一种三元近共沸制冷剂制造技术

本发明专利技术提供一种三元近共沸制冷剂，所述制冷剂包括由１，１，２，２－四氟乙烷、二甲醚和丙烷三种物质组成的三元混合物，其中１，１，２，２－四氟乙烷的摩尔百分比浓度为１％～２０％，二甲醚的摩尔百分比浓度为１％～４０％，丙烷的摩尔百分比浓度为４０％～９０％。本发明专利技术还提供一种制备所述混合制冷剂的方法。本发明专利技术另外提供一种所述混合制冷剂的用途。该混合制冷剂适用于单级压缩制冷系统，可替代传统Ｒ５０２和Ｒ２２，具有较高效率和较小的压比，可燃性较低；其ＯＤＰ为零，ＧＷＰ比Ｒ５０２和Ｒ４０４Ａ大大减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制冷剂领域。本专利技术涉及一种混合制冷剂，特别涉及一种高效、环保的，可用于替代传统R502、 R22工作物质的混合制冷剂。本专利技术还 涉及一种制备所述混合制冷剂的方法。本专利技术另外涉及一种所述混合制冷剂 的用途。
技术介绍
-40° C温区的制冷设备在商业制冷领域发挥着越来越大的作用。例如， 医疗领域的生物活性7賭存，远洋渔业的深冷保鲜，以及高端家用冰箱的深冷 速冻室等，都需要获得-40° C甚至更低的制冷温度，这也是单级压缩制冷系 统能够达到的最低有效制冷温度。过去常用于-40° C温区单级压缩制冷系统中的工作物质主要有R502, R22等。其中R502是由R22 (CHC1F2)和R115 (CC1F2CF3)以48. 8/51. 2的 质量比组成的共沸工作物质，常压沸点为-45. 3° C，由于其两个组元均含有 氯原子，因此具有4艮高的臭氧^^坏效应。R22 (CHC1F2)的常压沸点为-40. 8 ° C,这种工作物质的理论效率较高，但其应用于-40° C工作状况时排气温 度过高，不利于压缩机的长期运行，因此这种工作物质一般仅在高背压的空 调系统中使用，且由于其具有一定的臭氧^^坏效应，属于《蒙特利尔协定书》 中规定的被逐步淘汰的制冷剂。R502的主要替代品R404A是由R125 (CHF2CF3)、 R143a ( CH3CF3)和R134a ( CH2FCF3)以44/52/4的质量比组成的 非共沸混合物，常压沸点为-46. 6° C，其最大特点是不可燃且不含臭氧层破 坏物质，但泡露点温差较大，工作物质效率不高。国际专利W02006038766公开了 一系列替代R502和R22的混合制冷剂， 其特点是围绕HFC类工作物质R134a (1， 1， 1， 2-四氟乙烷)、R152a(1， 1 - 二氟乙烷)和HC类工作物质R290 (丙烷)、R1270 (丙稀)、R600a (异丁烷)，以及二曱醚(DME)等物质组合了多种混合制冷剂。由于R152a、 R290、 R1270、 R600a以及二曱醚均是可燃物质，这几种物质组成的混合物具有较强的可燃性；R134a的添加虽然在一定程度上抑制了其可燃性，但是R134a工 作物质应用于-40° C温区其本征效率很低，且组成的多元混合物均为非共沸 工作物质，具有较大的泡露点温差。R134(1， 1， 2， 2-四氟乙烷)是新涌现出来的一种HFC类制冷工作物 质，它属于R134a(1， 1， 1, 2-四氟乙烷)的异构体，即与R134a具有相 同的分子式，但是分子结构不同。R134不可燃，比R134a的全球变暖潜值(GWP)系数低约30%，且本征效率高于R134a，是一种很有潜力的替代制 冷剂。二曱醚(DME)分子式为CH3OCH3,常压沸点-24.8° C,实验证明其在 冰箱工作状况下制冷效率与R134a相当，其大气寿命为0. 015年，因此GWP 系数仅为l左右，是一种环保性能很高的工作物质。丙烷(R290 )在-40° C 温区使用是一种本征效率很高的工作物质，但是由于烷烃的可燃性，很少单 独充注在制冷设备中使用。由于R290和DME能形成正共沸混合物，在-40° C温区使用可以较大幅度的提高纯工作物质的制冷性能。本专利提出将R134 添加入R290+DME中组成的三元近共沸制冷剂，不^f旦具有较高的制冷效率， 且较大程度的抑制了 DME和R290的可燃性，是一种高效、环保、安全的制 冷剂。国际专利W097156 37公开了多种制冷混合物组合,按其权力要求2所述， 有可能组合成与本专利相同的R134、 DME、 R290三元混合物，但按照其4又利 要求3所述，其可能含有的R134的浓度高达40 ~ 95 % 。根据混合物相平衡 分析，R134 + DME + R290混合物的温度滑移(泡露点温差)随着R134比例的 增加而增大，混合物的制冷效率也随着降低。