一种替代HCFC-22的混合制冷剂及其制备方法和应用，在高温工况下，按质量百分比，该混合制冷剂由76～90％的氟乙烷、1～11％的丙烯和1～23％的丙烷组成，中温工况下由1～92％的氟乙烷、1～52％的丙烯和1～79％的丙烷组成。制备时将氟乙烷、丙烯和丙烷按比例在液态下混合均匀即可。该混合制冷剂ODP＝0，GWP<12，蒸发压力、冷凝压力、压比、标准沸点与HCFC-22相近，滑移温度<3K，循环性能系数、单位质量制冷量、单位容积制冷量、标准容积制冷量优于HCFC-22，单位质量耗功量、排气温度低于HCFC-22，可作为HCFC-22的长期替代物，并能减少充灌量及能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种替代HCFC-22的混合制冷剂及其制备方法和应用
本专利技术属于制冷剂领域，涉及一种替代HCFC-22的混合制冷剂及其制备方法和应用。
技术介绍
HCFC-22是现今制冷行业应用最广泛、性能较优良的制冷剂，在空调、化工、船舶等各种场合也得到广泛应用。HCFC-22化学物理性能优良，无毒、不燃、不爆炸，具有良好的使用安全性；热力学性能优秀且与矿物油有很好的互溶性，对金属及非金属材料无腐蚀，但其绝热压缩指数为1.194，压缩终温较高，压缩机在高压下工作要采取冷却措施。HCFC-22的ODP＝0.034，GWP＝1700，排放到大气中会破坏臭氧层及引起温室效应。《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定，HCFC-22是继HCFC-12之后第二批要被淘汰的制冷剂。在《哥本哈根修正案》规定，HCFC-22只能作为过渡工质，发达国家在2020年以前要全部淘汰HCFCs类制冷剂，广大发展中国家到2030年要全部禁用。欧盟国家宣布，将在2015年严禁使用所有的HCFCs类物质，我国作为空调、冰箱的出口大国，也已加快替代HCFCs制冷剂尤其是HCFC-22替代的步伐。现有的单质制冷剂，其性能都没有全面优于HCFC-22的，所以单质制冷剂无法作为HCFC-22的替代制冷剂。在提出根据优势互补原则使用混合制冷剂替代HCFC-22的理念后，科研人员提出了多种组分和配比的混合物制冷剂。专利申请CN102153992A的《一种可直接充灌替代R22的制冷剂》公布了如下组分和质量百分配比：五氟乙烷，45％～52％；1,1,1,2-四氟乙烷，45％～52％；二甲醚，3％～6％。所得制冷剂替代HCFC-22时可实现直接充灌，且循环性能与HCFC-22相当或略高。申请专利公开号CN101058717A的《一种混合制冷剂》公布了由五氟乙烷，30％～60％、二氟甲烷，30％～60％、三氟乙烷，1％～10％。这种配比的混合制冷剂和HCFC-22相比具有较低的温室效应值以及能耗值。申请专利公开号CN1478849的《一种替代HCFC-22的环保型制冷剂》公开了一种三元混合制冷剂，其组分和质量百分配比为：氟乙烷，30％～60％；五氟乙烷，25％～50％；二氟甲烷，5％～35％。所得制冷剂工作压机及压比与HCFC-22相近，可以作为HCFC-22的长期替代物，并且可以减少充灌量。但目前还没有性能全面优于HCFC-22的混合制冷剂的相关报道，因此开发性能优异的能够替代HCFC-22的新型混合制冷剂仍是目前制冷剂行业的研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种替代HCFC-22的混合制冷剂及其制备方法和应用，该混合制冷剂能够在高温工况和中温工况下替代HCFC-22，其性能优良，可作为HCFC-22的长期替代物，并且可以减少制冷剂的充灌量，减少能源消耗。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种替代HCFC-22的混合制冷剂，由氟乙烷、丙烯、丙烷三种组分组成。在高温工况下三种组分的质量百分比为：氟乙烷76％～90％；丙烯1％～11％；丙烷1％～23％。在中温工况下三种组分的质量百分比为：氟乙烷1％～92％；丙烯1％～52％；丙烷1％～79％。在高温工况和中温工况下三种组分的质量百分比为：氟乙烷，85％；丙烯，5％；丙烷，10％。在高温工况下三种组分的质量百分比为：氟乙烷，85％；丙烯，10％；丙烷，5％。在高温工况下三种组分的质量百分比为：氟乙烷，80％；丙烯，5％；丙烷，15％。在中温工况下三种组分的质量百分比为：氟乙烷，90％；丙烯，5％；丙烷，5％；或者，氟乙烷，10％；丙烯，28％；丙烷，62％。所述的替代HCFC-22的混合制冷剂的制备方法，将氟乙烷、丙烯和丙烷按照相应的配比在液相状态下物理混合均匀，即得到替代HCFC-22的混合制冷剂。所述的替代HCFC-22的混合制冷剂作为在高温工况和/或中温工况下替代HCFC-22的制冷剂的应用。