一种含CO2的环保混合制冷剂

本发明属于制冷剂，尤其是涉及一种含co2的环保混合制冷剂。

背景技术：

1、随着人类工业和生活水平的提高，制冷设备扮演着越来越重要的角色。制冷剂是空调等制冷设备的血液，现今大量使用的hcfcs、hfcs等制冷剂的淘汰进程在不断加快，寻找对环境影响较小的零臭氧消耗潜能值(odp)，低全球变暖潜能值(gwp)的替代制冷剂是制冷研究中最为迫切的任务之一。

2、在新一代制冷剂替代方案领域，主要存在两个分支，一是化合新的“零odp”、“低gwp”合成制冷剂，即对于现有的设备能够直接替换的制冷剂，二是回归到第一代制冷剂，即自然工质。

3、co2被认为是最具前景的制冷剂。它的odp为0、gwp为1，具备优良的环保性能；另一方面，co2不具有可燃性、无毒、价格便宜，并且还具有较高的热力学性能。因此，co2制冷剂被广泛的应用于空调系统、热泵热水器、热泵热风机、家用和商用冷柜以及复叠制冷系统，具有良好的应用前景。但是，co2的临界温度仅有31.7℃，通常在超临界区域运行，压缩机的排气压力高，对系统部件和循环管路提出了更高的要求、节流过程引起的不可逆损失比较大，造成较低的能量效率。

4、将co2制冷剂与其他制冷剂(如：dme(二甲醚)、r32、r290等)混合使用，能够改善co2制冷剂的性能，实现优势互补。有研究表明，在相同的工况下，co2/dme跨临界制冷循环的最优高压侧压力降低了3mpa，制冷系数提高了4.3％。另外，孙志利等人发表在《工程热物理学报》上的一篇论文也表明，在co2系统中添加其它工质，例如r32等工质可以降低排气压力和压缩机输入功率，同时可提高co2制冷/热泵系统效率。

5、专利文献(cn 116622340 a)公布了一种用于替代r290的混合制冷剂，该制冷剂包含六氟丙烯(r1216)、丙烷(r290)和一氟乙烷(r161)，大大降低了r290的可燃性。但是该制冷剂仍存在成分较为复杂、成本较高的问题。

6、专利文献(cn 116769450 a)公开了一种含二氧化碳(co2)、一氟甲烷(r41)、乙烷(r170)的三元混合制冷剂，该三元混合制冷剂能够满足低gwp值的环保要求，并且具有低的温度滑移，相比r134a和r290制冷系统具有更低的排气温度和单位功耗，以及更高的制冷效率。但是，该混合制冷剂的成分仍较为复杂，其中r41和r170两种组分质量百分数最高达到了47％和52％，在可燃性方面存在一定的安全隐患，同时也存在成本相对较高的问题。

7、现今大量使用以及已有的制冷剂未能较好的兼顾低gwp、低成本和高能效的问题。因此，在保证性能和满足环保要求的前提下，开发一种组成相对简单，并且安全性优良、成本低廉的co2环保混合制冷剂具有重要价值。

技术实现思路

1、为克服现有技术中无法兼顾制冷剂环保、高效、安全、成本低廉的技术问题，本发明的目的在于提出了一种含co2的环保混合制冷剂，该制冷剂降低了生产成本和gwp值，不仅能够满足新一代制冷剂的环保要求，还提高了安全性能，在制冷和热泵系统领域有极高的应用价值和市场前景。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种含co2的环保混合制冷剂，包括1,1-二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷与一氟乙烷中的一种和co2，其中co2的质量百分数为70％-90％，1,1-二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷、一氟乙烷的质量百分数为10％-30％。

4、进一步的，co2的质量百分数为70％-85％，1,1-二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷、一氟乙烷的质量百分数为15％-30％。

