CN1151228C

CN1151228C - 一种节能环保型制冷剂

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Publication number: CN1151228C
Application number: CNB00107377XA
Authority: CN
Inventors: 炜宋; 宋炜; 金小明
Original assignee: ZOU GUANGNING
Current assignee: ZOU GUANGNING
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2004-05-26
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: CN1269391A

Abstract

本发明公开一种节能环保型制冷剂，其特征是该制冷剂是在二氟一氯甲烷中混合有下述物质中的一种、两种或三种，这些物质是：丙烯、1，1二氟乙烷、丙烷、乙烯、丁烷、二氧化碳，或者在1，1-二氟乙烷中混合有丙烯及二氟氯乙烷或乙烯，上述各组份按其相应的配比在液态下进行物理混合。本发明具有直接替代性，且节能、环保、无毒，对设备无腐蚀性，安全性高，换装的简便与可靠可以解决空调及冷冻行业所面临的高昂改装费用问题。

Description

一种节能环保型制冷剂

本发明涉及制冷剂，尤指一种节能环保型制冷剂。

在现有的技术中，R22、R12、R502，这些优秀制冷剂广泛应用于中央空调、家用空调、低温冷藏冷冻设备中，其应用日趋完善，工程师们对其性能也日益了解，但其对大气臭氧层的破坏也越来越引起人们的担忧，蒙特利尔协议书对其明确规定了使用期限，限制其ODP值，这使得新型制冷剂的提出变得非常重要，寻找既环保又节能及使用方便的制冷剂对科学家们而言意义重大；我国是世界大国，环保是我们应负和必负的责任，但同时我国又是一个能源缺乏的国家，如何开发出既节能又环保的制冷剂对我国的制冷工程师们是一项重要的使命。中国1991年6月加入了1990年经修订的蒙特利尔议定书。为切实履行国际公约，1993年国务院批准了《中国消耗臭氧层物质的逐步淘汰国家方案》，该方案中规定最迟于2010年淘汰全部CFC；CFC现阶段替代主要有三个方向：即是用HCFC，HFC.还是碳氢化合物，HFC就是氢氟碳物质，其典型代表是HFC-134a。这种物质的ODP为零。HCFC是指氢氯氟碳物质，其典型代表是R22，其ODP等于O.05，亦即等于CFC-11的5％。碳氢化合物的典型代表是异丁烷R600。在CFC替代问题上，以美国杜邦等几大家公司为首的厂商普遍寄希望于HFC制冷剂，尤其是已研究出来的HFC-134a，其在ASHRAE的编号是R134a，但后来研究发现R134a与所要替代的CFC制冷剂比较，耗能要多6～8％，而且R134a对润滑油有特殊的要求，与广泛用于制冷压缩机的矿物润滑油及烷基苯润滑油不相容，这就使得用它来直接替换CFC制冷剂成为不可能，而且这种在设备改动基础上的替代对制冷设备拥有者而言是一项非常昂贵的工程。1997年12月10日结束的有150多个国家参加的于日本东京举行的全球升温会议，将HFC确定为六种温室效应气体之一(其它五种是：二氧化硫、甲烷、一氧化氮、PFC及六氟化硫)。R134a正是属于该范围。碳氢化合物具有易燃易爆性，生产使用储运过程要求较高，并不适合中国国情。

本发明人即是在总结、应用、分析大量的国内外新型制冷剂的基础上研制开发出本发明的节能环保型制冷剂。

本发明的目的是提供一种节能环保型制冷剂，它具有直接替代性，该制冷剂通过国家权威机构一系列严格的认证证明其节能、环保、无毒，对设备不腐蚀性，安全性高，其节能效果可以保证用户在最具经济效益的前提下达到环保要求，其换装的简便与可靠可以解决空调及冷冻行业所面临的高昂改装费用问题。

本发明的目的是这样实现的：本发明是一种近共沸多元混合制冷剂，是为替代R22、R12而专门开发的，它适用于绝大多数的R22、R12的制冷设备及少量的R502的制冷设备。其具体组成包括如下十二种方案：

一种节能环保型制冷剂，其特征是该制冷剂是在二氟一氯甲烷中混合有下述物质中的一种、两种或三种，这些物质是：丙烯、1，1二氟乙烷、丙烷、乙烯、丁烷、二氧化碳，或者在1，1-二氟乙烷中混合有丙烯及二氟氯乙烷或乙烯，上述各组份按其相应的配比在液态下进行物理混合。

