JP5346815B2 - フッ素化組成物およびかかる組成物を用いるシステム - Google Patents

Description

本発明は、ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタンおよび１，１，１，２−テトラフルオロエタンを、ｎ−ブタンとイソペンタンとの混合物と共に含む組成物に関する。

フッ素化炭化水素には多くの用途があり、その１つが、空調装置、ヒートポンプ、水冷器および冷蔵用途に用いる伝熱組成物としての用途である。

完全および部分ハロゲン化クロロフルオロカーボン（例えば、広く使われているクロロジフルオロメタン、Ｒ２２）は、オゾン層破壊についての様々な懸念に関係があるとされてきた。従って、その使用および製造は制限されている。

それ故、Ｒ２２用に設計された冷蔵、空調、水冷器およびヒートポンプ用途において許容できる性能を実現しつつ、ゼロオゾン破壊係数を有する伝熱組成物が必要とされている。

伝熱組成物の伝熱および環境特性に加えて、クロロフルオロカーボンベース（ＣＦＣ）および／またはハイドロクロロフルオロカーボンベース（ＨＣＦＣ）冷媒系において潤滑剤として従来から用いられてきた一般的な圧縮器潤滑剤、例えば、鉱油（例えば、潤滑圧縮器用に設計されたその他油の中でも特に、ＳｕｎｏｃｏのＳｕｎｉｓｏ３ＧＳ油）、およびアルキルベンゼンと好適な相溶性を有する組成物も望まれている。

しかしながら、代替のオゾンを破壊しないハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）冷媒において、これらの潤滑剤は相溶性がなく、ＨＦＣが使用できないため、ＨＦＣ伝熱組成物のための代替潤滑剤の開発および使用が必要とされている。代替潤滑剤は、主に、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）およびポリオールエステル（ＰＯＥ）ベースである。ＰＡＧおよびＰＯＥは、ＨＦＣベースの伝熱組成物にとって好適な潤滑剤であるが、多くのＰＡＧおよびＰＯＥは、非常に吸湿性であり、湿った空気に晒されると、数千ｐｐｍ（ｐｐｍは百万部あたりの部）の水を吸収する可能性がある。この吸収された水分によって、酸形成等の問題が機器に生じ、その結果、機器コンポーネントの腐食および厄介なスラッジの形成となる。

ＰＯＥおよびＰＡＧとは対照的に、鉱油およびアルキルベンゼンは、吸湿性がずっと低く、水に１００ｐｐｍ未満と低溶解度である。このように、鉱油およびアルキルベンゼン潤滑剤を利用するＨＦＣ組成物が必要とされている。

さらに、機器によっては、シャフトシール、ホース接続部、はんだ付けジョイントおよび破損したラインにおける漏れにより機器操作中、または機器修理およびメンテナンス中に、伝熱組成物は失われて、伝熱組成物は大気に放出されることとなる。機器の伝熱組成物が純粋な成分でない、共沸または共沸混合物様組成物である場合には、伝熱組成物は、機器から大気へ漏れたり放出されたりすると、変化する恐れがある。組成物の変化によって、伝熱組成物が可燃性となったり、冷却能力が減じたりする場合がある。前述した特性を有するのに加えて、必要とされる機器の変更が最少でＲ２２代替冷媒とすることができ、挙動が少なくとも共沸混合物様であり、許容可能な地球温暖化係数を有し、毒性が十分に低く、十分な鉱油相溶性を有し、使用時、良好な油戻り性を有し、Ｒ２２に比べたときそれに匹敵する冷却能力を維持しながら、許容可能なエネルギー効率を有する伝熱組成物も望まれている。

開示されているのは、任意の添加剤を含めて、合計が１００％となるように、重量パーセントで表わされる、以下の成分を含む冷媒組成物である。
７．０〜９．０ｗｔ％のＲ３２［標準沸点が−５１．７℃のジフルオロメタン、ＣＨ_２Ｆ_２］、
３９．０〜５０．０ｗｔ％のＲ１２５［標準沸点が−４８．５℃のペンタフルオロエタン、ＣＦ_３ＣＨＦ_２］、
３９．０〜５０．０ｗｔ％のＲ１３４ａ［標準沸点が−２６．１℃の１，１，１，２テトラフルオロエタン、ＣＦ_３ＣＨＦ_２］、
１．５〜１．８ｗｔ％のＲ６００［標準沸点が−０．５℃のｎ−ブタン、ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３］と、０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１ａ［標準沸点が＋２７．８℃のイソペンタン、（ＣＨ_３）_２ＣＨＣＨ_２ＣＨ_３］またはＲ６０１［標準沸点が＋３６℃のｎ−ペンタンＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３］とから本質的になる１．９〜２．５ｗｔ％の炭化水素。これらの組成物の計算された地球温暖化係数（ＧＷＰ）は約１８００〜約２０００である。

ある実施形態において、組成物は、重量パーセントで表わされる以下の成分、
７．０〜９．０ｗｔ％のＲ３２、
４２．０〜４９．０ｗｔ％のＲ１２５、
４２．０〜４９．０ｗｔ％のＲ１３４ａ、
１．５〜１．８ｗｔ％のＲ６００と０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１ａまたは０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１とから本質的になる１．９〜２．５ｗｔ％の炭化水素を含む。

ある実施形態において、組成物は、重量パーセントで表わされる以下の成分、
７．０〜９．０ｗｔ％のＲ３２、
４３．５〜４７．５ｗｔ％のＲ１２５、
４２．７〜４５．７ｗｔ％のＲ１３４ａ、
１．５〜１．８ｗｔ％のＲ６００と０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１ａまたは０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１とから本質的になる１．９〜２．５ｗｔ％の炭化水素を含む。

ある実施形態において、組成物は、重量パーセントで表わされる以下の成分、
７．０〜９．０ｗｔ％のＲ３２、
４３．５〜４７．５ｗｔ％のＲ１２５、
４２．７〜４５．７ｗｔ％のＲ１３４ａ、
１．５〜１．８ｗｔ％のＲ６００と０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１ａまたは０．４〜０．７ｗｔ％のＲ６０１とから本質的になる２．１〜２．５ｗｔ％の炭化水素を含む。

さらに、上記の開示された組成物は、満液式蒸発器冷却器に有用であり、液体組成物は、蒸発器およびかかる冷却器内にあって、以下に示す循環蒸気組成を有している。
１０．０〜１７．０ｗｔ％のＲ３２、
５４．０〜６１．０ｗｔ％のＲ１２５、
２３．０〜３０．０ｗｔ％のＲ１３４ａ、
２．０〜２．５ｗｔ％のＲ６００と０．３〜０．６ｗｔ％のＲ６０１ａまたは０．３〜０．６ｗｔ％のＲ６０１とから本質的になる２．３〜３．１ｗｔ％の炭化水素。

これらの組成物の計算された地球温暖化係数（ＧＷＰ）は約１９００〜約２１００である。

ある実施形態において、組成物は、伝熱システムにおいて、伝熱媒体として用いられる。ある実施形態において、本明細書に開示された新規な組成物は、噴射冷却を利用するシステムにおいて特に有用である。

さらに開示されているのは、機器に、伝熱組成物の少なくとも１つとして本明細書に記載された組成物を用いる冷蔵庫、フリーザー、空調装置、水冷器およびヒートポンプである。

同じく開示されているのは、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路において、そして上述した組成物の１つを、システムの凝縮器−蒸発器回路において、循環伝熱組成物として用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体を有する検出素子を現在有する冷蔵庫、フリーザー、空調装置、水冷器およびヒートポンプである。検出素子のある実施形態において、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体は、Ｒ２２に等しい、またはそれより低い圧力を有する流体または流体混合物である。検出素子のある実施形態において、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体は、Ｒ２２に等しい、またはそれより高い圧力を有する流体または流体混合物である。ある実施形態においては、少なくとも１つの検出素子中の流体は、Ｒ２２が凝縮器−蒸発器回路にあるとき作用するように選択される流体または流体混合物であり、Ｒ２２と大きく異なる圧力／温度の関係の傾きを有する流体または流体混合物である。ある実施形態において、Ｒ２２が凝縮器−蒸発器回路にあるときに作用するように選択された検出素子における流体は、Ｒ２２である。ある実施形態において、上述の組成物の１つを凝縮器−蒸発器回路に用いる。ある実施形態において、上述の組成物の１つを検出素子中に用い、上述した組成物の１つを凝縮器−蒸発器回路中に用いる。

現在、多くの冷蔵および空調システムは、冷蔵および空調システムの、膨張弁に結合された検出素子と、「凝縮器−蒸発器回路」との両方にＲ２２を用いている。「凝縮器−蒸発器回路」という用語は、膨張弁から凝縮器を介して蒸発器まで併せて流体連通するシステム要素およびコンポーネントの全てと、膨張弁と凝縮器との間で流体連通している管およびその他要素の全てを含む伝熱システムの部位を説明するのに用いる用語である。しかしながら、「凝縮器−蒸発器回路」という用語には、検出素子は含まれない。

任意で添加してよい添加剤としては、潤滑剤、腐食防止剤、界面活性剤、消泡剤（例えば、Ｄｏｗ２００）、溶媒（例えば、ＥｘｘｏｎのＩｓｏｐａｒ Ｈ）安定剤、油戻り剤（ポリマー油戻り剤）、染料およびその他適切な材料が挙げられ、記載した組成物にこれらを添加してもよい。

本明細書に開示された組成物は、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、ポリビニルエーテル、鉱油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナフテンおよびポリ（アルファ）オレフィンからなる群から選択される少なくとも１つの潤滑剤をさらに含んでいてもよい。

本発明の潤滑剤は、冷蔵または空調装置に用いるのに好適な潤滑剤を含む。これらの潤滑剤の中に、クロロフルオロカーボン冷媒を利用する蒸気圧縮冷蔵装置に通常用いられている潤滑剤がある。このような潤滑剤およびその特性は、本明細書に参考文献として援用される１９９０ ＡＳＨＲＡＥ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、８章、表題「Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ｉｎ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、８．１〜８．２１頁に記載されている。本発明の潤滑剤は、圧縮冷蔵潤滑分野において「鉱油」として一般的に知られているものを含む。鉱油は、パラフィン（すなわち、直鎖および分岐炭素鎖、飽和炭化水素）、ナフテン（すなわち、環状パラフィン）および芳香族（すなわち、交互二重結合を備えた１つ以上の環を含む不飽和、環状炭化水素）を含む。本発明の潤滑剤は、圧縮冷蔵潤滑分野において「合成油」として一般的に知られているものをさらに含む。合成油は、アルキルアリール（すなわち、鎖状および分岐アルキルアルキルベンゼン）、合成パラフィンおよびナフテン、ならびにポリ（アルファオレフィン）を含む。本発明の代表的な通常の潤滑剤は、市販のＢＶＭ １００Ｎ（ＢＶＡ Ｏｉｌｓより販売されているパラフィン鉱油）、Ｓｕｎｉｓｏ（登録商標）３ＧＳおよびＳｕｎｉｓｏ（登録商標）５ＧＳ（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏ．より販売されているナフテン鉱油）、Ｓｏｎｔｅｘ（登録商標）３７２ＬＴ（Ｐｅｎｎｚｏｉｌより販売されているナフテン鉱油）、Ｃａｌｕｍｅｔ（登録商標）ＲＯ−３０（Ｃａｌｕｍｅｔ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓより市販されているナフテン鉱油）、Ｚｅｒｏｌ（登録商標）７５、Ｚｅｒｏｌ（登録商標）１５０およびＺｅｒｏｌ（登録商標）５００（Ｓｈｒｉｅｖｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓより販売されている鎖状アルキルベンゼン）およびＨＡＢ２２（新日本石油株式会社により販売されている分岐アルキルベンゼン）である。

本発明の潤滑剤は、ハイドロフルオロカーボン冷媒と共に用いるように設計されていて、圧縮冷媒および空調装置の操作条件下で本発明の冷媒と混和するものをさらに含む。このような潤滑剤およびその特性は、「Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ａｎｄ Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｆｌｕｉｄｓ」、Ｒ．Ｌ．Ｓｈｕｂｋｉｎ編、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、１９９３に記載されている。このような潤滑剤としては、これらに限られるものではないが、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、例えば、Ｃａｓｔｒｏｌ（登録商標）１００（Ｃａｓｔｒｏｌ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、例えば、Ｄｏｗ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）のＲＬ−４８８Ａ、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）およびポリカーボネート（ＰＣ）、例えば、三井のＭＡ２３２０Ｆが挙げられる。

