專利名稱：新型節能制冷劑的制作方法
技術領域：
本發明是涉及一種用于空調、冰箱(柜)等的新型高效節能制冷劑。
目前冰箱使用的制冷劑是R-12〈二氯二氟甲烷〉即氟里昂12，空調使用的制冷劑是R-22〈一氯二氟甲烷〉即氟里昂22，由于該類制冷劑含有氯素原子，危害大氣臭氧層并產生溫室效應，據國際制冷學會關于CFC3情況的最新報告中稱“由于蒙特利爾協定書中兩種主要工質〈二氯二氟甲烷、三氟一氯甲烷〉將要停止使用，完成實驗和進行中試的研究計劃時間表已確定。
R-134a〈替代R-12〉于1994年完成。其它替代工質的研究周期延長到1996年。
我國也有用非共沸點混合制冷劑R-152a/R-22替代R-12的成功試驗，美國采用的是三元混合制冷劑〈R-22/R-152a/R-124〉，這兩種混合制冷劑的機理是添加一些不燃燒不爆炸的工質，用來稀釋R-152a，達到消除燃燒爆炸的目的。我國是用R-22來稀釋R-152a，美國是用R-124，雖然取得成功，但添加劑的用量所占比例很大，因此，混合后的新的制冷劑的制冷量遠小于R-152a的制冷量，未能在提高制冷量或降低能耗這個課題上取得突破性進展。
本發明的目的就是提供一種不含氯素原子，對大氣臭氧層無任何影響，不產生溫室效應，制冷量大，能耗低，可以在原有壓縮機、冷凝器、蒸發器上使用的新型節能制冷劑。
本發明的解決方案是這樣的對于烷烴化合物(如丙烷、丁烷、異丁烷等)、烯烴化合物(如丁烯等)或脂肪族含氟化合物(如二氟乙烷等)這些易燃易爆的制冷劑來說，當它們從容器或系統中泄漏出來時，其氫原子與空氣中的氧產生許多中間反應組成的反應
將上面四個反應相加得
上式說明一個氫原子參與反應，經過一個環后，形成最終產物H2O，同時產生三個氫原子，這三個氫原子又成為另外三個鏈，分別各自再產生三個氫原子。隨著反應的繼續、氫原子的數目激增，遇明火或火星便產生燃燒，甚至爆炸。附
圖1是鏈鎖分枝反應的示意圖。因而，解決制冷劑燃燒爆炸的最佳辦法就是破壞鏈鎖分枝反應進行，使其斷鏈。經試驗，將溴鹵化物混入這類制冷劑中，當混合制劑從容器系統中池漏時，制冷劑中的氫原子游離出來，并在氫游離基的引發下，產生溴游離基，并捕捉氫游離基，從而中斷鏈鎖分枝反應。
諸多的有機鹵化合物中，含氯的鹵化物有毒不能用。含碘的鹵化物穩定性太差，不適合在制冷循環中使用。含氟的鹵化物抑制燃燒爆炸的效果太差。含溴的鹵化物穩定性介于含氟鹵化物與含碘鹵化物之間，制冷時不會分解，而在泄漏時，在光、熱或其它游離基的引發下分離出溴游離基，并能捕捉B、OH游離基，這正是我們需要的。含溴鹵化物中，有的有毒性，有的毒性很小，提供了選擇的可能。其中毒性很小的有三氟一溴甲烷〈CF3Br〉，二氟二溴甲烷〈CF2Br2〉等諸種。
基于上述情況，本發明就是由有效量的A和B兩種化合物組成的混合物，A是含溴鹵化物，B選自如下化合物烷烴化合物、烯烴化合物、脂肪族含氟化合物。
本發明的優點是不含氯素原子，對大氣臭氧層無任何影響，不產生溫室效應、制冷量大、能耗低，可以在原有壓縮機、冷凝器、蒸發器上使用。
下面詳細說明
具體實施例方式附圖1是鏈鎖分枝反應的示意圖。
按上面所述，將有效量的A和B兩種化合物混合后，可得出的新型節能制冷劑和其質量成分和最佳質量成分如表一。
上述各組分的濃度在90%以上，其最佳濃度為99.5%以上。
現以三氟一溴甲烷(CF3Br)與二氟乙烷(C2H4F2)混合成新型節能制冷劑來詳細說明當CF3Br與C2H4F2混合而成的新型制冷劑發生泄漏時，C2H4F2分離出H、OH游離基，CF3Br在其引發下，分離出溴游離基，產生如下化學反應光或△
