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1、(10)申请公布号 CN 102153992 A (43)申请公布日 2011.08.17 CN 102153992 A *CN102153992A* (21)申请号 200810238072.4 (22)申请日 2008.12.08 C09K 5/04(2006.01) (71)申请人 于淑芳 地址 256401 山东省桓台县唐山镇东岳小区 1 号楼 3 单元 301 (72)发明人 于淑芳 (54) 发明名称 一种可直接充灌替代 R22 的制冷剂 (57) 摘要 本发明提供一种应用于家用空调 / 热泵等 系统中直接充灌替代 R22 的制冷剂组合物。该 制冷剂由五氟乙烷 (R125)、 1，。
2、 1， 1， 2- 四氟乙烷 (R134a) 和二甲醚 (DME 或 RE170) 组成 ； 其制备 方法是将上述各组分按其相应的配比在液相下进 行物理混合。本发明完全符合环境保护的要求， ODP值为零， GWP值较低， 热工性能及参数与R22十 分接近， 压力及压缩机排气温度较 R22 低， 替代时 无需改动或更换现有 R22 系统的任何部件及润滑 油， 可实现直接充灌， 且循环性能与 R22 相当或略 高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN 102153993 A1/1 页 2 1. 一种制冷剂组合。
3、物， 其特征在于， 由五氟乙烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和二甲醚组成， 各 组分的质量百分比如下 ： 五氟乙烷 45 52 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 45 52 二甲醚 3 6。 2. 如权利要求 1 所述的制冷剂组合物， 其特征在于， 组分如下， 均为质量百分比 ： 五氟乙烷 46 50， 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 46 50， 二甲醚 3 5。 3. 一种权利要求 1 所述的制冷剂组合物的制备方法， 是将五氟乙烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙 烷和二甲醚按其相应的配比在液相状态下进行物理混合。 权 利 要 求 书 CN 102153992 A CN 10215。
4、3993 A1/4 页 3 一种可直接充灌替代 R22 的制冷剂 技术领域 0001 本发明属于制冷剂领域， 涉及一种制冷剂组合物， 尤其涉及一种应用于家用空调 / 热泵等制冷空调系统中替代 R22 的制冷剂组合物。 背景技术 0002 根据 蒙特利尔议定书 的原本规定， 发达国家将于 2030 年完全停止非原料性质 的 R22 生产和消费， 发展中国家 ( 包括我国 ) 将于 2040 年停止非原料性质的 R22 生产和消 费。但 2007 年 9 月在加拿大蒙特利尔召开的 蒙特利尔议定书 缔约方大会达成的最新决 议中规定， 发达国家将于 2020 年完全停止非原料性质的 R22 生产和消费。
5、， 包括中国在内的 发展中国家， 要在2013年将非原料性质HCFCs(其中约70是R22)的生产和消费量冻结在 2009 年和 2010 年的平均水平上， 2030 年完成全面淘汰。相比原来的淘汰时间表， 整个淘汰 进程大大提前， 而目前国内生产和应用的约 80的家用空调 / 热泵等系统采用 R22 作制冷 剂， 由此可见， R22 的替代形势非常严峻且替代品的研究开发迫在眉睫。 0003 当 前，国 内 外 市 场 上 R22 的 主 要 替 代 品 包 括 R407C(R32/125/134a) 和 R410A(R32/125) 等， 但这些替代品仍不理想， 例如， R407C 的能效较。
6、低， 并且其滑移温度 较大， 制约了其市场应用 ； R410A 与 R22 系统不兼容， 使用 R410A 替代 R22 必须更换新的 压缩机和两器等， 且这两种替代品均无法直接充灌替代 R22， 在替代过程中需要对系统部 件或润滑油等作改动或更换， 大大增加了替代成本。另外， 现有的可直接充灌替代 R22 的 R417A(R125/134a/600)或R422A(R125/134a/600a)等， 在直接充灌替代R22时， 表现出效率 降低、 冷量降低、 或压力增加等缺点， 替代效果并不理想。 0004 现有技术中， 专利申请EP 1184438中公开了由5594的五氟乙烷、 2.535 的。
7、1， 1， 1， 2-四氟乙烷和3.525的二甲醚组成的混合物， 但以此比例组成的混合物在直 接充灌替代 R22 时， 表现出效率降低、 压力过高、 甚至易燃等缺陷， 效果并不理想。在专利申 请 US20060011884 中， 公开了含有至少 75的五氟乙烷、 5 24的 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和 1 4的二甲醚的混合物， 在直接充灌替代 R22 时， 以此比例组成的混合物同前述发明一 样， 表现出效率降低、 压力过高等缺陷， 效果也不理想。 0005 另外， 美国专利申请 US 2008029733 中公开了以五氟乙烷、 四氟乙烷和碳氢化合 物等物质组成的混合物 ； 专利申请 W。
