DE69231725T2

DE69231725T2 - Kältemittelzusammensetzung sowie verfahren zu deren benutzung

Info

Publication number: DE69231725T2
Application number: DE69231725T
Authority: DE
Inventors: Jane C. Bare; Cynthia L. Gage; Register, Iii.; Norman Dean Smith
Original assignee: US Environmental Protection Agency
Current assignee: US Environmental Protection Agency
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: US5650089A; AU3151393A; MX9206991A; US6063305A; EP0615538A1; CN1075977A; CN1045983C; JPH07504889A; EP0615538B1; ATE199565T1; CA2125143A1; WO1993011201A1; DE69231725D1; AU668534B2

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Kühlmittel und insbesondere betrifft sie Zusammensetzungen von Kühlmitteln auf der Basis von azeotropen und zeoptropen Mischungen, die Hydrofluorpropane, Hydrofluorether und Kohlenwasserstoffe enthalten.

Stand der Technik

Die gegenwärtig am meisten verwendeten Kühlmittel sind chlorhaltige Fluorkohlenstoffe (CFCs), wie beispielsweise CFC-11, CFC-12, CFC-114 und CFC-115, gewesen. Die Gegenwart von Chlor in diesen Verbindungen bewirkt, dass sie, sobald sie in die Atmosphäre freigesetzt werden, die stratosphärische Ozonschicht der Erde abbauen. Als eine Folge ihrer schädlichen Wirkungen wird die Verwendung von CFC von der Produktion auslaufen gelassen. In den Vereinigten Staaten zum Beispiel wird die verminderte Verwendung von CFCs durch das Montreal-Protokoll, ein multinationales Übereinkommen, von dem die Vereinigten Staaten eine Vertragspartei sind, verordnet; die Bedingungen dieses Vertrags wurden durch das Gesetz zur Bekämpfung der Luftverschmutzung von 1990 kodifiziert.
Die Forschung hat sich auf alternative nichtchlorierte Kühlmittel konzentriert. Die physikalischen Charakteristiken eines idealen Kühlmittels umfassen niedrigen Siedepunkt, geringe oder keine Entzündbarkeit, hohe thermische Stabilität, hohe chemische Stabilität mit anderen Verbindungen, welchen es ausgesetzt wird, geringe Giftigkeit und hohe-energetische Wirksamkeit. Vorgeschlagene Alternativen für CFCs umfassten Hydrofluorether (HFEs), siehe Eiseman, Jr., U. S.-Patent Nr. 3,362,180; O'Neill et al., U. S.-Patent Nr. 4,961,321; Powell, U. S.-Patent Nr. 4,559,154; Hydrofluorkohlenstoffe (HFCs), siehe Walters, U. S.-Patent Nr. 4,157,979; Japanisches Patent Nr. 2272-186; azeotrope Mischungen von HFEs und HFCs mit CFCs und Hydrochlorfluorkohlenstoffe (HCFCs), siehe Fellows et al., U. S.- Patent Nr. 4,948,526; Murphy et al., U. S.-Patent Nr. 4,054,036; Snider et al., U. S.-Patent Nr. 3,536,627; Eiseman, Jr., U. S.-Patent Nr. 3,409,555 (obwohl HCFCs ebenfalls durch das Gesetz für die Bekämpfung der Luftverschmutzung von 1990 auslaufen gelassen werden); und isolierte azeotrope Mischungen, siehe Eiseman, Jr. U. S.- Patent Nr. 3,394,878 (Mischung von Trifluormethyl-Methyl- Ether und Trifluormethyl-Pentafluorethyl-Ether); Shankland et al., U. S.-Patent Nr. 4,978,467 (Mischung von Pentafluorethan und Difluormethan); Hutchinson, U. S.-Patent Nr. 3,922,228 (Mischung von Difluormethyl-Trifluormethylether und Dimethyl-Ether).
Diese alternativen Kühlmittel stellen eine große Auswahl von Siedepunkten dar; dennoch gibt es keinen geeigneten Ersatz für alle CFC- und HCFC-Kühlmittel. Die Probleme, auf welche die Forscher gestoßen sind, umfassen die Schwierigkeit der Herstellung dieser Kühlmittel und die geringere energetische Wirksamkeit, die mit vielen von ihnen verbunden ist. Demnach sind neue Kühlmittel, welche die spezifischen Kühlungsanforderungen erfüllen, stets wünschenswert. Entsprechende Prozesse, welche die Eigenschaften von neuen Kühlmitteln voll ausnützen können, sind ebenfalls wünschenswert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine azeotrope Zusammensetzung bereit, die im Wesentlichen aus ersten und zweiten Komponenten besteht, wobei die azeotrope Zusammensetzung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus:
(i) CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub2;HCH&sub3; in einer Mischung aus 54 Gewichtsprozent CF&sub3;OCH&sub3; und 46 Gewichtsprozent CF&sub2;HCH&sub3; mit einem Siedepunkt von -25 Grad Celsius bei 1 Atmosphäre; und
(ii) CF&sub3;OCF&sub2;H und C&sub3;H&sub6; in einer Mischung aus 78 Gewichtsprozent CF&sub3;OCF&sub2;H und 22 Gewichtsprozent C&sub3;H&sub6; mit einem Siedepunkt von -59 Grad Celsius bei 1 Atmosphäre
besteht.
Bevorzugte azeotrope Mischungen sind jene, die CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub2;HCH&sub3;, CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub2;HCF&sub2;H, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; und CF&sub3;CFHCF&sub3;, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; und CF&sub2;HCF&sub2;H, CF&sub3;OCF&sub2;H und Cyclopropan, CF&sub3;CFH&sub2; und CF&sub3;OCH&sub3;, und CF&sub3;OCF&sub2;H und CF&sub3;CFH&sub2; enthalten.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kühlverfahren, in dem das zuvor genannte azeotrope Kühlmittel kondensiert, dann in der Nähe eines zu kühlenden Gegenstandes verdampft wird. Zusätzlich kann dasselbe Verfahren zur Erwärmung eines Gegenstandes in der Nähe des kondensierenden Kühlmittels verwendet werden. Es ist zu beachten, daß sowohl das Erwärmungs- als auch Kühlverfahren hierin als Wärmeübertragungsverfahren durch Kondensieren des Kühlmittels in einem ersten zu erwärmenden Bereich, Überleiten des Kühlmittels in einen zweiten zu kühlenden Bereich, und Verdampfen des Kühlmittels in dem zu kühlenden Bereich, Charakterisiert werden können.
Die vorliegende Erfindung enthält auch eine nichtazeotrope Zusammensetzung, die als Kühlmittel einsetzbar ist, umfassend einen Ether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und eine zweite Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n), wobei x 1, 2 oder 3 ist, und n 2 bis 7 ist, und einem gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen besteht, mit der Ausnahme, daß die erste Komponente und die zweite Komponente nicht dieselben chemischen Verbindungen sind. Zu bevorzugten Ethern zählen CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub3;OCF&sub2;H. Bevorzugte zweite Verbindungen umfassen CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2;, CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H und CF&sub2;H&sub2;.
Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren, in dem die oben angeführten, nichtazeotropen Zusammensetzungen auf Hydrofluorether-Basis kondensiert und dann in der Nähe eines zu kühlenden Gegenstandes verdampft werden. Bevorzugt ist ein Verfahren, in dem Wärme von oder zu dem Kühlmittel- Gegenstromwärmetauscher geleitet wird. Ebenso ist ein Verfahren bevorzugt, in dem die nichtazeotrope Zusammensetzung in mehreren Verdampfern mit unterschiedlichen Kühltemperaturanforderungen verdampft wird. Ebenso bevorzugt ist ein Verfahren, das eine Zusammensetzungsverschiebung verwendet, wobei es vorteilhaft sein kann, unterschiedliche Zusammensetzungen derselben Mischung abhängig von dem gewünschten Betrieb zu verwenden. Das Verfahren kann auch zur Erwärmung eines Gegenstandes in der Nähe des kondensierenden Kühlmittels verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung enthält auch nichtazeotrope Zusammensetzungen, die ein Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist, und eine zweite Verbindung enthalten, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x+2n), wobei x 1, 2 oder 3 ist und n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist, und einem gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält. Bevorzugte Zusammensetzungen dieser nichtazeotropen Zusammensetzungen umfassen Mischungen von CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2; und CF&sub2;HCH&sub3;, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3;, CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H, CF&sub3;CFHCF&sub3;, CF&sub3;CFH&sub2;, CF&sub2;H&sub2;, Cyclopropan und C&sub3;H8; Mischungen von CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H und CF&sub3;CFH&sub2;, CF&sub2;H&sub2;, CF&sub2;HCH&sub3;, Cyclopropan und C&sub3;H&sub5;; eine Mischung von CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; und CF&sub2;H&sub2;; und eine Mischung von CF&sub3;CFHCF&sub3; und CF&sub2;H&sub2;.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren, in dem diese nichtazeotropen Zusammensetzungen auf Hydrofluorpropan-Basis kondensiert und dann in der Nähe eines Gegenstandes oder einer Fläche, der/die zu kühlen ist, verdampft werden. Das Verfahren wird vorzugsweise mit einer Wärmeübertragung von oder zu dem Kühlmittel in einem Gegenstrom- Wärmetauscher durchgeführt. Eine weitere bevorzugte Ausführung des Verfahrens enthält mehrere Verdampfungsschritte in mehreren Verdampfern mit unterschiedlichen Temperaturanforderungen. Verfahren, die eine Zusammensetzungsverschiebung enthalten, sind ebenso bevorzugt. Das Verfahren kann auch zur Erwärmung eines Gegenstandes in der Nähe des kondensierenden Kühlmittels verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lorenz- Meutzner-Kühlsystems, das in der Analyse nichtazeotroper Mischungen verwendet wird.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung umfaßt neuartige Kühlmittelmischungen aus Kombinationen von Hydrofluorethern (HFE), Hydrofluorkohlenstoffen (HFCs) und Kohlenwasserstoffen (HCs). Die offenbarten Mischungen enthalten azeotrope Mischungen und nichtazeotrope Mischungen. Es versteht sich, daß jede Komponente, die als "erste Komponente" bezeichnet wird, nicht unbedingt die Komponente mit dem niedrigsten Siedepunkt der Mischung ist, wie in der Industrie üblich.
Im thermodynamischen Sinne ist eine azeotrope Zusammensetzung eine Mehrfachkomponentenmischung, in welcher während einer Phasenänderung die flüssigen und dampfförmigen Komponentenzusammensetzungen identisch bleiben. Dadurch trennen sich die Komponenten während einer Phasenänderung nicht voneinander, sondern bleiben statt dessen als homogene Mischung bestehen, und sind somit für viele Kühlvorgänge wünschenswert. Azeotrope Zusammensetzungen weisen ein streng konstantes Siedeverhalten über einem nur sehr kleinen Bereich von Zusammensetzungsmassenverhältnissen und Temperaturen auf; viele azeotrope Zusammensetzungen sieden jedoch im Wesentlichen über einen relativ großen Bereich von Massenverhältnissen und Temperaturen konstant, und werden häufig als "azeotrop-artig" bezeichnet. Es versteht sich, daß der Begriff "azeotrope Zusammensetzung" wie hierin verwendet, sich sowohl auf die wahren azeotropen als auch azeotrop-artigen Mischungen, wie zuvor definiert, beziehen soll.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet azeotrope Zusammensetzungen, umfassend HFE, HFC oder Kohlenwasserstoffkomponenten.
Die Erfindung beinhaltet eine azeotrope Zusammensetzung, umfassend eine Mischung von CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub2;HCH&sub3;, die besonders bevorzugt ist, mit einem Massenzusammensetzungsverhältnis von CF&sub3;OCH&sub3; zu CF&sub2;HCH&sub3; von 0,5 : 1 bis 1,5 : 1. Diese azeotrope Mischung hat einen Siedepunkt von -25ºC bei 101,3 kPa.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch eine azeotrope Zusammensetzung, umfassend eine Mischung von CF&sub3;OCF&sub2;H und Cyclopropan, und besonders bevorzugt ist eine Mischung mit einem Massenzusammensetzungsverhältnis von CF&sub3;OCF&sub2;H zu Cyclopropan von 2,5 : 1 bis 9 : 1. Diese besonders bevorzugte azeotrope Mischung hat einen Siedepunkt von -59ºC bei 101,3 kPa.
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren unter Verwendung der zuvor beschriebenen azeotropen Mischungen als Kühlmittel zum Kühlen eines Gegenstandes oder einer Fläche. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Kondensierens des Kühlmittels, dann des Verdampfens des Kühlmittels in der Nähe des zu kühlenden Gegenstandes. Das Verfahren kann mit einer Ausrüstung durchgeführt werden, die den standardmäßigen Kühlzyklus verwendet, der im Allgemeinen einen Kompressor zur Druckbeaufschlagung des Kühlmittels in seiner Dampfphase, einen Kondensator zum Kondensieren des Kühlmittels, ein Expansionsventil zur Verringerung des Drucks des flüssigen Kühlmittels, und einen Verdampfer, in dem das Kühlmittel in die Dampfphase zurückkehrt, umfaßt. Die Phasenumwandlung beim Verdampfer bewirkt, daß das Kühlmittel Wärme aus seiner Umgebung aufnimmt, wodurch es die unmittelbare Umgebung abkühlt. Es versteht sich jedoch, daß die zuvor beschriebenen azeotropen Kühlmittel zur Verwendung in jedem Kühlvorgang geeignet sind, der gegenwärtig bekannte CFC oder HCFC Kühlmittel verwendet. Modifizierungen des standardmäßigen Kühlsystems können das Vorhandensein einer oder mehrerer Wärmetauscher zusätzlich zu dem Verdampfer und dem Kondensator beinhalten. Beispiele für Geräte, die zur Verwendung des Verfahrens geeignet sind, umfassen zum Beispiel, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Zentrifugalkühlapparate, Haushaltskühlschränke/Gefrierschränke, Fahrzeugklimaanlagen, Kühltransportfahrzeuge, Wärmepumpen, Supermarkt-Nahrungsmittelkühler und Schaukästen, und Kühllager.