一组跨临界动力循环混合工质制造技术

一组跨临界动力循环混合工质，适合作为资源温度为７０－１００℃的低温跨临界动力循环系统的制冷剂。该组混合工质由Ｒ１２５，Ｒ３２，Ｒ１４３ａ，Ｒ４１和ＣＯ２共５种物质按不同的质量比例组成二元混合物。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，得到相应的混合工质。本发明专利技术工质不破坏臭氧层，温室效应势较低，符合环保要求；热工参数适宜，循环性能优良。在设计工况下的朗肯循环效率为６％左右，系统净输出功率在９．８ｋＷ以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热泵或空调系统中的制冷剂，具体涉及到作为资源温度为70-100°C的 低温跨临界动力循环系统中的工质。
技术介绍
低温资源(如低温地热能、废热或太阳能)发电技术的研究，对于减小化石能源消 耗和co2、SO2、NOx等温室气体和环境污染物的排放，实现可持续发展具有重要意义。而制约 低温资源发电利用的主要技术因素之一就是系统经济性。中温资源发电技术实践表明，以 有机朗肯循环为基础的发电技术经济性较好。近年来，随着能源与环境问题带来的挑战的不断加大，以及技术进步带来的发电 经济性的提升，一直被认为不具备发电经济性的低温资源(特别是70-120°C温度范围)的 利用开始得到关注。低温资源之所以发电利用经济性较差，一方面是缺乏适合的循环工质， 另一方面，亚临界有机朗肯循环方式的发电经济性较低。因此采用跨临界动力循环方式，并 开发一种环境友好、热力性能优良的新型工质，对低温有机朗肯循环技术的发展至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一组适用于低温发电跨临界动力循环的混合工质，可作为 70-100°C的低温地热资源，或其它低品位(如废热，太阳能等)热源的跨临界动力系统中的工质。本专利技术提出的跨临界动力循环混合工质共包括了 5种组元物质，具体是五氟乙 烷(R125)，二氧化碳(C02)，氟甲烷(R41)，二氟甲烷(R32)和1，1，1_三氟乙烷(R143a)。各组元物质的基本参数如表1所示。本专利技术提出的一组跨临界动力循环混合工质，具体组成为由R125(五氟乙烷)和CO2 (二氧化碳)组成；或由R125 (五氟乙烷)和R41(氟甲 烷)组成；或由R32( 二氟甲烷)和CO2 (二氧化碳)组成；或由R32( 二氟甲烷)和R41(氟 甲烷)组成；或由R143a(l，l，l-三氟乙烷)和CO2 (二氧化碳)组成；或由R143a(l，1，1-三 氟乙烷)和R41(氟甲烷)组成。上述混合工质其各组元的具体配比(质量百分数)为R125/C023-98/2-97%,3-97/3-97%,4-99/1-96%, 4-98/2-96%,2-93/7-98%,3-95/5-97%,以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。上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R125/R41R32/C02R32/R41R143a/C02R143a/R413本专利技术具有以下优点及有益效果(1)环境性能本专利技术的ODP等于零，环境特性优良。(2)热工参数在跨临界动力循环系统设计工况(如地热水流量为lkg/s、地热水 进口温度90°C、汽轮机进口温度84°C、冷却水进口温度20°C、蒸发器和冷凝器的窄点温度 分别为5°C )下的蒸发压力在8000. OkPa左右、冷凝压力在4000. OkPa左右、膨胀比在2左右ο(3)循环性能本专利技术在上述设计工况下的朗肯循环效率为6%左右、系统净输出 功率基本在9. Skff以上(在汽轮机等熵效率为80%的条件下)，循环性能优良。表1低温有机朗肯循环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 具体实施例方式实施例1 取 10maE实施例2 取 50maE实施例3 取90·实施例4 取10·实施例5 取 50maE实施例6 取90·实施例7:取10·实施例8 取 30maE实施例9 取 50maE实施例10 取30m实施例11:取50m实施例12 取70m实施例13:取 30mi实施例14 取 50mi实施例15:取 70miR125 和 90" !% R125 和 50" !% R125 和 10" R125 和 90" !% R125 和 50" !% R125 和 10" !% R32 和 90ma; !% R32 和 70ma;R32 和 50ma; ss% R32 和 70mas ss% R32 和 50mas ss% R32 和 30mas "%R143a 和 70m "%R143a 和 50m "%R143a 和 30mlss% CO2,在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% CO2,在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% CO2,在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 3% CO2，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 3% CO2，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 3% CO2，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 lss% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 3% CO2，在常温下进行物理混合后作为制冷剂t 3% CO2，在常温下进行物理混合后作为制冷剂t 3% CO2，在常温下进行物理混合后作为制冷剂t4实施例16 取30mass% R143a和70mass% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。实施例17 取50mass% R143a和50mass% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。实施例18 取70mass% R143a和30mass% R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。以低温地热跨临界动力循环为例，低温地热跨临界动力循环系统设计工况取为 地热水流量为lkg/s、地热水进口温度90°C、汽轮机进口温度84°C、冷却水进口温度20°C、 两器窄点温度分别为5°C，膨胀过程定熵效率为80%以及工质泵效率为75%，根据循环计 算，上述18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 权利要求一组跨临界动力循环混合工质，其特征是由R125(五氟乙烷)和CO2(二氧化碳)组成；或由R125(五氟乙烷)和R41(氟甲烷)组成；或由R32(二氟甲烷)和CO2(二氧化碳)组成；或由R32(二氟甲烷)和R41(氟甲烷)组成；或由R143a(1，1，1 三氟乙烷)和CO2(二氧化碳)组成；或由R143a(1，1，1 三氟乙烷)和R41(氟甲烷)组成。2.按照权利要求1所述的一组跨临界动力循环混合工质，其特征是所述各组元物质的 具体配比(质量百分数)为R125/C023-98/2-97%,R125/R413-97/3-97%,R32/C024-99/1-96%,R32/R414-98/2-96%,R143a/C022-93/7-98%,R143a/R413-95/5-97%,以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。全文摘要一组跨临界动力循环混合工质，适合作为资源温度为70-100℃的低温跨临界动力循环系统的制冷剂。该组混合工质由R125，R32，R143a，R41和CO2共5种物质按不同的质量比例组成二元混合物。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，得到相应的混合工质。本专利技术工质不破坏臭氧层，温室效应势较低，符合环保要求；热工参数适宜，循环性能优良。在设计工况下的朗肯循环效率为6％左右，系统净输出功率在9.8kW以上。文档编号C09K5/04GK101914368S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一组跨临界动力循环混合工质，其特征是由Ｒ１２５（五氟乙烷）和ＣＯ↓［２］（二氧化碳）组成；或由Ｒ１２５（五氟乙烷）和Ｒ４１（氟甲烷）组成；或由Ｒ３２（二氟甲烷）和ＣＯ↓［２］（二氧化碳）组成；或由Ｒ３２（二氟甲烷）和Ｒ４１（氟甲烷）组成；或由Ｒ１４３ａ（１，１，１－三氟乙烷）和ＣＯ↓［２］（二氧化碳）组成；或由Ｒ１４３ａ（１，１，１－三氟乙烷）和Ｒ４１（氟甲烷）组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀信，张圣君，郭涛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]