專利名稱：混合致冷劑的填充方法
技術領域：
本發(fā)明涉及作為蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)用工作介質(zhì)的含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷非共沸性混合致冷劑的填充的方法。
背景技術：
通過利用物質(zhì)的狀態(tài)變化如蒸發(fā)和冷凝而進行流體的冷卻和加熱的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)被廣泛地應用于空調(diào)，冰箱，熱水器等等。很多用于蒸氣壓縮式致冷凍循環(huán)工作流體，特別是以碳氟烴系致冷劑為中心已經(jīng)被開發(fā)成各種工作介質(zhì)并得到實際應用。在這些流體中，HCFC22(單氯二氟甲烷)已被廣泛地用作空調(diào)加熱和冷卻系統(tǒng)中的致冷劑。
但是，最近發(fā)現(xiàn)氯氟烴被釋放到平流層后會破壞臭氧層并且最終對地球上包括人在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的副作用。因此，全世界一致要求限制其使用直至完全被禁用。在此環(huán)境下，急需開發(fā)一種新的沒有潛在的破壞臭氧層問題的致冷劑。
使用混合致冷劑以彌補單一成分致冷劑的不足，最近越來越多的人建議使用非共沸混合致冷劑(如日本特開平1-79288號公報，特公平6-55942號公報，特開平3-287688號公報)。
非共沸混合物在相變化如蒸發(fā)和冷凝時會導致組成的變化。因為低沸點的組分易于蒸發(fā)而高沸點的組分則易于冷凝。在蒸發(fā)時組成變化的傾向是顯著的，即在從液相到氣相的變化中，這種傾向會隨不同組分沸點差異的增大而特別顯著。因此，當這種非共沸混合物在從一個容器轉向另一個容器時，通常將其從液相中放出以避免引起相改變。但是，即使將致冷混合物從液相中放出，對于成分間沸點差異較大的情況還是會出現(xiàn)數(shù)個百分點的組成變化。這是因為混合物的釋放會導致壓力的降低和氣相空間的增加，從而導致低沸點成分從液相中蒸發(fā)出來。組成的數(shù)個百分點的變化會導致致冷劑性能的巨大變化，這種變化不僅會導致致冷劑性能和效率的降低，同時也會對致冷劑的安全如易燃性產(chǎn)生不利的影響。
特別地，當使用含有23重量％的二氟甲烷(下文稱為HFC32),25重量％的五氟乙烷(下文稱為HFC125)和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷(下文稱為HFC134a)的非共沸混合物(該混合物被認為是最有前途的HCFC22的替代物)為致冷劑時，在將致冷劑從儲氣瓶等進料容器中轉移至空調(diào)的過程中引起的組成變化是個嚴重的問題，因為ASHRAESTANDARD(1995)上允許的組成變化范圍是HFC32(21-25重量％)，HFC125(23-27重量％)和HFC134a(50-54重量％)。
作為解決該問題的方法，日本特開平8-157810號公報提出了通過混合物中預先增加在組成變化中減少的低沸點組分，使組成落入公差允許范圍內(nèi)的方法。
因為致冷劑性能所允許的范圍通常在標準值的±3重量％以內(nèi)，特別優(yōu)選是±2重量％以內(nèi)，而在該方法中，由于低沸點組成的偏差會加大與致冷劑性能標準值的差異。
本發(fā)明人一直在研究一種填充液化氣體的方法，以便解決在將儲存在密閉容器中的含有三種不同沸點液態(tài)氣體的非共沸組合物從液體側轉向另一個容器的過程中出現(xiàn)的組成變化問題。
結果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)一種填充混合致冷劑的方法，其特征在于如果以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1，1,1,2-四氟乙烷的非共沸混合物為致冷劑使用時，通過在儲氣瓶等供料側容器中調(diào)節(jié)混合物組成為23.5重量％-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷，然后將致冷劑在低于40℃的溫度下從液相中釋放出來，可將伴隨填充的組成變化控制在上述非共沸混合物的致冷劑性能允許的范圍中。
本發(fā)明涉及填充混合致冷劑的方法，其特征在于如果以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的非共沸混合物為致冷劑使用時，通過在儲氣瓶等供料容器中調(diào)節(jié)混合物組成為23.5-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷，然后將致冷劑在低于40℃的溫度下從液相中釋放出來，可將伴隨填充的組成變化控制在上述非共沸混合物的致冷劑性能允許的范圍中。
此外，本發(fā)明也涉及生產(chǎn)具有組成范圍為23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的蒸氣壓縮式冷凍裝置的方法，該方法包括在低于40℃的溫度下，在含有混合物組成為約23.5-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的供料容器中放出液相，并將其轉移至蒸氣壓縮式冷凍裝置的主體中。
根據(jù)本發(fā)明，在供料容器中釋放出液相的的溫度最高不超過40℃，優(yōu)選為約20-30℃左右。
根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，作為蒸氣壓縮式致冷裝置的主體廣泛地用于已知的致冷裝置。
特別地，本發(fā)明是以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％1,1,1,2-四氟乙烷的菲共沸混合致冷劑為對象，但是，本發(fā)明思想也可以用于其它組成范圍，或含有其它不同沸點成分的液化氣體的非共沸混合物。例如含有二氟甲烷和1,1,1,2-四氟乙烷的混合物，或含有五氟乙烷，1,1,1-三氟乙烷和1,1,1,2-四氟乙烷的混合物。
