专利名称：混合致冷剂的填充方法
技术领域：
本发明涉及作为蒸气压缩式冷冻循环用工作介质的含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷非共沸性混合致冷剂的填充的方法。
背景技术：
通过利用物质的状态变化如蒸发和冷凝而进行流体的冷却和加热的蒸气压缩式冷冻循环被广泛地应用于空调，冰箱，热水器等等。很多用于蒸气压缩式致冷冻循环工作流体，特别是以碳氟烃系致冷剂为中心已经被开发成各种工作介质并得到实际应用。在这些流体中，HCFC22(单氯二氟甲烷)已被广泛地用作空调加热和冷却系统中的致冷剂。
但是，最近发现氯氟烃被释放到平流层后会破坏臭氧层并且最终对地球上包括人在内的生态系统产生严重的副作用。因此，全世界一致要求限制其使用直至完全被禁用。在此环境下，急需开发一种新的没有潜在的破坏臭氧层问题的致冷剂。
使用混合致冷剂以弥补单一成分致冷剂的不足，最近越来越多的人建议使用非共沸混合致冷剂(如日本特开平1-79288号公报，特公平6-55942号公报，特开平3-287688号公报)。
非共沸混合物在相变化如蒸发和冷凝时会导致组成的变化。因为低沸点的组分易于蒸发而高沸点的组分则易于冷凝。在蒸发时组成变化的倾向是显著的，即在从液相到气相的变化中，这种倾向会随不同组分沸点差异的增大而特别显著。因此，当这种非共沸混合物在从一个容器转向另一个容器时，通常将其从液相中放出以避免引起相改变。但是，即使将致冷混合物从液相中放出，对于成分间沸点差异较大的情况还是会出现数个百分点的组成变化。这是因为混合物的释放会导致压力的降低和气相空间的增加，从而导致低沸点成分从液相中蒸发出来。组成的数个百分点的变化会导致致冷剂性能的巨大变化，这种变化不仅会导致致冷剂性能和效率的降低，同时也会对致冷剂的安全如易燃性产生不利的影响。
特别地，当使用含有23重量％的二氟甲烷(下文称为HFC32),25重量％的五氟乙烷(下文称为HFC125)和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷(下文称为HFC134a)的非共沸混合物(该混合物被认为是最有前途的HCFC22的替代物)为致冷剂时，在将致冷剂从储气瓶等进料容器中转移至空调的过程中引起的组成变化是个严重的问题，因为ASHRAESTANDARD(1995)上允许的组成变化范围是HFC32(21-25重量％)，HFC125(23-27重量％)和HFC134a(50-54重量％)。
作为解决该问题的方法，日本特开平8-157810号公报提出了通过混合物中预先增加在组成变化中减少的低沸点组分，使组成落入公差允许范围内的方法。
因为致冷剂性能所允许的范围通常在标准值的±3重量％以内，特别优选是±2重量％以内，而在该方法中，由于低沸点组成的偏差会加大与致冷剂性能标准值的差异。
本发明人一直在研究一种填充液化气体的方法，以便解决在将储存在密闭容器中的含有三种不同沸点液态气体的非共沸组合物从液体侧转向另一个容器的过程中出现的组成变化问题。
结果，发明人发现一种填充混合致冷剂的方法，其特征在于如果以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1，1,1,2-四氟乙烷的非共沸混合物为致冷剂使用时，通过在储气瓶等供料侧容器中调节混合物组成为23.5重量％-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷，然后将致冷剂在低于40℃的温度下从液相中释放出来，可将伴随填充的组成变化控制在上述非共沸混合物的致冷剂性能允许的范围中。
本发明涉及填充混合致冷剂的方法，其特征在于如果以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的非共沸混合物为致冷剂使用时，通过在储气瓶等供料容器中调节混合物组成为23.5-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷，然后将致冷剂在低于40℃的温度下从液相中释放出来，可将伴随填充的组成变化控制在上述非共沸混合物的致冷剂性能允许的范围中。
此外，本发明也涉及生产具有组成范围为23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的蒸气压缩式冷冻装置的方法，该方法包括在低于40℃的温度下，在含有混合物组成为约23.5-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的供料容器中放出液相，并将其转移至蒸气压缩式冷冻装置的主体中。
根据本发明，在供料容器中释放出液相的的温度最高不超过40℃，优选为约20-30℃左右。
根据本发明的生产方法，作为蒸气压缩式致冷装置的主体广泛地用于已知的致冷装置。
特别地，本发明是以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％1,1,1,2-四氟乙烷的菲共沸混合致冷剂为对象，但是，本发明思想也可以用于其它组成范围，或含有其它不同沸点成分的液化气体的非共沸混合物。例如含有二氟甲烷和1,1,1,2-四氟乙烷的混合物，或含有五氟乙烷，1,1,1-三氟乙烷和1,1,1,2-四氟乙烷的混合物。
本发明的蒸气压缩式致冷装置的实例是空调，冷柜，冰箱和热水器。
本发明的供给侧容器没有特别的限制，只要该容器是可以储存致冷混合物的密闭容器便可。例如储气瓶。作为致冷混合物被转移和填充的装置，可以是任何可用于蒸气压缩式冷冻循环的装置对此无特别限制。所述装置包括，空调，冷柜，冰箱，热水器等等。
实施本发明的最佳形式本发明通过下列实施例来说明，只要不脱离本发明的宗旨，并不只限于这些实施例。
实施例1和比较例1在10升的密闭容器中，相对于二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)和1,1,1,2-四氟乙烷(HFC134a)标准组成(23.0/25.0/52.0重量％)填充9kg的允许的上限(25.0/25.0/50.0重量％；实施例1)和下限(21.0/25.0/54.0重量％；比较例1)的非共沸混合物。将容器置于恒温箱中，使温度为10℃或40℃。
然后从液侧用泵以900g/min的速率转移至另一个空容器中。从设置于在液侧取出配管上的抽样阀采取一部分填充中的气体并通过气相色谱分析其组成。
将填充开始和填充结束的致冷组成下的致冷剂性能在蒸发温度为0℃、冷凝温度为50℃、过热和过冷的温度为0℃的冷冻循环条件下进行比较，求出与标准组成值的差值。结果见表1。
表1转移填充率和采取气体成分组成的分析结果HFC制冷系数(差)冷冻能力(差)32 125 134a (重量％)KJ/m3(重量％)标准组成23.0 25.0 52.0 3.94 (0) 2947 (0)10℃上限填充24.9 24.9 50.2 3.94 (0) 3012 (+2.2)开始填充24.3 24.4 51.3 3.94 (0) 2986 (+1.3)结束下限填充20.9 24.9 54.2 3.95 (+0.3) 2873 (-2.5)开始填充20.3 24.4 55.3 3.95 (+0.3) 2848 (-3.4)结束40℃上限填充24.8 24.8 50.4 3.94 (0) 3007 (+2.0)开始填充23.6 23.8 52.6 3.95 (+0.3) 2956 (+0.3)结束下限填充20.8 24.8 54.4 3.95 (+0.3) 2869 (-2.6)开始填充19.6 23.8 56.6 3.96 (+0.5) 2817 (-4.4)结束在10℃和40℃时，组成的允许范围的下限是填充结束时的组成，冷冻能力相对于标准值的降低值均大于3％。
实施例2以重量比为23.5/23.5/53.0(下限)进行HFC32/HFC125/HFC134a的转移填充。
转移条件与实施例1相同只是将恒温槽的温度定为的最差条件的40℃。结果见表2。
实施例3将实施例2中在40℃填充的致冷剂性能在蒸发温度为0℃、冷凝温度为50℃、过热和过冷温度为0℃的冷冻循环条件下进行比较。实施例3的结果与实施例2的结果合并表示在表2。
表2.
转移填充率和采取气体成分组成的分析结果HFC 制冷系数(差)冷冻能力(差)32125 134a (重量％)kJ/m3(重量％)标准组成23.0 25.0 52.0 3.94 (0) 2947 (0)实施例2下限填充开始23.3 23.4 53.3 3.95 (+0.3) 2941 (-0.2)填充结束22.1 22.4 55.5 3.97 (+0.8) 2889 (-2.0)用作蒸气压缩式致冷循环工作流体的非共沸性HFC32/HFC125/HFC134a混合致冷剂转移充填时产生的组成变化可以被控制在致冷剂性能(制冷系数，冷冻能力)允许的范围(±3重量％，优选±2重量％)内，可以防止性能的显著变化和其易燃性的增加。
权利要求
1．一种混合致冷剂的填充方法，其特征在于使用以含有23重量％的二氟甲烷，25重量％的五氟乙烷和52重量％的1,1,1,2-四氟乙烷的非共沸混合物作为致冷剂，通过在供给侧容器如储气瓶中调节非共沸混合物的组成为23.5-25.0重量％二氟甲烷、23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷，然后将非共沸混合物在40℃以下从液相中取出，将伴随转移填充产生的组成变化控制在上述非共沸混合物的致冷剂性能允许的范围中。
2．根据权利要求1所述的填充混合致冷剂的方法，其中伴随转移填充产生的组成变化控制在非共沸致冷混合物性能的±3％范围内。
3．一种生产具有组成范围为23重量％的二氟甲烷，25重量％五氟乙烷和52重量％1,1,1,2-四氟乙烷的蒸气压缩式致冷设备的方法，包括在不超过40℃的温度下从供给侧容器取出具有23.5-25.0重量％的二氟甲烷，23.5-25.0重量％的五氟乙烷和50.0-53.0重量％的1,1,1,2-四氟乙烷组成的液相，转移填充至蒸气压缩式致冷设备的主体中。
全文摘要
本发明提供填充致冷混合物的方法,其特征在于使用含有23重量%的HFC32,25重量%的HFC125和52重量%的HFC134a的非共沸混合物作为致冷剂时,通过在供给侧容器如储气瓶中调节非共沸混合物的组成为23.5－25.0重量%HFC32,23.5－25.0重量%的HFC125和50.0－53.0重量%的HFC134a,然后将非共沸混合物在40℃以下从液相中取出,将伴随转移填充产生的组成变化控制在非共沸致冷混合物性能允许的范围中。根据该填充方法,可将非共沸性的HFC32/HFC125/HFC134a混合致冷剂转移填充时产生的组成变化控制在致冷剂性能允许的范围中。
文档编号F25B45/00GK1214719SQ9719345
公开日1999年4月21日 申请日期1997年11月25日 优先权日1996年11月28日
发明者井手哲, 柴沼俊 申请人:大金工业株式会社