一种重力热管混合工质制造技术

本发明专利技术提供了一种重力热管混合工质。该混合工质含有R1234ze、R245ca，还可以含有HFC32、HFC152a、HFC245fa、HFC236fa。该工质的热稳定性好，安全无毒，符合环保要求：ODP为0、GWP较低。该混合工质在0℃-100℃工作温度下，饱和蒸汽压适中，热传输性能适宜，反映热物理和传热综合性能的准则数M'较高，具有良好的换热特性及输运性质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热管工质，更具体地说，涉及一种含有R1234ze、R245ca，的常温重力热管工质。
技术介绍
重力热管是一种利用相变进行高效换热的换热器。由蒸发段、绝热段和冷凝段三部分组成，工作时需热源在下端、冷源在上端。不需要外加动力就可实现自行循环工作，为静设备。工作在0-100℃范围内的重力热管换热器具有广阔的发展空间。该常温重力热管可用于有效冷却基站及电子设备、高品质实现室内外冷热空气热交换以降低空调能耗、有效利用工业中低温余热、环保开发地热资源。重力热管换热器要实现高效工作，一个关键因素在于要有适合的热管工质。目前，从热物性角度看适合工作在0-100℃的常温重力热管工质主要有水、氨、甲醇、乙醇、丙酮、甲苯和氟利昂类物质R22等，这些工质存在各自难以克服的缺点：水的启动温度高，更适宜应用在50-200℃的工作环境，而且与碳钢不兼容使热管造价升高；氨、甲醇、乙醇、丙酮和甲苯等则多为既有毒又可燃物质，难以大规模推广应用；R22曾广泛用于制冷、空调和热泵系统中，与上述物质相比，在安全性、稳定性及与换热器材料的兼容性方面有较为显著的优势，但由于其破坏大气臭氧层、加剧温室效应等原因，在发达国家已被禁用，发展中国家也面临逐步禁用的问题；并且，R22更适用于0-60℃范围内，因蒸发温度在60℃以上时，其对应的饱和压力将高于2.5MPa，如70℃时已为2.99MPa。综上，为高效利用0-100℃的常温热源，需要开发新型环保节能、安全可靠的常温重力热管工质。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种适用于常温重力
热管的混合工质，环境友好，并且在0-100℃的常温重力热管工作温度范围内具有良好的换热特性及输运性质。本专利技术的一种重力热管混合工质是这样实现的：一种重力热管混合工质，所述混合工质含有HFO1234ze和HFC245ca；所述混合工质还可以含有HFC32、HFC152a、HFC245fa或HFC236fa中的一种；或者还可以含有HFC32或HFC152a中的一种，以及HFC245fa或HFC236fa中的一种。在具体实施时，所述工质可以由HFO1234ze和HFC245ca组成，也可以包含其他物质：(1)所述混合工质由HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFO1234ze的质量百分比为5％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为40％-95％。(2)所述混合工质由HFC32、HFO1234ze和HFC245ca组成；工作温度在0-60℃时，所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为40％-80％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-50％，所述HFC245ca的质量百分比为10％-68％；工作温度在60-80℃时，所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为20％-40％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-40％，所述HFC245ca的质量百分比为20％-78％；工作温度在80-100℃时，所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为3％-20％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-20％，所述HFC245ca的质量百分比为60％-95％。(3)所述混合工质由HFC152a、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC152a的质量百分比为3％-80％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为2％-95％。(4)所述混合工质由HFC245fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC245fa的质量百分比为3％-90％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为2％-95％。(5)所述混合工质由HFC236fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC236fa的质量百分比为3％-80％，所述HFO1234ze
