專利名稱：：一種可直接充灌替代r22的制冷劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于制冷劑領(lǐng)域，涉及一種制冷劑組合物，尤其涉及一種應(yīng)用于家用空調(diào)/熱泵等制冷空調(diào)系統(tǒng)中替代R22的制冷劑組合物。技術(shù)背景根據(jù)《蒙特利爾議定書》的原本規(guī)定，發(fā)達(dá)國家將于2030年完全停止非原料性質(zhì)的R22生產(chǎn)和消費，發(fā)展中國家(包括我國)將于2040年停止非原料性質(zhì)的R22生產(chǎn)和消費。但2007年9月在加拿大蒙特利爾召開的《蒙特利爾議定書》締約方大會達(dá)成的最新決議中規(guī)定，發(fā)達(dá)國家將于2020年完全停止非原料性質(zhì)的R22生產(chǎn)和消費，包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家，要在2013年將非原料性質(zhì)HCFCs(其中約70%是R22)的生產(chǎn)和消費量凍結(jié)在2009年和2010年的平均水平上，2030年完成全面淘汰。相比原來的淘汰時間表，整個淘汰進(jìn)程大大提前，而目前國內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用的約80。/。的家用空調(diào)/熱泵等系統(tǒng)采用R22作制冷劑，由此可見，R22的替代形勢非常嚴(yán)峻且替代品的研究開發(fā)迫在眉睫。當(dāng)前，國內(nèi)外市場上R22的主要替代品包括R407C(R32/125/134a)和R410A(R32/125)等，但這些替代品仍不理想，例如，R407C的能效較低，并且其滑移溫度較大，制約了其市場應(yīng)用；R410A與R22系統(tǒng)不兼容，使用R410A替代R22必須更換新的壓縮機和兩器等，且這兩種替代品均無法直接充灌替代R22，在替代過程中需要對系統(tǒng)部件或潤滑油等作改動或更換，大大增加了替代成本。另外，現(xiàn)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時，表現(xiàn)出效率降低、冷量降低、或壓力增加等缺點，替代效果并不理想?，F(xiàn)有技術(shù)中，專利申請EP1184438中公開了由55~94%的五氟乙垸、2.5~35%的1,1,1,2-四氟乙烷和3.5~25%的二甲醚組成的混合物，但以此比例組成的混合物在直接充灌替代R22時，表現(xiàn)出效率降低、壓力過高、甚至易燃等缺陷，效果并不理想。在專利申請US20060011884中，公開了含有至少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時，以此比例組成的混合物同前述發(fā)明一樣，表現(xiàn)出效率降低、壓力過高等缺陷，效果也不理想。另外，美國專利申請US2008029733中公開了以五氟乙烷、四氟乙垸和碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì)組成的混合物；專利申請WO2007102815中公開了以五氟乙烷和四氟乙垸組成的混合物；中國專利文件CN91112767.4、US649356和WO9211339公開了以五氟乙烷、二氟甲烷和四氟乙垸組成的混合物；中國專利文件CN91112768.2、美國US412974和WO9105027公開了以五氟乙烷和二氟甲烷組成的二元混合物；中國專利文件CN92110844.3公開了以二氟甲烷、l，l,l-三氟乙垸和五氟乙垸組成的混合物；中國專利文件CN92112759.6公開了以二氟甲垸和四氟乙垸組成的混合物；中國專利文件CN93102698.9公開了以二氟甲烷、1,1,1,2-四氟乙烷和選自1,1-二氟乙垸、l，l,l-三氟乙烷、丙烷等組成的混合物；中國專利文件CN96101957.3公開了以二氟甲烷、五氟乙烷和其它氟化物組成的混合物；中國專利文件CN00121159.5公開了以二氟甲垸、1,1,1,2-四氟乙烷和1，1，1,2,3,3,3-七氟丙垸組成的三元混合物；中國專利文件CN00121158.7公開了以丙烷、五氟乙烷和二氟甲垸組成的三元混合物；中國專利文件CN03116856.6公開了以氟乙垸、五氟乙垸和二氟甲垸組成的三元混合物；中國專利文件CN200710068823.8公開了以二氟甲垸、五氟乙烷和三氟甲烷組成的三元混合物；美國US7276176和US7258813公開了以五氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷和異丁垸組成的混合物；美國US6846792公開了以五氟乙垸、l，l,l-三氟乙烷和丙稀組成的混合物；美國US6783691公開了以二氟甲垸、五氟乙垸、1,1,1,2-四氟乙垸和碳?xì)浠衔锝M成的混合物；美國US5624596公開了以二氟甲烷、五氟乙垸和碳?xì)浠衔锝M成的混合物。