一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质技术方案

本发明专利技术属于环境温湿度精密调节领域，公开了一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质，提出了包含3,3,3

【技术实现步骤摘要】
一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质


[0001]本专利技术属于环境温湿度精密调节领域，涉及一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质，具体涉及到一种匹配于蒸气压缩式制冷循环的混合型热量传递工质。

技术介绍

[0002]2021年诺贝尔物理学奖授予哈塞尔曼和真锅淑郎，表彰其“对地球气候的物理建模，来量化变异性和可靠地预测全球变暖”。全球变暖问题已日益严峻，受到国内外的广泛关注，目前普遍认为这与人类活动及温室气体排放有关。为实现可持续性发展，2015年12月，第21届联合国气候变化大会通过《巴黎协定》，确立2020年后以“国家自主贡献”目标为主体的国际应对气候变化机制安排，各方承诺将全球平均气温增幅控制在低于2℃的水平，并向1.5℃温控目标努力。2016年10月，《蒙特利尔议定书》第28次缔约方大会上正式通过了《基加利修正案》，将18种氢氟烃(HFCs)类物质纳入管控范畴，并规定了具体的逐步淘汰时间表。2021年6月，中国政府《基加利修正案》接受书正式提交。自2024年起，我国受控用途的HFCs生产量和使用量将被冻结在基线水平，2029年削减10％，2035年削减30％，2040年削减50％，预计到2045年不超过基线20％。
[0003]很多HFCs类物质，因不破坏臭氧层、热物性优良、来源广泛，安全性和适用度较好，而被大量应用于供热通风与空气调节(HVAC)领域。HFCs类物质是臭氧层破坏物质的主要替代物，在保护臭氧层方面贡献显著。特别是，R134a(CF3CH2F)和R410A(CF2H2和CF3CF2H的等质量比混合物)，目前正被广泛应用于多种制冷热泵与空气调节装置中。然而，R410A和R134a的温室效应潜能值(GWP)分别是CO2的2088倍和1360倍(按照100年计)。在“双碳”背景下，从能源、技术的可持续性发展角度，有必要研究新的环保型热量传递工质。
[0004]本专利技术申请单位的主营产品是冷却塔与恒温恒湿空调，有多款以R410A和R134a为热量传递工质的产品。恒温恒湿空调是一种重要的环境温湿度精密调控设备，主要用于对室内环境温度、湿度波动和区域偏差都有严格要求的场合，例如电子元器件生产车间、生物培养装置、医疗洁净室、数据中心机房、高等级储藏室及实验室等。恒温恒湿空调比常规的车载空调及家用空调具有更高的控制精度需求。普通恒温恒湿空调能同时或单独保持被调控封闭域内的温度波动
±
1℃～
±
0.5℃和湿度波动
±
5％～
±
2％；而高精密恒温恒湿空调能同时或单独保持温度
±
0.5℃～
±
0.3℃和湿度
±
2％；部分超高端机组调温精度可达
±
0.1℃。
[0005]专利技术人分析认为：其一，相较于常用热泵空调所需面对的复杂外界环境条件，特别是显著的温湿度波动以及严冬时候极低的蒸发温度，恒温恒湿空调运行时的蒸发温度一般高于零度，而且工况波动区间较小，这能为新型匹配环保热量传递工质的精细筛选以及多因素综合权衡考量，提供更大的选择余地。
[0006]其二，为达成恒温恒湿空调机组出风温度的稳定和准确性要求，通常会有热量补偿设计。考虑到电加热方法所带来的高能耗问题，通常恒温恒湿空调机组的设计有再热器，因此会涉及工作介质的分流股(非等分)及再汇合问题。如果对所用混合工作介质的组分间
气液相关系缺乏考虑，会严重影响机组的实际工作性能。
[0007]其三，常规空调的冷凝热是直接释放到环境中去的，但恒温恒湿空调通常会回收利用一部分的冷凝热，热量传递工质所经过的器件以及总流程会有所增加，因而中高温下的换热能力以及流动输运性质需要被细化考虑。
[0008]其四，与家用空调显著差异还在于恒温恒湿空调的使用者是企业。一方面，工作介质的温室效应值可能影响使用单位的碳排放指标；另一方面恒温恒湿机组通常长期持续运行，其整体能效水平无论从经济性角度考量还是从碳排放角度考虑，长期积累后都将彰显出不容忽视的影响性。
[0009]其五，从恒温恒湿空调工作场合角度考量，一旦发生工作介质泄漏，不但影响机组本身性能与运行稳定性，而且极有可能对精密器件及高洁净生产过程造成灾害影响。为降低泄漏发生概率，除了要强化空调机组本身密封性外，还应从工作介质的物理化学性质角度，发展对应的优化策略。
[0010]综上，本专利技术基于前期研究，提出一种专门匹配恒温恒湿空调系统的环保热量传递工质。

