN116606632B (zh) 2023-07-19 2023-07-19 制冷剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310883753.0A CN116606632B (zh) 2023-07-19 2023-07-19 制冷剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116606632A true CN116606632A (zh) 2023-08-18
CN116606632B CN116606632B (zh) 2023-10-20

Family

ID=87683884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310883753.0A Active CN116606632B (zh) 2023-07-19 2023-07-19 制冷剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116606632B (zh)

Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08165465A (ja) * 1994-12-14 1996-06-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷媒組成物及び冷凍装置
JPH0959609A (ja) * 1995-08-18 1997-03-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd トリフルオロイオドメタンを含む混合作動流体およびそれを用いた冷凍サイクル装置
JPH11228947A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 混合作動流体およびそれを用いた冷凍サイクル装置
US20030042463A1 (en) * 1998-12-30 2003-03-06 Bayram Arman Multicomponent refrigerant fluids for low and cryogenic temperatures
US6631625B1 (en) * 2002-11-27 2003-10-14 Gsle Development Corporation (De Corp) Non-HCFC refrigerant mixture for an ultra-low temperature refrigeration system
CN1460704A (zh) * 2002-05-17 2003-12-10 中国科学院理化技术研究所 适用于中低温区的多元混合工质节流制冷剂
CN1460703A (zh) * 2002-05-17 2003-12-10 中国科学院理化技术研究所 适用于200～240k制冷温区的多元混合工质节流制冷剂
CN1475544A (zh) * 2002-05-14 2004-02-18 中国科学院理化技术研究所 适用于深冷温区的多元混合物工质节流制冷剂
CN1594488A (zh) * 2003-09-09 2005-03-16 A·S·信托&控股公司 烃组合物及由其组成的制冷剂及清洁剂
JP2006170487A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
CN101025312A (zh) * 2007-02-06 2007-08-29 西安交通大学 具有可变蒸发温度的多温制冷机的制备方法
CN101430144A (zh) * 2007-02-06 2009-05-13 西安交通大学 具有可变蒸发温度的多温制冷机的制备方法
JP2009102567A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Kanou Reiki:Kk 超低温用非共沸冷媒
CN101445718A (zh) * 2008-12-24 2009-06-03 河南新飞电器有限公司 自复叠循环系统中含有n2o的混合工质
JP2009540262A (ja) * 2006-06-15 2009-11-19 エルコールド フライシア ホブロ エーピーエス 冷媒および冷凍システム
US20100038583A1 (en) * 2007-02-27 2010-02-18 Nippon Oil Corporation Refrigerator oil and working fluid composition for refrigerator
WO2011150940A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Arctiko A/S A cooling system and a non-azeotropic refrigerant mixture of environmentally friendly refrigerants
CN102559146A (zh) * 2010-12-17 2012-07-11 中科赛凌（北京）科技有限公司 适用于-80～-100℃深冷温度的不可燃混合制冷剂
CN102618220A (zh) * 2011-01-26 2012-08-01 龙志刚 一种适用于120k～150k深冷温区的混合制冷剂
CN102660229A (zh) * 2012-04-26 2012-09-12 中科赛凌（北京）科技有限公司 适于-90～-140℃深冷温度的不可燃混合制冷剂
CN103694961A (zh) * 2013-11-12 2014-04-02 北京市燃气集团有限责任公司 适用于预冷温度为-40至-60℃的天然气液化系统的多元混合制冷剂
CN104789192A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 天津大学 适用于中低温冷冻冷藏系统的新型制冷剂
CN105586009A (zh) * 2014-10-29 2016-05-18 张永康 一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂
CN107365568A (zh) * 2017-07-04 2017-11-21 中国科学院理化技术研究所 适用于‑60～‑100℃温区的不可燃混合制冷剂
US20180320957A1 (en) * 2015-10-27 2018-11-08 Linde Aktiengesellschaft Low-temperature mixed--refrigerant for hydrogen precooling in large scale
CN110257011A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 深圳市泰祺科技有限公司 -20～-80摄氏度低温节能不可燃制冰剂
EP4041842A1 (en) * 2019-10-07 2022-08-17 Arctiko A/S Refrigerant comprising methane, and refrigeration system and cabinet with such refrigerant
CN217383354U (zh) * 2022-04-14 2022-09-06 中科美菱低温科技股份有限公司 一种分凝装置及自复叠制冷系统
CN115975602A (zh) * 2023-03-17 2023-04-18 北京星宇环试科技有限公司 一种适用于低温系统的不可燃混合制冷剂

