[发明专利]适用于低温冷冻系统的环保制冷剂

说明书

技术领域

本发明属于热泵或制冷、空调系统中的制冷剂，尤其适用于低温冷冻系统的环保制冷剂。

背景技术

在《京都议定书》和《蒙特利尔议定书》的框架基础上，各国政府以及科研机构和行业企业从政策制定、技术研究到产业实践进行了大量的工作，欧洲的含氟气体法规最新提案提出，零售业的冷冻冷藏柜，从2015年起，制冷剂的GWP值不得超过2150，国际上已经越来越注重从保护臭氧层和抑制全球气候变暖两大方面综合评价制冷剂环保性能,可见降低GWP值的重要。截止到2012年底，我国共有冷库约9.85万座，同比增长11.3％，其中新增冷库容量约260万吨。根据国家发展改革委公布的《产品冷链物流发展规划》，我国计划到2015年将全国冷库总容量增加到1880万吨，面临冷库数量的不断增长，制冷剂的需求及生产也日渐增多，加速高GWP值制冷剂的淘汰进程具有重要意义。

目前冷冻冷藏行业使用最为广泛的R404A，属于欧洲的含氟气体法规限制的制冷剂，其替代技术的研究尤为迫切。R404A是一种三元近共沸混合物制冷剂,是R502的优选替代制冷剂。但是,R404A尚存在一定的缺陷，虽然ODP值均为0,但仍具有较高的GWP(3850)值,与当前控制温室气体排放的环保要求不相适应。本发明提出一种非共沸三元混合制冷剂可适用于低温冷冻系统，作为R404A的替代物。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于低温冷冻系统的环保制冷剂；替代低温冷冻冷藏系统R404A的新型混合制冷剂，使其环境特性和循环性能最佳。

本发明的适用于低温冷冻冷藏系统的节能环保制冷剂，由R-32(二氟甲烷)、DME(二甲醚)和R-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)组成。

三种组元的基本物理性质如表一所示，其均具有较高的临界温度和临界压力，可以在高温工况下使用，三种组元的ODP均为0，GWP相对较低，尤其是DME，其GWP接近0，且具有较高的单位容积制冷量。该三种组元虽然在《中高温热泵工质》专利中已被证实可适用于中高温热泵系统，且具有很好的效果，但其高温高压的工况并不能够在不对冷冻冷藏系统进行过多的改动前提下直接适用于低温冷冻系统，本专利对三种组元不同配比下混合制冷剂进行理论分析，得出物性参数与R404A极为相近的制冷剂，且具有相对较高COP的最佳组分比例，可实现新型制冷剂的直接冲灌。新型节能环保制冷剂的特征是三组元物质的具体质量百分数配比为：

二氟甲烷50％，

二甲醚3％，

1,1,1,2-四氟乙烷47％。

表1 新型混合制冷剂各组元基本参数

Tb：正常沸点，Tc：临界温度，Pc：临界压力

本发明所述环保制冷剂的制备方法是，将三组元物质按其指定的质量配比低温液体(常温气体)进行物理混合即可。

有关新型混合制冷剂与R404A的物性参数如表2所示：两者的物性参数基本一致，R404A是一种近共沸混合制冷剂，在标准大气压下，新型混合制冷剂的温度滑移为7.56℃，作为非共沸的混合制冷剂具有降低系统压比，增加制冷量，提高循环热力完善度等优点。新型混合制冷剂分子量较R404A低。其GWP值为946，约为R404A的24.6％，因此温室效应的潜在能力相对较小。

虽然DME具有易燃易爆的特性，但在新型混合制冷剂中的含量较少，而且R-134a就有一定的阻燃性，因此大大降低了新型混合制冷剂的可燃性，此外DME是一种具有特殊气味的气体，可作为检验系统是否泄露的一种方法。

表2 R404A与新型混合制冷剂基本物性参数比较