专利名称：含有异丁烷(R600a)的中高温热泵混合工质的制作方法
技术领域：
本发明属于热泵或空调系统中的制冷剂，具体涉及到作为冷凝温度为60-100° C的中高温热泵系统中的制冷工质。
背景技术：
对于生产和生活中大量存在的、对热能品位要求相对较低(温度为60-100° C)的用能缓解，采用热泵供热技术不仅有比常规供能方式更高的总能利用效率，减少C02排放，还可以有效利用工业余热、地热能、太阳能以及环境(空气、土壤、地表水或浅层地下水)中蕴含的低品位热能，减小余热排放造成的热污染。当前，热泵技术正向中高温(冷凝温度80-100° C)、高温(冷凝温度高于100° C)热泵方向发展，而制约其发展的关键问题之一，就是缺乏适合的循环工质。以往曾用作高温热泵系统工质的物质有CFC11、CFC113、CFC114 等，他们均为CFC类物质，其臭氧层破坏势(ODP)及温室效应势(GWP)都很大，发达国家已于1996年禁用，发展中国家也将于2010年禁用。目前应用较多的是以HCFC22或其替代物R407C等为工质的空调-热泵系统，能够提供的热水最高温度为50-55° C，而无法提供更高温度水平的热能。开发环境友好、热力性能优良的新型工质，对中高温热泵技术的发展至关重要。本发明提供的混合工质，是为冷凝温度为60-100° C的中高温热泵系统应用而研制的，也可用做离心式制冷、空调机组的工质。
发明内容
本发明的目的是，提供一组含有异丁烷(R600a)的适于中高温热泵机组应用的新工质，使其环境特性和环境性能俱佳。本发明内容介绍根据优势互补的原则进行组元组合，筛选得到下述性能优良的中高温热泵混合工质。具体包括异丁烷(R600a)、l，I, 1，3，3-五氟丙烷(R245fa)、三氟碘甲烷(R13I1)、1，I- 二氟乙烷(R152a)、一氯-I, 2，2，2-四氟乙烷(R124)和一氯-I, I- 二氟乙烧(R142b)。各组元物质的基本参数如表I所示。本发明提出的含有HC600a的中高温热泵混合工质，由异丁烷(R600a)和I, I, I, 3，3-五氟丙烷(R245fa);或由I, I, I, 3，3-五氟丙烷(R245fa)和三氟碘甲烷(R13I1)组成;或由异丁烷(R600a)、l，I, I, 3，3-五氟丙烷(R245fa)和I, I-二氟乙烷(R152a)组成；或由异丁烷(R600a)、一氯-1，I-二氟乙烷(R142b)、一氯-1,2，2，2-四氟乙烷(R124)和
I,I, 1,3, 3-五氟丙烷(R245fa)组成；或由异丁烷(R600a)和一氯-1，I-二氟乙烷(R142b)组成；或由异丁烷(R600a)和三氟碘甲烷(R13I1)组成。上述各组元物质的具体配比(质量百分数)为R600a/R245fa3-98/2-97%，R600a/R245fa/R13Il3-97/2-96/1-95%，R600a/R245fa/R152a3-93/4-94/3-93%，
R600a/R142b/R124/R245fa 2-94/2-94/3-95/1-93%，R600a/R142b2-97/3-98%，R600a/R13Il2-97/3-98%，以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。上述混合工质的制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。本发明具有以下优点及有益效果(I)环境性能本发明的ODP等于零或者较低，环境特性优良。
(2)热工参数适宜在中高温热泵系统设计工况下，压力水平不高于HFC134a在标准空调工况下的压力水平，排温低于HFC134a压缩机的排气温度限制。因此，可以直接将本发明工质灌注于HFC134a的空调压缩机，无需为本发明工质另行设计压缩机。(3)循环性能优良本发明在上述设计工况下的制热COP为4左右、单位质量供热量基本在150kJ/kg以上，单位容积制热量在3000kJ/m3以上，循环性能优良。表I中高温热泵混合工质中所含组元的基本参数Tb :正常沸点，Tc :临界温度，Pc :临界压力
权利要求
1.含有异丁烷(R600a)的中高温热泵混合工质，其特征是混合工质由异丁烷(R600a)和I, I, 1,3, 3-五氟丙烷(R245fa);或由I, I, 1,3, 3-五氟丙烷(R245fa)和三氟碘甲烷(R13I1)组成；或由异丁烷(R600a)、l，I, 1,3, 3-五氟丙烷(R245fa)和1，I-二氟乙烷(R152a)组成；或由异丁烷(R600a)、一氯-I, I- 二氟乙烷(R142b)、一氯-I, 2，2，2-四氟乙烷(R124)和I, I, 1,3, 3-五氟丙烷(R245fa)组成;或由异丁烷(R600a)和一氯-1，I-二氟乙烷(R142b)组成；或由异丁烷(R600a)和三氟碘甲烷(R13I1)组成。
2.按照权利要求I所述的含有异丁烷(R600a)的中高温热泵混合工质，其特征是所述各组元物质的具体配比(质量百分数)为 R600a/R245fa3-98/2-97%， R600a/R245fa/R13Il3-97/2-96/1-95%， R600a/R245fa/R152a3-93/4-94/3-93%， R600a/R142b/R124/R245fa2-94/2-94/3-95/1-93%， R600a/R142b2-97/3-98%， R600a/R13Il2-97/3-98%， 以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。
全文摘要
本发明公开了一组含有异丁烷(R600a)的中高温热泵混合工质，适合作为蒸发温度为60-100°C的低温有机朗肯循环系统的制冷剂。该组混合工质由R600a、R245fa、R13I1、R152a、R124和R142b共6种物质按不同的质量比例组成二元、三元或四元混合物。其制备方法是，将上述各种组元按指定的配比在常温下进行物理混合，得到相应的混合工质。本发明工质不破坏臭氧层，温室效应势较低，符合环保要求；热工参数适宜，循环性能优良，可以直接将本发明工质灌注于HFC134a的空调压缩机，无需为本发明工质另行设计压缩机。设计工况下的COP为4左右，单位质量输出净功在150kJ/kg以上。
文档编号C09K5/04GK102911642SQ20121035368
公开日2013年2月6日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者王怀信, 张圣君, 郭涛, 陈清莹 申请人:天津大学