專利名稱：一種含有四氯乙烷(HFC134a)的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵或制冷、空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑，尤其適合作為冷凝溫度為60-120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)中的制冷工質(zhì)。
背景技術(shù)：
熱泵技術(shù)以消耗一部分高品位能(例如電能)為代價(jià)，通過(guò)熱力循環(huán)，將不能直接利用的低品位熱能(空氣、土壤、地表水或淺層地下水中蘊(yùn)含的熱能，以及地?zé)崮?、太?yáng)能、工業(yè)余熱等)的品位提升到可資利用的水平；系統(tǒng)的能效比(或性能系數(shù)--COP)一般高于3。為滿足工業(yè)部門對(duì)較高供熱溫度的要求，熱泵技術(shù)正向中高溫(冷凝溫度為80-100℃)、高溫(冷凝溫度高于100℃)熱泵方向發(fā)展。制約中高溫?zé)岜眉夹g(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一，就是缺乏適合的循環(huán)工質(zhì)。以往曾用作中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)工質(zhì)的物質(zhì)，有CFC11、CFC12、CFC114等。它們均為CFC類物質(zhì)，其臭氧層破壞勢(shì)(ODP)及溫室效應(yīng)勢(shì)(GWP)都很大，發(fā)達(dá)國(guó)家已于1996年禁用，發(fā)展中國(guó)家也將于2010年禁用。目前應(yīng)用較多的空調(diào)-熱泵系統(tǒng)，所用工質(zhì)主要是HCFC22或其替代物R407C、R410A等，系統(tǒng)能夠提供的熱水最高溫度為50-55℃(再高將不僅循環(huán)性能惡化，還將因突破系統(tǒng)的壓力和排溫上限而造成事故)，無(wú)法提供更高溫度水平的熱能。開發(fā)環(huán)境友好、熱力性能優(yōu)良的新型工質(zhì)，對(duì)中高溫?zé)岜眉夹g(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。
本發(fā)明提供的混合工質(zhì)，是為冷凝溫度為60-120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)應(yīng)用而研制的，也可用作離心式制冷、空調(diào)機(jī)組的工質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適于中高溫?zé)岜脵C(jī)組應(yīng)用的新工質(zhì)，使其環(huán)境特性和循環(huán)性能俱佳。
本發(fā)明內(nèi)容介紹及實(shí)施例一種含有四氟乙烷(HFC134a)的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，含有HFC-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)，HCFC-123(1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷)，HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)，HFC-152a(1，1-二氟乙烷)，HCFC-142b(一氯-1，1-二氟乙烷)和HFC-236fa(1，1，1，3，3，3，-六氟丙烷)等組元物質(zhì)。各組元物質(zhì)的基本參數(shù)如表1所示。該中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)由HFC-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)和HCFC-123(1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷)組成；或由HFC-134a和HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)組成；或由HFC-152a(1，1-二氟乙烷)、HFC-134a和HCFC-123組成；或由HFC-134a和HCFC-142b(一氯-1，1-二氟乙烷)組成；或由HFC-134a、HCFC-142b和HCFC-123組成；或由HFC-134a和HFC-236fa(1，1，1，3，3，3，-六氟丙烷)組成；或由HFC-134a、HFC-236fa和HFC-152a組成。其具體配比(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為HFC-134a/HCFC-12320-90/10-80％HFC-134a/HFC-245fa30-90/10-70％HFC-152a/HFC-134a/HCFC-1235-40/25-90/5-70％HFC-134a/HCFC-142b/HCFC-12320-95/5-50/0-75％HFC-134a/HFC-236fa/HFC-152a20-70/30-80/0-30％本發(fā)明所述混合工質(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按其指定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行物理混合即可。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果(1)環(huán)境性能本發(fā)明的ODP等于零或接近于零，混合工質(zhì)中多數(shù)組合的GWP較低。
可見(jiàn)其環(huán)境特性優(yōu)良，符合保護(hù)臭氧層、減小溫室效應(yīng)的要求。(2)熱工參數(shù)在中高溫?zé)岜迷O(shè)計(jì)工況(如蒸發(fā)溫度40℃、冷凝溫度90℃、過(guò)冷溫度5℃、過(guò)熱溫度適度)下的蒸發(fā)壓力在600.0kPa左右、冷凝壓力在2000.0kPa左右、壓縮比在3.60左右、排氣溫度在103.0℃左右。對(duì)照HCFC22在空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)工況(蒸發(fā)溫度7.2℃、冷凝溫度54.4℃、過(guò)冷溫度27.8℃、過(guò)熱溫度8.3℃)下的熱工參數(shù)(蒸發(fā)壓力為626.6kPa、冷凝壓力為2158.2kPa、壓縮比為3.44、排氣溫度為111.0℃)可見(jiàn)，在中高溫?zé)岜迷O(shè)計(jì)工況下，蒸發(fā)壓力和冷凝壓力均與HCFC22在空調(diào)工況下的相近，無(wú)需為本發(fā)明工質(zhì)另行專門設(shè)計(jì)壓縮機(jī)，中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)設(shè)計(jì)中可采用HCFC22的空調(diào)壓縮機(jī)。(3)循環(huán)性能本發(fā)明在上述設(shè)計(jì)工況下的供熱COP為4.4左右、單位質(zhì)量供熱量基本在110kJ/kg以上、單位容積供熱量在3500kJ/m3左右，循環(huán)性能優(yōu)良。
