[发明专利]一种适用于-45℃～90℃温区的复合制冷剂

说明书

本发明公开了一种适用于‑45℃～90℃温区的复合制冷剂，属于制冷领域。该复合制冷剂具有低毒、不燃、不爆的优点，使用安全可靠。该复合制冷剂在‑45℃的低温下压力不低于0.7MPa，90℃的高温下压力不高于4.0MPa，可以保证开式节流制冷系统在‑45℃的低温下的启动压力，同时制冷剂在90℃的高温时仍具有较高的气化潜热。该复合制冷剂用于开式节流制冷系统时，自身可维持一定压力，保证制冷剂流向冷却部件，不需要附加增压及管路，系统简单可靠。该复合制冷剂可保证在‑45℃～90℃温区可靠工作，同时单位制冷剂制冷量大，有利于开式制冷系统小型化、轻量化。

技术领域

本发明涉及一种适用于-45℃～90℃温区的复合制冷剂，具体涉及一种用在贮存式开式节流的冷却系统中，可适用于-45℃～90℃宽温区环境中复合制冷剂，属于制冷领域。

背景技术

随着高超声速飞行器的发展，马赫数的增加，飞行器所处热环境越发恶劣。高超声速飞行器虽采取了必要的被动热防护措施，但飞行器舱内温度长期超过80℃，甚至高达90℃，舱内的有效载荷及电子元器件工作温度得不到保证。许多关键部位，比如红外探测窗口、舵轴传动部位等受高温外热流影响，难以正常工作，甚至结构安全都难以保证。需要采取主动冷却方式来保证舱内有效载荷及元器件的正常工作，对关键部位及部件进行有效热防护。

对于导弹等短期工作的飞行器，采用机械闭式循环制冷方式系统复杂，可靠性低，环境适应性差，所以通常采用贮存制冷剂节流制冷方式。贮存制冷剂节流制冷方式系统简单、没有复杂运动部件、可靠性高，需要工作时打开电磁阀，制冷剂流向需要冷却部位蒸发，使需要冷却对象温度得到有效控制。

由于飞行器的特殊使用及贮存环境，对制冷装置中的制冷剂提出了较高的要求，除要满足无毒、不燃、理化性质稳定等要求外，对制冷剂工作环境提出的要求为：储存温度为-45℃～90℃，同时，要求该制冷剂在低温(-45℃)下保持一定启动压力，蒸汽压力不能过低；高温(90℃)下为保证存储安全，制冷剂蒸汽压力不能过高，同时制冷剂的制冷能力不能下降太多，不低于230KJ/kg。

现有纯制冷剂在性质和品质上存在局限性，还没有一种制冷剂可以完全满足要求，只能调整制冷剂的性质来扩大制冷剂选择的自由度。对于开式节流冷却系统，现有常用制冷剂，在低温时饱和蒸气压很低，难以驱动制冷剂向蒸发器流动，不足以克服制冷剂气化后产生的气阻，从而影响冷却系统的正常启动和可靠运行。在高温状态下，普通制冷剂气化潜热迅速减小，单位制冷量迅速下降，甚至失效。同时，制冷剂贮瓶中压力快速上升，影响冷却系统的安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于-45℃～90℃温区的复合制冷剂。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案：

一种适用于-45℃～90℃温区的复合制冷剂，所述复合制冷剂通过以下步骤制备得到：

(1)制冷剂配制选用容器爆破压力≥6MPa的密闭耐压容器，首先采用去离子水清洗容器2次以上，再采用无水酒精清洗2次以上，清洗完毕后排空酒精。

(2)将二氯甲烷与一氟二氯乙烷按重量比为3:1～5:1的配比注入容器中，充分晃动使其混合均匀。

(3)对容器进行抽真空，真空度稳定在100Pa以下时，停止抽真空，将三氟甲烷气体加注到容器中，边注入边晃动容器，加注三氟甲烷气体时控制压力上升速度≤10KPa/min。当压力达到1.2±0.3MPa，且晃动容器压力不再下降时，停止加注三氟甲烷。

(4)将四氟甲烷气体加注到容器中，边注入边晃动容器，加注四氟甲烷气体时控制压力上升速度≤10KPa/min。当压力达到2.1±0.3MPa，且晃动容器压力不再下降时，停止加注四氟甲烷，得到一种适用于-45℃～90℃温区的复合制冷剂。