一种三元混合制冷剂制造技术

本发明专利技术一种三元混合制冷剂，由1,1,1,2‑四氟乙烷、1,1‑二氟乙烷和异丁烷组成，在所述制冷剂中，所述1,1,1,2‑四氟乙烷的质量百分比为20％‑50％、所述1,1‑二氟乙烷的质量百分比为20％‑40％，所述异丁烷的质量百分比为10％‑40％。本发明专利技术制冷剂环保性能优良，臭氧层消耗潜值为0，全球变暖潜值远小于R134a；本发明专利技术可大幅降低R600a的可燃性，提高安全性能；本发明专利技术中的三种组分按质量比下混合后为近共沸制冷剂；热工性能良好，工作压力、压比适中；本发明专利技术制冷剂的饱和蒸气压与R134a接近，只需要对原R134a系统稍加改动就可直接充灌替换R134a，而不需要更换制冷系统的主要部件。

A kind of three - element mixed refrigerant

The invention relates to a mixture of three refrigerants, consisting of 1,1,1,2, 1,1 two 2-tetrafluoroethane fluoroethane and isobutane, in the refrigerant, the mass percentage of 1,1,1,2 2-tetrafluoroethane for 50%, 20% mass percent of the 1,1 two fluoroethane for 20% 40%, the percentage of quality isobutane is 10% 40%. The invention of refrigerant environmental performance, ozone depleting potential value is 0, the global warming potential is far less than R134a; the invention can greatly reduce the flammability of R600a, improve the safety performance; the invention of the three components according to the mass ratio of mixture for near azeotropic refrigerant; good thermal properties, working pressure, the pressure ratio is moderate; the invention of the refrigerant saturated vapor pressure and R134a close to the original R134a system requires only little changes can be directly filled to replace the R134a, without the need for replacement of major components of the refrigeration system.