本發(fā)明的蒸氣壓縮式致冷裝置的實例是空調(diào)，冷柜，冰箱和熱水器。
本發(fā)明的供給側容器沒有特別的限制，只要該容器是可以儲存致冷混合物的密閉容器便可。例如儲氣瓶。作為致冷混合物被轉移和填充的裝置，可以是任何可用于蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)的裝置對此無特別限制。所述裝置包括，空調(diào)，冷柜，冰箱，熱水器等等。
實施本發(fā)明的最佳形式本發(fā)明通過下列實施例來說明，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，并不只限于這些實施例。
實施例1和比較例1在10升的密閉容器中，相對于二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)和1,1,1,2-四氟乙烷(HFC134a)標準組成(23.0/25.0/52.0重量％)填充9kg的允許的上限(25.0/25.0/50.0重量％；實施例1)和下限(21.0/25.0/54.0重量％；比較例1)的非共沸混合物。將容器置于恒溫箱中，使溫度為10℃或40℃。
然后從液側用泵以900g/min的速率轉移至另一個空容器中。從設置于在液側取出配管上的抽樣閥采取一部分填充中的氣體并通過氣相色譜分析其組成。
將填充開始和填充結束的致冷組成下的致冷劑性能在蒸發(fā)溫度為0℃、冷凝溫度為50℃、過熱和過冷的溫度為0℃的冷凍循環(huán)條件下進行比較，求出與標準組成值的差值。結果見表1。
表1轉移填充率和采取氣體成分組成的分析結果HFC制冷系數(shù)(差)冷凍能力(差)32 125 134a (重量％)KJ/m3(重量％)標準組成23.0 25.0 52.0 3.94 (0) 2947 (0)10℃上限填充24.9 24.9 50.2 3.94 (0) 3012 (+2.2)開始填充24.3 24.4 51.3 3.94 (0) 2986 (+1.3)結束下限填充20.9 24.9 54.2 3.95 (+0.3) 2873 (-2.5)開始填充20.3 24.4 55.3 3.95 (+0.3) 2848 (-3.4)結束40℃上限填充24.8 24.8 50.4 3.94 (0) 3007 (+2.0)開始填充23.6 23.8 52.6 3.95 (+0.3) 2956 (+0.3)結束下限填充20.8 24.8 54.4 3.95 (+0.3) 2869 (-2.6)開始填充19.6 23.8 56.6 3.96 (+0.5) 2817 (-4.4)結束在10℃和40℃時，組成的允許范圍的下限是填充結束時的組成，冷凍能力相對于標準值的降低值均大于3％。
實施例2以重量比為23.5/23.5/53.0(下限)進行HFC32/HFC125/HFC134a的轉移填充。
轉移條件與實施例1相同只是將恒溫槽的溫度定為的最差條件的40℃。結果見表2。
實施例3將實施例2中在40℃填充的致冷劑性能在蒸發(fā)溫度為0℃、冷凝溫度為50℃、過熱和過冷溫度為0℃的冷凍循環(huán)條件下進行比較。實施例3的結果與實施例2的結果合并表示在表2。
表2.
轉移填充率和采取氣體成分組成的分析結果HFC 制冷系數(shù)(差)冷凍能力(差)32125 134a (重量％)kJ/m3(重量％)標準組成23.0 25.0 52.0 3.94 (0) 2947 (0)實施例2下限填充開始23.3 23.4 53.3 3.95 (+0.3) 2941 (-0.2)填充結束22.1 22.4 55.5 3.97 (+0.8) 2889 (-2.0)用作蒸氣壓縮式致冷循環(huán)工作流體的非共沸性HFC32/HFC125/HFC134a混合致冷劑轉移充填時產(chǎn)生的組成變化可以被控制在致冷劑性能(制冷系數(shù)，冷凍能力)允許的范圍(±3重量％，優(yōu)選±2重量％)內(nèi)，可以防止性能的顯著變化和其易燃性的增加。
權利要求
1．一種混合致冷劑的填充方法，其特征在于使用以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的非共沸混合物作為致冷劑，通過在供給側容器如儲氣瓶中調(diào)節(jié)非共沸混合物的組成為23.5-25.0重量％二氟甲烷、23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷，然后將非共沸混合物在40℃以下從液相中取出，將伴隨轉移填充產(chǎn)生的組成變化控制在上述非共沸混合物的致冷劑性能允許的范圍中。
2．根據(jù)權利要求1所述的填充混合致冷劑的方法，其中伴隨轉移填充產(chǎn)生的組成變化控制在非共沸致冷混合物性能的±3％范圍內(nèi)。
3．一種生產(chǎn)具有組成范圍為23重量％的二氟甲烷，25重量％五氟乙烷和52重量％1,1,1,2-四氟乙烷的蒸氣壓縮式致冷設備的方法，包括在不超過40℃的溫度下從供給側容器取出具有23.5-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷組成的液相，轉移填充至蒸氣壓縮式致冷設備的主體中。
全文摘要
本發(fā)明提供填充致冷混合物的方法,其特征在于使用含有23重量%的HFC32,25重量%的HFC125和52重量%的HFC134a的非共沸混合物作為致冷劑時,通過在供給側容器如儲氣瓶中調(diào)節(jié)非共沸混合物的組成為23.5－25.0重量%HFC32,23.5－25.0重量%的HFC125和50.0－53.0重量%的HFC134a,然后將非共沸混合物在40℃以下從液相中取出,將伴隨轉移填充產(chǎn)生的組成變化控制在非共沸致冷混合物性能允許的范圍中。根據(jù)該填充方法,可將非共沸性的HFC32/HFC125/HFC134a混合致冷劑轉移填充時產(chǎn)生的組成變化控制在致冷劑性能允許的范圍中。
文檔編號F25B45/00GK1214719SQ9719345
公開日1999年4月21日 申請日期1997年11月25日 優(yōu)先權日1996年11月28日
發(fā)明者井手哲, 柴沼俊 申請人:大金工業(yè)株式會社