[发明专利]含有二氟甲烷（R32）的跨临界动力循环混合工质

说明书

技术领域

本发明属于热泵或空调系统中的制冷剂，具体涉及到作为资源温度为70-100°C的低温跨临界动力循环系统中的工质。 

背景技术

低温资源(如低温地热能、废热或太阳能)发电技术的研究，对于减小化石能源消耗和CO₂、SO₂、NO_x等温室气体和环境污染物的排放，实现可持续发展具有重要意义。而制约低温资源发电利用的主要技术因素之一就是系统经济性。中温资源发电技术实践表明，以有机朗肯循环为基础的发电技术经济性较好。 

近年来，随着能源与环境问题带来的挑战的不断加大，以及技术进步带来的发电经济性的提升，一直被认为不具备发电经济性的低温资源(特别是70-120°C温度范围)的利用开始得到关注。低温资源之所以发电利用经济性较差，一方面是缺乏适合的循环工质，另一方面，亚临界有机朗肯循环方式的发电经济性较低。因此采用跨临界动力循环方式，并开发一种环境友好、热力性能优良的新型工质，对低温有机朗肯循环技术的发展至关重要。 

发明内容

本发明的目的是，提供一组适用于低温发电跨临界动力循环的混合工质，可作为70-100°C的低温地热资源，或其它低品位(如废热，太阳能等)热源的跨临界动力系统中的工质。 

本发明提出的跨临界动力循环混合工质共包括了3种组元物质，具体是：二氟甲烷(R32)、二氧化碳(CO₂)和氟甲烷(R41)。 

各组元物质的基本参数如表1所示。 

本发明提出的一组含有二氟甲烷（R32）的跨临界动力循环混合工质，具体组成为： 

由R32（二氟甲烷）和CO₂（二氧化碳）组成；或由R32（二氟甲烷）和R41（氟甲烷）组成。 

上述混合工质其各组元的具体配比(质量百分数)为： 

R32/CO₂                4-99/1-96%， 

R32/R41            4-98/2-96%， 

以上每种混合工质的各组元物质质量百分数之和为100%。 

上述混合工质的制备方法是，将各组元物质按其指定的质量配比在常温下进行物理混合即可。 

本发明具有以下优点及有益效果： 

(1)环境性能：本发明的ODP等于零，环境特性优良。 

(2)热工参数：在跨临界动力循环系统设计工况（如地热水流量为1kg/s、地热水进口温度90°C、汽轮机进口温度84°C、冷却水进口温度20°C、蒸发器和冷凝器的窄点温度分别为5°C）下的蒸发压力在8000.0kPa左右、冷凝压力在4000.0kPa左右、膨胀比在2左右。 

(3)循环性能：本发明在上述设计工况下的朗肯循环效率为6%左右、系统净输出功率基本在9.8kW以上(在汽轮机等熵效率为80%的条件下)，循环性能优良。 

表1低温有机朗肯循环混合工质中所含组元的基本参数 

T_b：正常沸点，T_c：临界温度，P_c：临界压力 

具体实施方式

实施例1：取10^mass%R32和90^mass%CO₂，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 

实施例2：取30^mass%R32和70^mass%CO₂，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 

实施例3：取50^mass%R32和50^mass%CO₂，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 

实施例4：取30^mass%R32和70^mass%R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 

实施例5：取50^mass%R32和50^mass%R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。 

实施例6：取70^mass%R32和30^mass%R41，在常温下进行物理混合后作为制冷剂。