CN102245731A - 传热组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传热组合物，其包含：R-1243zf、R-32(二氟甲烷)和R-161(氟乙烷)。

Description

传热组合物
本发明涉及传热组合物，特别涉及可适合替代现有制冷剂例如R-134a、R-152a、R-1234yf、R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507和R-404a的传热组合物。
在本说明书中对之前公开的文献或任何背景知识的列举或论述不应被视为承认该文献或背景知识是现有技术的一部分或是公知常识。
机械制冷系统和相关传热装置例如热泵和空调系统是公知的。在这类系统中，制冷剂流体在低压下蒸发，从周围区域带走热。然后将所得蒸气压缩并传输至冷凝器，所得蒸气在该处冷凝并将热释放至第二区域，冷凝液通过膨胀阀返回至蒸发器，如此完成循环。压缩蒸气和泵送液体需要的机械能量由例如电动机或内燃机提供。
制冷剂除具有适合的沸点和高的蒸发潜热之外，其优选性能包括低毒性、不可燃性、无腐蚀性、高稳定性和不具有令人讨厌的气味。其它的期望性能为：易于在低于25巴的压力下压缩、压缩时低的排出温度、高的制冷容量、高效率(高的性能系数)和在要求的蒸发温度下超过1巴的蒸发器压力。
二氯二氟甲烷(制冷剂R-12)具有适合的性能组合并且是多年来最广泛使用的制冷剂。由于对完全和部分卤化的氯氟碳使保护地球的臭氧层受损的国际关注，所以存在对它们的制造和使用应受到严格限制并最后完全淘汰的一般协议。二氯二氟甲烷的应用在20世纪90年代逐步淘汰。
一氯二氟甲烷(R-22)由于其较低的臭氧耗竭潜能所以被引入来替代R-12。随后关注到R-22为潜在的温室气体，所以其应用也正在逐步淘汰。
虽然本发明涉及的传热装置的类型是基本上封闭的系统，但是由于在设备的操作期间或在维护程序期间的渗漏，所以可发生制冷剂损失至大气中。因此，用臭氧耗竭潜能为零的材料替代完全和部分卤化的氯氟碳制冷剂非常重要。
除可能耗竭臭氧之外，已经表明大气中显著浓度的卤化碳制冷剂可促进全球变暖(所谓的温室效应)。因此，期望使用由于能够与其它大气成分例如羟基反应或由于易于通过光解过程降解，而具有相对短的大气寿命的制冷剂。
已经引入R-410A和R-407(包括R-407A、R-407B和R-407C)作为R-22的替代制冷剂。然而，R-22、R-410A和R-407均具有高的全球变暖潜能(GWP，亦称温室变暖潜能)。
引入1，1，1，2-四氟乙烷(制冷剂R-134a)作为R-12的替代制冷剂。然而，尽管臭氧耗竭潜能低，但是R-134a的GWP为1300。期望找到GWP较低的R-134a的替代品。
R-152a(1，1-二氟乙烷)已经确定作为R-134a的替代品。其比R-134a稍微有效并且温室变暖潜能为120。然而，认定R-152a的可燃性过高，例如不能安全地用于机动车空调系统中。特别是认为其在空气中的可燃下限过低，其火焰速度过高，其着火能量过低。
由此需要提供具有改善性能例如低可燃性的替代制冷剂。氟碳化合物燃烧化学是复杂的并且不可预知。将不可燃的氟碳化合物与可燃的氟碳化合物混合并非总是能够降低流体的可燃性。例如，本发明人已经发现：如果将不可燃的R-134a与可燃的R-152a混合，则混合物的可燃下限相对于纯的R-152a可降低(即混合物可比纯的R-152a更可燃)。如果考虑三元或四元的组合物，则情况变得更复杂和更加不可预知。
还需要提供改动很小或者无需改动即可用于现有装置例如制冷装置中的替代制冷剂。
已经确定R-1234yf(2，3，3，3-四氟丙烯)作为候选的替代制冷剂在某些应用中特别是机动车空调或热泵应用中替代R-134a。其GWP为约4。R-1234yf是可燃的，但是其可燃性特征对于包括机动车空调或热泵在内的某些应用通常被认为是可接受的。特别是其可燃下限、着火能量和火焰速度均显著低于R-152a。
操作空调或制冷系统的环境影响，就温室气体排放而言，应考虑不仅参考制冷剂的所谓的“直接”GWP，而且参考所谓的“间接”排放，意即由于操作所述系统导致的对电或燃料的消耗引起的那些二氧化碳排放。已经提出了该总GWP影响的几种度量，包括称为总等效温升冲击(TEWI)分析或生命周期碳产生(LCCP)分析的那些。这两种度量包括评估制冷剂GWP和能量效率对总变暖影响的作用。
已经发现R-1234yf的能量效率和制冷容量显著低于R-134a，并且此外已经发现所述流体在系统管路和换热器中显示出增加的压降。其一个结果是为使用R-1234yf并实现相当于R-134a的能量效率和冷却性能，需要增加设备复杂性和增加管路尺寸，导致与设备相关的间接排放的增加。此外，认为R-1234yf的制备比R-134a复杂并且其原料的使用(氟化和氯化)效率低于R-134a。所以用R-1234yf替代R-134a会比R-134a消耗更多原料和产生更多温室气体的间接排放。
R-1243zf为低可燃性制冷剂并具有相对低的GWP。R-1243zf(亦称为HFC1243zf)为3，3，3-三氟丙烯(CF3CH＝CH2)。其沸点、临界温度及其它性能使得其有潜力替代较高GWP的制冷剂例如R-134a、R-410A和R-407。然而，R-1243zf的性能使得其无法作为现有制冷剂例如R-134a、R-410A和R-407的理想的直接替代品。特别地，其容量过低，这表明具有固定压缩机排量并设计用于现有制冷剂的制冷机或空调系统当充有R-1243zf并控制至相同操作温度时，传递的冷量会较少。除了其可燃性之外，这个不足也影响其单独使用时作为现有制冷剂替代品的适用性。
设计用于R-134a的某些现有技术可能甚至不能接受某些传热组合物降低的可燃性(GWP小于150的任何组合物被认为在某种程度上是可燃的)。
本发明人已使用ASHRAE标准34方法在60℃下在12升烧瓶中确定R-1243zf和R-134a以及R-1234yf和R-134a的二元混合物的限制性不可燃组合物。发现48％/52％(基于重量)R-134a/R-1234yf混合物为不可燃的，79％/21％(基于重量)的R-134a/R-1243zf混合物为不可燃的。R-1234yf混合物的GWP(625)低于等同的不可燃的R-1243zf混合物并且还显示出稍高的容量。然而，其压降特征和循环能量效率劣于R-1243zf混合物。期望尝试改进这些效果。
因此本发明的一个首要目的是提供一种传热组合物，其本身可用作或适合用作现有制冷惯用品(usage)的替代品，其应具有降低的GWP，然而其容量和能量效率(可便利地表示为“性能系数”)相对于例如使用现有制冷剂(例如R-134a、R-152a、R-1234yf、R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507和R-404a)获得的那些值的偏差理想地在20％以内，相对于这些值的偏差优选在10％或更小(例如约5％)以内。本领域已知，流体之间该量级的差值通常可通过重新设计设备和系统操作特征来解决而无需承担显著的成本差异。组合物也应理想地具有降低的毒性和可接受的可燃性。
本发明通过提供一种传热组合物解决了上述不足，所述传热组合物包含：R-1243zf、R-32(二氟甲烷)和R-161(氟乙烷)。这些组合物在本文中称为本发明的组合物。
通常，本发明的组合物包含：基于组合物总重量的约50～约99重量％(例如约70～约98重量％)的R-1243zf，约0.5～约25重量％(例如约1～约15重量％)的R-161，以及约0.5～约25重量％(例如约1～约15重量％)的R-32。优选地，上述组合物为R-1243zf、R-32和R-161的三元混合物。
包含R-1243zf、R-32和R-161的本发明的组合物还可以包含R-1234yf、R-134a或其混合物。
本文所述的全部化学品均为市售的。例如，含氟化合物可从ApolloScientific(UK)获得。
本说明书描述了许多落入上述本发明组合物的范围内的实施方案，。例如，本发明的某些组合物适于替代(例如，在低温和中温制冷中使用的)现有制冷剂例如R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507和R-404a。本发明的某些组合物适于替代(例如空调中使用的)制冷剂例如R-134a、R-1234yf和R-152a。详细地描述了本发明组合物中化合物的优选组合以及这些化合物的优选量，以及本发明组合物的有利性质和它们的建议用途。应理解本文所述的本发明的这些特征可以根据需要以任何方式组合，这是本领域技术人员应理解的。
在本发明的组合物(例如除包含R-1243zf、R-32和R-161的组合物之外)中，使用相对低水平的R-134a可使GWP进一步降低，同时在制冷剂的液相和气相中均实现降低的可燃性。
通常，在本发明的组合物中，R-134a的存在量可为基于所述组合物总重量的约1～约15重量％(例如2～10重量％)。例如，本发明的一种优选组合物包含：基于所述组合物总重量的约20～约70重量％的R-1243zf、约10～约40重量％的R-32、约10～约40重量％的R-161以及约5～约15重量％的R-134a。
