CN117836389A - 热传递组合物、方法和系统 - Google Patents

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安基特·塞蒂
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Abstract

本发明涉及包含至少约98.5重量％的下列三种化合物的制冷剂组合物，其中每种化合物以下列相对百分比存在：33.0重量％至45重量％的二氟甲烷(HFC‑32)；48.5重量％至67.0重量％的2,3,3,3‑四氟丙烯(HFO‑1234yf)；以及1.0重量％至6.0重量％的氟代乙烷(HFC‑161)，并且涉及该制冷剂在热交换系统中的用途，该热交换系统包括空调、制冷应用和热泵应用，并且涉及此类组合物作为用于加热和冷却应用的制冷剂R‑410A或R‑32或R‑454B的替代物的用途。

Description

热传递组合物、方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2022年7月25日提交的美国申请17/872434和2021年8月20日提交的美国临时申请63/235,184的优先权权益，其中的每个通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及在热传递应用中有实用性、在固定式空调和热泵系统中具有特别的益处的组合物、方法和系统，并且在特定方面涉及用于替代制冷剂R-410A用于各种加热和冷却应用的制冷剂组合物，包括：(1)在固定式空调和热泵系统、中温制冷系统和低温制冷系统中作为R-410A的替代物；(2)在固定式空调和热泵系统、中温制冷系统和低温制冷系统中作为R-32和R454B的替代物或改进物。
背景技术
机械制冷系统及相关热传递装置(诸如热泵、冷却器和空调)在本领域中公知用于工业、商业和家庭用途。已发现若干基于碳氟化合物的流体广泛用于许多住宅、商业和工业应用中，包括用作诸如空调、热泵和制冷系统的系统中的工作流体。由于某些疑似环境问题，包括与迄今已用于这些应用中的某些基于氢氟烃(“HFC”)的组合物的使用相关的相对较高的全球变暖潜势，越来越期望使用具有小于300的全球变暖潜势(“GWP”)的流体。
在许多应用中常用的制冷剂是R-410A(五氟乙烷(HFC-125)和二氟甲烷(HFC-32)的按重量计的50:50共混物)。R-410A的估计GWP为2088。
通常认为重要的是R-410A的任何潜在的低于300GWP的替代物还必须具有存在于许多最广泛使用的基于HFC的流体中的那些特性，诸如优异的热传递特性、化学稳定性、可接受的轻度可燃性或不可燃性、以及润滑剂相容性等。
关于使用效率，重要的是注意到，制冷剂热力学性能或能量效率的损失可通过由对电能的需求增加产生的化石燃料使用增加而具有次生环境影响。换句话讲，如果所提议的新型流体的另一个特性，诸如使用效率，间接地导致环境排放增加，诸如通过需要更高的燃料燃烧来实现相同水平的制冷，则具有低于300的GWP的所提出的新型制冷剂可能仍然不如新型流体所替代的流体那样环境友好。因此可以看出，对替代物的选择是一项复杂的、具有挑战性的工作，其可能不具有可预测的结果。
此外，通常认为可取的是，在没有对当前与HFC制冷剂一起使用的常规蒸汽压缩技术进行重大工程改变，或者改变限于对压缩机和可能少量的其它部件的情况下，HFC制冷剂替代物是有效的。
对于维持系统效率以及压缩机的适当和可靠运行至关重要的是，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。出于这些原因，对于许多系统而言，期望制冷剂在至少系统的操作温度范围内可与系统中使用的润滑剂混溶。
例如，CN102746525(“CN525”)中公开的制冷剂说明了获得能够同时实现许多或所有上述性质的制冷剂的困难。特别地，CN525公开了大量制冷剂共混物，并且在这些制冷剂中包括包含R32、R161和HFO1234yf的组合的共混物，其中每种化合物的量在规定范围内。公开了R161在这种共混物中的最小量为20重量％，公开了R32的最大量为20重量％。作为申请人进行的测试的结果，如以下详细解释的，该制冷剂共混物在至少一种上述确定的重要特性方面是不足的，并且根据本发明的新颖制冷剂出乎意料地能够实现通过遵循CN525的传授内容所不可能实现的重要特性(包括特别是不可燃性)的难以实现的组合。
发明内容
申请人已经发现，本发明的组合物以特殊且出乎意料的方式满足了对低于300GWP的R-410A的替代选择和/或替代的需要，其是仅轻度可燃的(即，根据ANSI/ASHRAE 34-2019，制冷剂的命名和安全分类，具有2L分类)、具有可接受的毒性(在ASHRAE 34下为A类)，其在冷却效率和容量方面具有与R-410A的紧密匹配，并且还优选具有不过度高的滑移。如本文所用，为方便起见，术语“低于300GWP”用于指GWP(如下文所述测量)为300或更小的制冷剂。
本发明包括包含至少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：
33.0重量％至45重量％的二氟甲烷(HFC-32)；
48.5％重量％至67.0重量％的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)；以及
1.0重量％至小于7.0重量％的氟代乙烷(HFC-161)，前提是该制冷剂是A2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂1。
本发明包括包含至少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：
40重量％至45重量％的HFC-32，
50重量％至55重量％的HFO-1234yf；以及
1.0重量％至6.0重量％的HFC-161，前提是该制冷剂是A2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂2。
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：
33.0％重量％至45重量％的HFC-32。
48.5重量％至67.0重量％的HFO-1234yf；以及
1.0重量％至6.0重量％的HFC-161，前提是该制冷剂是A2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂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：
40重量％至45重量％的HFC-32，
50重量％至55重量％的HFO-1234yf；以及
1.0重量％至6.0重量％的HFC-161，前提是该制冷剂是A2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂4。
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：
41.5重量％至44.5重量％的HFC-32，
49.5重量％至53.5重量％的HFO-1234yf；以及
2.0重量％至6.0重量％的HFC-161。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂5。
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：
43.5重量％+0.5/-2重量％的HFC-32；
52.5重量％+2/-0.5重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％+0.5/-2重量％的HFC-161。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂6。
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：
43.5重量％+0.5/-2重量％的HFC-32；
52.5重量％+2/-0.5重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％+0.5/-2重量％的HFC-161。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂7。
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：
43.5重量％+0.5/-2重量％的HFC-32；
51.5重量％+2/-0.5重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％+0.5/-2重量％的HFC-161，前体是该制冷剂是A2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂8。
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：
43.5重量％的HFC-32；
52.5重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％的HFC-161。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂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：
43.5重量％的HFC-32；
52.5重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％的HFC-161，其中该制冷剂是A2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。如该段落中所述的制冷剂为方便起见有时被称为制冷剂10。
附图说明
图1为可用于空调、低温制冷和中温制冷的示例性热传递系统的示意图。
图2为可用于低温和中温制冷并且包括蒸气喷射器的示例性热传递系统的示意图。
图3为可用于低温和中温制冷并且包括液体喷射器的示例性热传递系统的示意图。
图4为可用于低温和中温制冷并且包括吸入管线/液体管线热交换器的示例性热传递系统的示意图。
图5为可用于低温和中温制冷并且包括蒸气喷射器和油分离器的示例性热传递系统的示意图。
具体实施方式
定义：
就本发明的目的而言，对于大于2％的量，关于以重量百分比表示的量的术语“约”意指组分的量可变化+/-2重量％的量。
就本发明的目的而言，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。
术语“容量”是制冷系统中的制冷剂所提供冷却的量(以BTUs/hour计)。这通过使制冷剂经过蒸发器时的焓变(以BTU/pound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“排放温度”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。
建立了短语“全球变暖潜势”(下文为“GWP”)以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。通常用于GWP的时间段是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http://www.protocolodemontreal.org.br/site/images/publicacoes/setor_manufatura_equipamentos_refrigeracao_arcondicionado/Como_calcular_el_Potencial_de_Calentamiento_Atmosferico_en_las_mezclas_de_refrigerantes.pdf
术语“职业性接触限值(OEL)”根据ASHRAE标准34-2016“制冷剂的命名和安全分类(Designation and Safety Classification of Refrigerants)”来确定。
如本文所用，短语“可接受的毒性”是指所述组合物由ASHRAE标准34-2016制冷剂的命名和安全分类而分类为“A”类，并且描述于ASHRAE标准34-2016附录B1中(如在本申请的申请日之前存在各种标准)。不可燃和低毒性的物质是由ASHRAE标准34-2016命名和制冷剂安全分类而分类为“A1”类，并且描述于ASHRAE标准34-2016附录B1中(如在本申请的申请日之前存在各种标准)。
术语“质量流速”是每单位时间通过导管的制冷剂的质量。
如本文所用，术语“替代物”意指在热传递系统中使用本发明的组合物，该热传递系统已被设计成与另一种制冷剂一起使用，或适合与另一种制冷剂使用。以举例的方式，当本发明的制冷剂或热传递组合物用于被设计成与R-410A一起使用的热传递系统中时，则本发明的制冷剂或热传递组合物是所述系统中R-410A的替代物。因此应当理解，术语“替代物”包括在新型和现有系统中使用本发明的制冷剂和热传递组合物，该系统已被设计成与R-410A一起使用、通常与R-404A一起使用或适合与R-404A一起使用。
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。
如本文所用，术语“蒸发器滑移”是指蒸发器入口处制冷剂的饱和温度与蒸发器出口处制冷剂的露点之间的差值，假定蒸发器出口处的压力与入口处的压力相同。如本文所用，短语“饱和温度”是指液体制冷剂在给定压力下沸腾成蒸气时的温度。
术语“低温制冷系统”是指在约20℃至约60℃的冷凝温度和约–45℃至多并包括-12℃的蒸发温度下操作的热传递系统。
术语“中温制冷系统”是指在约20℃至约60℃的冷凝温度和约–12℃至约0℃的蒸发温度下操作的热传递系统。
如本文所用，术语“住宅空调”是指调节空气(冷却或加热)的热传递系统，其在约20℃至约70℃的冷凝温度和约0℃至约20℃的蒸发温度下操作。
如本文所用，术语“住宅空气-水热泵”是指将热量从室外空气传递至住宅内的水的热传递系统，该水继而用于调节住宅中的空气，并且该系统在约20℃至约70℃的冷凝温度和约-20℃至约3℃的蒸发温度下操作。
如本文所用，术语“风冷式冷却器”是指热传递系统，其向或从工艺用水(通常用于冷却或加热建筑物的内部)传递热量，并且从环境空气中排出或吸收热量，并且该系统在约20℃至约70℃的冷凝温度和约0℃至约10℃的蒸发温度下操作。
如本文所用，术语“超市制冷”是指用于在产品展示柜和储存冰箱两者中保持冷藏或冷冻食品的商业制冷系统。
术语“可变制冷剂流量系统”和“VRF系统”均指使用多于一个室内蒸发器并且具有控制流到多个蒸发器的制冷剂的量的能力的空调系统配置。
如本文所用，术语“HFO-1234yf”和“R-1234yf”各自意指2,3,3,3-四氟丙烯。
如本文所用，术语“HFC-32”和“R-32”各自意指二氟甲烷。
如本文所用，术语“HFC-161”和“R-161”各自意指氟代乙烷。
如本文所用，术语“R-454B”意指包含68.9重量％的R-32和31.1重量％的R-1234yf的共混物的制冷剂。
本文中对一组定义的项目的提及包括所有此类定义的项目，包括具有后缀命名的所有此类项目。
制冷剂和热传递组合物
申请人已经发现本发明的制冷剂(包括如本文所述的制冷剂1-10中的每一种)能够提供格外有利的特性，包括：热传递性能、可接受的毒性、轻度可燃性(即，为2L类)、零或接近零的臭氧消耗潜势(“ODP”)和润滑剂相容性，包括在固定式空调系统(包括住宅空调、商用空调、VRF空调)、冷却器(包括风冷式冷却器)、热泵系统(包括住宅空气-水热泵系统)、中温制冷和低温制冷中使用的操作温度和浓度范围内与POE和/或PVE润滑剂的混溶性。
本发明的制冷剂(具体包括制冷剂1-10中的每一种)的特别的优点是它们是轻度可燃的并且具有可接受的毒性，即，每一种都是A2L类制冷剂。本领域技术人员将理解，制冷剂的可燃性可以为在某些重要的热传递应用中考虑的特性，并且被分类为2L的制冷剂通常可以是优于被认为是可燃的制冷剂的优点。因此，本领域期望提供一种制冷剂组合物，其可用作410A的替代物(或作为R-32和R454B的替代物或改进物)，其具有优异的热传递性能、可接受的毒性、零或接近零的ODP和润滑剂相容性，包括在固定式空调系统(包括住宅空调、商用空调、VRF空调)、冷却器(包括风冷式冷却器)、热泵系统(包括住宅空气-水热泵系统)和商业制冷(包括中温制冷和低温制冷)中使用的操作温度和浓度范围内与POE和/或PVE润滑剂的混溶性，并且其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来实现，这是令人惊讶和出乎意料的结果。
申请人已发现，本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1-10中的每一种)能够实现难以实现的特性组合，包括特别低的GWP。因此，本发明的组合物具有300或更小，并且优选地295或更小的GWP。
此外，本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1-10中的每一种)具有零或接近零的ODP。因此，本发明的组合物具有不大于0.02，并且更优选零的ODP。
此外，本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1-10中的每一种)示出可接受的毒性，并且优选地具有大于约400的OEL。如本领域的技术人员所意识到的，具有大于约400的OEL的不可燃制冷剂是有利的，因为其导致制冷剂被归类为期望的ASHRAE标准34的A类。
根据ASHRAE标准34，本发明优选的制冷剂组合物示出可接受的毒性和轻度可燃性，因此是A2L类制冷剂。申请人已经发现，本发明的热传递组合物(包括包含如本文所述的制冷剂1-10中的每一种的热传递组合物)能够提供格外有利的和出乎意料的性能组合，包括:良好的热传递性能、在使用条件下的化学稳定性、可接受的毒性、轻度可燃性、零或接近零的臭氧消耗潜势(“ODP”)，和润滑剂相容性，包括在固定式空调系统(包括住宅空调、商用空调、VRF空调)、冷却器(包括风冷式冷却器)、热泵系统(包括住宅空气-水热泵系统)和商业制冷(包括中温制冷和低温制冷)中使用的操作温度和浓度范围内与POE和/或PVE润滑剂的混溶性，以及低于300GWP，特别是在这个系统中作为R-410A的替代物，或作为R-32或R454B的替代物或改进物。
热传递组合物可基本上由本发明的任何制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)组成。
本发明的热传递组合物可由本发明的任何制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)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。除了包括制冷剂1-10中的每一种的本发明的制冷剂之外，此类其它组分可包括润滑剂、钝化剂、阻燃剂、染料、增溶剂、相容机、稳定剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、极压添加剂和抗磨添加剂中的一种或多种，以及调节热传递组合物的特定性质的其它化合物和/或组分，并且所有此类化合物和组分的存在都在本发明的广泛范围内。
润滑剂
本发明的热传递组合物可包含如本文所述的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物1。
本发明的热传递组合物也可包含如本文所述的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和多元醇酯(POE)润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物2。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂7和POE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物3。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂8和POE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物4。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂9和POE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物5。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂10和POE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物6。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂7和聚乙烯醚(PVE)润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物7。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂8和PVE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物8。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂9和PVE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物9。
本发明的热传递组合物特别包含制冷剂10和PVE润滑剂。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物10。
本申请人已经发现，本发明的热传递组合物，包括热传递组合物1-10中的每一种，能够提供格外有利的和出乎意料的性能组合，除了本文确定的关于制冷剂的有利性能之外，还包括优异的制冷剂/润滑剂相容性，包括在固定式空调系统(包括住宅空调、商用空调、VRF空调)、冷却器(包括风冷式冷却器)、热泵系统(包括住宅空气-水热泵系统)和商业制冷(包括中温制冷和低温制冷)中使用的操作温度和浓度范围内与POE和/或PVE润滑剂的混溶性。
基本上由根据ASTM D445测量的在40℃下的粘度为约30至约70的POE组成的润滑剂在本文中被称为润滑剂1。
优选用于本发明热传递组合物中的可商购获得的POE包括新戊二醇二壬酸酯(其可以Emery 2917(注册商标)和Hatcol 2370(注册商标)获得)和季戊四醇衍生物(包括由CPI流体工程公司(CPI Fluid Engineering)以商品名Emkarate RL32-3MAF和EmkarateRL68H出售的那些)。Emkarate RL32-3MAF和Emkarate RL68H是具有下文所鉴定的特性的优选POE润滑剂：
特性 RL32-3MAF RL68H
40℃(ASTM D445)下的粘度，cSt 约31 约67
100℃下的粘度(ASTM D445)，cSt 约5.6 约9.4
倾点(ASTM D97)，℃ 约-40 约-40
优选的热传递组合物包含本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和润滑剂1。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物11。
优选的热传递组合物包含制冷剂7和润滑剂1。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物12。
优选的热传递组合物包含制冷剂8和润滑剂1。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物13。
优选的热传递组合物包含制冷剂9和润滑剂1。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物14。
优选的热传递组合物包含制冷剂10和润滑剂1。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物15。
基于热传递组合物的重量，基本上由根据ASTM D445测量的在40℃下的粘度为约30至约70的POE组成的润滑剂在本文中被称为润滑剂2。
优选用于本发明热传递组合物的根据ASTM D445测量的在40℃下的粘度为约30至约70的可商购获得的聚乙烯醚包括以商品名FVC32D和FVC68D出售的购自Idemitsu的那些润滑剂。
优选的热传递组合物包含本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和润滑剂2。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物16。
优选的热传递组合物包含制冷剂7和润滑剂2。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物17。
优选的热传递组合物包含制冷剂8和润滑剂2。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物18。
优选的热传递组合物包含制冷剂9和润滑剂2。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物19。
优选的热传递组合物包含制冷剂10和润滑剂2。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物20
本发明包括本发明的热传递组合物，包括热传递组合物1-20中的每一种，其中润滑剂以热传递组合物的约0.1重量％至约5重量％的量存在于热传递组合物中。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物21。
本发明包括本发明的热传递组合物，包括热传递组合物1-20中的每一种，其中润滑剂以热传递组合物的约0.1重量％至约2重量％的量存在于热传递组合物中。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物22。
本发明包括本发明的热传递组合物，包括热传递组合物1-20中的每一种，其中润滑剂以热传递组合物的约0.1重量％至约1重量％的量存在于热传递组合物中。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物23。
本发明包括本发明的热传递组合物，包括热传递组合物1-20中的每一种，其中润滑剂以热传递组合物的约0.1重量％至约0.5重量％的量存在于热传递组合物中。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物24。
本发明包括本发明的热传递组合物，包括热传递组合物1-20中的每一种，其中润滑剂以热传递组合物的约0.2重量％至约0.5重量％的量存在于热传递组合物中。如该段落中所述的热传递组合物为方便起见有时被称为热传递组合物25。
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。
方法、用途和系统
系统
本发明包括所有类型的热传递系统，所述热传递系统包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统1。
本发明还包括固定式空调系统，并提供与其相关的特定优点，该固定式空调系统包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统2。
本发明还包括固定式住宅空调系统，并提供与其相关的特定优点，该固定式住宅空调系统包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统3。
本发明还包括固定式商用空调系统，并提供与其相关的特定优点，该固定式商用空调系统包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统4。
本发明还包括固定式VRF空调系统，并提供与其相关的特定优点，该固定式VRF空调系统包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统5。
本发明还包括冷却器(包括风冷式冷却器)，并提供与其相关的特定优点，该冷却器包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统6。
本发明还包括热泵系统(包括住宅空气-水热泵系统)，并提供与其相关的特定优点，该热泵系统包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统7。
本发明还包括商业制冷(包括低温商业制冷和中温商业制冷)，并提供与此相关的特定优点，该商业制冷包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)，和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)。如该段落中所述的热传递系统为方便起见有时被称为热传递系统8。
热传递系统包括由下表中指示的热传递系统编号标识的那些，制冷剂栏中的编号是指如本文所定义的制冷剂编号。
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可有利地与本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或与包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)一起使用的住宅空调系统的实例包括导管分体式或无导管分体式、窗户式或便携式空调系统。
可有利地与本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)一起使用的商用空调系统的实例包括冷却器系统、超市制冷、包装的屋顶单元和商业可变制冷剂流量(VRF)系统)。
可有利地与本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)一起使用的热泵的实例包括：住宅空气-水热泵/循环加热系统和商业空气源、水源或地源热泵系统。
可有利地与本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或包括本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)一起使用的冷却器的实例包括正排量冷却器和风冷式或水冷式的直膨式冷却器(其可为模块化的或常规地单独包装的)。
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，该系统可包含本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和润滑剂(包括POE和PVE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。
示例性热传递系统
如下文所详述，本发明的优选系统包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，它们全部均使用管道、阀门和控制系统以流体连通方式连接，使得制冷剂和热传递组合物的相关组分可以已知的方式流过系统以完成制冷循环。此类基本系统的示例性示意图在图1中示出。具体地讲，图1中示意性示出的系统示出了压缩机10，该压缩机向冷凝器20提供压缩的制冷剂蒸气。压缩的制冷剂蒸气被冷凝而产生液体制冷剂，该液体制冷剂随后被引导至膨胀装置40，该膨胀装置在降低的温度压力下产生制冷剂，该制冷剂随后继而被提供给蒸发器50。在蒸发器50中，液体制冷剂从被冷却的主体或流体中吸收热量，从而产生制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气随后被提供给压缩机的吸入管线。
图2中所示的制冷系统与上文结合图1所述的相同，不同的是其包括蒸气喷射系统，该蒸气喷射系统包括热交换器30和旁通膨胀阀25。旁通膨胀装置25将冷凝器出口处的制冷剂流的一部分通过该装置分流，从而在减压下将液体制冷剂提供给热交换器30，并因此在较低温度下将液体制冷剂提供给热交换器30。然后该相对较冷的液体制冷剂与来自冷凝器的剩余的相对高温液体交换热量。该操作产生到主膨胀装置40和蒸发器50的过冷液体，并且使相对较冷的制冷剂蒸气返回至压缩机10。以这种方式，将冷却的制冷剂蒸气喷射到压缩机的吸入侧中用于将压缩机排放温度保持在可接受的限值内，这在利用高压缩比率的低温系统中可以为尤其有利的。
图3中所示的制冷系统与上文结合图1所述的相同，不同的是其包括液体喷射系统，该液体喷射系统包括旁通阀26。旁通阀26将离开冷凝器的液体制冷剂的一部分分流到压缩机，优选分流到压缩机10中的液体喷射口。以这种方式，将液体制冷剂喷射到压缩机的吸入侧中用于将压缩机排放温度保持在可接受的限值内，这在利用高压缩比率的低温系统中可以为尤其有利的。
图4中所示的制冷系统与上文结合图1所述的相同，不同的是其包括液体管线/吸入管线热交换器35。阀26将冷凝器出口处制冷剂流的一部分分流到液体管线/吸入管线热交换器，其中热量从液体制冷剂转移至离开蒸发器50的制冷剂蒸气。
图5中所示的制冷系统与上文结合图1所述的相同，不同的是其包括连接到压缩机10的出口的油分离器60。如本领域技术人员已知的，通常将一定量的压缩机润滑剂带入压缩机排放制冷剂蒸气中，并且包括油分离器以提供使润滑剂液体与制冷剂蒸气分离的方式，并且具有降低的润滑油含量的所得制冷剂蒸气行进至冷凝器入口，然后使液体润滑剂返回至在润滑压缩机中使用的润滑剂贮存器，诸如润滑剂接收器。在优选的实施方案中，油分离器包括本文所述的螯合材料，优选地呈过滤器或固体芯的形式。
本领域的技术人员应当理解，可将图2-5中的每一者中分别示出的不同设备/构造选项组合并一起使用，这被认为对于任何应用是有利的。
用途
一般用途
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)在固定式空调系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂7在固定式空调系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂8在固定式空调系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂9在固定式空调系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂10在固定式空调系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)在冷却器中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂7在冷却器中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂8在冷却器中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂9在冷却器系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂10在冷却器系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)在热泵系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂7在热泵系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂8在热泵系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂9在热泵系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂10在热泵系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)在商业制冷系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂7在商业制冷系统中的用途，并提供与其相关的特别优点。
本发明还包括制冷剂8在商业制冷系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂9在商业制冷系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括制冷剂10在商业制冷系统中的用途，并提供与其相关的特定优点。
替代物用途
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为R-410的替代物的用途，并提供与其相关的特定优点。下表中描述的各种替代物用途包括在本发明中，其中替代物制冷剂中的编号是指如本文所定义的制冷剂编号。
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改进物用途
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为热传递系统的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在固定式空调系统中的R-32的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在冷却器系统中的R-32的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在热泵系统中的R-32的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在商业制冷系统中的R-32的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为热传递系统中R-454B的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在固定式空调系统中的R-454B的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在冷却器系统中的R-454B的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在热泵系统中的R-454B的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
本发明还包括使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)作为包含在商业制冷系统中的R-454B的改进物的用途，并提供与其相关的特定优点。
冷却方法
本发明包括用于提供冷却的方法，该方法包括：
(a)在约-40℃至约+10℃的温度下，在待冷却的主体或制品或流体附近蒸发根据本发明的制冷剂(包括选自制冷剂1-10中的每一种的任何制冷剂)以产生制冷剂蒸气；
(b)压缩所述制冷剂蒸气，以产生排出温度小于约150℃的制冷剂；以及
(c)在约20℃至约70℃的温度下冷凝来自所述压缩机的制冷剂，以产生制冷剂蒸气。根据该段落的冷却方法在本文中被称为冷却方法1。
本发明包括根据冷却方法1的方法，其中所述蒸发步骤中的制冷剂具有小于3.5℃的制冷剂滑移。根据该段落的方法为了方便起见在本文中被称为冷却方法2。
本发明包括根据冷却方法1的方法，其中所述蒸发步骤中的制冷剂具有小于3.0℃的制冷剂滑移。根据该段落的冷却方法在本文中被称为冷却方法3。
本发明包括根据冷却方法1的方法，其中所述蒸发步骤中的制冷剂具有小于2.5℃的制冷剂滑移。根据该段落的冷却方法在本文中被称为冷却方法4。
本发明包括在固定式空调系统中根据冷却方法1-4中任一种进行冷却。
本发明包括在固定式住宅空调系统中根据冷却方法1-4中任一种进行冷却。
本发明包括在固定式商用空调系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在固定式VRF空调系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在冷却器系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在风冷式冷却器系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在热泵系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在住宅空气-水热泵系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在商业制冷系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在商业低温制冷系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
本发明包括在商业中温制冷系统中根据冷却方法1-4中的任一种进行冷却。
具体的冷却方法包括由下表中指示的冷却方法编号所标识的那些，其中制冷剂栏中的编号是指如本文所定义的制冷剂编号，并且所有温度值前面有“约”。
加热方法
具体的加热方法包括由下表中指示的加热方法编号所标识的那些，其中制冷剂栏中的编号是指如本文所定义的制冷剂编号，并且所有温度值前面有“约”。
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本发明包括提供加热空气的方法，包括加热方法1中的每一种，其中所述方法提供温度为约15℃至约25℃的加热空气。
本发明包括提供加热空气的方法，包括加热方法1中的每一种，其中所述方法提供温度为约18℃至约24℃的加热空气。
本发明包括提供加热的方法，包括加热方法2和3中的每一种，其中所述方法提供温度为约50℃至约65℃的热水。
本发明包括提供加热的方法，包括加热方法2和3中的每一种，其中所述方法提供温度为约50℃至约60℃的热水。
本发明包括提供加热的方法，包括加热方法2和3中的每一种，其中所述方法提供温度为约50℃至约55℃的热水。
用于系统、方法和用途的设备
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(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或热传递组合物(包括包含制冷剂1-10中任一种制冷剂的那些热传递组合物)中的每一者和任一者。
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(包括制冷剂1-10中的每一种)和/或热传递组合物(包括包含制冷剂1-10中任一种制冷剂的那些热传递组合物)中的每一者和任一者。
就本发明的目的而言，蒸发器和冷凝器可各自独立地选自：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和/或热传递组合物中的每一者和任一者，其中蒸发器和冷凝器一起形成翅管热交换器、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。
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热传递组合物，并且随后在待冷却的制品或主体附近蒸发所述组合物。
本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)和本发明的热传递组合物(包括热传递组合物1-25中的每一种)各自被提供用于商业制冷系统，包括用于以下每一种：
-低温商用冰箱，
-超市制冷，
-低温商用冷冻机，
-制冰机，
-自动贩卖机，
-低温运输制冷系统，
-工业冷冻机，
-工业冷藏机以及
-低温冷却器。
本发明的热传递组合物被提供用于中温制冷系统，其中中温制冷系统优选地用于冷却诸如在冰箱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-制冷剂蒸发器，往复式、涡旋式或螺杆式或回转式压缩机，与环境空气交换热量的空气-制冷剂冷凝器，以及热或电子膨胀阀。
本发明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制冰机。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、涡旋式或回转式压缩机，与环境空气交换热量的空气-制冷剂冷凝器，以及热或电子膨胀阀。
本文所述的热传递组合物中的每一种热传递组合物(包括包含制冷剂1-10中的任一种制冷剂的热传递组合物)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)或涡旋式压缩机的低温系统中。
本文所述的热传递组合物中的每一种热传递组合物(包括包含制冷剂1-10中的任一种制冷剂的热传递组合物)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)或涡旋式压缩机的中温系统中。
本发明的组合物表现出R-404A的许多期望的特性，但具有低于300的GWP，与此同时具有基本上类似或基本上匹配R-410A的操作特性，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，该组合物可用作与R-410A一起使用或适合与R-410A一起使用的直接替代物。
因此，相比于R-410A，本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)优选地表现出如下操作特性：其中组合物在热传递系统中的效率(COP)为R-410A的效率的95％至105％，在该热传递系统中本发明的组合物将替代R-410A制冷剂。
因此，相比于R-410A，本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)优选地表现出如下操作特性：其中组合物在热传递系统中的容量为R-410A的容量的97％至103％，在该热传递系统中本发明的组合物将替代R-410A制冷剂。
因此，相比于R-410A，本发明的制冷剂(包括制冷剂1-10中的每一种)优选地表现出如下操作特性：其中组合物在热传递系统中的容量为R-410A的容量的97％至103％，并且其中组合物在热传递系统中的效率(COP)等于或大于R-410A的效率，在该热传递系统中本发明的组合物将替代R-410A制冷剂。
优选地，相比于R-410A，本发明的制冷剂(包括制冷剂1-102中的每一种)优选地表现出如下操作特性：其中组合物在热传递系统中的效率(COP)为R-410A的效率的100％至105％，在该热传递系统中本发明的组合物将替代R-410A制冷剂。
为了维持热传递系统的可靠性，优选的是，与R-410A相比，本发明的组合物还表现出以下特性：在本发明的组合物用于替代R-22制冷剂的热传递系统中，
-排放温度比R-410A的排放温度高不大于10℃；以及
-压缩机压力比是R-410A的压缩机压力比的95％至105％。
本发明的组合物另选地被提供以替代制冷系统中的R-410A。因此，如本文所述的热传递组合物中的每一种热传递组合物(包括包含制冷剂1-10中的任一种制冷剂的热传递组合物)可用于替代本文所公开的系统中任一种系统中的R-410A。
本发明涉及本发明的制冷剂在中温制冷系统或低温制冷系统中的用途，该制冷剂包括制冷剂1-10中的每一种，其中该制冷剂
(a)在所述系统中的效率(COP)为R-410A的效率的约95％至约105％；以及
(b)是轻度可燃的。
实施例
比较例1
评估如下表CE1中所示的两种组合物以与本发明的优选制剂比较:
表EC1
CE1 CE2
组分
HFC-32 43.5 60.0
HFO-1234yf 49.5 20.0
R161 7.0 20.0
总计 100.0 100.0
燃烧速度 10.8 >>10
基于ASHRAE标准34，测试标识为CE1的组合物以获得通过模拟燃烧速度确定所需的实验数据，并且发现在此基础上的燃烧速度为10.8cm/sec。因此，该组合物不满足根据ASHRAE的2L类制冷剂(轻度可燃性)的要求。根据ASHRAE标准34对标识为CE1的组合物进行测试，并且发现具有的燃烧速度远大于10并且也不会被归类为2L类并且因此将被认为是可燃的。
实施例1-实施例6
如下表E1-6所示配制根据本发明的两种组合物:
表E1-6
从上表E1-6可以看出，所有测试的组合物实现小于10的燃烧速度并且因此是2L类制冷剂，并且同时每种制冷剂还具有小于300的GWP。这是出乎意料的性能组合。
系统性能实施例
在随后的系统性能实施例中，如本文所述分析上表E1-6中标识为E1和E2的制冷剂。使每种组合物经受热力学分析，以测定其匹配R-410A在各种制冷系统中的操作特性的能力。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HFO-1234yf、HFC-32和HFC-161中每一者的一系列二元对中，测定和研究每种组分的蒸气/液体平衡行为。在实验评估中，每个二元对的组成在一系列相对百分比上变化，并且每个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(NationalInstitute of Science and Technology,NIST)参考流体热力学和传输特性数据库软件(Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database software，Refprop 9.1NIST标准数据库2013)的二元对的蒸气/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。
实施例E7-住宅空调系统(冷却)
测试了被用于在夏季向建筑物供应冷空气(约12℃)的住宅空调系统。典型的系统类型包括导管分体式、无导管分体式、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)和膨胀装置。蒸发器和冷凝器通常是翅管或微通道热交换器。压缩机通常为往复式、回转式(旋转活塞式或回转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管、热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度通常在约0℃至约10℃范围内，而冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
制冷剂E1和E2用于模拟如上所述的住宅空调系统中，并且性能结果记录于下表7中。操作条件为：冷凝温度＝46℃(对应的室外环境温度＝35℃)；冷凝器过冷度＝5.5℃；蒸发温度＝7℃(对应的室内环境温度＝26.7℃)；蒸发器过热度＝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E7.住宅空调系统的性能(冷却)
表E7示出了与R410A系统相比的住宅空调系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。
组合物E1至E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于4℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级
实施例8-可变制冷剂流量空调系统(冷却)
可变制冷剂流量空调系统(VRF)通常用于在夏天向建筑物供应冷空气(约12℃)。VRF通常安装有空调逆变器，其将DC逆变器添加到压缩机以支持可变的电机速度并因此支持可变的制冷剂流量，而不是简单地执行开/关操作。通过以不同速度操作，VRF单元仅以所需速率工作，从而允许在负载条件下显著节能。压缩机通常是旋转式或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度通常在约0℃至约10℃范围内，而冷凝温度通常在约40℃至约70℃范围内。
测试了用于在夏季向建筑物供应冷空气(约12℃)的VRF系统。制冷剂E1和E2用于模拟如上所述的VRF中，并且性能结果记录于下表E8中。操作条件为：冷凝温度＝46℃(对应的室外环境温度＝35℃)；冷凝器过冷度＝5.5℃；蒸发温度＝7℃(对应的室内环境温度＝26.7℃)；蒸发器过热度＝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E8.VRF系统中的性能(冷却)
表E8示出了与R410A系统相比的可变制冷剂流量空调系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。
组合物E1至E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于4℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级
实施例9-商用空调系统-冷却器
商用空调系统(冷却器)通常用于向大型建筑物(诸如办公室和医院等)供应冷却水(约7℃)。取决于应用，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、套管式或管壳式蒸发器，往复式或涡旋式压缩机，与环境空气交换热量的圆管板翅或微通道冷凝器，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管壳式蒸发器，往复式或涡旋式压缩机，与来自冷却塔或湖泊、海洋和其他天然资源的水交换热量的管壳式冷凝器，以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度通常在约0℃至约10℃范围内，而冷凝温度在约40℃至约70℃范围内。
测试对于制冷剂E1和E2用于向大型建筑物(诸如办公室和医院建筑物)供应冷却水(7℃)的商用空调系统(冷却器)，并且性能结果记录于下表E9中。操作条件为：冷凝温度＝46℃；冷凝器过冷度＝5.5℃；蒸发温度＝4.5℃；蒸发器过热度＝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E9商用空调系统-风冷式冷却器的性能
表E9示出了与R410A系统相比的商业风冷式冷却器系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。组合物E1和E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于4℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级。
实施例10-住宅热泵系统(加热)
住宅用热泵系统用于在冬季向建筑物供应暖空气(21℃)，并且通常被构造成与住宅空调系统相同的系统。然而，当以热泵模式操作此类系统时，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。典型的系统类型是导管分体式和无导管分体式热泵系统。蒸发器和冷凝器通常是翅管或微通道热交换器，并且压缩机通常是往复式或旋转式(旋转活塞式或回转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管、热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度通常在约-30℃至约5℃范围内，而冷凝温度在约35℃至约50℃范围内。
制冷剂E1和E2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E10中。操作条件为：冷凝温度＝41℃；冷凝器过冷度＝5.5℃；蒸发温度＝0.5℃；蒸发器过热度＝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E10.住宅热泵系统的性能(加热)
表E10示出了与R410A系统相比的住宅热泵系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。
组合物E1至E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于4℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级
实施例11-住宅空气-水热泵循环加热系统
住宅空气-水热泵循环加热系统通常用于在冬季向建筑物供应热水(约55℃)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量的翅片或微通道蒸发器，往复式、回转式或涡旋式压缩机，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。制冷剂蒸发温度通常在约-30℃至约5℃范围内，而冷凝温度通常在约50℃至约90℃范围内。
利用制冷剂E1和E2测试用于在冬季向建筑物供应热水(55℃)以供地板加热或类似应用的住宅空气-水热泵循环加热系统，并且性能结果记录于表E115中。操作条件为：冷凝温度＝60℃(对应的室内出水温度＝50℃)；冷凝器过冷度＝5.5℃；蒸发温度＝0.5℃(对应的室外环境温度＝8.3℃)；蒸发器过热度＝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E11.住宅空气-水热泵循环加热系统的性能
表E11示出了与R410A系统相比的住宅空气-水热泵循环加热系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。
组合物E1至E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于3℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级。
实施例12-中温制冷系统
中温制冷系统用于诸如在冰箱和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，与环境空气交换热量的空气-制冷剂冷凝器，以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约-12℃至约0℃范围内，而冷凝温度在约20℃至约70℃范围内。
利用制冷剂EA1、E2测试用于在诸如冰箱和瓶装饮料冷却器中冷藏食品或饮料的中温制冷系统，并且性能结果记录于下表E12中。操作条件为：冷凝温度＝40.6℃；冷凝器过冷度＝5.5℃；蒸发温度＝-6.7℃；蒸发器过热度＝5.5℃；等熵效率＝70％；容积效率＝100％；吸入管线中过热度＝15℃。
表E12.中温制冷系统的性能
表E12示出了与R410A系统相比的中温制冷系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。
组合物E1至E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于4℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级/>
实施例13-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。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，与环境空气交换热量的空气-制冷剂冷凝器，以及热或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约-40℃至约-12℃范围内，而冷凝温度在约20℃至约70℃范围内。
使用制冷剂E1和E2测试用于诸如在冰淇淋机器和冷冻机中冷冻食品的低温制冷系统，并且性能结果示于表E13中。操作条件为：冷凝温度＝40.6℃；冷凝器过冷度＝1℃；蒸发温度＝-31.6℃；蒸发器出口处的过热度＝5.5℃；等熵效率＝70％；容积效率＝100％；吸入管线中过热度＝30.6℃。
表E13.低温制冷系统的性能
表E13示出了与R410A系统相比的低温制冷系统的热力学性能。
对于新系统而言，可增加压缩器排量以补偿容量。
组合物E1至E2各自出乎意料地能够在该系统中实现小于4℃的蒸发器滑移，同时实现小于300的GWP和2L的可燃性等级。/>

Claims (10)

1.一种制冷剂，所述制冷剂包含至少约98.5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：
33.0重量％至43.5重量％的二氟甲烷(HFC-32)；
48.5重量％至67.0重量％的2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)；以及
1.0重量％至6.0重量％的氟代乙烷(HFC-161)，其中所述制冷剂是2L类制冷剂并且具有小于300的GWP。
2.一种制冷剂，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：
40重量％至45重量％的HFC-32；
49重量％至55重量％的HFO-1234yf；以及
1.0重量％至6.0重量％的HFC-161。
3.根据权利要求2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：
41.5重量％至44.5重量％的HFC-32，
49.5重量％至53.5重量％的HFO-1234yf；以及
2.0重量％至6.0重量％的HFC-161。
4.根据权利要求3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：
43.5重量％+0.5/-2重量％的HFC-32；
52.5重量％+1/-2重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％+1/-2重量％的HFC-161。
5.根据权利要求4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：
43.5重量％+0.5/-2重量％的HFC-32；
52.5重量％+1/-2重量％的HFO-1234yf；以及
4重量％+1/-2重量％的HFC-161。
6.一种热传递方法，所述热传递方法包括蒸发根据权利要求1-5中任一项所述的制冷剂，其中所述制冷剂具有小于5℃的蒸发器滑移。
7.根据权利要求6所述的制冷剂，其中所述制冷剂具有小于4℃的蒸发器滑移。
8.一种热传递组合物，所述热传递组合物包含根据权利要求5中任一项所述的制冷剂和至少一种选自POE和PVE的润滑剂。
9.一种热传递系统，所述热传递系统包括压缩机、以及蒸发器和冷凝器，并且含有根据权利要求8所述的热传递组合物。
10.根据权利要求9所述的热传递系统，其中所述热传递系统包括住宅空调、商用空调、冷却器、住宅空气-水热泵循环加热系统、中温制冷和低温制冷中的一种或多种。
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