Patent Citations (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08165465A (ja) * 1994-12-14 1996-06-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷媒組成物及び冷凍装置
JPH0959609A (ja) * 1995-08-18 1997-03-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd トリフルオロイオドメタンを含む混合作動流体およびそれを用いた冷凍サイクル装置
JPH11228947A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 混合作動流体およびそれを用いた冷凍サイクル装置
US20030042463A1 (en) * 1998-12-30 2003-03-06 Bayram Arman Multicomponent refrigerant fluids for low and cryogenic temperatures
CN1475544A (zh) * 2002-05-14 2004-02-18 中国科学院理化技术研究所 适用于深冷温区的多元混合物工质节流制冷剂
CN1460704A (zh) * 2002-05-17 2003-12-10 中国科学院理化技术研究所 适用于中低温区的多元混合工质节流制冷剂
CN1460703A (zh) * 2002-05-17 2003-12-10 中国科学院理化技术研究所 适用于200～240k制冷温区的多元混合工质节流制冷剂
US6631625B1 (en) * 2002-11-27 2003-10-14 Gsle Development Corporation (De Corp) Non-HCFC refrigerant mixture for an ultra-low temperature refrigeration system
CN1594488A (zh) * 2003-09-09 2005-03-16 A·S·信托&控股公司 烃组合物及由其组成的制冷剂及清洁剂
JP2006170487A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JP2009540262A (ja) * 2006-06-15 2009-11-19 エルコールド フライシア ホブロ エーピーエス 冷媒および冷凍システム
CN101430144A (zh) * 2007-02-06 2009-05-13 西安交通大学 具有可变蒸发温度的多温制冷机的制备方法
CN101025312A (zh) * 2007-02-06 2007-08-29 西安交通大学 具有可变蒸发温度的多温制冷机的制备方法
US20100038583A1 (en) * 2007-02-27 2010-02-18 Nippon Oil Corporation Refrigerator oil and working fluid composition for refrigerator
JP2009102567A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Kanou Reiki:Kk 超低温用非共沸冷媒
CN101445718A (zh) * 2008-12-24 2009-06-03 河南新飞电器有限公司 自复叠循环系统中含有n2o的混合工质
WO2011150940A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Arctiko A/S A cooling system and a non-azeotropic refrigerant mixture of environmentally friendly refrigerants
CN102559146A (zh) * 2010-12-17 2012-07-11 中科赛凌（北京）科技有限公司 适用于-80～-100℃深冷温度的不可燃混合制冷剂
CN102618220A (zh) * 2011-01-26 2012-08-01 龙志刚 一种适用于120k～150k深冷温区的混合制冷剂
CN102660229A (zh) * 2012-04-26 2012-09-12 中科赛凌（北京）科技有限公司 适于-90～-140℃深冷温度的不可燃混合制冷剂
CN103694961A (zh) * 2013-11-12 2014-04-02 北京市燃气集团有限责任公司 适用于预冷温度为-40至-60℃的天然气液化系统的多元混合制冷剂
CN105586009A (zh) * 2014-10-29 2016-05-18 张永康 一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂
CN104789192A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 天津大学 适用于中低温冷冻冷藏系统的新型制冷剂
US20180320957A1 (en) * 2015-10-27 2018-11-08 Linde Aktiengesellschaft Low-temperature mixed--refrigerant for hydrogen precooling in large scale
CN107365568A (zh) * 2017-07-04 2017-11-21 中国科学院理化技术研究所 适用于‑60～‑100℃温区的不可燃混合制冷剂
CN110257011A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 深圳市泰祺科技有限公司 -20～-80摄氏度低温节能不可燃制冰剂
EP4041842A1 (en) * 2019-10-07 2022-08-17 Arctiko A/S Refrigerant comprising methane, and refrigeration system and cabinet with such refrigerant
US20220363967A1 (en) * 2019-10-07 2022-11-17 Arctiko A/S Refrigerant Comprising Methane, And Refrigeration System And Cabinet With Such Refrigerant
CN217383354U (zh) * 2022-04-14 2022-09-06 中科美菱低温科技股份有限公司 一种分凝装置及自复叠制冷系统
CN115975602A (zh) * 2023-03-17 2023-04-18 北京星宇环试科技有限公司 一种适用于低温系统的不可燃混合制冷剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN116606632B (zh) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6438994B1 (en) Method for providing refrigeration using a turboexpander cycle
CA2293204C (en) Single circuit cryogenic liquefaction of industrial gas
US5784893A (en) Air conditioning system with built-in intermediate heat exchanger with two different types of refrigerants circulated
US5360566A (en) Hydrocarbon refrigerant for closed cycle refrigerant systems
CA2293205C (en) Multiple circuit cryogenic liquefaction of industrial gas
CN109971433B (zh) 一种多元混合制冷剂
JP2009102567A (ja) 超低温用非共沸冷媒
CN110511726B (zh) 一种最低温度可达-150℃的混合制冷剂配方
Boiarski et al. Retrospective of mixed-refrigerant technology and modern status of cryocoolers based on one-stage, oil-lubricated compressors
JPH10318614A (ja) 空気調和機
KR20170085936A (ko) 심온 냉동고
CN116606632B (zh) 制冷剂
CN112195015B (zh) 混合制冷剂及制冷系统
CN210861850U (zh) 双级节流非共沸工质机械过冷co2跨临界制冷循环系统
CN110878194B (zh) 一种含r13i1的环保混合制冷剂及换热系统
WO2014199445A1 (ja) 冷凍装置
JP2005180866A (ja) 二元冷凍装置
US10782048B2 (en) Deep freezer
US4495776A (en) Method and cooling agent for freezing and storing products
WO2001023494A1 (fr) Composition de refrigerant et circuit de refrigeration mettant en oeuvre cette composition
CN113801635A (zh) 用于新能源汽车热泵的二元近共沸制冷剂混合物
CN115584241B (zh) 一种混合制冷剂、制冷系统及冰箱
KR102446555B1 (ko) 심온 냉동고
CN113789155B (zh) 一种混合制冷剂和空调系统
CN115181547B (zh) 制冷剂及其制备方法和制冷系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant