[发明专利]含有HFO-1234yf(CF3CF=CH2)的有机朗肯循环混合工质

说明书

技术领域

本发明属于热泵或空调系统中的制冷剂，具体涉及到作为蒸发温度为60-100℃的低温有机朗肯循环系统中的工质。

背景技术

低温资源(如低温地热能、废热或太阳能)发电技术的研究，对于减小化石能源消耗和CO₂、SO₂、NO_x等温室气体和环境污染物的排放，实现可持续发展具有重要意义。而制约低温资源发电利用的主要技术因素之一就是系统经济性。中温资源发电技术实践表明，以有机朗肯循环为基础的发电技术经济性较好。

近年来，随着能源与环境问题带来的挑战的不断加大，以及技术进步带来的发电经济性的提升，一直被认为不具备发电经济性的低温资源(特别是70-120℃温度范围)的利用开始得到关注。低温资源之所以发电利用经济性较差，其主要原因之一，就是缺乏适合的循环工质。目前用作低温有机朗肯循环的工质有C5F12、HC600等，它们或因温室效应势(GWP)很大，或因易燃易爆，而限制了其推广应用。因此开发一种环境友好、热力性能优良的新型工质，对低温有机朗肯循环技术的发展至关重要。

发明内容

本发明的目的是，提供一种适用于低温有机朗肯循环的含有HFO-1234yf的混合工质，可作为蒸发温度为60-100℃的低温地热资源，或其它低品位(如废热，太阳能等)热源的有机朗肯循环系统中的工质。

本发明提出的含有HFO-1234yf(CF₃CF＝CH₂)的有机朗肯循环混合工质共包括了4种组元物质，具体是：HFO-1234yf(CF₃CF＝CH₂)，HFC-143(1，1，2-三氟乙烷)，HFC-236fa(1，1，1，3，3，3，-六氟丙烷)，HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)。各组元物质的基本参数如表1所示。

本发明提出的含有HFO-1234yf的有机朗肯循环混合工质，具体组成为：

由HFO-1234yf(CF₃CF＝CH₂)、HFC-236fa(1，1，1，3，3，3-六氟丙烷)和HFC-143(1，1，2-三氟乙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-236fa和HFC-245fa(1，1，2，2，3-五氟丙烷)组成；或由HFO-1234yf、HFC-143(1，1，2-三氟乙烷)和HFC-245fa组成。

HFO-1234yf/HFC-236fa/HFC-143；3-91/4-92/5-93％，

HFO-1234yf/HFC-236fa/HFC-245fa；5-45/2-93/2-93，

HFO-1234yf/HFC-143/HFC-245fa；5-97/0-94/1-95％。

以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100％。

上述混合工质的制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。

本发明具有以下优点及有益效果：

(1)环境性能：本发明的ODP等于零，环境特性优良。(2)热工参数：在低温有机朗肯循环系统设计工况(如蒸发温度90℃、冷凝温度35℃、过热度5℃或乏气过热度0℃下的蒸发压力在1500.0kPa左右、冷凝压力在350.0kPa左右、膨胀比在4.50左右。(3)循环性能：本发明在上述设计工况下的朗肯循环效率为9.5％左右、单位质量输出净功基本在18kJ/kg以上(在汽轮机等熵效率为75％的条件下)，循环性能优良。

表1低温有机朗肯循环混合工质中所含组元的基本参数

T_b：正常沸点，T_c：临界温度，P_c：临界压力

具体实施方式

实施例1：取32^mass％HFO-1234yf、15^mass％HFC-236fa和53^mass％HFC-143，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。

实施例2：取32^mass％HFO-1234yf、10^mass％HFC-236fa和58^mass％HFC-245fa，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。