本発明の潤滑剤は、特定の圧縮器の要件および潤滑剤が晒される環境を考慮して選択される。

ある実施形態において、組成物は、上述した組成物の１０重量％までの量で、１つ以上の添加剤（例えば、相溶剤またはＵＶ染料）をさらに含んでいてもよい。他の実施形態において、１つ以上の添加剤は、上述した組成物に、組成物中５００ｐｐｍ未満の量で存在している。他の実施形態において、１つ以上の添加剤は、上述した組成物中、２５０ｐｐｍ未満の量で上述した組成物に存在している。他の実施形態において、１つ以上の添加剤は、上述した組成物中、２００ｐｐｍ未満の量で上述した組成物に存在している。

他の実施形態において、１つ以上の添加剤は、０．１〜３重量％の量で組成物中にあってもよい。他の実施形態において、１つ以上の添加剤は、０．０１〜１．５重量％の量で組成物中にあってもよい。

ある実施形態において、本発明は、ハイドロフルオロカーボンおよび炭化水素冷媒または伝熱流体と混和する添加剤としてのパーフルオロポリエーテルを提供する。パーフルオロポリエーテルの一般的な特徴は、パーフルオロアルキルエーテル部分の存在である。パーフルオロポリエーテルは、パーフルオロポリアルキルエーテルと同義である。よく用いられるその他の同義語としては、「ＰＦＰＥ」、「ＰＦＡＥ」、「ＰＦＰＥ油」、「ＰＦＰＥ流体」および「ＰＦＰＡＥ」が挙げられる。例えば、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＫＲＹＴＯＸは、式ＣＦ_３−（ＣＦ_２）_２−Ｏ−［ＣＦ（ＣＦ_３）−ＣＦ_２−Ｏ］ｊ’−Ｒ’ｆのパーフルオロポリエーテルである。式中、ｊ’は２〜１００（これらの数を含める）であり、Ｒ’ｆはＣＦ_２ＣＦ_３、Ｃ３〜Ｃ６パーフルオロアルキル基またはこれらの組み合わせである。

Ａｕｓｉｍｏｎｔ（Ｍｉｌａｎ，Ｉｔａｌｙ）より入手可能なＦＯＭＢＬＩＮおよびＧＡＬＤＥＮ流体をはじめとする、パーフルオロオレフィン光酸化により生成されるその他ＰＦＰＥを用いることもできる。ＦＯＭＢＬＩＮ−Ｙは、式ＣＦ_３Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）−Ｏ−）_ｍ’（ＣＦ_２−Ｏ−）_ｎ’−Ｒ_１ｆを有する。同じく好適なのは、ＣＦ_３Ｏ［ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）Ｏ］_ｍ’（ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｏ’（ＣＦ_２Ｏ）_ｎ’−Ｒ_１ｆである。式中、Ｒ_１ｆは、ＣＦ_３、Ｃ_２Ｆ_５、Ｃ_３Ｆ_７またはこれらのうち２つ以上の組み合わせであり、（ｍ’＋ｎ’）は、８〜４５（これらの数を含める）、ｍ／ｎは、２０〜１０００（これらの数を含める）、ｏ’は１、（ｍ’＋ｎ’＋ｏ’）は８〜４５（これらの数を含める）、ｍ’／ｎ’は２０〜１０００（これらの数を含める）である。

ＦＯＭＢＬＩＮ−Ｚは、式ＣＦ_３Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２−Ｏ−）_ｐ’（ＣＦ_２−Ｏ）_ｑ’ＣＦ_３を有し、式中、（ｐ’＋ｑ’）は４０〜１８０（これらの数を含める）、ｐ’／ｑ’は０．５〜２（これらの数を含める）である。

ダイキン工業（日本）より入手可能な他の系列のＰＦＰＥであるＤＥＭＮＵＭ流体も用いることができる。これは、２，２，３，３−テトラフルオロオキセタンの連続オリゴマー化およびフッ素化により生成でき、式Ｆ−［（ＣＦ_２）_３−Ｏ］_ｔ’−Ｒ_２ｆとなり、式中、Ｒ_２ｆはＣＦ_３、Ｃ_２Ｆ_５またはこれらの組み合わせであり、ｔ’は２〜２００（これらの数を含める）である。

パーフルオロポリエーテルの２つの末端基は、独立に、官能化または非官能化することができる。非官能化パーフルオロポリエーテルでは、末端基は、分岐または直鎖パーフルオロアルキルラジカル末端基とすることができる。このようなパーフルオロポリエーテルとしては、式Ｃ_ｒ’Ｆ_{（２ｒ’＋１）}−Ａ−Ｃ_ｒ’Ｆ_{（２ｒ’＋１）}のものが挙げられ、各ｒ’は、独立に３〜６、Ａは、Ｏ−（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２−Ｏ）_ｗ’、Ｏ−（ＣＦ_２−Ｏ）_ｘ’（ＣＦ_２ＣＦ_２−Ｏ）_ｙ’、Ｏ−（Ｃ_２Ｆ_４−Ｏ）_ｗ’、Ｏ−（Ｃ_２Ｆ_４−Ｏ）_ｘ’（Ｃ_３Ｆ_６−Ｏ）_ｙ’、Ｏ−（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２−Ｏ）_ｘ’（ＣＦ_２−Ｏ）_ｙ’、Ｏ−（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２−Ｏ）_ｗ’、Ｏ−（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２−Ｏ）_ｘ’（ＣＦ_２ＣＦ_２−Ｏ）_ｙ’−（ＣＦ_２−Ｏ）_ｚ’またはこれらのうち２つ以上の組み合わせであり、好ましくは、Ａは、Ｏ−（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２−Ｏ）_ｗ’、Ｏ−（Ｃ_２Ｆ_４−Ｏ）_ｗ’、Ｏ−（Ｃ_２Ｆ_４−Ｏ）_ｘ’（Ｃ_３Ｆ_６−Ｏ）_ｙ’、Ｏ−（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２−Ｏ）_ｗ’またはこれらのうち２つ以上の組み合わせであり、ｗ’は４〜１００、ｘ’およびｙ’はそれぞれ独立に１〜１００である。具体例としては、これらに限られるものではないが、Ｆ（ＣＦ（ＣＦ_３）−ＣＦ_２−Ｏ）_９−ＣＦ_２ＣＦ_３、Ｆ（ＣＦ（ＣＦ_３）−ＣＦ_２−Ｏ）_９−ＣＦ（ＣＦ_３）_２およびこれらの組み合わせが挙げられる。このようなＰＦＰＥにおいては、３０％までのハロゲン原子が、フッ素以外のハロゲン、例えば、塩素原子等とすることができる。

パーフルオロポリエーテルの２つの末端基は、独立に官能化することもできる。典型的な官能化末端基は、エステル、ヒドロキシル、アミン、アミド、ニトリル、カルボン酸およびスルホン酸からなる群から選択することができる。

代表的なエステル末端基としては、−ＣＯＯＣＨ_３、−ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＯＯＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＯＯＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＯＯＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＯＯＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＣＨ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＣＨ_３が挙げられる。

代表的なヒドロキシル末端基としては、−ＣＦ_２ＯＨ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＨ、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ、−ＣＦ_２ＣＦ_２Ｃ
Ｈ_２ＣＨ_２ＯＨが挙げられる。

代表的なアミン末端基としては、−ＣＦ_２ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＲ^１Ｒ^２が挙げられ、式中、Ｒ^１およびＲ^２は、独立に、Ｈ、ＣＨ_３またはＣＨ_２ＣＨ_３である。

代表的なアミド末端基としては、−ＣＦ_２Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＦ_２Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＨ_２Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１Ｒ^２、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｃ（Ｏ）ＮＲ^１Ｒ^２が挙げられ、式中、Ｒ^１およびＲ^２は独立に、Ｈ、ＣＨ_３またはＣＨ_２ＣＨ_３である。

代表的なニトリル末端基としては、−ＣＦ_２ＣＮ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＮ、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＮ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＮ、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＮ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＮが挙げられる。

代表的なカルボン酸末端基としては、−ＣＦ_２ＣＯＯＨ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＯＯＨ、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨが挙げられる。

代表的なスルホン酸末端基としては、−Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−Ｓ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４、−ＣＦ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、-ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＦ_２Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＨ_２Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲ^３、−ＣＦ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４、−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＳ（Ｏ）（Ｏ）Ｒ^４が挙げられ、式中、Ｒ^３はＨ、ＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＦ_３またはＣＦ_２ＣＦ_３であり、Ｒ^４はＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＦ_３またはＣＦ_２ＣＦ_３である。

本発明の冷媒−パーフルオロポリエーテル添加剤の組み合わせによって、１つ以上の態様において、冷蔵、空調および伝熱システムの性能が改善する。一態様において、熱交換コイルにおいて油の蓄積を防ぐことにより、適正な操作レベルで油レベルが維持されるように圧縮器への適切な油戻りを可能とする。他の態様において、冷媒−パーフルオロポリエーテルはまた、鉱油および合成潤滑油の潤滑性能も改善する。さらに他の態様において、冷媒−パーフルオロポリエーテルはまた、伝熱効率、そしてエネルギー効率も改善する。冷媒−パーフルオロポリエーテルはまた、境界潤滑の摩擦および摩耗も減じることが分かっており、圧縮器の寿命を長くすることが期待される。上述した利点が全てではない。

本出願における「有効量のパーフルオロポリエーテル」への言及は、潤滑またはエネルギー効率性能またはその両方を維持または改善するための、圧縮器への十分な油戻りを与えるためのパーフルオロポリエーテル添加剤の量を意味し、パーフルオロポリエーテルの該量は、当業者により、個々の冷蔵／伝熱システム（コイル、圧縮器等）および用いる冷媒にとって適切なレベルに調整される。

本発明の一実施形態において、パーフルオロポリエーテルの量は、冷媒または伝熱流体に対して４０重量％未満である。他の実施形態において、パーフルオロポリエーテル添加剤の量は、冷媒または伝熱流体に対して約２０〜３０ｗｔ％未満である。さらに他の実施形態において、パーフルオロポリエーテル添加剤は、冷媒または伝熱流体に対して約１０ｗｔ％未満である。さらに他の実施形態において、パーフルオロポリエーテル添加剤は、冷媒または伝熱流体に対して約１〜約２ｗｔ％未満である。さらに他の実施形態において、パーフルオロポリエーテル添加剤は、冷媒または伝熱流体に対して約０．０１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％である。さらに他の実施形態において、パーフルオロポリエーテル添加剤は、冷媒または伝熱流体に対して約０．０３〜０．８０ｗｔ％である。

また、ある実施形態において、鉱物または合成潤滑剤を溶解または分散するＺｏｎｙｌ（登録商標）ＰＨＳ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙより購入できる）等のポリマー油戻り剤を添加してもよい。

本明細書に記載した組成物は、冷媒として、特にＲ２２の代替として有用である。また、発泡膨張剤（例えば、ポリオレフィンやポリウレタン泡用）、溶媒、洗浄剤、エアロゾル推進剤、伝熱媒体、ガス状誘電体、動力サイクル作動流体、重合媒体、微粒子除去組成物、キャリア流体、バフ研磨剤および代替乾燥剤としても有用である。

ある実施形態において、組成物は、実質的に定沸点の共沸混合物様組成物と考えられる。「共沸温度」とは、ブレンドの液相と気相が、特定の圧力について平衡時の各成分のモル分率が同じである温度を意味する。

「共沸混合物様」組成物とは、定沸点または実質的に定沸点の、単一物質のように挙動する２つ以上の物質の液体混合物である。共沸混合物様組成物の１つの特徴は、液体の部分蒸発または蒸留により生成される蒸気が、蒸発または蒸留された液体と実質的に同じ組成を有する、すなわち、混合物が、実質的に組成変化なしに蒸発／還流することである。共沸混合物様組成物の他の特徴は、特定の温度での組成物のバブルポイント蒸気圧および露点蒸気圧が実質的に同じであることである。

ある実施形態において、共沸混合物様組成物には、組成物の５０重量パーセントを、蒸発または沸騰などにより除去した後、元の組成物と、元の組成物の５０重量パーセントが除去された後に残った組成物との間の蒸気圧差が、絶対単位で測定したときに、約１０パーセント未満であるという特徴がある。圧力の測定における絶対単位とは、例えば、ｐｓｉａ、キロパスカル、気圧、バール、トル、１平方センチメートル当たりのダイン、水銀ミリメートル、水インチおよびその他当該技術分野において周知の等しい単位を意味する。共沸混合物が存在する場合には、元の組成物と、元の組成物の５０重量パーセントが除去された後に残った組成物との間の蒸気圧に差はない。

本明細書で用いる際、相溶剤は、通常の冷媒潤滑剤において、ハイドロフルオロカーボン冷媒の相溶性を改善し、さらに圧縮器への油戻りを改善する化合物である。

本明細書で用いる際、「ウルトラバイオレット」染料は、電磁スペクトルのウルトラバイオレットまたは「近」ウルトラバイオレット領域において光を吸収するＵＶ蛍光組成物と定義される。約１０ナノメートルから約７５０ナノメートルまでのどこかの波長で放射線を放出するＵＶ光による照射で、ＵＶ蛍光染料により生成される蛍光が検出される。

ある実施形態において、本明細書に記載した組成物は、蒸発器または凝縮器で測定したとき、約６〜約９°Ｆ（３〜５℃）の温度勾配を有する。ある実施形態において、蒸発器で測定した温度勾配は、約５．８〜約６．３°Ｆ（３．２〜３．５℃）である。温度勾配は、サブクールまたはスーパーヒートを除き、システムのコンポーネント内の伝熱組成物による相変化プロセスの始めと終わりの温度（典型的に、蒸発器または凝縮器で測定される）間の差の絶対値を定義するのに用いる用語である。一実施形態において、組成物は、平均蒸気圧温度が約＋２０°Ｆのシステムにおいて、約４０ｐｓｉｇの飽和蒸気圧を有する。

本明細書で用いる際、移動式冷蔵装置または移動式空調装置とは、道路、鉄道、海上または航空の輸送単位に組み込まれる冷蔵または空調装置のことを指す。また、「一貫輸送」システムとして知られている、移動運搬装置から独立した冷蔵または空調をシステムに提供するための装置が本発明に含まれる。このような一貫輸送システムは、「コンテナ」（複合型海上／陸上輸送）および「交換車体」（複合型道路および鉄道輸送）を含む。本明細書に開示された組成物は、列車乗客用コンパートメントの空調、輸送機関の空調または冷蔵、迅速輸送（地下鉄）およびバスの空調をはじめとする移動用途に有用である。

本明細書で用いる際、伝熱組成物は、熱をある空間、場所、対象または物体から、異なる空間、場所、対象または物体へ放射、伝導または対流により、伝達、移動または除去するのに用いられる組成物である。伝熱組成物は、液体またはガス流体であり、遠隔冷蔵（または加熱）システムから、冷却（または加熱）のための伝達する手段を提供することにより二次冷却剤として機能する。あるシステムにおいて、伝熱組成物は、伝達プロセス全体にわたって一定の状態のままである（すなわち、蒸発または凝縮しない）。あるいは、蒸発冷却プロセスでも伝熱流体を用いる。

本明細書で用いる際、熱源は、熱の伝達、移動または除去が望ましい空間、場所、対象または物体と定義される。熱源としては、冷蔵または冷却を必要とする、スーパーマーケットにおける冷蔵庫やフリーザーケース等の空間（開放または密閉）、空調を必要とするビル空間、または空調を必要とする自動車の客室がある。ヒートシンクは、熱を吸収できる空間、場所、対象または物体と定義される。蒸気圧縮冷蔵システムがこのようなヒートシンクの一例である。

本明細書で用いる際「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」、「持つ」、「持っている」またはこれらのその他変形の用語は、非排他的な包括を規定するものである。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品または装置は、それらの要素に必ずしも限定されず、明示的にリストされていない、またはかかるプロセス、方法、物品または装置に固有の他の要素も含まれる。さらに、明示的にそれには反するとした場合を除き、「または」は、包括的なまたはであり、排他的なまたはでない。例えば、条件ＡまたはＢを満足するのは次のうちのいずれかである。Ａが真（または存在する）でＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）でＢが真（または存在する）、およびＡとＢの両方が真（または存在する）。

また、「ａ」または「ａｎ」は、本明細書に記載した要素および成分を説明するのに用いられる。これは、単に便宜上であり、本発明の範囲の一般的な意味を与えるためである。この説明には、１つまたは少なくとも１つを含むものと解釈すべきであり、単数には、そうでないことを意味するのが明らかでない限りは、複数も含まれる。

さらに、ある実施形態において、上述した組成物は、冷蔵を実施するプロセスに用いられ、該プロセスは、上述した組成物を、冷却される物体の近傍で蒸発させた後、該組成物を冷却される物体から離して凝縮させることを含む。また、上述した組成物を用いて、加熱される物体の近傍で凝縮させた後、該組成物を加熱される物体から離して蒸発させることにより、熱を生成してもよい。

上記の組成物を用いるシステム
本明細書に記載した伝熱システムのために、以下の定義を用いて、用語を定義する。

温度制御ゾーンとは、放射、伝導または対流およびこれらの組み合わせにより、熱をある空間、場所、対象または物体から、異なる空間、場所、対象または物体へ伝達、移動または除去するのに用いられる空間を意味する。例えば、ある実施形態において、温度制御ゾーンは、ケース、キャビネット、部屋、エンクロージャまたはセミエンクロージャである。かかる温度制御ゾーンの温度は、冷却器、フリーザー、冷却器、冷蔵庫、あるいは空調装置またはヒートポンプにより加熱される部屋またはオフィスに特有の温度を有する。

ある実施形態において、温度制御ゾーンは、冷蔵庫ケース、フリーザーケース、キャビネット、水冷器、飲料冷却器、ワイン冷却器、デリケース、パンケース、生鮮食品ディスプレイケースおよびこれらの組み合わせから選択される。ある実施形態において、生鮮食品ディスプレイケースは、水噴霧器を有し、他の実施形態においては、生鮮食品ディスプレイケースは、水噴霧器は有していない。ある実施形態において、温度制御ゾーンは、部屋、倉庫、実験室、工業製造エリア（例えば、コンピュータ機器または化学反応向け）または単に密閉空間（例えば、内側に冷却または加熱空気のある大きなテント）およびこれらの組み合わせである。

ある実施形態において、温度制御ゾーンは、ケース、部屋、チャンバまたは上部から開く少なくとも１つのドアを有するキャビネット（フリーザーケース等）である。ある実施形態において、ケース、部屋、チャンバまたはキャビネットは、１つ以上のドアによるのを含めて、側部の１つ以上から開く少なくとも１つのドアを有する（複数のドアを有するスーパーマーケットまたはコンビニエンスストアのディスプレイケース等）。ある実施形態において、２つ以上の温度制御ゾーンがシステムにある。ある実施形態において、複数のゾーンは、同じまたは異なるターゲット温度を有している。

「ターゲット」という用語は、目標または設定点を説明するのに用いられる用語であり、システムが動作中に、システムコンポーネント、例えば、温度制御ゾーン、蒸発器または圧縮器の実際の温度が、停電、機器誤動作、始動および終了手順、温度制御ゾーンに入れられた内容物の任意の時点での量および温度をはじめとする数多くの理由により経時により変わるという事実を考慮して用いられる。

サブクールは、液体組成物が、その飽和温度よりいかに低く冷却されるかを定義するのに用いる用語である。

スーパーヒートは、蒸気組成物が、その飽和蒸気温度よりいかに高く加熱されるかを定義するのに用いる用語である。

静的スーパーヒートは、液体冷媒を弁プラグを通して流すために、膨張弁を開くのに必要なスーパーヒート量を定義するのに用いる用語である。

能力とは、経時により伝達、移動、除去または拒否される熱の量を説明するのに用いる用語である。能力の測定単位は、１時間当たりのイギリス熱単位（「ＢＴＵ」）数である。１２，０００ＢＴＵ／時はまた、加熱または冷却能力１トンと定義される。

凝縮器は、蒸気冷媒を液体冷媒へと凝縮するシステムのコンポーネントを定義するのに用いる用語である。ある実施形態において、少なくとも１つの凝縮器は、少なくとも１つの蒸発器から遠く離れて位置している。他の実施形態において、凝縮器と蒸発器の間の距離は少なくとも１５フィートである。他の実施形態において、距離は５０フィートを超える。

「凝縮器−蒸発器回路」という用語は、液体冷媒計量デバイスから蒸発器、そして凝縮器まで併せて流体連通しているシステム要素およびコンポーネントの全て、ならびに液体冷媒計量デバイスと凝縮器の間で流体連通している全ての管およびその他要素を含む伝熱システムの部分を説明するのに用いる用語である。ただし、「凝縮器−蒸発器回路」には、検出素子は含まれない。

圧縮器は、容積を減少することにより蒸気圧を増大する機械装置である。蒸気が圧縮されると、当然、温度が増加する。ある実施形態においては、３つ以上の圧縮器がある。３つ以上の圧縮器のある実施形態において、圧縮器は同じ種類ではない。ある実施形態において、圧縮器は、噴射冷却特徴を利用する。噴射冷却は、圧縮された冷媒のある部分を迂回させて、凝縮器を出て圧縮器に戻すことにより、スーパーヒートを防ぐシステムである。ある実施形態において、圧縮器がスーパーヒートされると、油の分解につながり、最終的に、圧縮器が早期に故障してしまう恐れがある（圧縮器の短寿命）。噴射冷却を利用するシステムの中には、冷却能力およびエネルギー効率が失われるものがある。なぜなら、温度制御ゾーンの冷却をもたらすために、圧縮された冷媒のすべてが蒸発器に向かうのではないからである（後述してある）。

本明細書に記載した伝熱システムに有用な圧縮器には多くの種類があり、ある実施形態は、１つ以上の圧縮器を有する。ある実施形態において、圧縮器は同じ電力定格または異なる電力定格を有する。ある実施形態において、３つ以上の圧縮器がある。３つ以上の圧縮器のある実施形態において、圧縮器は同じ種類でない。ある実施形態において、圧縮器は気密または半気密とすることができる。

ある実施形態において、少なくとも１つの圧縮器は凝縮器から遠く離れて位置している。ある実施形態において、この距離は少なくとも１５フィート、他の実施形態において、この距離は少なくとも５０フィートである。

ある実施形態において、個々の圧縮器は１／５馬力（「ｈｐ」）から５００馬力（３７３キロワット、ｋＷ）の電力容量を有している。ある実施形態において、少なくとも１つの圧縮器は、１／５ｈｐ（０．１５ｋＷ）から５０ｈｐ（３７ｋＷ）の電力容量を有している。ある実施形態において、システムはさらに５または５を超える圧縮器を有している。

ある実施形態において、システムは、５〜３０馬力（３．７〜２２ｋＷ）の電力定格の少なくとも１つの圧縮器を有している。ある実施形態において、システムは少なくとも２つの圧縮器を有していて、それぞれの電力定格は、５〜３０馬力である。ある実施形態において、システムは少なくとも３つの圧縮器を有していて、それぞれの電力定格は、５〜３０馬力である。ある実施形態において、システムは少なくとも４つの圧縮器を有していて、それぞれの電力定格は５〜３０馬力である。ある実施形態において、システムは少なくとも５つの圧縮器を有していて、それぞれの電力定格は５〜３０馬力である。

ある実施形態において、圧縮器の種類は、これらに限られるものではないが、後述するものから選択される。

往復圧縮器は、クランク軸により駆動されるピストンを用いる。それらは、固定か移動のいずれか、単段または多段とすることができる。ある実施形態において、かかる往復圧縮器は、電気モーターまたは内燃機関により駆動される。ある実施形態において、往復圧縮器は、１／５〜３０馬力（ｈｐ）の力を有している。他の実施形態において、往復圧縮器は、５０ｈｐである。他の実施形態において、圧縮器は、低圧から非常に高圧（例えば、＞５０００ｐｓｉまたは３５ＭＰａ）の吐出圧力を扱うことができる。

回転スクリュー圧縮器は、２つの嵌合回転容積式螺旋スクリューを用いて、ガスを狭い空間へ押し込む。ある実施形態において、回転スクリュー圧縮器は、１／５ｈｐ（０．１５ｋＷ）〜５００ｈｐ（３７３ｋＷ）超、かつ低圧から非常に高圧（例えば、＞１２００ｐｓｉまたは８．３ＭＰａ）とすることができる。

いくつかの点で回転スクリューデバイスと同様であるスクロール圧縮器は、ガスを圧縮する２つのインターリーブ螺旋形スクロールを有する。あるスクロール圧縮器は、１／５ｈｐ（０．１５ｋＷ）〜５００ｈｐ（３７３ｋＷ）超、かつ低圧から非常に高圧（例えば、＞１２００ｐｓｉまたは８．３ＭＰａ）とすることができる。

遠心圧縮器は、ファン、プロペラおよびタービンを有するターボ機械系列に属する。これらの機械は、回転する機械要素と流れ続ける流体との間で、角運動量を変え続ける。流体蒸気は、圧縮器の中心近くの筺体に供給され、放射ブレード（インペラ）を備えたディスクは素早く回転して、蒸気を外径に向って押し出す。インペラを通した直径の変化により、ガス流速度が増加し、これが、静圧増加に変換される。遠心圧縮器は、１つのみのインペラを有する単段とするか、または同じケースに装着された２つ以上のインペラを有する多段とすることができる。プロセス冷媒については、圧縮器は２０段と多く有することができる。

