[发明专利]高效环保型制冷剂

说明书

本发明属于制冷空调、热泵中的制冷剂。

随着HCFC_s(氯氟碳化合物)限用日期的目趋临近，制冷剂的替代热点已由R12逐渐转移到R22上来。目前R22的替代研究正在全球范围内展开，美国制冷与空调学会(ARI)在1992年1月成立了用来评估R502及R22替代研究的AREP/TC项目。日本空调与工业协会也于同年3月成立了相应的AREP/TC项目^[1，2]。并相继推出了一批候选工质，如英国ICI公司的KLEA66、美国杜邦公司的Suva Ac9000等。英国ICI公司对不同组分的R32/134a二元混合物和R32/125/134a三元混合物进行了小型制冷机的充灌替代试验，并采用R32/134a(30/70，25/75)，R32/125/134a(30/10//60，23/25/52)对乙二醇—水系统进行容量、COP(性能系数)和排气温度的测试^[3]。

国内对R22的替代工作已进行了一些理论研究，广东威力空调器厂与西安建筑科技大学合作采用R32/134a替代R22进行了家用空调器的应用开发和研究。

随着ODS(臭氧破坏物质)禁用期的不断更改，R22替代工作正在全球范围内加快进程。目前已研究的R22替代工质主要为R32/125/134a物系以及R290等，所进行的循环特性分析多局限于标准工况。为了在替代工质的ODP(ozone depletion potential)(臭氧层破坏势)值为零的前提下更有效地降低其GWP(global warming potential)(温室效应)值，拓宽R22替代物的范围，同时使新工质具有良好的变工况性能，应该通过热力学及变工况性能研究寻找R22新的替代工质。

由于氟利昂在大气中浓度增加的另一个副作用是“温室效应”，所以作为R22替代工质，不仅要求其ODP值为零，而且要求其有更低的GWP值，更高的能效比，目前，所提出的替代工质均大量含有GWP值较高的R134a，造成替代工质具有较强的温室效应。因此有必要寻找新的更合理的替代方案。

本发明的目的是提供一种新型的高效环保型制冷剂(文中简称新工质)。

本发明的技术理论及方案如下：

附图1为：新工质相对压力比随蒸发温度的变化；

附图2为：新工质相对容积制冷量随蒸发温度的变化；

附图3为：新工质相对能效比随蒸发温度的变化；

附图4为：新工质在换热器中的温度分布。

表1为：替代工质按国家标准测试的试验结果。

高效环保型制冷剂由三元混合物组成，即二氟甲烷(R32)、五氟乙烷(R125)、二氟乙烷(R152a)(其分子式分别为CH₂F₂、C₂HF₅、C₂H₄F₂)，其中的质量百分配比为：R32，10～18％，R125，34～50％，152a，40～48％。采用替代工质组元及配比的优选方法，用CSD方程(目前较为普遍应用的状态方程)对R22的各种二元、三元替代工质(7种)进行优选，其中R132/125/152a在其中配比下的性能最为理想。其中包括单位容积制泠量、冷凝压力、能效比、蒸发相变温差等。

运行工况的变化对设备的冷量输出及用能效率均有影响。不同工质的设备冷量输出的相对大小由理论单位容积制冷量与容积效率的乘积所代表，我们称其为实际单位容积制冷量。

理想的R22替代工质，应该在整个原以R22为工质的常用低温制冷和空调工况范围内，实际容积制冷量与R22很相近，能效比保持不低于R22，这种工质具有替代R22的普遍意义。实际上对某一浓度的工质较难同时满足各种工况，按照标准工况选择的工质浓度，需要根据具体的设备和经常运行的工况作进一步的修正，以使替代工质的变工况性能与R22相一致，并能发挥其变工况特性的潜力。