CN111316049A - 热传递方法、系统和组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于提供如下类型的加热和/或冷却的方法,该类型的加热和/或冷却包括在多个重复循环中蒸发制冷剂液体和冷凝制冷剂蒸气,其中该方法包括(a)提供包含至少约5重量%的低级烷基碘氟烃的制冷剂;以及(b)在多个循环的至少一部分中,将制冷剂的至少一部分暴露于隔离材料,该隔离材料包含:i)铜或铜合金;ii)含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(优选沸石);iii)阴离子交换树脂,以及iv)上述两者或更多者的组合,其中暴露温度优选地高于约20C。
Description
相关申请的引用
本申请涉及并要求2017年9月19日提交的美国临时申请62/560,558和2017年11月17日提交的美国临时申请62/587,600的优先权权益,这两个美国临时申请中的每一个以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及用于使用碘氟烃制冷剂传递热的方法、系统和组合物,包括空调、制冷和热泵方法和系统。
背景技术
采用制冷剂的机械热传递系统及相关热传递装置(诸如热泵和空调)在本领域中公知用于工业、商业和家庭应用。某些氯氟烃(CFC)在20世纪30年代被开发用作此类系统的制冷剂。然而,自20世纪80年代以来,CFC对平流层臭氧层的影响已成为更多关注的焦点。在1987年,很多政府签署了旨在保护全球环境的蒙特利尔议定书(Montreal Protocol),为逐步淘汰CFC产品的使用制定了时间表。CFC要用环境上更能接受的含氢材料即某些氢氯氟烃(HCFC)所取代。然而,此蒙特利尔议定书的后续修正案加速了这些CFC的淘汰,也为HCFC的淘汰制定了时间表。
响应于对已在使用的CFC和HCFC的环境上更能接受的替代品的需求,工业界已开发出多种具有零臭氧损耗潜势的氢氟烃(HFC)。但是,随后发现许多这些相同的HFC具有高全球变暖潜能值,因此,工业界想要寻求在低全球变暖潜能值和低臭氧损耗方面都是环境可接受的替代制冷剂。
碘氟烃三氟碘甲烷(“CF3I”)被称为制冷剂,并且具有极低的全球变暖潜能值(GWP)和臭氧损耗潜势(ODP)。转让给本发明受让人的US2008/0116417公开了用于从包含氢氟烯烃和碘烃的热传递组合物中去除碘和碘离子的方法。‘417出版物公开了包含碘烃诸如CF3I的制冷剂可能导致此类化合物在温度和其他条件下暴露于制冷系统的某些部件,这些条件会促进碘、碘离子、有机基团和含碘无机酸的形成,这可能会对热传递系统的可靠性和/或系统中存在的任何润滑剂的稳定性产生负面影响。据称,这些不需要的碘和碘离子可通过使在热传递系统或汽车制冷系统中循环的组合物与金属浸渍的分子筛、金属浸渍的离子交换树脂、金属浸渍的粘土或金属浸渍的氧化铝接触,而从此类热传递组合物和汽车制冷组合物中去除。
尽管'417出版物中公开的方法、系统和组合物可能已在改进此类系统上取得了一定程度的成功,但申请人发现,对包含在内以便从组合物中去除不需要的离子的颗粒材料和材料组合的选择、和/或材料包含在系统和方法中的特定位置/方式、和/或组合物和材料接触的温度可能会产生令人惊讶且出乎意料的出色结果,继而产生令人惊讶且出乎意料的改进系统、方法和组合物,如下文所详细公开。
附图说明
图1A示意性地示出了根据本发明实施方案的隔离材料的位置。
图1B是示例性过滤器的示意图。
图2A是示例性蒸气压缩热传递系统的示意图,并且示意性地示出了根据本发明实施方案的隔离材料的位置。
图3A示意性地示出了根据本发明实施方案的隔离材料的位置。
图3B示意性地示出了根据本发明实施方案的隔离材料的位置。
图4是根据本公开的一个实施方案的过滤器组件的示意图。
图5示意性地示出了根据本发明实施方案的隔离材料的位置。
发明内容
本发明包括用于提供如下类型的热传递的方法,该类型的热传递包括在多个重复循环中蒸发制冷剂液体以产生制冷剂蒸气、在压缩机中压缩制冷剂蒸气的至少一部分以及冷凝制冷剂蒸气,所述方法包括:
(a)提供制冷剂,所述制冷剂包含至少约5重量%的低级烷基碘氟烃;
(b)任选地但优选地为所述压缩机提供润滑剂;以及
(b)在所述多个所述循环的至少一部分中,将所述制冷剂的至少一部分和/或所述润滑剂的至少一部分暴露于隔离材料,所述隔离材料包含:
i.铜或铜合金,
ii.活性氧化铝
iii.含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛,
iiv.阴离子交换树脂,
v.除湿材料,优选除湿分子筛,
以及
iv.以上两者或更多者的组合,
其中所述暴露温度优选地高于约10℃。为方便起见,根据本段落的用于传递热的方法在本文中被称为热传递方法1。
如本文所用,术语“低级烷基碘氟烃”意指具有1至4个碳原子和至少一个氟取代基和至少一个碘取代基的有机化合物。
如本文所用,术语“暴露温度”意指在制冷剂和隔离材料根据本方法的本暴露步骤接触时,制冷剂和/或隔离材料中任一者并且优选这两者的温度。
如本文所用,术语“制冷剂1”是指包含至少约5重量%的低级烷基碘氟烃的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂2”是指包含至少约5重量%的CF3I的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂3”是指包含约5重量%至约70重量%的低级烷基碘氟烃的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂4”是指包含约5重量%至约70重量%的CF3I的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂5”是指包含约20重量%至约70重量%的低级烷基碘氟烃的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂6”是指包含约20重量%至约70重量%的CF3I的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂7”是指包含约45重量%至约60重量%的低级烷基碘氟烃的制冷剂。
如本文所用,术语“制冷剂8”是指包含约45重量%至约60重量%的CF3I的制冷剂。
如本文所用,包含以下两者或更多者的隔离材料在本文中被称为隔离材料1:(i.)铜或铜合金;(ii.)活性氧化铝;(iii.)含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛;(iv.)阴离子交换树脂,以及(v.)除湿材料。
如本文所用,包含以下两者或更多者的隔离材料在本文中被称为隔离材料2:(i.)铜或铜合金;(ii.)活性氧化铝;(iii.)含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛;(iv.)阴离子交换树脂,以及(v.)除湿分子筛。
如本文所用,包含以下每一者的隔离材料在本文中被称为隔离材料3:(i.)铜或铜合金;(ii.)活性氧化铝;(iii.)含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛;(iv.)阴离子交换树脂,以及(v.)除湿材料。
如本文所用,包含以下两者或更多者的隔离材料在本文中被称为隔离材料4:(i.)铜或铜合金;(ii.)活性氧化铝;(iii.)含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛;(iv.)阴离子交换树脂,以及(v.)除湿分子筛。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递方法,该热传递方法包括热传递方法1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料4。
根据前述段落中每一项所述的热传递方法1,其中所述暴露温度高于约20℃。
根据前述段落中每一项所述的热传递方法1,其中所述暴露温度高于约30℃。
在一个优选的实施方案中,优选的是,除湿材料并且优选除湿分子筛位于制冷剂流中的其他隔离材料中每一者的下游的一点处。该优选布置可通过以下方式来实现:将尤其包括分子筛的单独的除湿材料放置在一种隔离材料的制冷剂的下游但在另一种隔离材料的上游的一点处,或者将尤其包括分子筛的除湿材料置于所有其他隔离材料的下游。
在本发明的其他方面,隔离材料1被构造成使得至少两种材料中的每一种一起包含在过滤元件中。如本文中使用的术语“过滤元件”是指其中每种隔离材料位于物理上紧密接近的位置并且优选地位于系统内基本上相同的位置处的任何装置、系统、制品或容器。
在本发明的其他方面,隔离材料1被构造成使得至少两种材料中的每一种一起包含在实芯中。如本文中使用的术语“实芯”是指相对多孔的固体,其中包含和/或嵌入有两种或更多种隔离材料,使得穿过所述任何实芯的流体可接触这些材料。在优选的实施方案中,一种或多种隔离材料基本上均匀地遍布于实芯中。
在优选的实施方案中,本发明的实芯包含在过滤元件中或构成过滤元件。
在本发明的其他方面,隔离材料1被构造成使得至少两种材料中的每一种被包含在实芯中。
在本发明的其他方面,隔离材料2被构造成使得至少两种材料中的每一种一起包含在过滤元件中。
在本发明的其他方面,隔离材料2被构造成使得所有材料被包含在实芯中。
在本发明的其他方面,隔离材料3被构造成使得至少两种材料中的每一种一起包含在过滤元件中。
在本发明的其他方面,隔离材料3被构造成使得所有材料被包含在实芯中。
在本发明的其他方面,隔离材料4被构造成使得至少两种材料中的每一种一起包含在过滤元件中。
在本发明的其他方面,隔离材料4被构造成使得所有材料被包含在实芯中。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法1的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明还包括用于如下类型的热传递的方法,该类型的热传递包括在多个重复循环中蒸发制冷剂液体和冷凝制冷剂蒸气,所述方法包括:
(a)提供制冷剂1;以及
(b)在所述多个所述重复循环的至少一部分中,将制冷剂1的至少一部分暴露于过滤元件或实芯中的隔离材料1
本发明还包括用于如下类型的热传递的方法,该类型的热传递包括在多个重复循环中蒸发制冷剂液体和冷凝制冷剂蒸气,所述方法包括:
(a)提供制冷剂;以及
(b)在所述多个所述重复循环的至少一部分中,将制冷剂的至少一部分暴露于本发明的隔离材料。出于方便的目的,根据本段落的方法在本文中被称为热传递方法2
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂1,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂2,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂3,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂4,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂5,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂6,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂7,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料1。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料2。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料3。。
本发明包括根据热传递方法2的热传递方法,其中制冷剂是制冷剂8,并且其中隔离材料是位于过滤元件和/或实芯中的隔离材料4。
本发明包括一种制冷系统,该制冷系统包括:
(a)在所述系统中循环的本发明的制冷剂,以及
(b)与所述制冷剂和/或所述润滑剂的至少一部分接触的隔离材料。根据本段落的制冷系统在本文中被称为制冷系统1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂1,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂1,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂1,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂1,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂2,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂3,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂4,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂5,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂6,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂7,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括制冷系统1,其中制冷剂是制冷剂8,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明还包括一种热传递制冷系统,该热传递制冷系统包括在已安装并运行至少约1年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含润滑剂和根据本发明的制冷剂,并且所述系统包括本发明的隔离材料,并且其中制冷剂和/或润滑剂的碘含量不大于基于制冷剂重量的约1100ppm和/或基于润滑剂重量的约1100ppm。根据本段落的热传递组合物在本文中被称为热传递系统1。