溴游離基與C2H4F2鏈鎖反應產生的氫原子結合為HBr，HBr與OH作用產生穩定的水和Br游離基，而Br和H反應生成HBr，HBr與OH作用又產生穩定的H2O和Br，如此循環，H和OH愈來愈少，終使燃燒鏈鎖分枝反應中斷，消除了制冷劑的燃燒爆炸性質，從而為使用高氣化熱，且易燃易爆制冷劑打通道路。
按本發明原理，用CF3Br混入R-152a(R-152a是C2H4F2的代號)與國內用R-22混入R-152a的對比如下表
從上表可知，用R-22混入R-152a中的用量與用CF3Br混入的用量相比甚為懸殊，其根本原因是用R-22混入時，只是稀釋，而用CF3Br混入時則是破壞其燃燒鏈鎖分枝反應過程，所以用量少，對混合后的新混合制冷劑的制冷量幾乎沒有影響。更重要的是，對燃燒爆炸危險更大的制冷劑，用稀釋的辦法已經不能消除其燃燒爆炸性質，而用含溴鹵化物則仍可消除其燃燒爆炸性質。
將R-152a/CF3Br按質量成分96/4混合后(各組分濃度在99.5%以上)，與R-22前后分別注入同-1匹分體式空調器中進行運行比較，結果如下
注能效比＝ (制冷量)/(輸入功率)通過能效比的比較，可以衡量對于能源利用率的高低。
從上述可以看到，采用本發明，可以不用重新設計壓縮機、冷凝器和蒸發器，只需根據本發明的各種制冷劑的密度大小，進行超量充注。若重新設計與新型制冷劑相適應的壓縮機、冷凝器和蒸發器，其能效比還可以提高。
權利要求
1.一種新型節能制冷劑，其特征在于由有效量的A和B兩種化合物組成的混合物，A是含溴鹵化物；B選自如下化合物烷烴化合物、烯烴化合物、脂肪族含氟化合物。
2.根據權利要求1所述的新型節能制冷劑，其特征在于有效量的A和B兩種化合物混合后可得出下列新型節能制冷劑組分 中文名稱C2H4F2/CF3Br 二氟乙烷/三氟溴甲烷C2H4F2/CF2Br2二氟乙烷/二氟二溴甲烷C4H10/CF3Br 丁烷/三氟溴甲烷C4H10/CF2Br2丁烷/三氟二溴甲烷C4H10/CF3Br 異丁烷/三氟溴甲烷C4H10/CF2Br2異丁烷/二氟二溴甲烷C4H8/CF3Br 丁烯/三氟溴甲烷C4H8/CF2Br2丁烯/二氟二溴甲烷
3.根據權利要求2所述的新型節能制冷劑，其特征在于所得到的新型節能制冷劑的各種成份的濃度在90%以上，其質量成分為組分 質量成分C2H4F2/CF3Br 96-91/4-9C2H4F2/CF2Br298-93/2-7C4H10/CF3Br 64-59/36-41C4H10/CF2Br282-77/18-23C4H10/CF3Br 64-59/36-41C4H10/CF2Br282-77/18-23C4H8/CF3Br 64-59/36-41C4H8/CF2Br282-77/18-23
4.根據權利要求3所述的新型節能制冷劑，其特征在于所得到的各種成分最佳濃度為99.5%以上，其最佳質量成分為組分 質量成分C2H4F2/CF3Br 96/4C2H4F2/CF2Br298/2C4H10/CF3Br 64/36C4H10/CF2Br282/18C4H10/CF3Br 64/36C4H10/CF2Br282/18C4H8/CF3Br 64/36C4H8/CF2Br282/18
全文摘要
一種新型節能制冷劑，是由有效量的A和B兩種化合物組成的混合物，A是含溴鹵化物，B選自如下化合物烷烴化合物、烯烴化合物、脂肪族含氟化合物，其機理是利用含溴鹵化合物來中斷燃燒鏈鎖分枝反應，其優點是不含氯素原子，對大氣臭氧層無任何影響。不產生溫室效應，制冷量大，能耗低，可以在原有壓縮機、冷凝器、蒸發器上使用。
文檔編號C09K5/04GK1097792SQ9310908
公開日1995年1月25日 申請日期1993年7月21日 優先權日1993年7月21日
發明者周民族 申請人:周民族, 徐順祥