專利名稱：含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含二氟甲烷的混合制冷劑。
由于氟氯烴(CFC)物質(zhì)對(duì)大氣臭氧層的破壞作用嚴(yán)重危及到人類生存的環(huán)境，所以保護(hù)臭氧層已成為世界各國(guó)的共同呼吁。CFC物質(zhì)主要應(yīng)用于制冷劑、發(fā)泡劑、滅火劑以及噴射劑等，在眾多的用途中，CFC物質(zhì)在制冷設(shè)備中作為制冷劑是它的主要應(yīng)用之一。因此從70年代末各國(guó)都展開(kāi)了CFC物質(zhì)的代用品研究。
目前一般用作制冷劑的CFC物質(zhì)是R12和R22，R12主要應(yīng)用于冰箱，R22主要應(yīng)用于空調(diào)。對(duì)于R12已知較為合適的代用品如R134a(四氟乙烷)、R152a(二氟乙烷)以及異戊烷，但它們?cè)趹?yīng)用時(shí)還有許多配伍性問(wèn)題以及防燃安全問(wèn)題須待解決。
為R22的代用品，至今也尚未找到一個(gè)合適的純物質(zhì)，而以R32(二氟甲烷)為主的二元或三元混合物代替R22被認(rèn)為是最有前途的代用品。R32的二元混合物例如Alliedsignal公司的AZ-20(US4978467，1990年)是由50％的R32和50％的R125組成。而杜邦公司對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)后，認(rèn)為55％的R32和45％的R125更為合理，可提高能效13.7％以上(杜邦商品名為Suva9100)，但前者要求壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)需作重新設(shè)計(jì)，后者要求更換冷凍機(jī)油。
許多專利報(bào)導(dǎo)了以R32為主的三元混合制冷劑，是以R32和R22與下列的一種R134a、R143a、R124、R142b、R123、R141b或R115組成的三元近共沸制冷劑(EP430131，1991年；JP03168287，1991年；CA2030348，1991年；JP03168261，1991年；JP03168279，1991年；JP62295987，1987年)，所有上述三元混合制冷劑在實(shí)際使用時(shí)，都毫無(wú)例外地需更換成聚酯類潤(rùn)滑油，節(jié)能效果也不明顯。
為此，本發(fā)明的目的是提供一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑，它是以R32、R318(八氟環(huán)丁烷)與選自下列的一種R22、R152a或R143a(三氟乙烷)組成的三元近共沸混合制冷劑。該制冷劑使用時(shí)，壓縮機(jī)設(shè)備不須作任何變動(dòng)，冷凍機(jī)油也不須調(diào)換，可直接充罐于制冷設(shè)備，制冷速度快，性能系數(shù)高，節(jié)能效果好。
本發(fā)明提供一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑，它是以R32、R318與選自下列的一種R22、R152a或R143a組成的三元近共沸混合制冷劑，本發(fā)明也稱之為KLB系列三元近共沸混合制冷劑，其配方組成如下。
當(dāng)R32、R318與R22組成混合制冷劑時(shí)，稱之為KLB1三元近共沸混合制冷劑，其組成為
組份重量％R3210-50R31810-30R2230-70當(dāng)R32、R318與R152a(或R143a)組成混合制冷劑時(shí)，稱之為KLB2三元近共沸混合制冷劑，其組成為組份重量％R3210-50R31830-50R152a或R143a20-50在混合制冷劑中，如果含有可燃性組份，則對(duì)于工廠生產(chǎn)與使用的安全性會(huì)帶來(lái)很大的危害，但據(jù)大量研究結(jié)果表明，當(dāng)在混合制冷劑中加入一定量的不燃性物質(zhì)時(shí)，則可抑制燃燒。因此本發(fā)明三元混合制冷劑雖含有可燃性的R32、R152a、及R143a組份，但因采用了合理的配方，即在上述配方中將不燃組份R318和/或R22的含量使之在30％(重量％)以上，即能有效地抑制R32、R152a及R143a的可燃性，使本發(fā)明的三元制冷劑成為不燃的制冷劑，為工廠生產(chǎn)與使用帶來(lái)了安全與方便。
本發(fā)明KLB系列三元近共沸混合致冷劑，可按需要調(diào)整各組份不同含量的配比，使其溫度-飽和蒸氣壓(T-P)曲線接近于R12或R22的T-P曲線，以作為冰箱或空調(diào)中的制冷劑R12或R22的代用品。
