一种制冷剂及冷冻系统的制作方法

1.本发明涉及空调器技术领域，具体而言，涉及一种制冷剂及冷冻系统。


背景技术：

2.在冷冻系统中，常用的冷媒为碳氢冷媒。最初碳氢冷媒是被用在家用电器中，例如冰箱、空调挂架等设备中。因为冰箱使用的冷媒量较少，在冰箱生产工厂填充冷媒后冷冻系统为封闭系统，故因泄露引起的冷媒燃烧可能性非常小，无需向冷媒中添加加臭剂。但是对于大型中央空调等需在现场进行配管工程以及添加冷媒的空调来说，使用可燃性冷媒需充分考虑泄露问题。
3.目前常用的冷媒为丙烷、异丁烷等碳氢冷媒，该冷媒通常是无臭无味的。当冷媒发生泄漏时，即使冷媒泄漏的浓度超出了其燃烧下限值，人体也无法通过嗅觉感知。而现有的燃气在供给给家庭前，供应商一般将硫化物作为加臭剂进行添加。燃气中添加的加臭剂有三丁基硫醇(t
‑
butylmercaptane)、二甲硫醚(dimethylsulfide)、四氢噻吩(tetrahydrothiophene)等低浓度下也可感知到臭味的物质。但将此类碳氢加臭剂添加到冷媒中时会存在腐蚀的问题，一般冷冻系统中使用的冷媒配管多为铜制，同冷媒一起在配管中循环的硫化物可能会引起铜管腐蚀。另外，如果在冷媒中增加与燃气相同的硫类加臭剂，用户发现臭味时会无法判断到底是冷冻系统的碳氢冷媒泄露，还是燃气管道或机器的泄露。


