一種混合制冷劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于制冷劑領(lǐng)域，具體涉及混合制冷劑，特別涉及一種高效的、適用于中低 溫區(qū)（_120°C---70°C)的可用于替代傳統(tǒng)制冷工質(zhì)的非易燃混合制冷劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，低溫環(huán)境特別是_120°C---70°C的溫區(qū)在 眾多行業(yè)已成為必不可少的措施。例如，航空航天環(huán)境模擬試驗，電氣電子樣品低溫可靠性 測試、醫(yī)療領(lǐng)域的生物活性儲存、遠(yuǎn)洋漁業(yè)的保鮮和運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
[0003] 傳統(tǒng)的單級壓縮壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)的最低有效制冷溫度最低只能達(dá)到_40°C左 右，為了解決-40°C以下溫區(qū)的制冷問題，目前常用的循環(huán)制冷方法有：兩級壓縮制冷循 環(huán)；復(fù)疊式制冷循環(huán)；多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷。其中，復(fù)疊式制冷循環(huán)現(xiàn)在在普冷領(lǐng)域（環(huán) 境溫度到_153°C的溫度范圍）最為廣泛應(yīng)用，但其系統(tǒng)復(fù)雜，效率不高并且可靠性很低，制 約了其進(jìn)一步發(fā)展。
[0004] 目前，采用多元混合工質(zhì)（幾種現(xiàn)有或者新型的單一工質(zhì)所構(gòu)成的多元混合工 質(zhì)）節(jié)流制冷技術(shù)是國際制冷學(xué)界的優(yōu)選解決方案。我國專利CN1189532C、CN101307223B、 CN101270275B和CN101275067B中對多元混合工質(zhì)制冷劑有所報道。其中，專利CNl 189532C 中提出了一種有效作用溫區(qū)在150-200K(約-73°C至_123°C )的多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷 劑，但其包含了 5組物質(zhì)（共包含近30種物質(zhì)），成分過于復(fù)雜，制約了其進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā) 展；專利 CN101307223B、CN101270275B 和 CN101275067B 涉及的多是-40°C左右溫區(qū)-- 根據(jù)相關(guān)研宄表明，一個固定成分的多元混合工質(zhì)其有效運(yùn)行溫度范圍是較窄的，一般在 5-15K左右，超出這個范圍則效率急劇下降。因此，相應(yīng)的混合制冷劑不能高效地運(yùn)行于更 低的溫區(qū)。
[0005] 此外，由于制冷領(lǐng)域傳統(tǒng)采用的氟氯烴工質(zhì)（CFC)中氯原子對于臭氧層的破壞， 現(xiàn)行的混合替代工質(zhì)多考慮零ODP值和安全性的要求，大多選用HFCs類的物質(zhì)。此類物質(zhì) 的共同特點是：氫原子數(shù)量較多一一因此更加不穩(wěn)定，易燃易爆。這對于混合制冷工質(zhì)的應(yīng) 用增加了極大的限制，尤其是在一些對安全性要求很高的領(lǐng)域，如醫(yī)療制藥等。因此，在實 際應(yīng)用中，需要加入不可燃的工質(zhì)來抑制可燃性。事實上，如果不考慮可燃性，可作為混合 物組員的物質(zhì)很多，相比較而言，阻燃的制冷劑就比較少。本發(fā)明采用的七氟丙烷具有優(yōu)秀 的阻燃性，且環(huán)境性能優(yōu)越，ODP為零，因此在多元混合制冷劑領(lǐng)域可以作為一種優(yōu)秀的阻 燃劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種高效的適用于中低溫區(qū)（_120°C---70°C )的多元 混合工質(zhì)制冷劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的混合工質(zhì)成分簡單，適用溫區(qū)更低，降溫 速度快，同時不易燃不易爆，安全穩(wěn)定。本發(fā)明的目的還在于提供一種制備所述混合制冷劑 的方法。
[0007] 針對上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] 一方面，本發(fā)明提供一種混合制冷劑，所述制冷劑為由七氟丙烷、1，1，1-三氟乙 烷、六氟乙烷、乙烯、氮?dú)饨M成的混合物；所述的混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之 和為100%，其中，所述七氟丙烷的摩爾百分比濃度為10% -20%，1，1，1-三氟乙烷的摩爾 百分比濃度為15% -25%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為25% -35%，乙稀的百分比濃度為 25% -35%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -10%。
[0009] 優(yōu)選地，所述七氟丙烷的摩爾百分比濃度為13% -17%，1，1，1-三氟乙烷的摩爾 百分比濃度為17% -23%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為27% -33%，乙稀的百分比濃度為 27% -34%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -7%。
[0010] 優(yōu)選地，所述七氟丙烷的摩爾百分比濃度為14% -15%，1，1，1-三氟乙烷的摩爾 百分比濃度為18% -21%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為29% -31%，乙稀的百分比濃度為 29% -32%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹? % -6%。
[0011] 優(yōu)選地，所述七氟丙烷的摩爾百分比濃度為15%，1，1，1-三氟乙烷的摩爾百分比 濃度為20%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為30%，乙稀的百分比濃度為30%，氮?dú)獾哪?百分比濃度為5%。
[0012] 優(yōu)選地，所述地混合制冷劑中各組分是經(jīng)物理混合而制成的。
[0013] 如上所述，所述包括七氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷、六氟乙烷、乙烯、氮?dú)獾幕旌?制冷劑存在優(yōu)化濃度配比：混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之和為100%，所述 七氟丙烷的摩爾百分比濃度為13% -17%，所述1，1，1-三氟乙烷的摩爾百分比濃度為 17% -23%，所述六氟乙烷的摩爾百分比濃度為27% -33%，所述乙烯的百分比濃度為 27% -34%，所述氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -7%。
[0014] 上述包括七氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷、六氟乙烷、乙烯、氮?dú)獾幕旌现评鋭┻€存在 最佳濃度范圍：混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之和為100%，所述七氟丙烷的摩 爾百分比濃度為14% -15%，所述1，1，1-三氟乙烷的摩爾百分比濃度為18% -21%，所述 六氟乙烷的摩爾百分比濃度為29%-31%，所述乙烯的百分比濃度為29%-32%，所述氮?dú)?的摩爾百分比濃度為4% -6%。
[0015] 另一方面，本發(fā)明提供一種制備所述混合制冷劑的方法，所述方法包括：將七氟丙 烷、1，1，1-三氟乙烷、六氟乙烷、乙烯、氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌现苽洹?br>[0016] 本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：
[0017] 本發(fā)明的混合制冷劑適用于-120°c---70°C溫區(qū)，且成分簡單。與現(xiàn)有制冷劑 對比，采用該混合制冷劑能夠加快降溫速度，縮短降溫過程，減少降溫時間，同時該混合制 冷劑具有優(yōu)異的阻燃性能，更加安全穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步地描述，顯然，所描述的實 施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。這些實施例僅是為舉例說明本發(fā) 明，而不在任何方面構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019] 實施例1 :取摩爾百分比濃度為17%的七氟丙烷，摩爾百分比濃度為16%的 1，1，1-三氟乙燒，摩爾百分比濃度為34%的六氟乙燒，摩爾百分比濃度為30%的乙稀和摩 爾百分比濃度為3%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0020] 實施例2 :取摩爾百分比濃度為16%的七氟丙烷，摩爾百分比濃度為17%的 1，1，1-三氟乙燒，摩爾百分比濃度為31 %的六氟乙燒，摩爾百分比濃度為29%的乙稀和摩 爾百分比濃度為7%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0021] 實施例3 :取摩爾百分比濃度為20%的七氟丙烷，摩爾百分比濃度為15%的 1，1，1-三氟乙燒，摩爾百分比濃度為26%的六氟乙燒，摩爾百分比濃度為27%的乙稀和摩 爾百分比濃度為8%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0022] 實施例4:取摩爾百分比濃度為15%的七氟丙烷，摩爾百分比濃度為18%的 1，1，1-三氟乙燒，摩爾百分比濃度為30%的六氟乙燒，摩爾百分比濃度為32%的乙稀和摩 爾百分比濃度為5%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0023] 實施例5 :取摩爾百分比濃度為15%的七氟丙烷，摩爾百分比濃度為20%的 1，1，1-三氟乙燒，摩爾百分比濃度為30%的六氟乙燒，摩爾百分比濃度為30%的乙稀和摩 爾百分比濃度為5%的氮?dú)庠诔叵挛锢砘旌?，獲得一種混合制冷劑。
