本发明涉及一种环保节能型热泵用混合工质及其应用，具体涉及一种可以提供60-70℃热源的热泵系统的环保节能型混合工质。
背景技术：
在建筑能耗中，生活热水和空调的能耗占主要部分，其中城市居民用热水耗能约占总能耗的20%，而各种商业建筑热水的能耗约占总能耗的10% ~40 %。目前，我国商用建筑中的热水主要来自燃煤、气、油锅炉以及电站锅炉；城市居民用热水主要来自电热水器、燃气热水器和太阳能热水器。燃用煤、气、油等化石燃料提供热水，既耗能又会排放出大量的CO2。电热水器将电能转化为热能，虽然环保，却有能耗高、效率低等缺点。热泵技术正是解决这一难题的重要手段，利用热泵技术将废气或废水中的低品位能转化为高品位能，使其达到居民或商用供热（热水）的要求。相比电热水器，采用热泵技术仅需输入一部分高品位能（电能）即可获得高品位能和吸取的低品位能之和的能量，因此可以节约大量高品位能，同时也可以降低温室气体和有害气体的排放，保护环境。
热泵工质是热泵技术中，通过输入电能来提高低品味能的重要载体，选择环保性能、热力学性能以及安全性能较好的工质是实现热泵技术节能、减排的重要基础。传统的热泵工质多采用CFCs和HCFCs类工质，由于含有氯离子，破环臭氧层而被禁止生产和使用。目前，HFCs类工质成为了主要的替代工质，如1,1,1,2-四氟乙烷（R134a），这一类物质虽然不破坏臭氧层，但大部分具有较高的温室气体潜能，因此属于过渡型工质。
除了环保性能外，工质的热力学性能对于热泵系统的能量转化效率起着关键作用。考虑到一般商业或居民用热源温度在60-70℃左右，因此热泵工质的临界温度不能低于90℃，以防止较大的节流和换热损失。现有的文献中提出的或已经商用的热泵工质往往存在GWP（温室效应潜能）值偏高、或具有可燃性、或容积制冷量较小、或温度滑移较大、或冷凝温度较低等缺点，因此需要开发具有较高冷凝温度和制热系数、更好地与现有系统兼容性以及具有更佳环保性能的热泵工质显得尤为急迫。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种环保节能型热泵用混合工质，用于热泵系统中提供60-70℃热源，该种工质的环境性能和使用性能优于R134a；该混合工质可在使用R134a的系统中不改变任何部件直接替代使用的，是一种低替代成本的热泵工质。
本发明提供了一种环保节能型热泵用混合工质，由下列质量百分比的原料混合而成：
1,1,1,3,3-五氟丙烷：1% ~ 15%；
二甲醚：9% ~99%；
丙烷：0% ~ 90%；
其中各组元质量百分比和为100%。
进一步地，所述环保节能型热泵用混合工质由下列质量百分比的原料混合而成：
1,1,1,3,3-五氟丙烷：1% ~ 15%；
二甲醚：85% ~99%；
其中各组元质量百分比和为100%。
进一步地，所述环保节能型热泵用混合工质由下列质量百分比的原料混合而成：
1,1,1,3,3-五氟丙烷： 10% ~ 15%；
二甲醚： 85% ~ 90%；
其中各组元质量百分比和为100%。
进一步地，所述环保节能型热泵用混合工质由下列质量百分比的原料混合而成：
1,1,1,3,3-五氟丙烷：10% ~ 13%；
二甲醚：70% ~80%；
丙烷：7% ~ 20%；
其中各组元质量百分比和为100%。
进一步地，所述环保节能型热泵用混合工质由下列质量百分比的原料混合而成：
1,1,1,3,3-五氟丙烷：10% ~ 13%；
二甲醚：73% ~80%；
丙烷：10% ~ 15%；
其中各组元质量百分比和为100%。
本发明提供了上述的环保节能型热泵用混合工质在热泵系统中替代R134a的应用。所述的热泵系统不改变任何设备部件，能直接充灌所述混合工质以替代R134a。
所述的应用过程中，将所述的环保节能型热泵用混合工质在热泵系统中替代R134a时，根据国家标准GB/T23137-2008《家用和类似用途热泵热水器》设定的名义工况为：热源入口温度20℃，热源出口温度15℃，热汇入口温度17℃，热汇出口温度65℃。
本发明提供的混合制冷剂适用于热泵系统，尤其适合提供60-70℃商用与居民用热水的热泵系统。当在热泵系统中替代R134a时，所述热泵系统可以不改变任何设备部件，直接充灌所述混合制工质。
本发明的有益效果：
(1)环境性能优良，ODP（臭氧破坏潜能）值为0，GWP（温室效应潜能）值小于120；
(2)添加阻燃成分1,1,1,3,3-五氟丙烷，可以削弱混合制冷剂的可燃性，提高安全性，增加制冷剂的充灌量；
(3)蒸发压力、冷凝压力、压比和单位容积制冷量等均与R12相当，温度滑移较小，COPh（制热循环性能系数）值和单位质量制热量均优于R134a；
(4)在现有设备基础上，可以不改变任何部件，直接充灌于原使用R134a的热泵系统。
具体实施方式
本发明提供的制冷剂，其制备方法是将R245fa，DME和R290按照其相应的质量配比在液相状态下进行物理混合。
上述组分中的1,1,1,3,3-五氟丙烷(阻燃剂)，分子量为134.05 g.mol-1，标准沸点为-42.1℃， 临界温度为96.7℃，临界压力为3.651 MPa, GWP值为858。
上述组分中的二甲醚，其分子量为46.07 g.mol-1，标准沸点为-24.78℃，临界温度为127.15℃，临界压力为5.337 MPa，GWP值为0。
上述组分中的丙烷，分子量为44.10 g.mol-1，标准沸点为-34.55℃，临界温度为102.15℃，临界压力为4.251 MPa， GWP值为3.3。
下面列出几种实施例来说明本发明的具体实施过程，但本发明并非仅限于以下几种实施例，凡包含本发明组元、配比，以及与本发明中的混合制冷剂筛选思路均属本发明保护范围。
实施例1: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷和二甲醚按照5:95的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例2: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷和二甲醚按照7:93的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例3: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷和二甲醚按照9:91的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例4: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷和二甲醚按照11:89的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例5: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷和二甲醚按照13:87的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例6: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷, 二甲醚和丙烷按照10:70:30的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例7: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷, 二甲醚和丙烷按照10:80:10的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例8: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷, 二甲醚和丙烷按照13:70:17的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
实施例9: 将1,1,1,3,3-五氟丙烷, 二甲醚和丙烷按照13:80:7的质量百分比在液相状态下进行物理混合。
现将上述实施例的性能与R134a进行比较，说明本发明的特点和效果。
根据国家标准GB/T23137-2008《家用和类似用途热泵热水器》设定的名义工况为：热源入口温度20℃，热源出口温度15℃，热汇入口温度17℃，热汇出口温度65℃。
1、环保性能
表1比较了上述实施例与R12的环保性能。GWP值以CO2作为基准值，并取1.0。
表1环保性能比较
从表中的数据可以看出，本发明的ODP值均为0，且GWP值均小于120，与R134a相比具有较为显著的环保性能。
2、温度滑移和热力性能
表2温度滑移表
从表2可见，混合工质为非共沸混合物，但各实施例的温度滑移均较小，有利于系统的稳定运行。
在热泵工况下(设定过热度10℃，过冷度5℃)，上述实施例与R134a的热工参数(即: 蒸发压力pe、冷凝压力pcon、压比π=pcon/pe)及相对热力性能(相对COPR、相对单位质量制冷量qm、相对单位容积制冷量qv) 的比较见表3。
上述相对热力性能是指各实施例热力性能与R134a热力性能的比值。
表3热工参数及热力性能的比较
从表3可见，在所选取的热泵工况下，上述各实施例的冷凝压力与R134a相当，压比略低于R134a，仍可直接充灌于原使用R134a的系统中；系统工质的充灌量相当；各实施例的容积制热量与R134a相当，且COPh值均大于R134a，具有节能效果。
综合来看，本发明实施例中所得的工质，具有优异的环保性能，较高的安全性和经济性，可以作为R134a的长期替代工质。