專利名稱：含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及含二氟甲烷的混合制冷劑。
由于氟氯烴(CFC)物質對大氣臭氧層的破壞作用嚴重危及到人類生存的環(huán)境，所以保護臭氧層已成為世界各國的共同呼吁。CFC物質主要應用于制冷劑、發(fā)泡劑、滅火劑以及噴射劑等，在眾多的用途中，CFC物質在制冷設備中作為制冷劑是它的主要應用之一。因此從70年代末各國都展開了CFC物質的代用品研究。
目前一般用作制冷劑的CFC物質是R12和R22，R12主要應用于冰箱，R22主要應用于空調。對于R12已知較為合適的代用品如R134a(四氟乙烷)、R152a(二氟乙烷)以及異戊烷，但它們在應用時還有許多配伍性問題以及防燃安全問題須待解決。
為R22的代用品，至今也尚未找到一個合適的純物質，而以R32(二氟甲烷)為主的二元或三元混合物代替R22被認為是最有前途的代用品。R32的二元混合物例如Alliedsignal公司的AZ-20(US4978467，1990年)是由50％的R32和50％的R125組成。而杜邦公司對此進行改進后，認為55％的R32和45％的R125更為合理，可提高能效13.7％以上(杜邦商品名為Suva9100)，但前者要求壓縮機結構需作重新設計，后者要求更換冷凍機油。
許多專利報導了以R32為主的三元混合制冷劑，是以R32和R22與下列的一種R134a、R143a、R124、R142b、R123、R141b或R115組成的三元近共沸制冷劑(EP430131，1991年；JP03168287，1991年；CA2030348，1991年；JP03168261，1991年；JP03168279，1991年；JP62295987，1987年)，所有上述三元混合制冷劑在實際使用時，都毫無例外地需更換成聚酯類潤滑油，節(jié)能效果也不明顯。
為此，本發(fā)明的目的是提供一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑，它是以R32、R318(八氟環(huán)丁烷)與選自下列的一種R22、R152a或R143a(三氟乙烷)組成的三元近共沸混合制冷劑。該制冷劑使用時，壓縮機設備不須作任何變動，冷凍機油也不須調換，可直接充罐于制冷設備，制冷速度快，性能系數(shù)高，節(jié)能效果好。
本發(fā)明提供一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑，它是以R32、R318與選自下列的一種R22、R152a或R143a組成的三元近共沸混合制冷劑，本發(fā)明也稱之為KLB系列三元近共沸混合制冷劑，其配方組成如下。
當R32、R318與R22組成混合制冷劑時，稱之為KLB1三元近共沸混合制冷劑，其組成為
組份重量％R3210-50R31810-30R2230-70當R32、R318與R152a(或R143a)組成混合制冷劑時，稱之為KLB2三元近共沸混合制冷劑，其組成為組份重量％R3210-50R31830-50R152a或R143a20-50在混合制冷劑中，如果含有可燃性組份，則對于工廠生產(chǎn)與使用的安全性會帶來很大的危害，但據(jù)大量研究結果表明，當在混合制冷劑中加入一定量的不燃性物質時，則可抑制燃燒。因此本發(fā)明三元混合制冷劑雖含有可燃性的R32、R152a、及R143a組份，但因采用了合理的配方，即在上述配方中將不燃組份R318和/或R22的含量使之在30％(重量％)以上，即能有效地抑制R32、R152a及R143a的可燃性，使本發(fā)明的三元制冷劑成為不燃的制冷劑，為工廠生產(chǎn)與使用帶來了安全與方便。
本發(fā)明KLB系列三元近共沸混合致冷劑，可按需要調整各組份不同含量的配比，使其溫度-飽和蒸氣壓(T-P)曲線接近于R12或R22的T-P曲線，以作為冰箱或空調中的制冷劑R12或R22的代用品。
為了證實本發(fā)明三元混合制冷劑的近共沸性能，進行了溫度滑移效應的分析。下面以KLB1為例，采用模擬泄漏的方法分別將貯瓶內(nèi)的KLB1制冷劑緩慢放掉10％、20％、30％及40％，然后測定瓶內(nèi)的氣相和液相的組成，藉此了解當實際使用中發(fā)生泄漏現(xiàn)象后制冷劑的組成變化情況。由氣相色譜分析結果表明，在泄漏30％以前，在氣相與液相中的三個組份含量相對組成基本不變。在泄漏超過40％以后，組份R22增加約5％，組份R32減少約5％，組份R318量基本不變，在氣相與液相中三個組份含量同樣僅有少許變化，因此表明本發(fā)明KLB系列三元混合制冷劑的近共沸性能是滿意的。
本發(fā)明KLB系列三元近共沸混合制冷劑與聚酯油的互溶性能很好，在聚酯油內(nèi)立刻呈透明，無分層現(xiàn)象。而KLB制冷劑與礦物油互溶性稍差，但經(jīng)1小時后，也能全部溶解。因此，原來系統(tǒng)使用礦物油類作冷凍機油，最好加完KLB制冷劑后1小時再開機較為理想。不過如立刻開機，也可加速制冷劑在礦物油中的溶解，運轉初期其性能系數(shù)不理想，但經(jīng)一定時間運轉后，機器即能進入正常運轉。
本發(fā)明KLB系列三元近共沸混合制冷劑的制冷量大，制冷量可增加8-12.5％，制冷速度快，性能系數(shù)(COP)比R22高約5-15％，充注量可減少20-30％。使用時，原冰箱或空調的冷凍設備不須作任何變動，也不須調換冷凍機油，可直接充罐于制冷設備中，使用方便，并且本發(fā)明制冷劑的ODP值在0.03以下。
