一種適用于-75度～-105度制冷溫區(qū)的不可燃混合制冷劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)領(lǐng)域，具體的說是一種適用于-75度?-105度制冷溫區(qū)的不可燃混合制冷劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步提高，生物工程、醫(yī)藥醫(yī)學(xué)、能源、通訊以及軍工等高科技領(lǐng)域的高速發(fā)展，對于-75度?-105度溫區(qū)的制冷產(chǎn)品的需要越來越多。例如凍干機(jī)、Parylene真空氣相沉積鍍膜設(shè)備、超低溫冰箱等產(chǎn)品。
[0003]三機(jī)復(fù)疊壓縮制冷的基本原理是利用一個高溫級的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其蒸發(fā)器用來冷卻中溫級的冷凝器，中溫級的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其蒸發(fā)器用來冷卻低溫級的冷凝器，使低溫級的制冷系統(tǒng)的壓比(冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比)小于12。要達(dá)到-75度?-105度的溫區(qū)，必須使用三臺壓縮機(jī)，設(shè)計三套相對獨立的制冷系統(tǒng)才能夠正常的工作；如果想得到如果其中有一個制冷系統(tǒng)有問題，那么整個制冷系統(tǒng)將無法達(dá)到-75度?-105度的溫區(qū)。此結(jié)構(gòu)存在著制冷系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性差、維修困難、維修成本高、耗電嚴(yán)重等缺點。
[0004]眾所周知，目前已經(jīng)商業(yè)化的非共沸混合制冷劑407A?407E，是由R32、R125、R134a三種不同沸點的制冷劑以不同的濃度混合而成的，由于各組制冷劑合的濃度不同，所表出來的當(dāng)量分子量，臨界參數(shù)、熵焓等熱力性質(zhì)各不同，而構(gòu)成了現(xiàn)在制冷系統(tǒng)中所使用的混合制冷劑407A?407E。綜上述闡明可知不同的組元可以組成不同的混合制冷劑，即使組元相同但是混合濃度不同，同樣可以組成不同的混合物。同時現(xiàn)已經(jīng)完全商業(yè)化的R507制冷劑安全性分類為Al，其成份是由R125(50% )制冷劑安全性分類為Al和R143(50% )制冷劑安全性分類為A2混合而成的，也就是說只要控制Al、A2類制冷劑的比例，就完全可以得到不可燃或者是無火焰蔓延Al類的混合制冷劑。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)如美國專利公開號CN1388887A制冷系統(tǒng)中混合制冷劑都有使用氬(Ar)或氮；所闡述的混合制冷劑完全不同于本發(fā)明的混合制冷劑；同時該專利整個制冷過程使用四個熱交換器三個相分離器整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)加工工藝十分的繁瑣，專業(yè)技術(shù)人員不便于掌握；國內(nèi)專利CN101225291A使用一個兩級復(fù)疊制冷系統(tǒng)來實現(xiàn)_90度?-100度的溫區(qū)。該項專利在實際的運用和生產(chǎn)過程中存在著制冷系統(tǒng)復(fù)雜，維修困難等傳統(tǒng)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的缺點；同時其發(fā)明使用乙烷、乙烯等種類的制冷劑完全不同與本發(fā)明；國內(nèi)專利專利CN102559146A和國內(nèi)專利CN102660229A使用制冷劑種類與本發(fā)明不同，同樣實現(xiàn)的溫區(qū)也不同；兩個專利給出的制冷劑種類太多，很多都不是市場上能方便購買的制冷劑，更是不便于專業(yè)人員進(jìn)行掌握和實際應(yīng)用與操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于-75度?-105度制冷溫區(qū)的混合制冷劑，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:主要有六類制冷劑組成:第一類為R601a (異戊烷)；第二類為R236Fa (六氟丙烷)或R134a ;第三類為R125(五氟乙烷)或R507 ;第四類為R23(三氟甲烷)；第五類為R14(四氟化碳)；第六類為R50(甲烷)。六種制冷劑的摩爾濃度總和數(shù)為100%，它們各自所占摩爾濃度比例范圍為:
[0007]第一類制冷劑所占總摩爾濃度的5%?15%
[0008]第二類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?20%
[0009]第三類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?35%
[0010]第四類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?20%
[0011]第五類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?20%
[0012]第六類制冷劑所占總摩爾濃度的3%?10%
