CN110878195B - 一种含三氟碘甲烷的冷媒和含有其的混合物和换热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供，一种含三氟碘甲烷的冷媒，其包含三种组分，以质量占比计三种组分组成为36％‑80％的第一组分，8％‑60％的第二组分以及4％‑24％的第三组分；质量占比是基于冷媒物质的总质量；其中，第一组分为三氟碘甲烷(R13I1)；第二组分为三氟甲基甲基醚(RE143a)、1,1‑二氟乙烷(R152a)、反式1,3,3,3‑四氟丙烯(R1234ze(E))、3,3,3‑三氟丙烯(R1243zf)、2,3,3,3‑四氟丙烯(R1234yf)、异丁烷(R600a)、二甲基乙醚(RE170)、氟乙烷(R161)中的任意两种；第三组分为二甲基乙醚(RE170)、环丙烷(RC270)中的一种；冷媒的GWP小于等于150。上述冷媒不仅可以解决现有汽车空调系统中替代R134a的冷媒GWP偏高和制冷能力低的问题，同时排除了由于温度滑移大引起换热效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷剂技术，具体涉及一种含三氟碘甲烷的制冷剂 和含有其的混合物和换热系统。
背景技术
R134a是目前中国和国际上广泛使用的一种汽车空调制冷剂，由于 它对臭氧层无破坏作用，一直被用来作为R12制冷剂的替代品。然而， R134a仍具有较强的温室气体效应(GWP值为1550)。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值的制冷剂来替代目前高GWP制冷剂，并有效 应用于空调系统中。欧盟的F-gas法案中，要求用于汽车空调系统的制 冷剂的GWP低于150，而目前却尚未找到较为完美的替代R134a(GWP＝1300) 的方案，由于制冷剂具有均衡制冷剂物性的特点，所以对制冷剂的研究 成为国内外学者及企业研究的热点，现有技术中的部分制冷剂虽然满足 较低GWP值，但热力性能往往不能满足要求，无法实现较好的制冷制热 效果。目前，中国汽车产业处在高速增长阶段，预计在2030年我国汽车 保有量将较2015年增加1.9亿辆。同时，随着轻型乘用车的空调安装率 接近100％，汽车空调制冷剂的排放将会随着经济增长持续增加。因此 寻求一种同时满足较低GWP且具有良好的热力性能的制冷剂迫在眉睫。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种含三氟碘甲烷的冷媒，其GWP小于等于 150，且温度滑移小于1℃，排除温度滑移带来的不良影响。使用该冷媒 的汽车系统具有明显的环保优势，并且具有良好的热力性能，与具有和 R134a汽车空调系统相当的性能，以此替代R134a汽车空调系统。
本发明为实现上述目的，采用的技术方案是：一种含三氟碘甲烷的 冷媒，所述冷媒包含三种组分，以质量占比计所述三种组分组成为 36％-80％的第一组分，8％-60％的第二组分以及4％-24％的第三组分； 所述质量占比是基于所述冷媒物质的总质量；其中，所述第一组分为三 氟碘甲烷(R13I1)；所述第二组分为三氟甲基甲基醚(RE143a)、1,1- 二氟乙烷(R152a)、反式1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))、3,3,3- 三氟丙烯(R1243zf)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、异丁烷(R600a)、 二甲基乙醚(RE170)、氟乙烷(R161)中的任意两种；所述第三组分为 二甲基乙醚(RE170)、环丙烷(RC270)中的一种；所述冷媒的GWP小 于等于150，为均为近共沸物质且热力性能与R134a相当，完全可以取 代R134a制冷剂使用。
进一步可选地，以质量占比计，所述第一组分48％-64％，所述第二 组分为36％-60％，所述第三组分为4％-12％，其中所述质量占比是基于所 述冷媒物质的总质量。该冷媒GWP小于等于150，为均为近共沸物质且 具有更优的单位容积制冷量及COP。
进一步可选地，以质量占比计，所述第一组分48％-80％，所述第二 组分为36％-44％，所述第三组分为4％-12％，其中所述质量占比是基于所 述冷媒物质的总质量。该冷媒GWP小于等于150，为均为近共沸物质且 具有更优的单位容积制冷量及COP。
进一步可选地，所述第二组分由两种物质组成，即第一物质和第二 物质，以质量占比计，所述第一物质质量占比为4％-56％，所述第二物质 质量占比为4％-44％，其中所述质量占比是基于所述冷媒物质的总质量。
进一步可选地，所述第三组分为二甲基乙醚(RE170)。含有二甲基 乙醚(RE170)的冷媒与含有环丙烷(RC270)的冷媒相比，其相对COP 更优。
进一步可选地，以质量百分比计，所述第一组分为52％三氟碘甲烷 (R13I1)，所述第二组分别为4％异丁烷(R600a)和36％反式1,3,3,3- 四氟丙烯(R1234ze(E))，所述第三组分为8％二甲基乙醚(RE170)； 所述质量占比是基于所述冷媒物质的总质量。该四元冷媒具有更优的单 位容积制冷量及COP。
本发明还提供了一种混合物，其包含润滑油和上述任一项所述的含 三氟碘甲烷的冷媒。该润滑油与本发明的冷媒有很好的兼容性，保证了 使用该混合物的汽车空调系统的正常运行，同时对该汽车空调系统的寿 命有积极的影响。
进一步可选地，所述润滑油选自：矿物油、硅油、多烷基苯(PAB)、 多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)、聚亚烷基二醇酯(PAG酯)、聚乙烯 醚(PVE)、聚(α-烯烃)的至少一种物质或至少两种的组合。
进一步可选地，其还包含稳定剂。该稳定剂基于混合物总质量的质 量百分比不高于1％，增加其中冷媒的稳定性，提高换热效率。
进一步可选地，所述稳定剂选自：基于二烯的化合物、磷酸盐/酯、 酚化合物和环氧化物，及其混合物的一种。
本发明提供了一种换热系统，其包含流体连通的压缩机、冷凝器和 蒸发器、膨胀装置和实现所述流体连通的热传递组合物，所述热传递组 合物为上述任一项所述的含三氟碘甲烷的冷媒或混合物。
进一步可选地，所述换热系统为汽车空调系统。
进一步可选地，所述压缩机为涡旋式压缩机、转子式压缩机和往复 式压缩机中的任意一种。
进一步可选地，所述压缩机为涡旋式压缩机。其机效率高，节能环 保。
进一步可选地，所述冷凝器是所述汽车空调系统中的室内侧换热器， 所述蒸发器是所述汽车空调系统中的室外侧换热器。上述冷媒在室内侧 换热器冷凝为中温中压的液体；经过室外侧换热器蒸发为低温低压的气 体
进一步可选地，所述室内侧换热器和室外侧换热器为微通道换热器。 微通道换热器结构紧凑，可减小充注量。
进一步可选地，所述膨胀装置为电子膨胀阀可以更加精确的调节冷 媒的过冷和过热度，提高系统的循环性能。
本发明还提供了一种替换包含在换热系统中的现有换热流体的方 法，其包括：从换热系统中去除至少一部分所述现有换热流体，所述现 有换热流体是R134a，并且通过引入上述任一项所述的含三氟碘甲烷的 冷媒来替换至少一部分所述现有换热流体，保证制冷能力为R134a制冷 剂的制冷能力的81％至107％。
本发明中各物质可商购获得，或可由本领域已经的方法制得。本发 明中各物质的含量配比经由大量筛选获得，是保证对臭氧层无害的冷媒 优良性能的条件。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种含三氟碘甲烷的冷媒，该冷媒的GWP值低于150，符 合全球各地区的环保法规对于汽车空调系统的要求。
(2)本发明引入的三氟碘甲烷(R13I1)是不可燃的物质，通过控制 冷媒中不可燃物质的质量占比的变化可以削弱冷媒中剩余物质的可燃 性，进而获得安全性能良好的冷媒，且GWP均小于等于150，热力学性 能良好。
(3)本发明的冷媒相比R134a工质，具备明显的环保优势，同时该冷 媒具备良好的热力性能，使用该冷媒的汽车空调系统的能力和能效与使 用R134a工质的汽车空调系统相当，能够替代R134a工质。
(4)除了容积制冷量和能效以外，本发明的冷媒的物质的选择还考虑 了温度滑移，组员间沸点差较大的组合有可能形成具有较大相变温差(滑 移温度)的非共沸混合物，而本发明的冷媒滑移温度小于1℃且低至 0.02℃，排除温度滑移带来的不良影响。采用该冷媒的汽车空调热泵系 统不需要设置应对方案来防止压缩机中温度滑移引起的换热效率降低。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、 特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些 实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中汽车空调热泵系统图；
图中：
1-压缩机；2-室内换热器；3-膨胀装置；4-室外换热器；
具体实施例方式
制冷剂的评价标准，一般是环保方面GWP、ODP，性能方面容积制冷 量、能效，材料兼容性，安全方面毒性、可燃性。总体上，制冷剂优选 低GWP，，无毒，不可燃，性能优良，材料兼容性良好。从环保角度看， 所选物质要求GWP不能太高，ODP必须是0。安全角度，所选物质必须是 无毒，如果物质中有可燃成分，则必须加入阻燃物质，调节相应的比例， 使得最终冷媒具有弱可燃或不可燃的性质。
根据汽车空调系统对制冷剂的要求，需要其具有低GWP，零ODP，安 全性高，为了满足性能，本发明中配方中添加了有很好的环保优势，良 好的热力性能，且标准沸点与R134a相差不大的第二组分的物质中的任 意两种即三氟甲基甲基醚(RE143a)、1,1-二氟乙烷(R152a)、反式 1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、2,3,3,3- 四氟丙烯(R1234yf)、异丁烷(R600a)、二甲基乙醚(RE170)、氟乙 烷(R161)和第三组分的物质中一种即二甲基乙醚(RE170)、环丙烷 (RC270)。但是第二、第三组分提供的物质具有可燃性，制备得到的冷 媒的安全性能差，所以本发明配方又添加了第一组分的物质即三氟碘甲烷(R13I1)来起到阻燃剂的作用，使本发明提供的冷媒不仅GWP低于 150，热力性能和滑移温度小于1℃且安全性能良好。
本发明一种含三氟碘甲烷的冷媒的制备方法是：将冷媒包含的第一 组分的物质三氟碘甲烷(R13I1)，与第二组分的物质即三氟甲基甲基醚 (RE143a)、1,1-二氟乙烷(R152a)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、2,3,3,3-四氟丙烯 (R1234yf)、异丁烷(R600a)、二甲基乙醚(RE170)、氟乙烷(R161) 中的任意两种，以及第三组分的物质即二甲基乙醚(RE170)、环丙烷 (RC270)中的一种，按照质量占比计，根据本发明提供的质量占比的范 围即第一组分为36％-80％，第二组分为8％-60％，第三组分4％-24％， 按不同物质的质量占比例在常温常压液相状态下进行物理混合成，混合 均匀成冷媒。各组元物质的基本参数见表1：
表1冷媒中各物质的基本参数
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，每种冷媒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，混合均匀得到一种冷媒。
实施例1，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、三 氟甲基甲基醚(RE143a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液 相下按48:40:4:8的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例2，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、三氟甲基甲基醚(RE143a)和二甲基乙醚(RE170)四 种物质在常温常压液相下按60:4:20:16的质量占比进行物理混合，混合 均匀得到一种冷媒。
实施例3，将三氟碘甲烷(R13I1)、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、 三氟甲基甲基醚(RE143a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压 液相下按68:4:8:20的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例4，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 三氟甲基甲基醚(RE143a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压 液相下按36:48:8:8的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例5，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 三氟甲基甲基醚(RE143a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压 液相下按36:56:4:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例6，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、反 式1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))和二甲基乙醚(RE170)四种物质 在常温常压液相下按52:32:4:12的质量占比进行物理混合，混合均匀得 到一种冷媒。
实施例7，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 反式1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))和二甲基乙醚(RE170)四种物 质在常温常压液相下按60:16:4:20的质量占比进行物理混合，混合均匀 得到一种冷媒。
实施例8，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、3,3,3- 三氟丙烯(R1243zf)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相 下按48:4:44:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例9，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、3,3,3- 三氟丙烯(R1243zf)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相 下按:64:8:4:24的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例10，三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)和二甲基乙醚(RE170) 四种物质在常温常压液相下按48:4:44:4的质量占比进行物理混合，混 合均匀得到一种冷媒。
实施例11，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常 压液相下按80:4:4:12的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷 媒。
实施例12，将三氟碘甲烷(R13I1)、三氟甲基甲基醚(RE143a)、 二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下按 68:4:24:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例13，将三氟碘甲烷(R13I1)、三氟甲基甲基醚(RE143a)、 二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下按 60:24:12:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例14，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、反 式1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))和环丙烷(RC270)四种物质在常 温常压液相下按56:4:36:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一 种冷媒。
实施例15，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、3,3,3- 三氟丙烯(R1243zf)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下按 48:16:32:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例16，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在 常温常压液相下按48:24:16:12的质量占比进行物理混合，混合均匀得 到一种冷媒。
实施例17，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在 常温常压液相下按72:8:16:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到 一种冷媒。
实施例18，将三氟碘甲烷(R13I1)、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、 三氟甲基甲基醚(RE143a)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相 下按48:20:24:8的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例19，将三氟碘甲烷(R13I1)、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、 异丁烷(R600a)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下按40:52:4:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例20，将三氟碘甲烷(R13I1)、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、 二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下按 64:4:28:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例21，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 三氟甲基甲基醚(RE143a)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相 下按48:24:24:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例22，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 1,1-二氟乙烷(R152a)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下 按52:4:36:8的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例23，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 反式1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))和环丙烷(RC270)四种物质在 常温常压液相下按48:32:16:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到 一种冷媒。
实施例24，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液 相下按44:48:4:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例25，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液 相下按48:4:44:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例26，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液相下按 68:4:24:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例27，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 氟乙烷(R161)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相下按40:52:4:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例28，将三氟碘甲烷(R13I1)、三氟甲基甲基醚(RE143a)、 异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相下按 64:16:4:16的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例29，将三氟碘甲烷(R13I1)、三氟甲基甲基醚(RE143a)、 异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相下按 60:28:4:8的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例30，将三氟碘甲烷(R13I1)、1,1-二氟乙烷(R152a)、异 丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相下按 48:44:4:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例31，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在 常温常压液相下按52:36:4:8的质量占比进行物理混合，混合均匀得到 一种冷媒。
实施例32，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相下按 72:4:4:20的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
实施例33，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在 常温常压液相下按68:8:4:20的质量占比进行物理混合，混合均匀得到 一种冷媒。
对比例1，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、 异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在常温常压液相下按 30:15:31:24的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
对比例2，将三氟碘甲烷(R13I1)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)和环丙烷(RC270)四种物质在常温常压液 相下按82:4:4:10的质量占比进行物理混合，混合均匀得到一种冷媒。
对比例3，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、二甲基乙醚(RE170)和环丙烷(RC270)四种物质在 常温常压液相下按36:30:30:4的质量占比进行物理混合，混合均匀得到 一种冷媒。
对比例4，将三氟碘甲烷(R13I1)、反式1,3,3,3-四氟丙烯 (R1234ze(E))、异丁烷(R600a)和二甲基乙醚(RE170)四种物质在 常温常压液相下按40:10:20:30的质量占比进行物理混合，混合均匀得 到一种冷媒。
表2比较了上述实施例和对比例与R134a的分子量、标准沸点及环 境性能等基本参数。
表2冷媒的基本参数
由表2可知，本实施例提供的冷媒GWP均小于等于150，远小于R134a 的GWP值。
本实施例提供了一种汽车空调系统，其包含流体连通的压缩机1、 冷凝器和蒸发器、膨胀装置3和实现流体连通的热传递组合物，热传递 组合物为本实施例或对比例中含的冷媒。优选的，压缩机1为涡旋式压 缩机、转子式压缩机和往复式压缩机中的任意一种。进一步优选的，压 缩机1为涡旋式压缩机，其机效率高，节能环保。优选的，冷凝器是汽 车空调系统中的室内侧换热器2，蒸发器是汽车空调系统中的室外侧换 热器4。进一步优选的，室内侧换热器2和室外侧换热器4为微通道换 热器。微通道换热器结构紧凑，可减小充注量。进一步优选的，膨胀装 置3为电子膨胀阀可以更加精确的调节冷媒的过冷和过热度，提高系统 的循环性能。
本发明还提供了一种替换包含在换热系统中的现有换热流体的方 法，其包括：从换热系统中去除至少一部分现有换热流体，现有换热流 体是R134a，并且通过引入上述任一项的含三氟碘甲烷的冷媒来替换至 少一部分现有换热流体，保证制冷能力为R134a制冷剂的制冷能力的 81％至107％。优选的，将本发明中的含三氟碘甲烷的冷媒来替换全部 的换热系统的现有换热流体，具体如下：
将上述实施例和对比例的冷媒应用于本发明中提出的汽车空调系统 中替代R134a制冷剂。如图1所示，制冷剂在压缩机1中被压缩成高温 高压的气体，经过室内侧换热器2冷凝为中温中压的液体，经过膨胀装 置3即电子膨胀阀节流成中温低压的气液两相，再经过室外侧换热器4 蒸发为低温低压的气体，最后进入压缩机1进行循环。
表3比较了上述实施例和对比例中的冷媒通过仿真计算，即汽车空 调系统中的工况蒸发温度为6℃，冷凝温度为36℃，过热度为5℃，过 冷度为5℃，按照等熵效率0.7，其与R134a的热力参数(即压缩比和排 气温度)及相对热力性能(即相对单位容积制冷量和相对效率COP)。
表3冷媒与R134a的性能对比结果
(*注：滑移温度为工作压力下的露点温度与泡点温度之差，取最大值)
由于汽车空调系统容易泄露，冷媒的温度滑移应尽可能小，减小泄漏 对冷媒配比的影响，针对实施例分析可知：从优选实施例1-26可以看出， 冷媒的温度滑移均小于0.7℃，特别是实施例2、5、8、10的温度滑移几 乎等于0℃，排除了温度滑移带来的不良影响，且无需考虑冷媒泄漏后重 新灌注的问题。并且各实施例中冷媒的热力性能与R134a相近，基本可以 实现直接替代。优选的，含有二甲基乙醚(RE170)的冷媒与含有环丙烷 (RC270)的冷媒相比，其相对COP更优。优选的，第二组分由两种物质 组成，即第一物质和第二物质，以质量占比计，第一物质质量占比为 4％-56％，第二物质质量占比为4％-44％，其中质量占比是基于第二组分所 有物质的总质量。结合容积制冷量、温度滑移、能效COP、可燃等级四个 方面因素，实施例22中，用R13I1，R1234yf和R152a以及RC270的组合 方式，按照质量占比为52/4/36/8得到的冷媒其GWP值仅为50.32，压缩 比低于R134a的压缩比，单位容积制冷量为1.086略高于R134a，COP为 0.991略低于R134a，是实施例中综合性能最优的一个。
同时结合实施例与对比例的数据可以看出，当改变本发明中配方的 每份中物质的质量占比制备的冷媒，物质之间不能很好的起到协同作用， 会增加冷媒的GWP和/或滑移温度和/或可燃性,影响其使用时汽车空调 系统的换热效果和环保性能，如对比例1与对比例2中第一组分R13I1 质量占比不在发明提供的范围，当低于本发明给出的质量占比最低值 36％，得到的冷媒的温度滑移太太，且容积制冷量偏小；当高于本发明给 出的质量占比最高值80％，所得到的冷媒的温度滑移大，同理，分析对 比例3和4可知当冷媒中其他某一组分的物质的质量占比不在本发明提 供的范围内，所得到的冷媒的不仅会温度滑移变大，同时其相对容积制 冷量可能会偏小。综合得知，只有在本发明中物质的质量占比和物质组成时，各物质之间的协同作用得到很好的发挥，在保证制备得到的冷媒 的滑移温度和/或可燃性，GWP、相对容积制冷量、能效、温度滑移等指 标，确保能够成为替代R134a的冷媒，并保持良好的环境特性和解决使 用本实施例冷媒的系统制冷能力低的问题。
本发明还提供了一种混合物，其包含润滑油和上述实施例中含三氟碘 甲烷的冷媒。该润滑油与实施例的冷媒有很好的兼容性，保证了使用该混 合物的汽车空调系统的正常运行，同时对该汽车空调系统的寿命有积极的 影响。优选的，润滑油选自：矿物油、硅油、多烷基苯(PAB)、多元醇酯(POE)、 聚亚烷基二醇(PAG)、聚亚烷基二醇酯(PAG酯)、聚乙烯醚(PVE)、聚(α -烯烃)的至少一种物质或至少两种的组合。优选的，该混合物还包含稳 定剂，稳定剂选自：基于二烯的化合物、磷酸盐/酯、酚化合物和环氧化 物，及其混合物的一种。该稳定剂基于混合物总质量的质量百分比不高于 1％，增加其中冷媒的稳定性，提高换热效率。
综上，本发明提供一种含三氟碘甲烷的冷媒，其包含三种组分，以 质量占比计三种组分组成为36％-80％的第一组分，8-56％的第二组分以 及4％-24％的第三组分；质量占比是基于冷媒物质的总质量；其中，第 一组分为三氟碘甲烷(R13I1)；第二组分为三氟甲基甲基醚(RE143a)、 1,1-二氟乙烷(R152a)、反式1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))、3,3,3-三氟丙烯(R1243zf)、2,3,3,3-四氟丙烯(R1234yf)、异丁烷(R600a)、 二甲基乙醚(RE170)、氟乙烷(R161)中的任意两种；第三组分为二甲 基乙醚(RE170)、环丙烷(RC270)中的一种；冷媒的GWP小于等于150。 使用该冷媒或者包含该冷媒混合物的汽车系统具有明显的环保优势，并 且具有良好的热力性能，与具有和R134a汽车空调系统相当的性能，以 此替代R134a汽车空调系统。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是， 本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公 开意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设 置。
Claims (11)
1.一种含三氟碘甲烷的冷媒，其特征在于，所述冷媒包含三种组分，以质量占比计所述三种组分组成为36%-80％的第一组分，8％-60％的第二组分以及4%-24％的第三组分；所述质量占比是基于所述冷媒物质的总质量；其中，所述第一组分为三氟碘甲烷（R13I1）；所述第二组分为三氟甲基甲基醚（RE143a）、1,1-二氟乙烷（R152a）、3,3,3-三氟丙烯（R1243zf）、2,3,3,3-四氟丙烯（R1234yf）、异丁烷（R600a）、二甲基乙醚（RE170）中的任意两种；所述第三组分为二甲基乙醚（RE170）、环丙烷（RC270）中的一种，其中，当所述冷媒中不包含环丙烷（RC270），仅包含二甲基乙醚（RE170），所述二甲基乙醚（RE170）为第三组分；且所述三种组分的质量占比之和为100%；所述冷媒的GWP小于等于150。
2.如权利要求1所述的一种含三氟碘甲烷的冷媒，其特征在于，以质量占比计，所述第一组分48%-64%，所述第二组分为36%-60%，所述第三组分为4%-12%，其中所述质量占比是基于所述冷媒物质的总质量。
3.如权利要求1所述的一种含三氟碘甲烷的冷媒，其特征在于，以质量占比计，所述第一组分48%-80%，所述第二组分为36%-44%，所述第三组分为4%-12%，其中所述质量占比是基于所述冷媒物质的总质量。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种含三氟碘甲烷的冷媒，其特征在于，所述第三组分为二甲基乙醚（RE170）。
5.一种混合物，其包含润滑油和根据前述权利要求1-4任一项所述的含三氟碘甲烷的冷媒。
6.如权利要求5所述的一种混合物，其特征在于，所述润滑油选自：矿物油、硅油、多烷基苯(PAB)、多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)、聚亚烷基二醇酯(PAG酯)、聚乙烯醚(PVE)、聚(α-烯烃)的至少一种物质的组合。
7.如权利要求6所述的混合物，其特征在于，其还包含稳定剂，所述稳定剂选自：基于二烯的化合物、磷酸盐/酯、酚化合物和环氧化物，及其混合物的一种。
8.一种换热系统，其包含流体连通的压缩机（1）、冷凝器和蒸发器、膨胀装置（3）和实现所述流体连通的热传递组合物，所述热传递组合物为权利要求1-4任一项所述的含三氟碘甲烷的冷媒或权利要求5-7任一项所述的混合物。
9.权利要求8所述的换热系统，其特征在于，所述换热系统为汽车空调系统。
10.如权利要求9所述的换热系统，其特征在于，所述压缩机（1）为涡旋式压缩机、转子式压缩机和往复式压缩机中的任意一种。
11.一种替换包含在换热系统中的现有换热流体的方法，其包括：从换热系统中去除至少一部分所述现有换热流体，所述现有换热流体是R134a，其特征在于：通过引入权利要求1-4任一项所述的含三氟碘甲烷的冷媒来替换至少一部分所述现有换热流体，保证制冷能力为R134a制冷剂的制冷能力的81％至107％。
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