[0024] 實施例6 :對實施例1-5中的混合制冷劑分別進(jìn)行可燃性測試，并選取以下幾種現(xiàn) 有混合制冷劑進(jìn)行可燃性對比測試：
[0025] ① CN101307223B中1，1，2,2_四氟乙烷/1，1-二氟乙烷/異丁烷的質(zhì)量配比為 8/66/26的混合物（以下簡稱對比例1)。
[0026] ②CN101275067B中1，1，2, 2-四氟乙烷/二甲醚/丙烷的摩爾配比為5/20/75的 混合物（以下簡稱對比例2)。
[0027] ③CN101270275B中1，1，2,2_四氟乙烷/1，1-二氟乙烷/丙烷的質(zhì)量配比為 5/25/70的混合物（以下簡稱對比例3)。
[0028] 測試的工藝條件參照美國標(biāo)準(zhǔn) ANSI-ASHRAE Standard 34-2010 (Designation and Safety Classification of Refrigerants,以下簡稱為 ANSI/ASHRAE 34)，可燃性測 試方法參照美國標(biāo)準(zhǔn) ASTM E681 (Standard Test Method for Concentration Limits of Flammability of Chemicals(Vapas and Gases))。
[0029] 下面的表1具體顯示了本發(fā)明的混合制冷劑與現(xiàn)有制冷劑應(yīng)用于相同制冷循環(huán) 中的性能優(yōu)劣對比。其中CN1189532C代表中國專利CN1189532C中5組物質(zhì)摩爾濃度比為 20/40/3/16/21的混合物，對比例1、2、3分別對應(yīng)實施例6中的設(shè)定，設(shè)計工作狀況為環(huán)境 溫度為32°C，目標(biāo)溫度_90°C。
[0030] 表1實施例中混合制冷劑性能匯總及與現(xiàn)有制冷劑性能比較
[0031]
【主權(quán)項】
1. 一種混合制冷劑，其特征在于，所述制冷劑為由七氟丙烷、1，1，1-三氟乙烷、六氟 乙烷、乙烯、氮?dú)饨M成的混合物；所述的混合制冷劑中各成分的摩爾百分比濃度之和為 100%，其中，所述七氟丙烷的摩爾百分比濃度為10% -20%，1，1，1-三氟乙烷的摩爾百 分比濃度為15% -25%，六氟乙燒的摩爾百分比濃度為25% -35%，乙稀的百分比濃度為 25% -35%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?% -10%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制冷劑，其特征在于：所述的混合制冷劑中，所述七氟丙 燒的摩爾百分比濃度為13% -17%，1，1，1-三氟乙燒的摩爾百分比濃度為17% -23%，六氟 乙烷的摩爾百分比濃度為27%-33%，乙烯的百分比濃度為27%-34%，氮?dú)獾哪柊俜直?濃度為3% -7%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合制冷劑，其特征在于：所述七氟丙烷的摩爾百分 比濃度為14% -15%，1，1，1-三氟乙燒的摩爾百分比濃度為18% -21 %，六氟乙燒的摩 爾百分比濃度為29% -31%，乙烯的百分比濃度為29% -32%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?4% _6%〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混合制冷劑，其特征在于：所述七氟丙烷的摩爾百 分比濃度為15%，1，1，1-三氟乙烷的摩爾百分比濃度為20%，六氟乙烷的摩爾百分比濃度 為30%，乙烯的百分比濃度為30%，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混合制冷劑，包括由七氟丙烷、1,1,1-三氟乙烷、六氟乙烷、乙烯、氮?dú)饨M成的混合物，混合物中各成分的摩爾百分比濃度之和為100％，其中，七氟丙烷的摩爾百分比濃度為10％-20％，1,1,1-三氟乙烷的摩爾百分比濃度為15％-25％，六氟乙烷的摩爾百分比濃度為25％-35％，乙烯的百分比濃度為25％-35％，氮?dú)獾哪柊俜直葷舛葹?％-10％。該混合制冷劑安全高效，穩(wěn)定性好，不易燃，且降溫速度快，降溫過程大大縮短。
【IPC分類】C09K5-04
【公開號】CN104877637
【申請?zhí)枴緾N201510274735
【發(fā)明人】李文棟, 王帥, 王吉凱, 陸世界
【申請人】安徽中科都菱商用電器股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月26日