[發明專利]一種分布式能源系統中供熱熱泵三元混合工質

有效

• 申請號: 201910429900.0
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110194948B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 耿鵬鵬;雷平飛;仝福生;謝亞斌;趙澤有;趙貫甲;馬素霞
• 申請（專利權）人: 山西省工業設備安裝集團有限公司;太原理工大學
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種低GWP（溫室效應潛能）值、高效能分布式能源系統中供熱熱泵三元混合工質，由三氟碘甲烷（CF₃I），丙烷（R290）和丙烯（R1270）組成，其所占質量百分比為：三氟碘甲烷（CF₃I）：90%~96%；丙烷（R290）+丙烯（R1270）：4%~10%；其中丙烷的質量百分比為1%~9%，丙烯的質量百分比為1%~9%。該混合制冷劑的ODP（臭氧破壞潛能）為0，GWP值小于20，環保性能優異，且單位容積制熱量和供熱系數較大，具有熱力學效率高和節能環保等優點。

技術領域

本發明涉及一種分布式供能系統中蒸汽壓縮式熱泵系統中的工質，具體涉及25-50℃的低溫熱源，可以提供70-80℃供熱溫度的熱泵系統的三元環保節能型混合工質。

背景技術

分布式供能系統主要采用清潔能源，如天然氣、太陽能、風能、地熱能等，通過將各種能源耦合在一起，并利用能的梯級利用原理，提高供能的效率并降低污染和排放。分布式能源系統主要應用于偏遠的小城鎮、大型的商業綜合體和大型的工業園區。近些年來，隨著我國制造產業升級，供應鏈的構建往往集中在大型的工業產業園區和孵化基地。由于相關產業往往具有相類似的用能需求，尤其是高品位的能源需求，因此也推動了分布式供能系統的發展。分布式供能系統可以為相關產業提供電能、熱能、冷能、蒸汽等不同種類和品質的能源形式，可以大大降低工業園區各個企業的初投資和運行成本。

作為分布式供能系統中需求最大的熱能的供應效率，往往也對整個分布式供能系統的能源利用率有著重要的影響。工業上一般采用吸收型熱泵供熱，尤其是大型的供熱系統，由于該種供能方式具有較大的供熱能力且利用熱能驅動，因此被認為是節能和環保的。但吸收式熱泵往往需要利用較高品質的蒸汽去驅動，一方面加重了熱電耦合問題，另一方面往往也導致能源利用效率降低。蒸汽壓縮式熱泵供能系統是利用電能驅動，應用更為靈活，同時采用高效環保型工質可以大大提高余熱利用水平，降低供能系統的復雜性并提高供能效率。

對于蒸汽壓縮式熱泵供能系統，工質的熱力學性能對于熱泵系統的能量轉化效率起著關鍵作用?？紤]到一般商業或居民用熱源溫度在70-80℃左右，因此熱泵工質的臨界溫度不能低于90℃，以防止較大的節流和換熱損失。現有的熱泵工質如R134a、R161等及其混合物，往往存在溫室效應潛能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在系統中的充灌量，阻礙了其應用于大型壓縮式熱泵系統。因此，需要開發具有較高制熱系數以及具有更環保、安全的熱泵工質顯得尤為緊迫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混合工質，用于熱泵系統中提供70-80℃熱源，該種工質具有較低的GWP，較高的供熱系數，較大的單位容積制熱量，適用于大容量離心式壓縮機的壓比，以及較小的相比滑移溫度，同時由于采用了常用制冷劑作為主元，因此是一種低替代成本的熱泵混合工質。

本發明提供了一種分布式能源系統中供熱熱泵三元混合工質，包括下列質量百分比的原料：

三氟碘甲烷CF₃I：90% ~ 96%；

丙烷R290+丙烯R1270：4% ~10%；其中丙烷的質量百分比為1% ~ 9%，丙烯的質量百分比為1% ~ 9%；

其中各組元質量百分比和為100%；

所得混合工質的臭氧破壞潛能為0，溫室效應潛能值小于20。

上述的混合工質，包括下列質量百分比的原料：

三氟碘甲烷CF₃I：92%；

丙烷R290：2%；

丙烯R1270：6%；

其中各組元質量百分比和為100%。