所述的高温工况的蒸发温度为7℃，冷凝温度为55℃，吸气温度为18℃，液体温度为50℃；中温工况的蒸发温度为-7℃，冷凝温度为43℃，吸气温度为18℃，液体温度为38℃。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的替代HCFC-22的混合制冷剂(HFC-161/HC-1270/HC-290)是一种三元混合制冷剂，由氟乙烷(HFC-161)、丙烯(HC-1270)、丙烷(HC-290)三种组分组成，可以在高温工况和中温工况下替代HCFC-22，可作为HCFC-22的长期替代物，并且可以减少制冷剂的充灌量，减少能源消耗。本专利技术提供的混合制冷剂与HCFC-22相比，具有以下优点：(1)环境性能良好，ODP＝0，GWP＜12，环保性能远优于HCFC-22，符合当前保护臭氧层和抑制全球气候变暖并重的绿色环保要求及国际标准对替代制冷剂的要求。(2)热工参数如蒸发压力、冷凝压力、压比等与HCFC-22很接近，排气温度稍低于HCFC-22，标准沸点稍高于HCFC-22，蒸发温度和蒸发压力下的温度滑移小于3K，属于近共沸制冷剂。(3)循环性能系数(COP)、单位容积制冷量、标准容积制冷量均稍高于HCFC-22，单位质量耗功量低于HCFC-22，具有降低耗能的效果，单位质量制冷量是HCFC-22的1.7倍多，可以实现充灌量的大幅度降低，具有很大的经济效益。具体实施方式本专利技术提供的替代HCFC-22的混合制冷剂(HFC-161/HC-1270/HC-290)是一种三元混合制冷剂，由氟乙烷(HFC-161)、丙烯(HC-1270)、丙烷(HC-290)三种组分组成，在高温工况下替代HCFC-22时三种组分的质量百分比为：HFC-161，76％～90％；HC-1270，1％～11％；HC-290，1％～23％；在中温工况下替代HCFC-22时三种组分的质量百分比为：HFC-161，1％～92％；HC-1270，1％～52％；HC-290，1％～79％。在上述范围内，高温工况下最优选的质量百分比为：(1)HFC-161，85％；HC-1270，5％；HC-290，10％；(2)HFC-161，85％；HC-1270，10％；HC-290，5％；(3)HFC-161，80％；HC-1270，5％；HC-290，15％。中温工况下最优选的质量百分比为：(1)HFC-161，85％；HC-1270，5％；HC-290，10％；(2)HFC-161，90％；HC-1270，5％；HC-290，5％；(3)HFC-161，10％；HC-1270，28％；HC-290，62％。本专利技术提供的混合制冷剂(HFC-161/HC-1270/HC-290)的制备方法是将氟乙烷(HFC-161)、丙烯(HC-1270)、丙烷(HC-290)三种组分按照相应的配比在液相状态(常温常压)下进行物理混合即可。本专利技术中计算制冷剂替代HCFC-22的工况为高温工况和中温工况，依据为JB/T7666-1995《制冷和空调设备名义工况一般规定》，其具体参数如表1所示。表1高温工况和中温工况的循环参数表2给出三种组分和HCFC-22的基本物性性质。表2HFC-161、HC-1270、HC-290及HCFC-22的基本物理性质下面给出本专利技术的具体实施例。具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种替代HCFC‑22的混合制冷剂，其特征在于：由氟乙烷、丙烯、丙烷三种组分组成。
【技术特征摘要】
1.一种在高温工况下替代HCFC-22的混合制冷剂，其特征在于：由氟乙烷、丙烯、丙烷三种组分组成；所述三种组分的质量百分比为：氟乙烷76％～90％；丙烯1％～11％；丙烷1％～23％。2.根据权利要求1所述的在高温工况下替代HCFC-22的混合制冷剂，其特征在于：所述三种组分的质量百分比为：氟乙烷，85％；丙烯，5％；丙烷，10％；或者氟乙烷，85％；丙烯，10％；丙烷，5％；或者氟乙烷，80％；丙烯，5％；丙烷，15％。3.一种在中温工况下替代HCFC-22的混合制冷剂，其特征在于：由氟乙烷、丙烯、丙烷三种组分组成；所述三种组分的质量百分比为：氟乙烷1％～92％；丙烯1％～52％；丙烷1％～79％。4.根据权利要求3所述的在中温工况下替代HCFC-22的混合制冷剂，其特征在于：所述三种组分的质量百分比为：氟乙烷，85％；丙烯，5％；丙烷，10％；或者氟乙烷，90％；丙烯，5％；丙烷，5％；或者氟乙烷，10％；丙烯，28％；丙烷，62％。5.权利要求1或2...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵小明，吕二立，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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