CN107298964A - 导热流体、系统、功效及方法 - Google Patents

导热流体、系统、功效及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了导热组合物、方法、功效与系统。所述组合物具有四种或更多的已被选择的导热组分/成分，以便所述组合物提供的操作性能与能量效率与R22及目前可用的R22替代品的性能相当或优于R22及目前可用的R22替代品的性能。所述四种或更多的组分具有连续的沸点温度，它们共同作用以延伸相变，从而延伸热吸收相并提升效率。在一些实施例中，所述导热组分包括：以15‑25％的重量百分比存在的R32，以1‑5％的重量百分比存在的R125，以50‑70％的重量百分比存在的R134a，以及以10‑20％的重量百分比存在的R227ea。所述组合物也可进一步包括以0.5‑3.5％的重量百分比存在的R236。

Description

导热流体、系统、功效及方法
本申请是申请号为No.14/536422且申请日为2014年11月7日的美国专利申请的部分继续申请案，其要求申请号为No.62/072931且申请日为2014年10月30日的美国临时专利申请和申请号为No.62/009102且申请日为2014年6月6日的美国临时专利申请的优先权。此处所论述的这些和其他所有的外部材料均通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明的技术领域为导热流体、系统、功效及方法。
背景技术
背景技术说明包括便于理解本发明内容的信息。并不意味着任何本文所提供的信息均是现有技术或相关于本发明专利申请，或者也不意味着任何具体的或明确引用的出版物为现有技术。
导热流体(例如制冷剂)通常被应用在各种传热系统中，包括空调、制冷设备、冷冻机、加热器和类似物。用于导热流体的许多制剂都是已知的。
在本申请提交的这个时候，R22(氯二氟甲烷)正在多个发达国家被停止使用，由于其具有臭氧消耗潜势(ODP)和高的全球暖化潜势(GWP)。目前亟需导热流体的新组分，所述导热流体的新组分可作为R22的替代品使用，并且具有改善的ODP值和GWP值。
各种传热组合物在WO2011/077088，AU2007338824，US20070284078，US6511610，US6521141和RU2135541中均有描述。不幸的是，当被作为R22的替代品使用时，当前可用的导热流体具有一个或多个缺陷。
各种R22替代品组合物在改型手册(R-22Retrofit Guidelines and Procedures，(2009)NRITM)中有描述。合适的R22替代品优选具有类似的或更好的性能指标(例如，吸热量，汽化潜热，安培数，压差，操作温度，循环时间等)以及比R22更好的ODP和GWP。替代品组合物还优选承载有矿物油(例如，矿物油混溶于该导热流体中)，以便该替代品流体能与基于R22的传热系统一起使用，所述替代品流体目前使用矿物油作为润滑剂。此外，替代品组合物优选具有低的可燃性级别，以符合行业标准和政府法规。
本文中标识的出版物均通过引用并入本文，正如每个单独的出版物或单独的专利申请被具体地和单独地表示为通过引用而并入一样。其中，被合并的参考文件中术语的使用或定义与本文所提供的该术语的定义不一致或相反时，采用本文所提供的该术语的定义而不采用参考文件中该术语的定义。
因此，仍然存在改善的导热流体、系统、功效及方法的需求。
发明内容
本发明的主题提供了装置、系统和方法，其中，一种导热流体组合物包含以下导热组分：以15-25％的重量百分比存在的R32，以1-5％的重量百分比存在的R125，以50-70％的重量百分比存在的R134a，以及以10-20％的重量百分比存在的R227ea。这些重量百分比表示该组合物中的一种特定的导热组分的重量相对于该组合物中的所有导热组分总重量的百分比。
在一些实施例中，所述导热组合物可选地包括以0.5-3.5％的重量百分比存在的R236。在一些实施例中，R236可包含一种或多种R236fa和R236ea。
