CN1982402A - 用于中高温热泵的三元混合工质2 - Google Patents
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Abstract
用于中高温热泵的三元混合工质2,所述三元混合工质由HCFC-22、HCFC-142b和HFC-245fa分别组成。将各种组元按指定的配比在常温下进行物理混合即可,适合作为冷凝温度为70~100℃的中高温热泵系统的制冷剂。本发明工质对臭氧层的破坏接近或者等于零,温室效应较低,符合环保要求,热工参数及循环性能优良。可以用HCFC-22空调压缩机进行中高温热泵系统优化设计,也可将本发明工质直接灌注到现有HCFC-22空调机组中,将其转化为新工质的中高温热泵机组。
Description
技术领域
本发明属于热泵或制冷、空调系统中的制冷剂,尤其适合作为冷凝温度为70~100℃的中高温热泵系统的制冷工质。
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65-100℃)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,还可以有效利用工业余热、地热能、太阳能、以及环境(空气、土壤、地表水或潜层地下水)中蕴含的低品位能源,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℃)的方向发展,而至于其发展的关键之一,就是缺乏适合的循环工质。以往曾用作高温热泵系统的工质的物质有CFC11、CFC113、CFC114等,它们的臭氧破坏势(ODP)及温室效应势(GWP)都很大,发达国家已经于1996年禁止,发展中国家也将于2010年禁用。目前应用较多的以HCFC-22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℃(再高将不仅循环性能恶化,还将因为突破系统的压力和排温上限而造成事故),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。
发明内容
本发明的目的是提供一组适于中高温热泵机组的三元混合工质,使其环境特性和循环性能俱佳。尤其适用于冷凝温度为70-100℃的中高温热泵系统,也可作为离心式制冷、空调机组的工质。
本发明内容介绍及实施例:用于中高温热泵的三元混合工质,所述三元混合工质由HCFC-22/HCFC-142b/HFC-245fa组成,质量百分比为:10-55/30-40/15-50%。,混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。各组元物质的基本参数如表1所示。
本发明的制备方法是,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。
本发明具有以下几点有益效果:
(1)符合环保要求:ODP接近于零,GWP也很低。(2)热工参数适宜:在中高温热泵设计工况下,压力水平与HCFC-22在标准空调工况下的很相近,排温低于HCFC-22压缩机的排温限度。因此,中高温热泵系统中可采用HCFC-22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大于5,单位容积制热量基本在4200kJ/m3以上。换热器符合与HCFC-22空调系统相近,可将本发明工质直接灌注于现有HCFC-22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 |
HFC245fa | 1,1,1,3,3-五氟丙烷 | CHF2CF2CF3 | 134.05 | 15.3 | 157.6 | 3.64 | 0 | 950 |
HCFC142b | 一氯-1,1-二氟乙烷 | CH3CClF2 | 100.50 | -9.0 | 137.2 | 4.12 | 0.043 | 2000 |
HCFC22 | 二氟一氯甲烷 | CHClF2 | 86.47 | -40.8 | 96.2 | 4.99 | 0.034 | 1700 |
具体实施方式
以下实施例中混合工质的各组元组分均指质量百分数。
实施例:取28%HCFC-22、36%HCFC-142b、36%HFC-245fa,在常温下进行混合后作为制冷剂。
热泵系统的平均工况取为:平均蒸发温度为45℃,平均冷凝温度为85℃,吸气过热度为5℃,过冷度为5℃,压缩过程定熵效率为0.85,根据循环计算,上述三个实施例的有关参数和循环性能指标如表2所示。
表2实施例循环性能
参数于性能 | 实施例 |
蒸发压力MPa | 0.6 |
冷凝压力MPa | 1.9 |
压比 | 3.17 |
排气温度℃ | 101.6 |
COP | 5.57 |
供热量kJ/kg | 170.3 |
单位容积制热量kJ/m3 | 4528 |
ODP | 0.025 |
GWP | 1538 |
Claims (1)
1.用于中高温热泵的三元混合工质2,其特征是所述混合工质由HCFC-22、HCFC-142b和HFC-245fa组成,质量百分比为:10-55/30-40/15-50%,混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。
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