專利名稱：一種中央空調使用的環保型制冷劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種制冷劑，特別涉及一種中央空調使用的環保型制冷劑。
背景技術：
根據蒙特利爾議定書的規定，制冷劑一氟三氯甲烷CFC11馬上就要被淘汰，一氟三氯甲烷CFC11的替代物目前主要有二氯三氟乙烷HCFC123、二氟一氯甲烷HCFC22、1，1，1，2-四氟乙烷HFC134a、七氟丙烷HFC227ea、1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa等，但是各自存在優缺點。
目前較成熟的是用二氯三氟乙烷HCFC123改裝原一氟三氯甲烷CFC11的低壓離心式冷水機組，但是由于二氯三氟乙烷HCFC123仍具有一定的臭氧破壞潛能ODP值，對大氣臭氧層有一定的破壞作用，以后也終將被禁止使用。二氟一氯甲烷HCFC22、1，1，1，2-四氟乙烷HFC134a、七氟丙烷HFC227ea由于具有較高的冷凝壓力卻需要重新設計冷水機組，增加了投資。
1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca被認為是一種具有前景的替代物。它具有與一氟三氯甲烷CFC11相近的飽和壓力，有較好的穩定性及較低的毒性。雖然它在干空氣中不燃，但在濕空氣中能形成弱的可燃混合物。但是它的制冷量卻比一氟三氯甲烷CFC11小很多。
1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa可以作為發泡劑、制冷劑、清洗劑和溶劑，是替代一氟三氯甲烷CFC11理想的新一代HFC化合物，它不含破壞臭氧層的氯原子，全球變暖潛能GWP值較低，在大氣中壽命短。1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa是一種低壓制冷劑，其蒸發壓力并沒有二氯三氟乙烷HCFC123那樣低。它有較高的冷凝壓力，因而將改變換熱器的設計，增加投資。但其制冷量大很多。而且制冷性能系數無顯著降低。
聚酯油和1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa都顯示出優良的可混合性和兼容性。
為了在替代工質的臭氧破壞潛能ODP值為零的前提下更有效的降低其全球變暖潛能GWP值，同時使新工質具有良好的變工況性能和泄露性能，應該通過熱力學、變工況及泄漏研究尋找制冷劑一氟三氯甲烷CFC11的較為理想的替代工質。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術不足，提供一種中央空調使用的環保型制冷劑，該制冷劑是與一氟三氯甲烷CFC11性能接近的直接充灌式替代制冷劑，不需要壓縮機的重新設計，減小設備改造的投資。
本發明的技術方案是這樣實現的一種適用于中央空調使用的環保型制冷劑，由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca和1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，該制冷劑的質量的百分比為1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa11％-35％；1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca65％-89％。
所述的該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為20％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，80％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
所述的該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為25％1，1，1，3)-五氟丙烷HFC245fa，75％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
所述的該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為17％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，83％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
所述的該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為30％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，70％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
所述的該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為33％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，67％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
本發明的配置工藝在常溫常壓下利用密閉系統即可配置。
本發明的制冷劑與一氟三氯甲烷CFC11有非常接近的蒸氣壓曲線，可以直接替代一氟三氯甲烷CFC11充灌，不需要壓縮機的重新設計，減小設備改造的投資。在整機制冷方面，無論是制冷工況還是變工況也都與一氟三氯甲烷CFC11很接近。滑移溫度很小，泄漏對工況的影響很小。并且由于本發明的制冷劑所采用的兩種組元的臭氧破壞潛能ODP值為零，而且全球變暖潛能GWP值都比一氟三氯甲烷CFC11低，符合環境保護的要求。
圖1是多種替代一氟三氯甲烷CFC11的制冷劑飽和蒸氣壓曲線對比圖；圖2是1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca和1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa在蒸發壓力下不同質量百分比的飽和溫度圖；圖3是1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca和1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa在冷凝壓力下不同質量百分比的飽和溫度圖；圖4是本發明制冷劑和一氟三氯甲烷CFC11的COP隨蒸發溫度變化圖；圖5是本發明的制冷劑和一氟三氯甲烷CFC11的單位容積制冷量隨蒸發溫度變化圖；圖6是本發明制冷劑和一氟三氯甲烷CFC11的COP隨冷凝溫度變化圖；圖7是本發明的制冷劑和一氟三氯甲烷CFC11的單位容積制冷量隨冷凝溫度變化圖；圖8泄漏工況中本發明的制冷劑制冷循環性能系數變化圖；圖9泄漏工況中本發明的制冷劑單位容積制冷量的變化圖；圖10泄漏工況中1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa質量分數變化圖。
下面結合附圖對本發明的內容作進一步詳細說明。
具體實施例方式
圖1中橫坐標表示溫度，縱坐標表示飽和壓力，給出了1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa、一氟三氯甲烷CFC11、1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、二氟一氯甲烷HCFC22、1，1，1，2-四氟乙烷HFC134a、二氯三氟乙烷HCFC123、本發明的制冷劑的飽和蒸氣壓曲線，可以看出本發明的制冷劑的蒸氣壓曲線非常接近一氟三氯甲烷CFC11；圖2和圖3橫坐標表示1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa的質量分數，縱坐標表示飽和溫度，可以看出在冷凝壓力和蒸發壓力下本發明的制冷劑的滑移溫度比較小；圖4橫坐標表示蒸發溫度，縱坐標表示制冷循環性能系數，顯示出在蒸發溫度改變的情況下本發明的制冷劑的制冷循環性能系數和一氟三氯甲烷CFC11走向趨勢相似；圖5橫坐標表示蒸發溫度，縱坐標表示單位容積制冷量，顯示出在蒸發溫度改變的情況下單位制冷量隨著蒸發溫度的升高本發明的制冷劑的單位容積制冷量比一氟三氯甲烷CFC11大的越多；圖6橫坐標表示冷凝溫度，縱坐標表示制冷性能系數，可以看出在冷凝溫度改變的情況下本發明的制冷劑的制冷循環性能系數和一氟三氯甲烷CFC11走向趨勢也非常相似；圖7橫坐標表示冷凝溫度，縱坐標表示單位容積制冷量，顯示出冷凝溫度改變的情況下單位容積制冷量隨著冷凝溫度的降低本發明的制冷劑將顯示出比一氟三氯甲烷CFC11更優良的性能。
圖8橫坐標表示相對泄漏量，縱坐標表示制冷循環性能系數，可以看出制冷循環性能系數隨著泄漏量增加的變化量。
