[发明专利]一种分布式能源系统中供热热泵三元混合工质

说明书

本发明公开了一种低GWP（温室效应潜能）值、高效能分布式能源系统中供热热泵三元混合工质，由三氟碘甲烷（CF₃I），丙烷（R290）和丙烯（R1270）组成，其所占质量百分比为：三氟碘甲烷（CF₃I）：90%~96%；丙烷（R290）+丙烯（R1270）：4%~10%；其中丙烷的质量百分比为1%~9%，丙烯的质量百分比为1%~9%。该混合制冷剂的ODP（臭氧破坏潜能）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

本发明涉及一种分布式供能系统中蒸汽压缩式热泵系统中的工质，具体涉及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。

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并提高供能效率。

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环保、安全的热泵工质显得尤为紧迫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合工质，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制冷剂作为主元，因此是一种低替代成本的热泵混合工质。

本发明提供了一种分布式能源系统中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%；

丙烷R290+丙烯R1270：4% ~10%；其中丙烷的质量百分比为1% ~ 9%，丙烯的质量百分比为1% ~ 9%；

其中各组元质量百分比和为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。

上述的混合工质，包括下列质量百分比的原料：

三氟碘甲烷CF₃I：92%；

丙烷R290：2%；

丙烯R1270：6%；

其中各组元质量百分比和为100%。