一种环保混合型制冷工作介质及其制备方法和应用

    技术2025-03-03  46


    本发明涉及制冷剂,具体涉及一种环保混合型制冷工作介质及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、随着全球变暖日益严重,环境保护问题越来越受到重视,氟利昂中含氯无氢的氟化碳cfc对环境的破坏力最大,含氢与氯的氟化碳hcfc次之,这些氟利昂气体逸散到平流层中,由于紫外线的作用,从氯氟烃中分解出的氯原子对臭氧层进行破坏,导致达到地球表面的紫外线大大增强,破坏了生物环境的平衡,严重影响人类的生存环境,需要被淘汰。

    2、目前空调系统中使用的r134a(1,1,1,2-四氟乙烷)具有良好的热力性能,odp(臭氧潜能值)为0,但是由于其gwp为1430,处于基加利修正案的受控范围之中,逐步淘汰已经成为必然趋势,所以寻找既满足环保要求又满足空调系统能力能效要求的工质已迫在眉睫。目前国际上常从单工质和制冷剂组合物的角度出发进行新型低gwp值制冷剂的替代研究,主要是新型hfcs替代物、氢氟烯烃(hfos)替代物、碳氢制冷剂类天然工质,寻求合适的组合物以满足空调系统对于制冷剂的要求。现有技术中公开的制冷剂组合物多存在gwp偏高或者循环性能不足等缺点。因此,需要开发具有更好制冷性能,与现有系统更好兼容以及更具安全、环保性能的制冷剂。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是提供一种环保混合型制冷工作介质及其制备方法和应用。目的是提供具有与r134a相近或更优的制冷循环能效cop与单位容积制冷量qv的制冷工作介质,解决现有制冷剂(r134a)存在gwp值较高的问题。

    2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下:

    3、第一方面,一种环保混合型制冷工作介质,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷(r161)11~41%;六氟丙烯(r1216)1~54%;二甲醚(re170)35~81%。

    4、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷18~41%;六氟丙烯1~45%;二甲醚37~81%。

    5、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷11%;六氟丙烯54%;二甲醚35%。

    6、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷18%;六氟丙烯1%;二甲醚81%。

    7、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷18%;六氟丙烯45%;二甲醚37%。

    8、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷22%;六氟丙烯40%;二甲醚38%。

    9、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷34%;六氟丙烯22%;二甲醚44%。

    10、进一步,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷41%;六氟丙烯2%;二甲醚57%。

    11、第二方面,一种环保混合型制冷工作介质的制备方法,包括如下步骤:取氟乙烷、六氟丙烯和二甲醚,在温度为23~27℃,一个标准大气压下,将所述氟乙烷、所述六氟丙烯和所述二甲醚混合均匀,即可。

    12、第三方面,环保混合型制冷工作介质的应用,将所述的一种环保混合型制冷工作介质用于空调制冷中。

    13、第四方面,一种制冷系统,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件,通过闭合回路连接,闭合回路中采用本发明的混合型制冷工作介质。其中,低压混合冷媒(本发明的混合型制冷工作介质)在蒸发器和室内空气进行换热释放冷量,之后低压气态冷媒进入压缩机被压缩至高温高压的气态,经冷凝器与室外空气进行换热释放热量,冷凝为高压的液态冷媒,再经节流元件节流为气液两相态低压冷媒。

    14、本发明的有益效果是:

    15、(1)与现有的r134a制冷工质相比,本发明的环保混合型制冷工作介质具有更低的gwp值,gwp<10,具有明显的环保优势;而且本发明的环保混合型制冷工作介质热力性能优良,单位容积制冷量qv和性能系数cop接近或优于r134a,制冷循环性能更佳;本发明的环保混合型制冷工作介质的沸点、运行压力与r134a相近,在不改变现有系统主要器件的前提下可直接应用于空调制冷领域,成为替代r134a的环保型制冷工质。

    16、(2)本发明的环保混合型制冷工作介质分子质量小于r134a,流动性好,有助于延长压缩机的使用寿命;滑移温度较小,可以排除温度滑移带来的不良影响;压缩比低于r134a,可减少压缩机功耗并对压缩机长期运行有益。

    17、(3)本发明含有组分r1216为不可燃制冷剂,与其他组分混合可有效抑制其可燃性,使混合制冷剂具有弱可燃性或不可燃性,有效提高了制冷设备的安全性,减少制冷剂泄漏带来的不安全因素。

    18、本发明中采用的术语解释说明:

    19、r134a:1,1,1,2-四氟乙烷。

    20、单位容积制冷量qv:单位容积制冷剂在制冷系统中流动时所产生的制冷量。

    21、性能系数cop:单位功耗所能获得的冷量。

    22、运行压力:蒸发压力和冷凝压力。

    23、压缩比:蒸发压力与冷凝压力之比。

    24、滑移温度:标准大气压对应的泡点温度与露点温度之差。



    技术特征:

    1.一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷11~41%;六氟丙烯1~54%;二甲醚35~81%。

    2.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷18~41%;六氟丙烯1~45%;二甲醚37~81%。

    3.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷11%;六氟丙烯54%;二甲醚35%。

    4.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷18%;六氟丙烯1%;二甲醚81%。

    5.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷18%;六氟丙烯45%;二甲醚37%。

    6.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷22%;六氟丙烯40%;二甲醚38%。

    7.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷34%;六氟丙烯22%;二甲醚44%。

    8.根据权利要求1所述一种环保混合型制冷工作介质,其特征在于,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷41%;六氟丙烯2%;二甲醚57%。

    9.基于权利要求1至8任一项所述一种环保混合型制冷工作介质的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:取氟乙烷、六氟丙烯和二甲醚,在温度为23~27℃,一个标准大气压下,将所述氟乙烷、所述六氟丙烯和所述二甲醚混合均匀,即可。

    10.环保混合型制冷工作介质的应用,其特征在于,将权利要求1至8任一项所述的一种环保混合型制冷工作介质用于空调制冷中。


    技术总结
    本发明涉及一种环保混合型制冷工作介质及其制备方法和应用,一种环保混合型制冷工作介质,由如下重量百分含量的组分组成:氟乙烷(R161)11~41%;六氟丙烯(R1216)1~54%;二甲醚(RE170)35~81%。与现有的R134a制冷工质相比,本发明的环保混合型制冷工作介质具有更低的GWP值,GWP<10,具有明显的环保优势;而且本发明的环保混合型制冷工作介质热力性能优良,单位容积制冷量Qv和性能系数COP接近或优于R134a,制冷循环性能更佳;本发明的环保混合型制冷工作介质的沸点、运行压力与R134a相近,在不改变现有系统主要器件的前提下可直接应用于空调制冷领域,成为替代R134a的环保型制冷工质。

    技术研发人员:张宗云,苏德权,王全福,付莹,石焱,吕君
    受保护的技术使用者:黑龙江建筑职业技术学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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