ある実施形態において、システムは、圧縮器能力は、１０００ＢＴＵ／時と低い、または１００万ＢＴＵ／時と高くすることができる。

他の実施形態において、システムの圧縮器能力は、１０，０００ＢＴＵ／時までである。他の実施形態において、システムの圧縮器能力は、１時間当たり６００，０００ＢＴＵ以上である。

好適な圧縮器は、いくつか名前を挙げるとＣａｒｌｙｌｅ、ＣｏｐｅｌａｎｄおよびＢｌｉｔｚｅｒ等のいくつもの機器メーカーから購入することができる。

蒸発器は、液体伝熱組成物（例えば、冷媒）が液体から蒸気へ蒸発するシステムの吸熱コンポーネントである。蒸発器は、液体冷媒組成物を受ける少なくとも１つの入口ポートと、蒸気相の冷媒を排気する少なくとも１つの出口ポートとを有する。蒸発器出口ポートは、少なくとも１つ以上の圧縮器と流体連通している。

ある実施形態において、蒸発器は１つ以上のコイルを有する。蒸発器コイルは、蒸発器の内側にあり、ある実施形態において、コイルは、２相の液体／蒸気冷媒が移動して、蒸気相まで蒸発する管である。

ある実施形態において、蒸発器は３つ以上のコイルを有する。ある実施形態において、蒸発器は５つ以上のコイルを有する。ある実施形態において、蒸発器は８つ以上のコイルを有する。ある実施形態において、蒸発器はコイルを有していない。ある実施形態において、蒸発器は単一のキャビティである。ある実施形態において、空気が蒸発器コイルまたは単一キャビティを移動して、これが、温度制御ゾーンへ、または温度制御ゾーンから伝熱する伝熱媒体である。

ある実施形態において、システムには、２つ以上の異なるサイズの蒸発器があってもよい。２つ以上の蒸発器のあるシステムにおいては、システムが同一の蒸発器を有するものがある。その他複数の蒸発器システムにおいて、蒸発器は同一でない。ある複数の蒸発器システムにおいて、各蒸発器は、同数または異なる数のコイルを有することができる。

本明細書に記載した実施形態において、システムは、凝縮器−蒸発器回路において冷媒組成物として上述した組成物を含む。

ある実施形態において、蒸発器コイルは、蒸発器外まで延在しており、それ自体で、分配器の出口ポートで分配器と流体連通することができる。ある実施形態において、蒸発器の外側に延在する蒸発器コイルの長さは、約１２インチ、約１８インチ、約２４インチ、約３０インチ、約３６インチ、約４２インチ、約４８インチ、約５４インチ、約６０インチ、約６６インチまたは約７２インチおよびこれらの組み合わせの長さから選択される長さである。

膨張弁は、伝熱システムにおいて、凝縮器と蒸発器との間の冷媒の流れを制御する計量デバイスの１つの種類である。かかる膨張弁は、自動弁または温度調節弁である。液体冷媒が膨張弁に流れて、そこで２相（液相および蒸気相）となる。２相の冷媒は、膨張弁を出て、蒸発器へ流れる。膨張弁の１つの種類の概略を示す図３を参照のこと。膨張弁は、他の要素を含んでいてもよく、膨張弁本体において、ダイヤフラムまたはベローズと連通する温度応答センサと結合していてもよい。冷却に用いるシステムにおいて、膨張弁は、効率的な熱除去およびスーパーヒート制御を行うのに十分な冷媒を蒸発器に供給しつつ、高圧凝縮器圧力から低圧蒸発器圧力まで液体を絞る機能を果たす。

膨張弁を用いて、蒸発器への過剰供給を排除すると、液体冷媒が、システムの圧縮器に達するのを防ぐ補助として有用である。任意のシステムの膨張弁は、蒸発器の出口で所定量のスーパーヒートを有するシステムにおいて動作するものを選択する。スーパーヒートの量は、液体冷媒がシステムの圧縮器に達するのを排除する補助となる。静的スーパーヒートは、冷媒が膨張弁を流れるのに必要なスーパーヒートの量である。

膨張弁は、システムベースのシステム操作パラメータのために選択されることが多く、システム毎に、また各システム内で変えられる。膨張弁はまた、システムで用いる特定の伝熱組成物（例えば、Ｒ２２または本明細書に記載した組成物の１つ）の熱物理特性に応じたサイズにして選択される。

膨張弁を選択するのに有用なその他の因子としては、システムの定格負荷、蒸発器のターゲット平均操作温度、および温度制御ゾーンにおいて維持されるターゲット温度が挙げられる。

ある実施形態において、膨張弁は、温度調節膨張弁（本明細書においては「ＴＸＶ」と称す）であり、その一実施形態を図３に示す。ある実施形態において、本明細書に記載したシステムに有用なＴＸＶは、０．２５トンまでの能力を有し、ある実施形態においては、ＴＸＶは０．５トンまでの能力を有し、さらに他の実施形態においては、ＴＸＶは３トンより大きな能力を有する。ある実施形態においては、２つ以上のＴＸＶがあり、ある実施形態においては、ＴＸＶは同じ能力を有し、他の実施形態においては、ＴＸＶは異なる能力を有する。

ある実施形態において、システムは逆止め弁をさらに含み、冷媒が逆方向に流れると（熱ポンプ型システムにおいて）、逆止め弁が開いて、冷媒を膨張弁に迂回する。あるシステムにおいて、膨張弁は、内蔵型で組み合わせの温度圧力応答温度調節膨張弁および逆止め弁である（米国特許第５，５２４，８１９号明細書参照）。

オゾン層を破壊しない組成物の組込部を必要とするいくつかのシステムにおいて、既存のシステムの多くは、Ｒ２２冷媒と共に用いるために選択された膨張弁を有する。他の実施形態において、膨張弁は、上述した組成物と共に用いるために選択される。ある実施形態において、膨張弁は、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路に、そしてＲ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いるときに膨張弁に適切な制御を提供するために選択されたＲ２２または流体または流体混合物を既存の検出素子に用いる、既存の伝熱システムに既に用いられている膨張弁である。ある実施形態において、検出素子は、膨張弁に適切な制御を提供し、蒸発器を出る冷媒の温度が増減すると、検出素子中の流体の温度も同様に増減する。流体の温度が増大するにつれ、検出ラインの圧力が増大する。流体の温度が減少するにつれ、検出ラインの圧力が減少する。

ある実施形態において、図３に示す要素のグループを、パワーヘッドと称す。かかる一実施形態において、パワーヘッドは、ダイヤフラム８４、温度調節素子９９、毛細管チューブ８２、検出素子２０１およびリモートバルブ２０２を含む。

ある実施形態において、膨張弁は、分配器と共に動作するように、またはそうでなければ分配器を調整するように設計されている。ある実施形態において、分配器は分配器ノズルを含む。分配器のノズルは、膨張弁の出口ポートサイズを減じる。ある実施形態において、ノズルは、ＴＸＶの出口ポートを７５％まで減じる。他の実施形態において、ノズルは、ＴＸＶ出口ポートを少なくとも５０％まで減じる。他の実施形態において、ＴＸＶ出口ポートは、３０％まで減じる。他の実施形態において、ＴＸＶ出口ポートは、３０％未満まで減じる。他の実施形態において、ノズルは、ＴＸＶの出口ポートを減じ、十分な乱流が得られ、蒸発器に入る２相液体および蒸気冷媒の実質的に均一な混合物を形成するサイズとする。

あるシステム実施形態において、１つ以上の膨張弁は、蒸発器の出口側およびダイヤフラムの下部または温度調節膨張弁のベローズに結合した外部イコライザをさらに有していてもよい。ある実施形態において、外部イコライザは、蒸発器の入口および出口間の圧力降下が大きい、または膨張弁分配器を必要とするシステムに用いられる。ある実施形態において、ＴＸＶは外部イコライザと共に用いられる。

外部イコライザを用いるとき、イコライザ取付具（２つの端部を有する）の一端を蒸発器出口ポートに接続し、膨張弁のダイヤフラム（または場合によってはベローズ）に接続して、循環する冷媒蒸気が、外部イコライザを充填して、蒸気圧（図３ＢのＰ２）をダイヤフラム（または場合によってはベローズ）に加えるようにする。

分配器は、少なくとも１つの循環弁と流体連通している装置である。膨張弁に分配器を用いると、蒸発器（例えば、複数のコイルを有する蒸発器）を通るいくつかの平行な経路が提供されて、大きな蒸発器において圧力降下が増大する。

ある実施形態において、分配器は、冷蔵ディスプレイケース、ウォークインクーラー、フリーザーおよびこれらの組み合わせ（例えば、スーパーマーケットおよびコンビニエンスストアでよく見られるシステム等）を有するシステムに用いられる。ある実施形態において、分配器は、２つ以上の出口ポートを有し、ある実施形態において、分配器は、３つ以上の出口ポートを有し、他の実施形態において、分配器は、少なくとも６つの出口ポートを有する。他の実施形態において、分配器は、７つ以上の出口ポートを有する。

ある実施形態において、分配器出口ポートは、約３／１６インチ〜約３／８インチの範囲の寸法から選択される直径からの外径を有している。ある実施形態において、分配器ポートの外径は３／８インチを超える。

ある実施形態において、ノズルと分配器は別個の要素であり、他の実施形態において、ノズルと分配器は単一の要素である。

Ｓｐｏｒｌａｎ、Ｅｍｅｒｓｏｎ ＦｌｏｗおよびＤａｎｆｏｓｓは、膨張弁、ノズルおよび分配器の数少ないメーカーおよびサプライヤである。

膨張弁、ノズルおよび分配器としては、システムおよびそれが結合されている蒸発器の熱負荷に適合するものが、典型的に、選択され、それにサイズを合わせてある。２つ以上の膨張弁を有するあるシステムにおいて、各膨張弁は同じであっても異なっていてもよく、それぞれ、同じまたは異なるノズルおよび／または分配器を有していてよく、各分配器は、同数または異なる数の分配器出口ポートを有していてよく、各分配器出口ポートは同じであっても異なっていてもよい。

あるシステムにおいて、同数の膨張弁と蒸発器がある。他のシステムにおいて、膨張弁より多い蒸発器がある。あるシステムにおいて、ＴＸＶの全てがそれに結合した分配器を有してはいない。

高い側は、凝縮が生じる冷蔵システムの側である。

液体冷媒ラインは、液体冷媒を計量デバイスに分配するのに用いる全ての管を説明するのに用いる用語である。ある実施形態において、２種類以上の液体冷媒ラインがある。ある実施形態において、２種類以上の計量デバイスがシステムにあってもよい。

液体冷媒ラインの管サイズは変えることができ、いくつかある因子の中で特に、システムのサイズ、各液体冷媒ラインと流体連通している蒸発器の能力、およびシステムにおいて液体冷媒ラインを用いる部分に応じて異なる。

ある実施形態において、液体冷媒ラインは、液体回路ライン、液体トラックラインまたはこれらの組み合わせをさらに含んでいてもよい。ある実施形態において、液体冷媒ラインは、１つ以上の液体回路ライン、１つ以上のトラックラインまたはこれらの組み合わせを含む。

ある実施形態において、液体冷媒ラインの長さは約５フィートである。ある実施形態において、液体冷媒ラインの長さは約５〜１０フィートである。ある実施形態において、液体冷媒ラインの長さは１０フィートより長い。液体冷媒ラインは同じ長さおよび同じ直径または異なる長さおよび異なる直径を有することができる。

液体回路ラインは、液体冷媒ラインのある種類であり、膨張弁と流体連通している液体冷媒ラインの部分を説明するのに用いられる用語であり、液体冷媒が凝縮器から膨張弁まで流れる管である。液体回路ライン管サイズは変えることができ、いくつかある因子の中で特に、システムのサイズおよび各液体冷媒ラインと流体連通している蒸発器の能力に応じて異なる。

ある実施形態において、同じ液体回路ラインと流体連通している２つ以上の蒸発器がある。ある実施形態において、液体回路ラインは５フィート以下である。ある実施形態において、液体回路ラインの長さは約５〜１０フィートである。ある実施形態において、液体回路ラインの長さは１０フィートより長い。ある実施形態において、液体回路ラインの長さは２０フィートである。ある実施形態において、液体回路ラインの長さは２０フィートより長い。ある実施形態において、２つ以上の液体回路ラインがあり、同じまたは異なる長さを有することができる。液体回路ラインは同じ長さおよび同じ直径または異なる長さおよび異なる直径を有することができる。

液体トランクラインは、液体冷媒ラインの種類であり、２つ以上の液体回路ラインを有するシステム実施形態における液体冷媒ラインの一部を定義するのに用いる用語である。液体トランクラインは、液体冷媒を凝縮器から液体回路ラインまで液体冷媒を運ぶ管である。

ある実施形態において、液体トランクラインは２０フィート以下である。ある実施形態において、液体トランクラインは２０フィートより長い。ある実施形態において、液体トランクラインの長さは３０フィートである。ある実施形態において、液体トランクラインの長さは５０フィートである。ある実施形態において、液体トランクラインの長さは１００フィートである。ある実施形態において、液体トランクラインは１００フィートを超える。ある実施形態において、液体トランクラインは２００フィートを超える。ある実施形態において、液体トランクラインは３００フィートを超える。ある実施形態において、液体トランクラインは５００フィートを超える。ある実施形態において、液体トランクラインは１，０００フィートを超える。ある実施形態において、液体トランクラインは１，５００フィートを超える。ある実施形態において、液体トランクラインは２，０００フィートを超える。ある実施形態において、同じ長さまたは異なる長さを有することのできる２つ以上の液体トランクラインがある。液体トランクラインは同じ長さおよび同じ直径または異なる長さおよび異なる直径を有することができる。

ある実施形態において、凝縮器の出口側と流体連通している少なくとも１つの液体回路ラインと流体連通している２つ以上の液体回路ラインがある。ある実施形態において、２つ以上の液体トランクラインと２つ以上の凝縮器がある。ある実施形態において、１つの凝縮器と流体連通している２つ以上の液体トランクラインがある。

ある実施形態において、システムは１つ以上の油分離器をさらに有する。油分離器は、圧縮サイクル中に圧縮器において循環冷媒によりピックアップされる全て、一部または任意の油を分離する装置を指すのに用いる用語である。ある実施形態において、油分離器は、油を貯蔵し、他の実施形態において、油分離器は、油を圧縮器に戻す。ある実施形態において、油分離器は、油を貯蔵し、油を圧縮器に戻す。ある実施形態において、油分離器は、圧縮器の近くまたは出口側に位置している。

ある実施形態において、サブクーラーがある。サブクーラーは、液体冷媒計量デバイス（例えば、ＴＸＶ）に達する前に液体冷媒を冷却するシステムの要素を説明するのに用いる用語である。サブクーラーは、追加のパイプ、管または別個の装置、例えば、冷却水または冷媒等の冷却媒体を用いる熱交換器のように単純なものとすることができ、膨張弁に達する前に液体冷媒を冷却する。ある実施形態において、パイプまたは管の長さは約３フィートである。ある実施形態において、サブクーラーは、３フィートより長いパイプまたは管を含む特徴を有する。ある実施形態において、サブクーラーは、絶縁されていないある長さのパイプまたは管を含む特徴を有する。

かかる実施形態において、パイプまたは管は、銅、銅合金（モリブデンおよびニッケルを含有する合金を含む）、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼またはこれらの組み合わせからなる群から選択される。ある実施形態において、液体冷媒ラインを、互いに近接する少なくとも２つのシステムに配置することにより、サブクールはなされ、少なくとも２つの液体冷媒は２つの異なる温度である。一実施形態において、サブクーラーは、中温システムからのある長さの液体冷媒ライン近くに、低温システムからのある長さの液体冷媒ラインを配置することにより作成される。ある実施形態において、液体冷媒ラインは、広い距離にわたって、互いに近接している。

ある実施形態において、２つの異なる温度の液体冷媒ラインは実質的に直線とすることができる。他の実施形態において、２つの異なる温度の液体冷媒ラインは湾曲させることができる。さらに他の実施形態において、２つの異なる温度の液体冷媒ラインはループを含むことができる。ある実施形態において、単体または他のサブクーラー要素と共に用いる、冷媒を用いる別個の冷却装置により、サブクールはなされる。

ある実施形態において、２つ以上の要素が、蒸気冷媒のサブクールに寄与する。

ある実施形態において、システムは、凝縮器と蒸発器の間で流体連通している液体冷媒受液器を有していてもよい。ある実施形態において、液体冷媒受液器はＴＸＶの前に配置される。受液器は、数多くの理由から、液体冷媒を保持することのできるシステム要素のことを指すのに用いる用語である。かかる理由としては、膨張弁が引くことのできる液体冷媒の容器の作成、システム保守操作中に液体冷媒を貯蔵するのに有用な収集装置、個々のシステムが有するその他理由、理由の組み合わせおよび理由の組み合わせが挙げられる。

ある実施形態において、２つ以上の受液器がある。ある実施形態において、システムにおいて凝縮器の後そして蒸発器の前に配置された少なくとも１つのサブクーラーと少なくとも１つの受液器がある。ある実施形態において、少なくとも１つの受液器は、圧縮器と凝縮器の間にあってもよい。ある実施形態において、受液器は、凝縮器の前の圧縮器近くに位置していて、他の実施形態において、受液器は凝縮器近くに位置している。

ある実施形態において、液体トランクラインは、受液器と流体連通している。ある実施形態において、受液器は、任意の形状（これらに限られるものではないが、例えば、液体トランクラインより直径の大きな管、ボール、タンク、ドラム、キャニスター等）の容器である。受液器は、これらに限られるものではないが、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼またはこれらの組み合わせをはじめとする、循環冷媒を保持するのに好適な任意の材料で作製することができる。銅合金の実施形態において、銅合金はモリブデンおよびニッケルおよびその混合物をさらに含む。

ある実施形態において、受液器は、直径約６〜約１５インチ、長さ約５０〜約２５０インチの管形状である。他の実施形態において、受液器は、直径約１２〜約１３インチ、長さ約１００〜約１５０インチである。一実施形態において、受液器は、直径約１２．７５インチ、長さ約１４８インチである。他の実施形態において、受液器は、直径約１２．７５インチ、長さ約１０４インチである。ある実施形態において、２つ以上の受液器があり、システムにおいて互いに近く、またはシステムにおいて異なる場所に配置することができる。ある実施形態において、受液器は、充填される冷媒全てを保持するようなサイズとする。

蒸気冷媒ラインは、蒸気冷媒を、蒸発器から凝縮器まで分配する管を説明するのに用いる用語である。ある実施形態において、蒸気冷媒ラインは、１つ以上の蒸気回路ライン、１つ以上の吸引ラインまたはこれらの組み合わせを含む。蒸気冷媒ラインの管サイズは、変えることができ、システムのサイズ、各液体回路ラインと流体連通する蒸発器の能力、およびシステムにおいて管を用いる部分に応じて異なる。ある実施形態において、蒸気回路ラインの長さは５フィート、他の実施形態において、蒸気回路ラインの長さは１０フィートである。ある実施形態において、蒸気冷媒ラインは、同じ長さまたは異なる長さ、および同じまたは異なる直径を有する。

ある実施形態において、蒸気回路ラインがあってもよい。蒸気回路ラインは、蒸気冷媒ラインの一部を説明するのに用いる用語であり、蒸発器出口および吸引ラインと流体連通している。ある実施形態において、蒸気回路ラインは５フィート以下である。ある実施形態において、蒸気回路ラインの長さは、５〜１０フィートである。ある実施形態において、蒸気回路ラインは２０フィートの長さである。ある実施形態において、２つ以上の蒸気回路ラインがあり、そして同じまたは異なる長さを有することができ、同じまたは異なる直径を有していてよい。

吸引ラインは、蒸発器出口および凝縮器入口と流体連通している蒸気冷媒ラインの部分を説明するのに用いる用語である。ある実施形態において、吸引ラインは２０フィート以下である。ある実施形態において、吸引ラインは２０フィートより長い。ある実施形態において、吸引ラインは３０フィートの長さである。ある実施形態において、吸引ラインは５０フィートの長さである。ある実施形態において、吸引ラインは１００フィートの長さである。ある実施形態において、吸引ラインは１００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは２００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは２００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは３００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは５００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは１，０００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは１，５００フィートを超える。ある実施形態において、吸引ラインは２，０００フィートを超える。ある実施形態において、２つ以上の吸引ラインがあり、同じまたは異なる長さを有することができ、そして同じまたは異なる直径を有していてよい。

ある実施形態において、吸引ラインは２つ以上の圧縮器と流体連通しており、他の実施形態において、１つの圧縮器と流体連通している２つ以上の吸引ラインがある。

吸引圧力は、システムの低圧力側の圧力である。

検出素子は、２つの端部を有するデバイスであり、一つの端部は少なくとも１つの蒸発器の出口側に連通結合していて、蒸発器から出る蒸気の温度を検出し、他方の端部は、膨張弁の少なくとも１つの圧力検出素子に連通結合している。検出素子は冷媒またはその他流体を含有しており、検出素子中の冷媒またはその他流体は、凝縮器−蒸発器回路において循環する冷媒から遮断されていて、成分が混ざり合わないになっている。

本明細書に記載したある実施形態において、検出素子は、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合に用いるのに好適な流体を含有している。ある実施形態において、少なくとも１つの検出素子は、上述した組成物を含有している。検出素子のある実施形態において、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路において用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体はＲ２２である。検出素子のある実施形態において、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路において用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体は、Ｒ２２と等しい、またはそれより高い圧力を有する流体または流体混合物である。検出素子のある実施形態において、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路において用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体は、Ｒ２２と等しい、またはそれより低い圧力を有する流体または流体混合物である。検出素子のある実施形態において、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路において用いる場合に検出素子中に用いるのに好適な流体は、Ｒ２２とは実質的に異なる圧力／温度関係の勾配を有する流体または流体混合物である。

一実施形態において、蒸発器の出口側に連通結合された検出素子の端部は金属バルブであり、任意の形状または体積でよく、他端は毛細管チューブである。ある実施形態において、蒸発器の出口側と連通結合している検出素子端部の端部は、蒸発器の出口ポートに結合している。他の実施形態において、蒸発器の出口側に結合した検出素子の端部は、蒸気冷媒ライン（蒸気回路ラインか、吸引ラインのいずれかを含む）に結合している。

ある実施形態において、検出バルブは、銅、銅合金またはアルミニウムである。ある実施形態において、検出素子は、単純にラインであり、ある実施形態においては、その全長に沿って均一な直径を有しており、他の実施形態においては、その長さに沿って異なる直径を有するラインである。

検出素子は、蒸気冷媒（蒸発器から出る）の温度についての十分な情報を、膨張弁に伝える任意の長さである。この長さは、システムによって異なり、２つ以上の検出素子を、複数の蒸発器システムに用いるとき、それぞれの長さは、各システム内で同じでも異なっていてもよい。

ある実施形態において、検出素子の長さは（チューブ、ライン、パイプ、管およびこれらの組み合わせの長さの合計）３フィート以下である。ある実施形態において、検出素子の長さ（チューブ、ライン、パイプ、管およびこれらの組み合わせの長さの合計）は３フィートを超える。ある実施形態において、検出素子の長さ（チューブ、ライン、パイプ、管およびこれらの組み合わせの長さの合計）は、３〜１０フィートである。ある実施形態において、検出素子の長さ（チューブ、ライン、パイプ、管およびこれらの組み合わせの長さの合計）は、１０フィートを超える。ある実施形態において、検出素子の長さ（チューブ、ライン、パイプ、管およびこれらの組み合わせの長さの合計）は、１５フィートを超える。ある実施形態において、検出素子の長さ（チューブ、ライン、パイプ、管およびこれらの組み合わせの長さの合計）は２０フィートを超える。

ある実施形態において、検出素子には、ＴＸＶ弁と効率的に連通する十分な直径がある。ある実施形態において、検出素子の直径は、１／８インチ以下である。ある実施形態において、検出素子の直径は１／８インチより大きい。他の実施形態において、検出素子は約１／１６インチまたはそれより狭い。他の実施形態において、検出素子は１／１６インチより大きい。他の実施形態において、検出素子は、約１／４インチまたはそれより狭い。他の実施形態において、検出素子は１／４インチより大きい。

ある実施形態は、低温システムである。ある実施形態において、システムは、−２５°Ｆまたは約−２５°Ｆ以下のターゲット平均温度で操作される少なくとも１つの蒸発器を含む。ある実施形態において、システムは、−１０°Ｆまたは約−１０°Ｆ以下のターゲット平均温度で操作される少なくとも１つの蒸発器を含む。ある実施形態において、システムは、約０°Ｆ以下のターゲット平均温度で操作される少なくとも１つの蒸発器を含む。

ある実施形態において、システムは、温度制御ゾーンにある内容物を凍結状態に維持するためのターゲット温度を有する。ある実施形態において、システムは、温度制御ゾーンにある内容物の温度を約０°Ｆに維持するように操作される。ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約−１０°Ｆ未満である。

ある実施形態は、中温システムである。ある実施形態において、システムは、約０°Ｆ〜約４０°Ｆまでのターゲット平均温度で操作される少なくとも１つの蒸発器を含む。ある実施形態において、少なくとも１つの蒸発器は、約０〜約＋２０°Ｆのターゲット平均温度で操作される。

