一种制冷剂制造技术

一种长期性绿色制冷剂，涉及一种用于空调、热泵和制冷系统中替代Ｒ２２或Ｒ５０２的制冷剂。该制冷剂除含有ＨＦＣ－３２和ＨＦＣ－１３４ａ两种组分外，还含有ＦＣ－１３１１和ＨＦＣ－１５２ａ两种组分或含有ＨＦＣ－２２７ｅａ组分。该制冷剂具有不破坏臭氧层，与现有替代物相比，其环境性能更好，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，而且具有良好的热工性能和热工参数。（*该技术在2018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-32 10-40％HFC-134a40-70％FC-1311 5-40％HFC-152a0-10％上述制冷剂各组份的含量(重量百分比)可分别变为HFC-32 20-40％HFC-134a45-55％FC-1311 15-35％HFC-152a0-10％或为HFC-32 20-40％HFC-134a40-50％FC-1311 5-20％HFC-152a5-10％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-32 10-40％HFC-134a40-70％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-227ea 5-20％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 *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 实施例制冷剂的性能与R502及现有两种主要替代物的比较 *均是与R502的相对比值。由上表可见，这三个实施例的GWP值比R502和现有两种主要替代物均低，说明环境性能更好；压力参数与R502相当，而且比现有两种主要替代物均低。从热工性能看，无论COP、冷量和容积制冷量也均比R502和现有两种主要替代物好。这三个实施例与现有两种主要替代物一样，需要更换润滑油。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果其环境性更好，不破坏臭氧层，可长期替代R22或R502，且温室效应(GWP值)较小。在不需改动现有设备中的主要部件和生产线的前提下，无论COP、冷量和容积制冷量也均比现有的替代物要好，因而本专利技术具有更为优良的热工性能和热工参数，并可直接进行充灌。权利要求1.一种长期性绿色制冷剂，含有HFC-32和HFC-134a两种组份，其特征是还含有FC-1311和HFC-152a两种组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长期性绿色制冷剂，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，含量（重量百分比）分别为： ＨＦＣ－３２ １０－４０％ ＨＦＣ－１３４ａ ４０－７０％ ＦＣ－１３１１ ５－４０％ ＨＦＣ－１５２ａ ０－１０％。

【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]