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中低温有机 朗肯循环的混合工质

阅读：717发布：2020-05-14

专利汇可以提供中低温有机朗肯循环的混合工质专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种中低温有机朗肯循环的混合工质，该混合工质包括R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)和R123(1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷)，其中，混合工质中R245fa的质量百分比为33-67％，R123的质量百分比为67-33％，本发明所提出的混合工质可以有效地提高中低温有机朗肯循环系统效率高，且清洁,污染度低。，下面是中低温有机朗肯循环的混合工质专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种中低温有机朗肯循环的混合工质，其特征在于，混合工质包括R245fa和R123，其中，混合工质中R245fa的质量百分比为33-67％，R123的质量百分比为67-33％。
2.根据权利要求1所述的一种中低温有机朗肯循环的混合工质，其特征在于，所述混合工质中R245fa的质量百分比为33％，R123的质量百分比为67％。
3.根据权利要求1所述的一种中低温有机朗肯循环的混合工质，其特征在于，所述混合工质中R245fa的质量百分比为50％，R123的质量百分比为50％。
4.根据权利要求1所述的一种中低温有机朗肯循环的混合工质，其特征在于，所述混合工质中R245fa的质量百分比为67％，R123的质量百分比为33％。

说明书全文

中低温有机朗肯循环的混合工质

技术领域

[0001] 本发明属于热力循环系统的工质领域，尤其涉及中低温有机朗肯循环的混合工质。技术背景

[0002] 能源是人类延续的物质基础和发展需要，千百年来，人类社会每一次重要的跨越转折都伴随着能源的变革和交替。据美国能源部报告，制造业产生的约60％的中低温废热会直接排放到环境中。与此同时，全球能源需求的不断上升和能源成本的不断上升，也提醒了我们回收余热的重要性。有机朗肯循环(ORC)由于其结构简单、效率高、环保等优点，被认为是一种很有前途的低品位热能回收技术。ORC广泛应用于地热能、太阳能、余热、生物质能等各种低温热源。因此，提高系统的性能和增加净功率输出是至关重要的。

[0003] 目前常用的HFC类工质(如R134a)虽然在性能上具有一定的优势，ODP为零，但由于其较高的GWP值，环保性太差，最终将面临被淘汰,而HC类工质作为一种自然工质对环境友好，近年来很多学者对其进行了研究，发现R601a,R600a等一些烷烃类流体的发电性能也很好，但是由于具有易燃易爆性，限制了其应用推广。于是一些学者将HFC类工质与HC类工质混合，对其非共沸混合物做了研究，发现非共沸混合工质可明显提高循环系统的热效率。现有技术公开了含HFC-236fa的有机朗肯循环混合工质；以及含有HFC-143的有机朗肯循环混合工质；还公开了二元非共沸的中高温有机朗肯循环混合工质。由于R123的性能优良，因此被许多学者选用，但是R123对臭氧层有破坏、并且存在温室效应，其环保性能较差。

发明内容

[0004] 本次发明旨在设计一种中低温有机朗肯循环的混合工质，不仅可以增加R123环保性，还可以提高它的循环性能。其系统效率高，环境友好，安全可靠。为了实现上述目的，本次发明采用的技术方案如下：

[0005] 一种中低温有机朗肯循环的混合工质，该混合工质包括R123(1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷)和R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)，其中，混合工质中R123的质量百分比为67-33％，R245fa的质量百分比为33-67％。

[0006] 进一步，所述混合工质中R245fa的质量百分比均为33％，R123的质量百分比均为67％；

[0007] 进一步，所述混合工质中R245fa的质量百分比均为50％，R123的质量百分比均为50％；

[0008] 进一步，所述混合工质中R245fa的质量百分比均为67％，R123的质量百分比均为33％。

[0009] 本发明与现有技术相比较有如下有益效果：

[0010] 1.安全可靠且环保：通过R123内加入R245fa后获得的混合后工质毒性更低，减少对臭氧层的破坏，环保性好。

[0011] 2.循环参数适宜：混合后工质的临界温度在160-190oC,临界压力在35-40bar，更加适应在中低温有机朗肯循环的工作工况。

[0012] 3.循环性能优良：该混合工质在上述工况下循环热效率高，循环性能优良。

具体实施方式

[0013] 本次发明提供了一种中低温有机朗肯循环的混合工质，下面的具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0014] 本发明所提出的一种中低温有机朗肯循环的混合工质包括R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)和R123(1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷)按不同的质量比例组成，且这两组物质的质量百分比的和为100％。制备方法是按给定的各组配比直接物理混合而成。

[0015] 本发明所采用的具体实施例如下：

[0016] 实施例1：取0％的R245fa和100％的R123在常温下进行物理混合；

[0017] 实施例2：取33％的R245fa和67％的R123在常温下进行物理混合；

[0018] 实施例3：取50％的R245fa和50％的R123在常温下进行物理混合；

[0019] 实施例4：取67％的R245fa和33％的R123在常温下进行物理混合。

[0020] 在本发明所设计中低温有机朗肯循环的混合工质的工作工况取为：热源温度为120℃,冷源温度为20-32℃，质量流量为0.12-0.20kg/s。混合工质由工质泵泵入蒸发器，在蒸发器中与热源换热变成高温高压的气体状态，然后进入膨胀机做功并带动发电机发电，经膨胀做功后的低压混合工质进入冷凝器，冷凝变成液体的混合工质，最后进入工质泵，进行下一轮循环。

[0021] 分别将上述实施例的混合工质的循环性能列于下表。

[0022] 表1质量流量为0.12kg/s

[0023]参数与性能实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
蒸发压(bar) 8.18 10.17 10.58 9.44
冷凝压(bar) 1.49 1.39 2.60 1.69
热效率 0.050 0.072 0.072 0.069
发电效率 0.031 0.045 0.044 0.041

[0024] 表2质量流量为0.15kg/s

[0025]参数与性能实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
蒸发压(bar) 8.90 11.23 11.39 10.01
冷凝压(bar) 1.39 1.68 2.81 1.77
热效率 0.044 0.069 0.077 0.065
发电效率 0.028 0.044 0.043 0.040

[0026] 表3质量流量为0.18kg/s

[0027]参数与性能实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
蒸发压(bar) 8.60 11.70 11.70 10.30
冷凝压(bar) 1.48 1.77 2.94 1.67
热效率 0.038 0.061 0.123 0.056
发电效率 0.024 0.040 0.035 0.034

[0028] 表4质量流量为0.20kg/s

[0029]参数与性能实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
蒸发压(bar) 8.60 11.84 11.97 10.49
冷凝压(bar) 1.47 1.56 3.18 1.66
热效率 0.032 0.052 0.126 0.046
发电效率 0.019 0.033 0.029 0.029

[0030] 如表1-4所示，当热源温度为120℃,冷源温度为20-32℃，质量流量为0.12-0.20kg/s时，可见实施例2-4混合工质的热效率与发电率明显优于实施例1中单独使用R123的热效率与发电率，说明本发明所设计的一种中低温有机朗肯循环的混合工质能有效地提高中低温有机朗肯循环的系统效率高，尤其是当选用实施例2时，在各种工况下依旧是达到最高的发电效率与热效率。

[0031] 以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

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