本专利基于精确的相平衡计算 和制冷循环分析,提出的R134浓度范围将形成更为优越的共沸/近共沸工质， 因此比W09715637具有更大的优越性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种完全无臭氧层破坏、低温室效应，可替代传 统R502、 R22工作物质的，具有较高效率的近共沸制冷剂。本专利技术的目的还在于提供一种制备所述混合制冷剂的方法，以及提供一种所述混合制冷剂的 用途。针对上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案本专利技术提供一种混合制冷剂，所述制冷剂包括由1， 1, 2， 2-四氟乙烷、 二曱醚和丙烷三种物质组成的三元混合物，所述的混合制冷剂中各组分摩尔 百分比浓度之和为100%,其中，所述l, 1， 2, 2-四氟乙烷的摩尔百分比 浓度为1%~20%, 二曱醚的摩尔百分比浓度为1% ~40%,丙烷的摩尔百 分比浓度为40% ~90%。优选地，所述l, 1, 2, 2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为1% ~15%, 二甲醚的摩尔百分比浓度为5% ~30%,丙烷的摩尔百分比浓度为55% ~80 %。优选地，所述l, 1, 2, 2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为1% ~10%, 二甲醚的摩尔百分比浓度为10%-25%,丙烷的摩尔百分比浓度为65% ~ 80% 。优选地，所述l, 1， 2， 2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为5%, 二曱醚 的摩尔百分比浓度为20%，丙烷的摩尔百分比浓度为75%。优选地，所述的混合制冷剂中各組分是经物理混合而制成的。 优选地，所蜂的混合制冷剂可仅由1， 1, 2, 2-四氟乙烷、二曱醚和丙 烷三种物质组成。)如上所述，该包括1, 1, 2, 2-四氟乙烷，二曱醚和丙烷的混合制冷剂 存在优化浓度配比混合制冷剂中各组分摩尔百分比浓度之和为100%,所述 1, 1, 2， 2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为1% ~15%，所述二曱醚的摩尔百 分比浓度为5%~30%,丙烷的摩尔百分比浓度为55% ~80%。该优化浓度的 依据主要是循环热力性能，即COP数值，另外综合考虑混合物的相平衡行为和 与润滑油互溶后的浓度变化问题等。上述包括l, 1, 2, 2-四氟乙烷，二甲醚和丙烷的混合制冷剂还存在最 佳浓度范围混合制冷剂中各组分摩尔百分比浓度之和为100%,所述l， 1, 2， 2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为1%~10%,所述二曱醚的摩尔百分比 浓度为10% ~25%,丙烷的摩尔百分比浓度为65% ~80%。该混合制冷剂具有近共沸相平衡特征，采用近共沸配比的该混合物在一 定的压力范围内的温度滑移很小，其热力学行为相当于一个纯工作物质，而且其热力循环效率处于;^艮高的范围内。另一方面，本专利技术还提供一种制备所述混合制冷剂的方法，所述方法包 括，将l, 1， 2, 2-四氟乙烷，二曱醚和丙烷三种物质在常温下物理混合制 备。又一方面，本专利技术还提供一种所述混合制冷剂在制备用于单级压缩制冷 系统的近共沸制冷剂中的用途。本专利技术的混合制冷剂产生的技术效果是本专利技术提供的适用于单级压缩制冷系统的近共沸混合制冷剂具有下述 诸多优点其臭氧损耗潜值0DP为零，长期使用不会对大气臭氧层造成损害。 由于含有丙烷和二曱醚，本专利技术所提供的混合制冷剂全球变暖潜值GWP很小。 本专利技术另外一个优点在于近共沸制冷工作物质具有很小的泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合制冷剂，其特征在于，所述制冷剂包括由１，１，２，２－四氟乙烷、二甲醚和丙烷三种物质组成的三元混合物，其特征在于：所述的混合制冷剂中各组分摩尔百分比浓度之和为１００％，其中，所述１，１，２，２－四氟乙烷的摩尔百分比浓度为１％～２０％，二甲醚的摩尔百分比浓度为１％～４０％，丙烷的摩尔百分比浓度为４０％～９０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，公茂琼，吴剑峰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]