CN105586009A - 一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂 - Google Patents
一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，第一类为R601a(异戊烷)；第二类为R236Fa(六氟丙烷)或R134a或为两者的混合物；第三类为R125(五氟乙烷)或R32(二氟甲烷)或R507或为其中任意两种的混合物；第四类为R23(三氟甲烷)；第五类为R14(四氟化碳)；第六类为R50(甲烷)五种制冷剂的摩尔浓度总和数为100％。本发明的有益效果是，本发明提供了一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂，***简单，性能可靠，混合制冷剂无毒、环保、ODP为零，本发明的制冷剂全部为市场上流行的制冷剂购买方便、价格更加低廉；所以更加方便维修技术人员进行操做与掌握。
Description
技术领域
本发明涉及制冷***领域，具体的说是一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步提高，生物工程、医药医学、能源、通讯以及军工等高科技领域的高速发展，对于-75度～-105度温区的制冷产品的需要越来越多。例如冻干机、Parylene真空气相沉积镀膜设备、超低温冰箱等产品。
三机复叠压缩制冷的基本原理是利用一个高温级的制冷循环***，其蒸发器用来冷却中温级的冷凝器，中温级的制冷循环***，其蒸发器用来冷却低温级的冷凝器，使低温级的制冷***的压比(冷凝压力与蒸发压力之比)小于12。要达到-75度～-105度的温区，必须使用三台压缩机，设计三套相对独立的制冷***才能够正常的工作；如果想得到如果其中有一个制冷***有问题，那么整个制冷***将无法达到-75度～-105度的温区。此结构存在着制冷***复杂、可靠性差、维修困难、维修成本高、耗电严重等缺点。
众所周知，目前已经商业化的非共沸混合制冷剂407A～407E，是由R32、R125、R134a三种不同沸点的制冷剂以不同的浓度混合而成的，由于各组制冷剂合的浓度不同，所表出来的当量分子量，临界参数、熵焓等热力性质各不同，而构成了现在制冷***中所使用的混合制冷剂407A～407E。综上述阐明可知不同的组元可以组成不同的混合制冷剂，即使组元相同但是混合浓度不同，同样可以组成不同的混合物。同时现已经完全商业化的R507制冷剂安全性分类为A1，其成份是由R125(50％)制冷剂安全性分类为A1和R143(50％)制冷剂安全性分类为A2混合而成的，也就是说只要控制A1、A2类制冷剂的比例，就完全可以得到不可燃或者是无火焰蔓延A1类的混合制冷剂。
现有技术如美国专利公开号CN1388887A制冷***中混合制冷剂都有使用氩(Ar)或氮；所阐述的混合制冷剂完全不同于本发明的混合制冷剂；同时该专利整个制冷过程使用四个热交换器三个相分离器整个***结构复杂，生产加工工艺十分的繁琐，专业技术人员不便于掌握；国内专利CN101225291A使用一个两级复叠制冷***来实现-90度～-100度的温区。该项专利在实际的运用和生产过程中存在着制冷***复杂，维修困难等传统复叠制冷***的缺点；同时其发明使用乙烷、乙烯等种类的制冷剂完全不同与本发明；国内专利专利CN102559146A和国内专利CN102660229A使用制冷剂种类与本发明不同，同样实现的温区也不同；两个专利给出的制冷剂种类太多，很多都不是市场上能方便购买的制冷剂，更是不便于专业人员进行掌握和实际应用与操作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：主要有六类制冷剂组成：第一类为R601a(异戊烷)；第二类为R236Fa(六氟丙烷)或R134a；第三类为R125(五氟乙烷)或R507；第四类为R23(三氟甲烷)；第五类为R14(四氟化碳)；第六类为R50(甲烷)。六种制冷剂的摩尔浓度总和数为100％，它们各自所占摩尔浓度比例范围为：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～15％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～20％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～35％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～20％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～20％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的3％～10％
六种制冷剂在恒温环境下按照摩尔比例，进行物理混合，既可得到混合制冷剂。使用该混合制冷剂可以制冷***的工作温区达到-75度～-105度。该混合制冷剂与***中的润滑油有着良好的互溶性，从而减少***在低温时出现油堵的故障；该混合制冷剂ODP为零；所使用基本组份均为欧美及绝大多数国家公认的最为环保的制冷剂；使用户完全达到经济、环保、***简单、可靠性高等多种需求。
从制冷循环的方面来说，上述各种制冷剂发挥着不同的做用。第一类、第二类制冷剂保证压缩机排气温度在正常的工作范围和起到带油作用；第三类、第四类制冷剂在制冷***起到降温和冷却第五类的作用；第三类、第四类、第五类制冷剂制冷剂为基本工作物质；第六类制冷剂的作用提高***的蒸发压力、减小***在低温时的压比、提高整个制冷***的COP。各温区具体配比：
1、适用于-75度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～10％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～35％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～15％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的3％～5％