這些申請中的混合物基本都是為了替代R22而研究開發(fā)，但這些混合物存在或具有高的GWP值，或有較強的可燃性，或具有較大的滑移溫度，或與R22系統(tǒng)不兼容，或效率較低，或價格昂貴及替代費用高等等問題。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可直接充灌替代R22的制冷劑。本發(fā)明的制冷劑用于家用空調(diào)/熱泵等系統(tǒng)中，既符合環(huán)保的要求，又安全、可靠、制冷效率高，而且還無需改動或更換現(xiàn)有的系統(tǒng)部件和生產(chǎn)線，可直接充灌。本發(fā)明的制冷劑組合物，由五氟乙垸(R125)、1,1,1，2-四氟乙垸(R134a)和二甲醚(DME或RE170)組成，各組分質(zhì)量百分比如下五氟乙烷4552%U,l,2-四氟乙烷4552%二甲醚36%優(yōu)選的，本發(fā)明的制冷劑組合物，組分如下，均為質(zhì)量百分比五氟乙烷4650%，1，1，1,2-四氟乙烷4650%，二甲醚35%。上述組分中的五氟乙烷(R125)，其分子式為CHF2CF3，摩爾質(zhì)量為120.02，正常沸點為-48.rC，臨界溫度為66.02°C，臨界壓力為3.62MPa。上述組分中的1,1,1,2-四氟乙垸(R134a)，其分子式為CF3CH2F，摩爾質(zhì)量為102.03，正常沸點為-26.07。C，臨界溫度為101.06°C，臨界壓力為4.059MPa。上述組分中的二甲醚(DME或RE170)，其分子式為CH3OCH3，摩爾質(zhì)量為46.07，正常沸點為-24.8。C，臨界溫度為127.2°C，臨界壓力為5.34MPa。本發(fā)明提供上述制冷劑的制備方法，將五氟乙烷、1，1,1,2-四氟乙垸和二甲醚按其相應(yīng)的配比在液相狀態(tài)下進(jìn)行物理混合即可。本發(fā)明所述的制冷劑組合物，是用于家用空調(diào)/熱泵等系統(tǒng)中直接充灌替代R22的制冷劑，該制冷劑組合物完全符合環(huán)境保護(hù)的要求，ODP值為零，GWP值較低，熱工性能及參數(shù)與R22十分接近，壓力及壓縮機排氣溫度較R22低，替代時無需改動或更換現(xiàn)有R22系統(tǒng)的任何部件及潤滑油，可實現(xiàn)直接充灌，且循環(huán)性能與R22相當(dāng)或略高。本發(fā)明有益效果如下a.環(huán)境性能表l列出了本發(fā)明與R22的環(huán)境性能比較，可以看出，本發(fā)明的臭氧破壞潛能值(ODP)為零，不會破壞大氣臭氧層，完全滿足當(dāng)前國內(nèi)外對R22的環(huán)保替代要求，GWP值較低。表1環(huán)境性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>b.熱工參數(shù)表2給出了本發(fā)明與R22的熱工參數(shù)比較，在ARIStandard520國際標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)工況下，蒸發(fā)器、冷凝器內(nèi)制冷劑的壓力值及排氣溫度均較R22低，可實現(xiàn)直接充灌，且對壓縮機長期運行有益。表2熱工參數(shù)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>c.熱工性能表3給出了本發(fā)明與R22的熱工性能比較，本發(fā)明的COP值與R22相當(dāng)或略高；單位容積制冷量與R22相當(dāng)，完全可以滿足替代R22后制冷空調(diào)的負(fù)荷需求。表3熱工性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>d.直接充灌性能本發(fā)明的基本熱工參數(shù)與R22非常接近，并經(jīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料相容性實驗驗證，本發(fā)明與原R22系統(tǒng)中的金屬材料、塑性材料和彈性材料等均是相容的，替換時不必改造或更換原R22系統(tǒng)的部件和管路；經(jīng)潤滑油相溶性試驗驗證，本發(fā)明與R22系統(tǒng)使用的礦物油(MO)相溶，因而，本發(fā)明可以直接充灌于R22系統(tǒng)中，無需改動任何管路部件和潤滑油。