一种含有二氟乙烷（HFC－152A）的中高温热泵混合工质.pdf

一种含有HFC－152a的中高温热泵混合工质，适合作为冷凝温度为60－120℃的中高温热泵系统的制冷剂。该组混合工质由HFC－152a和HFC－236fa 2种物质按不同的质量比例组成的二元元混合物。其制备方法是，将上述各种组元按指定的配比在常温下进行物理混合，得到相应的混合工质。本发明工质不破坏臭氧层，符合环保要求；热工参数适宜，循环性能优良，既可采用HCFC22空调压缩机优化设计新工质中高温热泵系统，又可将新工质直接应用于原HCFC22空调机组，将原空调机组转换为新工质中高温热泵机组。

1.  一种含有HFC-152a的中高温热泵混合工质，其特征在于工质由HFC-152a(1，1-二氟乙烷)和HFC-236fa(1，1，1，3，3，3，-六氟丙烷)组成。

2.  按照权利要求1所述的中高温热泵混合工质，其特征在于所述工质HFC-152a/HFC-236fa的具体配比(质量百分数)为：5-30/70-95％。

一种含有二氟乙烷(HFC-152a)的中高温热泵混合工质
                        技术领域
本发明属于热泵或制冷、空调系统中的制冷剂，尤其适合作为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统中的制冷工质。
                        背景技术
热泵技术以消耗一部分高品位能(例如电能)为代价，通过热力循环，将不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、地表水或浅层地下水中蕴含的热能，以及地热能、太阳能、工业余热等)的品位提升到可资利用的水平；系统的能效比(或性能系数--COP)一般高于3。为满足工业部门对较高供热温度的要求，热泵技术正向中高温(冷凝温度为80-100℃)、高温(冷凝温度高于100℃)热泵方向发展。制约中高温热泵技术发展的关键问题之一，就是缺乏适合的循环工质。以往曾用作中高温热泵系统工质的物质，有CFC11、CFC12、CFC114等。它们均为CFC类物质，其臭氧层破坏势(ODP)及温室效应势(GWP)都很大，发达国家已于1996年禁用，发展中国家也将于2010年禁用。目前应用较多的空调-热泵系统，所用工质主要是HCFC22或其替代物R407C、R410A等，系统能够提供的热水最高温度为50-55℃(再高将不仅循环性能恶化，还将因突破系统的压力和排温上限而造成事故)，无法提供更高温度水平的热能。开发环境友好、热力性能优良的新型工质，对中高温热泵技术的发展至关重要。
本发明提供的混合工质，是为冷凝温度为60-120℃的中高温热泵系统应用而研制的，也可用作离心式制冷、空调机组的工质。
                        发明内容
本发明的目的是提供一种适于中高温热泵机组应用的新工质，使其环境特性和循环性能俱佳。
本发明内容介绍及实施例：一种含有二氟乙烷(HFC-152a)的中高温热泵混合工质，由HFC-152a(1，1-二氟乙烷)和HFC-236fa(1，1，1，3，3，3，-六氟丙烷)2种组元物质组成。各组元物质的基本参数如表1所示。其特征在于所述工质HFC-152a/HFC-236fa的具体配比(质量百分数)为：5-30/70-95％。
本发明所述混合工质地制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。
本发明具有以下优点及有益效果：
(1)环境性能：本发明的ODP等于零，环境特性优良，符合保护臭氧层的要求。(2)热工参数：在中高温热泵设计工况(如蒸发温度40℃、冷凝温度90℃、过冷温度5℃、过热温度适度)下的蒸发压力在600.0kPa左右、冷凝压力在2000.0kPa左右、压缩比在3.50左右、排气温度在100℃左右。对照HCFC22在空调标准工况(蒸发温度7.2℃、冷凝温度54.4℃、过冷温度27.8℃、过热温度8.3℃)下的热工参数(蒸发压力为626.6kPa、冷凝压力为2158.2kPa、压缩比为3.44、排气温度为111.0℃)可见，在中高温热泵设计工况下，蒸发压力和冷凝压力均与HCFC22在空调工况下的相近，无需为本发明工质另行专门设计压缩机，中高温热泵系统设计中可采用HCFC22的空调压缩机。(3)循环性能：本发明在上述设计工况下的供热COP为4.4左右、单位质量供热量在110kJ/kg以上、单位容积供热量在3500kJ/m3左右，循环性能优良。
可将本发明工质直接灌注于现有HCFC22空调机组(有些工质要求更换润滑油)，将其转化为新工质的中高温热泵机组，且能够保证循环能效和机组主要硬件匹配度。
                    表1  中高温热泵混合工质中所含组元的基本参数
                       T_b：正常沸点，T_c：临界温度，P_c：临界压力
                                                        T_b      T_c       P_c
组元       名称                分子式         分子量                                ODP   GWP
                                                        ℃       ℃        MPa
HFC152a    1.1-                CHF₂CH₃     66.05     -24.15   113.29    4.520    0     150
           二氟乙烷
HFC236fa   1，1，1，3，3，3-   CF₃CH₂CF₃  152.01    -1.11    130.60    3.177    0     6300
           六氟丙烷
具体实施方式
实施例1：取22.5^mass％HFC-152a和77.5^mass％HFC-236fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
若热泵系统的设计工况取为：平均蒸发温度为40℃，平均冷凝温度为90℃，吸气过热温度为5℃(对有些工质，为保证避免湿压缩，取排气过热度为5℃)，过冷温度为5℃，压缩过程定熵效率为85％，根据循环计算，上述1个实施例的有关参数和循环性能指标如表2所示。
    表2  本发明实施例性能