[發(fā)明專利]一種供熱熱泵三元混合工質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910429355.5
• 申請(qǐng)日: 2019-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN110157383B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王利民;梁波;陳科龍;郭育宏;王瑛;趙貫甲;馬素霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司;太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K5/04
• 分類號(hào): C09K5/04;F25B30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種低溫室效應(yīng)潛能（GWP）值、高效能熱泵混合工質(zhì)，由三氟碘甲烷（CF₃I），二甲醚（DME）和丙烯（R1270）組成，其所占質(zhì)量百分比為：三氟碘甲烷（CF₃I）：90%~96%；二甲醚（DME）+丙烯（R1270）：4%~10%。該混合工質(zhì)的臭氧破壞潛能（ODP）為0，GWP值小于20，環(huán)保性能優(yōu)異，且單位容積制熱量和供熱系數(shù)較大，具有熱力學(xué)效率高和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供熱熱泵三元混合工質(zhì)，具體涉及一種25-50℃的低溫?zé)嵩础⒖梢蕴峁?0-80℃供熱溫度的熱泵系統(tǒng)的三元環(huán)保節(jié)能型混合工質(zhì)，屬于分布式供能系統(tǒng)中蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

分布式供能系統(tǒng)主要采用清潔能源，如天然氣、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿龋ㄟ^將各種能源耦合在一起，并利用能的梯級(jí)利用原理，提高供能的效率并降低污染和排放。分布式能源系統(tǒng)主要應(yīng)用于偏遠(yuǎn)的小城鎮(zhèn)、大型的商業(yè)綜合體和大型的工業(yè)園區(qū)。近些年來，隨著我國制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)，供應(yīng)鏈的構(gòu)建往往集中在大型的工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)和孵化基地。由于相關(guān)產(chǎn)業(yè)往往具有相類似的用能需求，尤其是高品位的能源需求，因此也推動(dòng)了分布式供能系統(tǒng)的發(fā)展。分布式供能系統(tǒng)可以為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供電能、熱能、冷能、蒸汽等不同種類和品質(zhì)的能源形式，可以大大降低工業(yè)園區(qū)各個(gè)企業(yè)的初投資和運(yùn)行成本。

作為分布式供能系統(tǒng)中的需求最大的熱能的供應(yīng)效率，往往也對(duì)整個(gè)分布式供能系統(tǒng)的能源利用率有著重要的影響。工業(yè)上一般采用吸收型熱泵供熱，尤其是大型的供熱系統(tǒng)，由于該種供能方式具有較大的供熱能力且利用熱能驅(qū)動(dòng)，因此被認(rèn)為是節(jié)能和環(huán)保的。但吸收式熱泵往往需要利用較高品質(zhì)的蒸汽去驅(qū)動(dòng)，一方面加重了熱電耦合問題，另一方面往往也導(dǎo)致能源利用效率降低。蒸汽壓縮式熱泵供能系統(tǒng)是利用電能驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用更為靈活，同時(shí)采用高效環(huán)保型工質(zhì)可以大大提高余熱利用水平，降低供能系統(tǒng)的復(fù)雜性和提高供能效率。

對(duì)于蒸汽壓縮式熱泵供能系統(tǒng)，工質(zhì)的熱力學(xué)性能對(duì)于熱泵系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率起著關(guān)鍵作用。考慮到一般商業(yè)或居民用熱源溫度在70-80℃左右，因此熱泵工質(zhì)的臨界溫度不能低于90℃，以防止較大的節(jié)流和換熱損失。現(xiàn)有的熱泵工質(zhì)如R134a、R161等及其混合物，往往存在溫室效應(yīng)潛能GWP偏大、相變滑移溫度較大、效率偏低，尤其是可燃性問題限制了工質(zhì)在系統(tǒng)中的充灌量，阻礙了其應(yīng)用于大型壓縮式熱泵系統(tǒng)。因此，需要開發(fā)具有較高制熱系數(shù)以及具有更加環(huán)保和安全性能的熱泵工質(zhì)顯得尤為緊迫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種供熱熱泵三元混合工質(zhì)，用于熱泵系統(tǒng)中提供70-80℃熱源，該種工質(zhì)具有較低的GWP，較高的供熱系數(shù)，較大的單位容積制熱量，適用于大容量離心式壓縮機(jī)的壓比，以及較小的相比滑移溫度，同時(shí)由于采用了常用工質(zhì)作為主元，因此是一種低替代成本的熱泵混合工質(zhì)。

本發(fā)明提供了一種供熱熱泵三元混合工質(zhì)，包括下列質(zhì)量百分比的原料：

三氟碘甲烷（CF₃I）：90% ~ 96%；

二甲醚（DME）+丙烯（R1270）：4% ~10%；其中二甲醚（DME）的含量為1%~9%，丙烯（R1270）的含量為1%~9%；

以上各組元的質(zhì)量百分比和為100%。

上述的混合工質(zhì)，各項(xiàng)性能最優(yōu)的質(zhì)量百分比的原料：

三氟碘甲烷（CF₃I）：90%；

二甲醚（DME）：5%；

丙烯（R1270）：5%；

以上各組元的質(zhì)量百分比和為100%。

所得混合工質(zhì)的臭氧破壞潛能為0，溫室效應(yīng)潛能值小于20。