如本文所用,术语“已安装并运行”是指已根据本发明安装或修改的、处于常规运行状态的新设备和翻新设备。如本文所用,术语“常规运行”包括其中系统通常被关闭以进行维护和/或修理的时间段,以及系统通常不运行但将被认为处于服务状态的其他时间段。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂1,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂1,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂1,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂1,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂2,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂2,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂2,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂2,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂3,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂3,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂3,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂3,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂4,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂4,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂4,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂4,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂5,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂5,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂5,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂5,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂6,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂6,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂6,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂6,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂7,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂7,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂7,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂7,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂8,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料1。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂8,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料2。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂8,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料3。
本发明包括热传递系统1,其中制冷剂是制冷剂8,润滑剂包含POE,并且隔离材料是隔离材料4。
根据前述段落中每一项所述的热传递系统1,该热传递系统已安装并运行至少约2年的时间。
根据前述段落中每一项所述的热传递系统1,该热传递系统已安装并运行至少约5年的时间。
根据前述段落中每一项所述的热传递系统1,其中制冷剂和/或润滑剂的氟含量不大于基于制冷剂重量的约500ppm和/或基于润滑剂重量的500ppm。
本发明的优选热传递组合物优选地是不可燃的。如本文所用,术语“不可燃”是指在ASHRAE标准34-2013所述和Appendix B1至ASHRAE标准34-2013所述的条件下,根据ASTM标准E-681-2001被测为不可燃的化合物或组合物。
具体实施方式
方法
如上所述,本发明包括用于传递热的方法,该方法包括在多个重复循环中蒸发制冷剂液体和冷凝制冷剂蒸气。因此,本发明的方法方面广义地包括任何和所有此类方法,包括蒸气压缩制冷、吸收制冷、朗肯循环和散热管。在这些方法的每一种中,制冷剂行进或输送通过循环,该循环涉及使制冷剂暴露于各种温度、压力、结构材料和热传递组合物的其他组分,例如就包括润滑压缩机的压缩制冷系统而言,暴露于润滑剂。由于暴露于此类条件,包含至少5重量%的低级烷基碘氟烃、优选CF3I的本发明制冷剂往往会产生降解产物,例如碘化物(I-)、碘(I2)和氟化物(F-),这会对热传递系统的可靠性和/或系统中存在的任何润滑剂的稳定性产生负面影响。
因此,本方法的优选实施方案包括以下步骤:将制冷剂的至少一部分,优选地基本上所有制冷剂,甚至更优选地在系统中循环的所有制冷剂,并且甚至更优选地在系统中循环的基本上所有热传递组合物暴露于本发明的隔离材料。申请人发现,通过执行所述暴露步骤以使其暴露温度为至少约10℃,更优选至少约20℃,或优选至少约30℃,可以在此类方法中实现意料不到的优点。尽管预期暴露步骤中制冷剂的温度可为至少约10℃、20℃或30℃,或者隔离材料的温度为至少约10℃、20℃或30℃,但通常优选的是,在给定的暴露步骤中,在制冷剂与隔离材料接触的时间的至少相当大部分期间并且优选基本上全部期间,制冷剂和隔离材料均处于至少约10℃、20℃或30℃的温度下。
本方法的优选实施方案还包括隔离材料,该隔离材料包含至少以下项的组合:i.活性氧化铝;ii.含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛;iii.阴离子交换树脂,以及iv.除湿材料,优选除湿分子筛。申请人发现,即使当暴露温度低于约10℃、20℃或30℃时,这种组合也会产生意料不到的优点。
在本发明的优选实施方案中,热传递方法包括形成制冷剂流体的料流或流或主体和/或形成制冷剂流体的料流或流或主体,并且在此类优选实施方案中,本发明的暴露步骤包括将一定量或体积并且优选固定体积的本发明隔离材料置于所述料流或流或主体中的一种或多种中,使得制冷剂和/或润滑剂流经、流过或以其他方式与隔离材料紧密接触。在此类实施方案中的某些优选实施方案中,隔离材料所位于的料流或流包括作为制冷循环的一部分的料流或流。例如,并且如本文别处更全面地解释,暴露步骤可包括将固定体积的隔离材料置于蒸气压缩系统的压缩机排放料流中,优选地,其中所述压缩机排放温度为至少约10℃,更优选至少约20℃,或优选至少约30℃。在其他实施方案中,预期暴露步骤包括获取在热传递循环中循环的制冷剂的支流或侧流,并将该支流或侧流暴露于隔离材料,优选地,在料流或侧流处于至少约10℃,更优选20℃,甚至更优选至少约30℃的温度的情况下,将支流或侧流返回到循环制冷剂中,所述支流或侧流在被吸入的下游处返回、在被吸入的上游处返回,或者在下游返回一部分并在上游返回一部分。在其他或补充实施方案中,可从低于约10℃、或约20℃、或低于30℃的制冷剂料流中获取支流或侧流,并将支流或侧流加热至高于约10℃、或约20℃、或高于约30℃,然后暴露于隔离材料并且/或者将隔离材料保持在高于约10℃、或20℃、或高于约30℃的温度。在其他实施方案中,暴露步骤可包括将隔离材料溶解或悬浮或者将隔离材料置于在制冷循环或制冷循环的子部分中循环的制冷剂和/或润滑剂的料流或流的至少一部分中。在这种情况下,隔离材料可以是单独的固定体积,也可以不是单独的固定体积,而是随制冷剂一起和/或在制冷剂循环和/或润滑剂循环的至少一部分期间并且优选地在其中制冷剂温度或润滑剂温度为至少约10℃、或约20℃、更优选至少约30℃的循环的一部分期间行进。
在其中热传递系统包括油分离器的本发明的实施方案中,隔离材料中的一种或多种包含:i.活性氧化铝;ii.含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛;iii.阴离子交换树脂;以及iv.除湿材料,优选除湿分子筛,并且在优选的实施方案中,所有这些材料可以一起置于油分离器内部,或者在一些情况下可以置于油分离器的外部的下游处,使得液体润滑剂与隔离材料接触,如图5所示。本发明还包括位于离开冷凝器的制冷剂液体中的一种或多种材料。
对于包括压缩根据本发明的制冷剂蒸气并随后冷凝压缩的制冷剂料流的步骤的本发明方法,隔离材料的至少一部分并且在优选的实施方案中基本上全部存在于压缩机排放制冷剂料流中,即排放管线中,并且优选地,在这样的位置中的暴露温度为约70℃至约140℃。在其他实施方案中,隔离材料的至少一部分并且在优选的实施方案中基本上全部存在于离开冷凝器的液体制冷剂中,并且隔离材料所暴露的温度可为约10℃至约80℃。在其他实施方案中,隔离材料的至少一部分并且在优选的实施方案中基本上全部存在于压缩机的吸入管线中,并且在这种情况下隔离材料所暴露的温度可为约-30℃至约30℃。
因此,在优选的实施方案中,暴露步骤在约50℃至约140℃、更优选约70℃至约140℃的温度下执行。
在优选的实施方案中,暴露步骤在约20℃至约80℃或约-30℃至约20℃的温度下执行,并且在此类实施方案中,隔离材料优选包含以下项的组合:
i.活性氧化铝
ii.含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛,
iii.阴离子交换树脂,以及
iv.除湿材料,优选除湿分子筛。
根据本发明的各方面的方法使用的优选热传递组合物和隔离材料将在下文详细描述。
隔离材料
隔离材料可包含下列中的一者或多者:a)铜或铜合金;b)含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(优选沸石),c)阴离子交换树脂,d)除湿材料,e)以及活性氧化铝,或者这些材料中的任两者或更多者的组合
a.铜/铜2合金隔离材料
隔离材料可以是铜或铜合金,优选铜。
除铜之外,铜合金还可包含一种或多种其他金属,例如锡、铝、硅、镍或它们的组合。另选地或除此之外,铜合金可包含一种或多种非金属元素,例如碳、氮、硅、氧或它们的组合。
应当理解,铜合金可包含变化量的铜。例如,基于铜合金的总重量,铜合金可包含至少约5重量%、至少约15重量%、至少约30重量%、至少约50重量%、至少约70重量%或至少约90重量%的铜。还应当理解,基于铜合金的总重量,铜合金可包含约5重量%至约95重量%、约10重量%至约90重量%、约15重量%至约85重量%、约20重量%至约80重量%、约30重量%至约70重量%或约40重量%至约60重量%的铜。
另选地,铜可以用作隔离材料。铜金属可包含杂质水平的其他元素或化合物。例如,铜金属可包含至少约99重量%,更优选至少约99.5重量%,更优选至少约99.9重量%的元素铜。
铜或铜合金可以是允许制冷剂与铜或铜合金的表面接触的任何形式。优选地,铜或铜合金的形式被选择用于使铜或铜合金的表面积最大化(即,使与制冷剂接触的面积最大化)。
例如,金属可以是网片、绒线、球体、圆锥体、圆柱体等的形式。术语“球体”是指其中最大直径与最小直径之间的差值为最大直径的约10%或更小的三维形状。
铜或铜合金的BET表面积可为至少约10m2/g、至少约20m2/g、至少约30m2/g、至少约40m2/g或至少约50m2/g。BET表面积可根据ASTM D6556-10测量。
当隔离材料包括铜或铜合金时,铜或铜合金的BET表面积可为每kg制冷剂约0.01至约1.5m2,优选地为每kg制冷剂约0.02至约0.5m2。
例如,铜或铜合金的表面积可为每kg制冷剂约0.08m2。
b.沸石分子筛隔离材料
隔离材料可包括沸石分子筛。沸石分子筛包含铜、银、铅或它们的组合,优选至少银。
在优选的实施方案中,基于沸石的总重量,沸石分子筛包含量为约1重量%至约30重量%或优选地为约5重量%至约20重量%的金属,并且优选地在某些实施方案中包含银。
金属(即,铜、银和/或铅)可以单一氧化态或多种氧化态存在(例如,铜沸石可同时包含Cu(I)和Cu(II))。
沸石分子筛可包含除银、铅和/或铜之外的金属。
沸石可具有在其最大维度上的尺寸为约5至的开口。例如,沸石可具有在其最大维度上的尺寸为约或更小的开口。优选地,沸石具有在其最大维度上的尺寸为约15至约的开口。沸石诸如IONSIV D7310-C具有活化位点,申请人已发现其能够根据本发明有效地去除特定分解产物。
当隔离材料包括含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛时,相对于待处理的热传递系统中的分子筛(例如,沸石)、制冷剂和润滑剂(如果存在)的总量,分子筛(例如,沸石)可以约1重量%至约30重量%,例如约2重量%至约25重量%的量存在。
在优选的实施方案中,隔离材料包括含有银的沸石分子筛,并且在此类实施方案中,基于待处理的热传递系统中的分子筛(例如,沸石)和润滑剂的总量,分子筛可以每100重量份的润滑剂(pphl)至少5%重量份(pbw)、优选约5pbw至约30pbw或约5pbw至约20pbw的量存在。已发现,如本段落所述的优选实施方案具有从如本文所述的热传递组合物中去除氟化物的卓越能力。此外,在如本段落所述的此类优选实施方案中,基于沸石的总重量,存在于分子筛中的银的量为约1重量%至约30重量%,或者优选地为约5重量%至约20重量%。
在优选的实施方案中,隔离材料包括含有银的沸石分子筛,并且在此类实施方案中,相对于待处理的热传递系统中的分子筛(例如,沸石)和润滑剂的总量,分子筛(例如,沸石)可以按重量计至少10pphl、优选约10pphl至约30pphl或约10pphl至约20pphl的量存在。已发现,如本段落所述的优选实施方案具有从如本文所述的热传递组合物中去除碘化物的卓越能力。此外,在如本段落所述的此类优选实施方案中,基于沸石的总重量,存在于分子筛中的银的量为约1重量%至约30重量%,或者优选地为约5重量%至约20重量%。
在优选的实施方案中,隔离材料包括含有银的沸石分子筛,并且在此类实施方案中,相对于待处理的热传递系统中的分子筛和润滑剂的总量,分子筛可以按重量计至少pphl、优选约15pphl至约30pphl或约15pphl至约20pphl的量存在。已发现,如本段落所述的优选实施方案具有降低如本文所述的热传递组合物中的TAN含量的卓越能力。此外,在如本段落所述的此类优选实施方案中,基于沸石的总重量,存在于分子筛中的银的量为约1重量%至约30重量%,或者优选地为约5重量%至约20重量%。
优选地,相对于系统中的分子筛和润滑剂的总量,沸石分子筛以至少约15pphl或至少约18pphl的量存在。因此,相对于系统中存在的分子筛和润滑剂的总量,分子筛可以约15pphl至约30pphl或约18pphl至约25pphl的量存在。
应当理解,相对于系统中的分子筛和润滑剂的总量,沸石可以约5pphl或约21pphl的量存在。
本文所述的沸石分子筛的量是指分子筛的干重。如本文所用,术语隔离材料的“干重”意指该材料具有50ppm或更少的水分。
c.阴离子交换树脂
隔离材料可包含阴离子交换树脂。
优选地,阴离子交换树脂是强碱性阴离子交换树脂。强碱性阴离子交换树脂可以是1型树脂或2型树脂。优选地,阴离子交换树脂是1型强碱性阴离子交换树脂。
阴离子交换树脂通常包含带正电的基质和可交换的阴离子。可交换的阴离子可以是氯阴离子(Cl-)和/或氢氧根阴离子(OH-)。
阴离子交换树脂可以任何形式提供。例如,阴离子交换树脂可以小珠形式提供。干燥时,小珠在其最大维度上的尺寸可为约0.3mm至约1.2mm。
当隔离材料包含阴离子交换树脂时,基于系统中阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂可以约1pphl至约60pphl、或约5pphl至约60pphl、或约20pphl至约50pphl、或约20pphl至约30pphl、或约1pphl至约25pphl,例如约2pphl至约20pphl的量存在。
优选地,相对于系统中的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂以至少约10pphl或至少约15pphl的量存在。因此,相对于系统中的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂可以约10pphl至约25pphl或约15pphl至约20pphl的量存在。
应当理解,基于系统中存在的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂可以约4pphl或约16pphl的量存在。
申请人发现,工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂、尤其包括以商品名AmberlystA21(游离碱)出售的材料具有作为隔离材料的意料不到的有利能力。如本文所用,术语弱碱性阴离子树脂是指游离碱形式的树脂,其优选地被叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上包含自由的孤对电子,这使其在酸的存在下易于质子化。在优选的实施方案中,如根据本发明使用的离子交换树脂被酸质子化,然后吸引并结合阴离子抗衡离子以完全去除酸,而不会使任何其他物质返回溶液。
Amberlyst A21是一种优选材料,因为申请人发现它是有利的,这是因为它提供了大孔结构,使其在物理上非常稳定,并且不易破损,并且申请人还发现它可以在相当长的时间段内、优选包括在系统的使用寿命内承受制冷系统的高流速。
本文所述的阴离子交换树脂的量是指阴离子交换树脂的干重。如本文所用,术语隔离材料的“干重”意指该材料具有50ppm或更少的水分。
如本文所用,特定隔离材料的pphl意指基于系统中的该特定隔离材料和润滑剂的总重量计,按重量计每一百特定隔离材料中的份数。
d.除湿材料
优选的隔离材料是除湿材料。在优选的实施方案中,除湿材料包括除湿分子筛、基本上由除湿分子筛组成或由除湿分子筛组成。优选的除湿分子筛包括通常被称为铝硅酸钠分子筛的那些,并且这种材料优选地为具有二氧化硅和氧化铝四面体的三维互连网络的结晶金属铝硅酸盐。申请人发现,这种材料能够在本发明的系统中有效去除水分,并且最优选地根据孔径被分类为3A、4A、5A和13X型。
除湿材料、特别是除湿分子筛、甚至更优选地铝硅酸钠分子筛的量优选地为按重量计约15pphl至约60pphl,甚至更优选地为按重量计约30pphl至45pphl。
e.活性氧化铝
申请人已发现,根据本发明有效并且可商购获得的活性氧化铝的示例包括由巴斯夫以商品名F200和霍尼韦尔/UOP以商品名CLR-204出售的那些钠活性氧化铝。申请人已发现,一般而言,活性氧化铝特别是上述钠活性氧化铝对于隔离本发明的制冷剂组合物和热传递方法及系统所产生的酸性有害物质的类型特别有效。
当隔离材料包含活性氧化铝时,活性氧化铝可以按重量计约1pphl至约60pphl或约5pphl至约60pphl的量存在。
f.隔离材料的组合
本发明的组合物可包含隔离材料的组合。
例如,隔离材料可包含至少(i)铜或铜合金,以及(ii)含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)。
在产生意料不到的结果的优选实施方案中,包括当在高于和低于30℃的温度下进行暴露时,隔离材料可包含(i)含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石),以及(ii)阴离子交换树脂。
另选地,隔离材料可包含(i)铜或铜合金,以及(ii)阴离子交换树脂。
当隔离材料的组合包含阴离子交换树脂时,基于系统中的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂优选地以约1pphl至约25pphl,例如约2pphl至约20pphl的量存在。
优选地,当隔离材料的组合包含阴离子交换树脂时,基于系统中存在的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂以至少约10pphl或至少约15pphl的量存在。因此,相对于系统中存在的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂可以约10pphl至约25pphl或约15pphl至约20pphl的量存在。
应当理解,相对于系统中存在的阴离子交换树脂和润滑剂的总量,阴离子交换树脂可以约4pphl或约16pphl的量存在。
本文所述的阴离子交换树脂的量是指阴离子交换树脂的干重。如本文所用,术语隔离材料的“干重”意指该材料具有50ppm或更少的水分。
当隔离材料的组合包含含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)时,基于系统中存在的分子筛(例如,沸石)和润滑剂的总量,分子筛(例如,沸石)可以约1pphl至约30pphl,诸如约2pphl至约25pphl的量存在。
优选地,当隔离材料的组合包含分子筛(例如,沸石)时,相对于系统中存在的分子筛(例如,沸石)和润滑剂的总量,分子筛(例如,沸石)以至少约15pphl或至少约18pphl的量存在。因此,相对于系统中存在的分子筛(例如,沸石)和润滑剂的总量,分子筛(例如,沸石)可以约15pphl至约30pphl或约18pphl至约25pphl的量存在。
应当理解,基于系统中存在的分子筛(例如,沸石)和润滑剂的总量,分子筛(例如,沸石)可以约5pph或约21pphl的量存在。
本文所述的分子筛(例如,沸石)的量是指金属沸石的干重。
当隔离材料的组合包含铜或铜合金时,铜或铜合金的表面积可为每kg制冷剂约0.01m2至约1.5m2,或每kg制冷剂约0.02m2至约0.5m2。
应当理解,铜或铜合金的表面积可为每kg制冷剂约0.08m2。
当存在隔离材料的组合时,所述材料可以相对于彼此的任何比率提供。
例如,当隔离材料包含阴离子交换树脂和分子筛(例如,沸石)时,阴离子交换树脂与分子筛(例如,沸石)的重量比(干燥时)优选地在约10:90至约90:10、约20:80至约80:20、约25:75至约75:25、约30:70至约70:30或约60:40至约40:60的范围内。阴离子交换树脂与金属沸石的示例性重量比包括约25:75、约50:50和约75:25
因此,本发明的系统优选地包括与根据本发明的制冷剂的至少一部分接触的隔离材料,其中所述隔离材料的温度和/或所述制冷剂的温度在所述接触时处于优选地为至少约10℃的温度,其中隔离材料优选地包含:
阴离子交换树脂
活性氧化铝
用于除湿的分子筛
除湿材料,优选除湿分子筛,
以上材料的组合。
如本申请中所用,术语“与至少一部分接触”在其广义含义上旨在包括所述隔离材料中的每一种和隔离材料的任何组合与系统中制冷剂的相同或独立部分接触,并且旨在包括但不一定限于每种类型或特定隔离材料为以下情况的实施方案:(i)与每种其他类型或特定材料(如果存在)物理上处在一起;(ii)与每种其他类型或特定材料(如果存在)物理上分开,以及(iii)其中两种或更多种材料物理上处在一起以及至少一种隔离材料物理上与至少一种其他隔离材料物理上分开的组合。
制冷剂
基于组合物中的所有制冷剂组分,根据本发明使用的制冷剂组合物包含至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,更优选至少约5重量%的CF3I。
在优选的实施方案中,制冷剂包含至少约30重量%或至少约50重量%的低级烷基碘氟烃,更优选至少约30重量%的CF3I,或至少约50重量%的CF3I。
制冷剂组合物可包含选自由以下项组成的组的一种或多种共制冷剂:HFC-32(二氟甲烷)、HFC-125(五氟乙烷)、HFC-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)、二氧化碳、反-HFO-1234ze(反-1,3,3,3-四氟丙烯)、反-HFO-1233zd(反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)、HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷)以及它们的组合。
优选地,制冷剂包含至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的低级烷基碘氟烃,或者至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的CF3I,以及至少一种附加共制冷剂化合物,所述至少一种附加共制冷剂优选地选自由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-227ea、反-HFO-1234ze、反-HFO-1233zd、CO2以及它们的组合组成的组。
优选地,制冷剂基本上由低级烷基碘氟烃优选CF3I,以及至少一种选自由以下项组成的组的附加化合物组成:HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-227ea、反-HFO-1234ze、反-HFO-1233zd、CO2以及它们的组合。应当理解,在优选的实施方案中,制冷剂可以由低级烷基碘氟烃组成,或者可以由CF3I组成。制冷剂可以基本上由低级烷基碘氟烃组成,或者可以基本上由CF3I组成。
制冷剂优选地具有不大于约700、优选不大于约300、更优选不大于约150、甚至更优选不大于约100的全球变暖潜能值(GWP)。
制冷剂优选地具有不大于约0.05、更优选不大于约0.02、甚至更优选约零的臭氧损耗潜势。
根据ASTM标准E-681-2001,在ASHRAE标准34-2013中所述和ASHRAE标准34-2013的附录B1中所述的条件下,制冷剂优选地是不可燃的。
另外,制冷剂优选地具有大于约400的职业暴露限值(OEL)。
i.CF3I和HFC-32的共混物
所述方法以及系统和组合物包括包含CF3I和HFC-32的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I和HFC-32,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约60重量%至约66重量%的CF3I和约34重量%至约40重量%的HFC-32。优选地,制冷剂包含约36%的HFC-32和约64%的CF3I,或者约38重量%的HFC-32和约62重量%的CF3I。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I和HFC-32组成。制冷剂可以由CF3I和HFC-32组成。
因此,本发明包括基本上由CF3I和HFC-32组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I和HFC-32组成。
本发明包括基本上由约60重量%至约66重量%的CF3I和约34重量%至约40重量%的HFC-32组成的制冷剂。在优选的实施方案中,制冷剂基本上由约36重量%的HFC-32和约64重量%的CF3I或者约38重量%的HFC-32和约62重量%的CF3I组成。根据本段落的制冷剂可以由CF3I和HFC-32组成。
ii.CF3I、HFC-32和HFC-125的共混物
所述方法以及系统和组合物包括包含CF3I、HFC-32和HFC-125的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-32和HFC-125,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约39.5重量%至约45.5重量%的CF3I、约42重量%至约48重量%的HFC-32和约6.5重量%至约12.5重量%的HFC-125。优选地,制冷剂包含约41重量%至约43重量%的CF3I、约45.5重量%至约46.5重量%的HFC-32和约11.5重量%至约12.5重量%的HFC-125。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-32和HFC-125组成。制冷剂可以由CF3I、HFC-32和HFC-125组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-32和HFC-125组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32和HFC-125组成。
本发明包括基本上由约39.5重量%至约45.5重量%的CF3I、约42重量%至约48重量%的HFC-32和约6.5重量%至约12.5重量%的HFC-125组成的制冷剂。优选地,制冷剂基本上由约41重量%至约43重量%的CF3I、约45.5重量%至约46.5重量%的HFC-32和约11.5重量%至约12.5重量%的HFC-125组成。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32和HFC-125组成。
iii.CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd的共混物
所述方法以及系统和组合物包括包含CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约15重量%至约21重量%的CF3I、约77重量%至约83重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。
优选地,制冷剂包含约18重量%至约21重量%的CF3I、约77重量%至约80重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。制冷剂可以由CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
本发明包括基本上由CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
还公开了基本上由约15重量%至约21重量%的CF3I、约77重量%至约83重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd组成的制冷剂。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。制冷剂可以由CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
优选地,制冷剂基本上由约18重量%至约21重量%的CF3I、约77重量%至约80重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd组成。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
iv.CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd的共混物
所述方法以及系统和组合物包括包含CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约6.6重量%至约20.6重量%的CF3I、约4.4重量%的HFC-227ea、约73重量%至约87重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。
优选地,制冷剂包含约7.6重量%至约11.6重量%的CF3I、约4.4重量%的R227ea、约82重量%至约86重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。制冷剂可以由CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
还公开了基本上由约6.6重量%至约20.6重量%的CF3I、约4.4重量%的HFC-227ea、约73重量%至约87重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd组成的制冷剂。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
优选地,制冷剂基本上由约7.6重量%至约11.6重量%的CF3I、约4.4重量%的R227ea、约82重量%至约86重量%的反-HFO-1234ze和约1重量%至约2重量%的反-HFO-1233zd组成。优选地,反-HFO-1233zd以约2重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-227ea、反-HFO-1234ze和反-HFO-1233zd组成。
v.CF3I和HFO-1234yf的共混物
所述方法以及系统和组合物包括包含CF3I和HFO-1234yf的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I和HFO-1234yf,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约28重量%至约32重量%的CF3I和约68重量%至约72重量%的HFO-1234yf。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I和HFO-1234yf组成。制冷剂可以由CF3I和HFO-1234yf组成。
因此,公开了基本上由CF3I和HFO-1234yf组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I和HFO-1234yf组成。
本发明包括基本上由约28重量%至约32重量%的CF3I和约68重量%至约72重量%的HFO-1234yf组成的制冷剂。根据本段落的制冷剂可以由CF3I和HFO-1234yf组成。
vi.CF3I、HFC-32和HFO-1234yf的共混物
所述方法以及系统和组合物包括可包含CF3I、HFC-32和HFO-1234yf的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-32和HFO-1234yf,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-32和HFO-1234yf组成。制冷剂可以由CF3I、HFC-32和HFO-1234yf组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-32和HFO-1234yf组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32和HFO-1234yf组成。
vii.CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf的共混物
所述方法以及系统和组合物包括可包含CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约33重量%至约41重量%的CF3I、约38重量%至约48重量%的HFC-32、约6重量%至约12重量%的HFC-125和约2重量%至约12重量%的HFO-1234yf。
优选地,制冷剂包含约34重量%至约36重量%的CF3I、约46重量%至约48重量%的HFC-32、约11重量%至约12重量%的HFC-125和约5重量%至约7重量%的HFO-1234yf。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf组成。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf组成。
本发明包括基本上由约33重量%至约41重量%的CF3I、约38重量%至约48重量%的HFC-32、约6重量%至约12重量%的HFC-125和约2重量%至约12重量%的HFO-1234yf的制冷剂。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf组成。
优选地,制冷剂基本上由约34重量%至约36重量%的CF3I、约46重量%至约48重量%的HFC-32、约11重量%至约12重量%的HFC-125和约5重量%至约7重量%的HFO-1234yf组成。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和HFO-1234yf组成。
viii.CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze的共混物
所述方法以及系统和组合物包括可包含CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
另选地,制冷剂可包含约40重量%至约49重量%的HFC-32、约6重量%至约12重量%的HFC-125、约33重量%至约40重量%的CF3I和约2重量%至约12重量%的反-HFO-1234ze。
优选地,制冷剂包含约46.5重量%至约48.5重量%的HFC-32、约10.5重量%至约12重量%的HFC-125、约34.5重量%至约36.5重量%的CF3I和约2重量%至约5重量%的反-HFO-1234ze。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze组成。制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze组成。
本发明包括基本上由约40重量%至约49重量%的HFC-32、约6重量%至约12重量%的HFC-125、约33重量%至约40重量%的CF3I和约2重量%至约12重量%的反-HFO-1234ze组成的制冷剂。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze组成。
优选地,制冷剂基本上由约46.5重量%至约48.5重量%的HFC-32、约10.5重量%至约12重量%的HFC-125、约34.5重量%至约36.5重量%的CF3I和约2重量%至约5重量%的反-HFO-1234ze组成。根据本段落的制冷剂可以由CF3I、HFC-32、HFC-125和反-HFO-1234ze组成。
ix.CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf的共混物
所述方法以及系统和组合物包括可包含CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf组成。制冷剂可以由CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。制冷剂可以由CF3I、HFC-32、CO2和HFO-1234yf组成。
x.CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf的共混物
所述方法以及系统和组合物包括可包含CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf的制冷剂。组分中的每一种可以大范围的量存在于制冷剂中。
例如,制冷剂可包含CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。
应当理解,制冷剂可以基本上由CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf组成。制冷剂可以由CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf组成。
本发明包括基本上由CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf组成的制冷剂,其中CF3I以至少约5重量%、至少约30重量%或至少约50重量%的量存在。制冷剂可以由CF3I、HFC-134a和HFO-1234yf组成。
润滑剂
本发明的热传递组合物包含如本文所述的制冷剂和任选地至少一种润滑剂。优选地,至少一种润滑剂存在于本发明的热传递组合物中。
当存在时,润滑剂可以选自由多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)、矿物油、烷基苯(AB)、聚乙烯醚(PVE)和聚(α-烯烃)(PAO)以及它们的组合组成的组。
优选地,当存在时,润滑剂为多元醇酯(POE)。优选地,存在润滑剂并且是POE。
基于本发明的热传递组合物中的所有组分,润滑剂可以约10重量%至约60重量%、约20重量%至约50重量%、约20重量%至约40重量%、约20重量%至约30重量%、约30重量%至约50重量%或约30重量%至约40重量%的量存在于热传递组合物中。
市售矿物油包括得自Witco的Witco LP 250(注册商标),得自Witco的Suniso3GS,以及得自Calumet的Calumet R015。市售的烷基苯润滑剂包括得自Shrieve Chemical的Zerol 150(注册商标)和Zerol 300(注册商标)。市售的酯包括以商品名Emery 2917(注册商标)和Hatcol 2370(注册商标)获得的新戊二醇二壬酸酯。
稳定剂
本发明的热传递组合物包含如本文所述的制冷剂,并且还可包含稳定剂。优选地,稳定剂选自由主要抗氧化剂、自由基清除剂、次要抗氧化剂以及它们的组合。
合适的主要抗氧化剂的示例包括酚化合物。
酚化合物可以是受阻酚。酚可以是选自以下的一种或多种化合物:4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚);4,4'-双(2,6-二叔丁基苯酚);2,2-或4,4-联苯二醇,包括4,4'-双(2-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2-或4,4-联苯二醇的衍生物;2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚);2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);4,4-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚);4,4-异亚丙基双(2,6-二叔丁基苯酚);2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-壬基苯酚);2,2'-异亚丁基双(4,6-二甲基苯酚);2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚);2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT);2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚;2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚;2,6-二叔-α-二甲基氨基-对甲酚;2,6-二叔丁基-4(N,N'-二甲基氨基甲基苯酚);4,4'-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚);4,4'-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);双(3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苄基)硫化物;双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫化物、生育酚、对苯二酚、2,2'6,6'-四叔丁基-4,4'-亚甲基二酚和叔丁基对苯二酚。优选地,酚化合物是BHT。
相对于热传递组合物中的组分诸如制冷剂和润滑剂(如果存在的话)的总量,酚化合物可以约0.001重量%至约5重量%、优选约0.01重量%至约2重量%、更优选约0.1重量%至1重量%的量在热传递组合物中提供。
合适的自由基清除剂的示例包括基于二烯的化合物。
基于二烯的化合物包括C3至C15二烯以及任两种或更多种C3至C4二烯反应所形成的化合物。优选地,基于二烯的化合物选自由烯丙基醚、丙二烯、丁二烯、异戊二烯和萜烯组成的组。基于二烯的化合物优选地为萜烯,其包括但不限于芸香烯、视黄醛、牻牛兒苗醇、萜品烯、δ3-蒈烯、萜品油烯、水芹烯、葑烯、月桂烯、金合欢烯、蒎烯、橙花醇、柠檬醛、樟脑、薄荷醇、柠檬烯、橙花叔醇、植醇、鼠尾草酸和维生素A1。
优选的萜烯稳定剂在2004年12月12日提交的美国临时专利申请60/638,003中有所公开,该专利申请以引用方式并入本文。
相对于制冷剂和润滑剂(如果存在的话)的总量,基于二烯的化合物可以约0.001重量%至约5重量%、优选约0.01重量%至约2重量%、更优选约0.1重量%至1重量%的量在组合物中提供。
自由基清除剂的其他示例包括选自二硝基苯、硝基苯、硝基甲烷、亚硝基苯和TEMPO[(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基]的氮化合物。
相对于制冷剂和润滑剂(如果存在的话)的总量,氮化合物可以约0.001重量%至约5重量%、优选约0.01重量%至约2重量%、更优选约0.1重量%至1重量%的量在组合物中提供。
合适的次要抗氧化剂的示例包括磷化合物和基于胺的化合物。
磷化合物可为亚磷酸酯或磷酸酯化合物。就本发明的目的而言,亚磷酸酯化合物可为二芳基、二烷基、三芳基和/或三烷基亚磷酸酯,特别是选自以下的一种或多种化合物:受阻的亚磷酸酯、亚磷酸三-(二叔丁基苯基)酯、亚磷酸二正辛酯、亚磷酸异癸基二苯酯和亚磷酸二苯酯,特别是亚磷酸二苯酯。
磷酸酯化合物可为磷酸三芳基酯、磷酸三烷基酯、单酸式磷酸烷基酯(alkyl monoacid phosphate)、二酸式磷酸芳基酯(aryl diacid phosphate)、磷酸胺,优选地磷酸三芳基酯和/或磷酸三烷基酯,特别是磷酸三正丁酯。
相对于制冷剂和润滑剂(如果存在的话)的总量,磷化合物可以约0.001重量%至约5重量%、优选约0.01重量%至约2重量%、更优选约0.1重量%至1重量%的量在组合物中提供。
基于胺的化合物可以是选自二苯胺、对苯二胺、三乙胺、三丁胺、二异丙胺、三异丙胺和三异丁胺的一种或多种仲胺或叔胺。例如,基于胺的化合物可以是胺抗氧化剂,例如取代的哌啶化合物,即烷基取代的哌啶基、哌啶基、哌嗪酮或烷氧基哌啶基的衍生物,特别是选自以下的一种或多种胺抗氧化剂:2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇;双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)癸二酸酯;二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(N-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶基琥珀酸酯;烷基化对苯二胺,例如N-苯基-N’-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺或N,N'-二仲丁基-对苯二胺,以及羟胺,例如牛脂胺、甲基双牛脂胺和双牛脂胺,或苯酚-α-萘胺或765(汽巴公司(Ciba))、1944(美泽公司(Mayzo Inc))和1770(美泽公司(Mayzo Inc))。基于胺的化合物可以是烷基二苯胺诸如双(壬基苯基胺),或二烷基胺诸如N-(1-甲基乙基)-2-丙胺。另选地或除此之外,基于胺的化合物可以是苯基-α-萘胺(PANA)、烷基-苯基-α-萘基-胺(APANA)和双(壬基苯基)胺中的一种或多种。优选地,基于胺的化合物为苯基-α-萘胺(PANA)、烷基-苯基-α-萘基-胺(APANA)和双(壬基苯基)胺中的一种或多种,更优选地苯基-α-萘胺(PANA)。
相对于制冷剂和润滑剂(如果存在的话)的总量,基于胺的化合物可以约0.001重量%至约5重量%、优选约0.01重量%至约2重量%、更优选约0.1重量%至1重量%的量在组合物中提供。
优选地,稳定剂包括酚化合物,并且优选地,酚化合物是BHT。
可存在稳定剂以增强隔离材料的性能。
例如,当隔离材料包含金属或金属沸石时,可存在稳定剂,并且该稳定剂优选地包含自由基清除剂。
当隔离材料包含离子交换膜时,可存在稳定剂,并且该稳定剂优选地包含主要抗氧化剂和/或次要抗氧化剂。例如,稳定剂可包含主要抗氧化剂和次要抗氧化剂。
附加组分
除如本文所述的制冷剂之外,本发明的热传递组合物还可包含用于为该组合物增强或提供某些功能的其他组分。此类其他组分或添加剂可包括染料、增溶剂、增容剂、抗氧化剂、抗蚀剂、极压添加剂和抗磨添加剂中的一种或多种。
本领域的技术人员也可参考本文所含的教导内容将本文未提及的其他添加剂包含在本发明的热传递组合物中,而不脱离本发明的新颖和基本特征。
也可将表面活性剂和增溶剂的组合添加到本发明的热传递组合物中以助于油溶性,如美国专利6,516,837所公开,该专利的公开内容以引用方式并入。
热传递系统
本发明包括热传递系统,该热传递系统包含如本文所公开的制冷剂和/或热传递组合物。本发明的优选系统包括蒸气压缩热传递系统(包括空调、制冷和热泵系统)、吸收式制冷系统、朗肯循环系统和散热管系统。
如上所述,本发明的系统优选地包括与根据本发明的制冷剂的至少一部分接触的隔离材料,其中所述隔离材料的温度和/或所述制冷剂的温度在所述接触时处于至少约30℃的温度。可在本发明的系统中使用如本文所述的任何和所有制冷剂以及任何和所有隔离材料。
在另选的实施方案中,本发明的系统包括与根据本发明的制冷剂的至少一部分接触的隔离材料,其中隔离材料包含相结合的下项:
i.含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(优选沸石),以及
ii.阴离子交换树脂。
如本段落中所用,术语“相结合”在广义上旨在包括与系统中的制冷剂的相同或单独部分接触的所述隔离材料中的每一种,并且包括其中每个隔离料各自物理上处在一起、各自物理上分开以及物理上分开和物理上处在一起的组合的实施方案。在优选的实施方案中,隔离材料包括分子筛(优选沸石),该分子筛含有在物理上与阴离子交换树脂相结合的铜、银、铅或它们的组合。在优选的实施方案中,本发明的系统包括所述隔离材料,所述隔离材料为含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(优选沸石)与阴离子交换树脂相结合并且优选物理上相结合的组合,其中所述隔离材料的温度和/或所述制冷剂的温度在所述接触时处于至少约30℃的温度。可在本发明的系统中使用如本文所述的任何和所有制冷剂以及任何和所有隔离材料。
本发明的一种优选的热传递系统是蒸气压缩热传递系统,其包括各自作为系统的一部分流体连通的压缩机、蒸发器和冷凝器,其中本发明的制冷剂在所述压缩机、蒸发器和冷凝器中的每一者之间优选通过连接系统中此类元件的导管、管道、阀门、歧管等循环。根据本文所包含的教导内容和公开内容,本领域的技术人员将能够将本发明的隔离材料容易地定位在任何和所有此类系统以及任何热传递系统中。在优选的实施方案中,隔离材料与系统的其他元件相关联,如下所示。
i.隔离材料的位置
隔离材料可以基本上固定的体积包含在系统中,例如通过包含在多孔容器或结构中,所述多孔容器或结构允许制冷剂与固定体积的隔离材料紧密接触,然后离开固定体积的隔离材料。为方便起见,但不作为限制,这样的结构在本文中被称为过滤器。当根据本发明的优选方法和系统使用时,这样的过滤器可以位于热传递系统、优选蒸气压缩热传递系统中的任何位置。
例如,过滤器可以位于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中(参见图1A),过滤器可以位于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中(参见图2A),或者过滤器可以位于压缩机与冷凝器之间的排放管线中(参见图3A)。在优选的实施方案中,当所述系统运行时,这些位置处的制冷剂料流的温度为至少约30℃。
过滤器可包含一种或多种隔离材料。例如,当过滤器中存在隔离材料的组合时,过滤器可包含(i)如本文所定义的铜或铜合金,以及(ii)如本文所定义的含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)。
另选地,过滤器可包含(i)如本文所定义的含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石),以及(ii)如本文所定义的阴离子交换树脂。
另选地,过滤器可包含(i)如本文所定义的铜或铜合金,以及(ii)如本文所定义的阴离子交换树脂。
当过滤器位于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中时,过滤器优选地包含如本文所定义的阴离子交换树脂。
当过滤器位于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中时,过滤器优选地包含阴离子交换树脂或者如本文所定义的含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)。
当过滤器存在于压缩机与冷凝器之间的排放管线中时,过滤器优选地包含如本文所定义的铜或铜合金或者如本文所定义的含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)。
如上所述,隔离材料的组合可用于本发明中。如果使用两种或更多种隔离材料,则它们可用于蒸气压缩热传递系统的同一位置中(例如,同一过滤器中),并且/或者它们可用于蒸气压缩热传递系统的不同位置中(例如,不同过滤器中)。
例如,当隔离材料存在于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中的过滤器中时,隔离材料可包含阴离子交换树脂和如本文所定义的分子筛(例如,沸石)的组合。优选地,当隔离材料存在于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中的过滤器中时,隔离材料可以是阴离子交换树脂和如本文所定义的分子筛(例如,沸石)的组合。
当隔离材料存在于压缩机与冷凝器之间的排放管线中的过滤器中时,隔离材料可包含如本文所定义的铜或铜合金和分子筛(例如,沸石)的组合。优选地,当隔离材料存在于压缩机与冷凝器之间的排放管线中的过滤器中时,隔离材料可以是如本文所定义的铜或铜合金和分子筛(例如,沸石)的组合。
如果使用两种或更多种隔离材料,则蒸气压缩热传递系统可包括两个或更多个过滤器。
例如,第一过滤器可以位于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中,并且第二过滤器可以位于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中(参见图3B)。
应当理解,如果存在两个或更多个过滤器,则每个过滤器可包含一种或多种隔离材料。
例如,如果存在第一过滤器和第二过滤器,则第一过滤器可包含如本文所定义的阴离子交换树脂,并且第二过滤器可包含如本文所定义的含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)。第一过滤器可以位于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中,并且第二过滤器可以位于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中。
如果存在第一过滤器和第二过滤器,则第一过滤器可包含如本文所定义的阴离子交换树脂,并且第二过滤器可包含如本文所定义的含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)或者铜或铜合金。第一过滤器可以位于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中,并且第二过滤器可以位于压缩机与冷凝器之间的排放管线中。
ii.设备
如本文中详细描述,本发明的热传递系统的蒸气压缩实施方案包括压缩机、蒸发器和冷凝器。常用压缩机的示例包括往复式、回转式(包括旋转活塞式和回转叶片式)、涡旋式、螺杆式和离心式压缩机。
应当理解,蒸发器和冷凝器中的每一者都是热交换器,并且此类热交换器中的每一者优选地独立选自翅管热交换器、微通道热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器和套管式热交换器。
蒸气压缩热传递系统可包括膨胀装置。常用膨胀装置的示例包括毛细管、固定节流孔、热膨胀阀和电子膨胀阀。
优选的蒸气压缩热传递系统包括空调系统,包括移动式和固定式空调系统两者。空调系统可以是以下任一种:
-空调应用,包括移动式空调、特别是汽车空调,
-冷却器,特别是正位移冷却器,更特别地空气冷却或水冷却直接膨胀式冷却器,其为组装式或常规单独包装,
-住宅空调系统,特别是有管道分体式或无管道分体式空调系统,
-工业空调系统以及
-商用空调系统,特别是整体屋顶单元和可变制冷剂流量(VRF)系统。
蒸气压缩热传递系统可以是热泵。热泵可以是以下中任一种:
-移动式热泵,特别是电动车辆热泵;
-住宅热泵,
-住宅空气-水热泵/循环系统,以及
-商用空气源、水源或地源热泵系统。
蒸气压缩热传递系统可以是制冷系统。术语“制冷系统”是指采用制冷剂提供冷却的任何系统或设备或者此类系统或设备的任何部件或部分。因此,制冷系统可以是以下任一种:
-低温制冷系统,
-中温制冷系统,
-商用冰箱,
-商用冰柜,
-制冰机,
-自动贩卖机,
-运输制冷系统,
-家用冷冻机,
-家用冰箱,
-工业冷冻机,
-工业冷藏机,以及
-冷却器。
住宅空调系统的蒸发器温度可以在约0至约10℃的范围内、特别是约7℃以便冷却和/或在约-30至约5℃的范围内,特别是约0.5℃以便加热。住宅空调系统可具有往复式、回转式(旋转活塞式和回转叶片式)或涡旋式压缩机。典型的系统类型为有管道分体式、无管道分体式、窗式和便携式空调系统。系统通常具有空气-制冷剂蒸发器(室内盘管)、压缩机、空气-制冷剂冷凝器(室外盘管)和膨胀装置。蒸发器和冷凝器通常为翅管或微通道热交换器。
风冷式冷却器的蒸发器温度可以在约0至约10℃的范围内,特别是约4.5℃。风冷式冷却器可具有正位移压缩机,更具体地讲,具有往复式或涡旋式压缩机的风冷式冷却器。
住宅热泵系统可用于在冬季向建筑物供应热空气(所述空气的温度为例如约18℃至约24℃,特别是约21℃)。其通常是与住宅空调系统相同的系统,而在热泵模式中,制冷剂流动反向并且室内盘管变成为冷凝器并且室外盘管变成为蒸发器。典型的系统类型是有管道分体式和无管道分体式热泵系统。蒸发器和冷凝器通常为翅片或微通道热交换器。
住宅空气-水热泵循环系统的蒸发器温度可以在约-30至约5℃的范围内,特别是约0.5℃。
中温制冷系统的蒸发器温度可以在约-12至约0℃的范围内,特别是约-8℃。中温制冷系统优选地用于诸如在冷藏机或瓶装饮料冷却器中冷藏食品或饮料。系统通常具有用于冷藏食品或饮料的空气-制冷剂蒸发器,往复式、涡旋式或螺杆式压缩机,与环境空气交换热的空气-制冷剂冷凝器,以及热或电子膨胀阀。
低温制冷系统的蒸发器温度可以在约-40至约-12℃的范围内,特别是约-23℃。低温制冷系统优选地用于冷冻机或冰淇淋机中。系统通常具有空气-制冷剂蒸发器,往复式、涡旋式或螺杆式压缩机,与环境空气交换热的空气-制冷剂冷凝器,以及热或电子膨胀阀。
商业空调系统可以是用于向大型建筑物诸如办公室和医院等供应冷却水(所述水的温度为例如约7℃)的冷却器。根据具体应用,冷却器系统可全年运行。冷却器系统可为风冷式或水冷式。风冷式冷却器通常具有用于供应冷却水的板式、套管式或壳管式蒸发器,往复式或涡旋式压缩机,与环境空气交换热的翅管或微通道冷凝器,以及热或电子膨胀阀。水冷式系统通常具有用于供应冷却水的壳管式蒸发器,往复式、涡旋式、螺杆式或离心式压缩机,与来自冷却塔或湖、海以及其他自然资源的水交换热的壳管式冷凝器。
还应当理解,当包含CF3I的组合物在热传递系统的次级回路中用作热传递流体时,本文所述的隔离材料可具有效用。
热传递组合物
如上所述,本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物,更优选地不超过约3000ppm的碘化物,更优选地不超过约2000ppm,甚至更优选地不超过约1000ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物,更优选地不超过约1000ppm的碘化物,更优选地不超过约900ppm,甚至更优选地不超过约800ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物,更优选地不超过约1000ppm的碘化物,更优选地不超过约900ppm,甚至更优选地不超过约800ppm。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的CF3I,以及
(b)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物,更优选地不超过约1000ppm的碘化物,更优选地不超过约900ppm,甚至更优选地不超过约800ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的CF3I,以及
(b)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物,更优选地不超过约1000ppm的碘化物,更优选地不超过约900ppm,甚至更优选地不超过约800ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物,更优选地不超过约1000ppm的碘化物,更优选地不超过约900ppm,甚至更优选地不超过约800ppm。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
本发明还包括在已运行至少约2年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已运行至少约2年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已运行至少约2年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
本发明还包括在已运行至少约2年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已运行至少约2年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
在优选的实施方案中,本发明包括在已运行至少约2年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物,更优选地不超过约400ppm的氟化物,更优选地不超过约250ppm,甚至更优选地不超过约100ppm。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约400ppm的氟化物;以及
(c)不超过约3000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约5重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约1000ppm的氟化物;以及
(c)不超过约100ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的CF3I,以及
(b)不超过约200ppm的氟化物;以及
(c)不超过约2000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约25重量%的CF3I,以及
(b)不超过约100ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约400ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约300ppm的氟化物;以及
(c)不超过约2000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的低级烷基碘氟烃,以及
(b)不超过约200ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约500ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1100ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约400ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1000ppm(基于制冷剂的重量)的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约300ppm的氟化物;以及
(c)不超过约2000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约200ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1000ppm的碘化物。
本发明还包括在已安装并运行至少约1年、更优选至少约2年、甚至更优选至少约5年的时间的热传递系统中循环的热传递组合物,所述热传递组合物包含:
(a)至少约50重量%的CF3I,以及
(b)不超过约100ppm的氟化物;以及
(c)不超过约1000ppm的碘化物。
制冷剂和润滑剂可以是如本文所述的那些制冷剂和润滑剂中的任一种。所述组合物还可包含如本文所定义的稳定剂。该组合物可以基本上由制冷剂、润滑剂和稳定剂(如果存在的话)组成。
隔离材料可以如本文所定义。
用于确定氟化物和/或碘化物浓度的示例性方法
设备:
DIONEX离子色谱仪,包含:
天平:分析天平,能够称量0.5000g±0.0001g
5mL B-D塑料一次性样品注射器
试剂:除非另外指明,否则所有试剂均为试剂级。水的质量为ASTM II类或更高(最低电阻率为10兆欧/厘米,理想电阻率为17-18兆欧/厘米),不含可检测到的氯或氯化物。氮气,最低10psi。用于保护DI(去离子)水以避免碳酸盐吸附。
标准品:#1)Dionex五种阴离子标准品,产品编号037157,#2)AccuStandard,100ug/mL甲酸盐标准品,产品编号IC-FORM-1X-1,#3)AccuStandard,1000ug/mL乙酸盐标准品,产品编号IC-ACET-10X-1。
操作工序:
ICS 2000泵设置;流速–1.0mL/min;最大psi–3000psi;典型psi–1900psi
ICS 2000淋洗液发生器设置:浓度–7.00至45.00mM;柱芯类型–EluGen_OH
淋洗液程序:
-7.00min=7.00mM KOH
0.0min=7.00mM KOH/inject
5.0min=7.00mM KOH
30.0min=45.00mM KOH
44.00min=45.00mM KOH
45.00min=7.00mM KOH
ICS 2000检测器设置:抑制器类型–ASRS 4mm;SRS电流–120mA;范围–10μS;流动池温度-35℃;温度补偿器–1.7%/℃;自动调零–运行开始时。
积分器设置:进样量–20μL
标准品溶液制备:
标准品溶液1:用移液管吸取1000μL标准品#1和标准品#2以及100μL标准品#3移入100mL容量瓶中,然后用去离子水稀释至刻度。可根据需要将其他有机酸添加到标准品溶液中。
样品制备
配衡100mL容量瓶,然后称量大约1.000±0.001mg样品置于瓶中。使用去离子水稀释至刻度,然后充分混合样品。通过Gelman 0.2微米注射器过滤器将溶液直接过滤到Dionex 5mL自动进样器小瓶中。
离子色谱(IC)法
使用上面列出的操作条件设置IC,并使离子色谱仪平衡,直到在检测器上获得一致的电导率并获得稳定的基线为止,然后通过注入标准品#1、#2和#3来校准系统。
校准系统后,使用去离子水运行空白样品,以确保所用的稀释水中不含氯。
然后注入所有样品,一式两份进行分析。设备将以微克/克的形式报告样品中阴离子和有机酸的量。报告2个样品的平均值。
附图说明
图1A示出了包括压缩机、蒸发器和冷凝器的示例性蒸气压缩热传递系统的示意图。该系统还包含位于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中的过滤器。
过滤器包含隔离材料。过滤器可包含一种或多种隔离材料。例如,过滤器可包含阴离子交换树脂。
当蒸气压缩热传递系统是空调系统时,吸入管线中的温度可以在约5℃至约20℃的范围内。
图1B是示例性过滤器的示意图。过滤器可用于蒸发器与压缩机之间的吸入管线中(即,在图1A所示的设备中)。
空调系统诸如无管道微型分体式空调系统可以在吸入管线中具有储液器。因此,储液器可以如图1B所示进行修改以包含隔离材料。例如,过滤器可包含阴离子交换树脂。
包含制冷剂(主要是蒸气)和润滑剂的组合物可通过入口管流入过滤器中。制冷剂蒸气通过出口管离开过滤器。润滑剂可以穿过过滤器底部的隔离材料,并通过润滑剂回流孔进从出口管离开过滤器。
优选地,润滑剂回流孔的液位高于过滤器中的隔离材料的液位。在这样的构造中,润滑剂将与隔离材料一起保留在过滤器的底部,直到润滑剂的液位高到足以通过润滑剂回流孔为止。
图2A是包括压缩机、蒸发器和冷凝器的示例性蒸气压缩热传递系统的示意图。该系统还包含位于蒸发器与冷凝器之间的液体管线中的过滤器。
过滤器包含隔离材料。过滤器可包含一种或多种隔离材料。例如,过滤器可包含阴离子交换树脂或者含有铜、银、铅或它们的组合的金属沸石。过滤器可包含阴离子交换树脂以及含有铜、银、铅或它们的组合的金属沸石。
当蒸气压缩热传递系统是空调系统时,液体管线中的温度可以在约35℃至约65℃的范围内。
图2B是示例性过滤器的示意图。过滤器可用于蒸发器与冷凝器之间的液体管线中(即,在图2A所示的设备中)。
空调系统通常包括在液体管线中的干燥器。因此,干燥器可以如图2B所示进行修改以包含隔离材料。例如,过滤器可包含阴离子交换树脂、含有铜、银、铅或它们的组合的金属沸石,或者过滤器可包含阴离子交换树脂和含有铜、银、铅或它们的组合的金属沸石。
包含制冷剂和任选地润滑剂的组合物可通过入口管流入过滤器中,并且可以在穿过过滤器并通过出口管离开时与隔离材料接触。
图3A是包括压缩机、蒸发器和冷凝器的示例性蒸气压缩热传递系统的示意图。该系统还包含位于压缩机与冷凝器之间的排放管线中的过滤器。
过滤器包含隔离材料。过滤器可包含一种或多种隔离材料。例如,过滤器可包含选自铜、银、铅或它们的组合的金属。
当蒸气压缩热传递系统是空调系统时,排放管线中的温度可以在约80℃至约150℃的范围内。
图3B是包括压缩机、蒸发器和冷凝器的示例性蒸气压缩热传递系统的示意图。该系统还包含位于压缩机与蒸发器之间的吸入管线中的第一过滤器,以及位于冷凝器与蒸发器之间的液体管线中的第二过滤器。
第一过滤器和第二过滤器包含隔离材料。第一过滤器中的隔离材料可以与第二过滤器中的隔离材料相同或不同。第一过滤器可包含隔离材料的组合。第二过滤器可包含隔离材料的组合。
例如,第一过滤器可包含阴离子交换树脂。第二过滤器可包含含有铜、银、铅或它们的组合的金属沸石。第二过滤器可包含阴离子交换树脂以及含有铜、银、铅或它们的组合的金属沸石。
过滤器组件
图4描绘了根据本公开的过滤器组件400。过滤器组件400可用于蒸气压缩热传递系统,包括空调、制冷和热泵应用。
蒸气压缩热传递系统通常包括过滤器/隔离材料。该材料可以随时间推移而变得饱和,从而丧失其效果。在一些系统中,例如住宅系统,一旦材料饱和就很难更换。例如,要更换一些现有系统中的过滤器,必须切断连接线,例如就液体管线过滤器而言必须切断液体管线,以移除过滤器,并且必须连接新的过滤器。由于工作的复杂性,在这样的系统中更换过滤器常常需要由专业承包商监督,这会延长时间,增加费用,并且对于例如住宅系统的所有者而言不方便。
所提出的过滤器可以旋转,或者以其他方式移动和/或致动,以便将新鲜的过滤材料引入穿过过滤材料的流体。在一些实施方案中,过滤器被分隔成包括容纳过滤材料的多个隔室。被分隔开的过滤器可以在特定隔室中的过滤材料变得饱和之后或在该材料变得饱和之前旋转。然后将装有新鲜过滤材料的新隔室暴露于制冷剂-油流。旋转过滤器以使新鲜过滤材料暴露于流体流可以由用户手动完成,或由合适的机构自动完成。以这种方式,为用户提供了方便且具成本效益的过滤器组件。
过滤器组件400包括流体入口410、出口470和过滤单元440。过滤单元440是圆柱形的。过滤单元440包括至少一个过滤器隔室444,该至少一个过滤器隔室包含本公开的隔离材料。过滤器隔室444也可以称为过滤室。过滤单元440优选地包括多个过滤器隔室444,每个过滤器隔室包含本文所公开的隔离材料。
过滤器组件400包括入口室420,流体可通过流体入口410流入其中。流体入口410被构造并布置成将流体提供到入口室420中。流体可包含本公开的制冷剂,并且可以任选地包含润滑剂和/或稳定剂。优选地,存在润滑剂。
过滤器组件400包括可相对于过滤单元440移动的可致动元件430。可致动元件430可相对于过滤单元440旋转,并因此可被描述为可旋转元件。图4中的可致动元件430是可旋转板。可旋转板是圆柱形的,并且包括孔口形式的流体流动区域。流体流动区域允许流体进入过滤单元,因此可被描述为可致动元件入口。以这种方式,可致动元件430包括过滤单元入口432。可致动元件430可以相对于过滤单元440被致动,例如旋转,以便使可致动元件入口432与包括在过滤单元内的隔离材料的不同区域对准。具体地讲,可致动元件430可以被致动,使得过滤单元入口432变得与过滤单元440的不同过滤器隔室444对准,如将在下面更详细地讨论。可致动元件430还包括阻挡区域。当阻挡区域与过滤器隔室对准时,流体可能不会从入口通过被阻挡的过滤器隔室流至出口。以这种方式使用可致动元件430是有利的,因为应当理解,可致动元件430可以比整个过滤单元更小或以其他方式更容易致动/旋转。
设置过滤器隔室444是有利的。如果过滤单元具有包含过滤材料的单个大隔室,则在可致动元件入口432与过滤单元440之间实现旋转将意味着将新鲜的过滤材料引入流体流中。然而,这样的过滤器隔室可能相对较大,使得当流体流入过滤器组件中时难以维持必需的压力。通过提供分隔开的过滤器,每个隔室的大小可被设计成使得在流体流入过滤单元中时保持最佳压力。可致动元件430包括用户抓握区域和/或手柄436。用户可以使用用户抓握区域和/或手柄436来手动致动可致动元件430,以便实现过滤单元入口432与过滤单元的不同过滤器隔室的对准。
可操纵元件430与过滤单元同轴地布置。过滤单元440包括多个过滤器隔室444。过滤单元440是圆柱形的,并且横截面是圆形的。过滤器隔室被布置在过滤单元内,使得在横截面中,过滤器隔室为扇形或“楔形”形状。多个过滤器隔室中的每个过滤器隔室包含隔离材料。每个过滤器隔室包括入口端和出口端,如在使用过滤器组件400时由流体流的方向所限定。
过滤器组件400还包括阀元件450。阀元件450也可被描述为闸板或闸板元件。闸板可被描述为止回阀或单向阀。阀元件450被布置在过滤器隔室444的出口端与出口470之间。阀元件450响应于过滤单元内的正压力而打开。更详细地讲,阀元件450打开以响应于至少一个过滤器隔室内的压力达到压力阈值而允许流体流动。阀元件450仅在特定过滤器隔室的出口端的区域中打开,在该区域内压力已达到压力阈值,而在其中压力尚未达到压力阈值的那些过滤器隔室444的出口端的区域中保持关闭。阀元件450可以采取任何合适的形式,并且可以是阀组件或阀的其他布置,如本领域技术人员将理解的那样。阀元件450可具有截面,每个截面的形状和尺寸与过滤器隔室444的出口端的形状和尺寸相对应。例如,在图4的实施方案中,其中过滤器隔室444的出口端是“楔形的”,阀元件450可具有楔形截面,每个楔形截面可以彼此独立地打开和关闭,使得阀元件可以允许流体流过过滤器隔室444中的一个或多个,但是流体流仍然被阀元件450阻挡而不能通过一个或多个其他过滤器隔室444。在一个简单的实施方案中,阀元件可包括弹性阀瓣,该弹性阀瓣在静止位置抵靠阀元件平放,从而阻止流体流通过过滤器隔室444。一旦在特定的过滤器隔室444中达到压力阈值,则特定过滤器隔室444内的压力用于将阀瓣推开到打开位置,在该位置,流体可以流过阀元件450并进入出口室460。一旦压力降至阈值以下,阀瓣将返回静止位置,因此阀门再次关闭。
过滤器组件400还包括出口室460。出口室460可包括出口460。流体可以穿过阀元件450并进入出口室460。
在使用中,流体穿过流体入口410进入入口室420。然后,流体穿过过滤单元入口432,并进入所选过滤器隔室442中。所选过滤器隔室442是一个或多个过滤器隔室,其与过滤单元入口432和出口470流体连通,使得流体可以从过滤单元入口432穿过所选过滤器隔室442流至出口470。过滤单元入口432与所选过滤器隔室442的入口端对准,从而允许流体流入所选过滤器隔室442中。可致动元件430阻挡和/或挡住过滤单元430的其他过滤器隔室444,从而不允许流体流入这些被阻挡的过滤器隔室444中。
当流体穿过所选过滤器隔室442时,隔离材料起到隔离或清除卤素或卤离子(例如,氟化物、碘化物或碘)的作用。
随着流体流入所选过滤器隔室442中,压力在所选过滤器隔室442内累积。一旦所选过滤器隔室442内的压力达到阈值压力,阀元件450就在所选过滤器隔室442的出口端的区域中打开,从而允许流体从所选过滤器隔室442流入出口室460,最终从出口470流出,从而从过滤器组件400流出并返回热交换系统。
应当理解,对特定实施方案的以上描述仅是示例性的,并且并非旨在限制本公开的范围。设想并期望所描述的实施方案的许多修改在本公开的范围内。
例如,虽然已结合旋转包括过滤单元入口的可旋转板主要描述了实现过滤单元与过滤单元入口之间的相对旋转,但应当理解,过滤器单元本身可以相对于过滤器单元入口旋转。
过滤器单元可仅具有一个过滤器隔室,而不是具有多个过滤器隔室。在这样的实施方案中,随着旋转板/可致动元件的旋转,隔离材料的不同区域变得与过滤单元入口对准。因此,可以旋转板,从而旋转入口,以使进入过滤器单元的流体遇到新鲜的过滤材料。
致动/旋转的方法还可以使用电子手段来自动化和/或实现,如将在下面进一步详细描述。
过滤组件在本文中主要结合隔离材料进行了描述,该隔离材料包含:
a.铜、铜合金,
b.含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛(例如,沸石)
c.阴离子交换树脂
d.以上任何项的组合。
然而,本领域技术人员还将认识到,过滤单元不仅适用于这种隔离材料,而且还适用于任何隔离材料,诸如金属有机框架(MOF)或实际上任何过滤材料。
本文还公开了一种在使用中选择流体将流经哪个过滤器隔室或过滤单元内包含的隔离材料的哪个区域的方法。该方法包括实现入口与过滤单元之间的相对运动,使得随着相对运动的实现,包含在过滤单元内的隔离材料的不同区域变得与入口对准。
更详细地讲,该方法包括致动例如旋转可致动元件430,使得可致动元件430的过滤单元入口432可以与过滤单元430内的不同过滤器隔室444对准。该方法可以例如通过用户转动可致动元件430的手柄436并因此调节过滤单元入口432和过滤单元430的对准来手动进行。
该方法还可以例如使用电子选择装置(图4中未示出)自动执行。选择装置可以被描述为选择器。选择器可包括处理器、电路和可致动元件430,并且被构造成用于致动可致动元件430。选择器还可包括存储器,该存储器包含指令,所述指令在由处理器执行时执行本文所公开的方法。选择器被布置并构造成实现过滤单元入口432与过滤单元440之间的相对运动。选择器监视热交换系统的运行时间,并且/或者可包括传感器或传感器阵列,所述传感器或传感器阵列监视已穿过所选过滤器隔室442的流体的量。一旦达到阈值,例如阈值运行时间和/或与已穿过所选过滤器隔室442的流体的量相关的阈值,选择器就可以实现相对运动以便调整哪个过滤器隔室是活动的或选定的过滤器隔室432。换句话讲,选择器可以重新导向通过另一个过滤器隔室穿过过滤器组件400的流体。
选择器可被布置并构造成响应于多种触发条件而实现过滤单元入口432与过滤单元440之间的相对运动,例如包括过滤单元入口432的可致动元件的旋转。如上所述,一个触发条件可能正在达到系统运行时间的时间阈值。合适的触发条件的另一个示例可以是接收到制冷剂分解的指示。在这样的实施方案中,选择器包括用于监视TAN、氟化物或碘化物含量的监视系统。可以在系统中实现适当的触发条件,诸如与这些材料中的一种或全部的值相关的阈值。一旦达到阈值,选择器就会实现可致动元件的旋转。
本文结合过滤器组件描述的方法可以体现在计算机可读介质上,该计算机可读介质可以是非暂态计算机可读介质。携带计算机可读指令的计算机可读介质被布置用于在处理器上执行的,以使处理器执行本文所述的任何或所有方法。
如本文所用的术语“计算机可读介质”是指存储用于使处理器以特定方式运行的数据和/或指令的任何介质。此类存储介质可包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质可包括例如光盘或磁盘。易失性介质可包括动态存储器。存储介质的示例性形式包括软磁盘、软盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、具有一个或多个孔模式的任何物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM和任何其他存储器芯片或盒式磁带。
所公开的过滤器组件及其相关方法是有利的。通过允许调节与流体接触的隔离材料的区域,可以相对于现有技术的过滤器组件延长过滤器组件的使用寿命。
实施例
实施例1
测试铜充当隔离材料的能力。
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的50重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和50重量%的CF3I的共混物置于具有金属试样块的密封管中。铜的表面积为每kg制冷剂约0.08m2。然后将密封管在175℃下加热2周,引起制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管,并采集油样。
在样品的开始(即,加热之前)和结束(即,加热之后)时测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。
TAN根据ASTM D974–06,用颜色指示剂滴定法测定酸碱值的标准测试方法(Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration)进行测量。
测试结果示于表1中。
表1:铜对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响。
结果表明,与不存在铜时相比,在存在铜的情况下,TAN、氟化物和碘化物的浓度令人惊讶地更低。因此,结果表明,与不存在铜时相比,当存在铜时,制冷剂和润滑剂的降解程度较小。
当不存在铜时,加热后碘化物的浓度急剧增大。然而,令人惊讶的是,碘化物浓度在存在铜的情况下加热时不会改变,这被认为可以提高系统的可靠性。
实施例2
测试包含银的沸石充当隔离材料的能力。
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,并在190℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管,并采集油样。
然后将油样与沸石一起置于菲时博特(Fischer-Porter)管中。测量相对于样品(润滑剂)的干沸石的量。然后将试管在15℃或50℃下保持114小时(4.75天)。每两小时摇动一次试管以确保沸石和样品的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与沸石混合之前)和结束时(即,在与沸石混合之后,并且在15℃或50℃下的114小时结束时)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。根据与实施例1相同的方法测量TAN、氟化物和碘化物浓度。
测试结果示于表2中。
表2:沸石对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后沸石可有效地使其“复原”的能力。
结果表明,当使用约5pphl沸石或约21pphl沸石时,沸石能够在15℃和50℃下降低降解样品的碘化物和氟化物含量。然而,沸石在50℃下比在15℃下表现更好,并且约21pphl沸石比约5pphl沸石表现更好。令人惊讶的是,在50℃下在约21pphl沸石中检测到很少的碘化物。
结果还表明,在约21pphl沸石的浓度下,TAN在15℃和50℃下均有所降低。
实施例3A
测试阴离子交换树脂充当隔离材料的能力。
测试两种不同的阴离子交换树脂。
第一树脂
第一树脂在未改性的情况下使用。
第二树脂
在用于以下实施例之前,通过用5到10床体积的4%NaOH缓慢洗涤树脂至少1小时,然后用去离子水洗涤直到流出物的pH值为7±0.5,从而将第二树脂从氯化物形式转变为氢氧化物形式。用石蕊试纸测量pH。
方法和结果
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,并在190℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管,并采集油样。
然后将样品与阴离子交换树脂一起置于菲时博特管中。测量相对于样品的干树脂的量。然后将试管在15℃或50℃下保持114小时(4.75天)。每两小时摇动一次试管以确保沸石和树脂的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与树脂混合之前)和结束时(即,在与树脂混合之后,并且在15℃或50℃下的114小时结束时)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。根据与实施例1相同的方法测量TAN、氟化物和碘化物浓度。
结果示于下表3中。
表3:阴离子交换树脂对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后阴离子交换树脂可有效地使其“复原”的能力。
结果表明,当使用约4pphl树脂或约16pphl树脂时,两种树脂能够在15℃和50℃下降低降解样品的碘化物和氟化物含量。这两种树脂在50℃下比在15℃下表现更好,并且约16pphl树脂比约4pphl沸石表现更好。
第二树脂能够在两种温度(即,15℃和50℃)和两种树脂浓度(即,约4pphl和约16pphl树脂)下降低样品的TAN。
实施例3B
重复实施例3A,不同的是使用以下两种阴离子树脂:
A–以商品名Amberlyst A21(游离碱)出售的工业级弱碱性阴离子交换树脂,具有以下特征:
B–以商品名Amberlyst A22出售的工业级弱碱性阴离子交换树脂,具有以下特征:
产品名称 | Amberlyst A22 |
组成 | 水分含量,40-50% |
限值 | 最高温度100℃ |
离子形式 | 游离碱(FB) |
结构 | 苯乙烯-二乙烯基苯 |
基质 | 大孔 |
粒度 | 475-600μm |
容量 | >1.7当量/L |
据发现,这些树脂中的每一种能够有效去除和/或减少上述材料。
实施例4
测试阴离子交换树脂和沸石的组合充当隔离材料的能力。
阴离子交换树脂
树脂在未改性的情况下使用。
沸石
方法和结果
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管,并采集油样(即,润滑剂)。
然后将润滑剂样品与阴离子交换树脂和沸石的组合一起置于菲时博特管中。测量相对于样品的干树脂和沸石的量。然后将试管在约50℃下保持192小时(8天)。每两小时摇动一次试管以确保沸石和树脂的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与树脂和沸石混合之前)和结束时(即,在与树脂和沸石混合之后,并且在50℃下的192小时结束时)测量油的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。根据与实施例1相同的方法测量TAN、氟化物和碘化物浓度。
结果示于下表4中。
表4:阴离子交换树脂和沸石对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后阴离子交换树脂和树脂的组合可有效地使其“复原”的能力。结果表明,当使用不同比率的阴离子交换树脂和沸石时,两种树脂能够在50℃下降低降解样品的碘化物和氟化物含量。沸石与离子交换重量比率为25:75时显示出样品的最大TAN降低,还显示出碘化物和氟化物含量(ppm)的最高减少。
实施例5
研究氟化物、碘化物的去除量和TAN的降低量与占所处理热传递组合物的百分比的沸石量的关系。
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管,并采集油样。
然后将根据前述段落所述的分解之后产生的润滑剂样品的一部分填充到5个Parr反应池中,基于置于该池中的润滑剂的重量,每个池具有不同量的沸石(按重量计)。然后将Parr反应池保持在50℃,每24小时测试一次每个反应池中的材料,持续15天。每天摇动一次Parr反应池,以确保沸石和润滑剂的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与沸石混合之前)和每24小时之后(即,在50℃下与沸石混合之后)测量油的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm,持续15天。
测试结果示于下表5中。
表5:沸石对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在润滑剂特别是POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后沸石可有效地使其“复原”的能力。
结果表明,超过10pphl的沸石量能够更有效地将碘化物含量降低到不可检测的限值,并且超过5pphl的沸石材料量能够更有效地将氟化物含量降低到不可检测的限值。结果还表明,超过15pphl的沸石量对降低TAN最有效。
实施例6-优选的离子交换材料
测试工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlyst A21(游离碱)充当隔离材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并且用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上包含自由的孤对电子,在酸的存在下它易于质子化。离子交换树脂被酸质子化,然后吸引并结合阴离子抗衡离子以完全去除酸,而不会使任何其他物质返回溶液。
申请人已发现,Amberlyst A21是根据本发明使用的出色材料。它具有大孔结构,使其在物理上非常稳定,在本发明的方法和系统中不易破损,并且可以在使用寿命内承受制冷系统的高流速。
实施例7
测试工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlyst A21(游离碱)充当隔离材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并且用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上包含自由的孤对电子,在酸的存在下它易于质子化。离子交换树脂被酸质子化,然后吸引并结合阴离子抗衡离子以完全去除酸,而不会使任何其他物质返回溶液。Amberlyst A21的基质是大孔的。它的大孔结构使其在物理上非常稳定并且不易破损。它可以在使用寿命内承受制冷系统的高流速。以商品名Amberlyst A21(游离碱)出售的工业级弱碱性阴离子交换树脂具有以下特征:
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒,并采集样油。
然后将样品与Amberlyst A21一起置于parr反应池中。测量相对于样品的干燥Amberlyst A21的量。然后将parr反应池在50℃下保持20天。每天摇动一次反应池,以确保Amberlyst A21和样品的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与Amberlyst A21混合之前)和结束时(即,在与Amberlyst A21混合之后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。TAN、氟化物和碘化物浓度根据本申请中所述的方法进行测量。
测试结果示于表7中。
表7:Amberlyst A21对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后Amberlyst A21可有效地使其“复原”的能力。
结果表明,当使用30重量%和更高含量的Amberlyst A21时,Amberlyst A21能够在50℃下将降解样品的碘化物和氟化物含量降低到可检测限值以下。
实施例8
测试工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlyst A22(游离碱)充当隔离材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并且用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上包含自由的孤对电子,在酸的存在下它易于质子化。离子交换树脂被酸质子化,然后吸引并结合阴离子抗衡离子以完全去除酸,而不会使任何其他物质返回溶液。。它的大孔结构使其在物理上非常稳定并且不易破损。它可以在使用寿命内承受制冷系统的高流速。以商品名AmberlystA22出售的工业级弱碱性阴离子交换树脂具有以下特征:
产品名称 | Amberlyst A22 |
组成 | 水分含量,40-50% |
限值 | 最高温度100℃ |
离子形式 | 游离碱(FB) |
结构 | 苯乙烯-二乙烯基苯 |
基质 | 大孔 |
粒度 | 475-600μm |
容量 | >1.7当量/L |
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒,并采集样油。
然后将样品与Amberlyst A22一起置于parr反应池中。测量相对于样品的干燥Amberlyst A22的量。然后将parr反应池在50℃下保持20天。每天摇动一次反应池,以确保Amberlyst A22和样品的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与Amberlyst A22混合之前)和结束时(即,在与Amberlyst A22混合之后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。TAN、氟化物和碘化物浓度根据本申请中所述的方法进行测量。
测试结果示于表8中。
表8:Amberlyst A22对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后Amberlyst A22可有效地使其“复原”的能力。
结果表明,当使用10重量%和30重量%的Amberlyst A22时,Amberlyst A22能够在50℃下降低降解样品的碘化物和氟化物含量。
实施例9
测试工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlite IRA96充当隔离材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并且用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上包含自由的孤对电子,在酸的存在下它易于质子化。离子交换树脂被酸质子化,然后吸引并结合阴离子抗衡离子以完全去除酸,而不会使任何其他物质返回溶液。它的大孔结构使其在物理上非常稳定并且不易破损。它可以在使用寿命内承受制冷系统的高流速。该树脂的高孔隙率允许大有机分子的有效吸附。以商品名Amberlite IRA96出售的工业级弱碱性阴离子交换树脂具有以下特征:
产品名称 | Amberlite IRA96 |
组成 | 水分含量,59-65% |
限值 | 最高温度100℃ |
离子形式 | 游离碱(FB) |
结构 | 大孔 |
基质 | 苯乙烯-二乙烯基苯共聚物 |
官能团 | 叔胺 |
粒度 | 630-830μm |
活性位点浓度 | >1.25当量/L |
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒,并采集样油。
然后将样品与AmberliteIRA96一起置于parr反应池中。测量相对于样品的干燥AmberliteIRA96的量。然后将parr反应池在50℃下保持20天。每天摇动一次反应池,以确保AmberliteIRA96和样品的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在与AmberliteIRA96混合之前)和结束时(即,在与AmberliteIRA96混合之后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。TAN、氟化物和碘化物浓度根据本申请中所述的方法进行测量。
测试结果示于表10中。
表10:Amberlite对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
上述测试证实了在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后AmberliteIRA96可有效地使其“复原”的能力。
结果表明,当使用30重量%和更高含量的AmberliteIRA96时,AmberliteIRA96能够在50℃下将降解样品的碘化物和氟化物含量降低到可检测限值以下。
实施例10
测试工业级活性氧化铝F200充当隔离材料的能力。
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒,并采集样油。
然后将样品置于装有工业级活性氧化铝F200的Parr反应池中。测量相对于样品的活性氧化铝的量。然后将parr反应池在50℃下保持20天。每天摇动一次反应池,以确保样品的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在暴露于F200之前)和结束时(即,在暴露于F200之后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。TAN、氟化物和碘化物浓度按照本申请中所述的方法进行测量。
测试结果示于表11中。
表11:活性氧化铝F200对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
实施例11
测试Amberlyst A21和沸石IONSIV D7310-C的组合充当隔离材料的能力。
将包含量为约1000ppm的主要抗氧化剂稳定剂BHT的80重量%的POE油(POE ISO32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,并在175℃下加热2天。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒,并采集样油。
然后将样品与隔离材料一起置于parr反应池中。相对于样品的隔离材料的量为20重量%。然后将parr反应池在50℃下保持20天。每天摇动一次反应池,以确保样品的适当混合。
在开始时(即,在CF3I和POE油降解之后,并且在暴露于隔离材料之前)和结束时(即,在暴露于隔离材料之后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。TAN、氟化物和碘化物浓度按照本申请中所述的方法进行测量。
测试结果示于表12中。
表12:Amberlyst A21和沸石IONSIV D7310-C组合对TAN、氟化物和碘化物浓度的
影响
Claims (10)
1.一种用于提供如下类型的传递的方法,所述类型的传递包括在多个重复循环中蒸发制冷剂液体以产生制冷剂蒸气、在压缩机中压缩所述制冷剂蒸气的至少一部分以及在冷凝器中冷凝制冷剂蒸气,所述方法包括:
(a)提供制冷剂,所述制冷剂包含至少约5重量%的低级烷基碘氟烃;
(b)任选地但优选地为所述压缩机提供润滑剂;以及
(c)在所述多个所述循环的至少一部分中,将所述制冷剂的至少一部分和/或所述润滑剂的至少一部分暴露于隔离材料,所述隔离材料包含:
i.铜或铜合金,
ii.活性氧化铝
iii.含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛,
iv.阴离子交换树脂,
v.除湿材料,优选除湿分子筛,
以及
vi.以上两者或更多者的组合,
其中所述暴露温度高于约10℃。
2.根据权利要求1所述的方法,其中存在所述分子筛,并且其中所述分子筛是沸石。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述隔离材料包含含有铜、银、铅或它们的组合的分子筛。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述隔离材料包含阴离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中所述隔离材料至少包含活性氧化铝和阴离子交换树脂。
6.根据权利要求1所述的方法组合物,其中所述隔离材料包含活性氧化铝、含有铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛、阴离子交换树脂和除湿材料的组合。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述隔离材料被包含在过滤元件中。
8.根据权利要求6所述的方法,其中所述隔离材料为实芯的形式。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述实芯位于所述冷凝器的液体管线中。
10.根据权利要求10所述的方法,其中所述方法还包括提供油分离器,并且其中所述隔离材料位于所述油分离器中。
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