一种混合制冷剂、换热系统和家用电器的制作方法

本发明涉及制冷剂
技术领域：
，具体地说，是涉及一种混合制冷剂、换热系统和家用电器。
背景技术：
：随着环保趋势的日益严重，对于hfcs的“温室效应”，蒙特利尔议定书修订案要求一种既不破坏臭氧层又具有较低gwp值(全球变暖潜值)的制冷剂来替代目前高gwp制冷剂，并有效应用于制冷系统中。在现有的除湿系统中，大多用于系统的制冷剂为r134a(gwp＝1430)，而目前却尚未找到较为完美的替代r134a的方案，并且由于r134a自身的特点，使用r134a的制冷系统单位容积制冷量较低，使得压缩机体积较大(排量较大)，最后使得系统cop(相对制冷系数)较低。由于混合制冷剂具有均衡制冷剂物性的特点，所以对混合制冷剂的研究成为国内外学者及企业研究的热点。对于使用非共沸混合制冷剂的除湿系统，可以实现阶梯降温除湿，进而大幅度减小传统除湿过程的换热损失，降低了除湿能耗，提升了除湿效率的优点公布号为cn109762526a的专利文献公开了一种替代r134a的混合制冷剂，但是替代的混合制冷剂的热力性能仅与r134a相当，甚至比r134a更差。公布号为cn102676119a的专利文献也提出了一种低gwp制冷剂，用以替代r134a制冷剂，虽然这种制冷剂的cop和容积制冷量较cn109762526a的混合制冷剂有所提升，但仍然有部分实施例的cop比r134a差的情况存在。技术实现要素：本发明的第一目的是提供一种用于阶梯降温除湿系统的混合制冷剂，使用该混合制冷剂的制冷除湿系统环保性能好，在具有低gwp的同时，相当于或优于r134a的传统制冷除湿系统的cop。本发明的第二目的是提供一种采用上述混合制冷剂的换热系统。本发明的第三目的是提供一种具有上述换热系统的家用电器。为实现上述第一目的，本发明提供一种混合制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，第一组分为三氟碘甲烷，第二组分为1,1-二氟乙烷、3,3,3-三氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯中的至少一种，第三组分为氨。一个优选的方案是，按照重量百分比计，第一组分的含量为50％至75％，第二组分的含量为20％至40％，第三组分的含量为5％至15％。进一步的方案是，所述第二组分为1,1-二氟乙烷；所述第一组分的含量为60％至70％，所述第二组分的含量为20％至30％，所述第三组分的含量为10％至15％。一个优选的方案是，所述第二组分为3,3,3-三氟丙烯；所述第一组分的含量为50％至65％，所述第二组分的含量为20％至30％，所述第三组分的含量为10％至15％。进一步的方案是，第一组分的含量为60％，第二组分的含量为25％，第三组分为15％。一个优选的方案是，所述第二组分为2,3,3,3-四氟丙烯；所述第一组分的含量为50％至75％，所述第二组分的含量为20％至40％，所述第三组分的含量为5％至15％。进一步的方案是，所述第一组分含量为50％，所述第二组分的含量为35％，所述第三组分的含量为15％。为实现上述第二目的，本发明提供一种换热系统，采用上述的混合制冷剂。一个优选的方案是，换热系统为阶梯降温除湿系统。为实现上述第三目的，本发明提供一种家用电器，包括上述的换热系统。本发明的有益效果是，使用此种混合制冷剂的系统，其系统内制冷剂的gwp值低，符合全球各地区的环保法规要求。在适当的配比下热力性能不仅优于r134a，而且其系统的除湿效率要高于传统的制冷除湿系统。三氟碘甲烷为不可燃制冷剂，与可燃制冷剂混合可以降低甚至消除可燃制冷剂的可燃性，提高系统的安全性。附图说明图1是阶梯降温除湿系统的系统框图。图2是传统除湿系统的系统框图。以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式混合制冷剂和换热系统实施例本实施例的换热系统为阶梯降温除湿系统，采用混合制冷剂作为换热介质，该混合制冷剂在换热系统的机组中换热、被压缩、节流，替代r134a制冷剂。混合制冷剂用于如图1所示的阶梯降温除湿系统，其工作原理是：从压缩机1的排气口出来的高温高压混合气态制冷剂进入第一冷凝器4冷凝，沸点较高的r13i1(三氟碘甲烷)优先冷凝成液体，气液混合物进入第一气液分离器2分离，第一气液分离器2中的液体经过第一节流阀12节流后进入第一蒸发器9蒸发。第一气液分离器2出来的混合制冷剂气体进入第二冷凝器5冷凝，沸点次之的第二组分制冷剂优先冷凝成液体，气液混合物进入第二气液分离器3分离，第二气液分离器3中的液体经过第二节流阀11节流进入第二蒸发器8蒸发。第二气液分离器3出来的制冷剂气体进入第三冷凝器6冷凝，冷凝成液态的第三组分制冷剂经过第三节流阀10进入第三蒸发器7蒸发。对于空气侧，空气经过第一蒸发器9冷却为饱和态湿空气，经过第二蒸发器8进行除湿，再经过表面温度更低的第三蒸发器7进一步除湿，与图2所示的传统的除湿系统相比，可以提高除湿效率。本发明的混合制冷剂的制备方法是将第一组分、第二组分和第三组分按照其相应的质量配比在常温常压液相状态下进行物理混合成为三元混合物。其中，第一组分为三氟碘甲烷，第二组分为1,1-二氟乙烷、三氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯中的一种，第三组分为氨。各组元物质的基本参数见表1。表1混合制冷剂中各组元物质的基本参数按照上述方法，下面给出多个具体实施例和对比例，其中物质的比例均为质量占比，每种制冷剂的物质的质量百分数之和为100％。每种实施例中和对比例都是将各物质常温常压液相状态下按固定的质量比进行液相物理混合，混合均匀得到一种混合制冷剂。实施例1，三氟碘甲烷(r13i1)、1,1-二氟乙烷(r152a)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按70:20:10的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例2，三氟碘甲烷(r13i1)、1,1-二氟乙烷(r152a)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:30:10的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例3，三氟碘甲烷(r13i1)、1,1-二氟乙烷(r152a)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:25:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例4，三氟碘甲烷(r13i1)、3,3,3-三氟丙烯(r1243zf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按58:29:13的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例5，三氟碘甲烷(r13i1)、3,3,3-三氟丙烯(r1243zf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按65:20:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例6，三氟碘甲烷(r13i1)、3,3,3-三氟丙烯(r1243zf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:25:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例7，三氟碘甲烷(r13i1)、2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按75:20:5的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例8，三氟碘甲烷(r13i1)2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按50:40:10的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例9，三氟碘甲烷(r13i1)、2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:30:10的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。