一种用于汽车空调的环保型制冷剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于汽车空调的环保型制冷剂及其制备方法。一种用于汽车空调的环保型制冷剂，由HFC-161、DME和HFC-134组成，各组分按质量百分比为：10%～50%的HFC-161，10%～50%的DME和40%～70%的HFC-134。相对单位容积制冷量、压比、蒸汽压都与HFC-134a相近，可用于直接替代汽车空调工况下现有制冷设备中的制冷剂HFC-134a。此外，本发明专利技术制备的制冷剂ODP值为零，GWP值比HFC-134a更小，更加环保；制冷系数略高于HFC-134a，饱和液体比体积和单位质量制冷量较大，可减少制冷系统中制冷剂的充灌量；与制冷设备的合成润滑油或矿物润滑油都具有较好的相容性。本发明专利技术还公开了一种制备所述用于汽车空调的环保型制冷剂的制备方法，将制冷剂各组分按其质量百分比在液相下进行物理混合，即可得到所述的制冷剂。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车空调的环保型制冷剂及其制备方法
本专利技术涉及制冷剂领域，尤其涉及一种用于汽车空调的环保型制冷剂及其制备方法。
技术介绍
汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全，空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一。而要实现空调的正常运行，制冷剂是不可缺少的。制冷剂是指在制冷系统中传导热能的一种流体，为实现制冷循环的工作介质，也称为制冷工质，或简称工质。空调制冷中主要是采用卤代烃制冷剂，其中不含氢原子的称为氯氟烃(CFC)，含氢原子的称为氢氯氟烃(HCFC)，不含氯原子的称为氢氟烃(HFC)。HFC-134a是90年代开始使用的制冷剂品种，由于它不含氯原子，对臭氧层没有破坏作用，对汽车空调系统的改动较少，现在国内外新车的空调系统很多都使用了HFC-134a制冷剂。但据德国科学家的最新研究表明，尽管它不直接对臭氧层造成破坏，但会加剧温室效应。《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》等要求各签约国逐步削减并最终禁用制冷剂CFC-12（二氟二氯甲烷），同时对其的替代物的要求越来越高，除了要求新的制冷剂对臭氧层没有损害这一基本要求外，还要求新的制冷剂具有尽可能低的GWP。专利文献CN200810231909.2公开了一种以DME、R1270和R227ea组成的共混物制冷剂，专利文献CN200710013387.4公开了一种DME、R13I1和HC-600a组成的共混物制冷剂，专利文献CN200610035399.2公开了一种DME和HCFC-22组成的共混物制冷剂，专利文献CN101864277A公开了一种以HFC-1234yf、HFC-152a和DME组成的共混物制冷剂，专利文献CN1977025A公开了一种HFC-1234ze(E)和氟代烃组成的共混物制冷剂，专利文献CN101679842A公开了一种HFC-1234ze(E)和选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇、异丁醇、2-乙基己醇和其任何组合的共混物制冷剂，专利文献CN102124071A公开了一种HFC-1234yf和HFC-134a组成的共混物制冷剂，专利文献CN1285699C公开了一种以HFC-161、HFC-152a和HFC-134a组成的共混物制冷剂，专利文献CN101864276A公开了一种HFC-1234ze(E)、HFC-152a和HFC-32组成的共混物制冷剂，专利文献CN101864277A公开了一种HFC-1234yf、HFC-152a和DME组成的共混物制冷剂，专利文献CN102066518A公开了一种以HFC-1234yf、HFC-134a和HFC-152a组成的共混物制冷剂。公开号为CN101275067B的专利文献公开了一种三元近共沸点制冷剂，该制冷剂由1%～20%（摩尔百分比）的HFC-134（1,1,2,2-四氟乙烷）、1%～40%（摩尔百分比）的DME（二甲醚）和40%～90%（摩尔百分比）的丙烷组成。所述制冷剂用来替代-40℃工况下（蒸发温度-40℃，冷凝温度40.6℃，吸气温度4.4℃，过冷度0℃）的R22、R502，这与汽车空调设备的工况不同，专利文献200680054110X公开了一系列用在制冷、空调和热泵系统中的组合物，该组合物包含氟烯烃和至少一种其他组分，但组合物中未见与本专利技术相同的组分。上述专利文献公开的制冷剂组合物存在或GWP值偏高、或不可直接充灌应用于HFC-134a系统、或在汽车空调工况下替代HFC-134a时制冷性能有所降低、或可燃性较大、或不能使用矿物油等不足，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具有更好环保性能的新的混合物制冷剂。DME（二甲醚），分子式C2H6O，标准沸点为-24.9℃，在常温、常压下为无色、无味、无臭气体，在压力下为液体。DME的其他基本物理性质和HFC-134a相似，ODP为0，GWP为0。DME具有一定的可燃性，属于第3类。在相同的汽车空调工况下，DME的循环效率优于HFC-134a，并具有很大的饱和液体比体积和单位质量制冷量，能减少系统的制冷剂充灌量；同时，DME与润滑油的相容性好，既能使运转部件形成密封性油膜，但又不会使系统管壁内附油而使其传热效率降低；DME能同时溶解于合成润滑油和矿物油，在充灌制冷剂时，可以保留原有润滑油，不用替换。HFC-134（1,1,2,2-四氟乙烷），分子式为CHF2CHF2，相对分子量为102.2，标准沸点为-19.6℃。HFC-134具有良好的热力性能，ODP为0，GWP仅为1000，环境性能优异，不可燃。在相同的汽车空调工况下，HFC-134（1,1,2,2-四氟乙烷）的制冷系数比和HFC-134a稍大，而且其排气温度比较低，但是单位体积制冷量也偏低。HFC-161（氟乙烷），分子式为C2H5F，相对分子量为48.1，标准沸点为-37.7℃，微溶于水，具有良好的热力性能。同时HFC-161的ODP为0，GWP仅为12，环境性能优异。但是它具有一定的可燃性，属于第3类。在相同的汽车空调工况下，HFC-161的制冷系数略高于HFC-134a，而且其单位质量制冷量以及饱和液体比体积和单位质量制冷量均高于HFC-134a，可以减少系统的制冷剂充灌量，但是其排气温度比较高，且吸气压力和排气压力均比HFC-134a大。虽然HFC-161、DME和HFC-134三种制冷剂单独使用时均具有各自的不足，但是如果将HFC-161、DME和HFC-134混合使用，形成一种新型的环保制冷剂，可以结合三者各自的优势，最大程度减小不利因素。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于汽车空调的环保型制冷剂，该制冷剂不仅不破坏大气臭氧层，而且产生的温室效应更小，同时还具有与HFC-134a相当甚至更加优异的热工参数和热工性能。所述制冷剂与合成润滑油、矿物润滑油都有较好的相容性，所以在对制冷剂进行替换时，可以保留压缩机原有的润滑油；所述制冷剂的温度滑移很小，替代原有制冷剂时对制冷设备影响较小；同时，所述制冷剂对水份的要求不太高，可以考虑不设置干燥器。一种用于汽车空调的环保型制冷剂，由HFC-161、DME和HFC-134组成，按质量百分比各组分为：10%～50%的HFC-161，10%～50%的DME和40%～70%的HFC-134。在此比例范围内，所述制冷剂各组分之间具有协同作用，尤其是在安全性、环保性和经济性方面，各项性能指标都有所提高。一般合成润滑油容易吸收水分，而且稳定性不如矿物润滑油，暴露于空气中容易混入水分和杂质，使油劣化，产生淤渣，充入系统中可能堵塞毛细管。所述制冷剂中含有DME，DME与合成润滑油、矿物润滑油的相容性都较好，因而既能使运转部件形成密封性油膜，但又不会使系统管壁内附油而使其传热效率降低。由于DME具有可燃性，作为制冷剂的组分需要考虑其安全性，因此DME的用量不能过多，可以保证在使用安全的前提下，最大程度发挥DME饱和液体比体积和单位质量制冷量大、环境友好等优点。组分HFC-134具有良好的热力性能，具有优良的热工参数和热力性能，ODP为0，GWP仅为1000，环境性能优异，且不可燃，是一种优秀的阻燃剂。因此，添加组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车空调的环保型制冷剂，其特征在于，由HFC‑161、DME和HFC‑134组成，各组分按质量百分比为：10%～50%的HFC‑161，10%～50%的DME和40%～70%的HFC‑134。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车空调的环保型制冷剂，其特征在于，各组分按质量百分比为：10％～30％的HFC-161，20％～50％的DME和40％～70％的HFC-134。2.如权利要求1所述的制冷剂，其特征在于，各组分按质量百分比为：10％的HFC-161，50％的DME和40％的HFC-134。3.如权利要求1所述的制冷剂，其特征在于，各组分按质量百分比为：10％的HFC-161，40％的DME和50％的HFC-134。4.如权利要求1所述的制冷剂，其特征在于，各组分按质量百分比为：20％的HFC-161，30％的DME和50％的HFC-134。5.如权利要求1所述的制冷剂，其特征在于，各组分按质量百分比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓红，袁晓蓉，管文洁，杨璋璋，徐象国，鹿丁，陈光明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33