ある実施形態において、システムは、温度制御ゾーンにある内容物を、冷却された非凍結状態に維持するためのターゲット温度を有する。ある実施形態において、温度制御ゾーンにある内容物についてのターゲット温度は、約＋２０〜約＋４５°Ｆの温度で維持される。ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約＋２０〜約＋４０°Ｆである。

ある実施形態において、システムの温度制御ゾーンは、約−１０°Ｆ未満のターゲット温度である。ある実施形態において、システムの温度制御ゾーンは、約−１０〜約＋５°Ｆのターゲット温度を有する。ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約０°Ｆ以下である。ある実施形態において、システムの温度制御ゾーンは、解凍サイクルを除いて、約−５〜＋５°Ｆのターゲット温度を有する。ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約＋３２°Ｆ以下である。

ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約０〜約＋４０°Ｆである。ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約＋１０〜約＋４０°Ｆである。ある実施形態において、システムの温度制御ゾーンは、解凍サイクルを除いて、約＋２５〜＋３５°Ｆより低いターゲット温度である。

ある実施形態において、システムの温度制御ゾーンは、約＋１５〜約＋４５°Ｆのターゲット温度を有する。ある実施形態において、温度制御ゾーンのターゲット温度は、約＋２０°Ｆ以下である。

ある実施形態において、システムは周期的な解凍サイクルを行うように設計されている。解凍サイクルは、蒸発器の短期加温である。ある実施形態において、時間の長さは、解凍を行う蒸発器のサイズおよび条件に応じて異なる。ある実施形態において、解凍サイクルは、蒸発器に付着した氷を除去するのに十分長い。例えば、ある実施形態において、短期加温は、６０分以下であり、他の実施形態においては、加温は数時間以上と長くすることができる。

ある実施形態において、解凍サイクルは、温度制御ゾーンの温度に影響しない。ある実施形態において、解凍サイクルは、温度制御ゾーンの温度に影響する。ある実施形態において、解凍サイクルは内容物の温度に影響しない。

ある実施形態において、空調システムを操作して、温度制御ゾーンの温度を典型的な室温にすることができる。他の実施形態において、空調システムを操作して、温度制御ゾーンの温度を約６０〜約８０°Ｆにすることができる。さらに、ある実施形態において、空調システムを用いて、約６０°Ｆ未満の温度に維持する必要のある温度に、温度制御ゾーンを維持することができる。

ある実施形態において、システムは、ヒートポンプシステムとして操作される。ある実施形態において、ヒートポンプシステムは、温度制御ゾーンの温度を６０°Ｆを超える温度に維持する。ある実施形態において、ヒートポンプは、約７０°Ｆを超える温度に温度制御ゾーンを維持する。

ある実施形態において、システムは、１／４トン未満の充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、１／２トン未満の充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、１トン未満の充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、約１〜約３トンの充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、約１トン〜約５トンの充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、５トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、８トンまたは８トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、１０トンまたは１０トンを超える充填量を冷却するように設計されている。

ある実施形態において、システムは、１２トンまたは１２トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、１５トンまたは１５トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、２０トンまたは２０トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、２２トンまたは２２トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、２５トンを超える充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、２０〜６０トンの充填量を冷却するように設計されている。ある実施形態において、システムは、６０トンを超える充填量を冷却するように設計されている。これらのシステムのそれぞれにおいて、合計充填量は、異なるターゲット温度および異なる操作蒸発器温度の複数の温度制御ゾーンを有する様々な複数のサブシステムを併せたものである。ある実施形態においては、２つ以上の圧縮器と１つ以上の凝縮器がある。

ある実施形態において、システムは、冷蔵庫、フリーザー、空調装置またはこれらの組み合わせを有する。ある実施形態において、システムは、１つ以上の冷蔵庫温度制御ゾーンと１つ以上のフリーザー温度制御ゾーンを有する。

本明細書に記載したシステムのチューブ、ライン、パイプおよび管は、冷媒を化学的または物理的に実質的に変化させずに、様々な温度および圧力で冷媒を含有できる好適な材料で作製することができる。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管は、同じ材料または異なる材料で作製することができる。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管材料は、ガラス、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。銅合金を有するある実施形態において、銅合金は、モリブデン、ニッケルまたはこれらの組み合わせをさらに含んでいてもよい。

ある実施形態において、システムにおけるチューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約４０フィートである。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、４０フィートを超える。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約６０フィートである。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、６０フィートを超える。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約１２０フィートである。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、１２０フィートを超える。ある実施形態において、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約２００フィートである。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、２００フィートを超える。ある実施形態において、チューブ、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約５００フィートである。ある実施形態において、ライン、パイプおよび管の合計長さは、５００フィートを超える。ある実施形態において、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約１，００フィートである。ある実施形態において、ライン、パイプおよび管の合計長さは、１，０００フィートを超える。ある実施形態において、ライン、パイプおよび管の合計長さは、少なくとも約２，０００フィートである。ある実施形態において、ライン、パイプおよび管の合計長さは、２，０００フィートを超える。

ある実施形態において、システムは、約−４０〜約＋４０°Ｆの温度から選択される平均蒸発器温度を有し、凝縮器温度は、約＋６０〜＋１３０°Ｆの範囲である。ある実施形態において、システムは、約−４０〜約＋４０°Ｆの温度から選択される平均蒸発器温度を有し、凝縮器温度は、約＋７０〜約＋１０５°Ｆの範囲に維持される。

ある実施形態において、システムは、−２０〜＋２０°Ｆの温度から選択される平均蒸発器温度を有し、凝縮器温度は、約＋６０〜約＋１３０°Ｆの範囲に維持される。ある実施形態において、システムは、−２０〜＋２０°Ｆの温度から選択される平均蒸発器温度を有し、凝縮器温度は、約＋７０〜約＋１０５°Ｆの範囲に維持される。

ある実施形態において、液体冷媒は、膨張弁に達する前に、約５°Ｆでサブクールされる。他の実施形態において、液体冷媒は、膨張弁に達する前に、約５〜約１０°Ｆでサブクールされる。他の実施形態において、液体冷媒は、膨張弁に達する前に、約１０〜約２０°Ｆでサブクールされる。ある実施形態において、液体冷媒は、２０°Ｆを超えてサブクールされる。ある実施形態において、液体冷媒は、５０°Ｆ以下でサブクールされる。ある実施形態において、液体冷媒は、５０°Ｆを超えてサブクールされる。

ある実施形態において、システムは、少なくとも２つの温度制御ゾーン、少なくとも２つのＲ２２膨張弁、および少なくとも２つの蒸発器を有する。ある実施形態において、システムは、少なくとも２つの温度制御ゾーン、上述した組成物について選択される少なくとも２つの膨張弁、および少なくとも２つの蒸発器を有する。

２つ以上の検出素子を有するある実施形態において、少なくとも１つの検出素子はＲ２２を含有し、少なくとも１つの他の検出素子は上述した組成物を含有する。

ある実施形態において、システムは、４つの液体回路ライン、４つの圧縮器、および２１の冷蔵庫および／またはフリーザーケースを含み、分配器のある５０を超えるＴＸＶまたは分配器のない１０以上のＴＸＶを含む。他の実施形態において、システムは、９〜１５の液体回路ライン、様々な場所で、液体回路ラインに沿ってシステムに結合された１５〜４２のフリーザーケース、１つ以上のウォークインフリーザーを有する低温冷蔵システムであり、４〜６の圧縮器を利用する。

ある実施形態は、４つの液体回路ライン、温度制御ゾーンとしての２１の冷蔵ディスプレイケース、４つの圧縮器および分配器のある少なくとも６０のＴＸＶおよび分配器のない１０のＴＸＶを有する中温システムである。ある実施形態は、分配器のある少なくとも７つのＴＸＶを有するウォークインクーラーのみを含む。ある中温システムは、１５の液体回路ライン、４２のケース（冷蔵庫、フリーザー、冷却器およびこれらの組み合わせからなる群から選択される）を有し、６つの圧縮器を用い、分配器のある３４のＴＸＶ、および分配器のない８つのＴＸＶを有する。ある中温システムは、ＴＸＶに分配器を用いない。ある中温システムは、１０の液体回路ラインを含み、１８の冷蔵庫ケース、６つのウォークイン冷却器ケースを有し、４つの圧縮器、分配器を有する１８のＴＸＶと分配器のない９のＴＸＶを利用する。

ある実施形態は、９つの液体回路ライン、２８のフリーザーケース、１つのウォークインフリーザー、複数の圧縮器、分配器のある３２のＴＸＶ、および分配器のない１つのＴＸＶを含む低温システムである。システムの中には、分配器のある５つのＴＸＶを用いる４つのウォークインフリーザーを含むものがある。

ある実施形態において、システムは、少なくとも１０００ＢＴＵ／時の充填量で操作されると評価される。ある実施形態において、システムは、１，０００ＢＴＵ／時を超える充填量で操作されると評価される。ある実施形態において、システムは、少なくとも５０，０００ｓＢＴＵ／時の充填量で操作されると評価される。ある実施形態において、システムは、少なくとも１００，０００ＢＴＵ／時の充填量で操作されると評価される。ある実施形態において、システムは、１００，０００ＢＴＵ／時を超える充填量で操作されると評価される。

冷却器
一実施形態において、開示された組成物は、冷却器において冷媒として用いられる。冷却器は、空調／冷媒装置の種類である。蒸気圧縮冷却器と吸収冷却器の２種類の水冷器が利用可能である。本開示内容は、蒸気圧縮冷却器に関する。かかる蒸気圧縮冷却器は、図１０に示す満液式蒸発冷却器か、図１２に示す直接膨張冷却器のいずれかである。満液式蒸発冷却器と直接膨張冷却器は両方とも、空冷または水冷してよい。冷却器が水冷される実施形態において、かかる冷却器は、通常、システムから排熱するための冷却塔に関連している。冷却器が空冷される実施形態においては、冷却器は、システムから排熱するための冷媒−空気フィンチューブ凝縮器コイルおよびファンを備えている。空冷冷却器システムは、通常、冷却塔および水ポンプを含む等容積の水冷冷却器システムより安価である。しかしながら、水冷システムは、低凝縮温度のために、多くの操作条件下でより効率的である。

冷却器を、空気処理および分配システムと結合して、ホテル、オフィスビル、病院、大学等をはじめとする大規模商業ビルに快適な空調（冷却および空気の除湿）を提供してもよい。他の実施形態において、冷却器は、海軍潜水艦および水上艦における付加的な有用性が見出されている。

冷却器の操作方法を示すために、図を参照して説明する。水冷満液式蒸発冷却器を図１０に示す。この冷却器においては、加温液体が、ビル冷却システム等の冷却システムから、蒸発器コイル９を通して、矢印３で入るのが示されているように、冷却器に入る。ある実施形態において、加温流体は水である。他の実施形態において、加温流体は水と、さらにエチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む。液体は、蒸発器２１４に分配されて、そこで、蒸発器の下部にあるのが示されている液体冷媒により冷却される。液体冷媒は、コイル９を通って流れる加温液体よりも低い温度で蒸発する。冷却された液体は、矢印４で示されるように、コイル９の戻り部を介して、ビル冷却システムに戻って再循環される。図１０の蒸発器２１４の下部に示される液体冷媒は、気化されて、圧縮器７０に引かれると、冷媒蒸気の圧力および温度が増大する。

圧縮器は、この蒸気を圧縮して、蒸発器から出ていくとき、冷媒蒸気の温度よりも高い温度で凝縮器８０において凝縮する。水冷冷却器の場合に液体である冷却媒体は、図１０の矢印１で冷却塔から凝縮器コイル１０を介して凝縮器に入る。冷却媒体は、プロセス中に加温されて、コイル１０および矢印２の戻りループを介して、それぞれ冷却塔または周囲に戻される。この冷却媒体は、凝縮器中の蒸気を冷却し、蒸気が液体冷媒に変わり、図１０に示す凝縮器の下部に液体冷媒がある。凝縮器中にある凝縮された液体冷媒は、膨張デバイスまたはオリフィス８を通して蒸発器に戻るように流れる。オリフィス８は、液体冷媒の圧力を減じ、液体冷媒を部分的に蒸気に変える。すなわち、凝縮器と蒸発器の間で圧力が降下する際、液体冷媒が部分的に蒸気に変わる（フラッシュする）。フラッシュによって、液体と蒸気の両方の冷媒を、蒸発器圧力で飽和温度まで冷却し、液体冷媒と冷媒蒸気の両方が、蒸発器中に存在するようにする。

単一成分の冷媒組成物については、蒸発器中の蒸気冷媒の組成は、蒸発器中の液体冷媒の組成と同じであることに留意されたい。この場合、蒸発は、定温で生じる。しかしながら、冷媒ブレンドを用いる場合には、本発明の組成物の場合と同様に、蒸発器および凝縮器における液体冷媒と冷媒蒸気は異なる組成を有していてもよい。

７００ｋＷを超える容量の冷却器は、通常、満液式蒸発器を利用し、冷媒が蒸発器と凝縮器に含まれている（すなわち、シェル側）。満液式蒸発器だと、冷媒の充填量を多くする必要があるが、アプローチ温度に近づいて、効率が上がる。７００ｋＷ未満の容量の冷却器は、一般的に、冷媒が、チューブ内側を流れ、蒸発器および凝縮器中の冷却媒体で、すなわち、シェル側で冷却される蒸発器を利用する。このような冷却器は、直接膨張（ＤＸ）冷却器と呼ばれる。水冷直接膨張冷却器を図１２に示す。図１２に示す冷却器において、水等の加温された冷却媒体が、入口１４で蒸発器に入る。大半の液体冷媒は、矢印３’で蒸発器コイル９’に入り、蒸発する。その結果、蒸発器における水の冷却がなされ、冷却液体は、出口１６で蒸発器を出る。冷媒蒸気は、矢印４’で蒸発器を出て、圧縮器７’に送られ、そこで、圧縮されて、高温、高圧蒸気として出ていく。この蒸気が、１’で凝縮器コイルを通して凝縮器に入る。蒸気は、凝縮器において水により冷却されて、液体となる。冷却水は、凝縮器水入口２０入口より凝縮器に入り、凝縮された蒸気から熱を抽出し、これが水を加熱する。水は、凝縮器水出口１８から出る。凝縮した冷媒液体は、矢印２’で凝縮器を出て、膨張弁１２を通って、液体冷媒の圧力が減じる。膨張の結果生成された少量の蒸気は、液体冷媒と共に蒸発器に入る。

蒸気圧縮冷却器は、用いられる圧縮器の種類により定義される。一実施形態において、開示された組成物は、遠心圧縮器を利用する遠心冷却器に有用である。他の実施形態において、開示された組成物は、往復、スクリュー、スクロール圧縮器のいずれかである容積式圧縮器を利用する容積式冷却器に有用である。

Ｒ２２を用いる以前のシステムを改良する方法
さらに記載されているのは、Ｒ２２膨張弁、Ｒ２２含有検出素子を有する、システムの凝縮器−蒸発器回路にＲ２２を有する伝熱システムを改良する方法であって、該方法は、
（ｉ）Ｒ２２を、システムの凝縮器−蒸発器回路から除去し、
（ｉｉ）システムの凝縮器−蒸発器回路を、Ｒ２２と実質的に同じ飽和蒸気圧を有し、同じシステム操作条件下で、Ｒ２２の冷却能力の少なくとも９０％を有し、弁充填能力を該Ｒ２２膨張弁の１３０％を超えて増大しない代替組成物で充填することを含む。

一実施形態において、該方法は、工程（ｉｉ）において、ゼロオゾン破壊係数を有する代替冷媒を用いることを含む。

ある実施形態において、代替冷媒は、許容される地球温暖化係数（「ＧＷＰ」）を有する。ある実施形態において、地球温暖化係数は２６００未満である。ある実施形態において、地球温暖化係数は２３００未満である。ある地球温暖化係数は２０００未満である。

地球温暖化係数（ＧＷＰ）は、１００年の対象期間にわたる二酸化炭素のキログラムでの排出量に比べた特定の温室効果ガスのキログラムでの大気への排出量による、相対的な地球温暖化寄与を評価するための指数であり、Ｉｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ Ｐａｎｅｌ ｏｎ Ｃｌｉｍａｔｅ ＣｈａｎｇｅのＳｅｃｏｎｄ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔ（ＳＡＲ−１９９５）に記載されている。

一実施形態において、本方法には、工程（ｉｉ）の冷媒充填として、上述した組成物を用いることを含む。一実施形態において、本方法は、検出素子におけるＲ２２を、工程（ｉｉ）で用いるのと同じ冷媒に代えることをさらに含む。

一実施形態において、本方法は、充填工程（ｉｉ）の前に、システムの凝縮器−蒸発器回路においてシールの全てを交換することをさらに含む。

システムの凝縮器−蒸発器回路におけるシールは、２つの金属表面または取付具と、その他金属コンポーネント、例えば、ソレノイド弁、Ｓｃｈｒａｅｄｅｒ弁、ボール弁等との間の界面をはじめとするシステムの様々な場所に配置される。シールの種類は、Ｏ−リングまたはガスケット等単純なものとすることができ、典型的に、プラスチック、ゴムおよびその他エラストマー等の様々な材料で作製される。ある実施形態において、これらの材料は、ネオプレン、水素化ニトリルブタジエンゴム、ＮＢＲ、エチレンプロピレンジエン、ＥＰＤＭ、シリコーン、これらの混合物および組み合わせである。

ある実施形態において、凝縮器−蒸発器回路に本明細書に記載した組成物を収容するのに、Ｒ２２膨張弁におけるスーパーヒート調節スプリングの調節は必要ない。他の実施形態において、凝縮器−蒸発器回路において代替組成物を収容するのに、スーパーヒート調節スプリングは３ｐｓｉｇ以下（プラスかマイナスの方向のいずれかに）で調節される。

当業者であれば、図面の対象物は、簡単かつ明瞭にするために示されており、必ずしも縮尺は合っておらず、僅かな実施形態の代表例に過ぎないことが分かる。例えば、図面の対象物のいくつかの寸法は、ある実施形態の理解を改善する助けとして、他の対象物に対して誇張されている。

上述の組成物を用いる伝熱システムの概略図である。この概略図には、検出素子１０１および検出バルブ１０２に上述の組成物を用いるシステム１００が示されている。冷却される温度制御ゾーンは、冷却ゾーン１０３である。冷却ゾーンの内容物は、内容物１０４で示されている。液体冷媒ライン１１０は、膨張バルブ１１２に入り、蒸発器１１４へ流れ、そこで膨張、蒸発し、吸引ライン１４０においてスーパーヒート蒸気１２０として蒸発器を出る。このシステムの凝縮器および圧縮器は示されていない。本明細書に記載した一実施形態において、かかるシステムに改良を施し、凝縮器−蒸発器回路中のＲ２２が、上述の冷媒組成物に置き換わる。膨張弁は交換する必要はない。ある実施形態においては、スーパーヒート調節スプリング（以下の図３参照）を±３ｐｓｉｇ以下調節する。 温度調節膨張弁を有する冷媒システムの概略図である。この図において、液体冷媒（先行技術におけるＲ２２か、本明細書に記載した実施形態について記載した組成物のいずれか）を有するシステムが、液体冷媒を、ＴＸＶ２１２）を通して、移動し、冷媒は、部分液相および部分気相として、結合された蒸発器２１４）へ出て、部分液体および部分気体冷媒は、蒸発器に移動して、そこから気相で出て、吸引ライン２４０へ入る。気相冷媒は、結合された圧縮器２５０へと前方へ移動し、そこで圧縮されて、ホットガス状態に戻る。冷媒は圧縮器を出て、結合されたホットガスライン２６０へ移動し、凝縮器２７０）へと前方へ移動し、ガス冷媒が凝縮され、液相に戻る。液体冷媒ライン２８０は、液体冷媒をＴＸＶに戻す。 検出バルブ２０２および液体冷媒入口ポート９７を有する検出素子２０１に結合した弁本体９２）を含む膨張弁のある種類の概略図である。検出バルブ２０２は、検出素子２０１の一部であり、ダイヤフラム８４を有する温度調節素子９９に結合している。ある実施形態において、ダイヤフラムをバッフルのシステム（図示せず）に交換してもよい。温度調節素子９９が、検出バルブ２０２）の温度の増大を検出すると、Ｐ１がダイヤフラムに加えられて、下方に押し（本明細書に記載したシステムの実施形態においては、検出素子はＲ２２または上述の組成物の１つを含有する）、検出毛細管チューブ８２に圧力が蓄積して、プッシュロッド９８）を押し、弁プラグ９６が弁シート８８）から離れるように押され、液体冷媒が入口ポートから、蒸発器へ流れる（全て、スーパーヒートスプリング９４に対して押しつけながら）。スーパーヒート調節スクリュー９０）により、ＴＸＶをある程度調整して、Ｐ３を増減することができる。ある実施形態において、スーパーヒート調節スクリュー９０を用いて、Ｐ３を＋／−３ｐｓｉｇの量調節することができる。ある実施形態において、スーパーヒート調節スクリュー９０を用いて、Ｐ３を＋／−３ｐｓｉｇを超える量調節することができる。部分液体−部分気体冷媒は、出口ポート９５を介して、弁本体９２を出る。システムの操作中、ダイヤフラム（またはバッフル）に加えられる圧力はＰ１（温度調節素子９９、蒸気圧）であり、組み合わせの圧力Ｐ２（内部イコライザ８６を介した蒸発器圧力）およびＰ３（スーパーヒート調節スプリング９４の力に等しい圧力）に対抗するものである。 ノズルと分配器を有する温度調節膨張弁の概略図である。液体回路ライン２１０は、検出素子１０１に結合されたダイヤフラム８４を有するＴＸＶ本体９２の入口ポート９７に結合されている。ＴＸＶ本体９２は出口ポート９５を有する。出口ポート９５に結合されているのは、ノズル２０５）であり、それに結合された分配器２０７を有している。分配器２０７は、２つの分配器出口ポート２０９を有しており、これは、２つの蒸発器コイル２１６を有する蒸発器に結合されている。 Ｒ２２および上述の組成物の１つを用いる冷媒システムの概略図である。この概略には、検出素子１０１および検出バルブ１０２にＲ２２を用いるシステム２００が示されている。この図には、冷却される領域、温度制御ゾーン２０３がある。温度制御ゾーンの内容物は内容物２０４で示されている。液体冷媒２１０は、Ｒ２２膨張弁２１２に入り、蒸発器２１４）を流れ、膨張および蒸発し、スーパーヒート蒸気２２０として、蒸発器および吸引ライン２４０を出る。ある実施形態において、蒸発器に上述の組成物を収容するのに、Ｒ２２膨張弁の調節は必要ない。このシステムの凝縮器および圧縮器は図示されていない。 Ｒ２２と上述の組成物の両方を用いる開示された伝熱システム、冷媒システムの他の実施形態のシステム３００の概略図である。液体回路ライン２１０は、上述の組成物を含有し、これは、弁入口パイプ３３）に、膨張弁９２）へと、弁入口ポート９７を介して入る。膨張弁９２は、検出素子１０１に結合されたダイヤフラム８４を含む。膨張弁は、ノズル２０５およびそれに結合された分配器２０７を有する。分配器２０７は、蒸発器コイル２１６）に結合された分配器出口ポート２０９を有し、このコイルの一部は、蒸発器２１４の外部にある。循環する上述の組成物は、蒸発器コイル２１６に入る際、２相（液体と気体）で、蒸発器２１４を出る際、飽和蒸気状態に達し、スーパーヒートを行って、スーパーヒート蒸気２２０となる。ある実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは５°Ｆ以下、ある実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは６°Ｆ以下、ある実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは７°Ｆ以下、他の実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは８°Ｆ以下、ある実施形態において、スーパーヒートは１０°Ｆ以下、ある実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは１０〜１５°Ｆに維持され、他の実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは１５°Ｆ以下、他の実施形態において、上述の組成物のスーパーヒートは２０°Ｆ以下である。ある実施形態において、スーパーヒートは５〜１０°Ｆのスーパーヒートに維持される。 Ｒ２２を含有する検出バルブ１０２）は、スーパーヒート蒸気の温度を検出し、必要に応じて、膨張弁９２）のダイヤフラム８４に結合された検出素子１０１）中のＲ２２の圧力を介して連通し、さらに液体を流す、または膨張弁９２に入る上述の組成物の流れを制限する。スーパーヒート蒸気２２０は、吸引ライン２４０に移動して、蒸気回路ライン２８と接触する。蒸気回路ライン２８は、他の冷蔵システムに結合しており、システム３００と同じであっても異なっていてもよい。上述の組成物の１つからの蒸気は、圧縮器７０の吸引ヘッダー２９に入る。圧縮器７０は、一緒に動作する１つ以上の圧縮器（例えば、圧縮器のラック）であってもよく、同じ種類または異なる圧縮器でもよく、同じまたは異なる充填能力を有していてよい。加熱した上述の組成物蒸気を圧縮した後、ガスは圧縮器を出て、蒸気回路ライン７４から、凝縮器（図示せず）まで移動する。空気は、ファンまたはその他機構（図示せず）を介して蒸発器コイルを通る。蒸発器中の上述の組成物は、温度制御ゾーン２０３で空気を基準の所望の温度まで冷却し、内容物２０４を内容物温度１９０まで冷却する。内容物の温度は、温度制御ゾーンの温度と同じまたは異なっていてよい。ある実施形態においては、蒸発器に上述の組成物を収容するために、±３ｐｓｉｇ以下のＲ２２膨張弁の調節が必要である。 本明細書に記載した伝熱システムの一実施形態により、Ｒ２２および上述の組成物を用いる冷媒システムの他の実施形態のシステム４００の概略である。このシステムは、システム２００および３００より大きなシステムであり、１５のシステム２００を併せて結合し、凝縮器８０につながる液体冷媒トランクライン８２を共有している例である。さらに、システム４００は、３つ以上の液体冷媒回路ライン２１０を有しており、それぞれが、それに結合された少なくとも５つのシステム２００を有している。各システム２００は、出口ライン２０）を有していて、これは、複数の蒸気回路ライン２８）の１つに結合していて、これは吸引ライン２４０に結合している。吸引ラインは、吸引ヘッダー２９に結合していて、これは圧縮器７０に結合している。圧縮器７０は、単一圧縮器であっても、あるいは、並列または直列で動作する２つ以上の圧縮器のラックであってもよい。ある実施形態において、システムは、少なくとも４つの回路ライン、少なくとも４つの圧縮器を有し、それに結合した２０の温度制御ゾーンがある。 各温度制御ゾーンは、それぞれ２つ以上の蒸発器により冷却される。あるシステムにおいて、ＴＸＶが全て分配器を有しているわけではない。あるシステムにおいて、いくつかのＴＸＶは分配器を有しているが、他は有していない。ある実施形態において、上述の組成物を蒸発器に収容するのに、Ｒ２２膨張弁の調節は必要ない。 本明細書に記載した冷蔵システムの一実施形態についての冷蔵システムの概略である。このシステムは、油分離器２８０および受液器２９０のさらなる使用を示している。ある実施形態において、上述の組成物を蒸発器に収容するのに、Ｒ２２膨張弁の調節は必要ない。 本明細書に記載した冷蔵システムの一実施形態についての冷蔵システムの概略である。このシステムは、サブクーラー２７０のさらなる使用を示している。ある実施形態において、上述の組成物を蒸発器に収容するのに、Ｒ２２膨張弁の調節は必要ない。 満液式冷却器システムの概略であり、液体冷媒組成物が、蒸発器２１４にあり、この冷却器は、本明細書に記載した循環する蒸気組成物を有している。蒸気冷媒は、蒸発器から、吸引ライン１４０を通して、圧縮器７０へ循環する。圧縮器は、蒸気冷媒ライン１２０を通して、凝縮器８０まで結合している。 温度調節膨張弁に結合した外部イコライザ６００の概略図である。外部イコライザ６００は蒸発器出口ライン２０に接続されている（図６参照）。蒸発器圧力Ｐ２は、外部イコライザを介して、ダイヤフラム８４の下部に伝わる。本実施形態をよく理解するために、外部イコライザＰ２を、内部イコライザ８６（図３）と比較することができる。 本発明の冷媒組成物を利用する直接膨張蒸発器冷却器の概略図である。

本明細書に記載した概念を、以下の実施例にさらに説明するが、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するものではない。

熱量計性能データ
−２５°Ｆ蒸発器温度での熱量計データ（低温冷媒条件についての格付け条件）
冷媒性能は、以下に指定した条件について、Ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ＆Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＲＩ）Ｓｔａｎｄａｒｄ ５４０−２００４）に記載されたとおりにして示される。

蒸発器温度 −２５°Ｆ
凝縮器温度 １０５°Ｆ
戻り温度（圧縮器吸引） ６５°Ｆ
サブクール １０°Ｆ

冷却能力およびエネルギー効率（ＥＥＲ）は、Ｒ２２に比べて、本明細書に記載された組成物について以下の表に示す。熱量計性能データは、Ｒ２２能力およびＥＥＲについての円盤および往復圧縮器格付けシートに基づいていた。両方とも、本発明の組成物（実施例）についての研究室システム実験室熱量計データは、スクロール圧縮器で求められ、円盤および往復圧縮器格付けシートについてのＲ２２能力／ＥＥＲ値に基づいたＲ２２性能と比較した。

実施例の組成物は、
Ｒ３２ ８．５重量パーセント
Ｒ１２５ ４５重量パーセント
Ｒ１３４ａ ４４．２重量パーセント
ｎ−ブタン １．７重量パーセント
イソペンタン ０．６重量パーセント

２０°Ｆ蒸発器温度での熱量計データ（中温冷媒用途についての格付け条件）
冷媒性能は、以下に指定した条件について、Ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ＆Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＲＩ）Ｓｔａｎｄａｒｄ ５４０−２００４）に記載されたとおりにして示される。
蒸発器温度 ２０°Ｆ
凝縮器温度 １２０°Ｆ
戻り温度（圧縮器吸引） ６５°Ｆ
サブクール １０°Ｆ

冷却能力およびエネルギー効率（ＥＥＲ）は、Ｒ２２に比べて、本明細書に記載された組成物について以下の表に示す。熱量計性能データは、Ｒ２２能力およびＥＥＲについての円盤および往復圧縮器格付けシートに基づいていた。両方とも、本発明の組成物（実施例）についての研究室システム実験室熱量計データは、スクロール圧縮器で求められ、円盤および往復圧縮器格付けシートについてのＲ２２能力／ＥＥＲ値に基づいたＲ２２性能と比較した。

実施例の組成物は、
Ｒ３２ ８．５重量パーセント
Ｒ１２５ ４５重量パーセント
Ｒ１３４ａ ４４．２重量パーセント
ｎ−ブタン １．７重量パーセント
イソペンタン ０．６重量パーセント

可燃性
可燃性は、ＡＳＨＲＡＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ３４−２００４に記載されたようにして、ＡＳＨＲＡＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇ ａｎｄ Ａｉｒ−Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ）による冷媒分類について求められる。「Ａｌ」の格付けを得るには、冷媒は、液相と気相の両方において、無毒かつ不燃性でなければならない。可燃性についての処方の最悪のケース（ＷＣＦ）は、冷媒成分のある混合物について、最も可燃性の濃度の成分となる組成物許容度をはじめとする公称処方である。ＡＳＨＲＡＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ３４−２００４において定義される、気液相において、最高濃度の可燃性成分となるＷＣＦの分別中に生成される組成物が、可燃性において分別の最悪のケース（ＷＣＦＦ）である。また、「Ａｌ」格付けを得るには不燃性でなければならない。

Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２および炭化水素を含有する組成物についての可燃性の推定は、全等価炭化水素（ＴＥＨ）値（ＴＥＨ＝ｗｔ％炭化水素＋０．１０^＊ｗｔ％Ｒ３２）により計算されることが分かっている。ある量のＲ１２５を含有する本明細書に記載されたような組成物の「ＴＥＨ」値は、米国特許第６，７８３，６９１号明細書に示されている。約６０重量パーセントのＲ１２５を含有する組成物については、組成物を不燃性とするために、ＴＥＨは４．７％以下でなければならない。以下の表に、ＷＣＦ（上述した組成物に基づく）およびＷＣＦＦ、ならびに本分野における他の組成物と比較した表１に挙げた実施例の組成物についてのＴＥＨ値を示す（全てＡＳＨＲＡＥにより指定された−３３℃であり、沸点より１０℃高い）。

４．７％未満の実施例の組成物ＷＣＦＦについてのＴＥＨは、この組成物が不燃性であることを示している。さらに、４．７％を超える比較例の組成物ＷＣＦＦについてのＴＥＨ値は、組成物が可燃性であることを示している。

蒸気漏れの影響
容器に、２３℃の温度で初期組成物を充填し、組成物の初期蒸気圧を測定する。温度を一定に保ちながら、初期組成物の５０重量パーセントが除去されるまで、組成物が容器から漏れるようにし、そのときの容器に残る組成物の蒸気圧を測定する。計算した結果を表４に示す。

元の組成物と５０重量パーセントが除去された後に残った組成物間の蒸気圧の差は、本発明の組成物については約１０パーセント未満である。これは、本発明の組成物が共沸様組成物であることを示している。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの温度制御ゾーンに結合することのできる伝熱システムであって、システムの要素が、
   （ｉ）少なくとも１つの液体冷媒ライン、
   （ii）Ｒ２２または７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物と共に用いるのに適した少なくとも１つの膨張弁、
   （iii）少なくとも１つの蒸発器、
   （iv）少なくとも１つの圧縮器、
   （ｖ）少なくとも１つの凝縮器、
   （vi）少なくとも１つの蒸気冷媒ラインを含み、ここで要素の全てが、入口側と出口側とを有しており、要素（ｉ）〜（vi）は一緒に流体連通しており、かつ７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物を収容しており、システムが、２つの端部を有する少なくとも１つの検出要素をさらに含み、ここで一つの端部が、少なくとも１つの蒸発器の出口側に通信可能に結合され、一つの端部が、少なくとも１つの膨張弁に通信可能に結合されており、少なくとも１つの検出要素が、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合の使用に適した流体を収容している伝熱システム。
2. 少なくとも１つの蒸発器、少なくとも１つの分配器および少なくとも１つのＲ２２向きの膨張弁、およびＲ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合の使用に適した流体を有する少なくとも１つの検出要素を有する、冷蔵庫、ウォークインクーラー、冷却器、農産物ディスプレイケース、フリーザーまたは空調機器であって、改良が、凝縮器−蒸発器回路において、Ｒ２２向きの検出要素を、７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物と組み合わせて有することを含む、冷蔵庫、ウォークインクーラー、冷却器、農産物ディスプレイケース、フリーザーまたは空調機器。
3. システムの凝縮器−蒸発器回路にＲ２２を有し、Ｒ２２膨張弁を有し、そしてＲ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合の使用に適した流体を有する検出要素を有する伝熱システムを改良する方法であって、
   （ｉ）Ｒ２２を、システムの凝縮器−蒸発器回路から取り出し、
   （ii）システムの凝縮器−蒸発器回路を、Ｒ２２と同じ飽和蒸気圧を有し、Ｒ２２の冷却能力の少なくとも９０％を有し、弁ローディング能力を上記Ｒ２２膨張弁の１３０％を超えて増大しない代替組成物で充填することを含む、方法。
4. 代替冷媒を用いることをさらに含み、前記方法は、７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５
   ０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物を、工程（ii）の充填冷媒として用いることを含む請求項３に記載の方法。
5. 検出要素の流体を、工程（ii）で用いたのと同じ冷媒で置き換えることをさらに含む請求項３に記載の方法。
6. 前記方法が、検出要素中の流体を、７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物で置き換えることをさらに含む請求項３に記載の方法。
7. 前記方法が、膨張弁を、７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜
   ５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物用に選択された膨張弁で置き換えることをさらに含む請求項３に記載の方法。
8. 少なくとも１つの温度制御ゾーンに結合することのできる冷蔵または空調システムであって、システムの要素が、
   （ｉ）少なくとも１つの液体冷媒ライン、
   （ii）温度自動膨張弁、電子膨張弁、自動膨張デバイス、毛細管弁、フロート式膨張弁およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５
   ０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物と共に使用するために選択される少なくとも１つの計量装置、
   （iii）少なくとも１つの蒸発器、
   （iv）少なくとも１つの圧縮器、
   （ｖ）少なくとも１つの凝縮器、
   （vi）少なくとも１つの蒸気冷媒ラインを含み、ここで要素の全てが、入口側と出口側を有し、要素（ｉ）〜（vii）が、一緒に流体連通しており、かつ７.０〜９.０ｗｔパー
   セントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物またはＲ２２を収容し、かつシステムが、２つの端部を有する検出要素をさらに含み、ここで、検出要素の一つの端部が、蒸発器の出口側に通信可能に結合され、他方の端部が、少なくとも１つの膨張弁に通信可能に結合しており、前記検出要素はその中に７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物を有するシステム。
9. 少なくとも１つの計量装置が、Ｒ２２と共に用いるために選択された少なくとも１つの温度自動膨張弁である請求項８に記載のシステム。
10. 少なくとも１つの計量装置が、少なくとも２つの温度自動膨張弁と２つの検出要素とを含み、少なくとも１つの膨張弁が、Ｒ２２で用いるために選択されたものであり、Ｒ２２を凝縮器−蒸発器回路に用いる場合の使用に適した流体を１つの検出要素素子が収容しており、少なくとも１つの他の検出要素が、７.０〜９.０ｗｔパーセントのジフルオロメタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントのペンタフルオロエタン、３９.０〜５０.０ｗｔパーセントの１，１，１，２−テトラフルオロエタン、および１.５〜１.８ｗｔ％のｎ−ブタンおよび０.４〜０.７ｗｔ％のイソペンタンまたは０.４〜０.７ｗｔ％のｎ−ペンタンからなる１.９〜２.５ｗｔパーセントの炭化水素を含む組成物を収容している請求項８に記載のシステム。

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