实施例10，三氟碘甲烷(r13i1)、2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按50:35:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例1，三氟碘甲烷(r13i1)、1,1-二氟乙烷(r152a)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按45:40:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例2，三氟碘甲烷(r13i1)、1,1-二氟乙烷(r152a)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按70:15:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例3，三氟碘甲烷(r13i1)、1,1-二氟乙烷(r152a)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:20:20的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例4，三氟碘甲烷(r13i1)、三氟丙烯(r1243zf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按45:40:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例5，三氟碘甲烷(r13i1)、三氟丙烯(r1243zf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按70:15:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例6，三氟碘甲烷(r13i1)、三氟丙烯(r1243zf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:20:20的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例7，三氟碘甲烷(r13i1)、2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按45:40:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例8，三氟碘甲烷(r13i1)、2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按70:15:15的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。对比例9，三氟碘甲烷(r13i1)、2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)、氨(r717)三种组分在常温常压液相下按60:20:20的质量比进行物理混合，混合均匀后得到一种环保的混合制冷剂。通过仿真计算，以同一空气侧条件计算阶梯降温除湿系统和传统除湿系统的循环性能，即进风干球温度27℃，湿球温度21.2℃，按照等熵效率0.7进行仿真计算，上述实施例计算得到制冷系统回路的制冷循环性能的对比结果见表2，上述实施例与r134a相对热力性能(即相对单位容积制冷量和相对制冷系数cop)的对比结果见表3。表2各实施例与r134a的制冷循环性能比较由表2可知，采用本发明的混合制冷剂的阶梯降温除湿系统的环境性能远优于r134a，热力性能优于r134a，其gwp低于150。表3各实施例与r134a相对热力性能比较制冷剂排气温度/℃压缩比相对cop相对容积制冷量r134a54.823.0911实施164.132.851.0371.31实施265.242.811.0341.35实施367.542.831.0391.40实施463.442.791.0311.29实施566.362.781.0271.28实施659.522.811.0321.29实施764.652.801.0231.48实施862.702.841.0251.49实施962.582.851.0291.46实施1068.962.831.0381.51对比例166.422.840.8411.15对比例265.122.900.9151.39对比例372.142.820.8931.33对比例464.162.830.8251.22对比例567.522.840.9111.28对比例669.542.920.8661.33对比例766.652.880.9251.50对比例868.632.830.9361.39对比例973.072.820.8641.55由表3可知，本发明提供的混合制冷剂用于阶梯式降温除湿系统时，其容积制冷量和效率cop值优于传统的r134a除湿系统，可成为替代r134a的环保制冷剂。另外，由于前述阶梯除湿系统对混合制冷剂的比例有一定的要求，在混合制冷剂的总充注量一定时，当某一种组分超过权力要求的比例时，其余制冷剂的组分将偏少，无法满足蒸发换热的需求量，则无法达到前述阶梯降温的效果，进而影响能效，影响系统的正常运行。通过将本发明第一实施例至第三实施例与对比例1比较可知，第一组分的含量在50％至75％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第一实施例至第三实施例与对比例2比较可知，第二组分的含量在20％至45％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第一实施例至第三实施例与对比例3比较可知，第三组分的含量在5％至15％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第四实施例至第六实施例与对比例4比较可知，第一组分的含量在50％至75％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第四实施例至第六实施例与对比例5比较可知，第二组分的含量在20％至45％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第四实施例至第六实施例与对比例6比较可知，第三组分的含量在5％至15％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第七实施例至第十实施例与对比例7比较可知，第一组分的含量在50％至75％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第七实施例至第十实施例与对比例8比较可知，第二组分的含量在20％至45％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。通过将本发明第七实施例至第十实施例与对比例9可知，第三组分的含量在5％至15％范围内较合适，否则会影响系统的正常运行。家用电器实施例本实施例的家用电器包括上述换热系统实施例中的换热系统。家用电器可以为空调、冰箱或除湿机等具有阶梯降温除湿系统的设备。最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 

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