新型环保中高温热泵工质 技术领域
本发明属于热泵或制冷系统中的制冷剂。
背景技术
1987年9月16日，在加拿大蒙特利尔市举行国际会议，由全世界二十六个国家共同签署《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书(Montreal Protocol on Substances thatDeplete the Ozone Layer)》，限制氟氯碳化物的使用。到目前为止，受控物已扩展为：氯氟烃(CFC)、哈龙(CFCB、CFB)、四氯化碳CCl4、甲基氯仿(C2H3Cl3)、氢氯氟烃(HCFC)和甲基溴(CH3Br)等六类共55种，禁止使用的时限也不断提前。CFC114为Freon，即卤代烃的一种，它是中高温热泵系统中的传统工质，由于它含有氯原子，臭氧破坏势(ODP值)不为零，所以不可避免的成为被替代的氟利昂工质。
随着节能和环保意识日益深入人心，中高温热泵技术已成为热泵技术发展的重点，而中高温热泵技术发展的关键就是拥有性能优良、与环境友好的工质。所以寻找CFC114的替代物迫在眉睫。由于Freon的优良性能，故在寻求替代物时仍然会考虑不含氯的Freon类物质即HFCs。而另一类物质氟化醚也将作为替代研究的对象，其实早在20世纪30年代研究人员在寻找适合的制冷剂时，就已将氟化醚作为研究物质，只是由于性能良好的氟利昂类物质的出现而停止了对这类物质的深入研究。氟化醚类物质与环境友好，性能优良，有成为广泛应用的制冷剂的可能。故该新型环保制冷剂包含的组分有氟利昂物质HFC143、HFC254cb及氟化醚HFE134。
发明内容
本发明的目的是为中高温热泵系统提供一种绿色工质。
本发明内容介绍及实施例：新型环保中高温热泵工质可由HFC143或HFE134或HFC254cb三种物质中的任一单质构成，也可将以上三种单质按任意摩尔配比构成新的混合工质。
本发明所述的新的混合工质其制备方法是，将上述单工质按其具体要求的摩尔配比在常温下进行物理混合即可。
发明地有益效果在于，环境特性优良(ODP值为O)，安全不可燃，性能与CFC114相近，甚至更好。
工质的名称、分子式及基本参数制冷剂 工质名称 分子式 分子量 Tb/℃ Tc/℃ Pc/MPa ωCFC114 1，2-二氯四氟乙烷 CClF2CClF2 170.90 3.7 145.7 3.263 0.253HFC254cb 1，1，2，2-四氟丙烷 CHF2CF2CH3 116.03 -0.78 146.1 3.753 0.237HFC143 1，1，2-三氟乙烷 CHF2CH2F 84.02 5.00 157.8 4.233 0.253HFE134 双二氟甲基醚 CHF2OCHF2 118.00 4.67 153.4 3.751 0.246
具体实施方式
实施例1：仅取HFC143作为制冷剂。
实施例2：仅取HFC254cb作为制冷剂。
实施例3：仅取HFE134作为制冷剂。
实施例4：取60ol％的HFC143，20mol％的HFC254cb和20mol％的HFE134，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例5：取15mol％的HFC143，70mol％的HFC254cb和15mol％的HFE134，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
实施例6：取10mol％的HFC143，10mol％的HFC254cb和80mol％的HFE134，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。
中高温热泵系统的工况取为：蒸发温度为50℃，冷凝温度为90℃，过热温度根据具体的工质组成来确定，保证压缩机入口工质为饱和气态，过冷温度为85℃；压机综合效率取为85％，根据循环计算，将上述实施例1-6的有关参数及与CFC114的比较列于下表：
实施例制冷剂的性能与CFC114的性能比较CFC114实施例1实施例2实施例3 ODP 0.85 0 0 0 GWP 9200 - - -蒸发压力MPa 0.440 0.444 0.515 0.436冷凝压力MPa 1.143 1.188 1.322 1.148压比 2.60 2.68 2.57 2.63排气温度℃ 95.1 101.1 95.1 99.8COP*(能效比) 1 1.07 0.998 1.06热量 99.6 222.1 144.4 151.4容积制热量* 1 1.14 1.16 1.08
实施例制冷剂的性能与CFC114的性能比较 CFC114实施例4实施例5实施例6ODP 0.85 0 0 0GWP 9200 - - -蒸发压力MPa 0.440 0.462 0.497 0.451冷凝压力MPa 1.143 1.226 1.294 1.186压比 2.60 2.65 2.60 2.63排气温度℃ 95.1 95.1 95.1 95.0COP*(能效比) 1 1.03 1.01 1.03热量 99.6 184.5 153.8 154.7容积制热量* 1 1.14 1.15 1.10
(注：表中‘*’均为与CFC114的相对值)由上表可见，这六个实施例的环境性能好，ODP均为0。从循环性能角度看，这六个实施例的单位质量制热量、单位容积制热量、COP均比CFC114高；排气温度、压比则与CFC114相当。