CN113789154A - 一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质 - Google Patents

一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质 Download PDF

Info

Publication number
CN113789154A
CN113789154A CN202111073209.7A CN202111073209A CN113789154A CN 113789154 A CN113789154 A CN 113789154A CN 202111073209 A CN202111073209 A CN 202111073209A CN 113789154 A CN113789154 A CN 113789154A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluoroethane
carbon dioxide
working medium
mixed working
ternary mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111073209.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113789154B (zh
Inventor
舒歌群
孙瑞
田华
石凌峰
王轩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Institute Of Innovation And Development Tianjin University
Original Assignee
Hefei Institute Of Innovation And Development Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institute Of Innovation And Development Tianjin University filed Critical Hefei Institute Of Innovation And Development Tianjin University
Priority to CN202111073209.7A priority Critical patent/CN113789154B/zh
Publication of CN113789154A publication Critical patent/CN113789154A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113789154B publication Critical patent/CN113789154B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质，包括二氧化碳及氟乙烷，其中，所述二氧化碳的质量百分比浓度30％～80％，氟乙烷的质量百分比浓度为10％～60％。本发明提供的三元混合工质，适用于跨临界动力循环，其臭氧损耗潜值ODP为零，不可燃，长期使用不会对大气臭氧层造成损害，且全球变暖潜值GWP均小于150。

Description

一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质
技术领域
本发明涉及热力循环技术领域，尤其涉及一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质。
背景技术
温室效应是本世纪全球各国面临的巨大挑战。为实现“碳达峰、碳中和”的目标，需要对可能产生显著温室效应的物质加以控制。为解决这一问题，我国已正式接受基加利修正案。氢氟烃(HFC)是目前广泛使用的循环工质，但此类工质往往存在较大的全球变暖潜能值(GWP>150)。为满足基加利修正案要求，对于动力循环或制冷循环领域均需要开发具有零臭氧消耗潜能(ODP)和全球变暖潜能值(GWP)低于150的高效替代工质。氢氟烯烃(HFO)是由碳、氢和氟组成的不饱和有机物，通常表现出零ODP和极低的GWP。然而，氢氟烯烃往往存在一定的可燃性。二氧化碳(CO2)作为天然工质，全球变暖潜能值仅为1，且具有显著的阻燃作用。氟乙烷(R161)虽然作为氢氟烃工质，但其全球变暖潜能值仅为12，且循环性能优异，是具有显著应用前景的循环工质之一。通过将具有阻燃性的二氧化碳、循环性能优异的氟乙烷和环保性能优异的氢氟烯烃按照一定的比例进行混合形成混合工质，利用三种工质的优势相互弥补，最终将形成满足动力循环应用要求的工质。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种完全无臭氧层破坏、全球变暖潜能值(GWP)低于150、不可燃，且具有较高热效率的混合工质。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质，包括：二氧化碳及氟乙烷，所述三元混合工质中的各组分质量百分比浓度之和为100％，其中，所述二氧化碳的质量百分比浓度30％～80％，氟乙烷的质量百分比浓度为10％～60％。所述第三组分为二氟甲烷(R32)、三氟乙烯(R1123)、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)中的一种。
所述三元混合工质包括二氧化碳、氟乙烷及二氟甲烷，所述二氧化碳、氟乙烷及二氟甲烷的质量百分比为30-80％：10-60％：10-20％，全球变暖潜能值小于150。
所述三元混合工质包括二氧化碳、氟乙烷及三氟乙烯，所述二氧化碳、氟乙烷及三氟乙烯的质量百分比为30-80％：10-60％：10-60％，全球变暖潜能值小于150。
所述三元混合工质包括二氧化碳、氟乙烷及3,3,3-三氟丙烯，所述二氧化碳、氟乙烷及3,3,3-三氟丙烯的质量百分比为30-80％：10-60％：10-60％，全球变暖潜能值小于150。
本发明的优点是：本发明提供的三元混合工质，包括二氧化碳及氟乙烷，其中，所述二氧化碳的质量百分比浓度30％～80％，氟乙烷的质量百分比浓度为10％～60％。本发明提供的三元混合工质，适用于跨临界动力循环，其臭氧损耗潜值ODP为零，不可燃，长期使用不会对大气臭氧层造成损害，且全球变暖潜值GWP均小于150。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的三元混合工质，包括：二氧化碳及氟乙烷，所述三元混合工质中的各组分质量百分比浓度之和为100％，其中，所述二氧化碳的质量百分比浓度30％～80％，氟乙烷的质量百分比浓度为10％～60％。
本发明提供的三元混合工质，适用于跨临界动力循环，其臭氧损耗潜值ODP为零，不可燃，长期使用不会对大气臭氧层造成损害，且全球变暖潜值GWP均小于150。
以下结合实施例详细说明本发明上述技术方案。
实例1：取质量百分比浓度为80％的二氧化碳，质量百分比浓度为10％的氟乙烷，质量百分比浓度为10％的二氟甲烷在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例2：取质量百分比浓度为50％的二氧化碳，质量百分比浓度为30％的氟乙烷，质量百分比浓度为20％的二氟甲烷在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例3：取质量百分比浓度为30％的二氧化碳，质量百分比浓度为60％的氟乙烷，质量百分比浓度为10％的二氟甲烷在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例4：取质量百分比浓度为80％的二氧化碳，质量百分比浓度为10％的氟乙烷，质量百分比浓度为10％的三氟乙烯在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例5：取质量百分比浓度为50％的二氧化碳，质量百分比浓度为20％的氟乙烷，质量百分比浓度为30％的三氟乙烯在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例6：取质量百分比浓度为30％的二氧化碳，质量百分比浓度为60％的氟乙烷，质量百分比浓度为10％的三氟乙烯在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例7：取质量百分比浓度为80％的二氧化碳，质量百分比浓度为10％的氟乙烷，质量百分比浓度为10％的3,3,3-三氟丙烯在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例8：取质量百分比浓度为50％的二氧化碳，质量百分比浓度为20％的氟乙烷，质量百分比浓度为30％的3,3,3-三氟丙烯在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
实例9：取质量百分比浓度为30％的二氧化碳，质量百分比浓度为60％的氟乙烷，质量百分比浓度为10％的3,3,3-三氟丙烯在常温下物理混合，获得一种可应用于跨临界动力循环的混合工质。
表1：本发明各实施例全球变暖潜能值GWP比较
Figure BDA0003261211530000031
Figure BDA0003261211530000041
在本发明提供的三元混合工质应用于跨临界循环运行时，以典型的中高温热源(内燃机排气余热、工业余热)为设计工况：膨胀机进口压力为12MPa，进口温度为200℃，膨胀机等熵效率为0.7，工质泵等熵效率为0.8，工质泵进口为饱和液状态，温度为25℃。
根据循环性能计算结果，部分实施例的循环热效率如表2所示。在相同工况条件下，纯质CO2循环热效率仅为7.15％，本发明各实施例相比于纯质CO2循环热效率相对提升12％～36％。因此，通过上述实施例及相关计算数据可以得知，本发明提供的三元混合工质在满足全球变暖潜能值GWP<150和安全性要求的情况下，循环性能优良。
表2：本发明部分实施例全球变暖潜能值GWP及循环热效率比较
Figure BDA0003261211530000042
Figure BDA0003261211530000051
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做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 (4)