R-161的量优选限制为使得制冷剂组合物的液相或气相的总可燃性低于单独的R-1243zf。通常，在本发明的组合物中，R-161的存在量为基于所述组合物总重量的约1～约25重量％或30重量％，例如约2～约15重量％。
适于替代制冷剂例如R-134a、R-1234yf和R-152a的本发明的一种优选组合物为R-1243zf、R-32、R-161和R-1234yf的混合物。
R-1243zf、R-32、R-161和R-1234yf的混合物通常包含基于所述组合物总重量的约15～约80重量％(例如约20～约70重量％)的R-1243zf，约15～约80重量％(例如约20～约70重量％)的R-1234yf，约1～约25重量％(例如约2～约15重量％)的R-32，以及约1～约25重量％(例如约2～约15重量％)的R-161。
除R-1243zf、R-32、R-161(和任选的R-134a和/或R-1234yf)之外，本发明的组合物还可以包含五氟乙烷(R-125)、二氧化碳(R-744)或其混合物。
任何R-125通常存在的量为基于所述组合物总重量的约5～约40重量％，例如约10～约30重量％。
任何R-744通常存在的量为基于所述组合物总重量的约1～约15重量％，例如约2～约10重量％。
本发明的组合物的臭氧耗竭潜能为零。
出乎意料地，已经发现本发明的组合物可提供用于空调以及低温和中温制冷系统的可接受的性能作为现有制冷剂例如R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507和R-404a的替代品，同时降低GWP而不会导致高的可燃性危险。
除非另有说明，否则本文所用的“低温制冷”表示蒸发温度为约-40～约-80℃的制冷。“中温制冷”表示蒸发温度为约-15～约-40℃的制冷。
除非另有说明，否则本文用IPCC(联合国气候变化政府间专家委员会)TAR(第三次评估报告)的GWP值。R-1243zf的GWP已经认定为4，这与已知的大气反应速率数据相符并与R-1234yf和R-1225ye(1，2，3，3，3-五氟丙-1-烯)类似。
在此基础上选定的现有制冷剂混合物的GWP如下：
Figure BPA00001380759100051
在一个实施方案中，本发明组合物的GWP小于R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507或R-404a的GWP。合适地，本发明组合物的GWP小于约3500、3000、2500或2000。例如，所述GWP可小于2500、2400、2300、2200、2100、2000、1900、1800、1700、1600或1500。
优选地，本发明的组合物(例如适合用于替代R-134a、R-1234yf或R-152a的那些制冷剂)的GWP小于1300，优选小于1000，更优选小于500、400、300或200，尤其是小于150或100，甚至在某些情况下小于50。
有利地，当与组合物的各个可燃的组分(例如R-1243zf)相比时，所述组合物具有降低的可燃性危险。一方面，与单独的R-1243zf相比，所述组合物具有(a)较高的可燃下限；(b)较高的着火能量；或(c)较低的火焰速度中的一个或更多个。在一个优选实施方案中，本发明的组合物为不可燃的。
可燃性可根据ASHRAE Standard 34结合ASTM Standard E-681，采用根据2004年的附录34p的试验方法来确定。
在某些应用中，所述制剂可能不必通过ASHRAE 34方法分类为不可燃的；可以开发在空气中的可燃极限充分降低以使得它们安全用于应用的流体，例如只要理论上不能通过制冷设备装料泄漏到周围环境中而产生可燃混合物即可。我们发现向可燃制冷剂R-1243zf添加其它制冷剂的效果是以此方式改变混合物在空气中的可燃性。
可认作非共沸混合物在恒压下的泡点和露点温度之间差值的温度滑移为制冷剂的特征；如果期望用混合物替代流体，则经常优选在替代流体中具有类似的或降低的滑移。在一个实施方案中，本发明的组合物为非共沸的。
适宜地，本发明的组合物(在蒸发器中)的温度滑移小于约15K，例如小于约10K或5K。
有利地，本发明的组合物的体积制冷容量相对于其替代的现有制冷剂流体的偏差在约15％以内，优选在约10％以内或甚至在约5％以内。
在一个实施方案中，本发明组合物的循环效率(性能系数)相对于其替代的现有制冷剂流体的偏差在约10％以内，优选在约5％以内或甚至优于其替代的现有制冷剂流体。
适宜地，本发明组合物的压缩机排出温度相对于其替代的现有制冷剂流体的偏差在约15K以内，优选在约10K以内，或甚至在约5K以内(例如，在R-407B/R-404A/R-507的情况下)。
除非另有说明，否则如本文所用的，本文(包括权利要求书中)的组合物中所述的全部％量为基于组合物总重量的重量比。
根据本发明的组合物适宜地基本上不包含(例如0.5％或更小，优选0.1％或更小)R-1225(五氟丙烯)，适宜地基本上不包含R-1225ye(1，2，3，3，3-五氟丙烯)或R-1225zc(1，1，3，3，3-五氟丙烯)，这些化合物可能具有毒性相关问题。
一方面，本发明组合物不包含任何R-1234yf。
本发明组合物的能量效率在等同条件下优选为R-134a的至少95％(优选至少98％)，同时具有R-134a值的降低或等同的压降特征和95％或更高的冷却能力。所述组合物还有利地具有比单独的R-1234yf更好的能量效率和压降特征。
本发明的传热组合物适用于现有设备设计，并与目前和认可的HFC制冷剂一起使用的各种润滑剂相容。它们可任选地通过使用适合的添加剂来稳定或与矿物油相容。
优选地，当本发明组合物用于传热设备时，其与润滑剂组合。
适宜地，所述润滑剂选自矿物油、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)及其组合。
有利地，所述润滑剂还包含稳定剂。
优选地，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。
适宜地，所述制冷剂组合物还包含附加的阻燃剂。
有利地，所述附加的阻燃剂选自三-(2-氯乙基)-磷酸酯、(氯丙基)磷酸酯、三-(2，3-二溴丙基)-磷酸酯、三-(1，3-二氯丙基)-磷酸酯、磷酸二铵、各种卤代芳族化合物、氧化锑、三水合铝、聚氯乙烯、氟化碘烃、氟化溴烃、三氟碘甲烷、全氟烷基胺、溴-氟烷基胺及其混合物。
优选地，所述传热组合物为制冷剂组合物。
优选地，所述传热装置为制冷装置。
适宜地，所述传热装置选自：机动车空调系统、住宅用空调系统、商用空调系统、住宅用制冷器系统、住宅用冷冻器系统、商用制冷器系统、商用冷冻器系统、冷却器空调系统、冷却器制冷系统和商用或住宅用热泵系统。优选地，所述传热装置为制冷装置或空调系统。
有利地，传热装置包括离心类型的压缩机。
本发明还提供本发明的组合物用于本文所述传热装置中的用途。
根据本发明的另一方面，提供一种包含本发明组合物的发泡剂。
根据本发明的又一方面，提供一种包含一种或更多种能够形成泡沫的组分以及本发明组合物的可发泡组合物。
优选地，所述一种或更多种能够形成泡沫的组分选自聚氨酯、热塑性聚合物和树脂，例如聚苯乙烯和环氧树脂。
根据本发明的另一方面，提供一种可由本发明的可发泡组合物获得的泡沫。
优选地，所述泡沫包含本发明的组合物。
根据本发明的又一方面，提供一种包含待喷射材料和含有本发明组合物的推进剂的可喷射组合物。
根据本发明的另一方面，提供一种冷却制品的方法，其包括：使本发明的组合物冷凝，然后使所述组合物在待冷却制品附近蒸发。
根据本发明的另一方面，提供一种加热制品的方法，其包括：使本发明的组合物在待加热制品附近冷凝，然后使所述组合物蒸发。
根据本发明的另一方面，提供一种从生物质中提取物质的方法，其包括：使生物质与包含本发明组合物的溶剂接触，和将所述物质与溶剂分离。
根据本发明的另一方面，提供一种清洁制品的方法，其包括：使制品与包含本发明组合物的溶剂接触。
根据本发明的另一方面，提供一种从水溶液中提取材料的方法，其包括：使水溶液与包含本发明组合物的溶剂接触，和将所述材料与溶剂分离。
根据本发明的另一方面，提供一种从颗粒状固体基质中提取材料的方法，其包括：使颗粒状固体基质与包含本发明组合物的溶剂接触，和将所述材料与溶剂分离。
根据本发明的另一方面，提供一种包含本发明组合物的机械发电装置。
优选地，所述机械发电装置适于采用兰金循环(Rankine Cycle)或其变型以由热产生功。
根据本发明的又一方面，提供一种改装传热装置的方法，其包括：移出存在的传热流体和引入本发明组合物的步骤。优选地，所述传热装置为制冷装置或(静态)空调系统。有利地，所述方法还包括：获得温室气体(例如二氧化碳)排放配额分配的步骤。
根据上述改装方法，可以在引入本发明组合物之前从传热装置中完全移出现有传热流体。也可以从传热装置中部分移出现有传热流体，然后引入本发明的组合物。