8、O 2007102815 中公开了以五氟乙烷和四氟乙烷组成 的混合物 ； 中国专利文件 CN 91112767.4、 US 649356 和 WO 9211339 公开了以五氟乙烷、 二氟甲烷和四氟乙烷组成的混合物 ； 中国专利文件 CN 91112768.2、 美国 US 412974 和 WO 9105027 公开了以五氟乙烷和二氟甲烷组成的二元混合物 ； 中国专利文件 CN 92110844.3 公开了以二氟甲烷、 1， 1， 1- 三氟乙烷和五氟乙烷组成的混合物 ； 中国专利文件 CN 92112759.6 公开了以二氟甲烷和四氟乙烷组成的混合物 ； 中国专利文件 CN 9310269。
9、8.9 公 开了以二氟甲烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和选自 1， 1- 二氟乙烷、 1， 1， 1- 三氟乙烷、 丙烷等组成 的混合物 ； 中国专利文件 CN 96101957.3 公开了以二氟甲烷、 五氟乙烷和其它氟化物组成 的混合物 ； 中国专利文件 CN 00121159.5 公开了以二氟甲烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和 1， 1， 1， 说 明 书 CN 102153992 A CN 102153993 A2/4 页 4 2， 3， 3， 3- 七氟丙烷组成的三元混合物 ； 中国专利文件 CN 00121158.7 公开了以丙烷、 五氟 乙烷和二氟甲烷组成的三元混合。
10、物 ； 中国专利文件 CN 03116856.6 公开了以氟乙烷、 五氟 乙烷和二氟甲烷组成的三元混合物 ； 中国专利文件 CN 200710068823.8 公开了以二氟甲 烷、 五氟乙烷和三氟甲烷组成的三元混合物 ； 美国US 7276176和US 7258813公开了以五氟 乙烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和异丁烷组成的混合物 ； 美国 US 6846792 公开了以五氟乙烷、 1， 1， 1- 三氟乙烷和丙稀组成的混合物 ； 美国 US 6783691 公开了以二氟甲烷、 五氟乙烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和碳氢化合物组成的混合物 ； 美国 US 5624596 公开。
11、了以二氟甲烷、 五氟乙烷 和碳氢化合物组成的混合物。这些申请中的混合物基本都是为了替代 R22 而研究开发， 但 这些混合物存在或具有高的 GWP 值， 或有较强的可燃性， 或具有较大的滑移温度， 或与 R22 系统不兼容， 或效率较低， 或价格昂贵及替代费用高等等问题。 发明内容 0006 针对现有技术的不足， 本发明提供一种可直接充灌替代 R22 的制冷剂。本发明的 制冷剂用于家用空调 / 热泵等系统中， 既符合环保的要求， 又安全、 可靠、 制冷效率高， 而且 还无需改动或更换现有的系统部件和生产线， 可直接充灌。 0007 本发明的制冷剂组合物， 由五氟乙烷 (R125)、 1， 1，。
12、 1， 2- 四氟乙烷 (R134a) 和二甲 醚 (DME 或 RE170) 组成， 各组分质量百分比如下 ： 0008 五氟乙烷 ： 45 52 0009 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 ： 45 52 0010 二甲醚 ： 3 6 0011 优选的， 本发明的制冷剂组合物， 组分如下， 均为质量百分比 ： 0012 五氟乙烷 46 50， 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 46 50， 二甲醚 3 5。 0013 上述组分中的五氟乙烷 (R125)， 其分子式为 CHF2CF3， 摩尔质量为 120.02， 正常沸 点为 -48.1， 临界温度为 66.02， 临界压力为 3.62MP。
13、a。 0014 上述组分中的 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 (R134a)， 其分子式为 CF3CH2F， 摩尔质量为 102.03， 正常沸点为 -26.07， 临界温度为 101.06， 临界压力为 4.059MPa。 0015 上述组分中的二甲醚 (DME 或 RE170)， 其分子式为 CH3OCH3， 摩尔质量为 46.07， 正 常沸点为 -24.8， 临界温度为 127.2， 临界压力为 5.34MPa。 0016 本发明提供上述制冷剂的制备方法， 将五氟乙烷、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷和二甲醚按 其相应的配比在液相状态下进行物理混合即可。 0017 本发明所述的制冷。