2、适用于-85度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～7％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～14％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的15％～20％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的25％～30％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的11％～17％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的4％～7％
3、适用于-95度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的8％～15％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～20％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～30％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～15％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～8％
4、适用于-105度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～20％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～30％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～15％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的6％～10％
本发明提供了一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，采取第一类制冷剂R601a(异戊烷)和第六类为R50(甲烷)的总的摩尔浓度之和小于25％。
本发明提供了一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，当采取第二类制冷剂为R236Fa(六氟丙烷)或R134a时其摩尔浓度为：15％～18％当取两者混合物时摩尔浓度之和13％。
本发明提供了一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，当采取第三类为R125(五氟乙烷)或R507的混合物时其摩尔浓度为：13％～15％；当取两者混合物时摩尔浓度之和13％。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，***简单，性能可靠，结构简单；与复叠制冷***相比制冷部件减了1/3，***发生故障率降低1/2，可靠更高性高；制冷***运行工况可用商用涡旋压缩机或旋转式压缩机，价格低，制冷系数高；
比复叠机***提高2-3倍，混合制冷剂无毒、环保、ODP系数为0消耗臭氧潜能值ODP越小，制冷剂越符合环保要求，本发明混合制冷剂中的冷剂全部为，符合美国环保组织EPA、SNAP和UL的标准，符合(ASHRAE)的A1安全等级类别，可操作性强，本发明的制冷剂全部为市场上流行的制冷剂，购买方便、价格更加低廉；所以更加方便，维修技术人员进行操做。
附图说明
图1：本发明实施例的单机压缩制冷循环***原理图
图中：压缩机1、油分离器2、冷凝器3、干燥过滤器4、换热器5、毛细管6、蒸发器7、分离分凝器8；膨胀容器9、毛细管10。
具体实施方式
结合图1混合制冷剂的热力循环过程为：混合制冷剂从压缩机1压出；进入油分离器2；然后进入冷凝器3；经过干燥过滤器4；进入分离分凝器8(未能被油分离器2分离的油被再次分离出来；经过毛细管10；进入换热器5的低压)；然后进入换热器5；经过毛细管6；进入蒸发器7；经过换热器5；进入分离分凝器8；经过膨胀容器9；回到压缩机1。
制备单机压缩制冷***-75度～-105度温区的不可燃混合制冷剂，它包括以下六类制冷剂：第一类为R601a(异戊烷)；第二类为R236Fa(六氟丙烷)或R134a；第三类为R125(五氟乙烷)或R32(二氟甲烷)或R507；第四类为R23(三氟甲烷)；第五类为R14(四氟化碳)；第六类为R50(甲烷)。
实施例1：配置使用在-75度温区的混合制冷剂；每一类制冷剂摩尔浓度如下：
第一类：R601a占总摩尔浓度的6％
第二类：R236Fa所占总摩尔浓度的15％或R134a时其摩尔浓度为14％或取两者混合物摩尔浓度之和13％
第三类：R125所占总摩尔浓度的23％或R507所占总摩尔浓度的24％或R125与R507的混合物时其摩尔浓度为的13％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的30％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的23％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的3％
运行参数为：冷凝温度35度，制冷温度为-75度，排气压力1.45MPa，蒸发压力0.46MPa，压缩机的排气温度108度。
实施例2：配置使用在-85度温区的混合制冷剂；每一类制冷剂摩尔浓度如下：
第一类：R601a占总摩尔浓度的8％
第二类：R236Fa所占总摩尔浓度的15％或R134a时其摩尔浓度为15％或取两者混合物摩尔浓度之和13％
第三类：R125所占总摩尔浓度的25％或R507所占总摩尔浓度的25％或R125与R507的混合物时其摩尔浓度为的13％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的23％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的25％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的5％
运行参数为：冷凝温度35度，制冷温度为-85度，排气压力1.42MPa，蒸发压力0.43MPa，压缩机的排气温度106度。
实施例3：配置使用在-95度温区的混合制冷剂；每一类制冷剂摩尔浓度如下：
第一类：R601a占总摩尔浓度的10％
第二类：R236Fa所占总摩尔浓度的17％或R134a时其摩尔浓度为17％或取两者混合物摩尔浓度之和13％