技术实现要素：

4.本发明的第一个目的在于提供一种制冷剂，以解决含硫化物的加臭剂腐蚀铜管，无法与燃气泄露区分的技术问题。
5.本发明所提供的制冷剂包括：冷媒和加臭剂，所述加臭剂的检测精度≤0.001ppm，且所述加臭剂为不含硫的物质；其中，所述加臭剂在所述制冷剂中的添加量为所述冷媒燃烧浓度下限的1/1000～1/100。
6.本发明所提供的制冷剂，由于添加有加臭剂，故当发生冷媒泄漏时，能够被快速检测出，避免因冷媒泄漏而发生燃烧或爆炸。另外，本发明的加臭剂为非硫类化合物，不会对铜管造成腐蚀，且可与含硫加臭剂的燃气进行区分，快速检测出是否为冷媒泄露。此外，本发明中的加臭剂的检测精度可达到0.001ppm及以下，可在较低浓度下实现臭味检测，快速判断冷媒是否泄露。
7.进一步地，所述加臭剂包括醛类加臭剂和/或酯类加臭剂。
8.进一步地，所述醛类加臭剂包括1
‑
丙醛、丁醛和2
‑
甲基丙醛中的至少一种。
9.进一步地，所述酯类加臭剂包括正丁酸乙酯、异丁酸乙酯、正戊酸乙酯、异戊酸乙酯、丙烯酸丁脂、丙烯酸异丁酯、丁二酮和丙烯酸乙酯中的至少一种。
10.采用上述醛类加臭剂和/或酯类加臭剂，可实现低浓度下检测臭味，并且不会对冷媒及冷媒系统部件产生影响，还可有效与燃气泄露进行区分。
11.进一步地，所述冷媒为碳氢冷媒，所述碳氢冷媒包括丙烷、戊烷和异丁烷中的至少一种。
12.进一步地，所述制冷剂中还包括辅助冷却剂，所述辅助冷却剂包括正丁烷、戊烷、丁烯、hfc
‑
32、hfc
‑
125、hfc
‑
134a、hfc
‑
152a、hfc
‑
245fa、hfo
‑
1234yf、hfo
‑
1234ze、hfo
‑
1123、hfo
‑
1233zd(e)和co2中的至少一种。
13.采用上述碳氢冷媒，加臭剂在所述制冷剂中的添加量为所述冷媒燃烧浓度下限lfl的1/1000～1/100，能够有效的规避风险。
14.本发明的第二目的在于提供一种冷冻系统，以解决含硫化物的加臭剂腐蚀铜管，无法与燃气泄露区分的技术问题。
15.本发明所提供的冷冻系统包括依次连接的制冷剂压缩装置、制冷剂冷凝装置、制冷剂膨胀装置和制冷剂蒸发装置，所述制冷剂蒸发装置与所述制冷剂压缩装置连接。
16.进一步地，所述冷冻系统中具有冷冻机油，所述冷冻机油选择为矿物油、聚乙烯基醚类油或聚酯油。
17.采用本发明的技术方案，产生的有益效果如下：
18.本发明所提供的冷冻系统，由于采用上述制冷剂，故具有上述制冷剂的所有优点，即：不会对铜管造成腐蚀，并能与含硫加臭剂的燃气泄漏区分，快速检测出是否为冷媒泄露。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例中冷冻系统的连接示意图。
21.附图标记说明：
22.100
‑
制冷剂压缩装置；
23.200
‑
制冷剂冷凝装置；
24.300
‑
制冷剂膨胀装置；
25.400
‑
制冷剂蒸发装置。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是：本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本发明中，如果
没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
28.本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
29.除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
30.本发明实施例提供一种制冷剂，该制冷剂包括：冷媒和加臭剂，所述加臭剂的检测精度≤0.001ppm，且所述加臭剂为不含硫的物质；其中，所述加臭剂在所述制冷剂中的添加量为所述冷媒燃烧浓度下限的1/1000～1/100。
31.本发明实施例所提供的制冷剂，由于添加有加臭剂，故当发生冷媒泄漏时，能够被快速检测出，可根据检测结果采取相应的措施，以避免因冷媒泄漏而发生燃烧或爆炸。另外，本发明实施例制冷剂中的加臭剂为非硫类化合物，该加臭剂不会对铜管造成腐蚀，且可与含硫类化合物加臭剂的燃气进行区分，进而能够快速检测出是否为冷媒泄露。此外，本发明实施例制冷剂中的加臭剂的检测精度可达到0.001ppm及以下，因此可实现在较低浓度下实现臭味检测，从而快速判断冷媒是否泄露。
32.本实施例中，向碳氢冷媒中添加与燃气使用加臭剂不同的加臭剂，使用的加臭剂不含硫元素，加臭剂的臭味检测精度需控制在0.001ppm以下。可选用乙醛、酯、碳氢等类型的冷媒，该类冷媒中的加臭剂检测精度较高，且加臭剂与冷媒、冷冻机油及冷冻系统内部材质会发生反应的物质较少，因此对冷媒、冷冻机油及冷冻系统内部材质的不良影响较少，甚至不会产生不良影响。以下对可使用的乙醛类、酯类、碳氢类加臭剂进行具体列举，但不仅限于下述案例，检测精度可达0.001ppm以下即可使用。
33.在本发明一种实施例中，所述加臭剂包括醛类加臭剂和/或酯类加臭剂。
34.醛类加臭剂，例如可为：
[0035]1‑
丙醛(propanal)，其检测精度为0.001ppm；
[0036]
丁醛(butanal)，其检测精度为0.00067ppm；
