[發(fā)明專利]一種可替代HFC245fa的熱泵鍋爐用節(jié)能環(huán)保型工質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210387585.1
• 申請(qǐng)日: 2022-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN114752359B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何國(guó)庚;劉菁菁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);湖北瑞能華輝能源管理有限公司
• 主分類號(hào): C09K5/04
• 分類號(hào): C09K5/04;F25B30/02;F25B9/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

本發(fā)明屬于制冷劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種可替代HFC245fa的熱泵鍋爐用節(jié)能環(huán)保型工質(zhì)，該混合工質(zhì)是由丁烷(R600)、戊烷(R601)和異丁烷(R600a)這三種組分組成的三元混合工質(zhì)，并且，該混合工質(zhì)中各組分的質(zhì)量百分比濃度如下：丁烷(R600)的質(zhì)量百分比為45％～55％，戊烷(R601)的質(zhì)量百分比為10％～26％，異丁烷(R600a)的質(zhì)量百分比為22％～45％。本發(fā)明通過(guò)對(duì)構(gòu)成工質(zhì)的細(xì)節(jié)組分及各組分的質(zhì)量占比等進(jìn)行控制，得到的三元混合工質(zhì)，可以制取130℃及以上的制熱溫度，尤其可替代現(xiàn)有的HFC245fa工質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可替代HFC245fa的熱泵鍋爐用節(jié)能環(huán)保型工質(zhì)，能夠制取130℃及以上的制熱溫度，尤其可作為高溫?zé)岜霉べ|(zhì)應(yīng)用。

背景技術(shù)

工業(yè)供熱占工業(yè)總能耗的50％以上，而工業(yè)鍋爐是工業(yè)供熱的主要來(lái)源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)工業(yè)鍋爐每年耗用原煤約占年總產(chǎn)量的1/3，是我國(guó)二氧化碳和二氧化硫排放的主要來(lái)源之一，各大中城市對(duì)燃煤鍋爐在市區(qū)采用了嚴(yán)格限制使用的措施，一些城區(qū)內(nèi)的工業(yè)鍋爐轉(zhuǎn)向燃燒天然氣和汽柴油。然而隨著氣候變化對(duì)人類生存產(chǎn)生的威脅日益嚴(yán)重，全球達(dá)成了溫室氣體減排的巴黎協(xié)定?！疤歼_(dá)峰，碳中和”在我國(guó)也越來(lái)越受到關(guān)注。產(chǎn)生二氧化碳的燃燒化石能源的工業(yè)鍋爐即將面臨著升級(jí)或淘汰。熱泵鍋爐尤其是空氣源熱泵鍋爐是燃燒化石能源的工業(yè)鍋爐的首選替代方案。

工業(yè)鍋爐按照用途分為熱水鍋爐和蒸汽鍋爐。對(duì)于溫度在100℃以下的熱水鍋爐，在目前常用的熱泵工質(zhì)中，有采用R134a作為工質(zhì)的熱泵可以制取70℃左右溫度的熱水。而采用R515B作為工質(zhì)的熱泵可以制取90℃在左右的溫度。而在超過(guò)100℃蒸汽鍋爐領(lǐng)域，雖然采用R142b作為工質(zhì)的熱泵最高可以制取110℃左右的蒸汽，但是，R142b的消耗臭氧潛能值ODP＝0.057，具有破壞臭氧層的能力，而且全球變暖潛能值GWP＝1980，具有很強(qiáng)的全球變暖潛力，在安全性上也有一定的可燃性，屬于A2類物質(zhì)，已經(jīng)被列入《蒙特利爾議定書》及其修正案需要在2030年淘汰的物質(zhì)。采用HFC245fa作為工質(zhì)的熱泵可以制取130℃左右的蒸汽，但HFC245fa的全球變暖潛能值GWP＝962，雖然不至于在2030年前淘汰，但也被列入了2016年通過(guò)的《蒙特利爾議定書》基加利修正案需要削減的名單。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，需要大量的130℃左右的蒸汽。因此，找到能夠替代HFC245fa獲得130℃及以上溫度的熱泵工質(zhì)是熱泵鍋爐替代130℃蒸汽工業(yè)鍋爐的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種可替代HFC245fa的熱泵鍋爐用節(jié)能環(huán)保型工質(zhì)，其中通過(guò)對(duì)構(gòu)成工質(zhì)的細(xì)節(jié)組分及各組分的質(zhì)量占比等進(jìn)行控制，得到的三元混合工質(zhì)，可以制取130℃及以上的制熱溫度，尤其可替代現(xiàn)有的HFC245fa工質(zhì)(在泡點(diǎn)溫度、冷凝壓力與蒸發(fā)壓力的壓力比等方面，比HFC245fa工質(zhì)性能更優(yōu))。本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保高溫?zé)岜霉べ|(zhì)可以制取130℃及以上的制熱溫度，尤其可應(yīng)用于高溫?zé)岜弥?；使用本發(fā)明R600/R601/R600a三元混合工質(zhì)作為工質(zhì)的熱泵鍋爐可以替代燃燒化石能源的工業(yè)鍋爐以大幅度減少二氧化碳的排放，具有更加優(yōu)異的環(huán)保性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種節(jié)能環(huán)保型混合工質(zhì)，其特征在于，該混合工質(zhì)是由丁烷(R600)、戊烷(R601)和異丁烷(R600a)這三種組分組成的三元混合工質(zhì)，并且，該混合工質(zhì)中各組分的質(zhì)量百分比濃度如下：丁烷(R600)的質(zhì)量百分比為45％～55％，戊烷(R601)的質(zhì)量百分比為10％～26％，異丁烷(R600a)的質(zhì)量百分比為22％～45％。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述混合工質(zhì)中各組分的質(zhì)量百分比濃度如下：丁烷(R600)的質(zhì)量百分比為50％，戊烷(R601)的質(zhì)量百分比為10％～26％，異丁烷(R600a)的質(zhì)量百分比為24％～40％。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述混合工質(zhì)中各組分的質(zhì)量百分比濃度如下：丁烷(R600)的質(zhì)量百分比為50％，戊烷(R601)的質(zhì)量百分比為26％，異丁烷(R600a)的質(zhì)量百分比為24％。