一种含有三氟碘甲烷（Ｒ１３Ｉ１）和二氟乙烷（ＨＦＣ１５２ａ）的中高温热泵混合工质，适合作为冷凝温度为６０－１２０℃的中高温热泵系统的制冷剂。该组混合工质由Ｒ１３Ｉ１、ＨＦＣ１５２ａ和ＨＦＣ２４５ｆａ三种组元物质组成，其质量百分比为Ｒ１３Ｉ１（０－５０％）∶ＨＦＣ１５２ａ（５－４０％）∶ＨＦＣ２４５ｆａ（１０－６０％）。其制备方法是，将上述各种组元按指定的配比在常温下进行物理混合。本发明专利技术不破坏臭氧层，温室效应势较低，符合环保要求；循环性能优良，既可采用ＨＣＦＣ２２空调压缩机优化设计新工质中高温热泵系统，又可将新工质直接应用于原ＨＣＦＣ２２空调机组，将原空调机组转换为新工质中高温热泵机组。
【技术实现步骤摘要】
一种含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高温热泵混合工质
本专利技术属于热泵或制冷、空调系统中的制冷剂，尤其涉及到作为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统中的制冷工质。
技术介绍
对于生产和生活中大量存在的、对热能品位要求相对较低(温度为60-160℃)的用能环节，采用热泵供热技术不仅有比常规供能方式更高的总能利用效率，减少CO2排放(从而降低温室效应)，还可有效利用工业余热、地热能、太阳能、以及环境(空气、土壤、地表水或浅层地下水)中蕴含的低品位热能，减小余热排放造成的热污染。当前，热泵技术正向中高温(冷凝温度为80-100℃)、高温(冷凝温度高于100℃)热泵方向发展，而制约其发展的关键问题之一，就是缺乏适合的循环工质。以往曾用作高温热泵系统工质的物质有CFC11、CFC113、CFC114等，它们均为CFC类物质，其臭氧层破坏势(ODP)及温室效应势(GWP)都很大，发达国家已于1996年禁用，发展中国家也将于2010年禁用。目前应用较多的是以HCFC22或其替代物R407C、R410A等为工质的空调-热泵系统，能够提供的热水最高温度为50-55℃(温度再高不但使循环性能恶化，而且如果超过系统的压力和排温上限容易造成事故)，而无法提供更高温度水平的热能。开发环境友好、热力性能优良的新型工质，对中高温热泵技术的发展至关重要。本专利技术提供的混合工质，是为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统应用而研制的，也可用作离心式制冷、空调机组的工质。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一组适于中高温热泵机组应用的新工质，使其环境特性和循环性能俱佳。本
技术实现思路
介绍：根据优势互补的原则进行组元组合，筛选得到下述性能优良的中高温热泵混合工质。含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高温热泵混合工质，由三氟碘甲烷(R13I1)、1，1-二氟乙烷(HFC152a)和1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)三种组元物质组成。三种组元的质量百分比为R13I1(0-50％)：HFC152a(5-40％)：HFC245fa(10-60％)，三种组元物质质量百分数之和为-->100％，其中三氟碘甲烷(R13I1)组分不为零。本专利技术所述混合工质的制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。各组元物质的基本参数如表1所示。本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)符合环保要求：本专利技术的ODP等于零，多数混合工质中的GWP较低，可见其环境特性优良，符合保护臭氧层、减小温室效应的要求。(2)热工参数适宜：在中高温热泵设计工况下，压力水平不高于HCFC22在标准空调工况下的压力水平，排温低于HCFC22压缩机的排气温限。因此，可直接将本专利技术工质灌注(有些工质要求更换润滑油)于HCFC22的空调压缩机，无需为本专利技术工质另行专门设计压缩机。(3)循环性能优良：本专利技术在中高温热泵设计工况下的供热COP基本在3.5以上、单位质量供热量基本在150kJ/kg以上、单位容积供热量在3600kJ/m3以上，循环性能优良。 表1中高温热泵混合工质中所含组元的基本参数 Tb：正常沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力 组元名称 分子式 分子量 Tb Tc Pc ODP GWP ℃ ℃ MPa R13I1三氟碘甲烷 CF3I 195.9 -21.83 123.29 3.953 0 700 HFC152a1，1-二氟乙烷 CHF2CH3 66.1 -24.2 113.29 4.52 0 150 HFC245fa1，1，1，3，3-五氟丙烷 CF3CH2CHF2 134 15.3 157.5 3.644 0 790 具体实施方式实施例1：取45mass％ R13I1、33mass％ HFC152a、22mass％ HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。热泵系统的设计工况取为：平均蒸发温度为30℃，平均冷凝温度为75℃，吸气过热度为2℃(对有些工质，取适当的排气过热度以保证避免湿压缩)，过冷度为0℃。以非活塞式(如螺杆式、涡旋式等)压缩机为例，压缩机热效率取0.9，电机效率、机械效率和压缩过程定熵效率均取0.85。实施例2：取35mass％ R13I1、16mass％ HFC152a、49mass％ HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。热泵系统的设计工况取为：平均蒸发温度为40℃，平均冷凝温度为85℃，-->吸气过热度为2℃(对有些工质，取适当的排气过热度以保证避免湿压缩)，过冷度为5℃。以封闭式活塞压缩机为例，压缩机热效率取0.9，电机效率、机械效率和压缩过程定熵效率均取0.85，余隙容积系数取0.03。实施例3：取19mass％ R13I1、26mass％ HFC152a、55mass％ HFC245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。热泵系统的设计工况取为：平均蒸发温度为50℃，平均冷凝温度为95℃，吸气过热度为2℃(对有些工质，取适当的排气过热度以保证避免湿压缩)，过冷度为5℃。以封闭式活塞压缩机为例，压缩机热效率取0.9，电机效率、机械效率和压缩过程定熵效率均取0.85，余隙容积系数取0.03。根据循环计算，上述3个实施例的有关参数和循环性能指标如表2所示。 表2本专利技术实施例性能 参数与性能 实施例1 实施例2 实施例3 蒸发压力MPa 0.495 0.465 0.636 冷凝压力MPa 1.607 1.501 1.934 压比 3.25 3.23 3.04 排气温度℃ 100.7 107.5 116.4 COP 3.84 3.75 3.74 供热量kJ/kg 160.7 157.1 167.6 单位容积制热量kJ/m3 3687 3675 4678 GWP 409 572 500本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有三氟碘甲烷（Ｒ１３Ｉ１）和二氟乙烷（ＨＦＣ１５２ａ）的中高温热泵混合工质，由三氟碘甲烷（Ｒ１３Ｉ１）、１，１－二氟乙烷（ＨＦＣ１５２ａ）和１，１，１，３，３－五氟丙烷（ＨＦＣ２４５ｆａ）三种组元物质组成，其特征是所述三种组元的质量百分比为Ｒ１３Ｉ１（０－５０％）∶ＨＦＣ１５２ａ（５－４０％）∶ＨＦＣ２４５ｆａ（１０－６０％），所述三种组元物质质量百分数之和为１００％，其中三氟碘甲烷（Ｒ１３Ｉ１）组分不为零。
【技术特征摘要】
1.一种含有三氟碘甲烷(R13I1)和二氟乙烷(HFC152a)的中高温热泵混合工质，由三氟碘甲烷(R13I1)、1，1-二氟乙烷(HFC152a)和1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)三种组元物质...
【专利技术属性】
技术研发人员：王怀信，马利敏，郑臣明，张宇，杨强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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