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann auch zur Erwärmung eines Gegenstandes oder einer Fläche in der Nähe der azeotropen Zusammensetzung verwendet werden, während diese kondensiert. Während des Kondensationsschrittes gibt die azeotrope Zusammensetzung Wärme an ihre Umgebung ab, wodurch die unmittelbare Umgebung erwärmt wird. Wie zuvor versteht sich, daß die Anwendung dieses Verfahrens nicht auf das Gerät beschränkt ist, das den standardmäßigen Kühlzyklus verwendet; das Verfahren ist zur Verwendung bei jeder Wärmevorrichtung geeignet, die CFC oder HCFC Kühlmittel verwendet.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch nichtazeotrope Mischungen, die als Kühlmittel geeignet sind. Im Gegensatz zu einer azeotropen Mischung, die einen einzigen Siedepunkt aufweist, hat eine nichtazeotrope Mischung einen Siedepunkt-Temperaturbereich, in dem die Mischung verdampft. Wenn eine nichtazeotrope Mischung siedet, besteht der Dampf aus einer Mischung der beiden Komponenten, aber laut Definition enthält das Dampfgemisch ein anderes Komponentenmassenzusammensetzungsverhältnis als die flüssige Phase. In den frühen Siedestufen verdampft ein größerer Prozentsatz der früher siedenden Komponente (LBC) als der später siedenden Komponente (HBC), mit dem Ergebnis, daß ein höheres Massenverhältnis von LBC zu HBC in der Dampfphase erhalten wird als in der flüssigen Phase, und ein geringeres Massenverhältnis von LBC zu HBC in der flüssigen Phase. Diese Änderung in der flüssigen Zusammensetzung verschiebt den Siedepunkt der übrigen Flüssigkeit zu einer höheren Temperatur. Dieses Verfahren setzt sich in dieser Weise fort, während die Flüssigkeit siedet, wobei die Verdampfungstemperatur ständig steigt, da der Anteil von HBC in der flüssigen Phase zunimmt. Daher siedet in den späteren Siedephasen ein höherer Prozentsatz an HBC; folglich tritt diese Phasenumwandlung bei einer höheren Temperatur als jener des anfänglichen Siedens auf.
Das Vorhandensein eines solchen Siedepunktbereichs oder eines "Temperaturverlaufs" kann bei Kühl- und Wärmeanwendungen von großem Vorteil sein. Siehe Didion, "The Role of Refrigerant Mixtures as Alternatives", Proceedings of ASHRAE CFC Technology Conference, Gaithersburg, Maryland (1989) für eine vollständige Analyse der Zusammensetzungsverschiebung und des Gegenstrom-Wärmetausches. Ein Beispiel für eine System, in dem ein Temperaturverlauf von Vorteil sein kann, ist jenes, das einen Gegenstrom-Wärmetausch zu und von dem Kühlmittel enthält. Der Temperaturverlauf einer nichtazeotropen Zusammensetzung kann zur deutlichen Senkung der Irreversibilität des Wärmeübertragungsverfahrens bei konstanter Temperatur verwendet werden, die einem Verfahren eigen ist, das ein reines Kühlmittel oder eine azeotrope Zusammensetzung verwendet. Nichtazeotrope Zusammensetzungen sind auch besonders in Systemen geeignet, die mehrfache Verdampfer verwenden, die verschiedene Flächen bei verschiedenen Temperaturen kühlen, und in Systemen, wie Wärmepumpen, eine Zusammensetzungsverschiebung nutzen können.
Die vorliegende Erfindung enthält nichtazeotrope Mischungen, die mindestens zwei Komponenten umfassen, von welchen die erste ein Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O ist, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und die zweite ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3 ist, und n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist, oder ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff mit 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen.
Eine bevorzugte Zusammensetzung ist eine Mischung aus einem Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3 ist, und n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist. Besonders bevorzugt als erste Komponente sind CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub3;OCF&sub2;H, und als zweite Komponente CH&sub2;HCF2CFH&sub2;, CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H und CF&sub2;H&sub2;. Besonders bevorzugt ist eine CF&sub3;OCH&sub3;/CH&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2;-Mischung, die insbesondere in einem Massenzusammensetzungsverhältnis von 1 : 1 bis 2 : 1 bevorzugt ist; eine CF&sub3;OCH&sub3;/CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H-Mischung, die insbesondere in einem Massenzusammensetzungsverhältnis von 1 : 1 bis 2 : 1 bevorzugt ist; eine CF&sub3;OCH&sub3;/CF&sub2;H&sub2;-Mischung, die insbesondere in einem Massenzusammensetzungsverhältnis von 0,5 : 1 bis 1 : 1 bevorzugt ist; eine CF&sub3;OCF&sub2;H/CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2;-Mischung, die insbesondere in einem Massenzusammensetzungsverhältnis von 3 : 1 bis 5 : 1 bevorzugt ist; und eine CF&sub3;OCF&sub2;H/CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H-Mischung, die insbesondere in einem Massenzusammensetzungsverhältnis von 2 : 1 bis 3 : 1 bevorzugt ist.
Zu weiteren bevorzugten Zusammensetzungen zählen eine Mischung aus einem Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und einem weiteren Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, wobei festzuhalten ist, daß die erste und zweite Komponente nicht dieselbe chemische Verbindung sind, und eine Mischung aus einem Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und einem gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen.
Die Herstellung der Bestandteile dieser nichtazeotropen Zusammensetzungen auf Hydrofluor-Basis sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Kühlmittelsynthese bekannt, mit Ausnahme von CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H. Diese Verbindung kann durch Umsetzung von CF&sub3;CH=CF&sub2; mit 0,5 Prozent Pd auf Kohlenstoff bei 100ºC in Gegenwart von 500 psi H&sub3; hergestellt werden. Diese Reaktion ergibt etwa 90 Prozent CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Kühlverfahren, in dem diese nichtazeotropen Zusammensetzungen als Kühlmittel dienen. Das Verfahren umfaßt das Kondensieren des nicht- azeotropen Kühlmittels, dann das Verdampfen des Kühlmittels in der Nähe des Gegenstandes oder der Fläche, der/die zu kühlen ist. Bevorzugter ist ein Verfahren, in dem Wärme zu und von dem Kühlmittel in Gegenstrom-Wärmetauschern übertragen wird. Ein weiteres bevorzugtes Verfahren ist jenes, in dem das Kühlmittel mehreren Verdampfungsschritten unterzogen wird, von welchen jeder einen Teil des Kühlmittels verdampft. Ebenso bevorzugt ist ein Verfahren, in dem eine Zusammensetzungsverschiebung verwendet wird. Bevorzugter ist ein Verfahren, in dem Wärme zu und von dem Kühlmittel übertragen wird und mehrere Verdampfungen mit mehreren Kühltemperaturen erforderlich sind. Ein Beispiel für ein solches Verfahren, wie in Fig. 1 dargestellt, wird von Lorenz & Meutzner, "On Application of Non-Azeotropic Two- Component Refrigerants in Domestic Refrigerators and Home Freezers", Proceedings from the International Institute of Refrigeration Convention, Moskau (1975), beschrieben. Das System enthält einen Kompressor, einen Kondensator und ein Expansionsventil, enthält aber zwei Verdampfer. Das in Fig. 1 dargestellte System zeigt zwei Wärmetauscher, einen zwischen den Verdampfern, und einen zwischen dem zweiten Verdampfer und dem Kompressor; das Vorhandensein eines oder beider ist optional. In dem ersten Verdampfer wird ein Teil des Kühlmittels verdampft, der einen erhöhten Prozentsatz von HBC zu LBC im Vergleich zu der Flüssigkeit enthält, wodurch die Fläche oder der Gegenstand neben dem Verdampfer gekühlt wird. Die Mischung wird dann durch einen Gegenstrom-Wärmetauscher geleitet, wo sie durch die kondensierte Mischung erwärmt wird, die von dem Kondensator zu dem Expansionsventil strömt. Sobald die Mischung erwärmt ist, strömt sie zu einem zweiten Verdampfer, in dem der übrige Teil des Kühlmittels, der einen höheren Prozentsatz an HBC enthält, bei einer Temperatur verdampft, die höher als jene der ersten Verdampfung ist. Folglich erfolgt die Kühlung eines in der Nähe befindlichen Gegenstandes bei einer höheren Temperatur als jener, die durch die erste Verdampfung erzeugt wird. Für den Fachmann ist offensichtlich, daß der Vorteil eines solchen Verfahrens in der Möglichkeit liegt, zwei Flächen bei verschiedenen Temperaturen zu kühlen, während dieselbe Kühlmittelmischung verwendet wird. Zum Beispiel könnte ein solches Verfahren in einer Kühlschrank-Gefrierschrank-Kombination verwendet werden, wobei die Komponente mit dem tieferen Siedepunkt in dem Gefrierschrankfach verdampft, und die Komponente mit dem höheren Siedepunkt in dem Kühlschrankfach verdampft.
Das Verfahren kann auch zu Erwärmung eines Gegenstandes in der Nähe des kondensierenden Kühlmittels verwendet werden. Bevorzugter ist ein Verfahren, in dem Wärme zu und von dem Kühlmittel in einem Gegenstrom-Wärmetauscher übertragen wird. Bevorzugter sind auch Verfahren, in welchen eine Zusammensetzungsverschiebung angewendet wird, und in welchen mehrere Verdampfer verwendet werden. Eine Wärmepumpe ist besonders für diesen Betrieb geeignet, da sie ein Kühlmittel benötigt, das sowohl kühlen als auch erwärmen kann; somit kann eine nichtazeotrope Zusammensetzung mit einem einstellbaren Temperaturverlauf die erforderliche volumetrische Kapazität zum Erwärmen und die hohe Effizienz, die für ein wirtschaftliches Kühlen erforderlich ist, bereitstellen.
Die vorliegende Erfindung enthält auch nichtazeotrope Mischungen, die zwei Komponenten umfassen, von welchen die erste ein Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n) ist, wobei n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist, und eine zweite ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x+2-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3 ist, und n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist, oder ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff mit 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen. Bevorzugt sind Mischungen aus einem Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n 2, 3, 4, 5, 6, oder 7 ist, und einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x+2-n), wobei x 1, 2 oder 3 ist, und n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist; und Mischungen aus einem Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 ist, und einem gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff mit 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugte Hydrofluorpropane sind CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2;, CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; und CF&sub3;CFHCF&sub3;. Besonders bevorzugte Hydrofluorkohlenstoffe sind CF&sub2;HCH&sub3;, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3;, CF&sub3;CF&sub2;CF&sub2;H, CF&sub3;CFHCF&sub3;, CF&sub3;CFH&sub2; und CF&sub2;H&sub2;, obwohl festzuhalten ist, daß wenn CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; oder CF&sub3;CFHCF&sub3; als erste Komponente verwendet werden, sich nicht auch als zweite Komponente verwendet werden. Besonders bevorzugte Kohlenwasserstoffe sind Cyclopropan und C&sub3;H&sub8;.
Besonders bevorzugt sind nichtazeotrope Mischungen von CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2; und CF&sub2;HCH&sub3;, CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3;, CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H, CF&sub3;CFHCF&sub3;, CF&sub3;CFH&sub2;, CF&sub2;H&sub2;,; Cyclopropan, oder C&sub3;H&sub8;; nichtazeotrope Mischungen von CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H und CF&sub3;CFH&sub2;, CF&sub2;H&sub2;, CF&sub2;HCH&sub3;, Cyclopropan oder C&sub3;H&sub5;; eine nichtazeotrope Mischung von CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; und CF&sub2;H&sub2;; und eine nichtazeotrope Mischung von CF&sub3;CFHCF&sub3; und CF&sub2;H&sub2;. Die bevorzugtesten Massenzusammensetzungsverhältnisse für diese Mischungen sind in Tabelle 1 angeführt. Tabelle 1: BEVORZUGTE MASSENZUSAMMENSETZUNGSVERHÄLTNISSE FÜR NICHTAZEOTROPE ZUSAMMENSETZUNGEN AUF HYDROFLUORPROPAN-BASIS
Die vorliegende Erfindung enthält auch ein Kühlverfahren, in dem die zuvor beschriebenen nichtazeotrope Zusammensetzungen zur Kühlen eines Gegenstandes oder einer Fläche verwendet werden. Die Schritte des Verfahrens umfassen das Kondensieren des Kühlmittels, dann das Verdampfen des Kühlmittels in der Nähe des zu kühlenden Gegenstandes. Bevorzugter sind Ausführungsbeispiele des Verfahrens, in welchen mehrere Verdampfungsschritte oder eine Gegenstrom- Wärmeübertragung zu und von dem Kühlmittel verwendet werden. Ebenso bevorzugt ist ein Verfahren, das eine Zusammensetzungsverschiebung verwendet. Insbesondere enthielte das Verfahren zumindest einen Wärmeübertragungsschritt zwischen dem Kühlmittel, das von dem Kondensator zu dem Expansionsventil strömt, und dem Kühlmittel, das von einem ersten zu einem zweiten Verdampfer in einem Gegenstrom-Wärmetauscher strömt, wie zuvor für das Lorenz-Meutzner-System beschrieben wurde.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden, nicht einschränkenden Beispielen näher beschrieben, in welchen "kPa" Kilo-Pascal bedeutet, "kJ" Kilojoules bedeutet, "m" Meter bedeutet, Temperaturen in Grad Celsius angegeben sind, Volumina in m³/Kilogramm-Mol angegeben sind, Dipolmomente in Debyes angegeben sind, und Druck in Kilo-Pascal angegeben ist.

Beispiel 1

Beschreibung einer empirischen Analyse und Computerzyklussimulation, die zur Vorhersage des Vorhandenseins von azeotropen Zusammensetzungen verwendet werden

Die azeotropen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden durch die Verwendung eines Computerprogramms vorhergesagt, das die Carnahan-Starling-Desantis (CSD)- Zustandsgleichung ("equation of state" - EOS) enthält, eine Zustandsgleichung, die imstande ist, thermodynamische Eigenschaften von Mischungen vorherzusagen. Siehe "Application of a Hard Sphere Equation of State to Refrigerants and Refrigerant Mixtures", NBS Technical Note 1226, U. S. Department of Commerce (US Wirtschaftsministerium), in Bezug auf eine Beschreibung der Verwendung dieses Modells. Für reine Verbindungen erfordert die CSD-Gleichung, daß empirische Daten zu dem bestimmten Material in der Form eines Satzes von temperaturabhängigen EOS-Parametern eingegeben werden, so daß eine exakte Vorhersage der Druck-Volumen- Temperatur-Verhältnisses der Verbindung durch die CSD EOS möglich ist. Die EOS hat die folgende Form:
wobei "p" Druck ist, "V" Volumen ist, "R" die Gaskonstante ist, "T" Temperatur ist, "y" = b/4 V ist und "a" und "b" materialtemperaturabhängige Glieder sind, welche die zwischenmolekulare Wechselwirkung und das Molvolumen darstellen. Für eine bestimmte Temperatur wurde "a" und "b" berechnet mit:
a = a&sub0;exp (a&sub1;T + a&sub2;T²)
b = b&sub0; + b&sub1;T + b&sub2;T²
wobei "a&sub0;", "a&sub1;", "a&sub2;", "b&sub0;", "b&sub1;", "b&sub2;" Konstante für ein bestimmtes Material basierend auf seinen thermodynamischen Eigenschaften sind. Diese Werte sind für die meisten herkömmlichen Kühlmaterialien bekannt; jene, die nicht bekannt waren, wurden berechnet und sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Parameter für die CSD Zustandsgleichung Tabelle 2: Parameter für die CSD Zustandsgleichung
* Diese Verbindungen sind hierin nur zum Zwecke der Bezugnahme angeführt.
Für Mischungen erfordert die CSD EOS die zusätzliche Eingabe eines temperaturunabhängigen "Wechselwirkungsparameters", der die zwischenmolekulare Wechselwirkung zwischen den Molekülen der Zusammensetzungen der Mischung darstellt. Für die vorliegende Erfindung wurden empirische Daten zu den Dipolmomenten und den Molvolumina von zwölf bekannten Kühlmitteln einer mathematischen Regression unterzogen, um die folgende Funktion zur Berechnung des Wechselwirkungsparameters zu erhalten:
F&sub1;&sub2; = f&sub0; + f&sub1;(DP&sub1; - DP&sub2;) + f&sub2; (DP&sub1; - DP&sub2;)² + f&sub3;/V&sub1;V&sub2;
wobei "f&sub1;&sub2;" der Wechselwirkungsparameter für die Mischung ist, "DP&sub1;" das Dipolmoment des LBC ist, "DP&sub2;" das Dipolmoment des HBC ist, "V&sub1;" das Molvolumen des LBC bei 25ºC ist, und "V&sub2;" das Molvolumen des HBC bei 25ºC ist. "f&sub0;", "f&sub1;", "f&sub2;" und "f&sub3;" sind Konstante, die durch die zuvor genannte mathematische Regression erhalten wurden, und sind gleich -0,0105822, 0,01988274, 0,03316451 bzw. 0,000102909. Der Wert für f&sub1;&sub2; wurde dann in die folgende Gleichung eingegeben, die den richtigen Wert für "a" bestimmt, der in die CSD EOS eingegeben wird.
a&sub1;&sub2; = (l - f&sub1;&sub2;)(a&sub1;&sub1;a&sub2;&sub2;)¹&sup6;
wobei "a&sub1;&sub1;" und "a&sub2;&sub2;" die Werte von "a" für die einzelnen Komponentenmateralien darstellen. Der Wert von a&sub1;&sub2; wird dann in die CSD-Gleichung als "a" eingegeben, so daß eine thermodynamische Berechnung für die Mischung durchgeführt werden kann.
Das Ergebnis dieses Verfahrens ist, daß die Berechnung des Wechselwirkungsparameters für eine bestimmte Mischung nur aufgrund des Dipolmoments und des Molvolumens der einzelnen Komponenten möglich ist, die beide Größen sind, die für einzelne Probenkomponenten ohne Experiment berechnet werden können. Diese Wechselwirkungsparameter werden dann in die CSD Zustandsgleichung für weitere Berechnungen der Mischungen eingegeben.
Für die vorliegende Erfindung begann das Verfahren zur Anwendung der CDS Gleichung für die Bestimmung des Vorhandenseins einer azeotropen Zusammensetzung einer Mischung mit der Spezifikation der flüssigen Zusammensetzung und Probentemperatur für die Mischung. Ebenso wurde spezifiziert, daß die Zustände zwischen der flüssigen und Dampfphase im Gleichgewicht waren. Dann wurden obere und untere Druckgrenzen für den Sättigungsdruck festgelegt, zwischen welchen eine Konvergenz der Berechnung auftrat. Bei jedem Schritt in der Konvergenzschleife (d. h., für jede Druckschätzung), wurde die CSD EOS zur Berechnung der Flüssigkeits- und Dampfvolumina bei der spezifizierten Temperatur und Druckschätzung verwendet. Die Konvergenz des Sättigungsdrucks wurde erreicht, wenn das chemische Potenzial zwischen der Dampf- und Flüssigkeitsphase jeder Mischung gleich war. Das Vorhandensein einer azeotropen Zusammensetzung wurde festgestellt, wenn die Dampfzusammensetzung mit der flüssigen Zusammensetzung innerhalb von 0,1 Prozent übereinstimmte. Wenn keine Zusammensetzungsübereinstimmung zwischen flüssiger und Dampfphase auftrat, war keine azeotrope Zusammensetzung vorhanden. Das Verfahren wurde dann für eine neue Temperaturwahl wiederholt.
In der Analyse zeigten gewisse Mischungen bei Dampfdruckgleichgewicht, daß die Massenzusammensetzung der flüssigen Phase im wesentlichen mit jener der Dampfphase identisch war (innerhalb von 0,1 Prozent). Dieses Verhalten weist auf eine azeotrope Mischung hin.

Beispiel 2

Massenzusammensetzungsverhältnisse für azeotrope Mischungen

Die Massenzusammensetzungsverhältnisse für die azeotropen Mischungen der vorliegenden Erfindung wurden nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren berechnet. Tabelle 3 zeigt diese ungefähren Verhältnisse für jede Zusammensetzung bei zwei verschiedenen Temperaturen, wobei die Verhältnisse aufgrund möglicher Ungenauigkeiten in den vorhergesagten thermodynamischen Daten Näherungswerte sind. Tabelle 3: Massenzusammensetzungsverhältnisse von azeotropen Zusammensetzungen
* Diese Verbindungen sind hierin nur zum Zwecke der Bezugnahme angeführt.

Beispiel 3

Berechnung des thermodynamischen Wirkungsgrades von azeotropen Mischungen

Der thermodynamische Wirkungsgrad der azeotropen Materialien wurde mit jenem von bekannten Kühlmitteln durch die Verwendung eines Computermodells auf der Basis eines typischen Kühlzyklus bestimmt. Das Modellsystem enthielt einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer. Ein Gegenstrom-Wärmetauscher ermöglichte eine Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel, das aus dem Verdampfer trat, mit jenem, das aus dem Kondensator austrat. Der Kompressor wurde als 100 Prozent isentrop angenommen. In dem Modell kondensierte das Kühlmittel bei 32ºC in dem Kondensator und unterkühlte darin auf 27ºC. Das Kühlmittel trat in den Verdampfer bei -40ºC ein und überhitzte sich dort auf -35ºC. Der Kühlmitteldampf, der aus dem Verdampfer austrat, wurde in dem Gegenstrom-Wärmetauscher weiter auf 28ºC erwärmt. Das kondensierte Kühlmittel, das sich gegen das verdampfte Kühlmittel bewegte, wurde von seiner Kondensatorausgangstemperatur von 27ºC auf die Temperatur untergekühlt, die unter Verwendung der Flüssigkeits- und Dampf-Wärmekapazität des Kühlmittels in einem Gesamtenergiegleichgewicht um den Wärmetauscher berechnet wurde.
Die thermodynamischen Eigenschaften der Proben wurden in das Modell eingegeben und der Wirkungsgrad jeder innerhalb eines solchen Systems wurde mit Hilfe der CSD Zustandsgleichung analysiert. Werte für die berechnete volumetrische Kühlkapazität des Kühlmittels, den erforderlichen Saugdruck, das Kompressionsverhältnis (definiert als das Verhältnis von Druck des Kühlmittels, das aus dem Kompressor austritt, zu dem Druck des Kühlmittels, das in den Kompressor eintritt), und den Koeffizienten des Wirkungsgrades (definiert als das Verhältnis von Energie, die im Verdampfer übertragen wird, zu der Energie, die vom Kompressor übertragen wird, welches durch Dividieren der Wärmefunktionsänderung im Verdampfer, die durch das Modell vorhergesagt wurde, durch die Wärmefunktionsänderung im Kompressor, die durch das Modell vorhergesagt wurde, berechnet wurde) für die azeotropen Zusammensetzungen und bekannten Kühlmittel für dieses System sind in Beispiel 4 beschrieben.

Beispiel 4

Thermodynamischer Wirkungsgrad von azeotropen Mischungen

Der thermodynamische Wirkungsgrad der azeotropen Mischungen der vorliegenden Erfindung in einem typischen Kühlzyklus wurde wie in Beispiel 3 beschrieben berechnet. Die erforderliche volumetrische Kühlkapazität, das Druckverhältnis und der Wirkungsgradkoeffizient für jede Verbindung sind in Tabelle 4 gemeinsam mit denselben Eigenschaften für das bekannte CFC Kühlmittel R-12 dargestellt. Aus den Werten in Tabelle 4, insbesondere den Werten für den Wirkungsgradkoeffizienten, geht hervor, daß die azeotropen Zusammensetzungen eine vergleichbare Leistung mit bekannten CFC- Kühlmitteln aufweisen. Tabelle 4: WIRKUNGSGRADDATEN FÜR AZEOTROPE ZUSAMMENSETZUNGEN
* Diese Verbindungen sind hierin nur zum Zwecke der Bezugnahme angeführt Tabelle 4: WIRKUNGSGRADDATEN FÜR AZEOTROPE ZUSAMMENSETZUNGEN
* Diese Verbindungen sind hierin nur zum Zwecke der Bezugnahme angeführt

Beispiel 5

Berechnung der thermodynamischen Eigenschaften von nichtazeotropen Mischungen auf Etherbasis und Hydrofluorpropanbasis

Zur Bestimmung des thermodynamischen Wirkungsgrades nichtazeotroper Mischungen auf Etherbasis und Hydrofluorpropanbasis wurde ein Lorenz-Meutzner-System, wie in Fig. 1 dargestellt, als Modell verwendet, um einen typischen Kühlzyklus darzustellen. Für das Model wurde die CSD Zustandsgleichung verwendet. Das Modellsystem legte fest, daß ein sekundäres Fluid in den Verdampfer mit niederer Temperatur bei -15ºC eintrat, den Verdampfer mit niederer Temperatur bei -20ºC verließ, in den Verdampfer mit höherer Temperatur bei 2ºC eintrat und den Verdampfer mit höherer Temperatur bei -2ºC verließ. In den Kondensator trat das sekundäre Fluid bei 32ºC ein und bei 40ºC aus. Es wurde ein 10 g mittlerer Temperaturunterschied über dem Wärmetauscher mit niederer Temperatur von 10ºC wie auch ein 10 g mittlerer Temperaturunterschied über dem Wärmetauscher mit hoher Temperatur von 10ºC angenommen. Es wurde angenommen, daß der Kompressor bei 55 Prozent isentropischer Effizienz arbeitete. Das Lastverhältnis von Verdampfer mit niederer Temperatur zu Verdampfer mit höherer Temperatur betrug 1,0.
Die thermodynamischen Eigenschaften nichtazeotroper Mischungen auf Etherbasis und Hydrofluorpropanbasis wurden in dieses Modell eingegeben und der Wirkungsgrad von jedem innerhalb dieses Systems unter Verwendung der thermodynamischen Eigenschaften vorausgesagt, die aus der CSD Zustandsgleichung errechnet worden waren. Die Wirkungsgradwerte für jede nichtazeotrope Zusammensetzung wurden mit dem Wirkungsgrad bekannter Kühlmittel in demselben System verglichen.

Beispiel 6

Thermodynamische Eigenschaften nichtazeotroper Mischungen auf Etherbasis und Hydrofluorpropanbasis

Der thermodynamische Wirkungsgrad nichtazeotroper Mischungen auf Etherbasis und Hydrofluorpropanbasis in dem in Beispiel 5 beschriebenen Systemmodell ist in Tabelle 5 und 6 dargestellt. Das Druckverhältnis, der Saugdruck beim Kompressor, die volumetrische Kühlkapazität des Kühlmittels und der Wirkungsgradkoeffizient für die zuvor beschriebenen nichtazeotropen Zusammensetzungen sind gemeinsam mit dem vorhergesagten Wirkungsgrad für das bekannte Kühlmittel R12 aufgelistet. Aus den Werten für den Wirkungsgradkoeffizienten, die in der Tabelle dargestellt sind, geht hervor, daß alle dargestellten, nichtazeotropen Mischungen auf Etherbasis und Hydrofluorpropanbasis in dem Modellsystem hinsichtlich des Wirkungsgrades mit R-12 vergleichbar oder besser sind.
Die vorangehenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sind nicht als Einschränkung zu verstehen. Die Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche definiert, wobei Äquivalente der Ansprüche hierin enthalten sein sollen. Tabelle 5: WIRKUNGSGRADDATEN FÜR NICHTAZEOTROPE ZUSAMMENSETZUNGEN AUF ETHERBASIS Tabelle 6: WIRKUNGSGRADDATEN FÜR NICHTAZEOTROPE ZUSAMMENSETZUNGEN AUF HYDROFLUORBASIS

Claims

1. Azeotrope Zusammensetzung, die im Wesentlichen aus ersten und zweiten Komponenten besteht, wobei die azeotrope Zusammensetzung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus

(i) CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub2;HCH&sub3; in einer Mischung aus 54 Gewichtsprozent CF&sub3;OCH&sub3; und 46 Gewichtsprozent CF&sub2;HCH&sub3; mit einem Siedepunkt von -25 Grad Celsius bei einer Atmosphäre; und

(ii) CF&sub3;OCF&sub2;H und C&sub3;H&sub6; in einer Mischung aus 78 Gewichtsprozent CF&sub3;OCF&sub2;H und 22 Gewichtsprozent C&sub3;H&sub6; mit einem Siedepunkt von -59 Grad Celsius bei einer Atmosphäre

besteht.

2. Azeotrope Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die azeotrope Zusammensetzung im Wesentlichen aus CF&sub3;OCH&sub3; und CF&sub2;HCH&sub3; in einer Mischung aus 54 Gewichtsprozent CF&sub3;OCH&sub3; und 46 Gewichtsprozent CF&sub2;HCH&sub3; mit einem Siedepunkt von - 25 Grad Celsius bei einer Atmosphäre besteht.

3. Azeotrope Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die azeotrope Zusammensetzung hauptsächlich aus CF&sub3;OCF&sub2;H und C&sub3;H&sub6; in einer Mischung aus 78 Gewichtsprozent CF&sub3;OCF&sub2;H und 22 Gewichtsprozent C&sub3;H&sub6; mit einem Siedepunkt von -59 Grad Celsius bei einer Atmosphäre besteht.

4. Verfahren zur Kälteerzeugung, das die Schritte umfasst:

(a) Kondensieren einer azeotropen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1-3;

(b) Verdampfen der Zusammensetzung in der Nähe des Gegenstandes, der gekühlt werden soll.

5. Verfahren zur Wärmeerzeugung, das die Schritte umfasst:

(a) Kondensieren einer azeotropen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1-3 in der Nähe eines Gegenstandes, der erwärmt werden soll;

(b) Verdampfen der Zusammensetzung.

6. Nichtazeotrope Zusammensetzung, die als Kühlmittel einsetzbar ist, umfassend einen Ether der Formel C&sub2;FnH(6- n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n) besteht, wobei n 2, 3, oder 5 ist, einen Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n), wobei x 1, 2 oder 3 und n von 2 bis 7 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, mit der Ausnahme, dass die erste Komponente und die zweite Komponente nicht die gleiche chemische Verbindung darstellen.

7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3 und n von 2 bis 7 ist.

8. Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei der Ether CF&sub3;OCH&sub3; ist.

9. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei der Hydrofluorkohlenstoff CF&sub2;H&sub2; ist.

10. Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei der Ether CF&sub3;OCF&sub2;H ist.

11. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 10, wobei der Hydrofluorkohlenstoff CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2; ist.

12. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 10, wobei der Hydrofluorkohlenstoff CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H ist.

13. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, wobei die zweite Verbindung ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff ist, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält.

14. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O ist, wobei n 2, 3 oder 5 ist.

15. Verfahren zur Kälteerzeugung, umfassend die Schritte:

(a) Kondensieren innerhalb von Kondensationsmitteln einer nichtazeotropen Zusammensetzung, die einen Ether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist, einen Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, umfasst;

(b) Überleiten der Zusammensetzung von dem Kondensationsmittel zu einem Verdampfungsmittel;

(c) Verdampfen der Zusammensetzung in der Nähe eines Gegenstandes, der gekühlt werden soll; und

(d) Entfernen der Zusammensetzung aus dem Verdampfungsmittel.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, das weiter den Schritt umfasst:

(e) während jedem der Schritte (a)-(d), Übertragen von Wärme zu und von der Mischung.