在一些实施例的另一方面，所述导热流体组合物可包括一种润滑剂或者与一种润滑剂混合使用。可以进一步预料到的是，该润滑剂组合物可以是一种矿物油、烷基苯油和合成油，或者它们的任意混合物。
所述导热组合物和它们各自的含量被优选，以便所述导热组合物具有的易燃性分级为ISO817:2009所定义的A1，在100年的积分时间范围(ITH)内具有的全球暖化潜势(GWP)值小于2000。
本文所述的导热组合物可被用于传热系统中，所述传热系统包含：压缩机；冷凝器，与所述压缩机流体联接；膨胀装置(例如，固定节流孔，毛细管和各种膨胀阀类型)，与所述冷凝器流体联接；以及蒸发器，与所述膨胀装置流体联接；传热系统的例子包括但不限于：空调、制冷设备、冷冻机和加热器。所述传热系统被设计用于通过利用所述导热组合物的气-液与液-气相变特性与外部环境传递热量。
本发明主题的各种目的，各种特征，各个方面和各种优点通过以下优选实施例的详细描述以及说明书附图将更加清楚并更便于理解，在说明书附图中，相同的附图标记代表相同的组件。
附图说明
图1为5种不同的导热流体组分在不同温度和压力下的交错排列的沸点。
图2A为R22倾斜向上升温的时间周期。
图2B为本发明主题所述的一种组合物倾斜向上升温的时间周期。
图3比较了R22与本发明主题所述的一种组合物于1小时内在压缩机放大器使用方面的性能。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限于以下描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
可以预料到的是，一种理想的R22替代品最大限度地减少了对环境影响的特征(例如，GWP和ODP)和潜在危害性的特征(例如，易燃性，毒性)，同时最大限度地提升效率(例如，减少设备的电流量)和同现有的制冷剂系统的兼容性(例如，与作为润滑剂的矿物油的兼容性)。因而，本发明主题的一方面包括一种新的R22替代品，其在最大限度地提升效率和同现有系统的兼容性的同时，最大限度地减少了对环境的影响和易燃性。
大部分R22替代品组分具有相抵触的缺点与优点，这意味着大部分R22替代品组合物都不够理想。发明人意外地发现本文中所述的导热组合物具有规则的操作性能与能量效率，其所具有的操作性能与能量效率可媲美或优于R22和R22替代品的性能。因而，在一些实施例中，所公开的组合物被研发为：(i)传递与R22相兼容的操作性能并(ii)通过减少的设备电流量和减少的运行时间相较于R22进一步减少能量消耗。作为提高能量效率的结果，所述传热系统的机械和操作负荷以可测试量的形式被减少，其中，所述结果可通过减少的能量消耗表征出来。
许多R22替代品都是单个组分的共混物。下表1展示了R22替代品共混物中的常用组分的一些特征。
表1:R22替代品共混物的常见组分的环境影响
如上面表1所示，许多R22替代品组分的ODP值为0或几乎为0。然而，基于该组分，沸点、GWP和可燃性数值发生变化。这些特征中的每一个均可成为作为制冷剂或者制冷剂共混物中理想的或不理想的组分。关于R22替代品共混物的讨论在以下文献中有论述：John ATomczyk发表的“Refrigerant blends；a review of alternate refrigerants and near-azeotropic refrigerant mixtures”，刊登于1993年5月的Engineering Systems的第15页。
研发人员为了找到无ODP和低GWP的最佳的制冷剂共混物已经付出了很大的努力。例如，表2展示了多种常见的R22替代品组合物的组分与本发明主题所提出的部分实施例的组分之间的对比。
表2：传统R22替代品组分
注：组合物1-7中均为四舍五入后最接近的整数的数值
在R22替代品组合物中的一个共同的趋势为利用具有低GWP值的组分，其可导致所获得的共混物具有整体较低的GWP值。例如，在许多应用中，R32是一种普遍的R22替代品，因为它具有理想的环保性能(675的GWP值和0.00的ODP值)。此外，R32具有与R22类似的性能指标。R32的一个缺点为它的易燃性(ASHRAE安全级别为A2)。此外，R32不与矿物油相混溶。关于R32作为一种R22替代品成分的更多详情，请参阅“World’s First Adoption of R32,aRefrigerant With Low Global Warming Potential,”Daikin Group CSR Report(2013)。
