專利名稱：混合制冷劑的填充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非共沸混合制冷劑的填充方法及蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法。作為蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)用工作介質(zhì)的非共沸混合制冷劑的成分為二氟甲烷(ジフルオロメタン)22～24％、五氟乙烷(ベンタフルオロユタン)23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷(テトラフルオロユタン)50～54％。
背景技術(shù)：
利用物質(zhì)蒸發(fā)、冷凝狀態(tài)變化，對流體進(jìn)行冷卻或加熱等的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)被廣泛用于致冷取暖機(jī)、冷藏庫、熱水器等。用于這種蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的工作介質(zhì)同以氟油系致冷劑為主要成分而開發(fā)出各種用于實際應(yīng)用的工作介質(zhì)。其中，HCFC22一氯二氟甲烷(モノクロロジフルオロメタン)作為空調(diào)致冷取暖機(jī)的制冷劑得到廣泛應(yīng)用。
但是，近年來，由于氯氟代烴進(jìn)入大氣中破壞了同溫層的臭氧層，結(jié)果會使人類生存的地球的生態(tài)系統(tǒng)受到重大不良影響，出于此種擔(dān)心，國際上決定對其使用進(jìn)行限制，并且將來終會完全廢除。這樣一來，開發(fā)對臭氧層沒有破壞性的制冷劑就成為當(dāng)務(wù)之急的課題。
因此，由于可試用混合的制冷劑以彌補(bǔ)單一制冷劑所不能滿足的特性，最近有許多非共沸混合制冷劑的方案(例如，日本特開平1-79288號公報、特公平6-55942號公報、特開平3-287688號公報)。
非共沸混合物在蒸發(fā)、冷凝的相變過程中，其組成會發(fā)生變化。低沸點的成分容易蒸發(fā)、高沸點的成分容易冷凝。其傾向是蒸發(fā)即從液體變?yōu)檎羝南嘧兓兇?，特別是混合物組分的沸點相差大時更明顯。因此，這類非共沸混合物從一個容器轉(zhuǎn)移到別的容器時，通常采用沒有相變化的即從液相抽出的方法，但是，即使是從液相抽出時，如果混合物組分的沸點相差大，也會使組分的百分比發(fā)生變化。這是因為，由于抽出使壓力減小或氣相部分空間增大，使液體中的低沸點組分蒸發(fā)。組分百分比的變化，不僅會使制冷性能發(fā)生很大變化，導(dǎo)致能力或效率降低，還會對制冷劑的安全性，如燃燒性等產(chǎn)生很大的影響。
特別是在使用最能替代HCFC22的、由23％二氟甲烷(以下稱HFC32)、25％五氟乙烷(以下稱HFC125)及52％1，1，1，2-四氟乙烷(以下稱HFC134a)組成的非共沸混合物作制冷劑時，根據(jù)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)(1994)，其組分的容許范圍是HFC32(22～24％)、HFC125(23～27％)、HFC134a(50～54％)，而從高壓供給貯罐填充到致冷取暖機(jī)時發(fā)生的組分變化就成為一個大問題。
圖面的簡單說明

圖1是由HFC32/HFC125/HFC134a組成的混合制冷劑各組分從液相轉(zhuǎn)移填充時成分變化的曲線圖。其中，(A)是HFC32的結(jié)果，(B)是HFC125的結(jié)果，(C)是HFC134a的結(jié)果。
發(fā)明提示本發(fā)明人為了解決上述問題，即，將貯存在這種密封容器中由3種不同沸點的液化氣組成的非共沸混合物，從液相轉(zhuǎn)移填充到別的容器時組分發(fā)生變化的問題，主要對液化氣的填充方法進(jìn)行了深入研究。
其結(jié)果，提出了一種混合制冷劑的填充方法，其特征在于當(dāng)以組分為二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合物作為制冷劑使用時，將供給側(cè)容器中的混合組成設(shè)為二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％，當(dāng)從液相抽取時，在轉(zhuǎn)移填充的過程中使組分變化保證在容許范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明人還提出了一種使用組分范圍為二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的制冷劑的蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法。該制造方法包括將貯有混合組分為二氟乙烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％的混合液的供給側(cè)容器中抽出液相并轉(zhuǎn)移填充到蒸汽壓縮式制冷裝置內(nèi)的填充方法。
特別是，本發(fā)明雖然以成分為二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合制冷劑作為研究對象，但本發(fā)明也可考慮使用于其他組成范圍，也適用于其他沸點不同的液化氣組成的非共沸混合物。例如，二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，五氟乙烷，1，1，1-三氟乙烷及1，1，1，2-四氟乙烷的混合物等。
本發(fā)明的供給側(cè)容器只要是能貯存制冷混合物的密封容器即可，沒有特別的限制，例如可使用高壓貯氣瓶。另外，轉(zhuǎn)移填充制冷劑混合物的機(jī)器，可以是利用蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的裝置，沒有特別的限制，例如所述裝置包括致冷取暖機(jī)、冷凍庫、冷藏庫、熱水器等。
根據(jù)本發(fā)明的方法制造的蒸汽壓縮式制冷裝置是，由制冷劑和制冷裝置本體組成，對于制冷裝置本體沒有特別限制，公知的制冷裝置本體不加改動即可使用。
實施例現(xiàn)根據(jù)實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但并不只限于實施例的情況，只要不脫離本發(fā)明的宗旨即可。
