CN1285698C - 一组含有HFCs的中高温热泵混合工质 - Google Patents

一组含有HFCs的中高温热泵混合工质 Download PDF

Info

Publication number
CN1285698C
CN1285698C CN 200410018830 CN200410018830A CN1285698C CN 1285698 C CN1285698 C CN 1285698C CN 200410018830 CN200410018830 CN 200410018830 CN 200410018830 A CN200410018830 A CN 200410018830A CN 1285698 C CN1285698 C CN 1285698C
Authority
CN
China
Prior art keywords
high temperature
hfc143
hfc236fa
hfc245fa
heat pump
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200410018830
Other languages
English (en)
Other versions
CN1563254A (zh
Inventor
王怀信
马利敏
郑臣明
张宇
杨强
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.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
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 Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN 200410018830 priority Critical patent/CN1285698C/zh
Publication of CN1563254A publication Critical patent/CN1563254A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1285698C publication Critical patent/CN1285698C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

一组含有HFCs的中高温热泵混合工质，适合作为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统的制冷剂。该组混合工质含有HFC134a，HFC152a，R13I1，HFC143，HFC236fa，HFC245fa等6种组元物质。6种物质按不同的质量比例组成的二元和三元混合物。其制备方法是，将上述各种组元按指定的配比在常温下进行物理混合，得到相应的混合工质。本发明工质不破坏臭氧层，温室效应势较低，符合环保要求；热工参数适宜，循环性能优良，既可采用HCFC22空调压缩机优化设计新工质中高温热泵系统，又可将新工质直接应用于原HCFC22空调机组，将原空调机组转换为新工质中高温热泵机组。