綜上所述，本發(fā)明的ODP值為零，GWP值較低，完全符合家用空調(diào)/熱泵等制冷空調(diào)設(shè)備替代R22的環(huán)保要求；熱工參數(shù)及性能與R22非常接近，無需改動現(xiàn)有R22制冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備及部件，而且與礦物油相溶，可實現(xiàn)直接充灌，是R22的一種理想替代品。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但不限于此。實施例中各組分的比例均為質(zhì)量百分比，其中的五氟乙烷(R125)，其分子式為CHF2CF3，摩爾質(zhì)量為120.02，正常沸點為-48.1。C,臨界溫度為66.02°C，臨界壓力為3.62MPa;U,l,2-四氟乙烷(R134a)，其分子式為CF3CH2F，摩爾質(zhì)量為102.03，正常沸點為-26.07°C，臨界溫度為101.06°C，臨界壓力為4.059MPa;二甲醚(DME或RE170)，其分子式為CH30CH3，摩爾質(zhì)量為46.07，正常沸點為-24.8'C，臨界溫度為127.2°C，臨界壓力為5.34MPa。實施例l:制冷劑組合物，組分如下五氟乙烷45%、1,1，1,2-四氟乙烷52%、二甲醚3%。制備方法將以上三種組分在液相下進(jìn)行物理混合后即得制冷劑。實施例2:制冷劑組合物，組分如下五氟乙垸46%、1，1,1,2-四氟乙烷50%、二甲醚4%。制備方法同實施例l。實施例3:制冷劑組合物，組分如下五氟乙烷46%、1,1,1，2-四氟乙烷48%、二甲醚6%。制備方法同實施例l。實施例4:制冷劑組合物，組分如下五氟乙垸48%、1,1，1,2-四氟乙垸47%、二甲醚5%。制備方法同實施例l。實施例5:制冷劑組合物，組分如下五氟乙烷50%、1，1，1,2-四氟乙烷46%、二甲醚4%。制備方法同實施例l。實施例6:制冷劑組合物，組分如下五氟乙垸52%、1，1，1,2-四氟乙烷45%、二甲醚3%。制備方法同實施例l。在ARIStandard520國際標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)工況下，即蒸發(fā)溫度為7.2°C、冷凝溫度為54.4°C、過熱溫度為ll.rC、過冷溫度為8.3'C及壓縮機效率為80%的工況下，上述實施例制冷劑的環(huán)境參數(shù)、物性參數(shù)及熱工性能列于表4中。表4制冷劑的環(huán)境參數(shù)、物性參數(shù)及熱工性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>備注*表示與1122的相應(yīng)比值，其中COP為性能系數(shù)'權(quán)利要求1.一種制冷劑組合物，其特征在于，由五氟乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷和二甲醚組成，各組分的質(zhì)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.如權(quán)利要求1所述的制冷劑組合物，其特征在于，組分如下，均為質(zhì)量百分比五氟乙烷4650%，1,1，1,2-四氟乙烷4650%，二甲醚35%。3.—種權(quán)利要求1所述的制冷劑組合物的制備方法，是將五氟乙垸、1,1,1,2-四氟乙垸和二甲醚按其相應(yīng)的配比在液相狀態(tài)下進(jìn)行物理混合。全文摘要本發(fā)明提供一種應(yīng)用于家用空調(diào)/熱泵等系統(tǒng)中直接充灌替代R22的制冷劑組合物。該制冷劑由五氟乙烷(R125)、1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)和二甲醚(DME或RE170)組成；其制備方法是將上述各組分按其相應(yīng)的配比在液相下進(jìn)行物理混合。本發(fā)明完全符合環(huán)境保護(hù)的要求，ODP值為零，GWP值較低，熱工性能及參數(shù)與R22十分接近，壓力及壓縮機排氣溫度較R22低，替代時無需改動或更換現(xiàn)有R22系統(tǒng)的任何部件及潤滑油，可實現(xiàn)直接充灌，且循環(huán)性能與R22相當(dāng)或略高。文檔編號C09K5/04GK101245238SQ20081001473公開日2008年8月20日申請日期2008年3月7日優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日發(fā)明者于修源,森孫,峰龐,鑫王申請人:山東東岳化工有限公司