CN101381596B - 一种含dme的环保混合制冷剂 - Google Patents
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Abstract
一种含DME的环保混合制冷剂,按质量百分比含:10~20%的二甲醚、20~45%的五氟乙烷和45~70%的丙烷。本发明提供的混合制冷剂将二甲醚、五氟乙烷和丙烷按其相应的配比在液相状态下进行物理混合,用于家用空调***中替代R22的制冷剂,该制冷剂组合既符合环保的要求,又要安全、可靠、制冷效率高,而且还无需改动现有的设备和生产线,可直接进行充灌。
Description
技术领域
本发明属于制冷剂领域,涉及一种混合制冷剂,尤其涉及一种应用于家用空调***中替代R22的混合制冷剂。
背景技术
R22是典型的CFCs类物质,不可燃、不爆、制冷性能优良,应用广泛。
R22是典型的CFCs类物质,破坏臭氧层、具有温室效应,应尽快替代。
R22是《蒙特利尔议定书》限定使用的物质。规定:对发达国家,R22作为制冷剂使用最多到2020年。发展中国家,R22作为制冷剂使用最多到2040年。
制冷剂R404A被用于替代R22。R404A是三元制冷剂混合物,由一定百分数的R125、R143a、R134a混合组成(R125/44%、R143a/52%、R134a/4%),有温室效应,且其组员都是《京都议定书》所限制使用的HFC类物质。从长远的观点看,R404A不适合作为替代制冷剂。
制冷剂R407C被用于替代R22。R407C是三元制冷剂混合物,由一定百分数的R32、R125、R134a混合组成(R32/23%、R125/25%、R134a/52%)。R407C的ODP为零,GWP为1530,尽管较R22稍低,但是它也属于温室效应气体。另外,制冷剂R407C能量效率相对较低,滑移温度大,在使用时容易出现组分分离问题,且制冷剂大滑移温度将使蒸发器和冷凝器中工作压力频繁变化,制冷***不稳定。R404A可以使用一时,但是不适合作为替代制冷剂长期使用,且性能更佳的制冷剂R410A已经被开发。
制冷剂R410A被用于替代R22。R410A是两元制冷剂混合物,由一定百分数的R32、R125混合组成(R32/50%、R125/50%)。R410A不具有臭氧破坏作用,属于环保型制冷剂,温室效应相当于R22制冷剂。R410A最大的问题是工作压力高,属于高***压力制冷剂。尽管R410A制冷剂具有稳定,无毒,性能优越等特点,但是其使用需要对***进行大的改造,不能直接替代使用。
制冷剂R134a被用于替代R22。R134a是环保型制冷剂,无臭氧破坏作用,温室效应相对于R22稍低。
大多数HFC类制冷剂与矿物油不相溶,与PAG润滑油有限溶解,与POE润滑油完全溶解。R134a属于HFC类物质,其制冷***使用POE润滑油。R22***采用的是传统润滑油,因此R134a不适合用于替代R22。
二甲醚(DME)是一种新兴的环保制冷剂,不具有臭氧破坏作用,不具有温室效应,具有惰性、无致癌性、几乎无毒、可燃。且DME本身的热物理性质与R134a相当,使得二甲醚(DME)作为制冷剂极有应用前景。
专利申请CN 200710013387.4中,公开了一种以DME、R13I1和R600a组成的混合制冷剂;
专利申请CN 200710013386.X中,公开了一种以DME、R152a和R600a组成的混合制冷剂;
专利申请CN 200610016352.1中,公开了一种以R32、DME和R134a组成的混合制冷剂;
专利申请CN 200610035399.2中,公开了一种以DME和R22组成的混合制冷剂;
专利申请CN 200580028315.6中,公开了一种以DME、R134a、R290和R1270组成的混合制冷剂;在专利申请CN 03112661.8中,公开了一种以R142b、DME和R22组成的混合制冷剂;
专利申请CN 00128145.3中,公开了以DME作为制冷剂;
专利申请CN 93109373.2中,公开了一种以R717、RC270、DME和R290组成的混合制冷剂;
专利申请CN 93107989.6中,公开了一种以DME和R227ea组成的混合制冷剂。
这些制冷剂混合物或具有较强的可燃性,或具有较大的滑移温度,或与现有的家用空调***兼容不好,或效率较低,或使产品体积变大价格昂贵等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全、可靠、制冷效率高,而且还无需改动现有的设备和生产线,可直接进行充灌的用于替代R22的混合制冷剂。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:由二甲醚(DME)、五氟乙烷(R125)和丙烷(R290)组成,其中各组分如下,均为质量百分比:
二甲醚: 10~20
五氟乙烷:20~45
丙烷: 45~70
上述组分中的二甲醚(DME),其分子式为CH3OCH3,摩尔质量为46.07,沸点为-24.8℃,临界温度为127.2℃,临界压力为5.34MPa。
五氟乙烷(R125),其分子式为CHF2CF3,摩尔质量为120.02,沸点为-48.45℃,临界温度为66.05℃,临界压力为3.592MPa。
丙烷(R290),其分子式为CH3CH2CH3,摩尔质量为44.1,正常沸点为-42.17℃,临界温度为96.8℃,临界压力为4.256MPa。
本发明提供的混合制冷剂将二甲醚、五氟乙烷和丙烷按其相应的配比在液相状态下进行物理混合,用于家用空调***中替代R22的制冷剂,该制冷剂组合既符合环保的要求,又要安全、可靠、制冷效率高,而且还无需改动现有的设备和生产线,可直接进行充灌。
附图说明
图1是本发明与R22、R407C变蒸发温度下的滑移温度,其中R22为纯质,无滑移温度,其中横坐标为蒸发温度,纵坐标为滑移温度;
图2是本发明与R22、R407C变冷凝温度下的滑移温度,其中横坐标为冷凝温度,纵坐标为滑移温度;
图3是本发明与R22、R407C变蒸发温度下的单位容积制冷量,其中横坐标为蒸发温度,纵坐标为单位容积制冷量;
图4是本发明与R22、R407C变冷凝温度下的单位容积制冷量,其中横坐标为冷凝温度,纵坐标为单位容积制冷量;
图5是本发明与R22、R407C变蒸发温度下的性能系数,其中横坐标为蒸发温度,纵坐标为性能系数;
图6是本发明与R22、R407C变冷凝温度下的性能系数,其中横坐标为冷凝温度,纵坐标为性能系数。
具体实施方案
本发明的9个实施例的计算工况为:温度7.2℃、冷凝温度54.4℃、过热温度11.1℃、过冷温度5℃。
实施例1:按质量百分比将10%的二甲醚(DME)、20%的五氟乙烷(R125)、70%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例2:按质量百分比将10%的二甲醚(DME)、30%的五氟乙烷(R125)、60%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例3:按质量百分比将10%的二甲醚(DME)、40%的五氟乙烷(R125)、50%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例4:按质量百分比将10%的二甲醚(DME)、45%的五氟乙烷(R125)、45%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例5:按质量百分比将15%的二甲醚(DME)、20%的五氟乙烷(R125)、65%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例6:按质量百分比将15%的二甲醚(DME)、25%的五氟乙烷(R125)、60%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例7:按质量百分比将15%的二甲醚(DME)、30%的五氟乙烷(R125)、55%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例8:按质量百分比将15%的二甲醚(DME)、35%的五氟乙烷(R125)、50%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例9:按质量百分比将20%的二甲醚(DME)、30%的五氟乙烷(R125)、50%的丙烷(R290)三种物质在液相下进行物理混合后作为制冷剂。
以上实施例中所用的二甲醚(DME),其分子式为CH3OCH3,摩尔质量为46.07,沸点为-24.8℃,临界温度为127.2℃,临界压力为5.34MPa;五氟乙烷(R125),其分子式为CHF2CF3,摩尔质量为120.02,沸点为-48.45℃,临界温度为66.05℃,临界压力为3.592MPa;丙烷(R290),其分子式为CH3CH2CH3,摩尔质量为44.1,正常沸点为-42.17℃,临界温度为96.8℃,临界压力为4.256MPa。
表1为本发明的9个实例与R407C、传统R22制冷剂在相同工况下的比较。
表1列出的数据表明:本发明制冷剂的环境性能较之R22有了较大改善,更优于现行制冷剂R4017C;
滑移温度较之R22及其替代物R407C小很多,变工况条件如附图1、附图2所示;
容积制冷量一致,可在不改变原有设备的前提下直接冲灌,变工况条件如附图3、附图4所示;
性能系数(COP)较之R22及其替代物R407C没有较大的改变,变工况条件如附图5、附图6所示;
表1.替代制冷剂计算结果
Claims (4)
1.一种含DME的环保混合制冷剂,其特征在于,按质量百分比由:10~20%的二甲醚、20~45%的五氟乙烷和45~70%的丙烷组成。
2.根据权利要求1所述的含DME的环保混合制冷剂,其特征在于:所说的二甲醚的分子式为CH3OCH3,摩尔质量为46.07,沸点为-24.8℃,临界温度为127.2℃,临界压力为5.34MPa。
3.根据权利要求1所述的含DME的环保混合制冷剂,其特征在于:所说的五氟乙烷的分子式为CHF2CF3,摩尔质量为120.02,沸点为-48.45℃,临界温度为66.05℃,临界压力为3.592MPa。
4.根据权利要求1所述的含DME的环保混合制冷剂,其特征在于:所说的丙烷的分子式为CH3CH2CH3,摩尔质量为44.1,沸点为-42.17℃,临界温度为96.8℃,临界压力为4.256MPa。
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