實施例1在10升的封閉容器中填充9kg非共沸混合物，其組成為二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)及1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)、重量百分比分別為23.0％/25.0％/52.0％。將該容器放入恒溫槽中，溫度保持在10℃或40℃。因為根據(jù)高壓氣體管理法，禁止在40℃以上的容器中填充氣體，溫度越高，組成變化越大，所以，40℃的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是最壞條件。
然后，用泵將液相混合液以每分鐘900g的速度轉(zhuǎn)移填充到別的空容器內(nèi)。用在液相的抽出配管上設(shè)的取樣閥。在轉(zhuǎn)移填充過程中采取部分氣體，利用氣相色譜儀分析其組分的成分。其結(jié)果列于表1中。
表1轉(zhuǎn)移填充率與取樣氣體成分組成的分析結(jié)果組成成分(wt％)轉(zhuǎn)移填充率 10℃ 40℃(％) HFC32 HFC125 HFC134a HFC32 HFC125 HFC134a10 22.924.952.222.824.952.320 22.924.952.222.824.852.430 22.824.852.422.724.852.540 22.824.852.422.624.752.750 22.724.852.522.524.652.960 22.724.752.622.324.553.270 22.624.752.722.224.453.480 22.524.652.921.924.253.990 22.324.453.321.623.954.5根據(jù)以上結(jié)果，組成變化在高溫時比較明顯，40℃時，HFC32的成分在轉(zhuǎn)移填充率為80％以上時超出了容許范圍，只能使用到填充量的7成。
實施例2在進(jìn)行轉(zhuǎn)移填充時，將HFC32的成分額定值設(shè)為23.75％，制作時容許下限值為23.5％，上限值為24.0％；同樣，HFC125的成分額定值為25.75％、下限值為25.5％、上限值為26.0％；HFC134a的額定值設(shè)為50.5％、下限值為50.0％、上限值為51.0％。另外，恒溫槽的溫度定在最惡劣條件時的溫度40℃。其結(jié)果列于表2。
表2根據(jù)本發(fā)明的方法的轉(zhuǎn)移填充率與取樣氣體組成成分的分析結(jié)果組成成分(wt％)轉(zhuǎn)移填充率 下限值 上限值(％)HFC32 HFC125 HFC134a HFC32 HFC125 HFC134a1023.325.451.323.825.950.32023.325.351.423.825.850.43023.225.351.623.725.850.54023.125.251.723.625.750.75023.025.151.923.525.650.96022.825.052.223.325.551.27022.724.952.523.225.452.48022.424.752.922.925.251.99022.124.453.522.624.952.5從上述實施例的結(jié)果了解到，利用本發(fā)明的方法，在轉(zhuǎn)移填充的過程中，組分的成分變化到最后都能保證在容許范圍內(nèi)，可以全量使用，從而提出了非共沸混合制冷劑的新填充方法。
作為蒸汽壓縮式制冷循環(huán)工作介質(zhì)使用的非共沸混合制冷劑(組分為HFC32、HFC125、HFC134a)，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)移填充時發(fā)生的成分變化保證在容許范圍內(nèi)，從而能夠防止制冷劑性能下降以及燃燒危險性增大等。
權(quán)利要求
1.一種混合制冷劑的填充方法，其特征在于當(dāng)以組分成分容許范圍為二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合物作為制冷劑作用時，通過將供給側(cè)容器中的非共沸混合物的組成設(shè)為二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％，當(dāng)從液相抽取非共沸組成物并轉(zhuǎn)移到使用制冷劑的容器中時，在轉(zhuǎn)移填充過程中使組分變化保證在所述容許范圍內(nèi)。
2.一種蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法，蒸汽壓縮式制冷裝置使用組分范圍為二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的制冷劑，該制造方法包括從貯有混合組分為二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％的混合液的供給側(cè)容器中抽出液相并轉(zhuǎn)移填充到蒸汽壓縮式制冷裝置內(nèi)的填充方法。
3.如權(quán)利要求2所述的蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法，其特征在于，蒸汽壓縮式制冷裝置是致冷取暖機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法，其特征在于，蒸汽壓縮式制冷裝置是冷凍庫。
5.如權(quán)利要求2所述的蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法，其特征在于，蒸汽壓縮式制冷裝置是冷藏庫。
6.如權(quán)利要求2所述的蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法，其特征在于，蒸汽壓縮式制冷裝置是熱水器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合致冷劑的填充方法以及蒸汽壓縮式制冷裝置的制造方法，其特征在于，在以組分的成分容許范圍為二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合物作為制冷劑使用時，通過將供給側(cè)容器中的混合組成設(shè)為二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％的混合物從液相抽取，在轉(zhuǎn)移填充過程中，使組成變化保證在所述容許范圍內(nèi)。
文檔編號C09K5/04GK1157036SQ96190631
公開日1997年8月13日 申請日期1996年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月18日
發(fā)明者井手哲, 土屋立美 申請人:大金工業(yè)株式會社