CN109988546A - 较低gwp制冷剂组合物 - Google Patents

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Abstract

用于HVACR系统的不可燃制冷剂组合物包含：R134a制冷剂、氢氟烯烃制冷剂或全球增温潜势(GWP)小于150的氢氟烃制冷剂以及CF3I。制备用于HVACR系统的制冷剂组合物的方法包括：选择第一制冷剂(其为氢氟烃制冷剂或氢氟烯烃制冷剂)的量，选择CF3I的量，和选择R134a制冷剂的量。改进HVACR系统中的制冷剂组合物的方法包括向制冷剂组合物添加一种或多种化合物。改进组合物包含：R134a制冷剂、GWP小于150的氢氟烃制冷剂和CF3I，或者R134a制冷剂、氢氟烯烃制冷剂和CF3I。

Description

较低GWP制冷剂组合物
技术领域
本文中的公开内容涉及制冷剂组合物，其可以用于例如制冷、空气调节和/或热泵系统，其例如可以并入加热、通风、空气调节和制冷(HVACR)系统或单元中。
背景技术
对环境影响(例如臭氧消耗)的关注和蒙特利尔议定书(Montreal Protocol)的批准已经引发了取代消耗臭氧的制冷剂如氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)的举措。已经使用诸如氢氟烃(HFC)制冷剂和氢氟烯烃(HFO)制冷剂的制冷剂作为先前含有CFC和HFC的制冷剂的替代品。然而，最近出现了一些举措(例如，蒙特利尔议定书的基加利修正案(theKigali Amendment to the Montreal Protocol)、巴黎协定(the Paris Agreement)、美国的重要新替代品政策(Significant New Alternatives Policy，“SNAP”))以逐步淘汰具有高全球增温潜势(GWP)的制冷剂，如一些HFC。
发明内容
描述了不可燃的并且具有增加的制冷能力的制冷剂组合物和制备这样的组合物的方法。描述了与R134a表现类似的制冷剂组合物。描述了制冷剂组合物，制备制冷剂组合物的方法，以及改进制冷剂组合物用于HVACR系统的维护、控制可燃性、降低GWP、提高性能和/或提高安全性的方法。
在一个实施方案中，制冷剂组合物是不可燃的并且包含第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂。在一个实施方案中，第一制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂。在一个实施方案中，第二制冷剂是R134a制冷剂。在一个实施方案中，第三制冷剂是CF3I。在一个实施方案中，制冷剂组合物的GWP小于600。
在一个实施方案中，选择第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的量，使得制冷剂组合物的GWP小于150。
在一个实施方案中，制冷剂组合物具有等于1.0℃或约为1.0℃或小于1.0℃的温度滑移(temperature glide)。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的职业接触限值(OEL)为百万分之300(ppm)以上。在一个实施方案中，制冷剂组合物的OEL为400ppm以上。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的制冷能力等于R134a制冷剂的制冷能力，或约为R134a制冷剂的制冷能力，或在R134a制冷剂的制冷能力的10％之内。
在一个实施方案中，制备制冷剂组合物的方法包括将一定量的第一制冷剂、一定量的第二制冷剂和一定量的第三制冷剂混合。第一制冷剂是R134a制冷剂，第二制冷剂是CF3I，并且第三制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂。制冷剂组合物是不可燃的。选择第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的量，使得制冷剂组合物的GWP小于600。
在一个实施方案中，选择第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的量，使得制冷剂组合物的GWP小于150。
在一个实施方案中，制冷剂组合物具有等于1.0℃或约为1.0℃或小于1.0℃的温度滑移。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的职业接触限值(OEL)为百万分之300(ppm)以上。在一个实施方案中，制冷剂组合物的OEL为400ppm以上。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的制冷能力等于R134a制冷剂的制冷能力，或约为R134a制冷剂的制冷能力，或在R134a制冷剂的制冷能力的10％之内。
在一个实施方案中，改进HVACR系统中的制冷剂组合物的方法产生改进制冷剂组合物，其是包含第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的制冷剂组合物。在一个实施方案中，该方法包括将第二制冷剂和第三制冷剂添加到第一制冷剂。在一个实施方案中，该方法包括将第一制冷剂添加到第二和第三制冷剂。第一制冷剂是R134a制冷剂，第二制冷剂是CF3I，并且第三制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂。改进制冷剂组合物是不可燃的。第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的量使得所得的改进制冷剂组合物的GWP小于600。
在一个实施方案中，选择第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的量，使得制冷剂组合物的GWP小于150。
在一个实施方案中，制冷剂组合物具有等于1.0℃或约为1.0℃或小于1.0℃的温度滑移。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的职业接触限值(OEL)为百万分之300(ppm)以上。在一个实施方案中，制冷剂组合物的OEL为400ppm以上。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的制冷能力等于R134a制冷剂的制冷能力，或约为R134a制冷剂的制冷能力，或在R134a制冷剂的制冷能力的10％之内。
附图说明
将参照以下附图更好地理解制冷剂组合物、制备方法和改进HVACR中的制冷剂组合物的方法的所述和其他特征、方面和优点：
图1示出了一个实施方案中的HVACR系统的传热回路。
图2示出了R1234yf、R134a和CF3I的组合物的矩阵，其显示了GWP、可燃性、温度滑移、制冷能力(相对于R134a)和OEL的曲线。
图3-5各自示出了基于图2的矩阵的矩阵，其可以用于在一个实施方案中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
图6A-6D各自示出了R1234yf、R134a和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵。
图7示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的矩阵，其显示了GWP、可燃性、温度滑移、制冷能力(相对于R134a)和OEL的曲线。
图8-10各自示出了基于图7的矩阵的矩阵，其可以用于在一个实施方案中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
图11A-11D各自示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵。
图12示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的矩阵，其显示了GWP、可燃性、温度滑移、制冷能力(相对于R134a)和OEL的曲线。
图13-15各自示出了基于图12的矩阵的矩阵，其可以用于在一个实施方案中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
图16A-16D各自示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵。
具体实施方式
HFO(例如R1234yf、R1234ze(E))和低GWP HFC(例如R152a)被提议作为R134a(其GWP为1300)的替代品。本文所述的GWP基于政府间气候变化专门委员会第五次评估报告(the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on ClimateChange，“AR5”)中报告的值。特别地，GWP小于1的HFO可能是令人感兴趣的。在一个实施方案中，GWP小于150的HFC可以被认为是低GWP HFC。
R1234yf的GWP小于1，具有与R134a类似的热力学性质，并且OEL为500ppm，但是其是可燃的(按照ASHRAE标准34归类为A2L)并且相对于R134a具有较低的制冷能力(大约低6％)和较低的热力学效率(大约低4％)。R1234ze(E)的GWP小于1，OEL为800ppm，但是其是可燃的(按照ASHRAE标准34分类为A2L)并且相对于R134a具有显著更低的制冷能力(大约25％)。R152a具有与R134a类似的热力学性质，GWP为138，OEL为1000ppm，但是其是可燃的(按照ASHRAE标准34归类为A2)。
CF3I是一种阻燃剂，其具有低GWP(在AR5中大约为0.4)以及在工作压力和制冷能力方面与R1234ze(E)类似的热力学性质。R1234yf、R1234ze(E)或R152a可以与CF3I混合以形成不可燃的制冷剂组合物。然而，由于CF3I相对于R134a的制冷能力显著较低(大约低25％)，因此这样的制冷剂组合物具有较低的制冷能力。此外，CF3I目前具有165ppm的低OEL。但是，CF3I的进一步试验可能使其OEL升高。
所公开的实施方案涉及制冷剂组合物，和改进制冷剂组合物的方法，和制备制冷剂组合物的方法。在一些实施方案中，制冷剂组合物或改进制冷剂组合物是不可燃的并且具有小于600的GWP。在一些实施方案中，制冷剂组合物或改进组合物是不可燃的，具有小于600的GWP以及300ppm以上的OEL。在一些实施方案中，制冷剂组合物或改进组合物是不可燃的，具有小于600的GWP以及400ppm以上的OEL。可燃性的测定基于ASHRAE标准35。被描述为不可燃的组合物具有将使它们被归类为ASHRAE标准35所述的1类制冷剂的可燃性。
在一个实施方案中，需要具有一组特定性质的制冷剂组合物。制冷剂组合物可以用于为R134a设计的HVACR。在这样的实施方案中，期望制冷剂组合物或改进组合物与R134a表现类似，使得不必调整HVACR系统。制冷剂的性能可以基于制冷剂组合物的一种或多种性质。例如，影响性能的性质是制冷能力、温度滑移、性能系数、压缩机排气温度、质量流率和处于流体相时的制冷剂密度。在一些实施方案中，需要制冷能力等于R134a的制冷能力、约为R134a的制冷能力、或与R134a的制冷能力相差小于10％的组合物。例如，该范围包括制冷能力为R134a制冷剂的制冷能力的90％至110％的组合物。HVACR系统可以设计用于采用R134a制冷剂。如果HVACR系统调整为采用制冷能力大于110％或小于90％的工作流体，则这可能导致例如超过设计限制的压力，需要较大量的过程流体，和/或降低HVACR系统效率的较大温差。在一些实施方案中，需要制冷能力为R134a的制冷能力的95％至105％的工作流体。制冷能力等于R134a的制冷能力、或约为R134a的制冷能力、或与R134a的制冷能力相差小于5％的工作流体产生例如对为R134a设计的HVACR系统的效率的最小影响。性能性质可以相对于R134a的性能性质。在一些实施方案中，制冷剂组合物的一种或多种性质可以通过基于Excel的热力学工具(如NIST的REFPROP程序)来模拟和/或估计。
所描述的制冷剂组合物包含低GWP HFC或HFO、CF3I和R134a。在一个实施方案中，低GWP HFC可以是R152a制冷剂。在一个实施方案中，HFO可以是R1234yf或R1234ze(E)。HFO，如R1234ze(E)，可以作为不同的异构体或立体异构体存在。除非另有说明，本文公开的实施方案包括所有单一异构体、单一立体异构体或其任何组合或混合物。例如，R1234ze(E)仅包括R1234ze的E(反式)异构体，并且不包括Z(顺式)异构体。
HVACR系统可以用于冷却或加热一个或多个调节空间。HVACR系统可以利用回路中的制冷剂来冷却过程流体(例如，空气、水)。例如，在一些情况下，HVACR系统将通过对与空气处于热交换关系的制冷剂进行工作来冷却区域。然后可以将冷却的空气通风到一个区域以冷却该区域。
图1是根据一个实施方案的HVACR系统的传热回路1的示意图。传热回路1包括压缩机2、冷凝器3、膨胀装置4和蒸发器5。在一个实施方案中，可以调整传热回路1以包括另外的部件。例如，在一个实施方案中，传热回路1可以包括节能器热交换器、一个或多个流量控制装置、接收罐、干燥器、吸液式热交换器等。
传热回路1的部件是流体连接的。传热回路1可以配置为可以以冷却模式工作的冷却系统(例如，HVACR的流体冷却器、空气调节系统等)，和/或传热回路1可以配置成作为可以以冷却模式和加热模式运行的热泵系统工作。
所述传热回路1应用已知的气体压缩和冷却原理。传热回路可以配置成加热或冷却过程流体(例如，水、空气)。在一个实施方案中，传热回路1可以表示冷却过程流体(如水等)的冷却器。在一个实施方案中，传热回路1可以表示包括过程流体(如空气等)的空调和/或热泵。
在制冷剂回路1的工作期间，工作流体(例如，制冷剂、制冷剂混合物)在气态下以相对较低的压力从蒸发器5流入压缩机2中。压缩机2将气体压缩成高压状态，这还加热气体。在压缩之后，相对较高压力和较高温度的气体从压缩机2流到冷凝器3。除了流过冷凝器3的制冷剂以外，外部流体(例如，外部空气、外部水、冷却水等)也流过冷凝器3。当外部流体流过冷凝器3时，外部流体吸收来自工作流体的热量。工作流体冷凝成液体，然后流入膨胀装置4中。膨胀装置4降低工作流体的压力。降低的压力使工作流体膨胀并且转变成混合的气液状态。然后，相对较低温度的气/液工作流体流入蒸发器5中。过程流体(例如，空气、水等)也流过蒸发器5。根据已知原理，工作流体在其流过蒸发器5时从过程流体中吸收热量。当工作流体吸收热量时，工作流体蒸发成蒸气。然后工作流体返回到压缩机2。当传热回路1例如以冷却模式工作时，继续上述过程。
本文所述的制冷剂组合物和方法可以用于HVACR系统的传热回路1。例如，改进制冷剂组合物的方法可以应用于图1的热回路1。此外，本文所述的制冷剂组合物可以用作图1的热回路中的工作流体。
图2示出了矩阵10，其被建立以显示GWP、可燃性、温度滑移、制冷能力(相对于R134a)和OEL作为R1234yf、R134a和CF3I浓度的函数的曲线。三角形的每条边11、12、13对应于R1234yf、R134a或CF3I的重量百分比。每个顶点14、15、16分别对应于100重量％的R1234yf、R134a和CF3I的组成。可以使用矩阵10估算具有一定重量百分比的R1234yf、CF3I和R134a的制冷剂组合物的性质(例如，GWP、可燃性、制冷能力(相对于R134a)、OEL)。
使用热力学模型估算矩阵10的组合物的性质。各种性质相对于R134a进行描述。基于R134a和制冷剂组合物在简单的蒸气压缩制冷循环中使用时的性质，比较R134a和制冷剂组合物。简单的蒸气压缩制冷剂循环基于以下条件工作：
Tsat,evap＝40°F，无吸气过热(饱和蒸气)
Tsat,cond＝115°F，具有15°Fd出口液体过冷
压缩机等熵效率＝70％
当以这个简单的蒸气压缩制冷循环工作时，制冷剂R134a的性质如以下表1所示。
表1：R134a的性质
*吨/CFM的压缩机排气量(假设是固定的)
在图2中，可燃和不可燃的组合物之间的边界在矩阵10的右下角用大虚线示出。可燃组合物位于边界的右侧，并且不可燃组合物位于边界的左侧。边界基于R1234yf、R134a、CF3I、R513A的已知可燃性特性和CF3I的阻燃性质。R513A是56重量％的R1234yf和44重量％的R134a的混合物。OEL和GWP基于各个组分的GWP和OEL。基于各个组分和组分的各种二元混合物的已知特性估算可燃性边界。因此，在一个实施方案中，组合物中每种制冷剂沿着可燃性边界的量可以例如以约5％变化。应当理解，可以基于进一步测试来更新所示和/或所述的组成和范围，以确认可燃性边界的位置。
基于ASHRAE标准34中用于确定混合物的OEL的方法来确定组合物的OEL，其基于组合物中各个制冷剂的OEL。特别地，ASHRAE基于下式计算组合物的OEL(OELcomp)：
其中n等于组合物中制冷剂的数量，OELn是制冷剂n的OEL，并且Mn是制冷剂n在总组合物中的摩尔分数。因此，包含三种制冷剂的组合物的OEL(OELcomp)将如下计算：
M1、M2和M3分别是第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂在组合物中的摩尔分数。OEL1、OEL2和OEL3分别是第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂的OEL。因此，应当理解，在图2-5中的OEL的线可以基于各个制冷剂的OEL的任何变化来修正。
图3-5分别示出了矩阵20、30、40，其基于图2的矩阵10并且具有与图2的矩阵10相同的边和顶点。除了示出了制冷剂组合物的范围以外，每个矩阵20、30、40都与图2的矩阵10相同。每个矩阵20、30、40都可以用于制备具有一种或多种所需性质的R1234yf、CF3I和R134a的制冷剂组合物的方法。如图2所示，组合物中R134a的重量百分比(由边12显示)的增大也使组合物的GWP增大。还如图2所示，CF3I的重量百分比对制冷剂组合物的OEL具有最显著的影响。当组合物接近50重量％的CF3I和50重量％的R134a的混合物17时，组合物的制冷能力增大。
在一个实施方案中，可用制冷剂组合物的一组所需性质包括为不可燃的，GWP小于600，并且制冷能力不小于R134a的制冷能力的95重量％。基于这些所需性质，图3的矩阵20中示出了可用制冷剂组合物21的范围。可用制冷剂组合物21包含：等于或约为85重量％或者小于85重量％且大于0重量％的R1234yf；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为87.7重量％或者小于87.7重量％且大于0重量％的CF3I。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物21包含：等于或约为85重量％或者小于85重量％且大于0重量％的R1234yf；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为88重量％或者小于88重量％且大于0重量％的CF3I。
矩阵20包括阴影区域22和画有阴影线的区域23。阴影区域22示出了温度滑移大于1℃的可用组合物21的组成。画有阴影线的区域23示出了温度滑移等于1℃或约为1℃或者小于1℃且大于0.5℃的可用组合物21的组成。在一些实施方案中，一组所需性质还包括等于1℃或约为1℃或小于1℃的温度滑移。在这样的实施方案中，图3中的可用组合物21将不包括在阴影区域22内的那些组合物。在一些实施方案中，一组所需性质组还包括等于0.5℃或约为0.5℃或小于0.5℃的温度滑移。在这样的实施方案中，图3中的可用组合物21将不包括在阴影区域22和画有阴影线的区域23内的那些组合物。
在一个实施方案中，可用组合物21可以包括如图3和4中所示的优选组合物25。优选组合物25的性质为：它们是不可燃的，GWP小于600，温度滑移为1℃以下，并且制冷能力为R134a的制冷能力的100％至110％。优选组合物25包含：等于或约为2重量％至等于或约为68重量％的R1234yf；等于或约为9.8重量％至等于或约为46重量％的R134a；以及约为63.7重量％或者小于63.7重量％且大于0重量％的CF3I。在一个实施方案中，优选组合物25包含：等于或约为2重量％至等于或约为68重量％的R1234yf；等于或约为10重量％至等于或约为46重量％的R134a；以及等于或约为64重量％或者小于63.7重量％且大于0重量％的CF3I。
在一个实施方案中，GWP小于600的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要GWP小于500的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于400的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于300的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于150的组合物。在这样的实施方案中，图3中的可用组合物20以及图3和4中的优选组合物25将包括具有所需GWP的那些组合物。
一组所需性质还可以包括相对于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％的组合物。在一个实施方案中，可能需要制冷能力为100％至110％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力为R134a的制冷能力的100％至105％的组合物。在一个实施方案中，可能需要制冷能力为105％至110％的组合物。在这样的实施方案中，图3中示出的可用组合物21以及图3和4中示出的优选组合物25将包括具有所需制冷能力的组合物。
基于在一个实施方案中所需的特定性质，可能需要在优选组合物25的范围内的特定组合物。例如，图4中的矩阵30确定了优选组合物25的组合物25A-25B，其具有在特定实施方案中可能需要的性质。组合物25A-25B是示例性的。
在一个实施方案中，可以选择组合物25A，因为它们的制冷能力为R134a的制冷能力的105％至110％。在组合物25A中，在一个实施方案中可以选择组合物25A-1、25A-2和25A-3，因为它们具有小于500的GWP并且提供的制冷能力为R134a的制冷能力的105％至110％。在组合物25A中，在一个实施方案中可以选择组合物25A-2和25A-3，因为它们的GWP小于400。在组合物25A中，可以选择组合物25A，因为它们的GWP小于300。在一个实施方案中，可以选择组合物25B，因为它们的GWP为150以下并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物的一组所需性质包括为不可燃的，GWP小于600，并且OEL为400ppm以上。基于这些所需性质，图5的矩阵40示出了可用制冷剂组合物41的范围。可用制冷剂组合物41包含：等于或约为13.5重量％至等于或约为85重量％的R1234yf；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为40.5重量％或者小于40.5重量％且大于0重量％的CF3I。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物41包含：等于或约为14重量％至等于或约为85重量％的R1234yf；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为41重量％或者小于41重量％且大于0重量％的CF3I。
在一个实施方案中，GWP小于600的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要GWP小于500的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于400的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于300的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于150的组合物。在这样的实施方案中，图5中的可用组合物41将包括具有所需GWP的那些组合物。
一组所需性质可以包括特定制冷能力。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％的组合物。在这样的实施方案中，图5中的可用组合物41将包括具有所需制冷能力的那些组合物。
基于在一个实施方案中所需的特定性质，可能需要在可用组合物25的范围内的特定组合物。例如，图5中的矩阵40确定了可用组合物41的组合物41A-41E和45A，其具有在特定实施方案中需要的性质。组合物41A-41E和45A是示例性的。
在一个实施方案中，可以选择组合物41A、41B或41C，因为它们的制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％，同时还小于R134a的制冷能力的110％。在一个实施方案中，可以选择组合物41B或41C，因为它们的GWP小于500并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％。在一个实施方案中，可以选择组合物41C，因为它们的GWP小于400并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％。在一个实施方案中，可以选择组合物41D或41E，因为它们的GWP小于300并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，可以选择组合物41E，因为它们的GWP小于200并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。
在一个实施方案中，组合物45A是优选的，因为它们的GWP小于150。在组合物45A中，在一个实施方案中可以选择组合物45A-1，因为它提供最高的制冷能力。组合物45A-1为：以重量计，等于或约为64重量％的R1234yf、等于或约为11.5重量％的R134a和等于或约为24.5重量％的CF3I。以下表2示出了组合物45A-1的各种性质。
表2：组合物45A-1的性质
*性质是相对于R134a的(100％等同于R134a)。
图6A-6D中的每一个示出了以重量百分比计的R1234yf、R134a和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵。类似于图2-6中的矩阵10、20、30、40，计算每个矩阵50、60、70、80中的组成。因此，在图6A-6D中，R134a的轴线是水平的并且平行于R1234yf的边，R1234yf的轴线平行于CF3I的边，并且CF3I的轴线平行于R134a的边。每个矩阵50、60、70、80都示出了在每10重量％的R1234yf、R134a和CF3I处的值(除了图6A、6B和6D中的100重量％的R134a)。并未示出图6A、6B和6D中在100重量％的R134a处的值，因为它们为零。例如，图6A中的组合物51对应于20重量％的R1234yf、70重量％的R134a和10重量％的CF3I的组合物。
图6A示出了R1234yf、R134a和CF3I的组合物的性能系数(相对于R134a)的矩阵50。图6B示出了R1234yf、R134a和CF3I的组合物的压缩机排气温度(以华氏温度计)(相对于R134a)的矩阵60。图6C示出了R1234yf、R134a和CF3I的组合物的质量流率(相对于R134a)的矩阵70。图6D示出了R1234yf、R134a和CF3I的组合物的工作压力(以PSI计)(相对于R134a)的矩阵80。
制冷剂组合物的性能可以基于性能系数、压缩机排气温度、质量流率和工作压力中的一种或多种。在一个实施方案中，一组所需性质包括性能系数(相对于R134a)、压缩机排气温度(相对于R134a)、质量流率(相对于R134a)和工作压力(相对于R134a)中的一种或多种。在一个实施方案中，相对于R134a的性能系数大于97％的组合物可以是优选的。在一个实施方案中，产生等于或约为或小于20°F的相对于R134a的压缩机排气温度变化的组合物可以是优选的。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.5倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.2倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.1倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生等于或约为R134a的工作压力的工作压力的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于20psid的相对于R134a的冷凝器工作压力变化的组合物。在一个实施方案中，制备制冷剂组合物的方法利用图2-6D的矩阵中的一个或多个，使得制冷剂组合物具有一组所需性质。
图7示出了矩阵110，其被建立以显示GWP、可燃性、温度滑移、制冷能力(相对于R134a)和OEL作为R1234ze(E)、R134a和CF3I浓度的函数的曲线。三角形的每条边111、112、113对应于R1234ze(E)、R134a或CF3I的百分比(以重量计)。每个顶点14、15、16分别对应于100重量％的R1234ze(E)、R134a和CF3I的组成。可以使用矩阵110估算具有一定重量百分比的R1234ze(E)、R134a和CF3I的制冷剂组合物的性质(例如，GWP、制冷能力(相对于R134a)、可燃性、温度滑移、OEL)。
使用热力学模型估算矩阵110的组合物的性质。可燃和不可燃的组合物之间的边界在矩阵110的右下角用大虚线示出。可燃组合物位于边界的右侧，并且不可燃组合物位于边界的左侧。基于R1234ze(E)、R134a、CF3I的已知特性，R1234ze(E)相对于R1234yf的可燃性和CF3I相对于R134a的阻燃性质来估算边界。OEL和GWP基于各个组分的GWP和OEL。基于各个组分和各个组分的各种二元混合物的已知特性估算可燃性边界。因此，在一个实施方案中，组合物中每种制冷剂沿着可燃性边界的量可以例如以约5％变化。应当理解，可以基于进一步测试来更新所示和/或所述的组成和范围，以确认可燃性边界的位置。
以与上述类似的方式，使用ASHRAE 34中描述的方法计算图7中的组合物的OEL。因此，如果CF3I或制冷剂的OEL变化，则可以修正图7-10中示出的OEL的线。
图8-11分别示出了矩阵120、130、140，其基于图7的矩阵110并且具有与图7的矩阵110相同的边和顶点。除了示出了特定制冷剂组合物的范围以外，每个矩阵120、130、140中都与图7的矩阵110相同。每个矩阵120、130、140都可以用于制备制冷剂组合物的方法，以制备具有一组所需性质的R1234ze(E)、CF3I和R134a的制冷剂。如图7所示，制冷剂组合物中R134a的重量百分比(由边112显示)的增大导致组合物的GWP增大。还如图7所示，组合物中CF3I的重量百分比对组合物的OEL具有最显著的影响。当制冷剂组合物接近大约51.5重量％的CF3I和48.5重量％的R134a的混合物117时，制冷剂组合物的制冷能力增大。51.5重量％的CF3I和48.5重量％的R134a的混合物相对于R134a具有约1.122的性能系数。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的一组所需性质包括为不可燃的，GWP小于600，并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％。基于这些性质，图8的矩阵120中示出了可用制冷剂组合物121的范围。可用制冷剂组合物121包含：等于或约为54.8重量％或者小于54.8重量％且大于0重量％的R1234ze(E)；等于或约为1.9重量％至等于或约为46重量％的R134a；以及等于或约为4.5重量％至等于或约为91重量％的CF3I。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物121包含：等于或约为55重量％或者小于55重量％且大于0重量％的R1234ze(E)；等于或约为2重量％至等于或约为46重量％的R134a；以及等于或约为5重量％至等于或约为91重量％的CF3I。
GWP小于600的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要GWP小于500的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于400的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于300的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于150的组合物。在这样的实施方案中，图8中示出的可用组合物121以及图8和9中示出的优选组合物125将包括具有所需GWP的那些组合物。
制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的95％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的组合物。在这样的实施方案中，图8中示出的可用组合物121以及图8和9中示出的优选组合物125将包括具有所需制冷能力的那些组合物。
矩阵120包括阴影区域122、123。阴影区域122、123示出了温度滑移大于1℃的可用组合物121的组成。在一些实施方案中，一组所需性质包括等于或约为或小于1℃的温度滑移。
可用组合物121可以包括如图8和9中所示的优选组合物125。优选组合物125的性质为：它们是不可燃的，GWP小于600，温度滑移为1℃以下，并且制冷能力为R134a的制冷能力的至少90％。优选的制冷剂组合物125包含：等于或约为52.6重量％或者小于52.6重量％且大于0重量％的R1234ze(E)、1.9重量％至46重量％的R134a以及25.2重量％至76.2重量％的CF3I。如之前类似地讨论的，如果进一步测试确定CF3I的OEL修正为更大，则可以更新这些范围。例如，如果确定OEL为大于150ppm的值，则CF3I的范围中的最大量可以更大。
在优选组合物125的范围内的具体组合物可以具有在特定实施方案中需要的特定性质。例如，图9中的矩阵130确定了优选组合物125的组合物125A-125G，其具有在特定实施方案中可能需要的性质。组合物125A-125G是示例性的组合物。
在一个实施方案中，可以选择组合物125A、125B、125C和125D-1，因为它们的制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。在组合物125A中，在一个实施方案中可以选择组合物125A-1，因为它们具有等于或约为或小于0.5℃的温度滑移。在一个实施方案中，可以选择组合物125B、125C和125D-1，因为它们的GWP小于500并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。在组合物125B中，在一个实施方案中可以选择组合物125B-1，因为它们具有等于或约为或小于0.5℃的温度滑移。在一个实施方案中，可以选择组合物125C和125D-1，因为它们的GWP小于400并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，可以选择组合物125D，因为它们的GWP小于300并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的95％。在组合物125D中，在一个实施方案中可以选择组合物125D-1，因为它们的制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，可以选择组合物125E，因为它们的GWP小于200并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的95％。在一个实施方案中，可以选择组合物125F，因为它们的GWP小于150并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的95％。在一个实施方案中，可以选择组合物125G，因为它们具有小于150的GWP以及等于或约为或小于0.5℃的温度滑移。
在一个实施方案中，可用制冷剂组合物的一组所需性质包括为不可燃的，GWP小于600，并且OEL为400ppm以上。基于这些所需性质，图10的矩阵140中示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的可用制冷剂组合物141的范围。可用制冷剂组合物141包含：等于或约为10重量％至等于或约为90重量％的R1234ze(E)；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为43.5重量％或者小于43.5重量％且大于0重量％的CF3I。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物141可以包含：等于或约为10重量％至等于或约为90重量％的R1234ze(E)；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为44重量％或者小于44重量％且大于0重量％的CF3I。
如以上类似地讨论的，在确定CF3I的OEL大于所述时，可以修正OEL的线。应当理解，可以类似地修正所示和/或所述的范围。例如，如果确定OEL为大于165ppm的值，则CF3I的范围中的最大量可以更大。
在一个实施方案中，GWP小于600的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要GWP小于500的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于400的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于300的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于150的组合物。在这样的实施方案中，图10中的可用组合物141将包括具有所需GWP的那些组合物。
在一个实施方案中，一组所需性质可以包括特定制冷能力。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的95％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的组合物。在这样的实施方案中，图10中的可用组合物141将包括具有所需制冷能力的那些组合物。
图10包括阴影区域142。阴影区域142示出了温度滑移大于1℃的可用组合物141的那些组成。在一个实施方案中，可能需要温度滑移为1℃以下的组合物。在这样的实施方案中，图10中示出的可用组合物141可以不包括温度滑移大于1℃的那些组合物。因此，在这样的实施方案中，图10中示出的组合物141C、141E和145中的每一种都将调整为不包括在阴影区域142中的任何组合物。
基于在一个实施方案中所需的特定性质，可能需要在图10中的可用组合物141的范围内的特定组合物。例如，图10的矩阵140确定了在一个实施方案中可能需要的组合物141A-141E和145A的范围。组合物141A-141G和145A是示例性的。
在一个实施方案中，可以选择组合物141A和141B，因为它们的制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的100％。在一个实施方案中，可以选择组合物141B，因为它们的GWP小于500并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的100％。在一个实施方案中，可以选择组合物141C和141D，因为它们的GWP小于400并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的95％。在一个实施方案中，可以选择组合物141D，因为它们的GWP小于300并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％。在一个实施方案中，可以选择组合物141E，因为它们的GWP小于200并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％。
在一个实施方案中，可用组合物141的组合物145A是优选的，因为它们的GWP小于150。组合物145包含：等于或约为49.5重量％至等于或约为90重量％的R1234ze(E)；等于或约为11.5重量％或者小于11.5重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为6.6重量％至等于或约为39重量％的CF3I。在一个实施方案中，组合物145可以包含：等于或约为49重量％至等于或约为90重量％的R1234ze(E)；等于或约为11重量％或者小于11重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为6重量％至等于或约为39重量％的CF3I。
在组合物145中，可以选择组合物145A，因为它们的制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的90％。在组合物145A中，在一个实施方案中可以选择组合物145A-1，因为其提供较大制冷能力。组合物145A-1为：等于或约为49.5重量％的1234ze(E)、等于或约为11.5重量％的R134a和等于或约为39重量％的CF3I。以下表3示出了组合物145A-1的各种性质。
表3：组合物145A-1的性质
*性质是相对于R134a的(100％等于R134a)。
图11A-11D分别示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵150、160、170、180。类似于图7-10中的每个矩阵110、120、130、140，计算每个矩阵150、160、170、180中的组成。因此，R134a的轴线是水平的并且平行于R1234ze(E)的边，R1234ze(E)的轴线平行于CF3I的边，并且CF3I的轴线平行于R134a的边。每个矩阵150、160、170、180都示出了R1234yf、R134a和CF3I的以10重量％增量的其相应热力学性质的值(除了图11A、11B和11D中的100重量％的R134a)。并未示出图11A、11B和11D中100重量％的R134a的值，因为该值为零。例如，图11A中的组合物151为20重量％的R1234ze(E)、70重量％的R134a和10重量％的CF3I。
图11A示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的性能系数(相对于R134a)的矩阵150。图11B示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的压缩机排气温度(以华氏温度计)(相对于R134a)的矩阵160。图11C示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的质量流率(相对于R134a)的矩阵170。图11D示出了R1234ze(E)、R134a和CF3I的组合物的工作压力(以PSI计)(相对于R134a)的矩阵180。
制冷剂组合物的性能可以基于性能系数、压缩机排气温度、质量流率和/或工作压力。在一个实施方案中，可能需要具有特定的性能系数(相对于R134a)、压缩机排气温度(相对于R134a)、质量流率(相对于R134a)和/或工作压力(相对于R134a)的组合物。在一个实施方案中，相对于R134a的性能系数大于97％的组合物可以是优选的。在一个实施方案中，产生等于或约为或小于20°F的相对于R134a的压缩机排气温度变化的组合物可以是优选的。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.5倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.2倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.1倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生等于或约为R134a的工作压力的工作压力的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于20psid的相对于R134a的冷凝器工作压力变化的组合物。在一个实施方案中，制备制冷剂组合物的方法利用图7-11D的矩阵中的一个或多个，使得制冷剂组合物具有一组所需性质。
图12示出了矩阵210，其被建立以显示GWP、可燃性、温度滑移、制冷能力(相对于R134a)和OEL作为R152a、R134a和CF3I浓度的函数的曲线。三角形的每条边211、212、213对应于R134a、R152a或CF3I的百分比(以重量计)。每个顶点214、215、216分别对应于100重量％的R152a、CF3I和R134a的组成。可以使用矩阵210估算具有一定重量百分比的制冷剂R152a、R134a和CF3I的制冷剂组合物的性质(例如，GWP、相对于R134a的制冷能力、可燃性、温度滑移、OEL)。
使用热力学模型估算矩阵210的组合物的性质。可燃和不可燃的组合物之间的边界在矩阵210中用大虚线示出。可燃组合物位于边界的右侧，并且不可燃组合物位于边界的左侧。基于R152a、R134a、CF3I的可燃性特性；R152a和R134a的二元混合物的已知可燃性边界；R152a相对于R1234yf的可燃性；和CF3I的阻燃性质来估算边界。OEL和GWP基于各个组分的GWP和OEL。基于各个组分和各个组分的二元混合物的已知特性估算可燃性边界。因此，在一个实施方案中，组合物中每种制冷剂沿着可燃性边界的量可以例如以约5％变化。应当理解，可以基于进一步测试来更新所示和/或所述的组合物和范围，以确认可燃性边界的位置。
以与以上关于图1所述类似的方式，使用ASHRAE 34中描述的方法计算图12中的组合物的OEL。因此，应当理解，在图12-15中示出的OEL的线可以基于制冷剂的OEL的任何变化来修正。
图13-15分别示出了矩阵220、230、240，其基于图12的矩阵210并且具有与矩阵210相同的边和顶点。除了示出了制冷剂组合物的范围以外，每个矩阵220、230、240都与图12的矩阵210相同。如图12所示，组合物中R134a的重量百分比(由边211显示)的增大也增大了组合物的GWP。还如图12所示，组合物中CF3I的重量百分比对组合物的组合物OEL具有最大的影响。当组合物接近等于或约为51.5重量％的CF3I和等于或约为48.5重量％的R134a的混合物217时，组合物的制冷能力增大。
在一个实施方案中，可用制冷剂组合物的一组所需性质包括为不可燃的，并且GWP小于600。基于这些所需性质，图13的矩阵220中示出了R152a、R134a和CF3I的可用制冷剂组合物221的范围。可用制冷剂组合物221包含：等于或约为30重量％或者小于30重量％且大于0重量％的R152a；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0％的R134a；以及等于或约为33.9重量％或者大于33.9重量％且小于100重量％的CF3I。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物221可以包含：等于或约为30重量％或者小于30重量％且大于0重量％的R152a；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0％的R134a；以及等于或约为34重量％或者大于34重量％且小于100重量％的CF3I。
图13包括阴影区域222和画有阴影线的区域223、224。阴影区域示出了温度滑移大于1℃的可用组合物221的组成。画有阴影线的区域223、224示出了温度滑移等于或约为1.0℃或者小于1.0℃且大于0.5℃的可用组合物221的组成。在一些实施方案中，一组所需性质包括等于或约为或小于1℃的温度滑移。在这样的实施方案中，图13中的可用组合物221将包括不在阴影区域222内的那些组合物。在一些实施方案中，一组所需性质包括等于或约为或小于0.5℃的温度滑移。在这样的实施方案中，图13中的可用组合物221将包括不在阴影区域222或画有阴影线的区域223、224内的那些组合物。
在一个实施方案中，可用组合物220可以包括如图13和14中所示的优选组合物225。优选组合物225是不可燃的，GWP小于600，制冷能力等于或约为或小于R134a的制冷能力的110％，并且温度滑移为1℃以下。优选的制冷剂组合物225包含：等于或约为1重量％至等于或约为30重量％的R152a；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为33.9重量％至等于或约为78.6重量％的CF3I。在一个实施方案中，优选的制冷剂组合物225包含：等于或约为1重量％至等于或约为30重量％的R152a；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为34重量％至等于或约为79重量％的CF3I。
GWP小于600的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要GWP小于500的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于400的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于300的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于150的组合物。在这样的实施方案中，图13中示出的可用组合物221以及图13和14中示出的优选组合物225将包括具有所需GWP的那些组合物。
一组所需性质可以包括相对于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力为R134a的制冷能力的100％至110％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力为100％至105％的组合物。在一个实施方案中，需要制冷能力为R134a的制冷能力的105％至110％的组合物。在这样的实施方案中，图13中示出的可用组合物221以及图13和14中示出的优选组合物225将包括具有所需制冷能力的那些组合物。
基于在一个实施方案中所需的特定性质，可能需要在优选组合物225的范围内的特定组合物。例如，图14中的矩阵230确定了优选组合物225的组合物225A-225B，其具有在特定实施方案中可能需要的性质。组合物225A-225B是示例性的。
在一个实施方案中，可以选择组合物225A，因为它们的GWP小于200并且制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％。在一个实施方案中，可以选择组合物225B，因为它们的GWP小于150。在组合物225B中，在一个实施方案中可以选择组合物225B-1，因为它们的制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％。
图14包括画有阴影线的区域224、233。画有阴影线的区域224、233示出了温度滑移大于0.5℃的优选组合物225的组成。在一些实施方案中，一组所需性质包括等于或约为或小于0.5℃的温度滑移。在这样的实施方案中，图14中示出的优选组合物225将不包括画有阴影线的区域224、233内的那些组合物。因此，在这样的实施方案中，图14中示出的组合物225A-225D将包括不在画有阴影线的区域233内的那些组合物。
在一个实施方案中，制冷剂组合物的一组所需性质包括为不可燃的，GWP小于600，并且OEL为300ppm以上。基于这些所需性质，图15的矩阵240示出了R152a、R134a和CF3I的可用制冷剂组合物241的范围。可用制冷剂组合物241包含：等于或约为2重量％至等于或约为30重量％的R152a；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为33.9重量％至等于或约为74.2重量％的CF3I。在一个实施方案中，可用制冷剂组合物可以包含：等于或约为2重量％至等于或约为30重量％的R152a；等于或约为46重量％或者小于46重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为34重量％至等于或约为75重量％的CF3I。
如以上类似地讨论的，在确定CF3I的OEL大于所述时，可以修正OEL的线。应当理解，可以类似地修正所示和/或所述的范围。例如，如果确定OEL为大于165ppm的值，则CF3I的范围中的最大量可以更大。
GWP小于600的所需性质可以是不同的。在一个实施方案中，需要GWP小于500的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于400的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于300的组合物。在一个实施方案中，需要GWP小于150的组合物。在这样的实施方案中，图15中的可用组合物241将包括具有所需GWP的那些组合物。
一组所需性质可以包括相对于R134a的制冷能力。在一个实施方案中，可能需要制冷能力等于或约为或大于R134a的制冷能力的105％的组合物。在一个实施方案中，可能需要制冷能力为R134a的制冷能力的100％至110％的组合物。在一个实施方案中，可能需要制冷能力为R134a的制冷能力的100％至105％的组合物。在一个实施方案中，可能需要制冷能力为R134a的制冷能力的105％至110％的组合物。在这样的实施方案中，图15中的可用组合物241将包括具有所需制冷能力的那些组合物。
基于在一个实施方案中所需的特定性质，可能需要在矩阵240的可用组合物241的范围内的特定组合物。例如，图15的矩阵240确定了具有在特定实施方案中可能需要的性质的组合物241A-241C和245的范围。组合物241A-241C和245是示例性的。
在一个实施方案中，可以选择组合物241A、241B和241C，因为它们的OEL等于或约为或大于400ppm。在一个实施方案中，可以选择组合物241B和241C，因为它们的OEL等于或约为或大于400ppm以及GWP小于500。在一个实施方案中，可以选择组合物241C，因为它们的OEL为400ppm以上以及GWP小于400。组合物241A、241B和241C将是ASHRAEA类制冷剂，因为它们的OEL为400ppm以上。
在一个实施方案中，可用组合物241的组合物245可以是优选的，因为它们的GWP小于150。组合物245包含：等于或约为21.5重量％至等于或约为30重量％的R152a；等于或约为49重量％或者小于49重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为63.4重量％至等于或约为78.6重量％的CF3I。在一个实施方案中，组合物245可以包含：等于或约为21重量％至等于或约为30重量％的R152a；等于或约为49重量％或者小于49重量％且大于0重量％的R134a；以及等于或约为63重量％至等于或约为79重量％的CF3I。在组合物245中，在一个实施方案中可以选择组合物245A，因为它们的制冷能力为R134a的制冷能力的至少105％。在组合物245A中，在一个实施方案中可以选择组合物245A-1，因为其提供最大制冷能力。组合物245A-1为：以重量计，等于或约为21.5重量％的R152a、等于或约为9重量％的R134a和等于或约为69.5重量％的CF3I。以下表4示出了组合物245A-1的各种性质。
表4：组合物245A-1的性质
*性质是相对于R134a的(100％等于R134a)。
图15包括画有阴影线的区域242、243。画有阴影线的区域242、243示出了温度滑移大于0.5℃的可用组合物241的组成。在一些实施方案中，一组所需性质包括0.5℃以下的温度滑移。在这样的实施方案中，图15中示出的可用组合物241将包括不在画有阴影线的区域242、243内的那些组合物。类似地，在这样的实施方案中，组合物241A将包括不在画有阴影线的区域243内的那些组合物。
图16A-16D分别示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵250、260、270、280。类似于图12-15中的矩阵210、220、230、240，计算每个矩阵250、260、270、280中的组成。因此，R134a的轴线是与R152a的边平行的轴线(例如，水平的)，R152a的轴线平行于CF3I的边，并且CF3I的轴线平行于R134a的边。每个矩阵250、260、270、280都示出了R152a、R134a和CF3I的以10重量％增量的组合物的值(除了图16A、16B和16D中的100重量％的R134a)。并未示出图16A、16B和16D中100重量％的R134a的值，因为它们的值等于或约为零。例如，图16A中的组合物251对应于20重量％的R152a、70重量％的R134a和10重量％的CF3I的组合物。
图16A示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的性能系数(相对于R134a)的矩阵250。图16B示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的压缩机排气温度(以华氏温度计)(相对于R134a)的矩阵260。图16C示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的质量流率(相对于R134a)的矩阵270。图16D示出了R152a、R134a和CF3I的组合物的工作压力(以PSI计)(相对于R134a)的矩阵280。
制冷剂组合物的性能可以基于性能系数、压缩机排气温度、质量流率和工作压力中的一种或多种。在一个实施方案中，可能需要具有特定的性能系数(相对于R134a)、压缩机排气温度(相对于R134a)、质量流率(相对于R134a)和/或工作压力(相对于R134a)的组合物。在一个实施方案中，相对于R134a的性能系数大于97％的组合物可以是优选的。在一个实施方案中，产生等于或约为或小于20°F的相对于R134a的压缩机排气温度变化的组合物可以是优选的。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.5倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.2倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于R134a的质量流率的1.1倍的质量流率的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生等于或约为R134a的工作压力的工作压力的组合物。在一个实施方案中，可能需要产生小于20psid的相对于R134a的冷凝器工作压力变化的组合物。在一个实施方案中，制备制冷剂组合物的方法利用图12-15D中的一个或多个矩阵，使得制冷剂组合物具有一组所需性质。
应注意，所述制冷剂组合物可以包含一种或多种另外的组分。例如，另外的组分可以是杂质、润滑剂和制冷系统添加剂、示踪剂和紫外线(“UV”)染料和增溶剂。典型地，制冷剂组合物可以包含小于1重量％的这些另外的组分。取决于它们的组分，一些制冷剂组合物在传热回路中的特定位置或设备中可以具有小于约5重量％的一些添加剂，诸如润滑剂。在一个实施方案中，所述制冷剂组合物将具有上述范围，并且除组合物以外还将添加添加剂。
在一个实施方案中，制冷剂组合物可以包含一种或多种杂质。杂质可以是例如HVACR系统中使用的制冷剂或制冷剂掺合物。杂质可以是例如制冷润滑剂、来自HVACR系统的设备的颗粒(例如，金属粒子、金属盐、弹性体粒子)以及可能对工作流体产生不利影响的其他污染物。
在一个实施方案中，制冷剂组合物可以包含与制冷剂组合物相容的一种或多种润滑剂。例如，润滑剂可以是设计为与HFC和HFO一起使用并且与本文所述的制冷剂组合物相容的润滑剂。此外，润滑剂可以基于将使用制冷剂组合物的HVACR系统。例如，可以基于HVACR系统的设备(例如，图1中的压缩机2)和制冷剂可以暴露于其中的环境来选择润滑剂。制冷剂组合物可以包含在压缩制冷润滑领域中称为“矿物油”的那些润滑剂和/或称为“合成油”的那些润滑剂。
在一个实施方案中，制冷剂组合物可以包含一种或多种制冷系统添加剂，以例如增强润滑性和/或系统稳定性。制冷系统添加剂可以是例如抗磨剂、极压润滑剂、腐蚀或氧化抑制剂、金属表面钝化剂、稳定剂(例如，抗氧化剂、自由基清除剂、除水剂)、发泡和消泡剂控制剂或泄漏检测剂。
在一个实施方案中，制冷剂组合物可以包含一种或多种示踪剂。示踪剂可以用于检测是否已发生工作流体(包括制冷剂组合物)的任何稀释、污染或其他改变。在一个实施方案中，制冷剂组合物可以包含一种或多种UV染料。UV染料可以使人(例如，操作员、现场技术人员)观察HVACR系统中或附近的泄漏。由于一些UV染料在一些制冷剂组合物中的低溶解度，可以与UV染料一起包含增溶剂。
在一个实施方案中，可以改进HVACR系统中的制冷剂组合物。改进制冷剂组合物以具有一组所需性能。将制冷剂组合物改进，以便产生改进制冷剂组合物，其包含第一制冷剂、第二制冷剂和第三制冷剂。第一制冷剂是R134a，第二制冷剂是CF3I，并且第三制冷剂是R152a、R1234yf或R1234ze(E)。例如，在一个实施方案中待改进的制冷剂组合物可以包含R134a；R152a和CF3I的混合物；或HFO(R1234yf或R1234ze(E))和CF3I的混合物。
在一个实施方案中，HVACR采用包含R134a的制冷剂组合物，并且改进HVACR的制冷剂组合物的方法包括添加一定量的低GWP HFC或HFO以及添加一定量的CF3I。添加的低GWPHFC或HFO的量和添加的CF3I的量是产生具有一组所需性质的改进制冷剂组合物的量。
在其中添加的HFO是R1234yf的实施方案中，可以使用图2-6D中的矩阵来确定具有一组所需性质的改进组合物。在其中添加的HFO是R1234ze(E)的实施方案中，可以使用图7-11D中的矩阵来确定将具有一组所需性质的改进组合物。在其中添加R152a作为低GWP HFC的实施方案中，可以使用图12-16D中的矩阵来确定将具有一组所需性质的改进组合物。
在一个实施方案中，HVACR采用如下的制冷剂组合物，其是低GWP HFC和CF3I的混合物或HFO和CF3I的混合物，并且改进HVACR的制冷剂组合物的方法包括添加一定量的R134a。添加的R134a的量是产生具有所需性质的改进制冷剂组合物的量。
在其中HVACR采用R1234yf和CF3I的制冷剂组合物的实施方案中，可以使用图2-6D中的矩阵来确定具有一组所需性质的改进组合物。在其中HVACR采用作为R1234ze(E)和CF3I的混合物的制冷剂组合物的实施方案中，可以使用图7-11D中的矩阵来确定将具有一组所需性质的改进组合物。在其中HVACR采用作为R152a和CF3I的混合物的制冷剂组合物的实施方案中，可以使用图12-16D中的矩阵来确定将具有一组所需性质的改进组合物。
在一个实施方案中，制备用于HVACR系统的制冷剂组合物的方法包括选择第一制冷剂的量，选择CF3I的量，选择R134a的量，并且将所述量的第一制冷剂、CF3I和R134a混合。可以选择第一制冷剂、CF3I和R134a的量，使得制冷剂组合物具有一种或多种所需性质。所需性质可以是例如可燃性、GWP、OEL、温度滑移、性能系数、压缩机排气温度、质量流率或工作压力。
第一制冷剂是低GWP HFC或HFO。在一个实施方案中，HFO是R1234yf。在这样的实施方案中，利用图2-6D中的一个或多个矩阵，使得制冷剂组合物具有一种或多种所需性质。在一个实施方案中，低GWP HFC是R152a。在这样的实施方案中，利用图12-16D中的一个或多个矩阵，使得制冷剂组合物具有一种或多种所需性质。在一个实施方案中，HFO是R1234ze(E)。在这样的实施方案中，利用图7-11D中的一个或多个矩阵，使得制冷剂组合物具有一种或多种所需性质。
在一个实施方案中，所述方法可以包括选择适当量的一种或多种另外的组分(例如，润滑剂和制冷系统添加剂、示踪剂、紫外线染料、增溶剂)。
在一个实施方案中，选择第一制冷剂的量，使得制冷剂组合物的GWP小于600。在一个实施方案中，选择CF3I的量，使得制冷剂组合物是不可燃的。由于CF3I具有低GWP，所以在一个实施方案中，选择第一制冷剂的量也可以考虑选择的CF3I的量。在一个实施方案中，选择R134a的量以解决制冷剂组合物的制冷能力。
方面：
方面1-13中的任一项都可以与方面14-26中的任一项组合，并且方面14-17中的任一项可以与方面18-26中的任一项组合。
方面1.一种用于HVACR系统的不可燃制冷剂组合物，所述不可燃制冷剂组合物包含：
第一制冷剂，所述第一制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂中的一种；
CF3I；和
R134a制冷剂，其中
所述制冷剂组合物的全球增温潜势(GWP)小于600。
方面2.方面1的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的GWP小于150。
方面3.方面1或2的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物具有约为1.0℃或小于1.0℃的温度滑移。
方面4.方面1-3中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的职业接触限值为百万分之300以上。
方面5.方面1-4中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中所述第一制冷剂是R1234yf制冷剂。
方面6.方面1-5中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％。
方面7.方面1-6中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中
1234yf制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约2重量％至约68重量％，
CF3I约为或小于所述不可燃制冷剂组合物的63.7重量％，并且
R134a制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约9.8重量％至约46重量％。
方面8.方面1-6中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中
1234yf制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约13.5重量％至约85重量％，
CF3I小于所述不可燃制冷剂组合物的40.5重量％，并且
R134a制冷剂约为或小于所述不可燃制冷剂组合物的46重量％。
方面9.方面1-4中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中所述第一制冷剂是R1234ze(E)制冷剂。
方面10.方面1-4或9中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力。
方面11.方面1-4、9或10中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中
R1234ze(E)制冷剂约为或小于所述不可燃制冷剂组合物的54.8重量％，
CF3I为所述不可燃制冷剂组合物的约4.5重量％至约91.1重量％，并且
R134a制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约1.9重量％至约46重量％。
方面12.方面1-4、9或10中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中
R1234ze(E)制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约10重量％至约90重量％，
CF3I约为或小于所述不可燃制冷剂组合物的43.5重量％，并且
R134a制冷剂约为或小于所述不可燃制冷剂组合物的46重量％。
方面13.方面1-4中任一项的不可燃制冷剂组合物，其中
第一制冷剂是R152a制冷剂，所述R152a制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约1重量％至约30重量％，
CF3I为所述不可燃制冷剂组合物的约33.9重量％至约78.6重量％，并且
R134a制冷剂约为或小于所述不可燃制冷剂组合物的46重量％。
方面14.一种制备用于HVACR系统的制冷剂组合物的方法，所述方法包括：
将一定量的第一制冷剂、一定量的第二制冷剂和一定量的第三制冷剂混合，其中
所述第一制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂中的一种，所述第二制冷剂是CF3I，并且所述第三制冷剂是R134a制冷剂，并且
所述制冷剂组合物是不可燃的并且具有小于600的全球增温潜势(GWP)。
方面15.方面14的方法，其中选择所述第一制冷剂的量，使得所述制冷剂组合物的GWP小于150。
方面16.方面14或15的方法，其中所述制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％。
方面17.方面14-16中任一项的方法，其中所述制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力。
方面18.一种改进HVACR系统中的制冷剂组合物的方法，所述方法包括：
向所述制冷剂组合物添加一种或多种化合物，得到改进制冷剂组合物，所述改进制冷剂组合物为：
第一改进制冷剂组合物，其包含R152a制冷剂、CF3I和R134a制冷剂，或者
第二改进制冷剂组合物，其包含氢氟烯烃(HFO)制冷剂、CF3I和R134a制冷剂，所述HFO制冷剂为R1234yf或R1234ze(E)，其中
当所述改进制冷剂组合物为所述第一改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R134a制冷剂时，添加一种或多种化合物包括：
添加一定量的CF3I，使得所述改进制冷剂组合物是不可燃的，以及
添加一定量的R152a制冷剂，使得所述改进制冷剂组合物的全球增温潜势(GWP)小于600，或者
当所述改进制冷剂组合物为所述第一改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R152a制冷剂和CF3I时，添加一种或多种化合物包括：
添加一定量的R134a制冷剂以解决制冷能力，选择所述R134a制冷剂的量使得所述改进制冷剂组合物的GWP小于600，或者
当所述改进制冷剂组合物为所述第二改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R134a制冷剂时，添加一种或多种化合物包括：
向所述制冷剂组合物添加一定量的CF3I，使得所述改进制冷剂组合物是不可燃的，以及
向所述制冷剂组合物添加一定量的R152a制冷剂，使得所述改进制冷剂组合物的GWP小于600，或者
当所述改进制冷剂组合物为所述第二改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R152a制冷剂和CF3I时，添加一种或多种化合物包括：
添加一定量的R134a制冷剂以解决制冷能力，选择R134a的量使得所述改进制冷剂组合物的GWP小于600。
方面19.方面18的方法，其中所述改进制冷剂组合物包含R152a制冷剂、CF3I和R134a制冷剂。
方面20.方面18的方法，其中所述改进制冷剂组合物包含HFO制冷剂、CF3I和R134a制冷剂。
方面21.方面18或20的方法，其中HFO制冷剂是R1234yf制冷剂。
方面22.方面18或20的方法，其中HFO制冷剂是R1234ze(E)制冷剂。
方面23.方面18-22中任一项的方法，其中所述改进制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％。
方面24.方面18-23中任一项的方法，其中所述改进制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力。
方面25.方面18-24中任一项的方法，其中所述改进制冷剂组合物的温度滑移约为1℃或小于1℃。
方面26.方面18-25中任一项的方法，其中所述改进制冷剂组合物的GWP小于150。
本申请中公开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述指明；并且在权利要求的等同方案的含义和范围内的所有变化都打算包含在其中。

Claims (15)

1.一种用于HVACR系统的不可燃制冷剂组合物，所述不可燃制冷剂组合物包含：
第一制冷剂，所述第一制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂中的一种；
CF3I；和
R134a制冷剂，其中
所述制冷剂组合物的全球增温潜势(GWP)小于600。
2.权利要求1所述的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的GWP小于150。
3.权利要求1所述的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物具有约为1.0℃或小于1.0℃的温度滑移。
4.权利要求1所述的不可燃制冷剂组合物，其中所述第一制冷剂是R1234yf制冷剂。
5.权利要求4所述的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力。
6.权利要求1所述的不可燃制冷剂组合物，其中所述第一制冷剂是R1234ze(E)制冷剂。
7.权利要求6所述的不可燃制冷剂组合物，其中所述不可燃制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％。
8.权利要求1所述的不可燃制冷剂组合物，其中
所述第一制冷剂是R152a制冷剂，所述152a制冷剂为所述不可燃制冷剂组合物的约1重量％至约30重量％，
所述CF3I为所述不可燃制冷剂组合物的约33.9重量％至约78.6重量％，并且
所述R134a为所述不可燃制冷剂组合物的约46重量％或小于所述不可燃制冷剂组合物的46重量％。
9.一种制备用于HVACR系统的制冷剂组合物的方法，所述方法包括：
将一定量的第一制冷剂、一定量的第二制冷剂和一定量的第三制冷剂混合，其中
所述第一制冷剂是R152a制冷剂、R1234yf制冷剂或R1234ze(E)制冷剂中的一种，所述第二制冷剂是CF3I，并且所述第三制冷剂是R134a制冷剂，
所述制冷剂组合物是不可燃的并且具有小于600的全球增温潜势(GWP)。
10.权利要求9所述的方法，其中所述制冷剂组合物的GWP小于150。
11.权利要求9所述的方法，其中所述制冷剂组合物的制冷能力约为单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％或大于单独的R134a制冷剂的制冷能力的90％。
12.一种改进HVACR系统中的制冷剂组合物的方法，所述方法包括：
向所述制冷剂组合物添加一种或多种化合物，得到改进制冷剂组合物，所述改进制冷剂组合物为：
第一改进制冷剂组合物，其包含R152a制冷剂、CF3I和R134a制冷剂，或者
第二改进制冷剂组合物，其包含氢氟烯烃(HFO)制冷剂、CF3I和R134a制冷剂，所述HFO制冷剂为R1234yf或R1234ze(E)，其中
当所述改进制冷剂组合物为所述第一改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R134a制冷剂时，添加一种或多种化合物包括：
添加一定量的CF3I，使得所述改进制冷剂组合物是不可燃的，以及
添加一定量的R152a制冷剂，使得所述改进制冷剂组合物的全球增温潜势(GWP)小于600，或者
当所述改进制冷剂组合物为所述第一改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R152a制冷剂和CF3I时，添加一种或多种化合物包括：
添加一定量的R134a制冷剂以解决制冷能力，选择所述R134a制冷剂的量使得所述改进制冷剂组合物的GWP小于600，或者
当所述改进制冷剂组合物为所述第二改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含R134a制冷剂时，添加一种或多种化合物包括：
向所述制冷剂组合物添加一定量的CF3I，使得所述改进制冷剂组合物是不可燃的，以及
向所述制冷剂组合物添加一定量的HFO制冷剂，使得所述改进制冷剂组合物的GWP小于600，或者
当所述改进制冷剂组合物为所述第二改进制冷剂组合物并且所述制冷剂组合物包含HFO制冷剂和CF3I时，添加一种或多种化合物包括：
添加一定量的R134a制冷剂以解决制冷能力，选择R134a的量使得所述改进制冷剂组合物的GWP小于600。
13.权利要求12所述的方法，其中所述改进制冷剂组合物包含R152a制冷剂、CF3I和R134a制冷剂。
14.权利要求13所述的方法，其中所述改进制冷剂组合物包含HFO制冷剂、CF3I和R134a制冷剂。
15.权利要求14所述的方法，其中所述HFO制冷剂是R1234yf制冷剂。
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