14、剂组合物， 是用于家用空调 / 热泵等系统中直接充灌替代 R22 的制冷剂， 该制冷剂组合物完全符合环境保护的要求， ODP 值为零， GWP 值较低， 热工性能及 参数与 R22 十分接近， 压力及压缩机排气温度较 R22 低， 替代时无需改动或更换现有 R22 系 统的任何部件及润滑油， 可实现直接充灌， 且循环性能与 R22 相当或略高。 0018 本发明有益效果如下 ： 0019 a. 环境性能 0020 表 1 列出了本发明与 R22 的环境性能比较， 可以看出， 本发明的臭氧破坏潜能值 (ODP) 为零， 不会破坏大气臭氧层， 完全满足当前国内外对 R22 的环保替代要求， GWP。
15、 值较 低。 说 明 书 CN 102153992 A CN 102153993 A3/4 页 5 0021 表 1 环境性能比较 0022 0023 b. 热工参数 ： 0024 表 2 给出了本发明与 R22 的热工参数比较， 在 ARI Standard 520 国际标准的空调 工况下， 蒸发器、 冷凝器内制冷剂的压力值及排气温度均较 R22 低， 可实现直接充灌， 且对 压缩机长期运行有益。 0025 表 2 热工参数比较 0026 0027 c. 热工性能 0028 表 3 给出了本发明与 R22 的热工性能比较， 本发明的 COP 值与 R22 相当或略高 ； 单 位容积制冷量与 。
16、R22 相当， 完全可以满足替代 R22 后制冷空调的负荷需求。 0029 表 3 热工性能比较 0030 0031 d. 直接充灌性能 0032 本发明的基本热工参数与 R22 非常接近， 并经符合国际标准规定的材料相容性实 验验证， 本发明与原 R22 系统中的金属材料、 塑性材料和弹性材料等均是相容的， 替换时不 必改造或更换原R22系统的部件和管路 ； 经润滑油相溶性试验验证， 本发明与R22系统使用 的矿物油(MO)相溶， 因而， 本发明可以直接充灌于R22系统中， 无需改动任何管路部件和润 滑油。 0033 综上所述， 本发明的 ODP 值为零， GWP 值较低， 完全符合家用空调。
17、 / 热泵等制冷空 调设备替代R22的环保要求 ； 热工参数及性能与R22非常接近， 无需改动现有R22制冷空调 系统的设备及部件， 而且与矿物油相溶， 可实现直接充灌， 是 R22 的一种理想替代品。 说 明 书 CN 102153992 A CN 102153993 A4/4 页 6 具体实施方式 0034 下面结合实施例对本发明做进一步的说明， 但不限于此。 0035 实施例中各组分的比例均为质量百分比， 其中的五氟乙烷 (R125)， 其分子式 为 CHF2CF3， 摩尔质量为 120.02， 正常沸点为 -48.1， 临界温度为 66.02， 临界压力为 3.62MPa ； 1， 1。
18、， 1， 2- 四氟乙烷 (R134a)， 其分子式为 CF3CH2F， 摩尔质量为 102.03， 正常沸点 为 -26.07， 临界温度为 101.06， 临界压力为 4.059MPa ； 二甲醚 (DME 或 RE170)， 其分 子式为 CH3OCH3， 摩尔质量为 46.07， 正常沸点为 -24.8， 临界温度为 127.2， 临界压力为 5.34MPa。 0036 实施例 1 ： 制冷剂组合物， 组分如下 ： 0037 五氟乙烷 45、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 52、 二甲醚 3。 0038 制备方法 ： 将以上三种组分在液相下进行物理混合后即得制冷剂。 0039 实施。
19、例 2 ： 制冷剂组合物， 组分如下 ： 0040 五氟乙烷 46、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 50、 二甲醚 4。制备方法同实施例 1。 0041 实施例 3 ： 制冷剂组合物， 组分如下 ： 0042 五氟乙烷 46、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 48、 二甲醚 6。制备方法同实施例 1。 0043 实施例 4 ： 制冷剂组合物， 组分如下 ： 0044 五氟乙烷 48、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 47、 二甲醚 5。制备方法同实施例 1。 0045 实施例 5 ： 制冷剂组合物， 组分如下 ： 0046 五氟乙烷 50、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 46、 二。
20、甲醚 4。制备方法同实施例 1。 0047 实施例 6 ： 制冷剂组合物， 组分如下 ： 0048 五氟乙烷 52、 1， 1， 1， 2- 四氟乙烷 45、 二甲醚 3。制备方法同实施例 1。 0049 在 ARI Standard 520 国际标准的空调工况下， 即蒸发温度为 7.2、 冷凝温度为 54.4、 过热温度为 11.1、 过冷温度为 8.3及压缩机效率为 80的工况下， 上述实施例 制冷剂的环境参数、 物性参数及热工性能列于表 4 中。 0050 表 4 制冷剂的环境参数、 物性参数及热工性能 0051 0052 备注 ： * 表示与 R22 的相应比值， 其中 COP 为性能系数。 说 明 书 CN 102153992 A 。