可將本發(fā)明工質(zhì)直接灌注于現(xiàn)有HCFC22空調(diào)機(jī)組(有些工質(zhì)要求更換潤(rùn)滑油)，將其轉(zhuǎn)化為新工質(zhì)的中高溫?zé)岜脵C(jī)組，且能夠保證循環(huán)能效和機(jī)組主要硬件匹配度。
表1中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)中所含組元的基本參數(shù)Tb正常沸點(diǎn)，Tc臨界溫度，Pc臨界壓力
TbTcPc組元 名稱 分子式分子量ODPGWP℃ ℃ MPaHCFC123 1，1-二氯-CHCl2CF3152.93 27.85 183.79 3.674 0.02 902，2，2-三氟乙烷HFC134a 1，1，1，2- CF3CH2F 102.03 -26.15 101.06 4.056 0 1300四氟乙烷HCFC142b 1-一氯-1，1 CClF2CH3100.50 -9.25 137.1 4.246 0.06 1800二氟乙烷HFC152a 1，1- CHF2CH366.05 -24.15 113.29 4.520 0 150二氟乙烷HFC245fa 1，1，1，3，3-五氟CF3CH2CHF2134.0 15.30 157.50 3.644 0 790丙烷HFC236fa 1，1，1，3，3，3- CF3CH2CF3152.01 -1.11 130.60 3.177 0 6300六氟丙烷具體實(shí)施方式
實(shí)施例1取67mass％HFC-134a和33mass％HCFC-123，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例2取59mass％HFC-134a和41mass％HFC-245fa，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例3取12mass％HFC-152a、52mass％HFC-134a和36mass％HCFC-123，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例4取40mass％HFC-134a和60mass％HCFC-142b，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例5取55mass％HFC-134a、18mass％HCFC-142b和27mass％HCFC-123，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例6取27mass％HFC-134a和73mass％HFC-236fa，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例7取23mass％HFC-152a、7mass％HFC-134a和70mass％HFC-236fa，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
若熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況取為平均蒸發(fā)溫度為40℃，平均冷凝溫度為90℃，吸氣過(guò)熱溫度為5℃(對(duì)有些工質(zhì)，為保證避免濕壓縮，取排氣過(guò)熱度為5℃)，過(guò)冷溫度為5℃，壓縮過(guò)程定熵效率為85％，根據(jù)循環(huán)計(jì)算，上述7個(gè)實(shí)施例的有關(guān)參數(shù)和循環(huán)性能指標(biāo)如表2所示。
表2本發(fā)明實(shí)施例性能


權(quán)利要求
1.一種含有HFC134a的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，其特征是由HFC-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)和HCFC-123(1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷)組成；或由HFC-134a和HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)組成；或由HFC-152a(1，1-二氟乙烷)、HFC-134a和HCFC-123組成；或由HFC-134a和HCFC-142b(一氯-1，1-二氟乙烷)組成；或由HFC-134a、HCFC-142b和HCFC-123組成；或由HFC-134a和HFC-236fa(1，1，1，3，3，3，-六氟丙烷)組成；或由HFC-134a、HFC-236fa和HFC-152a組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，其特征是上述各組元物質(zhì)的具體配比(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為HFC-134a/HCFC-12320-90/10-80％HFC-134a/HFC-245fa30-90/10-70％HFC-152a/HFC-134a/HCFC-1235-40/25-90/5-70％HFC-134a/HCFC-12b/HCFC-12320-95/5-50/0-75％HFC-134a/HFC-236fa/HFC-152a20-70/30-80/0-30％
全文摘要
一種含有HFC134a的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，適合作為冷凝溫度為60－120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)的制冷劑。該組混合工質(zhì)由HCFC－123、HFC－134a、HCFC－142b、HFC－152a、HFC－245fa、HFC－236fa共6種工質(zhì)按不同的質(zhì)量比例組成的二元和三元混合物。其制備方法是，將上述各種組元按指定的配比在常溫下進(jìn)行物理混合，得到相應(yīng)的混合工質(zhì)。本發(fā)明工質(zhì)基本不破壞臭氧層，溫室效應(yīng)勢(shì)較低，符合環(huán)保要求；熱工參數(shù)適宜，循環(huán)性能優(yōu)良，既可采用HCFC22空調(diào)壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)新工質(zhì)中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)，又可將新工質(zhì)直接應(yīng)用于原HCFC22空調(diào)機(jī)組，將原空調(diào)機(jī)組轉(zhuǎn)換為新工質(zhì)中高溫?zé)岜脵C(jī)組。
文檔編號(hào)C09K5/00GK1629247SQ20041007795
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2003年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者王懷信, 馬利敏, 鄭臣明 申請(qǐng)人:天津大學(xué)