[發明專利]混合工質及其應用

無效

• 申請號: 200810213639.2
• 申請日: 2008-08-20
• 公開（公告）號: CN101654613A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 孫藹軍;張科
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾（中國）有限公司
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04;F25B30/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 孫秀武

技術領域

本發明涉及一種混合工質及其在制冷/制熱方法或熱泵系統中的應用。

背景技術

熱泵技術是通過熱力循環，將不能直接利用的低品位熱能(空氣、土壤、地表水和淺層地下水中蘊藏的熱能，以及工業余熱、地熱能、太陽能等)的品位提升到可直接利用的水平，同時消耗一部分高品位能(例如電能)。使用熱泵技術比傳統的加熱方式效率更高，從而減少了溫室氣體的排放，降低了余熱排放造成的熱污染。為了滿足工業對較高供熱溫度的要求，目前熱泵技術正向中高溫(冷凝露點溫度為70-100℃)方向發展。而制約其發展的關鍵因素之一，就是缺乏適合的工質。以往曾作為中高溫熱泵系統所使用的工質有R11、R113、R114等，它們都是CFC物質，有較高的臭氧層破壞勢(ODP)和溫室效應(GWP)，發達國家已經禁用，而發展中國家也將面臨禁用。

目前在熱泵系統中使用較多的工質是HCFC22或其替代物R407c、R410以及R134a。對于使用R22、R407c和R410a的現有熱泵系統，能夠提供熱水的最高溫度為50-55℃(對應于冷凝露點溫度為55-60℃)；而對于使用R134a的現有熱泵系統，能夠提供熱水的最高溫度為55-60℃(對應于冷凝露點溫度為60-65℃)。如果進一步提高該溫度，不但會降低系統性能，而且還會因工質的排氣壓力和排氣溫度超過現有熱泵系統的安全極限而造成事故。

因此，現有技術希望開發一種工質，其適合于提供70-100℃的冷凝露點溫度，可以直接使用于現有的熱泵系統，而無排氣壓力和排氣溫度過高等安全問題。

發明內容

針對現有技術的這一現狀，本發明的發明人對目前已知的各種熱泵用工質及其組合進行了深入而廣泛的研究，在兼綜合考慮了工質的易獲得性、成本、毒性和在已有熱泵系統(壓縮機)中的適用性等因素之后，獲得了如下的特定組合，并由此完成了本發明。

即，本發明涉及一種混合工質，其由1-98質量％的1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(R227ea)、1-98質量％的1，1，1，3，3，3-六氟丙烷(R236fa)以及1-98質量％的1，1-二氟乙烷(R152a)構成，其中各組元的質量百分比之和為100％。

該混合工質是一種非共沸混合工質。

本發明涉及的混合工質適合于單獨或者與適當的潤滑油組合而作為熱泵系統的工質使用，尤其適用于冷凝露點溫度為70～100℃的中高溫熱泵系統。

本發明還涉及利用該混合工質的制冷/制熱方法。

發明效果

本發明涉及的混合工質具有以下優點：

1.組元全部是HFC，因此其ODP等于零，不會破壞臭氧層。

2.在70-100℃的冷凝露點溫度范圍內，排氣壓力不超過26bar(絕對壓力)，低于常規壓縮機的排氣壓力上限。因此，本發明的混合工質可以直接應用已有的R134a或R404a壓縮機，無需為此設計新的壓縮機，由此降低操作和使用成本。

3.單級循環性能優良。在30℃的蒸發露點溫度、90℃的冷凝露點溫度、10℃過熱度和2℃的過冷度的規定工況下，排氣溫度最高為120℃左右，未超過常規壓縮機的排氣溫度上限。因此，本發明的混合工質可以直接應用已有的壓縮機，而無需專門采取特殊的措施來降低該排氣溫度，由此降低操作和使用成本。

4.溫度滑移小。由此大大降低泄漏對混合工質組分變化的影響。因此，即使熱泵系統中的部分氣相工質泄漏，組分發生很大變化，只要補充注即可，而無需重新充注全部的工質。

5.容積制熱量大。因此，在相同制熱量下可以減少壓縮機的尺寸，從而降低熱泵設備成本。

6.各組元容易獲得，成本低廉，并且毒性極低。

具體實施方式

本發明涉及一種混合工質，其組元構成為：1-98質量％的1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(R227ea)、1-98質量％的1，1，1，3，3，3-六氟丙烷(R236fa)以及1-98質量％的1，1-二氟乙烷(R152a)，其中各組元的質量百分比之和為100％。

各組元的基本參數如表1所示。

表1