本发明的特征还在于该制冷剂含有以重量百分数计1-30％丙烯，4-40％的1，1二氟乙烷，0.1-10％的丙烷，20-96％的二氟一氯甲烷。

该制冷剂含有以重量百分数计5-20％的丙烯，0-10％的乙烯，70-95％的二氟一氯甲烷。

该制冷剂含有以重量百分数计2-50％的丙烯，50-98％的二氟一氯甲烷。

该制冷剂含有以重量百分数计1-10％的乙烯，90-99％的二氟一氯甲烷。

该制冷剂含有以重量百分数计3-20％的丙烯，40-95％的二氟一氯甲烷，2-20％的二氧化碳。

该制冷剂含有以重量百分数计8-20％的1，1-二氟乙烷，40-92％的二氟一氯甲烷，0-20％的二氧化碳。

该制冷剂含有以重量百分数计0-30％的丙烯，5-40％的1，1-二氟乙烷，0-40％的二氟氯乙烷，5-95％的二氟一氯甲烷。

该制冷剂含有以重量百分数计3-30％的丙烯，2-40％的二氟氯乙烷，30-95％的二氟一氯甲烷。

该制冷剂含有以重量百分数计20-30％的丙烯，20-50％的1，1-二氟乙烷，1-60％的二氟氯乙烷。

该制冷剂含有以重量百分数计20-40％的丙烯，50-80％的1，1-二氟乙烷，1-30％的二氟氯乙烷。

该制冷剂含有以重量百分数计20-50％的丙烯，50-80％的1，1-二氟乙烷，0-10％的乙烯。

本发明中的丙烷(R290)，分子式CH₃CH₂CH₃，标准大气压下沸点-42.12℃，临界温度：96.8℃，临界压力4.25MP，相对密度(空气)1.56；

1，1-二氟乙烷(R152a)，分子式CHF₂-CH₃，标准大气压下沸点-25.0℃，临界温度：113.5℃，临界压力4.5MP，相对密度(空气)2.28；

丙烯(R1270)，分子式C₃H₆，标准大气压下沸点-47.6℃，临界温度：91.1℃，临界压力4.62MP，相对密度(空气)1.48；

二氟一氯甲烷(R22)，分子式CHClF₂，标准大气压下沸点-40.8℃，临界温度：96.0℃，临界压力4.92MP；

二氟氯乙烷(R142b)，分子式CH₃CClF₂，标准大气压下沸点-9.25℃，临界温度：136.45℃，临界压力4.116MP；

乙烯(R1150)，分子式CH₂CH₂，标准大气压下沸点-103.08℃，临界温度：9.33℃，临界压5.04MP；

二氧化碳，分子式CO₂，标准大气压下沸点-78.5℃，临界温度：31℃，临界压力7.39MP；

本发明的制冷剂，其制备方法就是将上述的各组份按其相应的配比在液态下进行物理混合灌装即可。

下面以两个具体实验例说明来本发明的节能效果。

例一：本发明制冷剂R300a(由70％二氟一氯甲烷、20％二氟乙烷、9％丙烯、1％丙烷组成)，在台湾大电力测试中心对日本SANYO急速冷冻箱(原用制冷剂R502)依据大冷试字第SC850001号显示，在同等的环境温度35℃下，在热平衡实验室中，使用二种不同的工质，机组运行一天，测试耗电量情况，使用原工质R502时耗电量为18.22度/天，使用本发明工质R300a后耗电量为15.9度，日节电率12.7％。

例二：在上海石化总厂对武汉冷冻机厂产LSLCF34冷水机组进行换装，本发明制冷剂后与原用工质R22进行对比测试时反映如下：

1、测试过程

①运行使用R22的机组并读取基础数据

②抽空系统

③将新工质注放系统

④进行调整(膨胀阀)

⑤运行新工质并读取数据，作为比较

2、说明：

测试在水流量一定的情况下进行，流量认定由用户所配备的水表认定。

3、数据记录

制冷剂种类	R22(原用工质)	本发明(新工质)
制冷剂种类	R22(原用工质)	本发明(新工质)	测试时间	3小时	3小时
环境温度	18.9℃	18.8℃	测试时间	3小时	3小时
环境温度	18.9℃	18.8℃	压缩机吸气温度	5.9℃	5.0℃
蒸发器回水温度	6.5℃	5.2℃	压缩机吸气温度	5.9℃	5.0℃
蒸发器回水温度	6.5℃	5.2℃	蒸发器出水温度	9.5℃	8.9℃
电机功率(单相)	26.0kw	26.4kw	蒸发器出水温度	9.5℃	8.9℃

(注：上述本发明的新工质为：75％二氟一氯甲烷、15％二氟乙烷-9％丙烯、1％丙烷。)

