专利名称：一种空调用环保混合制冷剂的制作方法
技术领域：
本发明属于制冷剂领域，涉及一种混合制冷剂，尤其涉及一种应用于家
用空调系统中替代R22的空调用环保混合制冷剂。
背景技术：
R22具有不可燃、无毒性、无腐蚀和热力性能优良等优点，广泛应用于 家用空调以及其它一些制冷领域，但在环境保护的压力下，《蒙特利尔议定书》 和《京都议定书》分别对其进行了限制，特别是前者规定发达国家可以使用 R22至2020年，现有设备可用至2030年，发展中国家允许使用至2040年。 在这种形式下，世界各国都在开展R22制冷剂的替代工作。
目前，国际上对于空调制冷剂R22的替代主要采用2种技术方案 一种 是以德国及北欧一些国家为代表，主张采用天然工质作为替代物，如R290、 R1270、 C02、 NH3等；另一种是以美、日为代表的采用HFCs作为替代物， 如美国联合信号公司的共沸混合物R410A(R32/R125，质量比为50/50)、杜邦 公司和英国I.C.I公司的非共沸混合物R407C(R32/R125/R134a,质量比为 23/23/52)等，二者的ODP值均为O,很好地满足了对臭氧层的保护要求，但 是GWP值却都很高，并且这两种混合工质的COP理论值都低于R22。此外， R407C是三元非共沸混合物，其最大蒸发过程的温度滑移大；R410A是二元 近共沸混合物，两组分不符合替代制冷剂筛选的热力学原则，而且该工质不 适合直接充灌，二者作为空调替代制冷剂也不尽人意。
在寻求替代R22的最佳制冷剂的研究进程中，醚类工质在近几年得到了 充分的重视和发展。二甲醚(DME)以其优异的热力学性能、充足的市场供 应、廉价的价格，被广泛的应用在汽车清洁替代燃料中，并被认为是一种非 常有潜力的环保制冷剂替代物。
以二甲醚作为组分的制冷剂专利的调研结果表明在专利申请CN 200710013387.4中，公开了一种以DME、 R13I1和R600a组成的中高温热泵 工质；在专利申请CN 200710013386.X中，公开了一种以DME、 R152a和 R600a组成的混合制冷剂，用于替代汽车空调制冷剂R134a;在专利申请CN 200610016352.1中，公开了一种以R32、 DME和R134a组成的中高温热泵 工质；在专利申请CN 200610035399.2中，公开了一种以DME和R22组成 的混合制冷剂；在专利申请CN 200580028315.6中，公开了一种以DME、 R134a、 R290和R1270组成的混合制冷剂；在专利申请CN03112661.8中， 公开了一种以R142b、 DME和R22组成的混合制冷剂；在专利申请CN 00128145.3中，公开了以DME作为制冷剂；在专利申请CN93109373.2中， 公开了一种以R717、 RC270、 DME和R290组成的混合制冷剂；在专利申请 CN93107989.6中，公开了一种以DME和R227ea组成的混合制冷剂。这些 混合制冷剂都利用了 DME的优良的制冷性能，同R22相比均具有较低的 GWP值，但这些混合物或具有较强的可燃性，或具有较大的滑移温度，或效 率较低等等。
韩国Park等对R1270/R290/DME (45/40/15)混合制冷剂替代R22的性 能进行了研究，发现其COP是R22的1.05倍，GWP<3，滑移温度0.59，节 能环保。近期，ASHRAE把R432A (R1270/DME(80/20))列为R22的一种 可能的替代制冷剂。R432A的COP是R22的1.085倍，GWP低于5，其滑
移温度也非常小。上述的两种研究表明DME/HCs类混合制冷剂具有良好的 热力学性能和环保性能，但是由于DME、 HFs类物质均具有一定的可燃性， 因此安全性能方面没有给与充分的考虑，需要添加适量的阻燃剂以提高安全 性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保、安全、可靠、制冷效率高，可直接充 灌的空调用环保混合制冷剂。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是由二甲醚(DME)、丙烯 (R1270)和1，1，1,2,3,3,3-七氟丙烷(R227ea)组成，其中各组分如下，均为 质量百分比
二甲醚 10~40 丙烯 55~85 1,1,1，2,3,3,3画七氟丙烷 5 35
上述组分中的二甲醚(DME)，其分子式为CH3OCH3，摩尔质量为46.07， 沸点为-24.8'C，临界温度为127.2°C，临界压力为5.34MPa。
丙烯(R1270)，其分子式为CH3CH=CH2，摩尔质量为42.08，沸点为 -47.7°C，临界温度为91.4"C，临界压力为46.0MPa。
1，1，1,2,3,3,3-七氟丙'烷(R227ea)，其分子式为CF3CHFCF3，摩尔质量为 170.03，沸点为-16.09。C，临界温度为101.9。C,临界压力为2.925MPa。
本发明提供的混合制冷剂是将二甲醚、丙烯和U，l,2,3,3，3-七氟丙垸按其 相应的配比在液相状态下进行物理混合得到的。R227ea是一种优秀的阻燃剂， 并已被用作哈龙的替代物，其灭火浓度为5.9%,通过添加阻燃剂削弱制冷剂
的可燃性，从而达到环保、安全、可靠、制冷效率高和可直接充灌的替代工 质。
图1是R22， R407C， R410a和本发明在变冷凝温度下的容积制冷量，其 中横坐标为冷凝温度，纵坐标为单位容积制冷量；
图2是R22， R407C， R410a和本发明在变冷凝温度下的性能系数，其中 横坐标为冷凝温度，纵坐标为性能系数；
图3是R22， R407C， R410a和本发明在变冷凝温度下的滑移温度，其中 横坐标为冷凝温度，纵坐标为滑移温度；
图4是R22， R407C， R410a和本发明在变蒸发温度下的容积制冷量，其 中横坐标为蒸发温度，纵坐标为单位容积制冷量；
图5是R22， R407C， R410a和本发明在变蒸发温度下的性能系数，其中 横坐标为蒸发温度，纵坐标为性能系数；
图6是R22, R407C， R410a和本发明在变蒸发温度下的滑移温度，其中 横坐标为蒸发温度，纵坐标为滑移温度。
具体实施方案
为了有助于对本发明所述的制冷剂及其优点的理解，下面举出几个具体 实例，其中组分的比例均为质量百分比。