5、进一步的，所述co2的质量百分数为75％～85％，1,1-二氟乙烷的质量百分数为15％～25％；所述混合制冷剂的泡点为-76.71℃～-75.27℃。

6、进一步的，所述co2的质量百分数为70％～82.25％，丙烷的质量百分数为17.75％～30％；所述混合制冷剂的泡点为-79.19℃～-78.81℃。

7、进一步的，所述co2的质量百分数为75％～82.25％，一氟甲烷的质量百分数为17.75％～25％；所述混合制冷剂的泡点为-76.98℃～76.34℃。

8、进一步的，所述co2的质量百分数为70％～81.25％，丙烯的质量百分数为18.75％～30％；所述混合制冷剂的泡点为-77.95℃～-77.66℃。

9、进一步的，所述co2的质量百分数为70％～81.25％，二氟甲烷的质量百分数为18.75％～30％；所述混合制冷剂的泡点为-76.07℃～-74.38℃。

10、进一步的，所述co2的质量百分数为77.5％～81.25％，一氟乙烷的质量百分数为18.75％～22.5％；所述混合制冷剂的泡点为-75.493℃～-74.80℃。

11、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

12、本发明所述co2混合制冷剂具备odp为0且低gwp值的特点，与co2制冷剂-78.58℃的泡点最大仅相差4.2℃，因此在满足新一代制冷剂环保要求的同时，可以直接充注于原co2系统中，由此可避免更换设备或对系统的重新优化设计引起的成本升高的问题；另一方面，由于较低的温度滑移，系统不会因为组分迁移导致不稳定，因此往系统中补充制冷剂时可以直接将配好的制冷剂直接充注进系统而无需排尽和抽真空；本发明所述的co2混合制冷剂与纯质co2相比，在相同的工况下，具有更高的cop，同时降低了压缩机的功耗、排气压力，由此降低了co2系统对设备和循环管路等的过高要求，更容易被生产厂家和市场所接受；本发明所述的co2混合制冷剂与纯质的1,1-二氟乙烷(r152a)、丙烷(r290)、一氟甲烷(r41)、丙烯(r1270)、二氟甲烷(r32)、一氟乙烷(r161)相比，降低了生产成本和gwp值，使其不仅能够满足新一代制冷剂的环保要求，还提高了安全性能，在制冷和热泵系统领域有极高的应用价值和市场前景。

技术特征：

1.一种含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，包括1,1-二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷与一氟乙烷中的一种和co2，其中co2的质量百分数为70％-90％，1,1-二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷、一氟乙烷的质量百分数为10％-30％。

2.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，co2的质量百分数为70％-85％，1,1-二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷、一氟乙烷的质量百分数为15％-30％。

3.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，所述co2的质量百分数为75％～85％，1,1-二氟乙烷的质量百分数为15％～25％；所述混合制冷剂的泡点为-76.71℃～-75.27℃。

4.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，所述co2的质量百分数为70％～82.25％，丙烷的质量百分数为17.75％～30％；所述混合制冷剂的泡点为-79.19℃～-78.81℃。

5.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，所述co2的质量百分数为75％～82.25％，一氟甲烷的质量百分数为17.75％～25％；所述混合制冷剂的泡点为-76.98℃～76.34℃。

6.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，所述co2的质量百分数为70％～81.25％，丙烯的质量百分数为18.75％～30％；所述混合制冷剂的泡点为-77.95℃～-77.66℃。

7.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，所述co2的质量百分数为70％～81.25％，二氟甲烷的质量百分数为18.75％～30％；所述混合制冷剂的泡点为-76.07℃～-74.38℃。

8.根据权利要求1所述的含co2的环保混合制冷剂，其特征在于，所述co2的质量百分数为77.5％～81.25％，一氟乙烷的质量百分数为18.75％～22.5％；所述混合制冷剂的泡点为-75.493℃～-74.80℃。

技术总结
本发明公开了一种含CO<subgt;2</subgt;的环保混合制冷剂，包括1,1‑二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷与一氟乙烷中的一种和CO<subgt;2</subgt;，其中CO<subgt;2</subgt;的质量百分数为70％‑90％，1,1‑二氟乙烷、丙烷、一氟甲烷、丙烯、二氟甲烷、一氟乙烷的质量百分数为10％‑30％。本发明的混合制冷剂具备ODP为0且低GWP值的特点，在满足新一代制冷剂环保要求的同时，可以直接充注于原CO<subgt;2</subgt;系统中，由此可避免更换设备或对系统的重新优化设计引起的成本升高的问题；另一方面，由于较低的温度滑移，系统不会因为组分迁移导致不稳定，因此往系统中补充制冷剂时可以直接将配好的制冷剂直接充注进系统而无需排尽和抽真空。

技术研发人员：谢锦涛,杨建,孟现阳,吴江涛
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21