CN114752361A - 热传递组合物、方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及热传递组合物、方法和系统。本发明涉及在包括空调和制冷应用在内的热交换系统中使用的制冷剂组合物,所述制冷剂组合物包含二氟甲烷(HFC‑32)、五氟乙烷(HFC‑125)和三氟碘甲烷(CF3I),并且在特定方面涉及此类组合物作为用于加热和冷却应用的制冷剂R‑410A的替代物的用途,并且涉及改装热交换系统,包括被设计用于与R‑410A一起使用的系统。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2019年1月30日、申请号为201980016035.5、名称为″热传递组合物、方法和系统″的发明专利申请的分案申请。
本申请要求2018年1月30日提交的美国临时申请62/623887的优先权,该申请全文以引用方式并入本文。
本申请要求2018年2月15日提交的美国临时申请62/631093的优先权,该申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及在包括空调和制冷应用的热传递应用中具有效用的组合物、方法和系统。在特定方面,本发明涉及可用于其中已使用制冷剂R-410A的类型的热传递系统的组合物。本发明的组合物特别地可用作用于加热和冷却应用的制冷剂R-410A的替代品,以及用于改装热交换系统,包括被设计用于R-410A的系统。
背景技术
机械制冷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、商业和家庭用途。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(Montrcal Protocol),为逐步淘汰CFC产品制定了时间表。CFC要用环境上更能接受的含氢材料即氢氯氟烃(HCFC)所取代。
一种最常用的氢氯氟烃制冷剂是二氟一氯甲烷(HCFC-22)。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,并且为HCFC(包括HCFC-22)的淘汰制定了时间表。
响应于对CFC和HCFC的不可燃、无毒性替代品的需要,工业界已开发出多种具有零臭氧损耗潜能值的氢氟烃(HFC)。R-410A(二氟甲烷(HFC-32)和五氟乙烷(HFC-125)的50∶50w/w共混物)在空调和冷却器应用中被用作HCFC-22的工业替代品,因为它不造成臭氧消耗。然而,R-410A不是R-22的即用型替代品。因此,用R-410A替代R-22需要重新设计热交换系统内的主要部件,包括替代和重新设计压缩机以适应与R-22相比R-410A显著更高的操作压力和体积容量。
尽管R-410A具有比R-22更可接受的臭氧损耗潜能值(ODP),但由于R-410A具有2088的高全球变暖潜能值,因此它的继续使用存在问题。因此,本领域需要用环境上更能接受的替代品来替代R-410A。
欧盟实施了F-gas法规以限制从2015年起可在欧盟投放市场的HFC,如表1所示。到2030年,将仅可用2015年售出的HFC数量的21%。因此,作为长期解决方案,期望将GWP限制在427以下。
表1:F-Gas法规
年 | 配额削减百分比 | GWP水平 |
2015 | 100% | 2034* |
2016-2017 | 93% | 1891 |
2018-2020 | 63% | 1281 |
2021-2023 | 45% | 915 |
2024-2026 | 31% | 630 |
2027-2029 | 24% | 488 |
2030年之后 | 21% | 427 |
*2015年GWP水平基于无增长率情况下的UNEP 2012使用研究。
在本领域中应理解,高度期望具有难以实现特性的综合的替代热传递流体,这些特性包括优异的热传递特性(并且特别是与特定应用的需要良好匹配的热传递特性)、化学稳定性、低毒性或无毒性、不可燃性、润滑剂混溶性和/或润滑剂相容性等。此外,希望R-410A的任何替代物与R-410A的操作条件良好地匹配,以避免改造或重新设计系统。满足所有这些要求(其中许多是不可预测的)的热传递流体的开发是一项重大挑战。
关于使用效率,重要的是注意到热力学性能或能量效率的损失可能由于对电能的需求增加而导致化石燃料使用的增加。因此,使用此类制冷剂将具有负面的二次环境影响。
可燃性被认为是许多热传递应用的重要特性。如本文所用,术语“不可燃”是指在ASHRAE标准34-2016设计和制冷剂安全分类中所述以及ASHRAE标准34-2016的附录B1中所述的条件下根据针对化学品(蒸气和气体)可燃性浓度极限的ASTM标准E-681-2009标准测试方法(其以引用并入本文并且为了方便起见在本文中称为“不可燃性测试”)确定为不可燃的化合物或组合物。
对于维持系统效率以及压缩机的适当和可靠运行非常重要的是,将在蒸气压缩热传递系统中循环的润滑剂返回到压缩机以执行其预期的润滑功能。否则,润滑剂可能聚积并滞留在系统的盘管和管道中,包括热传递部件中。此外,当润滑剂聚积在蒸发器的内表面上时,它降低了蒸发器的热交换效率,从而降低了系统的效率。
R-410A目前通常与多元醇酯(POE)润滑油一起用于空调应用中,因为R-410A在此类系统使用期间经历的温度下与POE是可混溶的。然而,在低温制冷系统和热泵系统的操作期间通常经历的温度下,R-410A与POE是不混溶的。因此,除非采取措施来减轻这种不混溶性,否则POE和R-410A不能用于低温制冷或热泵系统。
申请人已经认识到,因此希望能够提供能够在空调应用中并且特别是在住宅空调和商用空调应用中用作R-410A的替代品的组合物,所述应用包括屋顶空调、可变制冷剂流量(VRF)空调和冷冻器空调应用。申请人也已经认识到,本发明的组合物、方法和系统在例如热泵和低温制冷系统中具有优势,其中消除了在这些系统的操作期间经历的温度下与POE不混溶的缺点。
发明内容
本发明包括可用作R-410A的替代品的制冷剂组合物,并且在优选的实施方案中该组合物表现出优异的热传递性能、化学稳定性、低毒性或无毒性、不可燃性、润滑剂混溶性和润滑剂相容性与低全球变暖潜能值(GWP)和接近零的ODP结合的期望特性的综合。
本发明包括包含至少约97重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂1。
如本文所用,关于基于所鉴定化合物的列表的百分比,术语“相对百分比”意指所鉴定化合物基于所列化合物的总重量的百分比。
如本文所用,关于重量百分比,关于所鉴定组分的量的术语“约”意指所鉴定组分的量可变化±1重量%的量。
本发明还包括包含至少约98.5重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂2。
本发明包括包含至少约99.5重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂3。
本发明包括基本上由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂4。
本发明包括由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I),其中根据不可燃性测试,该制冷剂不可燃。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂5。
本发明包括包含至少约97重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂6。
本发明包括包含至少约98.5重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂7。
本发明包括包含至少约99.5重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂8。
本发明包括基本上由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂9。
本发明包括由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I),其中根据如下定义的不可燃性测试,该制冷剂不可燃。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂10。
本发明包括包含至少约97重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂11。
本发明包括包含至少约98.5重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂12。
本发明包括包含至少约99.5重量%的下列三种化合物的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂13。
本发明包括基本上由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂14。
本发明包括由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I),其中根据不可燃性测试,该制冷剂不可燃。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂15。
制冷剂包含至少约下表中所示的三种化合物的重量百分比,并且其中每种化合物在制冷剂16至18中的任一种中以下列相对百分比存在:
本发明包括基本上由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±0.3重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.3重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.3重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂19。
本发明包括由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±0.3重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.3重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0-3重量%的三氟碘甲烷(CF3I),其中根据不可燃性测试,该制冷剂不可燃。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂20。
制冷剂包含至少约下表中所示的三种化合物的重量百分比,并且其中每种化合物在制冷剂21至23中的任一种中以下列相对百分比存在:
本发明包括基本上由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂24。
本发明包括由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I),其中根据不可燃性测试,该制冷剂不可燃。根据该段落的制冷剂为了方便起见在本文中被称为制冷剂25。
附图说明
图1示出了本发明的制冷剂中的一种制冷剂和某些已知制冷剂的LCCP。
具体实施方式
申请人已经发现,本发明的制冷剂(包括本文所述的制冷剂1至25)能够提供特别有利的特性并且特别是不可燃性,尤其是在使用本发明的制冷剂1至25中的任一种作为R-410A的替代品的情况下。
本发明的制冷剂1至25在优选组合物中的一个特别的优点是它们是不可燃的,如下文所定义。因此,本领域期望提供这样一种制冷剂组合物,其可用作R-410A的替代品,并且具有优异的热传递特性、低环境影响(包括特别低的GWP和接近零的ODP)、化学稳定性、低毒性或无毒性和/或润滑剂相容性,并且在使用中保持不可燃性。这种期望的优点可通过本发明的制冷剂1至25来实现。
本发明包括热传递组合物,该热传递组合物包含本发明的制冷剂,特别是包括制冷剂1至25中的任一种,并且优选地,本发明的热传递组合物包含大于热传递组合物的40重量%、或大于热传递组合物的约50重量%、或大于热传递组合物的70重量%、或大于热传递组合物的80重量%、或大于热传递组合物的90重量%的量的本发明制冷剂。热传递组合物可基本上由根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1至25中的任一种)组成或由其组成。
出于增强或提供给组合物特定功能的目的,本发明的热传递组合物可包括其他组分。此类其他组分或添加剂可包括稳定剂、润滑剂、染料、增溶剂、增容剂、抗氧化剂、缓蚀剂、极压添加剂以及抗磨添加剂中的一种或多种。
定义:
出于本发明的目的,关于以摄氏度(℃)为单位的温度的术语“约”意指所述温度可变化+/-5℃的量。在优选的实施方案中,指定为约的温度优选地为所鉴定的温度的+/-2℃,更优选地+/-1℃,甚至更优选地+/-0.5℃
术语“容量”是制冷系统中的制冷剂所提供冷却的量(以BTU/小时计)。这通过使制冷剂经过蒸发器时的焓变(以BTU/lb计)乘以制冷剂的质量流速来以实验方法确定。焓可由制冷剂的压力和温度的测量来确定。制冷系统的容量涉及保持区域冷却于特定温度的能力。制冷剂的容量表示其提供的冷却或加热的量,并且提供压缩机对于给定体积流量的制冷剂而言泵送热量的能力的一些量度。换句话讲,给定特定的压缩机,具有较高容量的制冷剂将递送更多的冷却或加热功率。
短语“性能系数”(在下文中称为“COP”)是普遍接受的制冷剂性能的量度,尤其可用于表示在涉及制冷剂蒸发或冷凝的特定加热或冷却循环中制冷剂的相对热力学效率。在制冷工程中,该术语表示可用制冷或冷却容量与由压缩机在压缩蒸气时施加的能量的比率,并因此表示给定压缩机对于给定体积流量的热传递流体诸如制冷剂而言泵送热量的能力。换句话讲,给定特定的压缩机,具有较高COP的制冷剂将递送更多的冷却或加热功率。一种用于估算在特定操作条件下制冷剂的COP的方法是使用标准制冷循环分析技术(参见例如R.C.Downing,FLUOROCARBON REFRIGERANTS HANDBOOK,第3章,Prentice-Hall,1988,其全文以引用方式并入本文)从制冷剂的热力学特性来估算。短语“排出温度”是指压缩机出口处的制冷剂的温度。低排放温度的优点在于,它允许使用现有设备而不激活系统的热保护方面,该热保护方面优选地设计成保护压缩机部件,并且避免使用昂贵的控制措施(例如注入液体)以降低排放温度。
短语“全球变暖潜能值”(下文为“GWP”)发展成允许比较不同气体的全球变暖影响。具体地,其为相对于排放的一吨二氧化碳,在给定时间段内排放的一吨气体将吸收多少能量的量度。GWP越大,给定气体在该时间段内相比于CO2使地球变得越暖。用于GWP的给定时间段为100年。GWP提供了通用量度-允许分析员累加不同气体的排放估算值。参见www.epa.gov。如本文所用的GWP包括100年给定时间段。
短语“生命周期气候性能”(以下简称“LCCP”)是一种方法,通过该方法可评估空调和制冷系统在其寿命期间内对全球变暖的影响。LCCP包括制冷剂排放的直接影响以及用于操作系统的能源消耗、制造系统的能源以及运输和安全处置系统的间接影响。制冷剂排放的直接影响来自制冷剂的GWP值。对于间接排放,使用测得的制冷剂特性来获得系统性能和能量消耗。LCCP通过使用公式1和公式2如下确定。公式1是直接排放=制冷剂充注量(kg)×(年损失率×寿命+寿终损失)×GWP。公式2是间接排放=年度功率消耗×寿命×CO2每kW-h的电力生产。由公式1确定的直接排放和由公式2确定的间接排放相加在一起以提供LCCP。使用由国家可再生实验室产生并在Pro版本4软件中获得的TMY2和TMY3数据进行分析。使用在2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次评估报告(AR4)中报告的GWP值进行计算。LCCP表示为在空调或制冷系统的寿命期间内的二氧化碳质量(kg-CO2cq)。
术语“质量流速”是每单位时间通过导线管的制冷剂的质量。
术语“不可燃”是指在ASHRAE标准34-2016设计和制冷剂安全分类中所述以及ASHRAE标准34-2016的附录B1中所述的条件下根据针对化学品(蒸气和气体)可燃性浓度极限的ASTM标准E-681-2009标准测试方法(其全文以引用方式并入本文(“不可燃性测试”))确定为不可燃的化合物或组合物。可燃性被定义为组合物点燃和/或传播火焰的能力。在该测试下,可燃性是通过测量火焰角度来确定的。
术语“职业性接触限值(OEL)”根据制冷剂的ASHRAE标准34-2016命名和安全分类来确定。
关于本发明的特定热传递组合物或制冷剂作为特定先前制冷剂的“替代品”,如本文所用的术语“...的替代品”意指在迄今为止通常与该先前制冷剂一起使用的热传递系统中使用本发明的指定组合物。举例来说,当本发明的制冷剂或热传递组合物用于迄今已设计用于和/或通常与R410A一起使用的热传递系统诸如住宅空调和商用空调(包括屋顶系统、可变制冷剂流量(VRF)系统和冷却器系统)中时,则本制冷剂是此类系统中R410A的替代品。
短语“热力学滑移”适用于在恒定压力下在蒸发器或冷凝器中的相变过程期间具有变化温度的非共沸制冷剂混合物。
制冷剂和热传递组合物
申请人已经发现,本发明的制冷剂(包括本文所述的制冷剂1至25中的每一种)能够提供格外有利的特性并且特别是不可燃性,尤其是在使用本发明的制冷剂作为R-410A的替代品的情况下,并且尤其是在现有的R-410A住宅空调系统和现有的R-410A商用空调系统(包括现有的R-410A屋顶系统、现有的R-410A可变制冷剂流量(VRF)系统和现有的R-410A冷却器系统)中。
本发明的制冷剂的一个特别的优点是当根据不可燃性测试进行测试时它们是不可燃的,并且如上所述在本领域中一直期望提供这样的制冷剂和热传递组合物:其可在各种系统中用作R-410A的替代品,并且具有优异的热传递特性、低环境影响(包括特别低的GWP和接近零的ODP)、优异的化学稳定性、低毒性或无毒性和/或润滑剂相容性,并且在使用中保持不可燃性。这种期望的优点可通过本发明的制冷剂和热传递组合物来实现。
优选地,热传递组合物包含本发明的任何制冷剂,包括制冷剂1至25中的每一种,包括大于热传递组合物的40重量%的量的制冷剂。
优选地,热传递组合物包含本发明的任何制冷剂,包括制冷剂1至25中的每一种,包括大于热传递组合物的50重量%的量的制冷剂。
优选地,热传递组合物包含本发明的任何制冷剂,包括制冷剂1至25中的每一种,包括大于热传递组合物的70重量%的量的制冷剂。
优选地,热传递组合物包含本发明的任何制冷剂,包括制冷剂1至25中的每一种,包括大于热传递组合物的80重量%的量的制冷剂。
优选地,热传递组合物包含本发明的任何制冷剂,包括制冷剂1至25中的每一种,包括大于热传递组合物的90重量%的量的制冷剂。
申请人发现,根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1至25中的每一种)以及包含本发明的此类制冷剂中的任一种的热传递组合物都能够实现难以实现的性能的组合,包括特别低的GWP。因此,根据本发明的制冷剂和本发明的热传递组合物具有不大于约427的GWP,并且优选地GWP为约250至小于427。
另外,根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1至25中的每一种)和含有本发明的此类制冷剂中的任一种的热传递组合物均具有低的臭氧损耗潜能值(ODP)。因此,根据本发明的制冷剂和本发明的热传递组合物具有不大于0.05、优选地不大于0.02、更优选地约零的臭氧损耗潜能值(ODP)。
另外,根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1至25中的每一种)和含有本发明的此类制冷剂中的任一种的热传递组合物均显示出可接受的毒性,并且优选地具有大于约400的职业性接触限值(OEL)。
出于增强或提供给组合物特定功能的目的,本发明的热传递组合物可包含其他组分,优选地不损害根据本发明提供的增强的特性。此类其他组分或添加剂可包括稳定剂、润滑剂。
稳定剂:
具体地讲,本发明的热传递组合物包含制冷剂(如本文所讨论的制冷剂,包括制冷剂1至25中的每一种)和稳定剂。
一种或多种稳定剂组分优选地以大于热传递组合物的0重量%至约15重量%、或约0.5重量%至约10重量%的量提供于热传递组合物中,其中这些百分比基于热传递组合物中所有稳定剂的总重量除以热传递组合物中所有组分的总和。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下的组合:(i)至少一种烷基化萘化合物和(ii)至少一种基于酚的化合物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂1。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下中的至少一种:(i)一种或多种烷基化萘化合物;(ii)一种或多种基于酚的化合物;以及(iii)一种或多种基于二烯的化合物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂2。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下的组合:(i)至少一种烷基化萘化合物和(ii)至少基于二烯的化合物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂3。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下的组合:(i)至少一种烷基化萘化合物和(ii)异丁烯化合物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂4。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下的组合:(i)至少一种烷基化萘化合物和(ii)至少一种基于酚的化合物;以及(iii)至少一种基于二烯的化合物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂5。
稳定剂还可包括磷化合物和/或氮化合物和/或环氧化物,其中如果存在,则环氧化物优选地选自芳族环氧化物、烷基环氧化物、烯基环氧化物。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下的组合:(i)至少一种烷基化萘化合物和(ii)至少一种基于酚的化合物;以及(iii)至少一种环氧化物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂6。
用于本发明的热传递组合物的稳定剂包括以下的组合:(i)至少一种烷基化萘化合物和(ii)至少一种基于酚的化合物;以及(iii)选自芳族环氧化物、烷基环氧化物、烯基环氧化物的至少一种环氧化物。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂7。
稳定剂可基本上由一种或多种烷基化萘、一种或多种环氧化物和一种或多种基于酚的化合物组成。根据该段落的稳定剂为了方便起见在本文中有时被称为稳定剂8。
烷基化萘
申请人已经令人惊讶和意料不到地发现,烷基化萘能高度有效地作为本发明的热传递组合物的稳定剂。如本文所用,术语“烷基化萘”是指具有下列结构的化合物:
其中R1至R8各自独立地选自直链烷基基团、支链烷基基团和氢。烷基链以及支链和直链与氢的混合物的具体长度可在本发明的范围内变化,并且本领域的技术人员应当认识到和理解,此类变化反映了烷基化萘的物理特性,特别是包括烷基化化合物的粘度,并且此类材料的生产者经常通过参考此类特性中的一种或多种作为特定R基团的另选规范来定义材料。
申请人发现,使用具有下列特性的根据本发明的烷基化萘作为稳定剂与意料不到的、令人惊讶的和有利的结果相关联,并且为了方便起见,具有所述特性的烷基化萘化合物在本文中被称为烷基化萘1至烷基化萘4(AN1-AN4),分别如下表AN1中的第1行至第5行所示:
表AN1
如本文所用,结合根据ASTM D445测量的在40℃下的粘度,术语“约”意指+/-4cSt。
如本文所用,结合根据ASTM D445测量的在100℃下的粘度,术语“约”意指+/-0.4cSt。
如本文所用,结合根据ASTM D97测量的倾点,术语“约”意指+/-5℃。
申请人还发现,使用具有下列特性的根据本发明的烷基化萘作为稳定剂与意料不到的、令人惊讶的和有利的结果相关联,并且为了方便起见,具有所述特性的烷基化萘化合物在本文中被称为烷基化萘6至烷基化萘10(AN6-AN10),分别如下表AN2中的第6行至第10行所示:
表AN2
烷基化萘1和烷基化萘6含义内的烷基化萘的示例包括由King Industries以下列商品名出售的那些:NA-LUBE KR-007A;KR-008、KR-009;KR-015;KR-019;KR-005FG;KR-015FG;和KR-029FG。
烷基化萘2和烷基化萘7含义内的烷基化萘的示例包括由King Industries以下列商品名出售的那些:NA-LUBE KR-007A;KR-008、KR-009;和KR-005FG。
烷基化萘5和烷基化萘10含义内的烷基化萘的示例包括由King Industries以商品名NA-LUBE KR-008出售的产品。
烷基化萘优选地在本发明的包含本发明的制冷剂的热传递组合物中,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,其中烷基化萘以0.01%至约10%、或约1.5%至约4.5%、或约2.5%至约3.5%的量存在,其中这些量为基于系统中烷基化萘加制冷剂的量的重量百分比。
烷基化萘优选地在本发明的包含润滑剂和本发明的制冷剂的热传递组合物中,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,其中烷基化萘以0.1%至约20%、或约5%至约15%、或约8%至约12%的量存在,其中这些量为基于系统中烷基化萘加润滑剂的量的重量百分比。
烷基化萘优选地在本发明的包含POE润滑剂和本发明的制冷剂的热传递组合物中,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,其中烷基化萘以0.1%至约20%、或约5%至约15%、或约8%至约12%的量存在,其中这些量为基于系统中烷基化萘加润滑剂的量的重量百分比。
烷基化萘优选地在本发明的包含POE润滑剂和本发明的制冷剂的热传递组合物中,该POE润滑剂具有根据ASTM D445C测得的在40℃下的约30cSt至约70cSt的粘度,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,其中烷基化萘以0.1%至约20%、或约5%至约15%、或约8%至约12%的量存在,其中这些量为基于系统中烷基化萘加润滑剂的量的重量百分比。
基于二烯的化合物
基于二烯的化合物包括C3至C15二烯且至任两种或更多种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烯丙基醚、丙二烯、丁二烯、异戊二烯、以及萜烯。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。优选地,稳定剂是金合欢烯。优选的萜烯稳定剂描述于2004年12月12日提交以US 2006/0167044A1公布的美国临时专利申请60/638,003中,其以引用方式并入本文。
此外,基于二烯的化合物能够以大于0重量%并优选地0.0001重量%至约5重量%,优选地0.001重量%至约2.5重量%,并且更优选地0.01重量%至约1重量%的量提供于热传递组合物中。在每种情况下,重量百分比是指热传递组合物的重量。
基于酚的化合物
基于酚的化合物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,并且优选地BHT。
基于酚的化合物能够以大于0重量%并优选地0.0001重量%至约5重量%,优选地0.001重量%至约2.5重量%,并且更优选地0.01重量%至约1重量%的量提供于热传递组合物中。在每种情况下,重量百分比是指热传递组合物的重量。
基于磷的化合物
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,和/或混合的芳基/烷基二-或三-取代的亚磷酸酯,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、亚磷酸异辛基二苯酯、亚磷酸异癸基二苯酯、磷酸三异癸酯、亚磷酸三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。
磷化合物能够以大于0重量%并优选地0.0001重量%至约5重量%,优选地0.001重量%至约2.5重量%,并且更优选地0.01重量%至约1重量%的量提供于热传递组合物中。在每种情况下,按重量计是指热传递组合物的重量。
氮化合物
当稳定剂是氮化合物时,稳定剂可包括基于胺的化合物,诸如选自以下的一种或多种仲胺或叔胺: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。基于胺的化合物可以是胺抗氧化剂,诸如取代的哌啶化合物,即烷基取代的哌啶基(piperidyl)、哌啶基(piperidinyl)、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;癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)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,诸如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;和羟胺,诸如牛脂胺、甲基双牛脂胺和双牛脂胺;或苯酚-α-萘胺或765(Ciba)、1944(Mayzo Inc)和1770(Mayzo Inc)。就本发明的目的而言,基于胺的化合物也可为烷基二苯胺诸如双(壬基苯胺)、二烷基胺诸如(N-(1-甲基乙基)-2-丙胺,或苯基-α-萘胺(PANA)、烷基-苯基-α-萘基-胺(APANA)以及双(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)以及双(壬基苯基)胺中的一种或多种,并且更优选地苯基-α-萘胺(PANA)。
另选地,或除以上所指定的氮化合物之外,选自二硝基苯、硝基苯、硝基甲烷、亚硝基苯、以及TEMPO[(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基]中的一种或多种化合物可用作稳定剂。
氮化合物能够以大于0重量%并且0.0001重量%至约5重量%、优选地0.001重量%至约2.5重量%、并且更优选地0.01重量%至约1重量%的量提供于热传递组合物中。在每种情况下,重量百分比是指热传递组合物的重量。
环氧化物等
可用的环氧化物包括芳族环氧化物、烷基环氧化物、以及烯基环氧化物。
异丁烯也可用作根据本发明的稳定剂。
优选地,热传递组合物包含本发明的制冷剂和稳定剂组合物,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,该稳定剂组合物包含选自烷基化萘1至5的烷基化萘。出于本文所述的用途、方法和系统的目的,稳定剂组合物可包含烷基化萘5和BHT。优选地,稳定剂组合物基本上由烷基化萘5和BHT组成。优选地,稳定剂组合物由烷基化萘5和BHT组成。
优选地,热传递组合物包含本发明的制冷剂和稳定剂组合物,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,该稳定剂组合物包含选自烷基化萘1至5的烷基化萘。出于本文所述的用途、方法和系统的目的,稳定剂组合物可包含烷基化萘5、BHT和环氧化物。优选地,稳定剂组合物基本上由烷基化萘5、BHT和环氧化物组成。优选地,稳定剂组合物由烷基化萘5、BHT、和环氧化物组成。
优选地,热传递组合物包含本发明的制冷剂和稳定剂组合物,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,该稳定剂组合物包含异丁烯和选自烷基化萘1至5的烷基化萘。出于本文所述的用途、方法和系统的目的,稳定剂组合物可包含异丁烯、烷基化萘5和BHT。优选地,稳定剂组合物基本上由异丁烯、烷基化萘5和BHT组成。优选地,稳定剂组合物由异丁烯、烷基化萘5和BHT组成。
该热传递组合物包含本发明的制冷剂和稳定剂组合物,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,该稳定剂组合物包含烷基化萘4。
该热传递组合物包含本发明的制冷剂和稳定剂组合物,该制冷剂包括制冷剂1至25中的每一种,该稳定剂组合物包含烷基化萘5。
稳定剂可包含金合欢烯和烷基化萘5,基本上由其组成,或由其组成。
稳定剂可包含异丁烯和烷基化萘5,基本上由其组成,或由其组成。
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂1至25中的任一种和每一种以及稳定剂1至稳定剂8中的任一种和每一种。
热传递组合物可包含制冷剂1至25中的任一种和稳定剂1的下列组合,并且为了方便起见,将其鉴定为指定的热传递组合物:
热传递组合物可包含制冷剂1至25中的任一种和稳定剂6的下列组合,并且为了方便起见,将其鉴定为所指示的热传递组合物:
润滑剂:
如本文所述的本发明的每种热传递组合物(包括那些包含制冷剂1至25中的每一种的热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)可另外包含润滑剂。一般来讲,热传递组合物包含为热传递组合物的约5重量%至60重量%、优选地热传递组合物的约10重量%至约60重量%、优选地热传递组合物的约20重量%至约50重量%、另选地热传递组合物的约20重量%至约40重量%、另选地热传递组合物的约20重量%至约30重量%、另选地热传递组合物的约30重量%至约50重量%、另选地热传递组合物的约30重量%至约40重量%的量的润滑剂。热传递组合物可包含的润滑剂的量为约5重量%至约10重量%的热传递组合物,优选地约8重量%的热传递组合物。
常用制冷剂润滑剂诸如多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)、硅油、矿物油、烷基苯(AB)、聚乙烯醚(PVE)以及聚(α-烯烃)(PAO)(例如用于制冷机械的那些)可与本发明的制冷剂组合物一起使用。
优选地,润滑剂选自多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)、矿物油、烷基苯(AB)和聚乙烯醚(PVE),更优选地选自多元醇酯(POE)、矿物油、烷基苯(AB)和聚乙烯醚(PVE),特别选自多元醇酯(POE)、矿物油和烷基苯(AB),最优选地选自多元醇酯(POE)。
通常,本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)优选地包含POE润滑剂和/或PVE润滑剂,其中该润滑剂优选地以基于热传递组合物的重量计优选地约0.1重量%至约5重量%、或0.1重量%至约1重量%、或0.1重量%至约0.5重量%的量存在。
通常,本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)优选地包含AB润滑剂和/或矿物油润滑剂,其中该润滑剂优选地以基于热传递组合物的重量计优选地约0.1重量%至约5重量%、或0.1重量%至约1重量%、或0.1重量%至约0.5重量%的量存在。
热传递组合物优选地包含制冷剂1至25中的任一种和多元醇酯(POE)润滑剂。
本发明的热传递组合物,包括热传递组合物中的每一种。热传递组合物优选地包含制冷剂1至25中的任一种和多元醇酯(POE)润滑剂。
本发明的热传递组合物,包括热传递组合物中的每一种。热传递组合物优选地包含制冷剂1至25中的任一种和PVE润滑剂。
本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)优选地包含POE润滑剂。
本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)优选地包含PVE润滑剂。
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)。市售的酯包括作为Emery2917(注册商标)和Hatcol2370(注册商标)获得的新戊二醇二壬酸酯。其他可用的酯包括磷酸酯、二元酸酯和氟代酯。
本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)可基本上由本发明的制冷剂和本文所述的润滑剂组成。
本发明的热传递组合物可基本上由本文所述的制冷剂、稳定剂组合物和润滑剂组成,或由其组成。
以基于热传递组合物的重量计0.5重量%至50重量%存在的多元醇酯(POE)润滑剂为了方便起见被称为润滑剂1。
以基于热传递组合物的重量计0.5重量%至50重量%存在的多元醇乙烯基醚(PVE)润滑剂为了方便起见被称为润滑剂2。
热传递组合物可包含制冷剂1至25中的任一种和润滑剂1或润滑剂2的下列组合:
热传递组合物可包含制冷剂1至25中的任一种、稳定剂1和润滑剂1或润滑剂2的下列组合:
热传递组合物可包含制冷剂1至25中的任一种、稳定剂6和润滑剂1或润滑剂2的下列组合:
制冷剂 | 稳定剂 | 润滑剂 |
制冷剂1 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂2 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂3 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂4 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂5 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂6 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂7 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂8 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂9 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂10 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂11 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂12 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂13 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂14 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂15 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂16 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂17 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂18 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂19 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂20 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂21 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂22 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂23 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂24 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
制冷剂25 | 稳定剂6 | 润滑剂1或润滑剂2 |
本领域的技术人员也可参考本文所含的教导内容包括本文未提及的其他添加剂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,该专利的公开内容全文以引用方式并入。
任何所提及的本发明热传递组合物是指如本文所述的每种或任一种热传递组合物。因此,对于本发明组合物的用途或应用的以下讨论,热传递组合物可包含本发明的任何制冷剂或基本上由其组成,包括本文所述的制冷剂1至25中的任一种。
方法、用途和系统
提供了根据本发明的制冷剂和本文所公开的热传递组合物以用于热传递应用中,包括空调(尤其包括住宅空调)、制冷、热泵和冷却器(包括便携式水冷却器和中央水冷却器)。
本文所公开的热传递组合物被提供用于热传递应用,包括空调应用,其中高度优选的空调应用包括住宅空调、商用空调应用(诸如屋顶应用、VRF应用和冷却器)。
本发明还包括用于提供热传递的方法,包括空调方法,其中高度优选的空调方法包括提供住宅空调、提供商用空调(诸如提供屋顶空调的方法、提供VRF空调的方法和使用冷却器提供空调的方法)。
本发明还包括热传递系统,包括空调系统,其中高度优选的空调系统包括住宅空调、商用空调系统(诸如屋顶空调系统、VRF空调系统和空调冷却器系统)。
本发明还提供了热传递组合物的用途、使用热传递组合物的方法和含有热传递组合物的系统与制冷、热泵和冷却器(包括便携式水冷却器和中央水冷却器)的结合。
任何所提及的本发明热传递组合物是指如本文所述的每种或任一种热传递组合物。因此,对于本发明组合物的用途、方法、系统或应用的以下讨论,热传递组合物可包含含有制冷剂1至25中的任一种的任何热传递组合物和热传递组合物1至50中的任一种,或基本上由其组成。
出于本发明的目的,本文所述的热传递组合物中的每一种和任一种可用于热传递系统,诸如空调系统(尤其包括住宅空调系统)、制冷系统、热泵和冷却器系统(包括便携式水冷却器和中央水冷却器)。根据本发明的热传递系统可包括彼此连通的压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀装置。
出于本发明的目的,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、螺杆式以及离心式压缩机。因此,本发明提供了用于包括往复式、回转式(包括旋转活塞式和回转叶片式)、涡旋式、螺杆式或离心式压缩机的热传递系统中的如本文所述的制冷剂1至25和/或热传递组合物中的每一种和任一种。
就本发明的目的而言,常用膨胀装置的示例包括毛细管、固定节流孔、热膨胀阀以及电子膨胀阀。因此,本发明提供了用于包括毛细管、固定节流孔、热膨胀阀或电子膨胀阀的热传递系统中的如本文所述的制冷剂1至25和/或热传递组合物中的每一种和任一种。
就本发明的目的而言,蒸发器和冷凝器一起构成热交换器,优选地选自翅管热交换器、微通道热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、以及套管式热交换器。因此,本发明提供了用于热传递系统中的如本文所述的制冷剂1至25和/或热传递组合物中的每一种和任一种,其中蒸发器和冷凝器一起构成翅管热交换器、微通道热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、或套管式热交换器。
对于本发明的包括压缩机和用于系统中的压缩机的润滑剂的热传递系统,该系统可包含制冷剂和润滑剂的负载,使得系统中的润滑剂负载为约5重量%至60重量%、或约10重量%至约60重量%、或约20重量%至约50重量%、或约20重量%至约40重量%、或约20重量%至约30重量%、或约30重量%至约50重量%、或约30重量%至约40重量%。如本文所用,术语“润滑剂负载”是指系统中所包含的润滑剂的总重量占系统中所包含的润滑剂和制冷剂的总量的百分比。此类系统还可包括占热传递组合物的约5重量%至约10重量%、或约8重量%的润滑剂负载。
根据本发明的热传递系统可包括彼此流体连通的压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀装置、系统中的热传递组合物1至50和螯合材料,其中所述螯合材料优选地包含:
i.铜或铜合金,或
ii.活性氧化铝,或
iii.包含铜、银、铅或它们的组合的沸石分子筛,或
iv.阴离子交换树脂,或
v.除湿材料,优选地除湿分子筛,或
vi.上述中的两种或更多种的组合。
本发明还包括用于所述类型的传递热量的方法,该方法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并冷凝制冷剂蒸气,所述方法包括:
(a)提供根据本发明的热传递组合物,包括热传递组合物1至50中的每一种;
(b)任选但优选地为所述压缩机提供润滑剂;以及
(b)使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螯合材料。
用途、设备和系统
在优选的实施方案中,住宅空调系统和方法具有在约0℃至约10℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
在优选的实施方案中,在加热模式下使用的住宅空调系统和方法具有在约-20℃至约3℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约35℃至约50℃范围内。
在优选的实施方案中,商用空调系统和方法具有在约0℃至约10℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
在优选的实施方案中,循环加热系统和方法具有在约-20℃至约3℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约50℃至约90℃范围内。
在优选的实施方案中,中温系统和方法具有在约-12℃至约0℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
在优选的实施方案中,低温系统和方法具有在约-40℃至约-12℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内
在优选的实施方案中,屋顶空调系统和方法具有在约0℃至约10℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
在优选的实施方案中,VRF系统和方法具有在约0℃至约10℃范围内的制冷剂蒸发温度,并且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
本发明包括在冷却器中或在住宅空调中的本发明的热传递组合物中的任一种,包括热传递组合物1至50,如下表中所示:
因此,本发明的系统优选包括与根据本发明的制冷剂的至少一部分和/或润滑剂的至少一部分接触的螯合材料,其中所述螯合材料的温度和/或所述制冷剂的温度和/或所述润滑剂的温度在所述接触时处于优选地至少约10C的温度,其中螯合材料优选地包含以下的组合:
阴离子交换树脂,
活性氧化铝,
包含银的沸石分子筛,以及
除湿材料,优选地除湿分子筛。
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每种所述螯合材料和螯合材料的任何组合与系统中制冷剂和/或润滑剂的相同或独立部分接触,并且旨在包括但不一定限于其中每种类型或特定螯合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)物理上位于一起;(ii)与每种其他类型或特定材料(如果存在)位于物理上分开的位置,以及(iii)其中两种或更多种材料物理上在一起且至少一种螯合材料与至少一种其他螯合材料物理上分开的组合。
本发明的热传递组合物可用于加热和冷却应用。
在本发明的特定特征中,热传递组合物可用于冷却方法中,该冷却方法包括冷凝本发明的制冷剂并且随后在待冷却的制品或主体附近蒸发该制冷剂。
因此,本发明涉及在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法,该方法包括:i)冷凝如本文所述的制冷剂,特别是包括制冷剂1至25中的任一种;以及ii)在待冷却的主体或制品附近以约-40℃至约+10℃的温度蒸发制冷剂。
另选地或除此之外,热传递组合物可用于加热方法,包括在待加热的制品或主体附近冷凝热传递组合物,随后蒸发所述组合物。
因此,本发明涉及在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中加热的方法,该方法包括:i)在待加热的主体或制品附近冷凝如本文所述的制冷剂(特别是包括制冷剂1至25中的任一种),以及ii)以约-30℃至约5℃的温度蒸发制冷剂。
根据本发明的制冷剂(特别是包括制冷剂1至25中的任一种)和本发明的热传递组合物被提供用于包括移动和固定空调应用两者的空调应用中。如本文所使,术语移动式空调系统意指移动的非客车空调系统,诸如卡车、公共汽车和火车中的空调系统。因此,根据本发明的制冷剂中的任一种(特别是包括制冷剂1至25中的任一种)和本文所述的热传递组合物中的任一种均可用于以下任一者:
空调应用,包括移动式空调,特别是公共汽车和火车中的空调系统;
移动式热泵,特别是电动车辆热泵;
冷却器,特别是正位移冷却器,更特别是空气冷却或水冷却的直接膨胀式冷却器,该冷却器是模块化的或常规单独封装的;
住宅空调系统,特别是管道分体式或无管道分体式空调系统;
住宅热泵;
住宅空气-水热泵/循环加热系统;
工业空调系统;
商用空调系统,特别是封装式屋顶单元和可变制冷剂流量(VRF)系统;
商用空气源、水源或地源热泵系统。
根据本发明的制冷剂(特别是包括制冷剂1至25中的任一种)和本发明的热传递组合物被提供用于制冷系统。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,根据本发明的任何制冷剂(特别是包括制冷剂1至25中的任一种)以及本文所述的热传递组合物中的任一种均可用于以下制冷系统中的任一种:
低温制冷系统,
中温制冷系统,
商用冷藏机,
商用冷冻机,
制冰机,
自动贩卖机,
运输制冷系统,
家用冷冻机,
家用冷藏机,
工业冷冻机,
工业冷藏机以及
冷却器。
本文所述的热传递组合物中的每一种,包括含有制冷剂1至25中的任一种的热传递组合物,特别地被提供用于住宅空调系统(其中蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内,特别地冷却温度为约7℃和/或在约-20℃至约3℃的范围内,特别地加热温度为约0.5℃)。另选地或除此之外,本文所述的热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25中的任一种的每种热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供用于具有往复式、回转式(旋转活塞式或回转叶片式)或涡旋式压缩机的住宅空调系统中。
所述的热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25中的任一种的每种热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供用于风冷式冷却器(其中蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内,特别地约4.5℃),特别是具有正位移压缩机的风冷式冷却器,更特别地是具有往复式涡旋压缩机的风冷式冷却器。
本文所述的热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25中的任一种的每种热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供用于住宅空气-水热泵循环加热系统(其中蒸发器温度在约-20℃至约3℃的范围内,特别地约0.5℃,或其中蒸发器温度在约-30℃至约5℃的范围内,特别地约0.5℃)。
热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25中的任一种的每种热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供用于中温制冷系统(其中蒸发器温度在约-12℃至约0℃的范围内,特别地约-8℃)。
热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25中的任一种的每种热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供用于低温制冷系统(其中蒸发器温度在约-40℃至约-12℃的范围内,特别地约-40℃至约-23℃或优选地约-32℃)。
本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25中的任一种的每种热传递组合物和热传递组合物1至50中的每一种)被提供用于住宅空调系统,其中该住宅空调系统用于例如在夏季向建筑物供应冷空气(所述空气具有例如约10℃至约17℃、特别地约12℃的温度)。典型的系统类型为分体式、小型分体式和窗户式、管道分体式、无管道分体式、窗户式和便携式空调系统。该系统通常具有空气-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)和膨胀阀。蒸发器和冷凝器通常为圆管板翅、翅管或微通道热交换器。压缩机通常为往复式或回转式(旋转活塞式或回转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀阀通常为毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选地在0℃至10℃的范围内。冷凝温度优选地在40℃至70℃的范围内。
本发明的热传递组合物(包括含有制冷剂1至25中的任一种的热传递组合物)被提供用于住宅热泵系统,其中该住宅热泵系统用于在冬季向建筑物供应暖空气(所述空气具有例如约18℃至约24℃、特别地约21℃的温度)。其可以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。典型的系统类型是分体式和小型分体式热泵系统。蒸发器和冷凝器通常为圆管板翅、翅片或微通道热交换器。压缩机通常为往复式或回转式(旋转活塞式或回转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀阀通常为热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选地在约-20℃至约3℃、或约-30℃至约5℃的范围内。冷凝温度优选地在约35℃至约50℃的范围内。
本发明的热传递组合物(包括含有制冷剂1至25中的任一种的热传递组合物)被提供用于商用空调系统,其中该商用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(所述水具有例如约7℃的温度)的冷却器。根据应用,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圆管板翅、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,以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选地在约0℃至约10℃的范围内。冷凝温度优选地在约40℃至约70℃的范围内。
本发明的热传递组合物(包括含有制冷剂1至25中的任一种的热传递组合物)被提供用于住宅空气-水热泵循环加热系统,其中该住宅空气-水热泵循环加热系统用于在冬季向建筑物供应热水(所述水具有例如约50℃或约55℃的温度)以用于地板加热或类似应用。循环加热系统通常具有与环境空气交换热的圆管板翅、翅管或微通道蒸发器,往复式、涡旋式或回转式压缩机,用于加热水的板式、套管式或管壳式冷凝器,以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选地在约-20℃至约3℃、或-30℃至约5℃的范围内。冷凝温度优选地在约50℃至约90℃的范围内。
本发明的热传递组合物(包括含有制冷剂1至25中的任一种的热传递组合物)被提供用于中温制冷系统,其中该中温制冷系统优选地用于冷却诸如在冷藏机或瓶装饮料冷却器中的食品或饮料。系统通常具有用于冷藏食品或饮料的空气-与-制冷剂蒸发器,往复式、涡旋式或螺杆式或回转式压缩机,与环境空气交换热的空气-与-制冷剂冷凝器,以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选地在约-12℃至约0℃的范围内。冷凝温度优选地在约40℃至约70℃、或约20℃至约70℃的范围内。
本发明的热传递组合物(包括含有制冷剂1至25中的任一种的热传递组合物)被提供用于低温制冷系统,其中所述低温制冷系统优选地用于冷冻机或冰淇淋机。系统通常具有用于冷藏食品或饮料的空气-与-制冷剂蒸发器,往复式、涡旋式或回转式压缩机,与环境空气交换热的空气-与-制冷剂冷凝器,以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选地在约-40℃至约-12℃的范围内。冷凝温度优选地在约4℃至约70℃、或约20℃至约70℃的范围内。
如下所示,在冷却器或商用空调系统中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种:
制冷剂 | 系统 |
制冷剂1 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂2 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂3 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂4 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂5 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂6 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂7 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂8 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂9 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂10 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂11 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂12 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂13 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂14 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂15 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂16 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂17 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂18 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂19 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂20 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂21 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂22 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂23 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂24 | 冷却器或商用空调 |
制冷剂25 | 冷却器或商用空调 |
如下所示,在冷却器或商用空调系统中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种以及稳定剂1和POE润滑剂:
出于本发明的目的,如上所列的热传递组合物被提供用于其中蒸发温度在约0℃至约10℃范围内且冷凝温度在约40℃至约70℃范围内的冷却器。冷却器被提供用于空调或制冷,优选地用于制冷。冷却器优选地为正位移冷却器,更特别地为空气冷却或水冷却的直接膨胀式冷却器,该冷却器是模块化或常规单独封装的。
热传递组合物包含空调系统中的制冷剂1至25中的任一种,其中住宅空调在下文中缩写为住宅AC。
如下表中所示,在住宅空调系统或热泵中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种:
如下所示,在住宅AC或热泵中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种和稳定剂1:
如下所示,在住宅AC或热泵中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种以及稳定剂1和POE润滑剂:
制冷剂 | 稳定剂 | 润滑剂 | 空调系统 |
制冷剂1 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂2 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂3 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂4 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂5 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂6 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂7 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂8 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂9 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂10 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂11 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂12 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂13 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂14 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂15 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂16 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂17 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂18 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂19 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂20 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂21 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂22 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂23 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂24 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
制冷剂25 | 稳定剂2 | POE | 住宅AC或热泵 |
如下所示,在低温制冷系统或中温系统中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种:
制冷剂 | 制冷系统 |
制冷剂1 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂2 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂3 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂4 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂5 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂6 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂7 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂8 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂9 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂10 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂11 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂12 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂13 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂14 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂15 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂16 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂17 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂18 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂19 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂20 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂21 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂22 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂23 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂24 | 低温制冷或中温制冷 |
制冷剂25 | 低温制冷或中温制冷 |
如下所示,在低温制冷系统或中温制冷系统中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种和稳定剂1:
如下所示,在低温制冷或中温制冷系统中,热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种、稳定剂1和POE润滑剂:
因此,本发明包括改装被设计用于并包含R-410A制冷剂的现有热传递系统的方法,而不需要对现有系统进行实质性的工程改造,特别是不需要对冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀进行改造。
根据本发明的制冷剂(特别是包括制冷剂1至25中的任一种)和本文所公开的热传递组合物被提供作为制冷剂R-410A的低GWP替代品。因此,本发明的热传递组合物和制冷剂(包括制冷剂1至25中的每一种和包含制冷剂1至25的所有热传递组合物)可用作替代制冷剂/热传递组合物。
因此,本发明还包括使用本发明的制冷剂或热传递组合物替代R-410A,尤其是在住宅空调中替代R-410A的方法,而无需对现有系统进行实质性的工程改造,特别是在不更改冷凝器,蒸发器和/或膨胀阀的情况下。
因此,本发明还包括使用本发明的制冷剂或热传递组合物作为R-410A的替代品并且特别是作为冷却器系统中R-410A的替代品的方法。
因此,本发明还包括使用本发明的制冷剂或热传递组合物作为R-410A的替代品并且特别是作为住宅空调系统中R-410A的替代品的方法。
因此,提供了一种改装含有R-410A制冷剂的现有热传递系统的方法,所述方法包括用本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)替代现有R-410A制冷剂的至少一部分。替代步骤优选地包括去除现有制冷剂(其可以是但不限于R-410A)的至少大部分并且优选地基本上全部,并引入热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的任一种),而不对系统进行任何实质性的改造以适应本发明的制冷剂。优选地,该方法包括从系统中去除至少约5重量%、约10重量%、约25重量%、约50重量%或约75重量%的R-410A,并将其用本发明的热传递组合物替代。
另选地,热传递组合物可用于改装被设计成包含或含有R410A制冷剂的现有热传递系统的方法,其中该系统被改进成与本发明的热传递组合物一起使用。
另选地,热传递组合物可用作被设计成包含R-410A制冷剂或适合与其一起使用的热传递系统中的替代品。
应当理解,本发明涵盖本发明的热传递组合物作为R-410A的低全球变暖潜能值替代品的用途,或用于改装现有热传递系统的方法中,或用于适合与如本文所述的R-410A制冷剂一起使用的热传递系统中。
因此,提供了用本发明的制冷剂或热传递组合物(特别是包括制冷剂1至25中的任一种)来替代将用于特定热传递系统的R-410A制冷剂的方法。
应当理解,当将热传递组合物用作R-410A的低GWP替代品时,热传递组合物可基本上由本发明的制冷剂组成。另选地,本发明涵盖本发明的制冷剂作为R-410A的低GWP替代品的用途。
本领域技术人员将理解,当热传递组合物被提供用于如上所述的改装现有热传递系统的方法中时,该方法优选地包括从系统中去除现有R-410A制冷剂的至少一部分。优选地,该方法包括从系统中去除至少约5重量%、约10重量%、约25重量%、约50重量%或约75重量%的R-410A,并将其用本发明的热传递组合物替代。
本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)可用作使用R-410A制冷剂或适合与其一起使用的系统(诸如现有或新的热传递系统)中的替代品。
本发明的组合物表现出多个期望的R-410A特征,但具有显著低于R-410A的GWP,而同时具有基本上类似或基本上匹配并且优选地与R-410A一样高或更高的操作特征,即容量和/或效率(COP)。这允许所要求保护的组合物替代现有热传递系统中的R-410A,而不需要例如冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀的任何显著的系统改造。因此,该组合物可用作热传递系统中R-410A的直接替代品。
因此,本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)优选地表现出与R-410A相比的操作特性,其中在热传递系统中该组合物的效率(COP)大于R-410A的效率的90%。
因此,本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)优选地表现出与R-410A相比的操作特性,其中在热传递系统中容量是R-410A的容量的95%至105%。
应当理解,R-410A是类共沸组合物。因此,为了使所要求保护的组合物与R-410A的操作特性良好匹配,包括在本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)中的制冷剂中的任一种理想地显示出低水平的滑移。因此,包括在本发明的热传递组合物(包括如本文所述的根据本发明的热传递组合物1至50中的每一种)中的制冷剂可提供小于2℃、优选地小于1.5℃的蒸发器滑移。
因此,本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)优选地表现出与R-410A相比的操作特性,其中在热传递系统中该组合物的效率(COP)是R-410A的效率的100%至102%,并且其中在热传递系统中容量是R-410A的容量的92%至102%。
优选地,本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)优选地表现出与R-410A相比的操作特性,其中:
-组合物的效率(COP)是R-410A效率的100%至105%;和/或
-容量是R-410A的容量的92%至102%。
在热传递系统中,本发明的组合物将替代R-410A制冷剂。
为了提高热传递系统的可靠性,优选的是,本发明的热传递组合物(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)还表现出与R-410A相比的以下特性:
-排出温度比R-410A的排出温度高不大于10℃;和/或
-压缩机压力比是R-410A的压缩机压力比的98%至102%
在热传递系统中,本发明的组合物用于替代R-410A制冷剂。
用于替代R-410A的现有热传递组合物优选地用于空调热传递系统(包括移动式和固定式空调系统两者)中。如本文所使,术语移动式空调系统意指移动的非客车空调系统,诸如卡车、公共汽车和火车中的空调系统。因此,如本文所述的热传递组合物中的每一种(包括热传递组合物1至50中的每一种)可用于替代以下任一者中的R-410A:
-空调系统,包括移动式空调系统,特别是卡车、公共汽车和火车中的空调系统,
-移动式热泵,特别是电动车辆热泵;
-冷却器,特别是正位移冷却器,更特别是空气冷却或水冷却的直接膨胀式冷却器,该冷却器是模块化或常规单独封装的,
-住宅空调系统,特别是管道分体式或无管道分体式空调系统,
-住宅热泵,
-住宅空气-水热泵/循环加热系统,
-工业空调系统以及
-商用空调系统,特别是封装式屋顶单元和可变制冷剂流量(VRF)系统;
-商用空气源、水源或地源热泵系统
本发明的热传递组合物另选地被提供以替代制冷系统中的R410A。因此,如本文所述的热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25的组合物和热传递组合物1至50中的每一种)可用于替代以下任一者中的R10A:
-低温制冷系统,
-中温制冷系统,
-商用冷藏机,
-商用冷冻机,
-制冰机,
-自动贩卖机,
-运输制冷系统,
-家用冷冻机,
-家用冷藏机,
-工业冷冻机,
-工业冷藏机以及
-冷却器。
为了提高热传递系统的可靠性,优选的是,本发明的组合物还表现出与R-410A相比的以下特性:在热传递系统中压缩机压力比是R-410A的压缩机压力比的95%至105%,其中本发明的组合物用于替代R-410A制冷剂。
本文所述的热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供以替代风冷式冷却器(其中蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内,特别地约4.5℃)、特别是具有正位移压缩机的风冷式冷却器、更特别地是具有往复式涡旋压缩机的风冷式冷却器中的R-410A。
本文所述的热传递组合物中的每一种(包括包含制冷剂1至25的组合物中的每一种和热传递组合物1至50中的每一种)特别地被提供以替代住宅空气-水热泵循环加热系统(其中蒸发器温度在约-20℃至约3℃或约-30℃至约5℃的范围内,特别地约0.5℃)中的R-410A。
本文所述的包含制冷剂1至25中的每一种的热传递组合物中的每一种特别地被提供以替代中温制冷系统(其中蒸发器温度在约-12℃至约0℃的范围内,特别地约-8℃)中的R-410A。
本文所述的包含制冷剂1至25中的每一种的热传递组合物中的每一种特别地被提供以替代低温制冷系统(其中蒸发器温度在约-40℃至约-12℃的范围内,特别地约-40℃至约-23℃或优选地约-32℃)中的R-410A。
因此,提供了改装被设计成包含或含有R-410A制冷剂或适合与R-410A制冷剂一起使用的现有热传递系统的方法,所述方法包括用本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)替代现有R-410A制冷剂的至少一部分。
因此,提供了改装被设计成包含或含有R-410A制冷剂或适合与R-410A制冷剂一起使用的现有热传递系统的方法,所述方法包括用根据本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1至50中的每一种)替代现有R-410A制冷剂的至少一部分。
本发明还提供了热传递系统,该热传递系统包括流体连通的压缩机、冷凝器和蒸发器以及在所述系统中的热传递组合物,所述热传递组合物包含制冷剂1至25中的任一种。
特别地,热传递系统是住宅空调系统(其中蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内,特别地冷却温度为约7℃和/或在约-20℃至约3℃、或约-30℃至约5℃的范围内,特别地加热温度为约0.5℃)并且包含制冷剂1至25中的任一种。
特别地,热传递系统是风冷式冷却器(其中蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内,特别地约4.5℃)、特别是具有正位移压缩机的风冷式冷却器、更特别地是具有往复式或涡旋式压缩机的风冷式冷却器并且包含制冷剂1至25中的任一种。
特别地,热传递系统是住宅空气-水热泵循环加热系统(其中蒸发器温度在约-20℃至约3℃、或约-30℃至约5℃的范围内,特别地约0.5℃)并且包含制冷剂1至25中的任一种。
热传递系统可以是制冷系统诸如低温制冷系统、中温制冷系统、商用冷藏机、商用冷冻机、制冰机、自动贩卖机、运输制冷系统、家用冷冻机、家用冷藏机、工业冷冻机、工业冷藏机和冷却器并且包含制冷剂1至25中的任一种。
实施例
下表2中鉴定为制冷剂A1、A2和A3的制冷剂组合物是如本文所述的本发明范围内的制冷剂。使制冷剂中的每一种经受热力学分析,以确定其在各种制冷系统中与R-4104A的操作特性相匹配的能力。对于组合物中所用各二元组分对的特性,采用所收集的实验数据进行分析。在与HFC-32和R125中每者的一系列二元对中,确定和研究CF3I的蒸气/液体平衡行为。实验评估中各二元对的组成在一系列相对百分比内变化,并且各二元对的混合物参数被回归成实验获得的数据。将得自美国科学和技术研究院(NIST)参考流体热力学和传输特性数据库软件(Refprop 9.1NIST标准数据库2013)的二元对HFC-32和HFC-125的蒸气/液体平衡行为数据用于实施例。被选择用于实施分析的参数是:对于所有制冷剂相同的压缩机排量,对于所有制冷剂相同的操作条件,对于所有制冷剂相同的压缩机等熵和容积效率。在各实施例中,模拟使用所测的蒸气液体平衡数据来实施。报道了各实施例的模拟结果。
表2:评估制冷剂性能的实施例
制冷剂A1包含100%重量的表2中列出的三种化合物(以它们的相对百分比),并且是不可燃的。制冷剂A2包含100%重量的表2中列出的三种化合物(以它们的相对百分比),并且是不可燃的。制冷剂A3包含100%重量的表2中列出的三种化合物(以它们的相对百分比),并且是不可燃的。
实施例1-环境/GWP
确定了R410、其他已知制冷剂和本发明制冷剂的LCCP,并且报告于表3中。在表3中,GWP为399的制冷剂是本发明的制冷剂。使用GWP为1、150、250、750和2088的已知制冷剂。GWP为2088的已知制冷剂为R410A。
表3示出了四个区域中的LCCP结果:美国、欧盟、中国和巴西。随着GWP降低,直接排放更低。然而,系统效率较低,因此其消耗更多能量并增加间接排放。因此,总排放(kg-CO2eq)首先降低,然后随着GWP降低而增加。这些区域中的不同能量结构示出了具有最低总排放的最佳GWP值。AC单元的数量在这些区域之间也是不同的:美国和欧盟比中国和巴西具有更多的AC单元。图1和表3的最后一列示出了考虑所有四个区域和AC单元数量的总排放。对于GWP为400的本发明制冷剂,随着GWP降低,总排放降低,直到达到最低值。在GWP在250和750之间的范围内,总排放非常相似。然而,当GWP低于150时,总排放显著增加,因为间接排放显著增加。因此本发明证明了令人惊讶和意料不到的结果。
表3:LCCP(kg-CO2cq)
实施例2-住宅空调系统(冷却)
住宅空调系统用于在夏季向建筑物供应冷空气(12℃)。制冷剂A1、A2和A3用于模拟如上所述的住宅空调系统中,并且性能结果在下表4中。住宅空调系统包括分体式空调系统、小型分体式空调系统和窗户式空调系统,并且本文所述的测试代表来自此类系统的结果。该实验系统包括空气-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)和膨胀阀。测试的操作条件为:冷凝温度=46℃;冷凝器过冷=5.5℃;蒸发温度=7℃;蒸发器过热=5.5℃;等熵效率=70%;容积效率=100%;并且吸入管线中温度上升=5.5℃。
表4:住宅空调系统的性能(冷却)
表4示出了与R410A系统相比的住宅空调系统的热力学性能。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比92%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要对R410A压缩机进行改变。
实施例3-住宅热泵系统(加热)
住宅热泵系统用于在冬季向建筑物供应暖空气(21.1℃)。制冷剂A1、A2和A3用于模拟如上所述的住宅热泵系统中,并且性能结果在下表5中。实验系统包括住宅空调系统,然而,当系统处于热泵模式时,制冷剂流动反向,并且室内盘管变成冷凝器,并且室外盘管变成蒸发器。住宅热泵系统包括分体式空调系统、小型分体式空调系统和窗户式空调系统,并且本文所述的测试代表来自此类系统的结果。操作条件为:冷凝温度=41℃;冷凝器过冷=5.5℃;蒸发温度=0.5℃;蒸发器过热=5.5℃;等熵效率=70%;容积效率=100%;并且吸入管线中温度上升=5.5℃。
表5:住宅热泵系统的性能(加热)
表5示出了与R410A系统相比的住宅热泵系统的热力学性能。制冷剂A1的容量可用较大的压缩机来恢复。制冷剂A2和A3显示出与R410A相比90%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂Al至A3显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要对R410A压缩机进行改变。
实施例4-商用空调系统-冷却器
商用空调系统(冷却器)用于向大型建筑物诸如办公室和医院等供应冷却水(7℃),并且根据特定的应用,冷却器系统可全年运行。本文所述的测试代表来自此类系统的结果。制冷剂A1、A2和A3用于模拟如上所述的商用空调系统中,并且性能结果在下表6中。操作条件为:冷凝温度=46℃;冷凝器过冷=5.5℃;蒸发温度=4.5℃;蒸发器过热=5.5℃;等熵效率=70%;容积效率=100%;并且吸入管线中温度上升=2℃。
表6:商用空调系统-风冷式冷却器的性能
表6示出了与R410A系统相比的商用空调系统的热力学性能。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比92%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要对R410A压缩机进行改变。
实施例5-住宅空气-水热泵循环加热系统
测试了住宅至气-水热泵循环加热系统用于在冬李向建筑物供应热水(50℃)以用于地板加热或类似应用。制冷剂A1、A2和A3用于模拟如上所述的住宅热泵系统,并且本文所述的性能结果代表来自此类系统的结果并报告于下表7中。操作条件为:冷凝温度=60℃(对应的室内出水温度=约50℃);冷凝器过冷=5.5℃;蒸发温度=0.5℃(对应的室外环境温度=约8.3℃);蒸发器过热=5.5℃;等熵效率=70%;容积效率=100%;并且吸入管线中温度上升=2℃。
表7:住宅空气-水热泵循环加热系统的性能
表7示出了与R410A系统相比的住宅热泵系统的热力学性能。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比93%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A1至A2显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要对R410A压缩机进行改变。此外,制冷剂A2显示出与R-410A相比100%的压力比,这表明压缩机效率与R-410A足够相似,从而不需要改变与R-410A一起使用的压缩机。
实施例6-中温制冷系统
测试了用于诸如在冷藏机和瓶式冷却器中冷却食品或饮料的中温制冷系统。该实验系统包括用于冷却食物或饮料的空气-制冷剂蒸发器、压缩机、用于与环境空气交换热的空气-制冷剂冷凝器以及膨胀阀。制冷剂A1、A2和A3用于模拟如上所述的中温制冷系统中,并且性能结果在下表8中。工作条件:冷凝温度=40.6℃;冷凝器过冷=0℃;(具有接收器的系统);蒸发温度=-6.7℃;蒸发器过热=5.5℃;等熵效率=70%;容积效率=100%;并且吸入管线中的过热度=19.5℃
表8:中温制冷系统的性能
表8示出了与R410A系统相比的中温制冷系统的热力学性能。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比94%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A1至A2显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要对R410A压缩机进行改变。此外,制冷剂A2显示出与R-410A相比100%的压力比,这表明压缩机效率与R-410A足够相似,从而不需要改变与R-410A一起使用的压缩机。
实施例7-低温制冷系统
低温制冷系统用于诸如在冰淇淋机和冷冻机中冷冻食品。该实验系统包括:用于冷却或冷冻食品或饮料的空气-制冷剂蒸发器、压缩机、用于与环境空气交换热的空气-制冷剂冷凝器、以及膨胀阀。本文所述的测试代表来自此类系统的结果。制冷剂A1、A2和A3用于模拟如上所述的低温制冷系统中,并且性能结果在下表9中。工作条件:冷凝温度=40.6℃;冷凝器过冷=0℃(具有接收器的系统);蒸发温度=-28.9℃;蒸发器出口处的过热度=5.5℃;等熵效率=65%;容积效率=100%;并且吸入管线中的过热度=44.4℃。
表9:低温制冷系统的性能
表9示出了与R410A系统相比的低温制冷系统的热力学性能。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比96%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比99%或100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要对R410A压缩机进行改变。
实施例8:商用空调系统-封装式屋顶
测试了被构造成向建筑物供应冷却或加热的空气的封装式屋顶商用空调系统。该实验系统包括封装式屋顶空调/热泵系统,并且具有空气-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)和膨胀阀。本文所述的测试代表来自此类系统的结果。测试的操作条件为:
1.冷凝温度=约46℃(对应的室外环境温度=约35℃)
2.冷凝器过冷=约5.5℃
3.蒸发温度=大约7℃(对应的室内环境温度=26.7℃)
4.蒸发器过热=约5.5℃
5.等熵效率=70%
6.容积效率=100%
7.吸入管线中温度上升=5.5℃
测试的性能结果报告于下表8中:
表8:商用空调系统-封装式屋顶的性能
制冷剂 | 容量 | 效率 | 压力比 | 蒸发器滑移[℃] |
R-410A | 100% | 100% | 100% | 0.1 |
A1 | 89% | 101% | 100% | 4.2 |
A2 | 90% | 101% | 100% | 3.9 |
A3 | 92% | 101% | 100% | 3.0 |
表8示出了与R-410A相比使用本发明的制冷剂A1、A2和A3操作的屋顶商用空调系统的热力学性能。制冷剂A2和A3显示出与R410A相比90%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A2和A3的容量可用较大的压缩机来恢复。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要在R410A压缩机设计中进行显著改变。
实施例9-商用空调系统-可变制冷剂流量系统
测试了具有可变制冷剂流量的商用空调系统被构造成向建筑物供应冷却或加热的空气。该系统包括多个(4个或更多个)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)和膨胀阀。本文所述的条件代表来自此类系统的操作条件。操作条件如下:
1.冷凝温度=约46℃,对应的室外环境温度=35℃
2.冷凝器过冷=约5.5℃
3.蒸发温度=约7℃(对应的室内环境温度=26.7℃)
4.蒸发器过热=约5.5℃
5.等熵效率=70%
6.容积效率=100%
7.吸入管线中温度上升=5.5℃
表9:商用空调系统-可变制冷剂流量系统的性能
表9示出了与R-410A相比使用本发明的制冷剂A1、A2和A3操作的屋顶商用空调系统的热力学性能。制冷剂A2和A3显示出与R410A相比90%或更高的容量和更高的效率。这表明系统性能与R410A相似。制冷剂A2和A3的容量可用较大的压缩机来恢复。制冷剂A1至A3显示出与R410A相比100%的压力比。这表明压缩机效率与R410A相似,并且不需要在R410A压缩机设计中进行显著改变。
实施例10-用于包含制冷剂和润滑剂的热传递组合物的稳定剂
根据ASHRAE标准97-“测试在制冷剂系统内使用的材料的化学稳定性的密封玻璃管方法”,通过加速老化来模拟热传递组合物的长期稳定性,从而测试本发明的热传递组合物。测试后,卤化物的水平被认为反映了制冷剂在用于热传递组合物的条件下的稳定性,并且总酸值(TAN)被认为反映了润滑剂在用于热传递组合物的条件下的稳定性。
进行以下实验以显示根据本发明的稳定剂的加入对制冷剂/润滑剂组合物的影响。制备含有50重量%的所指示的制冷剂和50重量%的所指示的润滑剂的密封管,这些制冷剂和润滑剂各自已被脱气。每个管含有钢、铜、铝和青铜的试样块。通过将密封管置于保持在约175℃的烘箱中14天来测试稳定性。在每种情况下,所测试的润滑剂是在40℃下粘度为约32cSt的ISO 32 POE(润滑剂A)、在40℃下粘度为约68cSt的ISO 68 POE(润滑剂B),其中每种润滑剂具有小于300ppm的含水量。测试了表10A中所述的下列制冷剂:
表10A
制冷剂 | 水分,ppm |
A1 | 少于30 |
A2 | 少于30 |
A3 | 少于30 |
在没有任何稳定剂的情况下对每个润滑剂和制冷剂对进行测试,结果如下:
润滑剂视觉效果-不透明或黑色
金属视觉效果-钝化
固体存在-是
卤化物>100ppm
TAN>10mgKOH/g
以基于稳定剂加制冷剂的总重量计约1.5%至小于约10%的量测试表10B中所述的下列稳定剂,其中表中的重量百分比是稳定剂包中所示稳定剂的重量百分比。
表10B
用这些稳定剂和润滑剂A1、A2和A3进行的测试结果报告于下表10C中。
表10C
该测试表明,这些测试中的每一者中的润滑剂是透明无色的,金属是有光泽的(未变化的),并且不存在固体,卤化物和TAN水平在可接受限度内,所有这些都表明稳定剂是有效的。
实施例11-与POE油的混溶性
如针对上文实施例1的表1中所指示的,对不同的润滑剂和制冷剂重量比以及不同的R-410A制冷剂和制冷剂A2温度,测试与ISO POE-32油(在40℃温度下粘度为约32cSt)的混溶性。该测试的结果报告于下表11中:
表11
从上表可以看出,R-410A在低于约-22℃时与POE油不混溶,并且因此在没有采取措施以克服POE油在蒸发器中积聚的情况下,R-410A不能用于低温制冷应用。此外,R-410A在高于50℃时与POE油不混溶,这将在高于环境温度的条件下使用R-410A时在冷凝器和液体管线中产生问题(例如,分离的POE油将被截留和积聚)。相反,申请人已经令人惊讶和出乎意料地发现,本发明的制冷剂在-40℃至80℃的温度范围内与POE油完全混溶,因此当用于此类系统中时提供了实质性和出乎意料的优点。
实施例12-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的住宅空调系统(冷却)
重复实施例2,不同之处在于系统中包括一个油分离器并且在油分离器的液体部分中包括独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例13-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的住宅热泵系统(加热)
重复实施例3,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例14-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的商用空调系统(冷却器)
重复实施例4,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例15-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的住宅空气-水热泵循环加
热系统
重复实施例5,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例16-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的中温制冷系统
重复实施例6,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例17-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的低温制冷系统
重复实施例7,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例18-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的封装式屋顶商用空调系统
重复实施例8,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例19-具有螯合材料和含稳定剂的热传递组合物的商用空调系统-可变制冷
剂流量系统
重复实施例9,不同之处在于系统中包括一个油分离器以及在油分离器的液体部分中包括的独立地由螯合材料1至4组成的若干螯合材料。热传递组合物包含如本文所述量的润滑剂1和稳定剂1。在每种情况下系统均如实施例2中所示操作,并且操作以指示高水平的稳定性,使得按照本文实施例10和20至30中所示的测试,具有可接受水平的稳定性的操作发生至少1年。
实施例20-包含银沸石的螯合材料
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,然后在190℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管并取油样品。
然后将油样品与沸石置于Fischer-Porter管中。测量干燥沸石相对于样品(润滑剂)的量。然后将管在15℃或50℃下保持114小时(4.75天)。每两小时摇动试管一次,以确保沸石和样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与沸石结合前)和结束时(即与沸石结合后并且在15℃或50℃下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10中所述相同的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。
测试结果列于表20中。
表20:沸石对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
*-pphl表示每百份润滑剂的重量份
以上测试证明了沸石在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”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的沸石比约5pphl的沸石表现得更好。令人惊讶地,在50℃下在约21pphl的沸石中检测到非常少的碘化物。
结果还表明,在约21pphl沸石的浓度下,TAN在15℃和50℃下均降低。
实施例21
测试了阴离子交换树脂充当螯合材料的能力。
测试了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
在用于以下实施例中之前,通过用5至10床体积的4%NaOH缓慢洗涤树脂至少1小时,接着用去离子水洗涤直到流出物的pH为7±0.5,将第二树脂从氯化物形式转化成氢氧化物形式。使用石蕊试纸测量pH。
方法和结果
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,然后在190℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管并取油样品。
然后将样品与阴离子交换树脂置于Fischer-Porter管中。测量干燥树脂相对于样品的量。然后将管在15℃或50℃下保持114小时(4.75天)。每两小时摇动试管一次,以确保树脂和样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与树脂结合前)和结束时(即与树脂结合后并且在15℃或50℃下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10相同的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。
结果在下表21中列出。
表21:阴离子交换树脂对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
*-pphl表示每百份润滑剂的重量份
以上测试证明了阴离子交换树脂在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”的能力。
结果表明,当使用约4pphl树脂或约16pphl树脂时,两种树脂都能够在15℃和50℃下降低降解样品的碘化物和氟化物含量。两种树脂在50℃下比在15℃下表现得更好,并且约16pphl的树脂比约4pphl的沸石表现得更好。
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22
重复实施例22,不同的是使用下列两种阴离子树脂:
A-一种以商品名Amberlyst A21(游离碱)出售的具有下列特征的工业级弱碱性阴离子交换树脂:
B-一种以商品名Amberlyst A22出售的具有下列特征的工业级弱碱性阴离子交换树脂:
产品名称 | Amberlyst A22 |
组成 | 含水量,40%-50% |
限度 | 100℃最高温度 |
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 | >1.7eq/L |
发现这些树脂中的每一种对去除和/或减少上述物质均有效。
实施例23
测试了阴离子交换树脂和沸石的组合充当螯合材料的能力。
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80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管并取油(即润滑剂)样品。
然后将润滑剂样品与阴离子交换树脂和沸石的组合置于Fischer-Porter管中。测量干燥树脂和沸石相对于样品的量。然后将管在约50℃下保持192小时(8天)。每两小时摇动试管一次,以确保树脂和样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与树脂和沸石结合前)和结束时(即与树脂和沸石结合后并且在50℃下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、氟化物和碘化物的浓度。
结果列于下表23中。
表23:阴离子交换树脂和沸石对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
以上测试证明了阴离子交换树脂和沸石的组合在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”的能力。结果表明,当使用不同比例的阴离子交换树脂和沸石时,两种树脂都能够在50℃降低降解样品的碘化物和氟化物含量。沸石与离子交换剂重量比为25:75时,显示样品的TAN下降最大,并且还显示碘化物和氟化物含量(ppm)下降也最大。
实施例24
研究了氟化物、碘化物的去除水平和TAN的减少水平与作为被处理的热传递组合物的百分比的沸石量的函数关系
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL32-3MAF)和20重量%的CF3I的共混物置于密封管中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开密封管并取油样品。
然后将根据前述段落的分解后产生的润滑剂样品的一部分填充到5个Parr池中,每个池具有基于置于池中的润滑剂的重量计不同量(按重量计)的沸石。然后将Parr池保持在50℃,并且每24小时测试每个池中的材料15天。每天摇动Parr池,以确保沸石和润滑剂的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与沸石结合前)以及每24小时之后(即与沸石结合后,在50℃下)测量总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm,持续15天。
测试结果列于下表5中:
表24:沸石对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
以上测试证明了沸石在润滑剂(并且特别是POE油)和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”的能力。
结果表明,大于10pphl的沸石量更有效地将碘化物含量降低到不可检测极限,而大于5pphl的沸石材料量更有效地将氟化物的含量降低到不可检测极限。结果还表明,大于15pphl的沸石量对减少TAN最有效。
实施例25-优选的离子交换材料
测试了工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlyst A21(游离碱)充当螯合材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并将它们用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上含有游离的孤对电子-它在酸存在下易于质子化。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,而不使任何另外的物质回到溶液中。
申请人已经发现,Amberlyst A21是根据本发明使用的优异的材料。它具有大孔结构,使得其在本发明的方法和系统中物理上非常稳定且抗破损,并且可在寿命周期内承受制冷系统的高流速。
实施例26
测试了工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlyst A21(游离碱)充当螯合材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并将它们用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上含有游离的孤对电子-它在酸存在下易于质子化。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,而不使任何另外的物质回到溶液中。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且抗破损。它可在寿命周期内承受制冷系统的高流速。一种以商品名Amberlyst A21(游离碱)出售的具有下列特征的工业级弱碱性阴离子交换树脂:
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒并取油样品。
然后将样品与Amberlyst A21一起置于parr池中。测量干燥Amberlyst A21相对于样品的量。然后将parr池在任一50℃下保持20天。每天摇动池,以确保Amberlyst A21和样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与Amberlyst A21结合前)和结束时(即与Amberlyst A21结合后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。根据如本申请中所述的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。
测试结果列于表26中。
表26:Amberlyst A21对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
以上测试证明了Amberlyst A21在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”的能力。
结果表明,当使用30重量%或更高的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极限以下。
实施例27
测试了工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlyst A22(游离碱)充当螯合材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并将它们用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上含有游离的孤对电子-它在酸存在下易于质子化。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,而不使任何另外的物质回到溶液中。它的大孔结构使其在物理上非常稳定且抗破损。它可在寿命周期内承受制冷系统的高流速。一种以商品名Amberlyst A22出售的具有下列特征的工业级弱碱性阴离子交换树脂:
产品名称 | Amberlyst A22 |
组成 | 含水量,40%-50% |
限度 | 100℃最高温度 |
离子形式 | 游离碱(FB) |
结构 | 苯乙烯-二乙烯基苯 |
基质 | 大孔 |
粒度 | 475-600um |
容量 | >1.7eq/L |
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒并取油样品。
然后将样品与Amberlyst A22一起置于parr池中。测量干燥Amberlyst A22相对于样品的量。然后将parr池在任一50℃下保持20天。每天摇动池,以确保Amberlyst A22和样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与Amberlyst A22结合前)和结束时(即与Amberlyst A22结合后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。根据如本申请中所述的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。
测试结果列于表27中。
表27:Amberlyst A22对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
以上测试证明了Amberlyst A22在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”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28
测试了工业级弱碱性阴离子交换吸附树脂Amberlite IRA96充当螯合材料的能力。弱碱性阴离子树脂为游离碱形式,并用叔胺(不带电)官能化。叔胺在氮上含有游离的孤对电子-它在酸存在下易于质子化。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,而不使任何另外的物质回到溶液中。它的大孔结构使其在物理上非常稳定且抗破损。它可在寿命周期内承受制冷系统的高流速。这种树脂的高孔隙率允许有效吸附大的有机分子。一种以商品名Amberlite IRA96出售的具有下列特征的工业级弱碱性阴离子交换树脂:
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒并取油样品。
然后将样品与AmberliteIRA96一起置于parr池中。测量干燥AmberliteIRA96相对于样品的量。然后将parr池在任一50℃下保持20天。每天摇动池,以确保AmberliteIRA96和样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且与AmberliteIRA96结合前)和结束时(即与AmberliteIRA96结合后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。根据如本申请中所述的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。
测试结果列于表28中。
表28:Amberlite对TAN、氟化物和碘化物浓度的影响
以上测试证明了AmberliteIRA96在POE油和CF3I制冷剂的组合物降解后有效地将其“回收”的能力。
结果表明,当使用30重量%和更高的AmberliteIRA96时,AmberliteIRA96能够在50℃下将降解样品的碘化物和氟化物的含量降低到可检测极限以下。
实施例29
测试了工业级活性氧化铝F200充当螯合材料的能力。
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒并取油样品。
然后将样品与工业级活性氧化铝F200一起置于parr池中。测量活性氧化铝相对于样品的量。然后将parr池在任一50℃下保持20天。每天摇动池,以确保样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且在暴露于F200前)和结束时(即暴露于F200后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。按照本申请中所述的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。
测试结果列于表29A中。
表29:活性氧化铝F200对TAN、氯化物和碘化物浓度的影响
实施例30
测试了Amberlyst A21和沸石IONSIV D7310-C的组合作为螯合材料的能力。
将80重量%的POE油(POE ISO 32,Emkarate RL 32-3MAF)和20重量%的CF3I的混合物置于圆筒中,然后在175℃下加热2天,该POE油包含约1000ppm的量的主抗氧化剂稳定剂BHT。这些条件导致制冷剂和润滑剂的分解。然后打开圆筒并取油样品。
然后将样品与螯合材料一起置于parr池中。螯合材料相对于样品的量为20重量%。然后将parr池在任一50℃下保持20天。每天摇动池,以确保样品的适当混合。
在开始时(即CF3I和POE油的降解后并且在暴露于螯合材料前)和结束时(即暴露于螯合材料后)测量样品的总酸值(TAN)、碘化物ppm和氟化物ppm。按照本申请中所述的方法测量TAN、氟化物和碘化物的浓度。测试结果列于表30中。
表30:Amberlyst A21和沸石IONSIV D7310-C的组合对TAN、氟化物和碘化物浓度
的影响
虽然已经参考优选的组合物描述了本发明,但是本领域的技术人员应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种改变并且用等同物替换其要素。另外,在不脱离本发明的实质范围的情况下,可以进行许多修改以适应本发明教导内容的特定情况或材料。因此,本发明旨在不限于所公开的特定组合物,而是本发明将包括落入所附权利要求或后面增加的任何权利要求范围内的所有组合物。
编号实施方案1
一种制冷剂,包含至少约97重量%的下列三种化合物,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案2
根据编号实施方案1所述的制冷剂,其中制冷剂中的三种化合物是:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案3
根据编号实施方案1所述的制冷剂,其中制冷剂中的三种化合物是:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案4
根据编号实施方案1所述的制冷剂,其中制冷剂中的三种化合物是:
41重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案5
根据编号实施方案1至4所要求保护的制冷剂,其中所述制冷剂包含至少约98.5重量%的所述三种化合物。
编号实施方案6
根据编号实施方案1至4所要求保护的制冷剂,其中所述制冷剂包含至少约99.5重量%的所述三种组分。
编号实施方案7
一种制冷剂,所述制冷剂基本上由下列组成:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案8
根据权利要求7所述的制冷剂,所述制冷剂基本上由下列组成:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案9
根据编号实施方案7或编号实施方案8所述的制冷剂,所述制冷剂基本上由下列组成:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案10
根据编号实施方案7或编号实施方案8所述的制冷剂,所述制冷剂基本上由下列组成
41重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案11
一种制冷剂,所述制冷剂由下列组成:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案12
根据编号实施方案11所述的制冷剂,所述制冷剂由下列组成:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案13
根据编号实施方案11或编号实施方案12所述的制冷剂,所述制冷剂由下列组成:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案14
根据编号实施方案11或编号实施方案12所述的制冷剂,所述制冷剂由下列组成:
41重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
编号实施方案15
一种热传递组合物,包含根据编号实施方案1至14中任一项所述的制冷剂。
编号实施方案16
根据编号实施方案15中所要求保护的热传递组合物,其中所述制冷剂占所述组合物的大于40重量%。
编号实施方案17
根据编号实施方案15中所要求保护的热传递组合物,其中所述制冷剂占所述组合物的大于50重量%。
编号实施方案18
根据编号实施方案15中所要求保护的热传递组合物,其中所述制冷剂占所述组合物的大于60重量%。
编号实施方案19
根据编号实施方案15中所要求保护的热传递组合物,其中所述制冷剂占所述组合物的大于70重量%。
编号实施方案20
根据编号实施方案15中所要求保护的热传递组合物,其中所述制冷剂占所述组合物的大于80重量%。
编号实施方案21
根据编号实施方案15中所要求保护的热传递组合物,其中所述制冷剂占所述组合物的大于90重量%。
编号实施方案22
根据编号实施方案15至21中任一项所述的热传递组合物,其中所述热传递组合物还包含烷基化萘稳定剂。
编号实施方案23
根据编号实施方案15至22中任一项所述的热传递组合物,其中所述热传递组合物还包含稳定剂,所述稳定剂包含基于酚的化合物。
编号实施方案24
根据编号实施方案22至23所述的热传递组合物,其中所述热传递组合物还包含稳定剂,所述稳定剂包含环氧化物。
编号实施方案25
根据编号实施方案24中任一项所述的热传递组合物,其中所述酚化合物以大于0重量%,优选地0.0001重量%至约5重量%,更优选地0.001重量%至约2.5重量%,最优选地0.01重量%至约1重量%的量提供于所述热传递组合物中。
编号实施方案26
根据编号实施方案25所述的热传递组合物,其中所述酚化合物为BHT,其中所述BHT以基于所述热传递组合物的重量计约0.0001重量%至约5重量%的量存在。
编号实施方案27
根据编号实施方案26所述的热传递组合物,还包含选自多元醇酯(POE)、矿物油和烷基苯(AB)的润滑剂。
编号实施方案28
根据编号实施方案27所述的热传递组合物,其中所述润滑剂是多元醇酯(POE)。
编号实施方案29
一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法,所述方法包括以下步骤:i)冷凝根据编号实施方案21至29中任一项所述的热传递组合物,以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述组合物;其中所述热传递系统的所述蒸发器温度在约-40℃至约-10℃的范围内。
编号实施方案30
一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中加热的方法,所述方法包括以下步骤:i)在待加热的主体或制品附近冷凝根据编号实施方案21至29中任一项所述的热传递组合物,以及ii)蒸发所述组合物;其中所述热传递系统的所述蒸发器温度在约-20℃至约3℃的范围内。
编号实施方案31
一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中加热的方法,所述方法包括以下步骤:i)在待加热的主体或制品附近冷凝根据编号实施方案21至29中任一项所述的热传递组合物,以及ii)蒸发所述组合物;其中所述热传递系统的所述蒸发器温度在约-30℃至约5℃的范围内。
编号实施方案32
一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法,所述方法包括以下步骤:i)冷凝根据编号实施方案21至29中任一项所述的热传递组合物,以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述组合物,其中所述热传递系统为制冷系统。
编号实施方案33
根据编号实施方案32所述的方法,其中所述制冷系统为低温制冷系统或中温制冷系统。
编号实施方案34
根据编号实施方案33所述的方法,其中所述制冷系统为低温制冷系统。
编号实施方案35
根据编号实施方案33所述的方法,其中所述制冷系统为中温制冷系统。
编号实施方案36
根据编号实施方案35所述的方法,其中所述制冷系统为中温制冷系统(其中蒸发器温度在约-12℃至约0℃的范围内,特别地约-8℃)。
编号实施方案37
根据编号实施方案34所述的方法,其中所述制冷系统为低温制冷系统(其中蒸发器温度在约-40℃至约-12℃的范围内,特别地约-23℃或优选地约-32℃)。
编号实施方案38
一种替代包含在热传递系统中的现有制冷剂的方法,所述方法包括从所述系统中去除所述现有制冷剂的至少一部分,所述现有制冷剂为R-410a,以及通过将根据编号实施方案1至14中任一项所要求保护的制冷剂或根据编号实施方案21至29中任一项所要求保护的热传递组合物引入所述系统来替代所述现有制冷剂的至少一部分。
编号实施方案39
根据编号实施方案38所述的方法,其中所述现有R410A制冷剂的部分为来自所述系统的所述R410A的至少约5重量%。
编号实施方案40
根据编号实施方案38所述的方法,其中所述现有R-410A制冷剂的所述部分为来自所述系统的所述R-410A的至少约50重量%。
编号实施方案41
根据编号实施方案38所述的方法,其中所述现有R-410A制冷剂的所述部分为来自所述系统的所述R-410A的约100重量%。
编号实施方案42
根据编号实施方案1至14中任一项所述的制冷剂在空调系统中的用途。
编号实施方案43
根据编号实施方案42所述的用途,其中所述空调系统为住宅空调。
编号实施方案44
根据编号实施方案42所述的用途,其中所述空调系统为住宅热泵。
编号实施方案45
根据编号实施方案58所述的用途,其中所述空调系统为冷却器。
编号实施方案46
根据编号实施方案1至14中任一项所述的制冷剂,其中所述制冷剂
(a)具有与R410A的效率相匹配或超过其的COP;以及
(b)具有大于R410A的容量的90%的容量。
编号实施方案47
根据编号实施方案46所述的制冷剂,其中所述制冷剂被提供以替代系统中的所述R410A制冷剂。
编号实施方案48
根据编号实施方案47所述的制冷剂,其中在所述制冷剂用于替代R-410A制冷剂的热传递系统中,所述制冷剂的排放温度比所述R-410A的排放温度高不大于10℃。
编号实施方案49
根据编号实施方案48所述的制冷剂,其中在所述制冷剂用于替代R-410A制冷剂的热传递系统中,所述制冷剂的压缩机压力比为所述R-410A的压缩机压力比的95%至105%。
编号实施方案50
根据编号实施方案1至14或46至49中任一项所述的制冷剂,所述制冷剂在100年的时间段内具有不大于427的GWP。
编号实施方案51
根据编号实施方案1至14或46至49中任一项所述的制冷剂,所述制冷剂是不可燃的,如根据不可燃性测试所确定。
编号实施方案52
根据编号实施方案1至14或46至49中任一项所述的制冷剂,所述制冷剂在ASHRAE标准34-2016设计和制冷剂安全分类中所述以及ASHRAE标准34-2016的附录B1中所述的条件下根据针对化学品(蒸气和气体)可燃性浓度极限的ASTM标准E-681-2009标准测试方法确定为不可燃的。
Claims (15)
1.一种制冷剂,包含至少约97重量%的下列三种化合物,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
2.根据权利要求1所述的制冷剂,包含至少约99.5重量%的下列三种化合物,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
3.根据权利要求1所述的制冷剂,所述制冷剂由下列三种化合物组成,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
39重量%至45重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
51重量%至57重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
4.一种制冷剂,包含至少约97重量%的下列三种化合物,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
5.根据权利要求4所述的制冷剂,包含至少约99.5重量%的下列三种化合物,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
约41重量%至约43重量%的二氟甲烷(HFC-32),
1重量%至4%重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
约53重量%至约56重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
6.一种基本上由下列三种化合物组成的制冷剂,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
7.根据权利要求6所述的制冷剂,所述制冷剂由下列三种化合物组成,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%±1重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%±0.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%±0.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
8.根据权利要求6所述的制冷剂,所述制冷剂基本上由下列三种化合物组成,其中每种化合物以下列相对百分比存在:
41重量%的二氟甲烷(HFC-32),
3.5重量%的五氟乙烷(HFC-125),以及
55.5重量%的三氟碘甲烷(CF3I)。
9.一种热传递组合物,包含根据权利要求1所述的制冷剂。
10.根据权利要求9所述的热传递组合物,还包含烷基化萘。
11.根据权利要求10所述的热传递组合物,还包含BHT,所述BHT的量为所述热传递组合物的约0.0001重量%至约5重量%。
12.根据权利要求11所述的热传递组合物,还包含选自多元醇酯(POE)、聚乙烯醚(PVE)、矿物油和烷基苯(AB)的润滑剂。
13.根据权利要求12所述的热传递组合物,其中所述润滑剂是多元醇酯(POE)。
14.根据权利要求12所述的热传递组合物,其中所述润滑剂是PVE。
15.一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法,所述方法包括以下步骤:i)冷凝根据权利要求1所述的制冷剂,以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述制冷剂;其中所述蒸发器中的所述制冷剂的温度在约-40℃至约-10℃的范围内。
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