实施例1:取10°/。的DME， 55°/。的R1270和35%的R227ea，将这三种 组分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例2:取10。/。的DME, 85。/。的R1270和5。/。的R227ea，将这三种组 分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例3:取15。/。的DME， 60%的R1270和25%R227ea，将这三种组分 常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例4:取15。/。的DME， 80%的R1270和5%的R227ea，将这三种组 分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例5:取20%的DME， 65%的R1270和15%的R227ea，将这三种 组分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例6:取20。/。的DME， 75%的R1270和5%的R227ea，将这三种组 分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例7:取25。/。的DME， 70%的R1270和5%的R227ea,将这三种组 分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例8:取30。/q的DME， 65%的R1270和5%的R227ea，将这三种组 分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例9:取35。/q的DME， 60。/。的R1270和5。/()的R227ea，将这三种组 分常温下物理混合后得到本发明的制冷剂。
实施例10:取40。/。的DME， 55%的R1270和5°/。的R227ea，将^H种 组分常温下物理混合后得到本发明的希岭剂。
上述实施例中采用的二甲醚(DME)，其分子式为CH3OCH3，摩尔质量 为46.07，沸点为-24.8。C，临界温度为127.2°C，临界压力为5.34MPa;丙烯 (R1270),其分子式为CH3CH=CH2，摩尔质量为42.08，沸点为-47.7。C， 临界温度为91.4""C，临界压力为46.0MPa; 1，U,2,3，3,3-七氟丙垸(R227ea)， 其分子式为CF3CHFCF3，摩尔质量为170.03，沸点为-16.09°。临界温度为 101.9°C，临界压力为2.925MPa。
在蒸发温度为7.2"，冷凝温度为54.4°C，过热度为ll.rC，过冷度为5°C 及压縮机效率为0.89的工况下，上述实例制冷剂的环境参数、物性参数和热 工性能列于表l中，其中GWP、压比、COP和容积制冷量均为相对值(制冷 剂与R22的比值)。
表1实例制冷剂的环境参数、物性参数和热工性能
制冷剂ODPGWP摩尔 质量压比排气 温度滑移 温度COP容积 制冷量
R220186,47189.44011
R407C01.1186.201.0782.434.080.961.00
实施例100.7357.800.9574.501.670.970.91
实施例200.1144.120.9277.470.240.980.99
实施例300.5252.670.9575.871.470.970.93
实施例400.1144.320.9377.640.420.980邻
实施例500.3248.370.9477.101.270.980.94
实施例600.1144.520.9377.880.700.980.97
实施例700.1144.730.9478.201.070.980.96
实施例800.1144.940.9578.601.540,990.95
实施例900.1145.150.9679.072.100.990.93
实施例1000.1145.360.9779.582.700.990.91
从表1可知，本发明的环境性能优越，其GWP值远小于R22和R407C; 单位容积制冷量和COP值与R22相当，非常适合于压縮机直接充灌；新工质 的滑移温度仅为0.42度，接近为近共沸混合物，比R407C小的多，排除了滑 移温度较大带来的不良影响；本发明的排气温度最低，有利于制冷压縮机的 保护。
从图1-3可以看出，在所设工况范围内，本发明的性能与R22、 R407C 变化趋势一致。单位容积制冷量、COP随冷凝温度的增高而同比降低；滑移 温度随着冷凝温度变化不是很明显。图4-6所示的蒸发温度变化的结果相类 似。
权利要求
1、一种空调用环保混合制冷剂，其特征在于按质量百分比含10～40％的二甲醚、55～85％的丙烯和5～35％的1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷。
2、 根据权利要求1所述的空调用环保混合制冷剂，其特征在于所说的 二甲醚，其分子式为CH3OCH3，摩尔质量为46.07，沸点为-24.8'C，临界温 度为127.2匸，临界压力为5.34MPa。
3、 根据权利要求1所述的空调用环保混合制冷剂，其特征在于所说的 丙烯，其分子式为CH3CH=CH2，摩尔质量为42.08，沸点为-47.7'C，临界温 度为91.4'C，临界压力为46.0MPa。
4、 根据权利要求1所述的空调用环保混合制冷剂，其特征在于所说的 1,1，1，2,3,3,3-七氟丙'烷，其分子式为CF3CHFCF3，摩尔质量为170.03，沸点为 -16.09'C，临界温度为101.9°C，临界压力为2.925MPa。
全文摘要
一种空调用环保混合制冷剂，按质量百分比含10～40％的二甲醚、55～85％的丙烯和5～35％的1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷。本发明的环境性能优越，ODP值为0，GWP值远小于R22和R407C；在标准工况和变工况条件下本发明的单位容积制冷量和COP值与R22相当，非常适合于压缩机直接充灌；滑移温度仅为0.42℃，比R407C小的多，接近为近共沸混合物，排除了滑移温度较大带来的不良影响；排气温度最低，有利于制冷压缩机的保护。本发明可作为家用空调中R22的理想替代制冷剂。
文档编号C09K5/04GK101381595SQ200810231909
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者吴江涛, 永 周, 毕胜山, 强 陈 申请人:西安交通大学