圖9橫坐標表示相對泄漏量，縱坐標表示單位容積制冷量，可以看出單位容積制冷量隨著泄漏量增加的變化量。
圖10橫坐標表示相對泄漏量，縱坐標表示1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa的質量分數，可以看出1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa的質量分數隨著泄漏量增加的變化量。隨著泄漏量的增加混合制冷劑的制冷循環性能系數經過四次泄漏在充灌過程后約增加0.008％，基本上保持不變。而單位容積制冷量經過四次泄漏在充灌過程后約減小0.3％。1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa的質量分數減小，經過四次泄漏在充灌過程后下降3％。
以上圖中出現的B、C、D、E分別表示本發明的制冷劑第一次泄漏曲線，再充灌后第二次泄漏曲線，再充灌后第三次泄漏曲線，再充灌后第四次泄漏曲線。
表1各替代工質分析比較
由表1得知，1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca純質的單位容積制冷量qv原比一氟三氯甲烷CFC11低8.2％，而在與適量的1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa混合后，單位容積制冷量得到了大幅度提高，比一氟三氯甲烷CFC11高2.4％，它的制冷循環性能系數卻只下降了0.16％，與1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca相當。本發明的制冷劑的冷凝壓力略高于一氟三氯甲烷CFC11的冷凝壓力，但是比1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa的蒸發壓力下降了23.3％，不需要換熱器很大的改動，可以減小改動壓縮機設計的投資。本發明的制冷劑的熱力學性質比1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca和1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa更接近一氟三氯甲烷CFC11，是一氟三氯甲烷CFC11的比較理想的替代物。
實施例1取質量百分比30％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，70％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca，將這兩種組分在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
實施例2取質量百分比20％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，80％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca，將這兩種組分在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
實施例3取質量百分比25％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，75％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca，將這兩種組分在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
實施例4取質量百分比1 7％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，83％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca，將這兩種組分在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
實施例5取質量百分比33％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，67％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca，將這兩種組分在常溫下進行物理混合后作為制冷劑。
經過嚴格的理論篩選，本發明的制冷劑滿足環保的要求，它的飽和蒸氣壓曲線和一氟三氯甲烷CFC11非常接近，1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca純質的單位容積制冷量qv原比R11低8.2％，而在與適量的1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa混合后，單位容積制冷量得到了大幅度提高，比一氟三氯甲烷CFC11高2.4％，它的制冷循環性能系數卻與1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca相當，而且混合后得到的本發明的制冷劑的冷凝壓力和蒸發壓力都比較接近一氟三氯甲烷CFC11，不需要換熱器和壓縮機的較大改動，可直接充灌，減小投資，而且變工況和泄漏工況性能良好，是較理想的一氟三氯甲烷CFC11替代物。
權利要求
1.一種中央空調使用的環保型制冷劑，包括由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其特征在于，該制冷劑的質量的百分比為1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa11％-35％；1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca65％-89％。
2.根據權利要求1所述的一種中央空調使用的環保型制冷劑，其特征在于，該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為20％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，80％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
3.根據權利要求1所述的一種中央空調使用的環保型制冷劑，其特征在于，該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為25％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，75％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
4.根據權利要求1所述的一種中央空調使用的環保型制冷劑，其特征在于，該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為17％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，83％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
5.根據權利要求1所述的一種中央空調使用的環保型制冷劑，其特征在于，該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為30％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，70％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
6.根據權利要求1所述的一種中央空調使用的環保型制冷劑，其特征在于，該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca、1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa組成，其質量的百分比為33％1，1，1，3，3-五氟丙烷HFC245fa，67％1，1，2，2，3-五氟丙烷HFC245ca。
全文摘要
本發明公開了一種中央空調使用的環保型制冷劑，該制冷劑由兩元混合物1，1，2，2，3－五氟丙烷HFC245ca和1，1，1，3，3－五氟丙烷HFC245fa組成，該制冷劑的質量的百分比為1，1，1，3，3－五氟丙烷HFC245fa11％－35％；1，1，2，2，3－五氟丙烷HFC245ca65％－89％。本發明可以直接替代一氟三氯甲烷CFC11充灌，不需要壓縮機的重新設計，減小設備改造的投資，符合環境保護的要求。
文檔編號C09K5/00GK101081974SQ20071001819
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月6日 優先權日2007年7月6日
發明者劉志剛, 胡婧, 吳江濤, 孟現陽, 王曉坡 申請人:西安交通大學