[发明专利]用于制冷机械的工质

说明书

技术领域

本发明属于制冷技术领域，对家用制冷设备是最好的，它可用于中等温度制冷设备，空调器，包括汽车空调器，热力泵以及用于科学研究。

现有技术

已知在制冷剂领域，研究了不破坏地球大气臭氧层的替代氟里昂R12制冷剂的一些方向，其中一个方向为采用含碳成份的制冷剂。

已知，例如，供制冷机械用含有二氟氯甲烷(CHF₂Cl，R22)和异丁烷(C₄H₁₀，R600a)的混合工质，其按质量的组成比为：

二氟氯甲烷    65—80％

异丁烷        20—35％

(GB，A，2228739)

已知的混合工质同二氯二氟甲烷(CF₂Cl₂，R12)相比，在其制冷性能和能耗方面均优于R12，并且在对大气臭氧层的作用方面相对较小。

同时，已知的混合工质是不共沸的，因而降低了在批生产过程中将制冷剂灌注到制冷设备时的生产能力，甚至在必须向制冷设备转注时，增加了其复杂程度。除此之外，制冷剂R22属过渡性质，根据保护臭氧层国际协议，到2020年将被停止使用。

已知的用于制冷机械，较R22对生态环境更安全的制冷剂，其中供制冷机械用的混合工质五氟乙烷(C₂HF₅，R125)和异丁烷R600a。在混合物中R125的质量比为60～80％(GB，A，2247462)。    

由于在工业生产R125方面生产工艺尚不完善，利用该混合工质带来许多困难。除此之外，在分子中含氟量较高。R125(5个原子)，在生产制冷剂时消耗较多，导致其价格增加。

应当指出，当制冷设备蒸发器的温度特性为-20～-25C时，该混合工质比用R12时具有较高的压力，因而给替代R12带来了障碍。

同样，由四氟乙烷(CHF₂CHF₂，R134)和异丁烷R600a组成的混合工质，其质量比为：

四氟乙烷    70～99％

异丁烷      1～30％

(PCT/US，92/02136)

该混合工质的优点是共沸，然而，工质中所含R134具有较高的温室效应，其值为0.3，它不能完全满足生态安全的要求。

已知的供制冷机械用工质二氟乙烷(CHF₂CH₃，152a)，它同R134一样具有不破坏臭氧层的性质，而其温室效应较R134低10倍，即0.03，而且易溶于油。

二氟乙烷在常压下，沸点为-25℃，按其热力学性质与R12相近。

已知的供制冷机械用混合工质二氟乙烷(R152a)加二氟氯甲烷(R22)，其质量混合比为：

二氟乙烷      50～65％

二氟氯甲烷    35～50％

(DE，A，271122)

上述成份R22/R152a的比例接近于40∶60，该混合工质具有共沸性，其能量特性在作为制冷剂时与R12相当。

以二氟乙烷为基本成份的混合工质具有一定的缺点。如前面已指出的R22制冷剂属过渡性质，将逐步停止使用。由于它在混合工质中存在，因此对臭氧层的破坏性不等于零。除此之外，R22与用于压缩机的无机油的相溶性不好，降低了设备的使用性能。

加注已知的分子量区别很大的混合工质不能提高设备的动力效率。R22的分子量为86.5，R152a为66.1。这种混合气体通过收敛段或毛细管流动时，根据斐克第二定律，其组合成分将按比例系数分离，其中M₁，M₂为组合成分的分子量。较轻的成份通过收敛段浓缩了。而较重的变稀。因此，在封闭的气体回路中，不同区域的浓度与原始浓度发生变化。

使用这种混合工质的设备，由于工质组成成份的周期性变化，使工作参数失去稳定性，从而破坏了冷凝器的工作，使蒸发器的工作不稳定，最终导致增加能耗的结果。

发明阐明

本发明在于研制一种供制冷机械用的混合工质，基本成份为二氟乙烷，目的是保证有较好的臭氧层保护性能，提高动力效率和制冷机械使用的可靠性。

本发明的技术成果是降低供制冷机械用制冷工质对臭氧层的破坏趋势和提高制冷效率。

上述问题是通过采用以二氟乙烷(R152a)为主，补加异丁烷(R600a)组成的混合工质予以解决。其组成成份的质量比为：

二氟乙烷    60～75％

异丁烷      25～40％