在其中现有传热流体为R-134a并且本发明的组合物含有包括R134a的第三组分的另一个实施方案中，可向传热装置中的R-134a中添加R-1243zf、R-32、R-161、任何任选的R-1234yf和/或R-125和/或R-744(和任选的组分例如润滑剂、稳定剂或附加的阻燃剂)，由此原位形成本发明的组合物和本发明的传热装置。可在添加R-1243zf、R-32、R-161等之前从传热装置中移出部分现有R-134a，以有助于以期望比例提供本发明组合物的组分。
因此，本发明提供一种制备本发明的组合物和/或传热装置的方法，其包括：向包含现有传热流体R-134a的传热装置中引入R-1243zf、R-32、R-161、任何任选的R-1234yf和/或R-125和/或R-744，以及任选的组分例如润滑剂、稳定剂或附加的阻燃剂。任选地，在引入R-1243zf、R-32、R-161等之前从传热装置中移出至少部分R-134a。
当然，也可通过以期望比例混合R-1243zf、R-32、R-161、任何任选的R-1234yf和/或R-125和/或R-744(和任选组分例如润滑剂、稳定剂或附加的阻燃剂)来简单地制备本发明的组合物。然后将该组合物加入不包含R-134a或任何其它现有传热流体的传热装置例如已经从中移除R-134a或任何其它现有传热流体的装置(或以本文所述任何其它方法使用)。
在本发明的另一方面，提供一种降低由于操作包含现有化合物或组合物的产品而导致对环境影响的方法，所述方法包括：用本发明的组合物至少部分替代现有化合物或组合物。优选地，该方法包括：获得温室气体(例如二氧化碳)排放配额分配的步骤。
环境影响包括通过产品操作产生和排放温室变暖气体。
如上所述，可认为该环境影响不仅包括由于渗漏或其它损失具有显著环境影响的化合物或组合物的那些排放，而且包括由装置在其工作寿命内消耗的能量所导致的二氧化碳排放。这种环境影响可通过被称为总等效温升冲击(TEWI)的度量来量化。该度量已经用于量化某些静态制冷和空调设备包括例如超级市场制冷系统的环境影响(参见例如，http://en.wikipedia.org/wiki/Total equivalent warming impact)。
还可认为环境影响包括由化合物或组合物的合成和制造导致的温室气体的排放。在这种情况下，制造排放与能量消耗和直接损失效果相加，以得到已知为生命周期碳产生(LCCP，参见例如http://www.sae.org/events/aars/presentations/2007papasavva.pdf)的度量。LCCP通常用于评价机动车空调系统的环境影响。
授予排放配额用于降低使全球变暖的污染物的排放，并且可例如储蓄、交易或买卖。它们通常以二氧化碳的当量数表示。因此，如果避免排放1kg的R-407A，那么可授予等价于1×1990＝1990kg CO2的排放配额。
在本发明的另一个实施方案中，提供一种产生温室气体排放配额的方法，其包括：(i)用本发明的组合物替代现有化合物或组合物，其中本发明的组合物的GWP低于所述现有化合物或组合物；和(ii)获得所述替代步骤的温室气体排放配额。
在一个优选实施方案中，使用本发明的组合物获得具有比使用现有化合物或组合物所获得的低的总等效温升冲击和/或低的生命周期碳产生的设备。
可对例如在空调、制冷(例如低温和中温制冷)、传热、发泡剂、气溶胶或可喷射推进剂、气态电介质、冷冻手术、兽医程序、牙科程序、灭火、火焰抑制、溶剂(例如用于调味品和香料的载体)、清洁剂、气喇叭、弹丸枪、局部麻醉剂和膨胀应用的领域中任何适合的产品实施这些方法。优选地，所述领域为空调或制冷。
适合的产品的实例包括传热装置、发泡剂、可发泡组合物、可喷射组合物、溶剂和机械发电装置。在一个优选实施方案中，所述产品为传热装置，例如制冷装置或空调装置。
现有化合物或组合物按GWP和/或TEWI和/或LCCP测定的环境影响高于替代它的本发明的组合物。现有化合物或组合物可包含氟碳化合物，例如全氟-、氢氟-、氯氟-或氢氯氟-碳化合物或可包含氟化烯烃。
优选地，现有化合物或组合物为传热化合物或组合物例如制冷剂。可被替代的制冷剂的实例包括R-134a、R-152a、R-1234yf、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507、R-22和R-404A。
可替代任何量的现有化合物或组合物以降低环境影响。这可取决于被替代的现有化合物或组合物的环境影响和本发明替代组合物的环境影响。优选地，产品中的现有化合物或组合物完全被本发明的组合物替代。
通过以下非限制性实施例对本发明进行说明。
实施例
