專利名稱：一組含有HFC245fa的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵或制冷、空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑，尤其涉及到作為冷凝溫度為60-120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)中的制冷工質(zhì)。
背景技術(shù)：
對(duì)于生產(chǎn)和生活中大量存在的、對(duì)熱能品位要求相對(duì)較低(溫度為60-160℃)的用能環(huán)節(jié)，采用熱泵供熱技術(shù)不僅有比常規(guī)供能方式更高的總能利用效率，減少CO2排放(從而降低溫室效應(yīng))，還可有效利用工業(yè)余熱、地?zé)崮?、太?yáng)能、以及環(huán)境(空氣、土壤、地表水或淺層地下水)中蘊(yùn)含的低品位熱能，減小余熱排放造成的熱污染。當(dāng)前，熱泵技術(shù)正向中高溫(冷凝溫度為80-100℃)、高溫(冷凝溫度高于100℃)熱泵方向發(fā)展，而制約其發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一，就是缺乏適合的循環(huán)工質(zhì)。以往曾用作高溫?zé)岜孟到y(tǒng)工質(zhì)的物質(zhì)有CFC11、CFC113、CFC114等，它們均為CFC類物質(zhì)，其臭氧層破壞勢(shì)(ODP)及溫室效應(yīng)勢(shì)(GWP)都很大，發(fā)達(dá)國(guó)家已于1996年禁用，發(fā)展中國(guó)家也將于2010年禁用。目前應(yīng)用較多的是以HCFC22或其替代物R407C、R410A等為工質(zhì)的空調(diào)-熱泵系統(tǒng)，能夠提供的熱水最高溫度為50-55℃(溫度再高不但使循環(huán)性能惡化，而且如果超過(guò)系統(tǒng)的壓力和排溫上限容易造成事故)，而無(wú)法提供更高溫度水平的熱能。開(kāi)發(fā)環(huán)境友好、熱力性能優(yōu)良的新型工質(zhì)，對(duì)中高溫?zé)岜眉夹g(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。
本發(fā)明提供的混合工質(zhì)，是為冷凝溫度為60-120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)應(yīng)用而研制的，也可用作離心式制冷、空調(diào)機(jī)組的工質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一組適于中高溫?zé)岜脵C(jī)組應(yīng)用的新工質(zhì)，使其環(huán)境特性和循環(huán)性能俱佳。
本發(fā)明內(nèi)容介紹一組含有HFC245fa的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，含有1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)，三氟碘甲烷(R13I1)，1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)，1，1-二氟乙烷(HFC152a)共四種組元物質(zhì)。從上述四種物質(zhì)中，根據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則進(jìn)行組元組合，篩選得到下述性能優(yōu)良的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)。所述中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)由HFC134a、HFC152a和HFC245fa組成，質(zhì)量百分比為(30-90)∶(0-35)∶(10-70)；或由HFC134a、R13I1和HFC245fa組成，質(zhì)量百分比為(0-55)∶(35-95)∶(5-65)；或由HFC152a、R13I1和HFC245fa組成，質(zhì)量百分比為(5-40)∶(0-50)∶(10-60)。
本發(fā)明所述混合工質(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按其指定的質(zhì)量配比在常溫下進(jìn)行物理混合即可。各組元物質(zhì)的基本參數(shù)如表1所示。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果(1)符合環(huán)保要求本發(fā)明的ODP等于零，多數(shù)混合工質(zhì)中的GWP較低，可見(jiàn)其環(huán)境特性優(yōu)良，符合保護(hù)臭氧層、減小溫室效應(yīng)的要求。(2)熱工參數(shù)適宜在中高溫?zé)岜迷O(shè)計(jì)工況下，壓力水平與HCFC22在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況下的相近，排溫低于HCFC22壓縮機(jī)的排氣溫限。因此，中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)設(shè)計(jì)中可采用HCFC22的空調(diào)壓縮機(jī)，無(wú)需為本發(fā)明工質(zhì)另行專門設(shè)計(jì)壓縮機(jī)。(3)循環(huán)性能優(yōu)良本發(fā)明在中高溫?zé)岜迷O(shè)計(jì)工況下的供熱COP基本在4左右、單位質(zhì)量供熱量基本在110kJ/kg以上、單位容積供熱量在3600kJ/m3以上，循環(huán)性能優(yōu)良。換熱器負(fù)荷與HCFC22空調(diào)系統(tǒng)相近，可將本發(fā)明工質(zhì)直接灌注(有些工質(zhì)要求更換潤(rùn)滑油)于現(xiàn)有HCFC22空調(diào)機(jī)組，將其轉(zhuǎn)化為新工質(zhì)的中高溫?zé)岜脵C(jī)組，能夠保證循環(huán)能效和機(jī)組主要硬件匹配度。
表1中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)中所含組元的基本參數(shù)Tb正常沸點(diǎn)，Tc臨界溫度，Pc臨界壓力

具體實(shí)施方式
實(shí)施例1取16mass％HFC134a、35mass％HFC152a、49mass％HFC245fa，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例2取31mass％HFC134a、23mass％R13I1、46mass％HFC245fa，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
實(shí)施例3取8mass％HFC152a、70mass％R13I1、22mass％HFC245fa，在常溫下進(jìn)行物理混合后作為制冷劑。
若熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況取為平均蒸發(fā)溫度為40℃，平均冷凝溫度為90℃，吸氣過(guò)熱溫度為5℃(對(duì)有些工質(zhì)，取適當(dāng)?shù)呐艢膺^(guò)熱度以保證避免濕壓縮)，過(guò)冷溫度為5℃，壓縮過(guò)程定熵效率為75％，根據(jù)循環(huán)計(jì)算，上述3個(gè)實(shí)施例的有關(guān)參數(shù)和循環(huán)性能指標(biāo)如表2所示。
表2本發(fā)明實(shí)施例性能

權(quán)利要求
1.一組含有HFC245fa的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，含有HFC245fa，R13I1，HFC134a，HFC152a組元物質(zhì)，其特征是所述混合工質(zhì)由HFC134a、HFC152a和HFC 245fa組成，質(zhì)量百分比為(30-90)∶(0-35)∶(10-70)；或由HFC134a、R13I1和HFC245fa組成，質(zhì)量百分比為(0-55)∶(35-95)∶(5-65)；或由HFC152a、R13I1和HFC245fa組成，質(zhì)量百分比為(5-40)∶(0-50)∶(10-60)。
全文摘要
一組含有HFC245fa的中高溫?zé)岜没旌瞎べ|(zhì)，適合作為冷凝溫度為60－120℃的中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)的制冷劑。該組混合工質(zhì)含有HFC245fa，HFC134a，HFC152a，R13I1共四種組元物質(zhì)。四種物質(zhì)按不同的質(zhì)量比例組成的二元和三元混合物。其制備方法是，將上述各種組元按指定的配比在常溫下進(jìn)行物理混合，得到相應(yīng)的混合工質(zhì)。本發(fā)明不破壞臭氧層，溫室效應(yīng)勢(shì)較低，符合環(huán)保要求；熱工參數(shù)適宜，循環(huán)性能優(yōu)良，既可采用HCFC22空調(diào)壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)新工質(zhì)中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)，又可將新工質(zhì)直接應(yīng)用于原HCFC22空調(diào)機(jī)組，將原空調(diào)機(jī)組轉(zhuǎn)換為新工質(zhì)中高溫?zé)岜脵C(jī)組。
文檔編號(hào)C09K5/00GK1782016SQ20051011956
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月5日
發(fā)明者王懷信, 馬利敏, 鄭臣明, 張宇, 楊強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)