[发明专利]一种适用于－105℃～－125℃制冷温区的混合制冷剂

说明书

技术领域

本发明属于制冷系统领域，涉及一种制冷剂，特别涉及一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂。

背景技术

在现代制冷技术中，通过两级复叠制冷来实现-70℃～-95℃的低温，但要实现在-100℃～-130℃区间制冷温度，则需要通过三级复叠制冷方式。三级复叠的基本原理是利用一个高温级制冷系统，其蒸发器用来冷却中温级制冷系统的冷凝器，以实现中温级的冷凝压力达到合理的水平(1.0～1.5MPa)，从而获得较低的制冷温度。同样，中温级其蒸发器用来冷却低温级制冷系统的冷凝器，以实现低温级的冷凝压力达到合理的水平(1.0～1.5MPa)。其中每一级均是一个独立的制冷循环。通常第一级高温级一般采用四氟乙烷、二氟一氯甲烷、丙烷等制冷剂，一个标准大气压下其蒸发温度在-25～-45℃之间。第二级中温级通常采用三氟甲烷、乙烷等一个标准大气压下蒸发温度在-78℃～-90℃之间的制冷剂，第三级低温级采用四氟化碳(R14)，一个标准大气压下蒸发温度为-128℃的制冷剂。

如果在第三级低温级只使用四氟化碳R14一种物质，制冷系统则很难实现正常的制冷循环。主要是因为在低温状态下R14与压缩机油并不能很好的相溶，从而导致毛细管、膨胀阀因为压缩机油低温下凝固而堵塞，整个制冷循环无法实现。要想通过油分离器来实现系统完全无油是不现实的。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂，由四氟化碳(R14)和乙烷(R170)、乙烯(R1150)中的一种或两种在常温下进行物理混合，就可得到相应的混合工质。使用该制冷剂的冷凝系统温度达到-105℃～-125℃，并且在低温下与润滑油具有良好的互溶性，而且ODP为零，在保证用户经济效益的前提下达到了环保要求。

本发明一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂，该制冷剂在四氟化碳中混合有乙烷、乙烯中的一种或两种，这些组份按其相应的配比在常温下进行物理混合，即可得该低温混合制冷剂。

该制冷剂含有按摩尔浓度计5％～60％的乙烯，5％～60％的乙烷，40％～90％的四氟化碳。

该制冷剂含有按摩尔浓度计10％～60％的乙烯，40％～90％的四氟化碳。

该制冷剂含有按摩尔浓度计10％～60％的乙烷，40％～90％的四氟化碳。

本发明一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂，具有下述优点：

1、符合环保要求：本发明的超低温混合制冷剂的ODP(臭氧破坏系数)等于0，GWP较低，符合相关环保标准中保护臭氧层，减少温室效应的要求。

2、低温下流动性好：乙烷、乙烯两者都与矿物基润滑油有良好的互溶性，与四氟化碳按比例混合后，低温下流过毛细管、膨胀阀节流装置不会出现油凝固及蜡堵现象。

3、由于乙烷、乙烯和四氟化碳的标准沸点温度的特点，制冷剂完全适合温度在-105℃～-125℃之间的三级复叠制冷系统的第三级低温级中使用。

附图说明

图1为应用本发明一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂的装置图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂，由各组份按其相应的配比在气态下进行物理罐装制成。如图1所示，本发明一种适用于-105℃～-125℃制冷温区的混合制冷剂的装置采用三级复叠式制冷方式，适用于其中的第三级低温级。其中三台压缩机的压缩比均为12以下。高温级采用泰康CAJ2464L功率1.5P压缩机，二氟一氯甲烷为制冷剂，其蒸发温度为-40.8℃；中温级采用泰康CAJ2446L功率1P压缩机，R508B为制冷剂，其蒸发温度为-87.4℃；低温级采用DANFOSS SC21B功率3/4P压缩机，制冷剂为本发明所述制冷剂；负载为直径350毫米深700毫米的不锈钢桶，桶的外围盘直径10毫米的紫铜管，间距30毫米，桶外保温层100毫米。

其中，各组份的基本参数如表1所示：

              表1四氟化碳、乙烷、乙烯的基本参数

运行两个小时后，桶内温度达到稳定，第三级低温级制冷剂冷凝后的温度为-85℃，第三级低温级的回气压力为一个标准大气压，测得第三级低温级冷凝压力及蒸发温度。

实施案例1：取60mol％乙烷、40mol％四氟化碳，在常温下物理均匀混合后作为制冷剂。其冷凝压力为0.95Mpa，蒸发温度为-105.2℃。