一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂技术方案

一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，由1,1,2,3,3,3—六氟丙烯（R1234yf）、氟乙烷（R161）、丙烷（R290）和丙烯（R1270）组成。该制冷剂的环境性能优良，不破坏臭氧层（ODP＝0），温室效应极小（GWP≤13.6），且与现有的R22替代物如R410A和R407C相比具有优点为：1）热工性能良好，工作时压力、压比适中；2）与已有R22超低温制冷系统中使用的矿物油、烷基苯润滑油相溶；3）相同工况下与制冷剂R22具有相当的压力。在现有R22超低温制冷系统中使用该新型环保制冷剂时，不需要改动现有设备中的主要部件，可以直接充注，是可以长期替代制冷剂R22的环保型制冷剂。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂
本专利技术涉及一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，尤其是可替代现有超低温制冷系统中的制冷剂R22并可长期使用的环保制冷剂。
技术介绍
目前在我国国内，大量的超低温制冷系统（如冷库，远洋渔船冷冻间等）中一直使用的制冷剂是R22，它是一种含氢氯氟烃类（HCFCs）制冷剂。早在1974年，科学家研究发现氢氯氟烃类（HCFCs）物质对大气层臭氧层具有破坏作用，且具有温室效应。为此，国际上已决定发达国家从2020年禁止在新设备上使用氢氯氟烃类（HCFCs）物质，发展中国家从2040年起禁止使用。我国作为R22最大的生产国与使用国，研制新型环保制冷剂具有重要意义。近年来，作为R22的替代工质研究比较成熟的都是两元或三元混合工质，其中研究相对成熟的是R410A和R407C，R410A由两种准共沸的混合物R32和R125各50%组成，R407C是由HFC-32（24±2%）、HFC-125（26±2%）、HFC-134a（50±2%）组成。这些替代物各有优缺点，如R410A的热工性能较好，但其排气压力比R22高50%～60%，使用时需提高压缩机运动部件的耐磨性和系统管路的强度；R407C的热工性能稍差并且是非共沸混合物，但对于已有R22制冷系统，R407C可以直接充注使用。从环保性能方面考虑，虽然R410A与R407C的ODP值为0，但它们的GWP值都很高（近2000），这两组混合制冷剂并不能满足抑制全球变暖的要求；从制冷循环性能方面来看，替代制冷剂R407C的热工性能较差；从设备投资方面来看，替代制冷剂R410A的使用伴随着压缩机的更新换代，从系统运行方面来看，替代制冷剂R410A与R407C与原R22系统中使用的矿物油并不相溶，使用时必须更换原R22系统使用的润滑油，改用强吸水性、弱稳定性的酯类润滑油。因此，它们并不是理想的用于长期替代R22的工质。
技术实现思路
针对上述系统使用替代制冷剂的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，以替代目前使用的R22制冷剂的新型环保混合制冷剂。本专利技术是一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，可以长期替代制冷剂R22。该制冷剂不破坏臭氧层（ODP=0），温室效应极低（GWP<13.6），是环保型制冷剂；其热工性能较好，工作压力与原R22系统相当，使用时不需要改动已有R22制冷系统中主要的设备和使用的矿物油或烷基苯润滑油，可以直接充注使用。ODP为ozonedepressionpotential，消耗臭氧潜能值。GWP为GlobalWarmingPotential，全球变暖潜能值。为实现专利技术目的，本专利技术公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，制冷剂是由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（R1234yf），氟乙烷（R161）和丙烷（R290）以及丙烯（R1270）组成；其制备方法是各组分在常温下进行液相物理混合；制冷剂各组分的ODP值均为0，GWP值均不大于20，其质量百分比为：R1234yf：40-60%，R161：0-55%，R290：0-35%，R1270：0-30%。本专利技术是公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特点是，该制冷剂由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（分子式：C3H2F4制冷剂符号：R1234yf）和氟乙烷（分子式：CH3CH2F制冷剂符号：R161）组成，其组分含量（质量百分比）为：2,3,3,3-四氟-1-丙烯：45~60%，氟乙烷：55~40%。