第三类：R125所占总摩尔浓度的20％或R507所占总摩尔浓度的20％或R125与R507的混合物时其摩尔浓度为的13％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的20％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的30％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的8％
运行参数为：冷凝温度35度，制冷温度为-95度，排气压力1.36MPa，蒸发压力0.4MPa，压缩机的排气温度103度。
实施例4：配置使用在-105度温区的混合制冷剂；每一类制冷剂摩尔浓度如下：
第一类：R601a占总摩尔浓度的12％
第二类：R236Fa所占总摩尔浓度的17％或R134a时其摩尔浓度为17％或取两者混合物摩尔浓度之和13％
第三类：R125所占总摩尔浓度的20％或R507所占总摩尔浓度的20％或R125与R507的混合物时其摩尔浓度为的13％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的20％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的30％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的10％
运行参数为：冷凝温度35度，制冷温度为-105度，排气压力1.34MPa，蒸发压力0.35MPa，压缩机的排气温度102度。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (5)
1.一种适用于-75度～-105度制冷温区的不可燃混合制冷剂，其特征在于有六类制冷剂组成：第一类为R601a(异戊烷)；第二类为R236Fa(六氟丙烷)；第三类为R125(五氟乙烷)或R507；第四类为R23(三氟甲烷)；第五类为R14(四氟化碳)；第六类为R50(甲烷)五种制冷剂的摩尔浓度总和数为100％。六种制冷剂的摩尔浓度总和数为100％，它们各自所占摩尔浓度比例范围为：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～15％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～20％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～35％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～30％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～30％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的3％～10％。
2.根据权利要求1所述的一种适用于-75度～-105度制冷温区的制冷剂，其特征在于适用于-75度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～10％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～35％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～30％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～25％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的3％～5％。
3.根据权利要求1所述的一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，其特征在于适用于-85度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～8％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～18％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的15％～25％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的25％～30％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的15％～25％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的4％～7％。
4.根据权利要求1所述的一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，其特征在于适用于-95度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的8％～15％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～20％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～30％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～25％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的20％～30％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的5％～8％。
5.根据权利要求1所述的一种适用于-75度～-105度制冷温区的混合制冷剂，其特征在于适用于-105度温区：
第一类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～15％
第二类制冷剂所占总摩尔浓度的13％～20％
第三类制冷剂所占总摩尔浓度的15％～20％
第四类制冷剂所占总摩尔浓度的10％～25％
第五类制冷剂所占总摩尔浓度的25％～30％
第六类制冷剂所占总摩尔浓度的6％～10％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160518 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |