一种替代R407c的制冷剂及制冷设备的制作方法

一种替代r407c的制冷剂及制冷设备
技术领域
1.本发明涉及制冷剂技术领域，特别涉及一种替代r407c的制冷剂及制冷设备。


背景技术：

2.r407c作为目前主流的商业制冷设备制冷剂，也是国家认可并推荐使用的商业制冷设备制冷剂，每年用量巨大。r407c与r22性能和参数相近，所以成为了r22的替代品，使用于各种空调系统，但不能用于离心式空调系统。用r407c替代r22，要改变制冷设备的部分零部件，例如，要将原制冷设备内的矿物冷冻油更换成能与r407c互溶的润滑油(poe油)，才可以充注r407c。
3.由于r407c是混合非共沸工质，为了保证其混合成分不发生改变，所以r407c必须液态充注。如果使用r407c的制冷设备发生制冷剂泄漏，且制冷设备的性能发生明显的改变，其内剩余的r407c不能回收循环使用，必须放空制冷设备内的剩余r407c制冷剂，重新充注新的r407c制冷剂，浪费很大，给用户增加运行成本。r407c中有r134a作为原料，r134a虽然不破坏臭氧层，全球变暖潜能值(gwp))达1450，不具备环保特点，制冷运行时其能耗比较高，不能满足当前国家倡导高效节能绿色制冷工质的要求；而且r134a具有一定的水溶性，故对制冷设备不利，有水分存在时与润滑油等作用，会产生酸、二氧化碳或一氧化碳，对金属产生腐蚀作用，故对制冷设备的干燥和清洁要求高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种替代r407c的制冷剂及制冷设备，旨在解决r407c的不足。
5.本发明提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
6.以重量份数计，所述第一组分为55
‑
65份，所述第二组分为20
‑
30份，所述第三组分为20
‑
30份。
7.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
8.以重量份数计，所述第一组分为50
‑
60份，所述第二组分为25
‑
35份，所述第三组分为25
‑
35份。
9.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
10.以重量份数计，所述第一组分为60
‑
70份，所述第二组分为30
‑
40份，所述第三组分为30
‑
40份。
11.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
12.以重量份数计，所述第一组分为55
‑
65份，所述第二组分为30
‑
40份，所述第三组分为25
‑
35份。
13.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
14.以重量份数计，所述第一组分为45
‑
55份，所述第二组分为15
‑
30份，所述第三组分为15
‑
30份。
15.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
16.以重量份数计，所述第一组分为45
‑
55份，所述第二组分为30
‑
35份，所述第三组分为30
‑
35份。
17.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
18.以重量份数计，所述第一组分为50
‑
55份，所述第二组分为25
‑
30份，所述第三组分为15
‑
30份。
19.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
20.以重量份数计，所述第一组分为40
‑
50份，所述第二组分为30
‑
40份，所述第三组分为30
‑
40份。
21.本发明还提供了一种替代r407c的制冷剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷(r152a)，所述第二组分为氟乙烷(r161)，所述第三组分为三氟碘甲烷(r13i1)；
22.以重量份数计，所述第一组分为10
‑
80份，所述第二组分为10
‑
80份，所述第三组分为10
‑
80份。
23.本发明还提供了一种制冷设备，包括替代r407c的制冷剂，所述替代r407c的制冷剂为如上所介绍的任一种替代r407c的制冷剂。
24.本发明的技术方案中，使用替代r407c的制冷剂不需要调整制冷设备；使用替代r407c的制冷剂在制冷设备运行中，能直接添加正常损耗；使用替代r407c的制冷剂不需要专用润滑油，能直接使用矿物冷冻油和合成冷冻油；替代r407c的制冷剂为按照各原材料的沸点进行混合得到节能环保制冷剂，能进行液态、气态充注；替代r407c的制冷剂中的氟乙烷、二氟乙烷具有可燃性，加入三氟碘甲烷进行阻燃，能解决可燃的难题。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
26.本发明提供一种替代r407c的制冷剂，在一具体实施中，该替代r407c的制冷剂包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分为二氟乙烷r152a，所述第二组分为氟乙烷r161，所述第三组分为三氟碘甲烷r13i1；以重量份数计，所述第一组分为40
‑
70份，所述第二组分为15
‑
40份，所述第三组分为15
‑
40份。
27.具体而言，该替代r407c的制冷剂能替代r407c作为满液式冷却器、干式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统的制冷剂。以氟乙烷r161、二氟乙烷r152a、三氟碘甲烷r13i1的三元混合物作为制冷剂时的系统性能极为优势。因为氟乙烷r161、二氟乙烷r152a、三氟碘甲烷r13i1的三元结合具有潜热大、导热性能好等特点，氟乙烷r161、二氟乙烷r152a、三氟碘甲烷r13i1的三元结合能够提高制冷剂的潜热，提高系统运行效率，而氟乙烷r161、二氟乙烷r152a具有可燃性，故加入三氟碘甲烷r13i1进行阻燃，堪称完美，所以本发明攻克了r407c可燃的技术瓶颈，同时解决了安装及售后造成易燃易爆的事故。因此对氟乙烷r161、二氟乙烷r152a、三氟碘甲烷r13i1的三元混合制冷剂的发明与上市非常有必要的，填补了国内外众多以r407c为制冷剂的制冷设备节能环保市场的空白，节能应用市场前景良好。
28.本发明的技术方案中，使用替代r407c的制冷剂不需要调整制冷设备；使用替代r407c的制冷剂在制冷设备运行中，能直接添加正常损耗；使用替代r407c的制冷剂不需要专用润滑油，能直接使用矿物冷冻油和合成冷冻油；替代r407c的制冷剂为按照各原材料的沸点进行混合得到节能环保制冷剂，能进行液态、气态充注；替代r407c的制冷剂中的氟乙烷r161、二氟乙烷r152a具有可燃性，加入三氟碘甲烷r13i1进行阻燃，能解决可燃的难题。
29.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为55
‑
65份，所述第二组分为20
‑
30份，所述第三组分为20
‑
30份。
30.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为50
‑
60份，所述第二组分为25
‑
35份，所述第三组分为25
‑
35份。
31.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为60
‑
70份，所述第二组分为30
‑
40份，所述第三组分为30
‑
40份。
32.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为55
‑
65份，所述第二组分为30
‑
40份，所述第三组分为25
‑
35份。
33.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为45
‑
55份，所述第二组分为15
‑
30份，所述第三组分为15
‑
30份。
34.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为45
‑
55份，所述第二组分为30
‑
35份，所述第三组分为30
‑
35份。
35.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为50
‑
55份，所述第二组分为25
‑
30份，所述第三组分为15
‑
30份。
36.可选的，在又一具体实施中，所述第一组分为40
‑
50份，所述第二组分为30
‑
40份，所述第三组分为30
‑
40份。
37.本发明还提供一种替代r407c的制冷剂的制备方法，用于制备如上所介绍的任一种替代r407c的制冷剂，具体地，该制备方法包括如下步骤：
38.步骤s110：通过精馏塔对三种原料进行精馏提纯。
39.具体而言，三种所述原料包括氟乙烷r161、二氟乙烷r152a、三氟碘甲烷r13i1。精馏塔高必须达到生产99.99％制冷剂原材料的高度和标准。
40.步骤s120：对提纯后的三种所述原料进行检测，确保提纯后的三种所述原料的纯度达到预设标准。
41.可选地，在本实施例中，每种原料采用安捷仑色普仪进行检测，确保其纯度达到制冷剂级99.99％。
42.步骤s130：对全自动混配罐进行抽真空至呈负压状态。
43.具体而言，先对全自动混配罐进行连接；再对全自动混配罐进行抽真空，达到负压状态。
44.步骤s140：按照重量份数将检测达标的三种所述原料加入所述全自动混配罐。
45.步骤s150：通过所述全自动混配罐对加入的三种所述原料进行搅拌第一预设时长，得到混合制冷剂。
46.可选地，在本实施例中，第一预设时长为三个小时。
47.步骤s160：检测所述混合制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比。
48.步骤s170：在所述混合制冷剂稳定第二预设时长后，再次检测所述混合制冷剂中的各种组分是否满足相应的重量份数配比。
49.可选地，在本实施例中，第二预设时长为三个小时。产品在混配装置进行搅拌三个小时后，稳定三个小时再次取样检测。
50.步骤s180：若满足相应的重量份数配比，则得到替代r407c的制冷剂。
51.可选地，在本实施例中，连接全自动混配罐下端的全自动分装机进行分装得到成品。
52.本发明还提供一种制冷设备，该制冷设备可以为满液式冷却器、干式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统等。具体地，该制冷设备包括替代r407c的制冷剂，该替代r407c的制冷剂为如上所介绍的任一种替代r407c的制冷剂。
53.以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
54.实施例1
55.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为55
‑
65份；氟乙烷r161为20
‑
30份；三氟碘甲烷r13i1为20
‑
30份。
56.该替代r407c的制冷剂制备方法如下：s1.对三种原料在生产线上进行精馏提纯，
精馏塔高必须达到生产99.99％制冷剂原材料的高度和标准；s2.三种原料纯度采用安捷仑色普仪进行检测，确保其纯度达到制冷剂级99.96％；s3.对新型全自动混配罐进行连接；s4.对新型全自动混配罐进行抽真空，达到负压状态；s5.按照重量份数配比将达标的原料加入新型全自动混配罐；s6.启动新型全自动混配装置进行搅拌三个小时；s7.将搅拌三个小时后的成品—混合制冷剂进行检测，检测其各组分重量份数配比的准确度。s8.产品在混配装置进行搅拌三个小时后，稳定三个小时再次取样检测；s9.连接混配装置下端的全自动分装机进行分装得到成品。
57.实施例2
58.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为50
‑
60份；氟乙烷r161为25
‑
35份；三氟碘甲烷r13i1为25
‑
35份。其制备方法基本与实施例1相同。
59.实施例3
60.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为60
‑
70份；氟乙烷r161为30
‑
40份；三氟碘甲烷r13i1为30
‑
40份。其制备方法基本与实施例1相同。
61.实施例4
62.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为55
‑
65份；氟乙烷r161为30
‑
40份；三氟碘甲烷r13i1为25
‑
35份。其制备方法基本与实施例1相同。
63.实施例5
64.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为45
‑
55份；氟乙烷r161为15
‑
30份；三氟碘甲烷r13i1为15
‑
30份，其制备方法基本与实施例1相同。
65.实施例6
66.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为45
‑
55份；氟乙烷r161为30
‑
35份；三氟碘甲烷r13i1为30
‑
35份，其制备方法基本与实施例1相同。
67.实施例7
68.一种替代r
‑
407的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成：二氟乙烷r152a为50
‑
55份；氟乙烷r161为25
‑
30份；三氟碘甲烷r13i1为15
‑
30份，其制备方法基本与实施例1相同。
69.实施例8
70.一种替代r407c的制冷剂，其由以下重量份数的各原料充分混合制成；二氟乙烷r152a为60
‑
70份；氟乙烷r161为20
‑
30份；三氟碘甲烷r13i1为25
‑
35份，其制备方法基本与实施例1相同。
71.以实施例1制备的替代r407c的制冷剂为测试对象，按照现有技术的相关标准进行测试，其物性参数如表1所示：
72.表1
[0073][0074]
由表1的物性参数可知，本发明提供的替代r407c的制冷剂与r407c的特性相近，可替换r407c，且其相对而言有如下优势：平均分子量小，约为r407c的80％、不破坏臭氧层(odp为零)、极低的温室效应。
[0075]
为了进一步说明本发明提供的替代r407c的制冷剂在节能方面的优势，申请人在实验室安装两个中央空调压缩机，分为一号压缩机和二号压缩机；进行实际节能实验，具体测试内容为例进行说明。分为一号机组和二号机组，一台为r407c，另一台采用本发明提供的替代r407c的制冷剂，进行700个工作日节能测试，综合节能率达25％。
[0076]
两个压缩机组(投入实施例1至8制备的替代r407c的制冷剂)运行800个工作日，以电脑采集每天数据计算节能率，一号压缩机组和两号压缩机组运行工作正常，具体节能率如表2所示：
[0077]
表2
[0078][0079]
本发明提供的替代r407c的制冷剂不需要对制冷设备做任何改变，就能直接替代r407c；使用该替代r407c的制冷剂在运行中直接添加正常损耗就行，不像r407c不能正常添加，r407c添加时要把制冷设备里面的制冷剂全部放光才能添加，这样浪费相当的大，给用户运行增加了成本；该替代r407c的制冷剂不需要专用润滑油，直接使用矿物冷冻油和合成冷冻油，为用户节能费用；该替代r407c的制冷剂为按照各原材料的沸点进行混合得到节能环保制冷剂，进行液态、气态都可以充注；r407c有可燃性，该替代r407c的制冷剂能够解决可燃的难题。
[0080]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。