[0013]六種制冷劑在恒溫環(huán)境下按照摩爾比例，進(jìn)行物理混合，既可得到混合制冷劑。使用該混合制冷劑可以制冷系統(tǒng)的工作溫區(qū)達(dá)到-75度?-105度。該混合制冷劑與系統(tǒng)中的潤滑油有著良好的互溶性，從而減少系統(tǒng)在低溫時出現(xiàn)油堵的故障；該混合制冷劑ODP為零；所使用基本組份均為歐美及絕大多數(shù)國家公認(rèn)的最為環(huán)保的制冷劑；使用戶完全達(dá)到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、系統(tǒng)簡單、可靠性高等多種需求。
[0014]從制冷循環(huán)的方面來說，上述各種制冷劑發(fā)揮著不同的做用。第一類、第二類制冷劑保證壓縮機(jī)排氣溫度在正常的工作范圍和起到帶油作用；第三類、第四類制冷劑在制冷系統(tǒng)起到降溫和冷卻第五類的作用；第三類、第四類、第五類制冷劑制冷劑為基本工作物質(zhì)；第六類制冷劑的作用提高系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力、減小系統(tǒng)在低溫時的壓比、提高整個制冷系統(tǒng)的C0P。各溫區(qū)具體配比:
[0015]1、適用于-75度溫區(qū):
[0016]第一類制冷劑所占總摩爾濃度的5%?10%
[0017]第二類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?15%
[0018]第三類制冷劑所占總摩爾濃度的20%?35%
[0019]第四類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?15%
[0020]第五類制冷劑所占總摩爾濃度的13%?15%
[0021]第六類制冷劑所占總摩爾濃度的3%?5%
[0022]2、適用于-85度溫區(qū):
[0023]第一類制冷劑所占總摩爾濃度的5%?7%
[0024]第二類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?14%
[0025]第三類制冷劑所占總摩爾濃度的15%?20%
[0026]第四類制冷劑所占總摩爾濃度的25%?30%
[0027]第五類制冷劑所占總摩爾濃度的11%?17%
[0028]第六類制冷劑所占總摩爾濃度的4%?7%
[0029]3、適用于-95度溫區(qū):
[0030]第一類制冷劑所占總摩爾濃度的8%?15%
[0031]第二類制冷劑所占總摩爾濃度的13%?20%
[0032]第三類制冷劑所占總摩爾濃度的20%?30%
[0033]第四類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?15%
[0034]第五類制冷劑所占總摩爾濃度的13%?15%
[0035]第六類制冷劑所占總摩爾濃度的5%?8%
[0036]4、適用于-105度溫區(qū):
[0037]第一類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?15%
[0038]第二類制冷劑所占總摩爾濃度的13%?20%
[0039]第三類制冷劑所占總摩爾濃度的20%?30%
[0040]第四類制冷劑所占總摩爾濃度的10%?15%
[0041]第五類制冷劑所占總摩爾濃度的13%?15%
[0042]第六類制冷劑所占總摩爾濃度的6%?10%
[0043]本發(fā)明提供了一種適用于-75度?-105度制冷溫區(qū)的混合制冷劑，采取第一類制冷劑R601a (異戊烷)和第六類為R50(甲烷)的總的摩爾濃度之和小于25%。
[0044]本發(fā)明提供了一種適用于-75度?-105度制冷溫區(qū)的混合制冷劑，當(dāng)采取第二類制冷劑為R236Fa(六氟丙烷)或R134a時其摩爾濃度為:15%?18%當(dāng)取兩者混合物時摩爾濃度之和13%。
[0045]本發(fā)明提供了一種適用于-75度?-105度制冷溫區(qū)的混合制冷劑，當(dāng)采取第三類為R125(五氟乙烷)或R507的混合物時其摩爾濃度為:13%?15%;當(dāng)取兩者混合物時摩爾濃度之和13%。
[0046]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種適用于-75度?-105度制冷溫區(qū)的混合制冷劑，系統(tǒng)簡單，性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單；與復(fù)疊制冷系統(tǒng)相比制冷部件減了 1/3，系統(tǒng)發(fā)生故障率降低1/2，可靠更高性高；制冷系統(tǒng)運行工況可用商用渦旋壓縮機(jī)或旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，價格低，制冷系數(shù)高；
[0047]比復(fù)疊機(jī)系統(tǒng)提高2-3倍，混合制冷劑無毒、環(huán)保、ODP系數(shù)為O消耗臭氧潛能值ODP越小，制冷劑越符合環(huán)保要求，本發(fā)明混合制冷劑中的冷劑全部為，符合美國環(huán)保組織EPA、SNAP和UL的標(biāo)準(zhǔn)，符合(ASHRAE)的Al安全等級類別，可操作性強(qiáng)，本發(fā)明的制冷劑全部為市場上流行的制冷劑，購買方便、價格更加低廉；所以更加方便，維修技術(shù)人員進(jìn)行操做。
【附圖說明】
[0048]圖1:本發(fā)明實施例的單機(jī)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖
[0049]圖中:壓縮機(jī)1、油分離器2、冷凝器3、干燥過濾器4、換熱器5、毛細(xì)管6、蒸發(fā)器7、分離分凝