【技术实现步骤摘要】
一种三元混合制冷剂
本专利技术属于化工领域，涉及一种制冷剂，具体来说是一种替代R134a的三元混合制冷剂。
技术介绍
人们对环保问题的日益关注，对健康绿色的强烈追求，加快了氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)的淘汰步伐。作为其替代物HFCs(氢氟烃)纯物质及混合物，虽然其臭氧消耗潜值(ODP)为零，但其温室效应潜值(GWP)高，大量使用会引起全球气候变暖。随着地球变暖日益加剧，国际上已经开始对此类物质实施加以管控。欧盟的F-gas法规规定从2017年1月1日起，禁止GWP值大于150的含氟气体用于所有新出厂的汽车空调器中。2014年欧盟又对F-gas法规进行修订，从2015年1月1日起，禁止包含HFCs且其GWP值大于150的家用冰箱和冷冻机进入市场；从2022年1月1日起，禁止包含HFCs且其GWP值大于150工质在商用冷藏箱和冷冻箱中使用。这必然带动制冷空调工质从高GWP值向低GWP值过渡。R134a为HFCs制冷剂，具有许多优良的性质，但由于R134a的GWP高达1300，已被欧盟列入淘汰的名单。我国是世界上空调器及制冷工质的生产大国，销售速度并一直快速上升，面对国际上尤其是欧洲国家积极从事R134a替代研究以及加速淘汰R134a的大趋势，如果我国不尽快研究替代R134a的话，那么在将来的市场上必定会失去主动性，因此寻找R134a的替代工质迫在眉睫。就目前市场上替代R134a的工质来看，主要有HCs、HFOs、HFCs及其混合制冷剂等。这些替代制冷剂中纯HCs主要包括R290、R600a具有较高的可燃性，安全性差，不适宜较大的充注量；HFOs的环保性能较好，但单位制冷量较小，而且价格昂贵，替换成本高；在现有的HFCs的混合物如R410A、R407C等虽具有较好的循环性能，但它们的GWP较高，也已经作为被替代的对象，不再继续提倡使用。从目前已知的纯制冷剂来说，没有一种能够替代R134a的理想工质，不是易燃易爆就是制冷量小、排气温度高，因此混合制冷剂被视作替代工质的最佳选择。在现有的制冷剂专利技术中，有许多是用来替代R134a的。专利CN201310603952.8公开了一种由丙烷(R290)和异丁烷(R600a)按质量配比为30/70组成混合的碳氢制冷剂；专利CN1693408A公开了一种由丙烷和异丁烷组成的混合制冷剂来替代R134a。试验表明：丙烷和异丁烷比例偏离5％，其制冷效果大幅下降，而且碳氢制冷剂的混合物仍然具有易燃易爆的缺点，安全性能不能保证，只能少量充注，因此纯碳氢制冷剂或由其组成的混合物并不能作为R134a的理想替代工质。霍尼韦尔和杜邦公司联合推出了氢氟烯烃制冷剂(HFOs)R1234yf、R1234ze等，由于这类制冷剂有较好的环保性能，因此一系列相关的专利应运而生。专利CN201510466602.0公开了一种由1-二氟乙烷(R152a)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)和1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)组成的三元混合物来替代R134a；专利CN201510460342.6公开了一种含有1,1-二氟乙烷的混合制冷剂，由1,1-二氟乙烷(R152a)和1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))组成二元混合物，或者由1-二氟乙烷(152a)、1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))和1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)组成的三元混合物来替代R134a。由于R1234yf与R1234ze的专利权和发行权主要在国外，若用它们作为替代工质则势必会出现替换成本高的现象，而且HFOs制冷剂的单位制冷量和制冷效率普遍较低，因此这类制冷剂并不能作为R134a的理想替代品。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种三元混合制冷剂，所述这种三元混合制冷剂要解决现有技术中的R134a制冷剂具有较高的GWP，能够引起气候变暖，破坏环境的技术问题。本专利技术提供了一种三元混合制冷剂，由1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷和异丁烷组成，在所述制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为20％-50％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为20％-40％，所述异丁烷的质量百分比为10％-40％。进一步的，在所述制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为30％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为40％，所述异丁烷的质量百分比为30％。进一步的，在所述制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为40％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为40％，所述异丁烷的质量百分比为20％。进一步的，在所述制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为40％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为35％，所述异丁烷的质量百分比为25％。进一步的，在所述制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为50％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为30％，所述异丁烷的质量百分比为20％。本专利技术的制冷剂具有较好的环保性能和循环性能，并且只需对R134a制冷系统稍加改动就可直接进行充注，不需要更换系统的主要部件，替代成本小。本专利技术的三元混合制冷剂的制备方法是通过物理方法将这三种工质在液态状态下按照一定的质量比混合而成。各组分的基本参数见表1：表1各组分的基本参数表本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的。本专利技术制冷剂环保性能优良，臭氧层消耗潜值(ODP)为0，全球变暖潜值(GWP)远小于R134a；本专利技术可以大幅降低R600a的可燃性，提高安全性能；本专利技术中的三种组分在一定的质量比下混合后为近共沸制冷剂；热工性能良好，工作压力、压比适中；本专利技术制冷剂的饱和蒸气压与R134a接近，只需要对原R134a系统稍加改动就可直接充灌替换R134a，而不需要更换制冷系统的主要部件。具体实施方式为了比较不同配比下的混合制冷剂之间，包括与R134a之间的循环性能，按照ARIStandard520国际标准的空调工况：蒸发温度为7.2℃，冷凝温度为54.4℃，过冷温度为8.3℃，过热温度为11.1℃以及压缩机效率为80％，在此工况下对下列4种实施方案进行理论上的循环性能计算。表2为本专利技术各实施案例与R134a循环性能的比较。实施例1：取R134a、R152a和R600a的质量百分比分别为30％、40％和30％。制备方法：通过物理方法将这三种工质在液态状态下按照该质量百分比混合。实施例2：取R134a、R152a和R600a的质量百分比分别为40％、40％和20％。制备方法如同实施例1。实施例3：取R134a、R152a和R600a的质量百分比分别为40％、35％和25％。制备方法如同实施例1。实施例4：取R134a、R152a和R600a的质量百分比分别为50％、30％和20％。制备方法如同实施例1。表2各实施例与R134a的循环性能与环境性能比较从表2各实施例与R134a的循环性能与环境性能比较中可以看出，各实施例的ODP为0，GWP都低于500，远小于R134a的1300，具有很好的环保性能；各实施例的单位制冷量都比R134a高，单位容积制冷量和COP值与R134a接近；各实施例的蒸发与冷凝压力值与R134a接近，工作压力、压比适中；各实施例的温度滑移都小于1℃，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元混合制冷剂，其特征在于：由1,1,1,2‑四氟乙烷、1,1‑二氟乙烷和异丁烷组成，在所述三元混合制冷剂中，所述1,1,1,2‑四氟乙烷的质量百分比为20％‑50％、所述1,1‑二氟乙烷的质量百分比为20％‑40％，所述异丁烷的质量百分比为10％‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种三元混合制冷剂，其特征在于：由1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷和异丁烷组成，在所述三元混合制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为20％-50％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为20％-40％，所述异丁烷的质量百分比为10％-40％。2.根据权利要求书1所述一种三元混合制冷剂，其特征在于：在所述三元混合制冷剂中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的质量百分比为30％、所述1,1-二氟乙烷的质量百分比为40％，所述异丁烷的质量百分比为30％。3.根据权利要求书1所述一种三元混合制冷剂，其特征在于：在所述三元混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁影霞，曹睿，唐建，
申请(专利权)人：唐建，
类型：发明
国别省市：江苏,32