非共沸环保制冷剂、其制备方法及除湿系统与流程

本申请涉及制冷剂技术领域，具体而言，涉及一种非共沸环保制冷剂、该非共沸环保制冷剂的制备方法及除湿系统。

背景技术：

通常来说空气除湿过程的换热温差较大，常规空调除湿系统的除湿能耗高且效率低下。公开号为cn108375135a的发明专利公布了一种高效的新型除湿系统，其利用非共沸制冷剂温度滑移的特点可以有效地减小换热温差，从而减少传热过程中的不可逆损失，同时还能使压缩机的吸气压力升高减小功耗。申请人研究发现，现有的非共沸制冷剂并不能充分发挥除湿系统的高效性能，主要的原因是该新型除湿系统要求工质在蒸发时要有与空气侧进出口温差相匹配的滑移温度，而在冷凝时的滑移温度又不宜过大。目前常见的非共沸制冷剂并不能很好的与之匹配。另一方面，随着全球对于环境问题的日益重视，社会上对新型制冷剂的环保性和安全性也有了更加严格的要求。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的非共沸制冷剂无法有效匹配新型除湿系统以及环境效益差的技术问题，本发明的首要目的在于，提出一种非共沸环保制冷剂，在于与新型除湿系统实现较好匹配的情况下提高环境性能，并且提出了该非共沸环保制冷剂的制备方法以及应用该非共沸环保制冷剂的除湿系统。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第一个方面，本技术方案提供了一种非共沸环保制冷剂。

根据本申请实施例的非共沸环保制冷剂包括一氟甲烷和三氟碘甲烷，所述非共沸环保制冷剂的gwp值不高于65。

进一步的，以质量百分比计，所述非共沸环保制冷剂包括12％-52％的一氟甲烷和48％-88％的三氟碘甲烷。

进一步的，以质量百分比计，所述非共沸环保制冷剂包括20％-52％的一氟甲烷和48％-80％的三氟碘甲烷。

进一步的，以质量百分比计，所述非共沸环保制冷剂包括36％-52％的一氟甲烷和48％-64％的三氟碘甲烷。

进一步的，以质量百分比计，所述非共沸环保制冷剂包括47.7％的一氟甲烷和52.3％的三氟碘甲烷。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了一种非共沸环保制冷剂的制备方法，用于制备本发明实施例第一方面提供的非共沸环保制冷剂，所述制备方法包括以下步骤：将所述非共沸环保制冷剂的各组分在室温液相状态下混合并搅拌，得到所述非共沸环保制冷剂。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第三个方面，本技术方案还提供了一种除湿系统，该除湿系统包括工质，所述工质包括本发明实施例第一方面提供的非共沸环保制冷剂。

本发明提出的非共沸环保制冷剂，具有合适的滑移温度，能够较好地匹配新型除湿系统，与现有的混合制冷剂相比，其循环制冷系数和单位功耗除湿量均有明显的提高，此外其还具有良好的环保安全性能，gwp低于65，可燃性低，适用于空调除湿系统或其它需要使用大滑移温度制冷剂的系统。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种除湿系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的非共沸环保制冷剂和r407c在除湿系统中单位功耗除湿量在不同工况下的走势图；

图3为本发明实施例提供的非共沸环保制冷剂和r407c在除湿系统中的能效在不同工况下的走势图。

图中：

1、压缩机；2、第一节流阀；3、闪发器；4、第二节流阀；5、节流阀；6、第一冷凝器；7、第二冷凝器；8、第一蒸发器；9、第二蒸发器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其单元。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本申请文件的表1-2中所示的gwp均引自“ipcc,2013:climatechange2013:thephysicalsciencebasis.contributionofworkinggroupitothefifthassessmentreportoftheintergovernmentalpanelonclimatechange[stocker,t.f.,d.qin,g.-k.plattner,m.tignor,s.k.allen,j.boschung,a.nauels,y.xia,v.bexandp.m.midgley(eds.)].cambridgeuniversitypress,cambridge,unitedkingdomandnewyork,ny,usa,1535pp.”；其他参数由refprop8.0给出。

本发明实施例提供的非共沸环保制冷剂，其制备方法是将非共沸环保制冷剂的各组分，即一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)，按照其相应的质量配比在常温常压液相状态下进行物理混合成为二元混合物，具体可以在室温液相状态下混合并搅拌，制得非共沸环保制冷剂。其中一氟甲烷(r41)属于hfcs类制冷剂，具有优良的热物性及传输特性，其odp为0，gwp也较低，但一氟甲烷(r41)属于3类可燃制冷剂，其可燃性限制了它的使用范围。三氟碘甲烷(r13i1)一方面用于与一氟甲烷(r41)进行配合，获得合适的滑移温度及其他热力学性能，另一方面三氟碘甲烷(r13i1)是一种优秀的阻燃剂，通过添加阻燃剂可以消弱制冷剂的可燃性，从而达到安全的要求。

本发明实施例中非共沸环保制冷剂中的各组元物质的基本参数见表1。

表1非共沸环保制冷剂中各组元物质的基本参数

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例对技术方案进行清楚完整地描述，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面将结合较优的实施例来详细说明本申请。下面给出多个具体实例，其中组分的比例均为质量百分比，每种非共沸环保制冷剂的组元物质的质量百分数之和为100％。

实施例1

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按12:88的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例2

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按16:84的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例3

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按20:80的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例4

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按24:76的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例5

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按28:72的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例6

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按32:68的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例7

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按36:64的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例8

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按40:60的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例9

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按44:56的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例10

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按47.7:52.3的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

实施例11

将一氟甲烷(r41)和三氟碘甲烷(r13i1)按52:48的质量比，在常温常压液相下进行物理混合均匀得到一种非共沸环保制冷剂。

比较了上述各实施例与r407c的分子量、标准沸点、环境性能和滑移温度等基本参数，记录在表2中。

表2非共沸制冷剂的基本参数

(注：各实施例中冷凝滑移温度为温度40℃对应泡点压力下的露点温度与泡点温度之差，蒸发滑移温度为温度10℃对应泡点压力下的露点温度与泡点温度之差。)

由表2可知，本发明提供的非共沸环保制冷剂的环境性能远优于r407c，其gwp均不高于65，其中实施例1-4制得的非共沸环保制冷剂的gwp均低于30；非共沸环保制冷剂的滑移温度高于r407c，其中冷凝滑移温度高于4.90℃，蒸发滑移温度高于5.87℃。

如图1所示，给出了本发明实施例提供非共沸环保制冷剂可应用于的一种可选的除湿系统，如图1所示，除湿系统包括压缩机1、第一节流阀2、闪发器3、第二节流阀4、节流阀5、第一冷凝器6、第二冷凝器7、第一蒸发器8和第二蒸发器9。其具体工作过程为：从压缩机1排出的高温制冷剂经第一冷凝器6冷凝成两相状态后通过第一节流阀2进入闪发器3。从闪发器3出来的制冷剂分为两部分，其中富含低沸点组分的气相制冷剂进入第二冷凝器7被冷凝成液体，再经第二节流阀4进入第一蒸发器8换热；富含高沸点组分的液相制冷剂经节流阀5节流后与经过第一蒸发器8换热后的富含低沸点组分的制冷剂混合，之后进入第二蒸发器9换热。从第二蒸发器9出来的制冷剂被压缩机吸入并被压缩后排出，以此完成循环。从湿空气的角度看，湿空气首先经第二蒸发器9被冷却至温度接近露点温度，再进入第一蒸发器8被除湿。从第一蒸发器8出来的低温低含湿量的湿空气依次通过第二冷凝器7和第一冷凝器6被加热至合适温度后送入用户端。

采用以图1所示的除湿系统对本发明实施例10提供的非共沸环保制冷剂和r407c进行仿真模拟，比较在不同进口含湿量的情况下，除湿系统蒸发温度、冷凝温度、相对单位功耗除湿量和相对eer，其结果见于表3、图2和图3。

表3实施例10与r407c的性能对比结果

通过表3、图2及图3可以看出，在不同除湿工况下，本发明实施例10的非共沸环保制冷剂在图1所示除湿系统的热力参数(即蒸发温度和冷凝温度)运行数、相对热力性能(即相对效率eer和相对单位功耗除湿量)均优于制冷剂r407c，不仅单位功耗除湿量大，能效也相较r407c有明显的提高，其中对于除湿系统的除湿模式来说其性能指标为单位功耗除湿量，而在制冷模式下，其性能指标为制冷系数eer。另外，通过采用图1所示的除湿系统比较本发明实施例1-9及实施例11提供的非共沸环保制冷剂与r407c的性能参数，本发明实施例1-9及实施例11提供的非共沸环保制冷剂的热力参数运行数和相对热力性能均优于制冷剂r407c。需要指出的是本发明实施例所提供的非共沸环保制冷剂并不局限于应用在图1所示的除湿系统，图1的除湿系统仅为示意性的举例说明。

本说明书中部分实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。