一种制冷剂制造技术

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。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷剂，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。本专利技术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。本专利技术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—3210—40％HFC—134a 40—70％FC—13115—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—3220—40％HFC—134a 45—55％FC—1311 15—35％HFC—152a 0—10％或为HFC—3220—40％HFC—134a 40—50％FC—13115—20％HFC—152a 5—10％本专利技术的另一种制冷剂，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—3210—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—134a50—70％HFC—227ea5—20％本专利技术所述的制冷剂，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专利技术的制冷剂作进一步的说明，将有助于对本专利技术及其优点的理解，而不作为对本专利技术的限定，本专利技术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<tables id="table1" num="001"><table>R22R407CR410AHFC—32／134a实施例1实施例2实施例3ODP0．05000000GWP17001600190011006298311212蒸发压力MPa0．620．681．040．630．660．700．60冷凝压力MPa2．172．503．482．362．432．552．26压比3．483．703．353．753．653．703．76排气温度℃97．286．795．191．295．196．588．4COP*1．00．910．870．940．950．940．94冷量*1．00．910．941．060．921．151．01容积制冷量*1．00．991．380．981．041．081．00</table></tables>*均为与R22的相对值。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实施例制冷剂的性本文档来自技高网...

【技术保护点】
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％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明善，史琳，韩礼钟，叶茂，
申请(专利权)人：清华大学，北京井上青华制冷技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]