CN1632039A - 二氯二氟甲烷混合工质替代物 - Google Patents

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王怀信
张宇
郑臣明
马利敏
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Abstract

二氯二氟甲烷(CFCl2)混合工质替代物。采用三氟碘甲烷(CF3I)和丙烷(HC290)混合物作为CFCl2冰箱工况下的替代工质，具体配比(质量百分数)为CF3I/HC290：80－95/5－20％。其制备方法是，将两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、基本物性参数适宜，循环性能优良，既可直接充灌原有CFCl2冰箱、制冷系统，又可将新工质应用于CFCl2空调机组及汽车空调等系统中。

Description

二氯二氟甲烷混合工质替代物
                              技术领域
本发明属于制冷、空调或热泵系统中的制冷剂，尤其涉及到冰箱循环系统中的制冷工质。
                              背景技术
冰箱系统中的主导制冷剂二氯二氟甲烷CFC12，因对臭氧层有破坏作用面临淘汰。现有的CFC12替代物主要有HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22等，其中HCFC134a与CFC12的压力水平相近，循环性能略低于CFC12；HC600a的压力较低，且为碳氢化合物，易燃，提高了使用中的安全性要求；HFC152a/HCFC22是西安交通大学提出的冰箱制冷剂，循环性能优于CFC12，但因其含有HCFC22，只能作为中间替代制冷剂。寻求新型环保节能的冰箱工质仍是人们研究的方向。
三氟碘甲烷(CF3I)是作为哈龙替代物而开发的新型灭火剂，其臭氧层破坏势(ODP)为0，20年的全球变暖势(GWP)低于5，不燃，油溶性和材料相容性很好，饱和蒸汽压曲线与CFC12相近，具备了作为冰箱制冷剂的前提条件。
本发明提供的混合工质是为冰箱系统应用而研制的，也可用作制冷、汽车空调等机组的工质。
                             发明内容
本发明的目的是，作为二氯二氟甲烷(CFC12)冰箱工况下的混合工质替代物，提供一组适于冰箱机组应用的新工质，使其环境特性和循环性能俱佳。
本发明内容介绍：二氯二氟甲烷(CFC12)混合工质替代物，含有三氟碘甲烷(CF3I)和丙烷(HC290)，由CF3I、HC290组成CFC12冰箱工况下的混合工质替代物。三氟碘甲烷(CF3I)和丙烷(HC290)的基本物性参数如表1所示。
三氟碘甲烷(CF3I)与丙烷(HC290)的具体配比(质量百分数)为：
CF3I/HC290：80-95/5-20％，但其中不包括87/13％。
本发明所述CF3I/HC290混合工质的制备方法是，将两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：本发明的混合工质替代物的ODP等于零，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：在理论冰箱标准设计工况下，压力水平与CFC12相近，排温接近于CFC12的压缩机排温。(3)循环性能优良：本发明在理论冰箱标准设计工况下的制冷COP较CFC12略高；单位质量制冷量为CFC12的87％-100.7％；单位容积制冷量为CFC12的86％-101％；循环压比与CFC12接近。与CFC12相比，本发明的压力水平相近，单位容积制冷量接近，因此，在系统设计中可采用CFC12的制冷压缩机，将本发明的混合工质直接灌注于现有CFC12冰箱系统机组，能够保证循环能效和机组主要硬件匹配度。
              表1.CF3I和HC290的基本物性参数
           Tb：正常沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力
                                                  Tb       Tc      Pc
                                                                                     GWP
组元       名称            分子式       分子量                                ODP
                                                  ℃        ℃       MPa            (100y)
CF3I      三氟碘甲烷     CF3I        195.91    -21.8     123.3    3.95     0      5
HC290      丙烷           CH3CH2CH3 44.10     -42.1     96.8     4.25     0      3
具体实施方式
实施例1：取81.6mass％CF3I、18.4mass％HC290，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例2：取84.4mass％CF3I、15.6mass％HC290，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例3：取89.2mass％CF3I、10.8mass％HC290，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例4：取91.2mass％CF3I、8.8mass％HC290，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
理论冰箱循环的标准工况为蒸发温度-23.3℃，冷凝温度54.4℃，吸气温度、过冷温度32.2℃，压缩过程定熵效率为75％。在标准冰箱工况下，上述实施例的循环性能指标如表2所示，表中各变量分别为：Pevap-蒸发压力，Pcond-冷凝压力，π-压比，Tdis-压机排汽温度，q0-单位质量制冷量，W-单位压缩功，qv-单位容积制冷量，COP-性能系数。
                  表2.本发明实施例的循环性能
           Pevap   Pcond           tdisch    q0       W        qv
                            π                                                                                         COP
           (MPa)   (MPa)            (℃)     (kJ/kg)   (kJ/kg)  (kJ/m3)
实施例1    0.14    1.40    10.01    158.7    112.2     75.35    759.3    1.49
实施例2    0.13    1.36    10.12    160.6    106.7     71.39    737.0    1.49
实施例3    0.12    1.29    10.32    164.4    97.25     64.69    694.2    1.50
实施例4    0.12    1.25    10.42    166 4    93.20     61.83    673.7    1.51

Claims (2)

1.二氯二氟甲烷(CFCl2)混合工质替代物，含有三氟碘甲烷(CF3I)和丙烷(HC290)，其特征是由CF3I、HC290组成CFCl2冰箱工况下的混合工质替代物。
2.按照权利要求1所述的二氯二氟甲烷混合工质替代物，其特征是所述三氟碘甲烷(CF3I)与丙烷(HC290)的具体配比(质量百分数)为：
CF3I/HC290：80-95/5-20％，其中不包括87/13％。
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