[发明专利]一种混合制冷剂

说明书

技术领域

本发明属于制冷剂领域，具体涉及混合制冷剂，特别涉及一种高效的适用于中低温区(-120℃——-70℃)的可用于替代传统制冷工质的混合制冷剂。

背景技术

随着经济的发展和科学技术的进步，低温环境特别是-120℃——-70℃的低温人工环境在众多行业已成为必不可少的措施，其应用覆盖了航空航天工业模拟环境试验；电气、电子产品的低温可靠性试验；医疗、制药及生物领域的样品储存和运输；化学产品的生产和提纯；远洋渔业的深冷保鲜等领域。

传统的单级压缩压缩制冷循环系统的最低有效制冷温度最低只能达到-40℃左右，为了解决-40℃以下温区的制冷问题，目前常用的循环制冷方法有：两级压缩制冷循环；复叠式制冷循环；多元混合工质节流制冷。其中，两级压缩循环制冷采用两个压缩机，降低了单个压缩机的压比，但是由于仍是单一制冷剂，会受到蒸发压力、制冷剂临界温度和凝固点的限制；复叠式制冷循环获取低温的范围会低一些，现在普冷领域(环境温度到-153℃的温度范围)也多采用这种方式，但是复叠式制冷循环系统复杂，效率不高并且可靠性很低，这也制约了其进一步发展。

目前，多元混合工质节流制冷技术是国际制冷学界研究的热点。由于该领域传统采用的氟氯烃工质(CFC)中氯原子对于臭氧层的破坏，需要采用新型工质替代，其中采用几种现有或者新型的单一工质所构成的多元混合工质是一种优选的解决方案。我国专利CN101307223B、CN101270275B和CN101275067B中对多元混合工质制冷剂有所报道。其中，专利CN101307223B涉及的主要温区约为-30℃及以上，专利CN101270275B和CN101275067B涉及的则是-40℃左右温区。而根据相关研究表明，一个固定成分的多元混合工质其有效运行温度范围是较窄的，一般在5-15K左右，超出这个范围则效率急剧下降。因此，相应的混合制冷剂不能高效地运行于更低的温区。此外，专利CN1189532C中提出了一种有效作用温区在150-200K(约-73℃至-123℃)的多元混合工质节流制冷剂，但其包含了5组物质(共包含近30种物质)，成分过于复杂，制约了其进一步的应用发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的适用于中低温区(-120℃——-70℃)的多元混合工质制冷剂。与现有技术相比，本发明提出的混合工质适用温区更低，且成分简单，适于工业大规模推广应用。本发明的目的还在于提供一种制备所述混合制冷剂的方法，以及提供一种所述混合制冷剂的用途。

针对上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种混合制冷剂，所述制冷剂为由1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、氮气组成的混合物；所述的混合制冷剂中各成分的摩尔百分比浓度之和为100％，其中，所述1,1,1,2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为10％-20％，1,1-二氟乙烷的摩尔百分比浓度为10％-20％，六氟乙烷的摩尔百分比浓度为30％-40％，四氟甲烷的百分比浓度为25％-35％，氮气的摩尔百分比浓度为2％-10％。

优选地，所述1,1,1,2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为12％-18％，1,1-二氟乙烷的摩尔百分比浓度为13％-17％，六氟乙烷的摩尔百分比浓度为33％-38％，四氟甲烷的百分比浓度为27％-34％，氮气的摩尔百分比浓度为3％-7％。

优选地，所述1,1,1,2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为14％-16％，1,1-二氟乙烷的摩尔百分比浓度为13％-15％，六氟乙烷的摩尔百分比浓度为33％-36％，四氟甲烷的百分比浓度为29％-31％，氮气的摩尔百分比浓度为4％-6％。

优选地，所述1,1,1,2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为15％，1,1-二氟乙烷的摩尔百分比浓度为15％，六氟乙烷的摩尔百分比浓度为35％，四氟甲烷的百分比浓度为30％，氮气的摩尔百分比浓度为5％。

优选地，所述地混合制冷剂中各组分是经物理混合而制成的。

如上所述，所述包括1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、六氟乙烷、四氟甲烷、氮气的混合制冷剂存在优化浓度配比：混合制冷剂中各成分的摩尔百分比浓度之和为100％，所述1,1,1,2-四氟乙烷的摩尔百分比浓度为12％-18％，所述1,1-二氟乙烷的摩尔百分比浓度为13％-17％，所述六氟乙烷的摩尔百分比浓度为33％-38％，所述四氟甲烷的百分比浓度为27％-34％，所述氮气的摩尔百分比浓度为3％-7％。