17. Verfahren zur Kälteerzeugung, umfassend die Schritte:

(a) Kondensieren einer nichtazeotropen Zusammensetzung in einem Kondensationsmittel, wobei die Zusammensetzung einen Ether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist, einen Hydrofluorether der Formel C&sub2;FOH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, umfasst;

(b) Überleiten der Mischung von dem Kondensationsmittel zu einem ersten Verdampfungsmittel;

(c) Verdampfen eines Teils der Mischung im ersten Verdampfungsmittel in der Nähe eines Gegenstandes, der gekühlt werden soll;

(d) Überleiten der Mischung von dem ersten Verdampfungsmittel zu einem zweiten Verdampfungsmittel; und

(e) Verdampfen eines verbleibenden Teils der Mischung innerhalb des zweiten Verdampfungsmittels in der Nähe eines zweiten Gegenstandes, der gekühlt werden soll.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, ferner umfassend den Schritt:

(f) während jedem der Schritte (a)-(e), Übertragen von Wärme zu und von der Mischung.

19. Verfahren zur Wärmerzeugung, umfassend die Schritte:

(a) Kondensieren einer nichtazeotropen Zusammensetzung in einem Kondensationsmittel in der Nähe eines Gegenstandes, der erwärmt werden soll, wobei die Zusammensetzung einen Ether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3 und n von 2 bis 7 ist, einen Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O, wobei n 2, 3 oder 5 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, umfasst;

(c) Verdampfen der Zusammensetzung; und

(d) Entfernen der Zusammensetzung aus dem Verdampfungsmittel

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, weiter umfassend den Schritt:

21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15-20, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist.

22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15-20, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorether der Formel C&sub2;FnH(6-n)O ist, wobei n von 2 bis 5 ist.

23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15-20, wobei die zweite Verbindung ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff ist, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält.

24. Nichtazeotrope Zusammensetzung, einsetzbar als Kühlmittel, umfassend ein Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n von 2 bis 7 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x+2-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält.

25. Zusammensetzung gemäß Anspruch 24, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x+2-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist.

26. Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei Hydrofluorpropan CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2; ist.

27. Zusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei die zweite Verbindung CF&sub2;HCH&sub3;.

28. Zusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei die zweite Verbindung CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; ist.

29. Zusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei die zweite Verbindung CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H ist.

30. Zusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei die zweite Verbindung CF&sub3;CFHCF&sub3; ist.

31. Zusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei die zweite Verbindung CF&sub3;CFH&sub2; ist.

32. Zusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei die zweite Verbindung CF&sub2;H&sub2; ist.

33. Zusammensetzung gemäß Anspruch 24, wobei die zweite Verbindung ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff ist, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält.

34. Zusammensetzung gemäß Anspruch 33, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub2;HCF&sub2;CFH&sub2; ist.

35. Zusammensetzung gemäß Anspruch 34, wobei die zweite Verbindung Cyclopropan ist.

36. Zusammensetzung gemäß Anspruch 34, wobei die zweite Verbindung C&sub3;H&sub5; ist.

37. Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H ist.

38. Zusammensetzung gemäß Anspruch 37, wobei die zweite Verbindung CF&sub3;CFH&sub2; ist.

39. Zusammensetzung gemäß Anspruch 37, wobei die zweite Komponente CF&sub2;H&sub2; ist.

40. Zusammensetzung gemäß Anspruch 37, wobei die zweite Komponente CF&sub2;HCH&sub3; ist.

41. Zusammensetzung gemäß Anspruch 33, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub3;CH&sub2;CF&sub2;H ist.

42. Zusammensetzung gemäß Anspruch 41, wobei die zweite Komponente Cyclopropan ist.

43. Zusammensetzung gemäß Anspruch 41, wobei die zweite Komponente C&sub3;H&sub8; ist.

44. Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; ist.

45. Zusammensetzung gemäß Anspruch 44, wobei die zweite Verbindung CF&sub2;H&sub2; ist.

46. Zusammensetzung gemäß Anspruch 33, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub3;CF&sub2;CH&sub3; ist.

47. Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub3;CFHCF&sub3; ist.

48. Zusammensetzung gemäß Anspruch 47, wobei die zweite Verbindung CF&sub2;H&sub2; ist.

49. Zusammensetzung gemäß Anspruch 33, wobei das Hydrofluorpropan CF&sub3;CFHCF&sub3; ist.

50. Verfahren zur Kälteerzeugung, umfassend die Schritte:

(a) Kondensieren einer nichtazeotropen Zusammensetzung in einem Kondensationsmittel, wobei die Zusammensetzung ein Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n von 2 bis 7 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Hydrofluorkohlenwasserstoff der Formel CxFnH(2x+2-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, umfasst;

(d) Überleiten der Zusammensetzung von dem Verdampfungsmittel.

51. Verfahren gemäß Anspruch 50, weiter umfassend den Schritt:

52. Verfahren zur Kälteerzeugung, umfassend die Schritte:

(a) Kondensieren einer nichtazeotropen Mischung in einem Kondensationsmittel, wobei die nichtazeotrope Mischung ein Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n von 2 bis 7 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2X+2-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, umfasst;

(c) Verdampfen eines Teils der Mischung in einem ersten Verdampfungsmittel in der Nähe eines ersten Gegenstandes, der gekühlt werden soll;

(e) Verdampfen eines verbleibenden Teils der Mischung in einem zweiten Verdampfungsmittel in der Nähe eines zweiten Gegenstandes, der gekühlt werden soll.

53. Verfahren gemäß Anspruch 52, weiter umfassend den Schritt:

54. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 50-53, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x+2-n) ist, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist.

55. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 50-53, wobei die zweite Verbindung ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff ist, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält.

56. Verfahren zur Wärmeerzeugung, umfassend die Schritte:

(a) Kondensieren einer nichtazeotropen Zusammensetzung in einem Kondensationsmittel in der Nähe eines Gegenstandes, der erwärmt werden soll, wobei die nichtazeotrope Zusammensetzung ein Hydrofluorpropan der Formel C&sub3;FnH(8-n), wobei n von 2 bis 7 ist, und eine zweite Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n) besteht, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist, und einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält, umfasst;

(c) Verdampfen der Zusammensetzung; und

(d) Entfernen der Zusammensetzung aus dem Verdampfungsmittel.

57. Verfahren gemäß Anspruch 56, weiter umfassend den Schritt:

58. Verfahren gemäß Anspruch 56 oder Anspruch 57, wobei die zweite Verbindung ein Hydrofluorkohlenstoff der Formel CxFnH(2x-n), ist, wobei x 1, 2 oder 3, und n von 2 bis 7 ist.

59. Verfahren gemäß Anspruch 56 oder Anspruch 57, wobei die zweite Verbindung ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff ist, der 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatome enthält.