為了證實(shí)本發(fā)明三元混合制冷劑的近共沸性能，進(jìn)行了溫度滑移效應(yīng)的分析。下面以KLB1為例，采用模擬泄漏的方法分別將貯瓶?jī)?nèi)的KLB1制冷劑緩慢放掉10％、20％、30％及40％，然后測(cè)定瓶?jī)?nèi)的氣相和液相的組成，藉此了解當(dāng)實(shí)際使用中發(fā)生泄漏現(xiàn)象后制冷劑的組成變化情況。由氣相色譜分析結(jié)果表明，在泄漏30％以前，在氣相與液相中的三個(gè)組份含量相對(duì)組成基本不變。在泄漏超過(guò)40％以后，組份R22增加約5％，組份R32減少約5％，組份R318量基本不變，在氣相與液相中三個(gè)組份含量同樣僅有少許變化，因此表明本發(fā)明KLB系列三元混合制冷劑的近共沸性能是滿意的。
本發(fā)明KLB系列三元近共沸混合制冷劑與聚酯油的互溶性能很好，在聚酯油內(nèi)立刻呈透明，無(wú)分層現(xiàn)象。而KLB制冷劑與礦物油互溶性稍差，但經(jīng)1小時(shí)后，也能全部溶解。因此，原來(lái)系統(tǒng)使用礦物油類作冷凍機(jī)油，最好加完KLB制冷劑后1小時(shí)再開(kāi)機(jī)較為理想。不過(guò)如立刻開(kāi)機(jī)，也可加速制冷劑在礦物油中的溶解，運(yùn)轉(zhuǎn)初期其性能系數(shù)不理想，但經(jīng)一定時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，機(jī)器即能進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明KLB系列三元近共沸混合制冷劑的制冷量大，制冷量可增加8-12.5％，制冷速度快，性能系數(shù)(COP)比R22高約5-15％，充注量可減少20-30％。使用時(shí)，原冰箱或空調(diào)的冷凍設(shè)備不須作任何變動(dòng)，也不須調(diào)換冷凍機(jī)油，可直接充罐于制冷設(shè)備中，使用方便，并且本發(fā)明制冷劑的ODP值在0.03以下。
本發(fā)明KLB系列制冷劑是通過(guò)下列方法混合配制的。首先準(zhǔn)備一耐壓鋼瓶，經(jīng)清洗，除濕，抽真空等，均按氟里昂罐裝容器的清洗要求操作，作為混合鋼瓶。分別將三元制冷劑的三種原料經(jīng)干燥，除濕，按配比要求經(jīng)計(jì)量泵加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，再將鋼瓶?jī)?nèi)的混合物經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)1小時(shí)，使其充分混合即成本發(fā)明三元近共沸混合制冷制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑不燃，無(wú)毒，直接充罐性好，變工況性能也好，使用安全又方便。在使用時(shí)，壓縮機(jī)設(shè)備及冷凍機(jī)油都不須要變動(dòng)調(diào)換，制冷量大，制冷速度快，在相同的壓縮機(jī)上充注量比R22可減少20-30％，使生產(chǎn)成本降低。并可減少5-15％能耗，排氣溫度可比使用R22時(shí)下降2-8℃，并可按需要將上述配方中各組份不同含量調(diào)整，使其T-P曲線或接近于R12或接近于R22的T-P曲線，以生成代替R12應(yīng)用于冰箱或代替R22應(yīng)用于空調(diào)的制冷劑。
本發(fā)明通過(guò)以下的實(shí)施例作進(jìn)一步闡述，但并不限止本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1將R32、R318及R22三個(gè)組份經(jīng)干燥，除濕后按下列重量百分比R3242.5％、R31815％及R2242.5％，取R324.25Kg、R3181.5Kg及R224.25Kg加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，再將鋼瓶?jī)?nèi)的混合物經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)1小時(shí)，使其充分混合，然后罐裝于鋼瓶?jī)?nèi)，待用。
