一种混合烷烃制冷剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合烷烃制冷剂，由下列组分混合而成，各组分的重量百分比为：丙烯81%-99%、异丁烷0.5%-10%、丙烷0.5%-20%。本发明的混合烷烃，可以直接代替制冷剂R22，且比R22制冷剂和现有技术中的混合碳氢制冷剂更节能，节能效率达到18%-30%，且不会产生温室效应，更环保。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制冷剂领域，具体涉及一种混合烷烃制冷剂。 一种混合烷烃制冷剂
【背景技术】
[0002] 由于R22具有很好的化学稳定性和热稳定性，可得到_80°C的制冷温度，被广泛用 于制冷空调行业，是目前应用量最大、应用范围最广的一种制冷剂，但由于R22属于温室气 体，消耗臭氧潜能值为0. 06,将要被限制和禁止使用。
[0003] 为了找到R22的替代品，人们发明了制冷剂R134a、R410a等，这些制冷剂对臭氧层 的破坏作用为零，但R134a的冷冻能力仅为R22机组的60%，且R134a的热传导率比R22下 降10%，R134a的吸水性是R22的20倍，导致设备的运行维护成本更高；被称为环保制冷剂 的R410a，虽然在效率方面优于R134a，但存在工作压力太高、对管道部件最适化和耐压要 求高、须改进换热器和机组设计、投资运行维护成本高等缺点；且因为它们还有一定的温室 效应，R410a产生的温室气体效应甚至还部分超过了 R22。因此，这些制冷剂并不是中国空 调业最终的环保制冷剂解决方案，只是过渡替代品。
[0004] 为了找到R22制冷剂更好的替代品，人们发明了大量的新型制冷剂，有一些是在 氟利昂制冷剂的基础上，尽量减小温室效应的制冷剂；有一些是在氟利昂制冷剂基础上添 加碳氢制冷剂的混合制冷剂；有一些是直接使用碳氢制冷剂的，如R290制冷剂。
[0005] CN1693408A公开了一种制冷剂，采用重量百分比为55-62%的R290和重量百分比 为38-45%的R600a的混合碳氢制冷剂，在蒸发温度-25°C到5°C替代R134a制冷剂。该制 冷剂混合简单、便利，成本低廉，只有R134a的1/20,并且比R134a更节能，降低使用成本。
[0006] CN 101270274A公开了一种制冷剂，采用重量百分比为54-65%的R290、30-40%的 R600a和3-8%倾点为-36°C到_25°C的低温冷冻润滑油（主要成分是重烷基苯）的混合碳氢 制冷剂，替代R134a制冷剂，有效地解决了现有碳氢制冷剂因过于干燥和油溶性好的特性 而使压缩机经常出现磨损拉缸的难题，节能率可达10-20%。
[0007] CN 101402847A公开了一种制冷剂，采用重量百分数为80-89%的R290和11-20% 的R600a的混合碳氢制冷剂，替代R22制冷剂。
[0008] 现有技术中，R290和R600a按一定重量配比混合的碳氢制冷剂，R290的重量百分 比小于65%时，该种碳氢制冷剂仅适用于替代蒸发压力较低的R134a，并不适用于蒸发压力 较高的R22 ;当R290的重量百分比含量在80% -89%时，能够替代R22制冷剂。然而，在对 节能环保要求越来越高的当今社会，现有的节能率并不能满足要求，有待进一步提高。
[0009] CN 101918507 A公开了丙烧、正丁烧、异丁烧、和乙烧四兀体系碳氧制冷剂。
[0010]
【发明内容】
[0011] 本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种节能效果更好的混合烷烃制冷剂。