1.一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质，其特征在于：包括有二氧化碳、氟乙烷及第三组分，所述第三组分为二氟甲烷、三氟乙烯及3,3,3-三氟丙烯中的一种，所述二氧化碳、氟乙烷及第三组分的质量百分比浓度之和为100％，其中，所述二氧化碳的质量百分比浓度30％～80％，氟乙烷的质量百分比浓度为10％～60％。
2.根据权利要求1所述的一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质，其特征在于：所述的第三组分为二氟甲烷，所述二氧化碳、氟乙烷及二氟甲烷的质量百分比为30-80％：10-60％：10-20％，各组分的质量百分比之和为100%，全球变暖潜能值小于150。
3.根据权利要求1所述的一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质，其特征在于：所述的第三组分为三氟乙烯，所述二氧化碳、氟乙烷及三氟乙烯的质量百分比为30-80％：10-60％：10-60％，各组分的质量百分比之和为100%，全球变暖潜能值小于150。
4.根据权利要求1所述的一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质，其特征在于：所述的第三组分为3,3,3-三氟丙烯，所述二氧化碳、氟乙烷及3,3,3-三氟丙烯的质量百分比为30-80％：10-60％：10-60％，各组分的质量百分比之和为100%，全球变暖潜能值小于150。
CN202111073209.7A 2021-09-14 2021-09-14 一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质 Active CN113789154B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111073209.7A CN113789154B (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111073209.7A CN113789154B (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113789154A true CN113789154A (zh) 2021-12-14
CN113789154B CN113789154B (zh) 2023-06-27