[0037]2‑
甲基丙醛(2
‑
methylpropanal)，其检测精度为0.00035ppm。
[0038]
酯类加臭剂，例如可为：
[0039]
n
‑
丁酸乙酯(butanoic acid ethylester)，其检测精度为0.00004ppm；
[0040]
异丁酸乙酯(ethyl isobutyrate)，其检测精度为0.000022ppm；
[0041]
n
‑
戊酸乙酯(ethyl n
‑
valerate)，其检测精度为0.00011ppm；
[0042]
异戊酸乙酯(ethyl isovalerate)，其检测精度为0.000013ppm；
[0043]
丙烯酸丁脂(n
‑
butyl acryrate)，其检测精度为0.00055ppm；
[0044]
丙烯酸异丁酯(isobutyl acryrate)，其检测精度为0.0009ppm；
[0045]
丁二酮(diacetyl)，其检测精度为0.00005ppm；
[0046]
丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)，其检测精度为0.00047ppm。
[0047]
本实施例中，采用以上醛类加臭剂和/或酯类加臭剂，检测精度均小于0.001ppm，
即可实现低浓度下检测臭味，并且不会对冷媒及冷媒系统部件产生不良影响，而且还可以有效与燃气泄露进行区分。
[0048]
由于冷媒的种类繁多，可燃性冷媒的燃烧浓度下限lfl各不相同，根据冷媒不同，加臭剂的要求浓度也会不同。其中，可以理解的是，由于冷媒一般为气体，因此，此处的燃烧浓度下限lfl的计量单位选择为体积分数。本发明实施例中，加臭剂在所述制冷剂中的添加量为所述冷媒燃烧浓度下限lfl的1/1000～1/100。其中，加臭剂在制冷剂中的添加量，例如可为冷媒燃烧浓度下限lfl的1/1000、1/900、1/800、1/700、1/600、1/500、1/400、1/300、1/200或1/100。
[0049]
下面以丙烷作为冷媒为例，对本发明实施例所提供的制冷剂的成分以及作用进行说明。
[0050]
具体的，在丙烷中添加一定比例的加臭剂，由于丙烷燃烧浓度下限lfl大约为2vol％，按照加臭剂在制冷剂中的添加量为所述冷媒燃烧浓度下限lfl的1/100计算，丙烷中含有的加臭剂为2％/100＝2*10
‑4＝200ppm。若加臭剂0.001ppm可检测的话，则还有裕量200/0.001＝2*105倍。故在此加臭剂的含量下，当冷媒泄漏后，在着火前完全可根据加臭剂的气味来检测碳氢冷媒的泄露。即通过加臭剂，可将危害发生的概率减小到原来的1/1000以下，这是非常有效的规避风险手段。在此需要说明的是，1/1000为事故发生频率，若事故发生频率在1/1000以下，则基本没有风险。
[0051]
在本发明的一种实施例中，所述冷媒为碳氢冷媒，所述碳氢冷媒包括丙烷、戊烷和异丁烷中的至少一种。
[0052]
在本发明一种实施例中，所述制冷剂中还包括辅助冷却剂，所述辅助冷却剂包括正丁烷、戊烷、丁烯、hfc
‑
32、hfc
‑
125、hfc
‑
134a、hfc
‑
152a、hfc
‑
245fa、hfo
‑
1234yf、hfo
‑
1234ze、hfo
‑
1123、hfo
‑
1233zd(e)和co2中的至少一种。
[0053]
采用上述碳氢冷媒，加臭剂在所述制冷剂中的添加量为所述冷媒燃烧浓度下限lfl的1/1000～1/100，能够有效的规避风险。
[0054]
本发明实施例还提供一种冷冻系统，如图1所示，该冷冻包括依次连接的制冷剂压缩装置100、制冷剂冷凝装置200、制冷剂膨胀装置300和制冷剂蒸发装置400，所述制冷剂蒸发装置400与所述制冷剂压缩装置100连接。
[0055]
其中，该冷冻系统中，含有冷媒和加臭剂的制冷剂依次经制冷剂压缩装置100、制冷剂冷凝装置200、制冷剂膨胀装置300和制冷剂蒸发装置400后，再循环至制冷剂压缩装置100中。
[0056]
可以理解的是，该冷冻系统中，还可添加一定量的冷冻机油，冷冻机油与制冷剂可在冷冻系统中形成循环冷却回路。其中，冷冻机油可选用矿物油(mo)、聚乙烯基醚类油(pve)或聚酯油(poe)。
[0057]
上述添加加臭剂和冷媒的冷冻系统，若发生冷媒泄漏时可通过嗅觉感知。比如添加了1％加臭剂的丙烷冷媒，当发生1ppm的泄露时，因加臭剂浓度为0.01ppm且丙烷的燃烧浓度下限lfl为2.2vol％，故冷媒泄露时，在达到丙烷的燃烧浓度下限lfl前即可察觉到冷媒泄露，同时根据发出的与燃气泄露不同的加臭剂的臭味，快速判断出是否为冷媒泄漏，依此可实现冷媒泄露后的及时应对。
[0058]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本
发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
[0059]
最后，还需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0060]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。