[0012] 为实现上述目的本发明所采用的技术方案为： 一种混合烷烃制冷剂，其特征在于，由下列组分混合而成，各组分的重量百分比为：丙 烯 81% -99%、异丁烷 0.5%-10%、丙烷 0.5%-20%。
[0013] 所述的混合烷烃制冷剂，其特征在于，由下列组分混合而成，各组分的重量百分比 为：丙烯 90%-95%、异丁烷 1%-8%、丙烷 1%-8%。
[0014] 所述的丙烯为制冷级丙烯R1270 ;所述的丙烷为制冷级丙烷R290 ;所述的异丁烷 为制冷级异丁烷R600a。
[0015] 所述的混合烷烃制冷剂在制冷方面的应用。
[0016] 丙烯的物性参数与R22极其相近，且丙烯的饱和蒸汽压-温度曲线与R22十分接 近，所以，以丙烯为主的混合烷烃制冷剂作为R22的替代制冷剂时，可以不改变原系统主要 部件的基本条件而直接充灌。
[0017] 由于丙烯是一种可燃物质，作为制冷剂使用时最大的问题是安全问题。现有技术 中，大家认为只有在制冷系统中丙烯的充灌量少时，才不会有泄漏发生时的燃烧爆炸的危 险。然而，本发明的发明人发现，由于R1270饱和液体的汽化潜热比R22大的多，所以在制 冷效果相当的同时，可以大大减少R1270的充灌量。而且，通过与少量的丁烷和异丁烷配 合，能够提高制冷装置的能效比。所以，本发明中，尽管丙烯的重量百分比高达81%-99%，仍 然能够在保证较高的安全性的情况下获得更优异的制冷效果。
[0018] 本发明的混合烷烃混合物是一种饱和蒸汽压更接近R22的非共沸烷烃混合物，本 发明中将这种混合烷烃称为R490b，该R490b比现有技术中的烷烃制冷剂饱和蒸汽压更接 近R22制冷剂，直接用于R22的制冷装置，且比R22制冷剂和现有技术中的混合碳氢制冷剂 更节能，节能效率达到18%_30%。
[0019] 尽管只要以所述混合烷烃的总量为基准，丙烯的重量百分比为81%_99%，异丁烷的 重量百分比为〇. 5%-0%，丙烷的重量百分比为0. 5%-20%，即可实现本发明的目的，但优选 情况下，以所述混合烷烃的总量为基准，以重量百分比计，丙烯的含量为90%-95%，异丁烷的 含量为1%-8%，丙烷的含量为1%-8%。在上述优选含量范围内的混合烷烃用作制冷剂时能够 获得更好的制冷效果。
[0020] 尽管只要丙烯、异丁烷和丙烷以上述比例混合即可实现本发明的目的，所述丙烯 可以是现有的用于制冷剂的各种纯度级别的丙烯，丙烷可以是现有的用于制冷剂的各种纯 度级别的丙烷，异丁烷可以是现有的用于制冷剂的各种纯度级别的异丁烷，但优选情况下， 所述丙烯为制冷剂领域常用的R1270,丙烷为制冷剂领域常用的R290,异丁烷为制冷剂领 域常用的R600a。采用上述形式的丙烷、丙烷和异丁烷，可以直接通过混合或不经混合各自 直接注入制冷装置的压缩机中作为制冷剂使用。
[0021] 本发明的混合烷烃可以直接按比例混合得到，也可以在使用时直接按比例取用。
[0022] 本发明还提供了上述混合烷烃在制冷剂中的应用。本发明的混合烷烃主要应用于 空调制冷装置中，例如分体空调和中央空调。使用方法可以参照现有的制冷剂如R22的使 用方法。
[0023] 本发明还进一步提供了一种制冷方法，该方法包括将R1270、R600和R290混合或 不经混合后送入制冷装置的压缩机中进行压缩，其中，以R1270、R600a和R290的总量为基 准，以重量百分比计，R1270的加入量为81% -99%，R600a的加入量为0. 5%-10%，R290的加 入量为〇· 5%-20%。
[0024] 本发明还提供了一种制冷方法，该方法包括将R1270、R290和R600a混合或不经混 合后送入制冷装置的压缩机中进行压缩。
[0025] 由于本发明主要涉及对制冷剂的组成的改进，因此对制冷方法的其他条件和具体 操作步骤没有特别限定，可以参照现有技术进行，本发明在此不再赘述。
[0026] 根据本发明，由于制冷剂含有丙烯、丙烷和异丁烷且丙烯的含量相对较高，因此 与现有R22相比，能够大大降低充灌量，一般地，相对于3. 5kW的制冷量，本发明的制冷剂 R1270、R600a和R290的总用量为R22的一半左右，但是由于不同空调系统制冷剂的用量不 同，R1270、R600a 和 R290 的总用量约为 0. 3kg-0. 6kg。
[0027] 根据本发明的制冷剂与原系统和润滑油兼容，用于中央空调、热泵空调、家用空调 和其它小型制冷设备。
[0028] 由于上述制冷方法使用的制冷剂主要为丙烯，该制冷剂与本领域技术人员已知的 润滑油的相容性都较好，所以本发明所述的R490b制冷剂可以使用本领域技术人员已知的 各种润滑油作为冷冻机油，优选低温性能好、价格较便宜的重烷基苯作为所述制冷剂使用 的冷冻机油。
[0029] 本发明的混合烷烃制冷剂与现有技术相比具有以下有益效果： 本发明的混合烷烃的饱和蒸汽压更接近R22,直接充灌R22的制冷系统，对各部件的损 耗也接近R22作为制冷剂时的状况，可以直接代替制冷剂R22,且比R22制冷剂和现有技术 中的混合碳氢制冷剂更节能，节能效率达到20%-30%，且不会产生温室效应，更环保。
[0030]
【具体实施方式】
[0031] 以下结合实施例对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所 描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0032] 以下将通过实施例详细说明本发明。以下实施例中，节能率通过下式计算： 节能率=(R22耗电数-R490b耗电数）/R22耗电数X 100%。
[0033] 对比例1 对于某品牌1. 5匹分体空调，将900克制冷剂R22加入空调的压缩机内，开启空调后， 60min内使4. 5X3. 3X2. 8m3的空间温度从35°C降到25°C并保持25°C，耗电2. 8度。
[0034] 实施例1 对于与对比例1相同厂家和型号的1. 5匹分体空调，加入重量百分比为90%的R1270、 重量百分比为8%的R600a和重量百分比为2%的R290自然混合均匀的混合烷烃制冷剂 500克，直接加入空调的压缩机内，开启空调后，60min内使4. 5X3. 3X2. 8m3的空间温度从 35°C降到25°C并保持25°C，耗电2度，节能率为28%。
[0035] 对比例2 采用实施例1的方法，不同的是，重量百分比为8%的R600a和重量百分比为2%的R290 由重量百分比为10%的R600a代替，60min内使4. 5X3. 3X2. 8m3的空间温度从35°C降到 25°C并保持25°C，耗电2. 3度，节能率为18%。
[0036] 对比例3 采用实施例1的方法，不同的是，重量百分比为90%的R1270、重量百分比为8%的R600a
【权利要求】
1. 一种混合烷烃制冷剂，其特征在于，由下列组分混合而成，各组分的重量百分比为： 丙烯 81% -99%、异丁烷 0.5%-10%、丙烷 0.5%-20%。
2. 根据权利要求1所述的混合烷烃制冷剂，其特征在于，由下列组分混合而成，各组分 的重量百分比为：丙烯90%-95%、异丁烷1%-8%、丙烷1%-8%。
3. 根据权利要求1或2所述混合烷烃制冷剂，其特征在于：所述的丙烯为制冷级丙烯 R1270 ;所述的丙烷为制冷级丙烷R290 ;所述的异丁烷为制冷级异丁烷R600a。
4. 如权利要求1所述的混合烷烃制冷剂在制冷方面的应用。
【文档编号】C09K5/04GK104059614SQ201410227795
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】周应斌 申请人:安徽超美发动机测试用油有限公司