本专利技术是公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特点是，该制冷剂由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（分子式：C3H2F4制冷剂符号：R1234yf）和氟乙烷（分子式：CH3CH2F制冷剂符号：R161）组成，其组分含量（质量百分比）为：2,3,3,3-四氟-1-丙烯：60%，氟乙烷：40%。本专利技术是公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特点是，该制冷剂由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（分子式：C3H2F4制冷剂符号：R1234yf）和氟乙烷（分子式：CH3CH2F制冷剂符号：R161）、丙烷组成，其组分含量（质量百分比）为：2,3,3,3-四氟-1-丙烯：45%，氟乙烷：20~30%，丙烷：35~25%。本专利技术是公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特点是，该制冷剂由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（分子式：C3H2F4制冷剂符号：R1234yf）和氟乙烷（分子式：CH3CH2F制冷剂符号：R161）、丙烷组成，其组分含量（质量百分比）为：2,3,3,3-四氟-1-丙烯：45%，氟乙烷：20%，丙烷：35%。本专利技术是公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特点是，该制冷剂由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（分子式：C3H2F4制冷剂符号：R1234yf）和丙烷（分子式：CH3CH2CH3制冷剂符号：R290）、丙烯（分子式：CH2=CHCH3制冷剂符号：R1270）组成，其组分含量（质量百分比）为：2,3,3,3-四氟-1-丙烯：40~45%，丙烷：3为本专利技术是公开一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特点是，该制冷剂由2,3,3,3-四氟-1-丙烯（分子式：C3H2F4制冷剂符号：R1234yf）和丙烷（分子式：CH3CH2CH3制冷剂符号：R290）、丙烯（分子式：CH2=CHCH3制冷剂符号：R1270）组成，其组分含量（质量百分比）为：2,3,3,3-四氟-1-丙烯：40%，丙烷：30%，丙烯：30%。本专利技术提供的上述环保型制冷剂，其制备方法是将上述各组分的物质按其相应的配比在液相下进行物理混合。上述组分中的R1234yf分子量为114.04，标准沸点为-28℃；R161分子量为48.1，标准沸点为-37.7℃，闪点温度为91℃，临界压力为5.03MPa；R290分子量为44.09，标准沸点为-42.09℃，临界温度为96.8℃，临界压力为4.25MPa；R1270分子量为42.08，标准沸点为-47.72℃，临界温度为364.75℃，临界压力为4.55Mpa。本专利技术所公开的新型混合制冷剂与现有制冷剂相比，其环保性能优越，长期使用造成的温室效应（GWP≤13.6）极小，可以长期使用；另外其热工性能与热工参数优良，使其不需要改动已有的R22制冷系统设备及R22系统使用的矿物油或烷基苯润滑油，可用于直接充注，保证了制冷剂替代的经济效益。附图说明图1：制冷剂热工参数及循环性能参数图中，COP*表示制冷剂的COP与R22的COP的比值；Qv*表示制冷剂的Qv与R22的Qv的比值。从图中可以看出：1）这7个实施例的环境性能ODP和GWP均比R22要好，而且其GWP（≤13.6）值也比现有的两种替代物R410A（1800）和R407C（1700）要小很多，是符合未来发展趋势的环境友好型的替代R22的制冷剂。2）这7个实施例的蒸发压力略高于R22，冷凝压力与R22相当且均低于R410A、R407C，在现有R22系统中使用时无须更换系统中主要的设备，且所述实施例的压力比均低于R22。3）这7个实施例的性能系数（COP）比原来的R22系统系数要高，与现有替代制冷剂R410A、R407C系统的性能相当，体现了所述实施例的优良热工参数性能。4）这7个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特征在于：制冷剂是由1,1,2,3,3,3—六氟丙烯，即R1234yf，氟乙烷，即R161，丙烷，即R290以及丙烯，即R1270组成；其制备方法是各组分在常温下进行液相物理混合；制冷剂各组分制冷剂的ODP值均为0，GWP值均不大于20，其质量百分比为：R1234yf：40?60%，?R161：0?55%，??R290：0?35%，R1270：0?30%。

【技术特征摘要】
1.一种用于超低温制冷系统的环保制冷剂，其特征在于：制冷剂是由2,3,3,3-四氟-1-丙烯，即R1234yf，氟乙烷，即R161，丙烷，即R290组成；其制备方法是各组分在常温下进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晶，朱世新，王金锋，朱进林，王俊，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：