[发明专利]一种供热热泵三元混合工质

说明书

本发明公开了一种低温室效应潜能（GWP）值、高效能热泵混合工质，由三氟碘甲烷（CF₃I），二甲醚（DME）和丙烯（R1270）组成，其所占质量百分比为：三氟碘甲烷（CF₃I）：90%~96%；二甲醚（DME）+丙烯（R1270）：4%~10%。该混合工质的臭氧破坏潜能（ODP）为0，GWP值小于20，环保性能优异，且单位容积制热量和供热系数较大，具有热力学效率高和节能环保等优点。

技术领域

本发明涉及一种供热热泵三元混合工质，具体涉及一种25-50℃的低温热源、可以提供70-80℃供热温度的热泵系统的三元环保节能型混合工质，属于分布式供能系统中蒸汽压缩式热泵系统领域。

背景技术

分布式供能系统主要采用清洁能源，如天然气、太阳能、风能、地热能等，通过将各种能源耦合在一起，并利用能的梯级利用原理，提高供能的效率并降低污染和排放。分布式能源系统主要应用于偏远的小城镇、大型的商业综合体和大型的工业园区。近些年来，随着我国制造产业升级，供应链的构建往往集中在大型的工业产业园区和孵化基地。由于相关产业往往具有相类似的用能需求，尤其是高品位的能源需求，因此也推动了分布式供能系统的发展。分布式供能系统可以为相关产业提供电能、热能、冷能、蒸汽等不同种类和品质的能源形式，可以大大降低工业园区各个企业的初投资和运行成本。

作为分布式供能系统中的需求最大的热能的供应效率，往往也对整个分布式供能系统的能源利用率有着重要的影响。工业上一般采用吸收型热泵供热，尤其是大型的供热系统，由于该种供能方式具有较大的供热能力且利用热能驱动，因此被认为是节能和环保的。但吸收式热泵往往需要利用较高品质的蒸汽去驱动，一方面加重了热电耦合问题，另一方面往往也导致能源利用效率降低。蒸汽压缩式热泵供能系统是利用电能驱动，应用更为灵活，同时采用高效环保型工质可以大大提高余热利用水平，降低供能系统的复杂性和提高供能效率。

对于蒸汽压缩式热泵供能系统，工质的热力学性能对于热泵系统的能量转化效率起着关键作用。考虑到一般商业或居民用热源温度在70-80℃左右，因此热泵工质的临界温度不能低于90℃，以防止较大的节流和换热损失。现有的热泵工质如R134a、R161等及其混合物，往往存在温室效应潜能GWP偏大、相变滑移温度较大、效率偏低，尤其是可燃性问题限制了工质在系统中的充灌量，阻碍了其应用于大型压缩式热泵系统。因此，需要开发具有较高制热系数以及具有更加环保和安全性能的热泵工质显得尤为紧迫。

发明内容

本发明旨在提供一种供热热泵三元混合工质，用于热泵系统中提供70-80℃热源，该种工质具有较低的GWP，较高的供热系数，较大的单位容积制热量，适用于大容量离心式压缩机的压比，以及较小的相比滑移温度，同时由于采用了常用工质作为主元，因此是一种低替代成本的热泵混合工质。

本发明提供了一种供热热泵三元混合工质，包括下列质量百分比的原料：

三氟碘甲烷（CF₃I）：90% ~ 96%；

二甲醚（DME）+丙烯（R1270）：4% ~10%；其中二甲醚（DME）的含量为1%~9%，丙烯（R1270）的含量为1%~9%；

以上各组元的质量百分比和为100%。

上述的混合工质，各项性能最优的质量百分比的原料：

三氟碘甲烷（CF₃I）：90%；

二甲醚（DME）：5%；

丙烯（R1270）：5%；

以上各组元的质量百分比和为100%。

所得混合工质的臭氧破坏潜能为0，温室效应潜能值小于20。