此外，许多已知的R22替代品组合物含有R134a组分。R134a是一种理想的组分，因为它具有的ODP值为零。然而，许多共混物只包含有适量的R134a(通常小于50％)，由于R134a具有中等的GWP值，GWP值为1430。R134a的一个另外的缺点为，它不与矿物油相混溶。
在许多R22替代品组合物中的另一种常见组分为R125。许多R22替代品组合物使用大量的R125(通常大于25％)，由于R125所具有的灭火性能。然而，R125具有非常高的GWP值，GWP值为3500，并且其不与矿物油相混溶。
表3展示了若干R22替代品共混物的性质与本发明主题所述的若干共混物的性质之间的比较。
表3：共混物的环境特性
注：第4列的汽化潜热采用9.1版本的NIST PEFPROP软件测得；并未对组合物1、2、4、6和7进行易燃性测试。
如表3中所示，本发明所述的组合物具有A1的可燃性级别并且其GWP值小于2000(GWP值的计算方法为计算出每种共混物的组分的线性平均值)。此外，本发明所述的组合物具有1400kPa下的液相压力与232-242kJ/kg的汽化潜热。
发明人已经发现，以新颖的量存在的组分的某些共混物显著优于类似的R22替代品组合物。在本发明主题的一个方面里，发明人已经发现了具有连续或间断“沸点”的特定导热组分的混合物，其产生了优异的传热性能。超越现有的R22替代品的改进，远远优于基于每个组分的单个或整体的化学吸热属性所预期的改进。
对于此改进的一个之前不被重视的原因是，交错的沸点产生了“多米诺骨牌”效应，因为每个单独的组分达到了其沸点。此“多米诺骨牌”效应最大化了每个组分的热量吸收，直至该热量吸收开始饱和。当单个组分的热量吸收容量开始饱和时，接下来的一个组分达到其沸点，其最大化每个组分的热量吸收直至该热量吸收开始饱和。对于每种导热组分而言均是如此，这在通过装置的蒸发器和冷凝器的蛇形管进行的液-气和气-液相变过程中产生了一个更加一致相变。此效果通过采用至少4种导热组分能够得到最好的说明，并且可通过采用具有连续沸点的5种或更多导热组分得到进一步说明。
本发明的主题涉及导热组合物，所述导热组合物具有至少4种导热组分，所述导热组分被有意地选定以提供交错的沸点和相关的P/T图表。5种可能的导热组分及它们各自的沸点如下所示(也请参见表1)：
1.R32:沸点为-51.7C(-61.0F)
2.R125:沸点为-48.5C(-55.3F)
3.R134a:沸点为-26.3C(-15.3F)
4.R227ea:沸点为-16.4C(+2.5F)
5.R236fa:沸点为-1.4C(+29.5F)
图1中的压力/温度曲线图显示了这5种导热组分的连续性质(例如，“堆叠的”或“交错的”)。当R32,R125,R134a,R227ea和R236fa展示于图1中时，本发明的主题包括替代性的导热组分，其具有类似的特性(例如，易燃性，沸点温度/压力，GWP,ODP等等)以提供与R22性能相当的且相对于R22减少了能量消耗的导热组合物。例如，所述导热组合物可包括：以15-25％的重量百分比存在的R32，以1-5％的重量百分比存在的R125，三种另外的组分，这三种组分在101.3kPA(14.696PSIA)压力下所具有的沸点温度分别在-55℃(-67°F)至-35℃(-31°F)之间，-40℃(-40°F)至-20℃(68°F)之间，以及-25℃(-13°F)至-5℃(23°F)之间。这三种另外的组分被优选选定，以便所述导热组合物具有(i)至少230kJ/kg的汽化潜热，与优选为至少232kJ/kg的汽化潜热，以及(ii)在37.78℃(100°F)下小于1400kPa(203PSIG)的液相压力。本领域技术人员也会理解的是，本申请提交之后研发出的新的导热组分也可与本文所述的发明原理一致地使用，以提供一种导热组合物，以完成既定目标(例如，交错的沸点温度，改进的汽化潜热，更低的液/气相压力，可接受的易燃性等)。
还应当理解的是，所述另外的导热组分可基于给定温度下的其分压进行选择，所述给定温度可以不是它们的沸点温度，或者是包括它们的沸点温度在内的各种温度。例如，第一另外组分可以具有：0℃(32°F)下503.3kPa(73PSIG)至641.2kPa(93PSIG)的分压，10℃(50°F)下737.7kPa(107PSIG)至875.6kPa(127PSIG)的分压，和/或35℃(95°F)下1606kPa(233PSIG)至1744kPa(253PSIG)的分压。第二另外组分可以具有：0℃(32°F)下124.1kPa(18PSIG)至262kPa(38PSIG)的分压，10℃(50°F)下241.3kPa(35PSIG)至379.2kPa(55PSIG)的分压，和/或35℃(95°F)下717.1kPa(104PSIG)至854.9kPa(124PSIG)的分压。第三另外组分可以具有：0℃(32°F)下27.58kPa(4PSIG)至165.5kPa(24PSIG)的分压，10℃(50°F)下110.3kPa(16PSIG)至248.2kPa(36PSIG)的分压，和/或35℃(95°F)下441.3kPa(64PSIG))至579.2kPa(84PSIG)的分压。
所提出的组分的组合出于很多原因而是预料不到的。例如，虽然R32是一种非常有效的制冷剂，其具有会增加电力消耗的易燃等级和高的操作压力。因此，许多R22替代品并不使用R32(见上表2和表3)。
然而，所公开的组合物采用了多种具有不同沸点和操作压力的阻燃性或火焰抑制性组分，以抵消R32的易燃性和高的操作压力。该多个组分的间断沸点序列有效抵消了R32的易燃性和高的操作压力，以提供一种不易燃、低压力、节能和高效的导热组合物。
所公开的组合物是预料不到的，这是因为：虽然R22替代品组合物含有R134a，但是其中所包含的R134a的含量并不会超过50％。R134a是一种优秀的制冷剂，但许多共混物仅仅采用适量的R134a(通常小于50％)，由于R134a具有中等的全球暖化潜势(GWP)值，GWP值为1430，并且R134a不与矿物油相混溶。
设计制冷剂的传统方法给出了反对使用R236fa与R227ea的教导，由于它们具有过高的GWP值。但是，当以本发明所提供的方式与其它组分叠加使用时，R236fa的不理想的特性可被最小化。另外，R227ea被用于在矿物油中提供混溶性。为了使共混物可混溶，许多R22替代品含有R600a与R601a。然而，与R227ea不同，R600a与R601a是非常易燃的(见表1，表2b和表3)。总而言之，发明人已经发现了R22替代品组分的一种独特组合，所述独特组合具有以下特性：当各组分当混合在一起时，不仅优化了可燃性、GWP和ODP，而且相较于已知的由类似组分制成的制冷剂共混物而言，在性能和效率上具有预料不到的改进。
本发明主题的预料不到的效果
所述本发明的主题包括R22替代品组分的新颖的组合，其比预料到的给出的R22替代品的常规理解表现更好。用于增加R22测量效果两个重要指标包括汽化潜热(以kJ/kg测量)和液相压力(以kPa测量)。优秀的R22替代品在最大化汽化潜热的同时最小化该液相压力，还同时最小化GWP值和易燃性。常见的R22替代品与本发明主题所述的某些实施例的这些数值的每个测量结果如上表3所示。
发明人已经发现了在电流节约与能量消耗方面表现得比常见的R22替代品意外地好的某些共混物，尽管它们有类似的组分(在某些情况下)以及类似的汽化潜热值和液相压力值。
下表4显示了在相似条件下进行的R22和组合物5之间的24小时性能比较。该测试在不同的日子里采用几乎相同的温度下进行，以便使用相同的测试设备。
表4：R22和组合物5之间的24小时内的平均性能比较
注：数据采集自1200000Btu/hr的屋顶暖通空调系统
表4中的数据显示了24小时期间中的安培数和总能量(kWh)，组合物5的性能大幅优于R22。另外，发明人还观察到所测试的传热系统的压缩机减少的物理温度(例如，压缩机在较低温度下运行)。
下表5显示了R22与组合物5之间的另一种性能比较。
表5：R22与组合物5之间的平均性能比较
注：平均值是基于32.2-35.0℃的室外空气温度下的单元运行测得的；数据基于192000Btu/hr的单元。
再一次地，数据显示组合物5在类似的条件下具有优于R22的性能。在PG&E SanRamon技术中心完成了对组合物3和5的进一步测试。下表6显示了该测试结果。
表6：组合物3和5和R22之间的性能比较
注：实验室控制条件为：单载体一体化屋顶单元——102000Btu/hr，2电路，2压缩机。在在PG&E's San Ramon Technology Center的Advanced Technology Performance(ATPL)实验室的暖通空调测试装置中进行测试。
如表6中所示，当与R22比较时，受控的实验测试结果在提高效率性能方面显示了一致性。当每瓦时的消耗提供更大的制冷量时，该装置能够用较少的电力、在较低的操作压力和较低的压缩机机头温度下进行操作。这是预料不到的，如R22在文献记载中以及在模拟过程中每瓦时的消耗均应提供更多制冷量。然而，在PG&E进行的受控的测试中，组合物3和5在高度控制的条件下都始终表现优于R22。较低的操作压力和较低的压缩机机头温度不应该被忽视，因为这又违背传统观点。典型地，读者应当看到采用低效率的制冷剂时具有较低的操作压力和较低的压缩机机头温度，每瓦时的消耗提供更少的制冷量。
以上结果是特别意外的，尤其是，当新组合物的组分与R425A的性能和组分相比较的时候。R425A具有类似的汽化潜热(238kJ/kg)和压力(1259kPa)，并且达到的易燃性等级为A1。R425A包含69.5％R134a,18.5％R32和12％R227ea。通过这些测试，本领域技术人员会认为它会超越预期的本发明所述的组合物，其具有类似的汽化潜热值(232-242kJ/kg)和稍高的压力值。然而，R425A没有类似的表现，如上所述，由于它缺乏适当的交错组分并缺乏高极性组分。实验测试数据表明，当比较其制冷量时(在一个工业预期目标上)，组合物5要优于R425A 50％；当比较其比较冷却速度/周期时间时，组合物5也要优于R425A。结果表明R425A使用与组合物5相同的电量(安培)，虽然组合物5产生更多的容量且更迅速地达到最佳散热，并因此，运行频率更低，由于缩短周期时间以产生大幅的能量节约。性能注意事项：“对于这两种产品(组合物5与R425A)检测的外部空气温度为平均88度，在运行条件下均为5.3压缩机安培”。组合物5导致蒸发器旋管的温度为平均39.1°F，而R425导致的温度要高2.2度(5.6％)，即41.3°F。整体散热性能比较是基于目标温度裂缝的方差(对不同的室内条件(返回空气湿球)的影响进行调整的室内返回空气干球减去供应空气干球温度)。标的为组合物5的方差为24.2％。标的为R425A的方差为12.1％。在性能上与R425A相比，组合物5显著超越了R425A多达50％。
发明人理论上认为，之所以这样的原因在于：该新的组合物具有交错的成分，它们既在冷凝器蛇形管的全长上增加了冷却，又通过提高冷却速度缩短了周期时间。
从这些检测得出的结论提供了本发明主题可确定的有效性，即本发明创造了意想不到的且之前没见过的系统运行性能的模式，基于通过较低的操作压力和温度，同时提供更短的操作周期和较低的电流强度来获得堪比R22的性能。
在检测过程中，人们注意到许多实验组合物趋向于满足为本发明主题设立的性能标准，但是不符合由管理机构确定的易燃性评价的要求。按照EPA相关指南中关于易燃性的内容，烃的引入增加了不达标的可能性。这些实验组合物对于其中使用了R22的许多应用而言是仍然可行的，例如，制冷、冷冻机和住宅系统，并且其中的易燃性也无需担忧。出于最大化本发明所发现的低压/低温性能的目的，许多应用之一可以在小型、中型和大型暖通空调系统的加热和冷却需求中。
在检测过程中，发明人还意外地发现以上所公开的组合物在系统启动时于更短的时间内开始吸收热量，并且与R22相比更迅速地达到最佳的性能。此属性被称为斜坡时间，导致与基于R22的装置相比在设备开启时或运行时减少，所述基于R22的装置降低了能耗。
图2A和2B中显示的数据是所观察的本发明主题的“斜坡时间”的一种表示形式，它从断开至系统运行时循环。斜坡时间曲线的斜率表示所公开的组分更迅速地吸热并更快地获得最佳运行性能的能力，由于连续间隔沸点能力。获得最佳运行性能所减少的时间导致了更短的周期时间并降低了15-30％的千瓦时。图2A和2B中的比较是在具有两台压缩机的承载120000Btu/小时封装屋顶热泵机组上进行的。
所公开的组合物已在测试中表现出减少正在服务的被提供给空间的空气流(供气)温度的特点和能力，由于蒸发器在冷却的较高程度上进行。测试表明，汽化功能的温度范围通常相当于使用R22替代品导热流体的传热系统。除了在表4中关于组合物5的结果以外，在图2A和2B中的测试数据进一步表明了这一发现。
图3是一个一小时期间(在两个测试日内的9:00AM-9:59AM)的曲线图，其中比较了R22和组合物5的安培使用。如图3所示，组合物5整体上使用了更少的安培。除此以外，组合物5所使用的安培比R22更稳定。当与组合物5相比时，R22所使用的安培具有较大的方差。
在另外的实施例中，如上表3中所示的检测数据，与R22替代品组合物相比，组合物6和组合物7在明显更低的液相与气相压力下具有高等级的热吸收。高的热吸收与较低的气压的结合减少了暖通设备的能量需求，从而减少了能量消耗。该检测结果也显示了添加了R236与未添加R236的组合物之间的比较。添加了即使小的重量百分比体积的R236的产品，显示出汽化潜热大幅增加，同时获得可测量的较低的压力。
本文所述的组合物的另一个重要特点为它们携带矿物油的能力。特别是，所述组合物中的某些导热组分被专门选择用于展现它们承载矿物油的特点。众所周知，一些压缩机油之间存在冲突(例如，矿物油、POE、PAG)，而现有的制冷剂需要更换压缩机油或者通过向该制冷剂中添加高度易燃的烃。本文所公开的组合物的特性通过利用所选组分的承载特定油的性质专门解决这个压缩机油问题，以在暖通空调系统中实现润滑而无需更换压缩机油或向该制冷剂中添加易燃的烃，从而允许持续的系统运行，而没有更换或扩充机油方面的要求。
在一些实施例的一个方面，本发明的主题包括一种导热组合物，其在基于R22的装置中充分承载矿物油以获得润滑，无需在该导热组合物中使用烃成分。该所公开的组合物包括足量的R227ea和R236，以充分承载矿物油，从而在基于R22的装置中获得润滑，同时仍然保持A1等级的可燃性。在一些实施例中，该组合物包括多达15-25wt％的R32；10-20wt％的R227ea以及0.5-3.5wt％的R236。所述组合物可另外包括50-70wt％的R134a和1-5wt％的R125。
本发明中一个重要发现已被认识到，R236在所有的基于HFC制冷剂中具有最强的偶极矩(即，键的极性是通过其偶极矩测量的)。该强偶极矩给予R236对质子受体化合物诱导氢键的能力。
发明人理论上认为，R236的氢键属性能够与该组合物的剩余部分相键合，因此延伸其它组分的相变，从而延伸吸热相并提升该装置的效率。
此外，由于R236的高沸点，微小液滴的性能使其可能保持在悬浮在其它组分蒸气中的液相里，因此它可作为一种催化剂，有助于压缩蒸气返回至液相，从而减少压缩机的工作。
人们相信这些微小液滴和/或纳米液滴利用化学、极性能量以有助于诱导气液相变，从而降低动能和压缩机所需的电力消耗。因此，本发明的主题包括具有5种或更多种具有连续沸点温度的导热组分的组合物，其中，第五种(或者最后的)组分具有高的极性，其中该分子的极性是该分子中所有键的极性的总和。在一些实施例中，第五种(或者最后的)组分的极性优选接近或甚至超过R236的极性的-6.7±0.5 10-24cm3。在其他实施例中，第五种(或者最后的)组分不但具有该组合物里所有导热组分中最高的沸点温度，而且具有该组合物里所有导热组分中最高的极性。
本发明所述的特征、功能和性能可通过润滑剂的掺入进一步增强，所述润滑剂可在生产过程之前/之后加入，以进一步增强性能、能量的节约，以及当使用所公开的组合物时特别经历的温度的降低。预期的润滑油包括矿物油、烷基苯油和合成油，或者它们的结合。常用的合成材料包括聚氧乙基甘油醚(PAG)，酯(二酯和多元醇酯)以及聚-α-烯烃(PAO)。
每个人都应该明白，所公开的技术方案提供了许多有益的技术效果，包括用于导热系统的导热流体，所述导热系统提供改善的性能指标。在一些实施例中，数字表示成分的量、性质，如浓度、反应条件等等，被用于描述并要求本发明某些实施例的权利；都将被理解为在某些情况下被“约”这一术语所修改。因此，在一些实施例中，在书面说明书和所附权利要求书中提出的数值参数均为近似值，可以根据所需的性质而变化，力求通过特定的实施方案来获得。在一些实施例中，所述数值参数应当根据报道的显著数值的数字并通过应用普通的四舍五入法来理解。尽管本发明的一些实施例中阐述的较大数值范围和参数范围均为近似值，具体实施例中提出的数值被报道为尽可能的精确。本发明某些实施例中的数值可能包含某些错误，必定由它们各自的试验测量中的标准偏差所导致。
除非上下文存在相反的说明，本文阐述的所有范围应被解释为包括其端点。而开放式范围应被解释为仅仅包括市售实际值。类似地，列出的所有数值应该被认为是包括中间值，除非本文中做出了相反的说明。
本文中数值范围的表述仅意在用作落入到范围内的单独提及每一个单独值的缩写方法。除非本文另外指出，否则每个单独值均被并入到本说明书里，就如它在本文中单独列举一样。本文中所述的所有方法都能够以任何合适的顺序实施，除非本文另有说明或者通过上下文出现明显矛盾。所使用的任何和所有实施例，或者在特定实施例中所提供的示例性表述(例如，“如”)仅仅是为了更好地阐述本发明，并不对本发明的保护范围或另外的要求造成限制。说明书中的任何文字均不应被解释为本发明实施所必不可少的非要求性元素。
本发明中所述的任何基团均不应当被理解为对本发明的限定。
如本文中所述，除非本文中另有相反的说明，术语“连接到”旨在包括直接连接(其中，被耦合到彼此的两个元件彼此接触)和间接连接(其中，至少一个额外的元件位于这两个元件之间)。因此，术语“连接到”或“联接”使用起来所表示的意思是一样的。
应当理解的是，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。此外，在解释说明书和权利要求书的时候，所有的术语应以与上下文一致的尽可能大的语意方式进行解释。尤其是，术语“包含”和“包括”应该被解释为以非排他的方式来引用元件、组分或步骤，这表明被引用的元件、组分或步骤可以与其它未明确提到的元件、组分或步骤一并存在或使用或结合。其中，说明书中描述了“选自A、B、C、D……和N组成的组中的至少一种”，该文本应当被理解为从A、B、C、D……和N组成的组中选出仅仅一种，而不是A加N或B加N等等。

Claims (30)

1.一种导热组合物，其特征在于，其包含按以下百分比存在的导热组分：
以15-25％的重量百分比存在的R32；
以1-5％的重量百分比存在的R125；
以50-70％的重量百分比存在的R134a；以及
以10-20％的重量百分比存在的R227ea。
2.根据权利要求1所述的导热组合物，其特征在于，还包括以0.5-3.5％的重量百分比存在的R236。
3.根据权利要求1所述的导热组合物，其特征在于，所述的R32、R125、R134a和R227ea共同存在于所述导热组合物的至少96.5％的百分比。
4.根据权利要求1所述的导热组合物，其特征在于，还包含一种润滑剂组合物。
5.根据权利要求4所述的导热组合物，其特征在于，所述润滑剂是矿物油、烷基苯油以及合成油中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的导热组合物，其特征在于，组合物的量被进行选择以使所述组合物具有ISO817:2009所定义的A1等级的易燃性。
7.根据权利要求1所述的导热组合物，其特征在于，组合物的量被进行选择以使所述组合物在100年的积分时间范围(ITH)内具有的全球暖化潜势(GWP)值小于2000。
8.一种导热组合物，其特征在于，所述的导热组合物利用R227ea和R236,在基于R22的传热系统中充分地承载有矿物油而无需烃，所述导热组合物流体包含：
15-25wt％的R32；
10-20wt％的R227ea；以及
0.5-3.5wt％的R236。
9.根据权利要求8所述的导热组合物，其特征在于，还包含1-5wt％的R125。
10.根据权利要求8所述的导热组合物，其特征在于，还包含50-70wt％的R134a。
11.根据权利要求8所述的导热组合物，其特征在于，还包含R125和R134a中的至少一种。
12.根据权利要求8所述的导热组合物，其特征在于，还包含R125和R134a。
13.一种用于基于R22的传热系统的导热组合物，其特征在于，所述组合物包含：
以15-25％的重量百分比存在的R32；
以1-5％的重量百分比存在的R125；以及
其中，所述组合物具有至少230kJ/kg的汽化潜热以及在37.78℃(100°F)下小于1400kPa(203PSIG)的液相压力。
14.根据权利要求13所述的导热组合物，其特征在于，所述导热流体还包含50-70wt％的R134a。
15.根据权利要求14所述的导热组合物，其特征在于，所述导热流体进一步包含10-20wt％的R227ea。
16.根据权利要求15所述的导热组合物，其特征在于，所述导热流体进一步包含0.5-3.5wt％的R236。
17.根据权利要求13所述的导热组合物，其特征在于，所述导热流体进一步包含R134a,R227ea与R236中的至少两种。
18.根据权利要求14所述的导热组合物，其特征在于，所述导热流体进一步包含R134a,R227ea和R236。
19.一种用于传热系统的导热组合物，其特征在于，包含R32和至少第二、第三和第四额外组分，其中：
a)所述第二额外组分在14.696PSIA下的沸点为-55℃(-67°F)至-35℃(-31°F)之间；
b)所述第三额外组分在14.696PSIA下的沸点为-40℃(-40°F)至-20℃(-4°F)之间；以及
c)所述第四额外组分在14.696PSIA下的沸点为-25℃(-13°F)至-5℃(23°F)之间。
20.根据权利要求19所述的导热组合物，其特征在于，第二、第三和第四额外组分中的至少一种是选自R125、R134a、R227ea和R236。
21.根据权利要求19所述的导热组合物，其特征在于，第二、第三和第四额外组分中的至少二种是选自R125、R134a、R227ea和R236。
22.根据权利要求19所述的导热组合物，其特征在于，第二、第三和第四额外组分中的每一种均选自R125、R134a、R227ea和R236。
23.根据权利要求19所述的导热组合物，其特征在于，第二、第三和第四额外组分分别为R125,R134a和R227ea。
24.根据权利要求22所述的导热组合物，其特征在于，还包含一种第五额外组分，其在101.325KPa(14.696PSIA)下的沸点为-10℃(14°F)至10℃(50°F)。
25.根据权利要求24所述的导热组合物，其特征在于：
a)所述第二额外组分包含以1-5％的重量百分比存在的R125；
b)所述第三额外组分包含以50-70％的重量百分比存在的R134a；
c)所述第四额外组分包含以10-20％的重量百分比存在的R227ea；
d)所述第五额外组分包含以0.5-3.5％的重量百分比存在的R236fa。
26.根据权利要求24所述的导热组合物，其特征在于，所述第五额外组分具有高的键极性。
27.根据权利要求24所述的导热组合物，其特征在于，所述第五额外组分具有比R32、第二额外组分、第三额外组分和第四额外组分中的每一种更强的偶极矩。
28.根据权利要求19所述的导热组合物，其特征在于，在0℃(32°F)下：
a)所述第二额外组分具有503.3kPa(73PSIG)至641.2kPa(93PSIG)的分压；
b)所述第三额外组分具有124.1kPa(18PSIG)至262kPa(38PSIG)的分压；以及
c)所述第四额外组分具有27.58kPa(4PSIG)至165.5kPa(24PSIG)的分压。
29.根据权利要求28所述的导热组合物，其特征在于，还包括一种第五额外组分，所述第五额外组分在0℃(32°F)下具有0kPa(0PSIG)至27.58kPa(4PSIG)的分压。
30.根据权利要求24所述的导热组合物，其特征在于，所述第五额外组分以小于5％的重量百分比存在，并且在101.325KPa(14.696PSIA)下具有比所述第二、第三、第四额外组分更高的沸点温度，并且其被选择以延长所述组合物的液相到气相的相变时间。
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