一种直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂及其应用制造技术

本发明专利技术属于制冷剂技术领域，具体涉及一种直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂及其应用。该碳氢混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷(R290)32％～38％，异丁烷(R600a)68％～62％。本发明专利技术的直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂相比于R134a，相同工况条件下，单位容积制冷量相当，无需重新设计压缩机，理论性能系数COP高10％左右，具有明显的节能效应，压缩机排气温度低，提高了压缩机的可靠性和使用寿命，压缩比小，提高输气系数，减少压缩过程的不可逆损耗，进一步提高制冷系统的能效。本发明专利技术所提供的碳氢混合制冷剂与R134a常用的润滑油以及矿物油均有良好的溶解性，可直接用于替代R134a。可直接用于替代R134a。

【技术实现步骤摘要】
一种直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂及其应用


[0001]本专利技术属于制冷剂
，具体涉及一种直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂及其应用。

技术介绍

[0002]R134a因其无毒性、不可燃、对臭氧层无破坏、热物性优异等特点广泛应用于冰箱、冷柜、汽车空调以及大型冷水机组等制冷系统中。但是，随着对环境问题越来越重视，R134a的使用因其较高的全球变暖潜值开始逐渐受到越来越多的限制。欧盟在2004年规定，自2011年开始，欧盟国家所新推出的汽车空调系统中所使用的制冷剂的GWP值必须小于150，而2017年开始将禁止汽车空调系统使用GWP值大于150的制冷剂；此外，2016年通过的基加利修正案都加强了有高温室效应的HFCs的管控，在未来将会大幅削减R134a等制冷剂的使用。实际上，在冰箱冷柜领域，除少量冷柜还在使用R134a制冷剂外，R134a基本上已经被更加环保节能的R600a制冷剂所取代。
[0003]但是在R600a替代R134a是一直存在R600a单位容积制冷量小、相同制冷量条件下R600a压缩机排量需要更大的问题，或者单位容积制冷量接近，但COP值有不如R600a。近年来有不少研究人员开始对混合制冷剂进行开发，尤其是R290、R290等制冷剂与R600a混合制冷剂研究，以期能找到更合适的替代制冷剂。
[0004]申请公布号为CN102775964A提出了一种由63～100％丙烷和0～37％异丁烷组成的碳氢混合制冷剂、CN105441030A提出了一种由60～100％丙烷和0～40％异丁烷组成的碳氢混合制冷剂、CN 101270274A提出了一种由54～65％丙烷和30～40％异丁烷再加上3～8％润滑油组成的碳氢混合制冷剂、CN1740262A提出了两种分别由54％丙烷和45.5％异丁烷再加上0.5％四氢噻吩组成的碳氢混合制冷剂以及61％丙烷和38.5％异丁烷再加上0.5％四氢噻吩组成的碳氢混合制冷剂、CN 101402847A提出了一种由80～89％丙烷和11～20％异丁烷组成的碳氢混合制冷剂和CN 107603566 A提出了一种由66～100％丙烷和0～34％异丁烷组成的碳氢混合制冷剂，这些混合制冷剂的共同特点是丙烷的比例都比异丁烷的比例大，具有更大的单位容积制冷量和更高的排气温度，而且丙烷的比例越大，单位容积制冷量越大(比R134a的单位容积制冷量大得多)，标准大气压下的泡点温度也越低(比R134a的沸点温度低得多)，实际上也更接近于R290替代R22的情况，而且排气温度也越高。专利申请号CN 103604040 A则提出了一种由30％丙烷和70％异丁烷组成的碳氢混合制冷剂及其罐装步骤和排出步骤，没有对碳氢混合制冷剂的特点、关键参数和性能等进行任何具体说明。专利申请号CN113004870A也提出了丙烷(R290)和异丁烷(R600a)或丁烷(R600)构成的混合制冷剂，但从器专利技术实施例来看，这个专利技术的目标是混乱的，或者说是不明确的。在专利技术说明书的表3的实施例4
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9(R290与R600a混合)中，其理论COP与R134a制冷剂理论COP的比值均在108％以下，最低的仅为103％，能效提升率有限，节能效果不是很明显，特别是单位容积制冷量变化很大，从只有R134a单位容积制冷量的72％到130％，单位容积制冷量相差较大时(超过7％即国家标准允许的测量误差)，是不能直接替代R134a的(小了，制冷
量不足，满足不了设计要求；多了，浪费制冷量，浪费能源)，需要重新设计压缩机。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种可直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂及其应用。
[0006]本专利技术所提供的技术方案如下：
[0007]一种直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷(R290)32％～38％，异丁烷(R600a)68％～62％。
[0008]下表1给出了ASHRAE(美国采暖、制冷与空调工程师协会)手册中关于R290和R600a的相关物理性质与安全参数：
[0009]表1：R290和R600a物性参数
[0010]参数R290R600a分子式C3H8C4H
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相对分子质量44.1058.1汽化潜热(0.1013MPa)kJ/kg425.6365.11标准沸点℃
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42.07
‑
11.75凝固点℃
‑
187.7
‑
159.42临界压力kPa42543629临界温度℃96.8134.66临界密度kg/m3220.02225.5安全级别A3A3ODP00GWP～20～20
[0011]所述混合制冷剂为非共沸混合制冷剂。
[0012]具体的，直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为32％，异丁烷为68％。
[0013]具体的，直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为35％，异丁烷为65％。
[0014]具体的，直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂由以下质量百分比的各组分组成：丙烷为38％，异丁烷为62％。
[0015]本专利技术还提供了上述直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂的应用，用于替代采用R134a作为制冷剂的制冷系统中的R134a制冷剂。优选的，用于替代冰箱、冷柜中的R134a制冷剂。
具体实施方式
[0016]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0017]本专利技术在具体实施时，所用的制冷剂R290和R600a均为制冷与低温
所常用的制冷剂，其中，R290的质量百分比浓度占比为32％～38％，R600a的质量百分比浓度占
比为68％～62％.
[0018]实施例一
[0019]取制冷剂领域常用的R290和R600a制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为32％的R290和68％的R600a进行充分物理混合，获得非共沸混合制冷剂。
[0020]实施例二
[0021]取制冷剂领域常用的R290和R600A制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为35％的R290和65％的R600a进行充分物理混合，获得非共沸混合制冷剂。
[0022]实施例三
[0023]取制冷剂领域常用的R290和R600a制冷剂，在液相状态下，取质量百分比为38％的R290和62％的R600a进行充分物理混合，获得非共沸混合制冷剂。
[0024]为比较性能，将上述实施例与R134a进行冰箱工况的理论循环计算。按照美国ASHRAE标准(国际通用标准)的冰箱标准工况(蒸发温度为
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23.3℃，冷凝温度为54.4℃，过冷温度为32.2℃，过热温度32.2℃)进行制冷剂在制冷系统中的理论循环计算，其中压缩过程为等熵压缩。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷32％～38％，异丁烷68％～62％。2.根据权利要求1所述的直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：丙烷32％，异丁烷68％。3.根据权利要求1所述的直接替代R134a的节能环保型碳氢混合制冷剂，其特征在于，由以下质量百分比的各组分组成：...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国庚，刘菁菁，
申请(专利权)人：湖北瑞能华辉能源管理有限公司，
类型：发明
国别省市：