的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为2％-95％。(6)所述混合工质由HFC32、HFC245fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为3％-80％，所述HFC245fa的质量百分比为5％-90％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为5％-90％。(7)所述混合工质由HFC152a、HFC245fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC152a的质量百分比为3％-80％，所述HFC245fa的质量百分比为2％-93％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为2％-93％。(8)所述混合工质由HFC32、HFC236fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为3％-80％，所述HFC236fa的质量百分比为5％-90％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为5％-90％。(9)所述混合工质由HFC152a、HFC236fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC152a的质量百分比为3％-80％，所述HFC236fa的质量百分比为2％-93％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为2％-93％。本专利技术混合工质各组分的纯质基本热物性数据见表1；制备所述混合工质时，将各组分按一定的质量配比在常温下进行物理混合即可。表1重力热管工质需要在封闭空间内、在热源与冷源之间的温差驱动下，自发循环完成吸热汽化蒸发、绝热传输、液化冷凝放热的传热过程。其不像制
冷、空调及热泵等蒸汽压缩式循环有压缩机为工质循环提供动力，因此要实现重力热管的正常运行需要考虑诸多限制因素及极限，如携带极限、沸腾极限、粘性极限、声速极限等。而不同极限的范围又与热管工质的热物性紧密相关。综上，因重力热管特定的工作原理、运行特性及适用场合，使得工质的选择标准有别于常规制冷、空调及热泵工质的选择。在筛选重力热管工质时，一般要遵循以下原则：(1)工质应适应重力热管的工作温度区间，并具有适宜的沸点、临界点和饱和蒸汽压。避免因饱和蒸汽压过小，导致启动温差过大，使得重力热管在工作温度区间内不能正常启动工作；过大则需加大热管换热器壁厚使经济性降低。(2)工质应具有良好的综合热物理性质和传热性能。工质准则数M'(Merit Number)是衡量上述性能的一个重要指标。(3)工质满足经济性、毒性、环境污染等方面的要求。要求工质的臭氧破坏势(ODP值)为零，全球变暖效应势(GWP值)尽可能小，同时容易获得，价格低廉，安全可靠。适宜的饱和蒸汽压和较高的工质准则数是筛选重力热管的重要热物性参数，组成混合工质的纯质饱和蒸汽压及准则数随温度的变化情况详见附图1和附图2。组成本专利技术混合工质的6种纯质中，R245ca的综合性能最好。在-10℃-100℃范围内，除低温端压力稍低外，准则数在4种低压工质中是最高的。R32的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重力热管混合工质，所述混合工质含有HFO1234ze和HFC245ca；所述混合工质还可以含有HFC32、HFC152a、HFC245fa或HFC236fa中的一种；或者还可以含有HFC32或HFC152a中的一种，以及HFC245fa或HFC236fa中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种重力热管混合工质，所述混合工质含有HFO1234ze和HFC245ca；所述混合工质还可以含有HFC32、HFC152a、HFC245fa或HFC236fa中的一种；或者还可以含有HFC32或HFC152a中的一种，以及HFC245fa或HFC236fa中的一种。2.根据权利要求1所述的混合工质，其特征在于：所述混合工质由HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFO1234ze的质量百分比为5％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为40％-95％。3.根据权利要求1所述的混合工质，其特征在于：所述混合工质由HFC32、HFO1234ze和HFC245ca组成；工作温度在0-60℃时，所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为40％-80％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-50％，所述HFC245ca的质量百分比为10％-68％；工作温度在60-80℃时，所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为20％-40％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-40％，所述HFC245ca的质量百分比为20％-78％；工作温度在80-100℃时，所述混合工质中，所述HFC32的质量百分比为3％-20％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-20％，所述HFC245ca的质量百分比为60％-95％。4.根据权利要求1所述的混合工质，其特征在于：所述混合工质由HFC152a、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC152a的质量百分比为3％-80％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC245ca的质量百分比为2％-95％。5.根据权利要求1所述的混合工质，其特征在于：所述混合工质由HFC245fa、HFO1234ze和HFC245ca组成；在所述混合工质中，所述HFC245fa的质量百分比为3％-90％，所述HFO1234ze的质量百分比为2％-60％，所述HFC2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金侠，马利敏，李瑞霞，杨荣亮，王汗，费凡，向烨，姬忠礼，尚琳琳，缪婷婷，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团新星石油有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11