制冷量增加值：

制冷量Q＝((水的定压比热)×M(循环水量)×ΔT(蒸发器的进出口水温差)

能效比提高值(节能)

能效比Cop＝Q/W＝制冷量/电机功率

＝21.5％

综上所述，本发明的节能环保型制冷剂与现有的R12、R22、R502相比具有如下特点：

1.环境方面——不含CFC。ODP(臭氧层破坏系数)、GWP(全球变暖潜能值)均低于中国国家环保局、美国国家环保局规定的标准。

2.健康，安全方面——无毒。

3.兼容性方面——与现有的R12、R22、R502制冷剂性质非常接近，方案一到八无需改变原来的润滑油，压缩机无需重新设计，无需改变原有制冷设备。

4.化学稳定性与热稳定性方面——好，使用时与材料的相容性好，在使用过程中未发现有腐蚀金属现象，不与润滑油及其他化合物发生任何反应，与润滑油有良好的亲和性，蒸汽的绝缘性好。

5.节能指标方面——能效比达到或超过原来的指标，本发明制冷剂应用于使用R22制冷剂的中央空调等制冷设备时，其能效比指标明显高于原有的R22制冷剂(5～28％)，即在消耗功率相同的情况下，使用本发明制冷剂的中央空调等制冷设备其制冷量明显提高；该制冷剂在各种空调工况下对比R22均有明显的节能效果。

6.产品质量方面——产品质量标准高于国家规定标准。

7.换装过程方面——制冷剂换装过程非常简单，阅读说明即可操作。

以下再举几个实施例进一步说明。

<实施例一>

以重量百分比计，10％丙烯、10％二氟乙烷、1％丙烷、79％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例二>

以重量百分比计，15％丙烯、1％乙烯、84％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例三>

以重量百分比计，28％丙烯、72％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例四>

以重量百分比计，3％二氧化碳、17％二氟乙烷、80％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例五>

以重量百分比计，15％丙烯、5％二氧化碳、80％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例六>

以重量百分比计，8％二氟乙烷、5％二氧化碳、87％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例七>

以重量百分比计，15％丙烯、30％二氟乙烷、15％二氟氯乙烷、40％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例八>

以重量百分比计，25％丙烯、35％二氟乙烷、40％二氟一氯甲烷均匀混合。

<实施例九>

以重量百分比计，25％丙烯、35％二氟乙烷、40％二氟氯乙烷均匀混合。

<实施例十>

以重量百分比计，20％丙烯、60％二氟乙烷、20％二氟氯乙烷均匀混合。

<实施例十一>

以重量百分比计，35％丙烯、60％二氟乙烷、5％乙烷均匀混合。

<实施例十二>

以重量百分比计，10％丙烯、10％二氟乙烷、0.1％丙烷、79.9％二氟氯乙烷均匀混合。

<实施例十三>

以重量百分比计，45％丙烯、55％二氟乙烷均匀混合。

将上述十三个实施例中所制得的制冷剂在HR-30活塞冷水机组中测试数据列于后附的《表一》中，比较例为现有的R22制冷剂。

由《表一》可以看出，应用本发明的混合制冷剂后，在R22系统应用范围内，制冷量均有不同程度的提高，能效比均有不同程度的提高，说明本发明可取得很好的节能效果，又由于本发明制冷剂中二氟一氯甲烷用量减少或者根本无二氟一氯甲烷，故对臭氧层的破坏性亦降低，可称为节能环保制冷剂。

<实施例十四>

以重量百分比计，2％丙烯、35％二氟乙烷、1％丙烷、62％二氟一氯甲烷均匀混合制成本发明的制冷剂，在BJS-1000冷冻箱的设计工况下，测定上述制冷剂的热工性能，所测定的结果列于表二。

表二

由表二可以看出，应用本发明的制冷剂后，冷冻箱耗电量降低，该制冷剂具有节能效果。热工性能与R12十分接近，无须改变原有R12制冷系统的设计。润滑油无须改变，具有直接灌注的特点。在环保方面，对大气破坏系数是R12的3％，破坏系数大大降低。

表一

Claims

1、一种节能环保型制冷剂，其特征在于，该制冷剂含有以重量百分数计9％丙烯，20％的1，1二氟乙烷，1％的丙烷，70％的二氟一氯甲烷。

2、如权利要求1所述的节能环保型制冷剂，其特征在于，该制冷剂含有以重量百分数计9％丙烯，15％的1，1二氟乙烷，1％的丙烷，75％的二氟一氯甲烷。