CN1560174A - 一种环保型制冷剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可以长期使用的环保型制冷剂，用于制冷、空调、热泵等设备中替代R22的近共沸混合制冷剂，它除了含有1，1，2，2－四氟乙烷(R134a)外，还含有丙烯(R1270)和丙烷(R290)或单独的丙烯(R1270)。该制冷剂属于近共沸混合制冷剂，与现有替代物相比，其热工性能良好，不破坏臭氧层(ODP＝0)，温室效应(GWP值)较小，并且在高温环境下工作时压缩机的排气温度较R22系统下降了12～20℃，与已有R22系统中使用的矿物油、烷基苯润滑油相溶，不需改动现有设备中的主要部件，可以直接充灌，因而可以长期替代制冷剂R22。

Description

一种环保型制冷剂
技术领域
本发明涉及到制冷剂，特别涉及到一种用于制冷、空调、热泵等设备中替代R22的近共沸混合制冷剂。
背景技术
制冷、空调、热泵等设备和低温制冷系统中长期以来一直使用制冷剂R22和R502，1974年经研究发现它们对大气臭氧层具有破坏作用，并有温室效应。为此，国际上已决定发展中国家(包括中国)对制冷剂R22从2020年起基本禁用。
近年来，空调制冷剂R22的替代工作已经取得了很大的进展，R407c、R410a等制冷剂在空调器中已经应用的比较成熟。但是这些制冷剂也存在一些问题，例如R410a的工作压力很高；R407c是非共沸制冷剂，泄漏对制冷剂的性能的影响大；另外，R407c和R410a是HFC类混合物，与原来空调系统中R22使用的烷基苯和矿物类润滑油的相溶性很差，使系统回油困难，与R407c和R410a相溶性较好的合成油存在吸湿性强、稳定性差、价格昂贵等缺陷，应用于HFC系统还会带来“铜镀”、毛细管堵塞等问题。
发明内容
针对上述系统使用替代制冷剂的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种用于制冷、空调、热泵等设备中替代R22的近共沸混合制冷剂。
本发明是一种环保型制冷剂，其制冷剂环境性能更好，在高温环境下能保证系统各部件正常工作，可以长期替代R22的、并且温室效应(GWP值)更低的制冷剂，具有优良的热工性能和热工参数，使其不需要改动已有制冷系统的设备和使用的矿物油或烷基苯润滑油，并可以直接充灌。
实现上述目的的技术解决方案是，能够长期替代R22的近共沸混合制冷剂，包括两种配方的制冷剂，第一种制冷剂由1，1，2，2-四氟乙烷(分子式：CF3CH2F，制冷剂符号：R134a)、丙烷(分子式：CH3CH2CH3，制冷剂符号：R290)和丙烯(分子式：CH3CH＝CH2，制冷剂符号：R1270)组成，其组分含量(重量百分比)为：R134a为15～60％，R1270为2～80％，R290为5～40％。
第二种环保型制冷剂，是1，1，2，2-四氟乙烷即R134a组分和丙烯(R1270)的混合物，该制冷剂的配比的重量百分比为：R134a为20～40％，R1270为50～80％。
本发明提供的制冷剂，其制备方法是将上述各组分的物质按其相应的配比在液相状态下进行物理混合即可。
上述组分中的R134a，分子量为102.03，标准沸点为-26.16℃，临界温度为101.1℃，临界压力为4.067MPa；R290的分子量为44.10，标准沸点为-42.09℃，临界温度为96.70℃，临界压力为4.248MPa；R1270分子量为42.09，标准沸点为-47.70℃，临界温度为91.80℃，临界压力为4.618MPa。
因此，采用本发明的替代制冷剂，可以降低生产成本并简化生产工艺。
具体实施方式
下面按照本发明的技术方案，并给出非限定性的实施例对本发明作进一步的说明，将有助于对本发明及其优点的理解，而不作为本发明的限定。
实施例一：将30％的R134a和70％的R1270(重量百分比)在液相下进行物理混合。
实施例二：将40％的R134a、55％的R1270和5％的R290(重量百分比)在液相下进行物理混合。
实施例三：将50％的R134a、25％的R1270和25％的R290(重量百分比)在液相下进行物理混合。
实施例四：将55％的R134a、5％的R1270和40％的R290(重量百分比)在液相下进行物理混合。
在空调设计工况(蒸发温度t0＝7.2℃，吸气温度t1＝35.0℃，冷凝温度tk＝54.4℃，过冷温度ts＝46.1℃)下按照理论循环的性能进行计算，将上述制冷剂实施例的热工性能列于表1中。
表1实施例中的制冷剂与R22现有的两种替代制冷剂的比较
 R22  R410a  R407c  实施例1  实施例2  实施例3  实施例4
ODP  0.05  0  0  0  0  0  0
GWP  1700  1900  1600  392  522  652  716
蒸发压力KPa滑移温度(℃)  625.4  998.4  650.5  739.7  743.5  750.3  742.9
 0  0.101  6.005  0.06  0.027  0.023  0.029
冷凝压力KPa滑移温度(℃)  2146  3383  2325  2434  2362  2348  2290
 0  0.09  4.30  0.08  0.02  0.03  0.11
压力比  3.43  3.39  3.57  3.29  3.18  3.13  3.08
排气温度(℃)  101.9  101.3  92.2  89.1  88.0  84.5  81.5
COP*  1  0.88  0.97  0.94  0.935  0.927  0.929
单位质量冷量*  1  0.98  0.96  1.41  1.29  1.14  1.08
容积制冷量*  1  1.34  1.01  1.003  0.998  0.978  0.956
*均为与R22相对应的比较值。
从上表可以看出：①这四个实施例的环境性能ODP和GWP均比R22要好，而且其GWP值也比现有的两种替代物R410a和R407c要好；②这四个实施例的蒸发、冷凝压力与R22相当，压力比低于R22、R407c、R410a，有利于提高压缩机的效率，具有节能的潜力；③这四个实施例的单位质量制冷量与R22、R410a和R407c十分接近；④它们的性能系数与原来的R22制冷剂的性能系数接近；⑤它们的容积制冷量与R22、R407c十分接近，采用该种制冷剂对原有制冷系统压缩机的改动最小；⑤标准空调工况下，它们的排气温度低于R22和R410a12～20℃，也低于R407c，这使得采用这种新型混合物制冷剂的制冷系统可以在更恶劣的工况下正常运行，例如可以在沙漠地区、热带地区的高温环境下正常运行。此外，由于丙烷和丙烯与现有系统中的矿物油或烷基苯润滑油相溶，使得该种混合制冷剂也溶于矿物油和烷基苯润滑油。
本发明与现有技术相比，其环境性更好，不破坏臭氧层，可以长期替代R22，并且温室效应(GWP值)较小，具有优良的热工性能和热工参数，使其不需要改动已有的R22制冷系统设备和使用的矿物油或烷基苯润滑油，并可以直接充灌。

Claims (2)

1.一种环保型制冷剂，含有1，1，2，2-四氟乙烷即R134a组分，其特征在于，还含有丙烯(R1270)和丙烷(R290)的混合物，该制冷剂的配比的重量百分比为：R134a为15～60％，R1270为2～80％，R290为5～40％。
2.一种环保型制冷剂，含有1，1，2，2-四氟乙烷即R134a组分，还含有丙烯(R1270)的混合物，其特征在于，该制冷剂的配比的重量百分比为：R134a为20～40％，R1270为50～80％。
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