一种环保型制冷剂.pdf

摘要
申请专利号：	CN200410025934.7	申请日：	2004.03.11
公开号：	CN1560174A	公开日：	2005.01.05
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):C09K 5/04申请日:20040311授权公告日:20060208终止日期:20110311\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	C09K5/04	主分类号：	C09K5/04
申请人：	西安交通大学;
发明人：	晏刚; 吴建华; 张海锋
地址：	710049陕西省西安市咸宁路28号
优先权：
专利代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司	代理人：	李郑建
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内容摘要

本发明公开了一种可以长期使用的环保型制冷剂，用于制冷、空调、热泵等设备中替代R22的近共沸混合制冷剂，它除了含有1，1，2，2－四氟乙烷(R134a)外，还含有丙烯(R1270)和丙烷(R290)或单独的丙烯(R1270)。该制冷剂属于近共沸混合制冷剂，与现有替代物相比，其热工性能良好，不破坏臭氧层(ODP＝0)，温室效应(GWP值)较小，并且在高温环境下工作时压缩机的排气温度较R22系统下降了12～20℃，与已有R22系统中使用的矿物油、烷基苯润滑油相溶，不需改动现有设备中的主要部件，可以直接充灌，因而可以长期替代制冷剂R22。

权利要求书

1.一种环保型制冷剂，含有1，1，2，2-四氟乙烷即R134a组分，其特征在
于，还含有丙烯(R1270)和丙烷(R290)的混合物，该制冷剂的配比的重量
百分比为：R134a为15～60％，R1270为2～80％，R290为5～40％。
2.一种环保型制冷剂，含有1，1，2，2-四氟乙烷即R134a组分，还含有丙
烯(R1270)的混合物，其特征在于，该制冷剂的配比的重量百分比为：R134a
为20～40％，R1270为50～80％。

说明书

一种环保型制冷剂

技术领域

本发明涉及到制冷剂，特别涉及到一种用于制冷、空调、热泵等设备中替
代R22的近共沸混合制冷剂。

背景技术

制冷、空调、热泵等设备和低温制冷系统中长期以来一直使用制冷剂R22
和R502，1974年经研究发现它们对大气臭氧层具有破坏作用，并有温室效应。
为此，国际上已决定发展中国家(包括中国)对制冷剂R22从2020年起基本
禁用。

近年来，空调制冷剂R22的替代工作已经取得了很大的进展，R407c、
R410a等制冷剂在空调器中已经应用的比较成熟。但是这些制冷剂也存在一些
问题，例如R410a的工作压力很高；R407c是非共沸制冷剂，泄漏对制冷剂的
性能的影响大；另外，R407c和R410a是HFC类混合物，与原来空调系统中
R22使用的烷基苯和矿物类润滑油的相溶性很差，使系统回油困难，与R407c
和R410a相溶性较好的合成油存在吸湿性强、稳定性差、价格昂贵等缺陷，
应用于HFC系统还会带来“铜镀”、毛细管堵塞等问题。

发明内容

针对上述系统使用替代制冷剂的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一
种用于制冷、空调、热泵等设备中替代R22的近共沸混合制冷剂。

本发明是一种环保型制冷剂，其制冷剂环境性能更好，在高温环境下能保
证系统各部件正常工作，可以长期替代R22的、并且温室效应(GWP值)更低
的制冷剂，具有优良的热工性能和热工参数，使其不需要改动已有制冷系统的
设备和使用的矿物油或烷基苯润滑油，并可以直接充灌。

实现上述目的的技术解决方案是，能够长期替代R22的近共沸混合制冷
剂，包括两种配方的制冷剂，第一种制冷剂由1，1，2，2-四氟乙烷(分子式：
CF₃CH₂F，制冷剂符号：R134a)、丙烷(分子式：CH₃CH₂CH₃，制冷剂符号：R290)
和丙烯(分子式：CH₃CH＝CH₂，制冷剂符号：R1270)组成，其组分含量(重量
百分比)为：R134a为15～60％，R1270为2～80％，R290为5～40％。

第二种环保型制冷剂，是1，1，2，2-四氟乙烷即R134a组分和丙烯(R1270)
的混合物，该制冷剂的配比的重量百分比为：R134a为20～40％，R1270为50～
80％。

本发明提供的制冷剂，其制备方法是将上述各组分的物质按其相应的配比
在液相状态下进行物理混合即可。

上述组分中的R134a，分子量为102.03，标准沸点为-26.16℃，临界温度
为101.1℃，临界压力为4.067MPa；R290的分子量为44.10，标准沸点为-42.09
℃，临界温度为96.70℃，临界压力为4.248MPa；R1270分子量为42.09，标
准沸点为-47.70℃，临界温度为91.80℃，临界压力为4.618MPa。

因此，采用本发明的替代制冷剂，可以降低生产成本并简化生产工艺。

具体实施方式

下面按照本发明的技术方案，并给出非限定性的实施例对本发明作进一步
的说明，将有助于对本发明及其优点的理解，而不作为本发明的限定。

实施例一：将30％的R134a和70％的R1270(重量百分比)在液相下进
行物理混合。

实施例二：将40％的R134a、55％的R1270和5％的R290(重量百分比)
在液相下进行物理混合。

实施例三：将50％的R134a、25％的R1270和25％的R290(重量百分比)
在液相下进行物理混合。

实施例四：将55％的R134a、5％的R1270和40％的R290(重量百分比)
在液相下进行物理混合。

在空调设计工况(蒸发温度t₀＝7.2℃，吸气温度t₁＝35.0℃，冷凝温度t_k＝54.4
℃，过冷温度t_s＝46.1℃)下按照理论循环的性能进行计算，将上述制冷剂实施
例的热工性能列于表1中。

表1实施例中的制冷剂与R22现有的两种替代制冷剂的比较

R22
R410a
R407c
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
ODP
0.05
0
0
0
0
0
0
GWP
1700
1900
1600
392
522
652
716
蒸发压力KPa

滑移温度(℃)
625.4
998.4
650.5
739.7
743.5
750.3
742.9
0
0.101
6.005
0.06
0.027
0.023
0.029
冷凝压力KPa

滑移温度(℃)
2146
3383
2325
2434
2362
2348
2290
0
0.09
4.30
0.08
0.02
0.03
0.11
压力比
3.43
3.39
3.57
3.29
3.18
3.13
3.08
排气温度(℃)
101.9
101.3
92.2
89.1
88.0
84.5
81.5
COP*
1
0.88
0.97
0.94
0.935
0.927
0.929
单位质量冷量*
1
0.98
0.96
1.41
1.29
1.14
1.08
容积制冷量*
1
1.34
1.01
1.003
0.998
0.978
0.956

*均为与R22相对应的比较值。

从上表可以看出：①这四个实施例的环境性能ODP和GWP均比R22要好，
而且其GWP值也比现有的两种替代物R410a和R407c要好；②这四个实施例的
蒸发、冷凝压力与R22相当，压力比低于R22、R407c、R410a，有利于提高
压缩机的效率，具有节能的潜力；③这四个实施例的单位质量制冷量与R22、
R410a和R407c十分接近；④它们的性能系数与原来的R22制冷剂的性能系
数接近；⑤它们的容积制冷量与R22、R407c十分接近，采用该种制冷剂对原
有制冷系统压缩机的改动最小；⑤标准空调工况下，它们的排气温度低于R22
和R410a12～20℃，也低于R407c，这使得采用这种新型混合物制冷剂的制
冷系统可以在更恶劣的工况下正常运行，例如可以在沙漠地区、热带地区的高
温环境下正常运行。此外，由于丙烷和丙烯与现有系统中的矿物油或烷基苯润
滑油相溶，使得该种混合制冷剂也溶于矿物油和烷基苯润滑油。

本发明与现有技术相比，其环境性更好，不破坏臭氧层，可以长期替代
R22，并且温室效应(GWP值)较小，具有优良的热工性能和热工参数，使其
不需要改动已有的R22制冷系统设备和使用的矿物油或烷基苯润滑油，并可
以直接充灌。