技术实现思路

[0011]针对现有技术的不足及发展需求，本专利技术提出了包含3,3,3
‑
三氟丙烯(CH2＝CHCF3)、一氟乙烷(CH3CH2F)和三氟碘甲烷(CF3I)，且还需进一步混入性能调节剂，从而形成综合性能优良的四元混合型热量传递工作介质，以替代现有的空调常用的高温室效应工质，专用于恒温恒湿空调机组中。
[0012]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0013]一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质，是一种由混合型热量传递工作介质，包括3,3,3
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三氟丙烯(第一组分)、一氟乙烷(第二组分)和三氟碘甲烷(第三组分)、以及性能调节剂，利用常规的物理混合方法，按照组分质量比进行混配而得到的。以混合物总质量100％计，所述的第一组分3,3,3
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三氟丙烯占混合物总质量的20％
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80％，第二组分一氟乙烷占混合物总质量的8.0％～30.0％，第三组分三氟碘甲烷占混合物总质量的10％～40％。所述性能调节剂是1,1,2,2
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四氟乙烷(CHF2CHF2)、反式1,3,3,3
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四氟丙烯(trans
‑
CHF＝CHCF3)及六氟丙烯(CF3＝CF3)中的一种，视不同具体恒温恒湿空调机组需要，选择不同的性能调节剂，所述性能调节剂占混合物总质量的2.0％～10.0％。
[0014]所述3,3,3
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三氟丙烯，一氟乙烷，三氟碘甲烷,1,1,2,2
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四氟乙烷，反式1,3,3,3
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四氟丙烯，以及六氟丙烯的关键物理化学性质如表1所示：
[0015]表1几种物质的重要物理化学性质
[0016][0017]空调系统热量传递工质的发展，已经进入到了解决全球变暖问题阶段，即被替代物以氢氟烃物质R410A、R134a、R404A等为代表；而不是上一阶段研究中普遍瞄定的、如今已被解决的臭氧层破坏问题，即上一阶段的被替代物以氢氯氟烃R22，R142b为代表。因而，新型环保传热工质的研发技术方案设计思路也需要随之发展。国内外近年的研究发展结果显示，该领域尚未发展出一种综合性能完美的、能够广泛适用于大多数制冷空调系统的工作介质，当前的主流解决方法是综合考虑工作介质的基础热物性、环境影响性、安全风险性及其应用于制冷空调系统时的循环性能以及成本与能效，视具体制冷空调系统及其运行工况特点而研发适配。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质，其特征在于，为专门匹配于蒸气压缩式恒温恒湿空调制冷循环的四元混合型热量传递工作介质，包括第一组分3,3,3
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三氟丙烯、第二组分一氟乙烷、第三组分三氟碘甲烷以及性能调节剂，利用常规的物理混合方法，按照组分质量比进行混配得到。2.一种恒温恒湿空调系统匹配的环保热量传递工质，其特征在于，所述性能调节剂是1,1,2,2
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四氟乙烷CHF2CHF2、反式1,3,3,3
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四氟丙烯trans
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CHF＝CHCF3及六氟丙烯CF3＝CF3中的一种。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆伦，吴曦，姚卉，朱晓静，刘培冲，
申请(专利权)人：大连斯频德环境设备有限公司，
类型：发明
国别省市：