一种用于替代R290的混合制冷剂制造技术

本发明专利技术属于制冷、热泵及低沸点动力循环技术领域，公开了一种用于替代R290的混合制冷剂。该混合制冷剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中：第一组分为质量占比45％～70％的六氟丙烯(R1216)，第二组分为质量占比27％～47％的丙烷(R290)，第三组分为质量占比3％～8％的一氟乙烷(R161)。本发明专利技术所提供的混合制冷剂用于替代R290，其具有不大于5的GWP值，且可燃性明显弱于R290，在安全性方面具有明显的优势。本发明专利技术混合制冷剂的热力性能与R290相当甚至更优，完全可以替代R290在制冷、热泵及低沸点动力循环系统中使用，拥有广阔的应用前景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于替代R290的混合制冷剂


[0001]本专利技术属于制冷、热泵及低沸点动力循环
，具体的说，是涉及一种用于替代R290的混合制冷剂。

技术介绍

[0002]制冷剂长期以来一直是温室气体的重要来源，随着全球环境监管相关法律法规的收紧，更严格的排放控制标准逐步出现，对替代制冷剂的需求也已经越来越迫切。
[0003]碳氢类化合物因为具有零消耗臭氧潜能值(ODP)、极低的全球变暖潜能值(GWP)和良好的热力循环性能，正重新受到业界的重视。特别是丙烷(R290)，具有优良的流动性与传热特性、较低的排气温度、较小的充注量、较小的压力比等优良性能，已经在石化工业大型制冷装置应用多年，美国环保部也有条件接受其作为冷柜及零售冰箱的制冷剂，R290的下一个重要应用将是在家用空调中用作R22的代替物。然而，R290的燃点为468℃，爆炸极限为2.1％～9.5％(体积分数)，易燃易爆的标签成为了限制R290大规模推广应用的最大阻力。当前只有解决燃爆问题、消除大众的恐惧，才能真正实现R290的推广应用。
[0004]由于受到工质的环保特性、燃爆特性和热力学性能间的矛盾限制，纯工质往往不能满足目前的需求，混合工质可以均衡工质物性的特点，得到较大关注。但目前尚未找到较为完美的替代方案。如何克服现有技术的不足，寻找具有良好热力学性能、安全环保的工质来替代R290成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决目前R290制冷剂安全性能差的技术问题，提供了一种用于替代R290的混合制冷剂，该混合制冷剂的GWP值小于5，可燃性明显弱于R290，且热力性能与R290相当甚至更优，适于在制冷、热泵及低沸点动力循环领域应用。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：
[0007]本专利技术提供了一种替代R290的混合制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分；所述第一组分为质量占比45％～70％的六氟丙烯(R1216)；所述第二组分为质量占比27％～47％的丙烷(R290)；所述第三组分为质量占比3％～8％的一氟乙烷(R161)。
[0008]进一步地，所述第一组分的质量占比为49％～66％，所述第二组分的质量占比为30％～45％，所述第三组分的质量占比为4％～6％；
[0009]进一步地，其GWP值小于5，且可燃性弱于R290。
[0010]本专利技术的一种替代R290的混合制冷剂的制备方法是，将三种组分物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。本专利技术中各组分可商购获得，或可由本领域已知方法制得。各组分的物质的基本参数见表1。
[0011]表1各组分基本物理参数
[0012][0013]本专利技术的有益效果是：
[0014](一)本专利技术提供的用于替代R290的混合制冷剂，其全球变暖潜势值(GWP)小于5，因此具有突出的环保性能；
[0015](二)本专利技术提供的用于替代R290的混合制冷剂，其中含有较大比例的不可燃工质R1216，能够抑制R290和R161的可燃性，从而提高制冷热泵系统的安全性能；
[0016](三)本专利技术提供的用于替代R290的混合制冷剂，其性能系数和单位容积制冷量与R290相当甚至更优，具有较高的系统循环性能；
[0017](四)本专利技术提供的用于替代R290的混合制冷剂，能够应用于R290的制冷、热泵及低沸点动力循环系统，且不需做过多部件的更换，或只做部分部件的更改即可。
[0018]综上，本专利技术的混合制冷剂热力性能与R290相当甚至更优，并且可燃性明显弱于R290，在安全性方面具有明显优势；能够解决环保制冷剂R290易燃易爆的安全性问题，对R290制冷剂在制冷、热泵及低沸点动力循环系统的推广具有重要意义。
具体实施方式
[0019]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0020]以下实施例所用的制冷剂六氟丙烯(R1216)、丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)均为制冷、热泵及低沸点动力循环
所常用的制冷剂。按不同的质量配比，在常温常压液相状态下进行物理混合，混合均匀后形成一种用于替代R290的混合制冷剂。下面给出多个具体实施例，其中各组分的比例均为质量比，每种混合工质的组分物质的质量比之和为100％。
[0021]实施例1
[0022]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按45％/47％/8％的质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0023]实施例2
[0024]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按70％/27％/3％的质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0025]实施例3
[0026]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按64％/29％/7％的质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0027]实施例4
[0028]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按52％/41％/7％的
质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0029]实施例5
[0030]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按49％/45％/6％的质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0031]实施例6
[0032]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按66％/30％/4％的质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0033]实施例7
[0034]将六氟丙烯(R1216)，丙烷(R290)和一氟乙烷(R161)三种组分按56％/39％/5％的质量百分比，在液相状态下物理混合均匀，得到一种用于替代R290的混合制冷剂。
[0035]将上述实施例与R290工质的环境性能和温度滑移(标准大气压101.325kPa下)等基本参数，记录在表2中。
[0036]其中，摩尔质量(g/mol)、标准沸点(℃)、临界温度(℃)、临界压力(MPa)根据美国国家标准技术研究所(NIST)研制开发的工质物性查询REFPROP 10.0a所得到。
[0037]温度滑移(℃)由Matlab软件调用REFPROP 10.0a软件计算后所得。
[0038]GWP值数据来自政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《Climate Change 2021:The Physical Science Basis》。
[0039]表2实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于替代R290的混合制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分；其特征在于，所述第一组分为质量占比45％～70％的六氟丙烯(R1216)；所述第二组分为质量占比27％～47％的丙烷(R290)；所述第三组分为质量占比3％～8％的一氟乙烷(R161)。2.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，张勇，陈裕博，贺红霞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：