表1所示混合物E为可用于替代R-22、R-407A、R-407B、R-407C、R-404A或R507的本发明组合物的一个实例。
表1：制冷剂混合物实例，组成以w/w％(基于质量)给出
Figure BPA00001380759100111
我们已经使用ASTM E68112升烧瓶试验确定了R-125和R-1243zf的混合物以及R-125和R-32的混合物的可燃性特性。对于R-32和R-125的混合物来说，包含至少25v/v％R-125的混合物是不可燃的。R-125与R-1243zf的混合物在空气中的可燃下限如下变化。
Figure BPA00001380759100112
Figure BPA00001380759100121
因此，与单独的R-1243zf相比，R-32/R-125/R-1243zf的混合物可产生显著降低的可燃性。下表2中表明了这点，表2显示混合物A-E的气液平衡组成。蒸气的组成为由REFPROP性质模型(见下文)以在20℃下与液体平衡存在所预测的。液体组成为基于摩尔重新表示的混合物的“所进料”的组成。与单独的R-1243zf相比，预测所有混合物A-E均具有降低的可燃性。
表2：在20℃下以v/v％(基于摩尔)计的气液平衡组成
Figure BPA00001380759100123
Figure BPA00001380759100124
利用REFPROP热力学性能工具，使用蒸气压缩循环模型，计算混合物A-E的理论制冷性能并与现有制冷剂比较。这些计算依照用于(例如)INEOS Fluor“KleaCalc”软件的标准方法进行(并且也可使用本领域技术人员公知的用于预测制冷和空调系统性能的其它有用的模型进行)，使用以下商用低温制冷条件：
Figure BPA00001380759100131
结果总结于表3中。预期R507的制冷性能与R-404A几乎相同。
由这些结果显见：混合物A与R-407A和R-407C的性能良好匹配。混合物B和混合物C与R-407B的性能良好匹配并且也接近于R-404A的性能。特别地，与R-407B、R-404A或R507之一相比，使用混合物B或混合物C会提供改善的能量效率和降低的GWP。
以下在表4中列出了本发明的其它基于R-1243zf的组合物。这些组合物的GWP均小于100。认为它们是现有制冷剂R-134a的适合的替代品。还认为它们是制冷剂R-1234yf的适合的替代品。
表4：以重量％表示的混合物的组成
Figure BPA00001380759100151
认为这些混合物相对于纯的材料R-1243zf或R-1234yf显示出改进的制冷性能(容量和/或能量效率)，同时保持与纯的R-161或纯的R-1243zf相比降低的可燃性特征。
利用REFPROP热力学性能工具，使用蒸气压缩循环模型，计算混合物A-E和H-M的理论制冷性能并与现有制冷剂比较。这些计算依照用于(例如)INEOS Fluor“KleaCalc”软件的标准方法进行(并且也可使用本领域技术人员公知的用于预测制冷和空调系统性能的其它有用的模型进行)，使用以下条件：
Figure BPA00001380759100152
结果总结于表5中。
表5中全部混合物A-M相对于R-1234yf显示出改进的能量效率和体积容量。
此外，与R-134a或R-1234yf相比，它们显示出相等的或较低的比吸入管路压降。吸入管路为将空调系统蒸发器连接至压缩机的管道。显示的比压降对于每种流体取普通吸入管路直径(在该情况下使用16.2mm)和冷却负荷(在该情况下使用6.7kW)来计算。真实的空调系统-特别是机动车空调-的能量效率受到吸入管路中压降的影响，高压降导致效率降低。因此可以预期本发明的混合物与R-1234yf相比显示出更有利的压降。
本发明的混合物与R-134a相比还显示出相等或降低的压缩机排出温度。
本发明由所附权利要求书限定。

Claims (57)

1.一种传热组合物，其包含：R-1243zf、R-32(二氟甲烷)和R-161(氟乙烷)。
2.根据权利要求1所述的组合物，其包含：基于所述组合物总重量的约50～约99重量％的R-1243zf、约0.5～约25重量％的R-161和约0.5～约25重量％的R-32。
3.根据权利要求2所述的组合物，其包含：基于所述组合物总重量的约70～约98重量％的R-1243zf、约1～约15重量％的R-161和约1～约15重量％的R-32。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含：R-1234yf、R-134a或其混合物。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述组合物为R-1243zf、R-32、R-161和R-1234yf的混合物。
6.根据权利要求5所述的组合物，其包含：基于所述组合物总重量的约15～约80重量％的R-1243zf、约15～约80重量％的R-1234yf、约1～约25重量％的R-32和约1～约25重量％的R-161。
7.根据权利要求6所述的组合物，其包含：基于所述组合物总重量的约20～约70重量％的R-1243zf、约20～约70重量％的R-1234yf、约2～约15重量％的R-32和约2～约15重量％的R-161。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含：五氟乙烷(R-125)、二氧化碳(R-744)或其混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的GWP小于3500，优选小于2000。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述组合物的GWP小于1000，优选小于150。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中温度滑移小于约15k，优选小于约10k。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的体积制冷容量相对于其意图替代的现有制冷剂的偏差在约15％以内，优选在约10％以内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的可燃性低于单独的R-1243zf。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中所述组合物与单独的R-1243zf相比具有：
(a)较高的可燃极限；
(b)较高的着火能量；和/或
(c)较低的火焰速度。
15.根据权利要求13或14所述的组合物，其为不可燃的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的循环效率相对于其意图替代的现有制冷剂的偏差在约10％以内。
17.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的压缩机排出温度相对于其意图替代的现有制冷剂的偏差在约15k以内，优选在约10k以内。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含润滑剂。
19.根据权利要求18所述的组合物，其中所述润滑剂选自：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)及其组合。
20.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含稳定剂。
21.根据权利要求20所述的组合物，其中所述稳定剂选自：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。
22.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含附加的阻燃剂。
23.根据权利要求22所述的组合物，其中所述附加的阻燃剂选自三-(2-氯乙基)-磷酸酯、(氯丙基)磷酸酯、三-(2，3-二溴丙基)-磷酸酯、三-(1，3-二氯丙基)-磷酸酯、磷酸二铵、各种卤代芳族化合物、氧化锑、三水合铝、聚氯乙烯、氟化碘烃、氟化溴烃、三氟碘甲烷、全氟烷基胺、溴-氟烷基胺及其混合物。
24.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其为制冷剂组合物。
25.一种传热装置，其包含根据权利要求1～24中任一项所述的组合物。
26.根据权利要求1～24中任一项所述的组合物在传热装置中的用途。
27.根据权利要求25或26所述的传热装置，其为制冷装置。
28.根据权利要求27所述的传热装置，其选自：机动车空调系统、住宅用空调系统、商用空调系统、住宅用制冷器系统、住宅用冷冻器系统、商用制冷器系统、商用冷冻器系统、冷却器空调系统、冷却器制冷系统和商用或住宅用热泵系统。
29.根据权利要求27或28所述的传热装置，其包括压缩机。
30.一种发泡剂，其包含根据权利要求1～24中任一项所述的组合物。
31.一种可发泡组合物，其包含一种或更多种能够形成泡沫的组分以及根据权利要求1～24中任一项所述的组合物，其中所述一种或更多种能够形成泡沫的组分选自聚氨酯、热塑性聚合物和树脂，例如聚苯乙烯和环氧树脂，及其混合物。
32.一种泡沫，其可由根据权利要求31所述的可发泡组合物获得。
33.根据权利要求32所述的泡沫，其包含：根据权利要求1～24中任一项所述的组合物。
34.一种可喷射组合物，其包含：待喷射的材料和推进剂，所述推进剂包含根据权利要求1～24中任一项所述的组合物。
35.一种冷却制品的方法，其包括：使根据权利要求1～24中任一项所述的组合物冷凝，然后使所述组合物在待冷却制品附近蒸发。
36.一种加热制品的方法，其包括：使根据权利要求1～24中任一项所述的组合物在待加热制品附近冷凝，然后使所述组合物蒸发。
37.一种从生物质中提取物质的方法，其包括：使生物质与包含根据权利要求1～24中任一项所述组合物的溶剂接触，以及将所述物质与所述溶剂分离。
38.一种清洁制品的方法，其包括：使所述制品与包含根据权利要求1～24中任一项所述组合物的溶剂接触。
39.一种从水溶液中提取材料的方法，其包括：使所述水溶液与包含根据权利要求1～24中任一项所述组合物的溶剂接触，以及将所述材料与所述溶剂分离。
40.一种从颗粒状固体基质中提取材料的方法，其包括：使所述颗粒状固体基质与包含根据权利要求1～24中任一项所述组合物的溶剂接触，以及将所述材料与所述溶剂分离。
41.一种机械发电装置，其包含根据权利要求1～24中任一项所述的组合物。
42.根据权利要求41所述的机械发电装置，其适于采用兰金循环或其变型由热产生功。
43.一种改装传热装置的方法，其包括以下步骤：移出现有传热流体，以及引入根据权利要求1～24中任一项所述的组合物。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述传热装置为制冷装置。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述传热装置为空调系统。
46.一种降低由于操作包含现有化合物或组合物的产品而导致的环境影响的方法，所述方法包括：用根据权利要求1～24中任一项所述的组合物至少部分替代所述现有化合物或组合物。
47.一种制备根据权利要求1～24中任一项所述的组合物和/或根据权利要求25或27～29中任一项所述传热装置的方法，所述组合物或传热装置包含R-134a，所述方法包括：将R-1243zf、R-32、R-161、任何任选的R-1234yf和/或R-125和/或R-744、以及任选的润滑剂、稳定剂和/或附加的阻燃剂引入包含现有传热流体R-134a的传热装置中。
48.根据权利要求47所述的方法，其包括以下步骤：在引入R-1243zf、R-32、R-161、任何任选的R-1234yf和/或R-125和/或R-744、以及任选的润滑剂、稳定剂和/或附加的阻燃剂之前，从所述传热装置中移出至少部分现有R-134a。
49.一种产生温室气体排放配额的方法，其包括：(i)用根据权利要求1～24中任一项所述的组合物替代现有化合物或组合物，其中根据权利要求1～24中任一项所述的组合物的GWP低于所述现有化合物或组合物；和(ii)获得所述替代步骤的温室气体排放配额。
50.根据权利要求49所述的方法，其中使用本发明的组合物导致比使用所述现有化合物或组合物获得的低的总等效温升冲击，和/或低的生命周期碳产生。
51.根据权利要求49或50所述的方法，其在来自空调、制冷、传热、发泡剂、气溶胶或可喷射推进剂、气态电介质、冷冻手术、兽医程序、牙科程序、灭火、火焰抑制、溶剂、清洁剂、气喇叭、弹丸枪、局部麻醉剂和膨胀应用领域的产品上实施。
52.根据权利要求48或51所述的方法，其中所述产品选自：传热装置、发泡剂、可发泡组合物、可喷射组合物、溶剂或机械发电装置。
53.根据权利要求52所述的方法，其中所述产品为传热装置。
54.根据权利要求48～53中任一项所述的方法，其中所述现有化合物或组合物为传热组合物。
55.根据权利要求54所述的方法，其中所述传热组合物为选自R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R507和R-404a的制冷剂。
56.根据权利要求54所述的方法，其中所述传热组合物为选自R-134a、R-1234yf和R-152a的制冷剂。
57.基本上如前所述的任选参考实施例的任何新型传热组合物。
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