Family

ID=78880259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111073209.7A Active CN113789154B (zh) 2021-09-14 2021-09-14 一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113789154B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109609103A (zh) * 2018-12-30 2019-04-12 天津大学 一种适用于内燃机余热回收动力循环的三组元混合工质
CN109689831A (zh) * 2016-09-07 2019-04-26 Ａｇｃ株式会社 热循环用工作介质、热循环***用组合物以及热循环***
CN110257014A (zh) * 2019-07-19 2019-09-20 珠海格力电器股份有限公司 一种混合制冷工质
US20200283666A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Weiss Umwelttechnik Gmbh Refrigerant
CN111849420A (zh) * 2020-07-20 2020-10-30 大连理工大学 一种含有一氟乙烷和三氟乙烯的混合型工作介质
US20210155839A1 (en) * 2018-06-05 2021-05-27 Arkema France Compositions based on 1,1,2-trifluoroethylene and carbon dioxide

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109689831A (zh) * 2016-09-07 2019-04-26 Ａｇｃ株式会社 热循环用工作介质、热循环***用组合物以及热循环***
US20190257553A1 (en) * 2016-09-07 2019-08-22 AGC Inc. Working fluid for heat cycle, composition for heat cycle system, and heat cycle system
US20210155839A1 (en) * 2018-06-05 2021-05-27 Arkema France Compositions based on 1,1,2-trifluoroethylene and carbon dioxide
CN109609103A (zh) * 2018-12-30 2019-04-12 天津大学 一种适用于内燃机余热回收动力循环的三组元混合工质
US20200283666A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Weiss Umwelttechnik Gmbh Refrigerant
CN110257014A (zh) * 2019-07-19 2019-09-20 珠海格力电器股份有限公司 一种混合制冷工质
CN111849420A (zh) * 2020-07-20 2020-10-30 大连理工大学 一种含有一氟乙烷和三氟乙烯的混合型工作介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARK O.MCLINDEN;J.STEVEN BROWN;RICCARDO BRIGNOLI;ANDREI F.KAZAKOV;PIOTR A.DOMANSKI;张磊华;: "低GWP值制冷剂的有限选择", 暖通空调, no. 08, pages 47 - 56 *
谢昊源等: "二氧化碳及其混合工质跨临界朗肯循环热力学研究", 中南大学学报, vol. 52, no. 1, pages 160 - 167 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113789154B (zh) 2023-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960000865B1 (ko) 냉각제로 사용하기 위한 할로카본 블렌드
KR20120025504A (ko) 열 펌프 온수기용 하이드로플루오로카본 냉매 조성물
CN103808068A (zh) 一种制冷***
CN112760081A (zh) 一种混合工质及其应用
CN102816555B (zh) 含HFC-227ea的低温有机朗肯循环***混合工质
CN103937458A (zh) 有机朗肯循环混合工质
CN113105869B (zh) 一种热泵混合工质及其应用
CN113789154A (zh) 一种含有二氧化碳及氟乙烷的三元混合工质
CN109609103B (zh) 一种适用于内燃机余热回收动力循环的三组元混合工质
WO2017012167A1 (zh) 适用于内燃机高温排气余热回收的有机朗肯循环混合工质
CN114350321B (zh) 一种节能环保型热泵工质及其应用
CN112409993B (zh) 一种适用于lng冷能利用的安全高效混合工质
CN114479765A (zh) 一种热泵工质的应用
CN111117571B (zh) 一种富含二氧化碳的混合制冷剂及其制备方法与应用
WO2017073912A1 (ko) 신냉매가스 조성물 및 그 제조방법
CN203704422U (zh) 一种制冷装置
CN101235274A (zh) 适用于单级压缩制冷***中的三元近共沸混合制冷剂
CN109749712A (zh) 一种节能环保型非共沸混合制冷剂
CN110257012A (zh) 适于270℃热源的有机朗肯循环五氟丁烷/环己烷工质
CN111057523B (zh) 一种中高温热泵混合工质
CN104927775A (zh) 煤矿地热利用中的高温热泵混合工质
CN107513373A (zh) 一种应用于空调/热泵***中的环保制冷剂
CN1740263A (zh) 臭氧破坏潜能为零的热泵混合工质
CN102093848A (zh) 一种新型高温混合制冷剂
CN1159406C (zh) 一种高温水源热泵的制冷工质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant