CN1280166A - 一种制冷剂 - Google Patents
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Abstract
一种制冷剂,涉及一种空调、热泵和制冷系统中替代R22或R502的制冷剂。该制冷剂除含有二氟甲烷和1,1,1,2-四氟乙烷两种组份外,还含有1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷。该制冷剂不破坏臭氧层,具有良好的热工性能和热工参数。与现有的替代物相比,其环境性能更好,其温室效应(GWP值)较小,因而可长期替代R22或R502,不需改动现有设备中的主要部件和生产线,可直接充灌。
Description
本发明涉及一种制冷剂,尤其涉及一种用于空调、热泵及制冷系统中替代R22或R502的绿色长期性制冷剂。
现有技术中,作为空调、热泵、制冷系统和低温制冷系统中的制冷剂,长期以来大都使用R22或R502。1974年经研究发现它对大气臭氧层有破坏作用,并有温室效应。为此,国际上已决定发展中国家(含我国)对R502从2005年、R22从2020年起将基本禁用。
目前,国际上作为替代R22的制冷剂主要有R407C,R410A。R407C是由HFC—32、HFC—125和HFC—134a三种组份组成的;R410A是由HFC—32和HFC—125组成的。此外还有一种是由HFC—32和HFC—134a组成的。但R407C的COP比R22低10%左右;而R410A的COP低13%左右,并且单位容积制冷量增大约40%,压缩机必须作重新设计,特别是压力增大很多。如冷凝压力比R22提高了60%左右,系统与管路也必须重新设计。HFC—32/134a的COP比R22低7%左右,特别是在恶劣工况下具有可燃性。这三种替代物虽均不破坏臭氧层,但前两种温室效应还较大(R410A的GWP为1900,R407C为1600)。
国际上作为长期替代R502的制冷剂主要有R404A和R507。前者的COP比R502低15%左右,而后者的COP更低,约低了17%左右,所以均不甚理想。
本发明的目的和任务在于研究开发一种环境性能更好,即可长期替代R22或R502、而且温室效应(GWP值)更低的制冷剂,使其基本不需改动现有设备中的主要部件,并具有更为优良的热工性能和热工参数。
本发明的目的和任务是通过以下技术方案实现的:该制冷剂含有HFC—32和HFC—134a两种组份,其特征是还含有FC—1311和HFC—152a两种组份,其各组份的含量(重量百分比)分别为:
HFC—32 10—40%
HFC—134a 40—70%
FC—1311 5—40%
HFC—152a 0—10%上述制冷剂各组份的含量(重量百分比)可分别变为:
HFC—32 20—40%
HFC—134a 45—55%
FC—1311 15—35%
HFC—152a 0—10%或为:HFC—32 20—40%
HFC—134a 40—50%
FC—1311 5—20%
HFC—152a 5—10%
本发明的另一种制冷剂,含有HFC—32和HFC—134a两种组份,其特征是还含有HFC—227ea组份,其各组份的含量(重量百分比)分别为:
HFC—32 10—40%
HFC—134a 40—70%
HFC—227ea 5—30%
上述制冷剂中四种组份的含量(重量百分比)可分别变为:
HFC—32 20—35%
HFC—134a 50—70%
HFC—227ea 5—20%
本发明所述的制冷剂,其制备方法是将上述各组分按其相应的配比(重量百分比)在常温下进行物理混合即可。
上述组份中的HFC—32,即称为二氟甲烷,其分子式为CH2F2,分子量为52.02,正常沸点为—51.7℃,临界温度为78.2℃,临界压力为5.8Mpa。
HFC—134a亦称1,1,1,2—四氟乙烷,其分子式为CH2FCF3,分子量为102.03,正常沸点是—26.1℃,临界温度为101.1℃,临界压力为4.06MPa。
FC—1311亦称三氟碘甲烷,其分子式为CF3I,分子量为195.91,正常沸点为—22.5℃,临界温度为121.9℃,临界压力为4.04MPa。
HFC—152a,亦称1,1—二氟乙烷,其分子式为CH3CHF2,分子量为66.05,正常沸点为—24℃,临界温度为96.8℃,临界压力为4.25Mpa。
HFC—227ea,亦称1,1,1,2,3,3,3,—七氟丙烷,其分子式为CH3CHFCF3,分子量为170.03,正常沸点为—18.3℃,临界温度为103.5℃,临界压力为2.95MPa。
用以下非限定性实施例对本发明的制冷剂作进一步的说明,将有助于对本发明及其优点的理解,而不作为对本发明的限定,本发明的保护范围由权利要求书来限定。
实施例1:
取30%的HFC—32,35%的HFC—134a和35%的FC—1311,将这三种组份在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例2:
取40%的HFC—32,45%的HFC—134a,5%的FC—1311和10%的HFC—152a这四种组份进行物理混合后作为制冷剂。
实施例3:
取26%的HFC—32,69%的HFC—134a和5%的HFC—227ea三种组份在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
若空调、热泵系统的设计工况取为:蒸发温度为7.2℃,冷凝温度为54.4℃,过冷度为8.3℃,吸气温度11.1℃,压机效率为80%,根据循环计算,将上述实施例1、2和3的有关参数以及与R22及现有三种替代物的比较列于表1。
表1实施例制冷剂的性能与R22及现有三种主要替代物的比较
*均为与R22的相对值。
R22 | R407C | R410A | HFC—32/134a | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
ODP | 0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
GWP | 1700 | 1600 | 1900 | 1100 | 629 | 831 | 1212 |
蒸发压力MPa | 0.62 | 0.68 | 1.04 | 0.63 | 0.66 | 0.70 | 0.60 |
冷凝压力MPa | 2.17 | 2.50 | 3.48 | 2.36 | 2.43 | 2.55 | 2.26 |
压比 | 3.48 | 3.70 | 3.35 | 3.75 | 3.65 | 3.70 | 3.76 |
排气温度℃ | 97.2 | 86.7 | 95.1 | 91.2 | 95.1 | 96.5 | 88.4 |
COP* | 1.0 | 0.91 | 0.87 | 0.94 | 0.95 | 0.94 | 0.94 |
冷量* | 1.0 | 0.91 | 0.94 | 1.06 | 0.92 | 1.15 | 1.01 |
容积制冷量* | 1.0 | 0.99 | 1.38 | 0.98 | 1.04 | 1.08 | 1.00 |
由上表可见,这三个实施例的环境性能ODP和GWP均比R22好,而且GWP也比现有两种替代物R407C和R410A好,比HFC—32/134a好或相当。从排气温度看,这三种实施例也均与R22相当或略低。冷凝压力、蒸发压力等参数均与R22相近,而且均处于允许范围,可直接充灌。从热工性能看,COP虽比R22略低,但比现有两种替代物R407C和R410A好,而与HFC—32/134a相当。冷量均比R22和现有替代物大或相等,也即意味着充灌量可比它们少或相当。容积制冷量大致与R22基本相当,有的还高百分之几。这三个实施例与现有三种替代物R407C、R410A和HFC—32/134a一样,都需要更换润滑油。
实施例4:
取35%的HFC—32,50%的HFC—134a和15%的FC—1311这三种组份在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例5:
取40%的HFC—32,45%的HFC—134a,5%的FC—1311和10%的HFC—152a这四种组份在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例6:
取32%的HFC—32,58%的HFC—134a和10%的HFC—227ea三种组份在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
若低温制冷工况为:蒸发温度—30℃,冷凝温度40℃,过冷度0℃,吸气温度18℃,压机效率70%,根据循环计算,将上述实施例4、5和6的有关参数以及与R502及现有两种替代物的比较列于表2。
表2实施例制冷剂的性能与R502及现有两种主要替代物的比较
*均是与R502的相对比值。由上表可见,这三个实施例的GWP值比R502和现有两种主要替代物均低,说明环境性能更好;压力参数与R502相当,而且比现有两种主要替代物均低。从热工性能看,无论COP、冷量和容积制冷量也均比R502和现有两种主要替代物好。这三个实施例与现有两种主要替代物一样,需要更换润滑油。
R502 | R404A | R507 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
ODP | 0.214 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
GWP | 4510 | 3850 | 3900 | 853 | 831 | 1270 |
蒸发压力MPa | 0.18 | 0.23 | 0.24 | 0.17 | 0.17 | 0.16 |
冷凝压力MPa | 1.61 | 1.98 | 2.03 | 1.78 | 1.80 | 1.70 |
COP* | 1.0 | 0.84 | 0.82 | 1.04 | 1.05 | 1.02 |
冷量 | 1.0 | 0.92 | 0.88 | 1.64 | 1.86 | 1.63 |
容积制冷量* | 1.0 | 1.02 | 1.03 | 1.09 | 1.12 | 1.00 |
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:其环境性更好,不破坏臭氧层,可长期替代R22或R502,且温室效应(GWP值)较小。在不需改动现有设备中的主要部件和生产线的前提下,无论COP、冷量和容积制冷量也均比现有的替代物要好,因而本发明具有更为优良的热工性能和热工参数,并可直接进行充灌。
Claims (2)
1.一种制冷剂,含有二氟甲烷和1,1,1,2—四氟乙烷两种组分,其特征是还含有1,1,1,2,3,3,3—七氟丙烷,其含量(重量百分比)分别为:
二氟甲烷:10—40%
1,1,1,2—四氟乙烷:40—70%
1,1,1,2,3,3,3—七氟丙烷: 5—30%
2.按照权利要求1所述的制冷剂,其特征是上述制冷剂中各组份的含量(重量百分比)分别为:
二氟甲烷: 20—35%
1,1,1,2—四氟乙烷: 50—70%
1,1,1,2,3,3,3—七氟丙烷: 5—20%
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