在三菱1匹分體式空調(diào)器內(nèi)充注520克上述制冷劑，在標(biāo)準(zhǔn)工況下進(jìn)行實(shí)測(cè)，結(jié)果是COP為2.4，制冷量為2278仟卡，運(yùn)轉(zhuǎn)功率為926瓦。
實(shí)施例2將按下列重量百分比R3232％，R31810％及R2258％的三個(gè)組份R323.2Kg，R3181Kg及R225.8Kg加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，其余步驟同實(shí)施例1。結(jié)果是COP為2.2，制冷量為1867仟卡，運(yùn)轉(zhuǎn)功率為860瓦。
實(shí)施例3將按下列重量百分比R3250％，R31820％及R2230％的三個(gè)組份R325Kg，R3182Kg及R223Kg加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，其余步驟同實(shí)施例1。結(jié)果是COP為2.24，制冷量為2390仟卡，運(yùn)轉(zhuǎn)功率為1065瓦。
實(shí)施例4將按下列重量百分比R3210％，R31820％及R2270％的三個(gè)組份R321Kg，R3182Kg及R227Kg加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，其余步驟同實(shí)施例1。結(jié)果是COP為2.02，制冷量為2081仟卡，運(yùn)轉(zhuǎn)功率為1023瓦。
實(shí)施例5將按下列重量百分比R3220％，R31850％及R152a30％的三個(gè)組份R322Kg，R3185Kg及R152a3Kg分別加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，再將混合鋼瓶?jī)?nèi)的混合物經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)1小時(shí)，使其充分混合，然后罐裝于鋼瓶，待用。
將制得的制冷劑與R12分別罐裝于180立升雙門(mén)無(wú)霜冰箱作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下用本例制冷劑用R12制冷劑極限溫度℃ -24 -18起動(dòng)功率(瓦)125 120運(yùn)轉(zhuǎn)功率(瓦)105 10024小時(shí)平均耗電量(千瓦小時(shí)) 0.6165 0.8120實(shí)施例6將按下列重量百分比R3210％，R31840％及R152a50％的三個(gè)組份R321Kg，R3184Kg及R152a5Kg加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，其余步驟同實(shí)施例5。結(jié)果如下用本例制冷劑用R12制冷劑極限溫度℃ -24 -18起動(dòng)功率(瓦) 120 120運(yùn)轉(zhuǎn)功率(瓦) 9810024小時(shí)平均耗電量(千瓦小時(shí)) 0.62500.8120實(shí)施例7將按下列重量百分比R3250％，R31830％及R143a20％的三個(gè)組份R325Kg，R3183Kg及R143a2Kg加入混合鋼瓶?jī)?nèi)，其余步驟同實(shí)施例1。結(jié)果是COP為2.25，制冷量為1884仟卡，運(yùn)轉(zhuǎn)功率為837瓦。
權(quán)利要求
1.一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑，其特征在于它是以R32，R318與選自下列的一種R32，R152a或R143a組成的三元近共沸混合制冷劑，當(dāng)R32，R318與R22組成三元近共沸混合制冷劑時(shí)的組成為組份 重量％R3210-50R31810-30R2230-70當(dāng)R32、R318與R152a(或B143a)組成三元近共沸混合制冷劑時(shí)的組成為組份 重量％R3210-50R31830-50R152a或R143a20-50。
全文摘要
一種含二氟甲烷的三元近共沸混合制冷劑,它是以R
文檔編號(hào)C09K5/02GK1172841SQ9710647
公開(kāi)日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1997年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月19日
發(fā)明者駱昌平, 魯雪生, 陸啟來(lái), 宋勝余, 陳主恩 申請(qǐng)人:上海凱力博電器儀表成套有限公司