本發(fā)明KLB系列制冷劑是通過下列方法混合配制的。首先準備一耐壓鋼瓶，經(jīng)清洗，除濕，抽真空等，均按氟里昂罐裝容器的清洗要求操作，作為混合鋼瓶。分別將三元制冷劑的三種原料經(jīng)干燥，除濕，按配比要求經(jīng)計量泵加入混合鋼瓶內(nèi)，再將鋼瓶內(nèi)的混合物經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)1小時，使其充分混合即成本發(fā)明三元近共沸混合制冷制。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑不燃，無毒，直接充罐性好，變工況性能也好，使用安全又方便。在使用時，壓縮機設備及冷凍機油都不須要變動調換，制冷量大，制冷速度快，在相同的壓縮機上充注量比R22可減少20-30％，使生產(chǎn)成本降低。并可減少5-15％能耗，排氣溫度可比使用R22時下降2-8℃，并可按需要將上述配方中各組份不同含量調整，使其T-P曲線或接近于R12或接近于R22的T-P曲線，以生成代替R12應用于冰箱或代替R22應用于空調的制冷劑。
本發(fā)明通過以下的實施例作進一步闡述，但并不限止本發(fā)明的范圍。
實施例1將R32、R318及R22三個組份經(jīng)干燥，除濕后按下列重量百分比R3242.5％、R31815％及R2242.5％，取R324.25Kg、R3181.5Kg及R224.25Kg加入混合鋼瓶內(nèi)，再將鋼瓶內(nèi)的混合物經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)1小時，使其充分混合，然后罐裝于鋼瓶內(nèi)，待用。
在三菱1匹分體式空調器內(nèi)充注520克上述制冷劑，在標準工況下進行實測，結果是COP為2.4，制冷量為2278仟卡，運轉功率為926瓦。
實施例2將按下列重量百分比R3232％，R31810％及R2258％的三個組份R323.2Kg，R3181Kg及R225.8Kg加入混合鋼瓶內(nèi)，其余步驟同實施例1。結果是COP為2.2，制冷量為1867仟卡，運轉功率為860瓦。
實施例3將按下列重量百分比R3250％，R31820％及R2230％的三個組份R325Kg，R3182Kg及R223Kg加入混合鋼瓶內(nèi)，其余步驟同實施例1。結果是COP為2.24，制冷量為2390仟卡，運轉功率為1065瓦。
實施例4將按下列重量百分比R3210％，R31820％及R2270％的三個組份R321Kg，R3182Kg及R227Kg加入混合鋼瓶內(nèi)，其余步驟同實施例1。結果是COP為2.02，制冷量為2081仟卡，運轉功率為1023瓦。
實施例5將按下列重量百分比R3220％，R31850％及R152a30％的三個組份R322Kg，R3185Kg及R152a3Kg分別加入混合鋼瓶內(nèi)，再將混合鋼瓶內(nèi)的混合物經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)1小時，使其充分混合，然后罐裝于鋼瓶，待用。
將制得的制冷劑與R12分別罐裝于180立升雙門無霜冰箱作對比實驗，結果如下用本例制冷劑用R12制冷劑極限溫度℃ -24 -18起動功率(瓦)125 120運轉功率(瓦)105 10024小時平均耗電量(千瓦小時) 0.6165 0.8120實施例6將按下列重量百分比R3210％，R31840％及R152a50％的三個組份R321Kg，R3184Kg及R152a5Kg加入混合鋼瓶內(nèi)，其余步驟同實施例5。結果如下用本例制冷劑用R12制冷劑極限溫度℃ -24 -18起動功率(瓦) 120 120運轉功率(瓦) 9810024小時平均耗電量(千瓦小時) 0.62500.8120實施例7將按下列重量百分比R3250％，R31830％及R143a20％的三個組份R325Kg，R3183Kg及R143a2Kg加入混合鋼瓶內(nèi)，其余步驟同實施例1。結果是COP為2.25，制冷量為1884仟卡，運轉功率為837瓦。
權利要求
1.一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑，其特征在于它是以R32，R318與選自下列的一種R32，R152a或R143a組成的三元近共沸混合制冷劑，當R32，R318與R22組成三元近共沸混合制冷劑時的組成為組份 重量％R3210-50R31810-30R2230-70當R32、R318與R152a(或B143a)組成三元近共沸混合制冷劑時的組成為組份 重量％R3210-50R31830-50R152a或R143a20-50。
全文摘要
一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑,它是以R
文檔編號C09K5/02GK1172841SQ9710647
公開日1998年2月11日 申請日期1997年6月19日 優(yōu)先權日1997年6月19日
發(fā)明者駱昌平, 魯雪生, 陸啟來, 宋勝余, 陳主恩 申請人:上海凱力博電器儀表成套有限公司