Description

一组含有HFCs的中高温热泵混合工质
                           技术领域
本发明属于热泵或制冷、空调系统中的制冷剂，尤其涉及到作为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统中的制冷工质。
                           背景技术
对于生产和生活中大量存在的、对热能品位要求相对较低(温度为60-160℃)的用能环节，采用热泵供热技术不仅有比常规供能方式更高的总能利用效率，减少CO2排放(从而降低温室效应)，还可有效利用工业余热、地热能、太阳能、以及环境(空气、土壤、地表水或浅层地下水)中蕴含的低品位热能，减小余热排放造成的热污染。当前，热泵技术正向中高温(冷凝温度为80-100℃)、高温(冷凝温度高于100℃)热泵方向发展，而制约其发展的关键问题之一，就是缺乏适合的循环工质。以往曾用作高温热泵系统工质的物质有CFC11、CFC113、CFC114等，它们均为CFC类物质，其臭氧层破坏势(ODP)及温室效应势(GWP)都很大，发达国家已于1996年禁用，发展中国家也将于2010年禁用。目前应用较多的以HCFC22或其替代物R407C、R410A等为工质的空调-热泵系统，能够提供的热水最高温度为50-55℃(温度再高不但使循环性能恶化，而且如果超过系统的压力和排温上限容易造成事故)，无法提供更高温度水平的热能。开发环境友好、热力性能优良的新型工质，对中高温热泵技术的发展至关重要。
本发明提供的混合工质，是为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统应用而研制的，也可用作离心式制冷、空调机组的工质。
                           发明内容
本发明的目的是提供一组适于中高温热泵机组应用的新工质，使其环境特性和循环性能俱佳。
本发明内容介绍：一组含有HFCs(氢氟烃类)的中高温热泵混合工质，含有三氟碘甲烷(R13I1)，1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)，1，1，2-三氟乙烷(HFC143)，1，1-二氟乙烷(HFC152a)，1，1，1，3，3，3-六氟乙烷(HFC236fa)，1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)等组元物质，各组元物质的基本参数如表1所示。由HFC134a、HFC236fa、HFC143组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-A，由HFC152a、HFC236fa、HFC143组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-B，由R13I1、HFC236fa、HFC143组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-C，由HFC134a、HFC236fa、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-D，由HFC152a、HFC236fa、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-E，由R13I1、HFC236fa、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-F，由HFC134a、HFC143、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-G，由HFC152a、HFC143、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-H，由R13I1、HFC143、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-I，由HFC236fa、HFC143、HFC245fa组成含有HFCs的中高温热泵混合工质-J。
上述各混合工质的具体配比(质量百分比)为：
HFC134a/HFC236fa/HFC143(含有HFCs的中高温热泵混合工质-A，包含HFC134a为零组分时，HFC236fa/HFC143为二元混合工质)：0-45/50-95/5-50％。
HFC152a/HFC236fa/HFC143(含有HFCs的中高温热泵混合工质-B)：0-40/55-95/5-45％。
R13I1/HFC236fa/HFC143(含有HFCs的中高温热泵混合工质-C)：0-48/50-98/2-50％。
HFC134a/HFC236fa/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-D，包含HFC134a为零组分时，HFC236fa/HFC245fa为二元混合工质)：0-45/20-95/5-80％。
HFC152a/HFC236fa/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-E)：2-40/10-90/8-88％。
R13I1/HFC236fa/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-F)：5-50/10-90/5-85％。
HFC134a/HFC143/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-G，包含HFC134a为零组分时，HFC143/HFC245fa为二元混合工质)：0-45/5-50/50-95％。
HFC152a/HFC143/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-H)：2-42/8-48/50-90％。
R13I1/HFC143/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-I)：10-60/5-50/20-85％。
HFC236fa/HFC143/HFC245fa(含有HFCs的中高温热泵混合工质-J)：30-80/10-50/10-60％。
本发明所述混合工质的制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。
本发明具有以下优点及有益效果：
(1)符合环保要求：本发明的ODP等于零，多数混合工质中的GWP较低，可见其环境特性优良，符合保护臭氧层、减小温室效应的要求。(2)热工参数适宜：在中高温热泵设计工况下，压力水平与HCFC22在标准空调工况下的相近，排温低于HCFC22压缩机的排温限。因此，中高温热泵系统设计中可采用HCFC22的空调压缩机，无需为本发明工质另行专门设计压缩机。(3)循环性能优良：本发明在中高温热泵设计工况下的供热COP基本在4.0以上、单位质量供热量基本在110kJ/kg以上、单位容积供热量在3600kJ/m3以上，循环性能优良。换热器负荷与HCFC22空调系统相近，可将本发明工质直接灌注(有些工质要求更换润滑油)于现有HCFC22空调机组，将其转化为新工质的中高温热泵机组，能够保证循环能效和机组主要硬件匹配度。
              表1中高温热泵混合工质中所含组元的基本参数
                 Tb：正常沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力
组元 名称 分子式   分子量   Tb℃   Tc℃   PcMPa ODP GWP
  R13I1   三氟碘甲烷   CF3I   195.9   -21.83   123.29   3.953   0   700
  HFC134a   1，1，1，2-四氟乙烷   CF3CH2F   102.03   -26.15   101.06   4.056   0   1300
  HFC143   1，1，2-三氟乙烷   CH2FCHF2   84.02   5.00   157.80   4.233   0   -
  HFC152a   1，1-二氟乙烷   CHF2CH3   66.05   -24.15   113.29   4.520   0   150
  HFC236fa   1，1，1，3，3，3-六氟丙烷   CF3CH2CF3   152.01   -1.11   130.60   3.177   0   6300
  HFC245fa   1，1，1，3，3-五氟丙烷   CF3CH2CHF2   134.0   15.30   157.50   3.644   0   790
                            具体实施方式
实施例1：取49mass％HFC134a、22mass％HFC236fa、29mass％HFC143，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例2：取81mass％HFC236fa、19mass％HFC143，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例3：74取mass％R13I1、10mass％HFC236fa、16mass％HFC143，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例4：取52mass％HFC134a、26mass％HFC236fa、23mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例5：取31mass％HFC152a、43mass％HFC236fa、25mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例6：取77mass％R13I1、8mass％HFC236fa、15mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例7：取47mass％HFC134a、16mass％HFC143、37mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例8：取29mass％HFC143、71mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例9：取76mass％R13I1、8mass％HFC143、16mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例10：取50mass％HFC236fa、28mass％HFC143、22mass％HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
若热泵系统的设计工况取为：平均蒸发温度为40℃，平均冷凝温度为90℃，吸气过热温度为5℃(对有些工质，取适当排气过热度以保证避免湿压缩，)，过冷温度为5℃，压缩过程定熵效率为75％，根据循环计算，上述9个实施例的有关参数和循环性能指标如表2所示。
                         表2本发明实施例性能
  参数与性能   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  蒸发压力MPa   0.582   0.395   0.542   0.604   0.538
  冷凝压力MPa   2.038   1.385   1.765   2.184   1.933
  压比   3.50   3.51   3.26   3.61   3.59
  排气温度℃   106.4   95.1   107.8   103.3   102.7
  COP   4.20   4.07   4.36   3.81   3.97
  供热量kJ/kg   156.7   125.3   101.6   129.5   153.9
  单位容积制热量kJ/m3   4002   2711   3697   3982   3727
  GWP   -   -   -   2198
  参数与性能   实施例6   实施例7   实施例8   实施例9   实施例10
  蒸发压力MPa   0.539   0.496   0.277   0.506   0.353
  冷凝压力MPa   1.792   1.838   1.052   1.694   1.300
  压比   3.32   3.70   3.80   3.35   3.68
  排气温度℃   106.7   104.8   100.2   107.0   100.6
  COP   4.08   4.10   4.39   4.17   4.24
  供热量kJ/kg   88.9   162.2   177.5   99.3   153.2
  单位容积制热量kJ/m3   3653   3670   2258   3567   2675
  GWP   1278   -   -   -   -

Claims (1)

1.一组含有HFCs的中高温热泵混合工质，含有三氟碘甲烷(R13I1)，1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)，1，1，2-三氟乙烷(HFC143)，1，1-二氟乙烷(HFC152a)，1，1，1，3，3，3-六氟丙烷(HFC236fa)，1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)组元物质，从上述六种物质中，筛选得到下述的二元和三元中高温热泵混合工质，其特征是所述一组含有HFCs的中高温热泵混合工质由：
(1)HFC134a、HFC236fa和HFC143组成，质量百分比为(49∶22∶29)；
(2)或由HFC152a、HFC236fa和HFC143组成，质量百分比为(0-40)∶(55-95)∶(5-45)；
(3)或由R13I1、HFC236fa和HFC143组成，质量百分比为(74∶10∶16)；
(4)或由HFC152a、HFC236fa和HFC245fa组成，质量百分比为(2-40)∶(10-90)∶(8-88)；
(5)或由R13I1、HFC236fa和HFC245fa组成，质量百分比为(77∶8∶15)；
(6)或由HFC134a、HFC143和HFC245fa组成，质量百分比为(47∶16∶37)；
(7)或由HFC143和HFC245fa组成，质量百分比为(29∶71)；
(8)或由R13I1、HFC143和HFC245fa组成，质量百分比为(76∶8∶16)；
(9)或由HFC236fa、HFC143和HFC245fa组成，质量百分比(30-80)∶(10-50)∶(10-60)。
CN 200410018830 2004-04-05 2004-04-05 一组含有HFCs的中高温热泵混合工质 Expired - Fee Related CN1285698C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410018830 CN1285698C (zh) 2004-04-05 2004-04-05 一组含有HFCs的中高温热泵混合工质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410018830 CN1285698C (zh) 2004-04-05 2004-04-05 一组含有HFCs的中高温热泵混合工质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1563254A CN1563254A (zh) 2005-01-12
CN1285698C true CN1285698C (zh) 2006-11-22

Family

ID=34479549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200410018830 Expired - Fee Related CN1285698C (zh) 2004-04-05 2004-04-05 一组含有HFCs的中高温热泵混合工质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1285698C (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105670566A (zh) * 2016-02-29 2016-06-15 哈尔滨工程大学 余热回收朗肯循环混合工质1,1,1,3,3-五氟丙烷和1,1,1-三氟乙烷及余热回收方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1563254A (zh) 2005-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1233780C (zh) 一种中高温热泵混合工质
CN1285698C (zh) 一组含有HFCs的中高温热泵混合工质
CN102911642A (zh) 含有异丁烷（R600a）的中高温热泵混合工质
CN101892033A (zh) 含有碳氢化合物的中高温热泵混合工质
CN1255504C (zh) 一种含有HFCs和HFEs的中高温热泵混合工质
CN101033388A (zh) 一种含有三氟碘甲烷(R13I1)和四氟乙烷(HFC134a)的中高温热泵混合工质
CN1233779C (zh) 一种高温热泵混合工质
CN1328350C (zh) 含有HFC245fa的中高温热泵混合工质
CN101486893B (zh) 适用于高温环境制冷空调装置的混合制冷剂
CN1313559C (zh) 用于中高温热泵的三元混合工质
CN100347265C (zh) 臭氧破坏潜能为零的热泵混合工质
CN101033389A (zh) 一种含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高温热泵混合工质
CN1563253A (zh) 一组含有HFCs的高温热泵混合工质
CN1563256A (zh) 一组含有HFCs及HCs的中高温热泵混合工质
CN100387674C (zh) 一组含有HCFC-142b(一氯-1,1-二氟乙烷)的中高温热泵混合工质
CN101182408A (zh) 一种三元混合制冷剂组合物
CN1782015A (zh) 一组含有hfc143的中高温热泵混合工质
CN1746257A (zh) 绿色环保节能制冷剂
CN1782017A (zh) 一组含有三氟碘甲烷的中高温热泵混合工质
CN114507508B (zh) 一种热泵混合工质的应用
CN102925111B (zh) 含有碳氢化合物丁烷的中高温热泵混合工质
CN1067422C (zh) 致冷循环用流体
CN1159406C (zh) 一种高温水源热泵的制冷工质
CN102925112A (zh) 含有碳氢化合物三氟碘甲烷的中高温热泵混合工质
CN114907816A (zh) 一种替代HFC-245fa的传热组合物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee