JP6899899B2 - 冷媒、熱伝達組成物、方法、及びシステム - Google Patents

冷媒、熱伝達組成物、方法、及びシステム Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる、2017年1月13日にそれぞれ出願された米国特許仮出願第62/445,800号及び同第62/445,816号のそれぞれの優先権の利益を主張する。
本出願はまた、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月21日にそれぞれ出願された米国特許仮出願第62/522,836号、同第62/522,846号、同第62/522,851号、及び同第62/522,860号のそれぞれの優先権の利益も主張する。
本発明は、冷蔵用途など、熱交換システムにおける有用性を有する組成物、方法、及びシステムに関し、具体的には、加熱及び冷却用途としての冷媒R−134aの置き換え用の組成物、並びにR−134aを含むシステムなど、熱交換システムを改修することに関する。
産業用、商用、及び家庭用の使用について、冷媒液を使用した機械冷凍システム、並びにヒートポンプ及び空調機などの関連する熱伝達デバイスが当該技術分野で周知である。クロロフルオロカーボン(CFC)は、かかるシステムのための冷媒として1930年代に開発された。しかしながら、1980年代以降、成層圏オゾン層に対するCFCの影響が多くの注目を集めるようになった。1987年には、CFC製品の段階的削減のためのタイムテーブルを定めた、地球環境を保護するためのモントリオール議定書に多くの政府が署名した。水素を含有する、より環境的に許容される材料、すなわちヒドロクロロフルオロカーボン(HCFC)がCFCに取って代わった。
最も一般的に使用されたヒドロクロロフルオロカーボンの1つが、クロロジフルオロメタン(HCFC−22)であった。しかしながら、モントリオール議定書のその後の改正は、CFCの段階的削減を加速させ、HCFC−22を含むHCFCの段階的削減もスケジュールされた。
CFC及びHCFCに代わる不燃性、非毒性の代替物の要求に応じて、業界では、オゾン破壊係数がゼロであるいくつかのヒドロフルオロカーボン(HFC)が開発された。R−134a(1,1,1,2−テトラフルオロエタン)は、オゾン破壊に寄与しないため、中温冷凍システム及び自動販売機などの冷蔵用途、並びにヒートポンプ及び冷却器を含め、様々な熱交換用途に採用された。
しかしながら、R−134aは、約1430の地球温暖化係数(GWP)を有する(「IPCC(2007)Climate Change 2007:The Physical Science Basis」Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.S.Solomon et al,Cambridge University Press.Cambridge,United Kingdom p996による)。したがって、より環境的に許容される代替品でのR−134aの置き換えが当該技術分野で必要とされている。
当該技術分野において、置き換え用の熱伝達流体は、特定の用途に応じて特性の寄せ集めを有しなければならないことが理解される。一般の人々が曝されることを意図した空気の冷却又は熱を伴う多くの用途では、特性の寄せ集めは、一般に、中でも特に、優れた熱伝達特性、化学安定性、低毒性若しくは無毒性、不燃性及び/又は潤滑剤適合性を含む。これらの要件の全てを満たす熱伝達流体の識別は、些細なことではない。
不燃性は重要であると考えられ、いくつかの場合によっては、多くの熱伝達用途のための必須特性であると考えられ、したがって、不燃性であるそのような組成物において化合物を使用することがしばしば有益である。本明細書で使用するとき、「不燃性」という用語は、ASHRAE Standard 34−2013に記載され、かつASHRAE Standard 34−2013の付録B1に記載された条件でASTM standard E−681−2001に従って不燃性であると判定された化合物又は組成物を指す。
しかしながら、不燃性は、一般に、低いGWPと逆相関すると理解される。例えば、R−134aは不燃性(すなわち、クラス1)冷媒として分類されるが、約1430の高いGWPを有する。対照的に、R152a(1,1−ジフルオロエタン)は、約124のGWPを有するが、これは、可燃性(すなわち、クラス2)冷媒として分類される。したがって、不燃性であり、かつ低いGWP、すなわち、約150以下のGWPを有する冷媒を提供することは一般に困難である。
以前に使用されたR−134a冷凍システムの例を示す。 本明細書に記載される比較実施例の基礎であるR−134a冷凍システムの実施例を示す。 本発明の好ましい実施形態によるカスケード化された冷凍システムを示す。 本発明の好ましい実施形態による代替的なカスケード化された冷凍システムを示す。 本発明の実施形態による代替的なカスケード化された冷凍システムを示す。 本発明の実施形態による代替的なカスケード化された冷凍システムを示す。
出願人らは、本発明の組成物が、そのような用途における冷媒の代替品及び/又は置換品及び/又は改修品の必要性を例外的かつ予期せぬ方法で満足することを見出しており、特に、好ましくは、低いGWP値を有すると同時に、そのようなシステムにおける冷蔵用途において冷却効率及び冷却能力がR−134aに匹敵する不燃性の非毒性流体を提供する、HFC−134a(本明細書では、「R−134a」とも呼ばれる)を見出している。
本発明は、少なくとも約97重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒1と呼ばれる場合がある。
化合物又は成分のリストに基づく百分率に関して本明細書で使用するとき、「相対百分率」という用語は、列挙された成分の総重量に基づいて、識別された化合物(comounds)又は成分の百分率を意味する。
重量パーセントに関して本明細書で使用するとき、重量パーセントで表される量に関する「約」という用語は、成分の量が+/−2重量%の量で変化し得ることを意味する。成分の量は、好ましくは+/−1重量%、より好ましくは+/−0.5重量%、更により好ましくは+/−0.3重量%、最も好ましくは+/−0.2重量%である。本発明の冷媒及び組成物は、好ましい実施形態では、「約」であるものとして指定された量の識別された化合物又は成分を含み、この量は、識別された量の+/−1重量%、更により好ましくは+/−0.5重量%である。
本発明は、少なくとも約98.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒2と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約99.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒3と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の3つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒4と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒5と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約97重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約78重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒6と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約98.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約78重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒7と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の3つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約78重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒8と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の3つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約78重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒9と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約98.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、78重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒10と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の3つの化合物から本質的に(essentiually)なる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、78重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒11と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の3つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、78重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒12と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約97重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒13と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約98.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒14と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約99.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒15と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒16と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒17と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約98.5重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約84重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約9.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒18と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約84重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約9.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒19と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約84重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約9.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒20と呼ばれる場合がある。
本発明は、少なくとも約98.5重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒21と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒22と呼ばれる場合がある。
本発明は、以下の4つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒、を含む:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。本段落に記載される冷媒は、便宜上、冷媒23と呼ばれる場合がある。
本発明はまた、冷媒が不燃性である冷媒組成物も提供する。本明細書で使用するとき、「不燃性」という用語は、ASHRAE Standard 34−2016の付録B1に記載された条件でASTM standard E−681−2016に従って不燃性であると判定された化合物又は組成物を指す。特に、本発明は、冷媒が不燃性である冷媒1〜23として本明細書で識別される冷媒のそれぞれを提供しており、便宜上、そのような各冷媒は、本明細書においてそれぞれ、冷媒1NF、冷媒(Regrigerant)2NF、冷媒3NF、...、冷媒23NFと呼ばれる。
本発明はまた、冷媒が150以下の地球温暖化係数(GWP)を有する冷媒組成物も提供する。特に、本発明は、冷媒が150以下のGWPを有する冷媒1〜23として本明細書で識別される冷媒のそれぞれを提供しており、便宜上、そのような各冷媒は、本明細書においてそれぞれ、冷媒1GWP150、冷媒2GWP150、冷媒3GWP150、...、冷媒23GWP150と呼ばれる。
「地球温暖化係数」(以下「GWP」)は、様々な気体の地球温暖化への影響を比較することを可能にするために開発された。具体的には、ある気体の1トンの放出が、二酸化炭素の1トンの放出に対して相対的に、所与の期間にわたってどのくらいのエネルギーを吸収するかの尺度である。GWPが大きいほど、所与の気体は、COと比較して、その期間にわたって地球をより一層温めることになる。GWPに通常使用される期間は、100年である。GWPは、アナリストが異なる気体の放出推定値を合計することを可能にする、一般的な尺度を提供する。www.epa.govを参照されたい。
本発明はまた、冷媒が150未満の地球温暖化係数(GWP)を有し、かつ、冷媒が不燃性である、冷媒組成物も提供する。特に、本発明は、冷媒が不燃性であり、かつ、150未満のGWPを有する、冷媒1〜23として本明細書で識別される冷媒のそれぞれを提供しており、便宜上、そのような各冷媒は、本明細書においてそれぞれ、冷媒1NFGWP150、冷媒2NFGWP150、冷媒3NFGWP150、...、冷媒23NFGWP150と呼ばれる。
本発明はまた、冷媒が5以下の地球温暖化係数(GWP)を有する冷媒組成物も提供する。特に、本発明は、冷媒が5以下のGWPを有する冷媒1〜12として本明細書で識別される冷媒のそれぞれを提供しており、便宜上、そのような各冷媒は、本明細書においてそれぞれ、冷媒1GWP5、冷媒2GWP5、冷媒3GWP5、...、冷媒12GWP5と呼ばれる。
本発明はまた、冷媒が不燃性であり、かつ、5の地球温暖化係数(GWP)を有する、冷媒組成物も提供する。特に、本発明は、冷媒が5以下のGWPを有し、かつ、冷媒が不燃性である、冷媒1〜12として本明細書で識別される冷媒のそれぞれを提供しており、便宜上、そのような各冷媒は、本明細書においてそれぞれ、冷媒1NFGWP5、冷媒2NFGWP5、冷媒3NFGWP5、...、冷媒12NFGWP5と呼ばれる。
本発明は、HFCO−1233zd(E)、HFO−1234ze(E)、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒を含むか又はそれを利用する、冷媒、熱伝達組成物、及び熱伝達方法に関する。トリフルオロヨードメタン(CF3I)は、Matheson TriGas,Inc.を含めて、様々な市販の供給源から容易に入手可能である。HFCO−1233zd(E)及びHFO−1234ze(E)は、Honeywell International,Inc.から入手可能な市販の材料である。
本発明の実施形態は、HFCO−1233zd(E)、HFO−1234ze(E)及びトリフルオロヨードメタン(CF3I)に加えて、HFC−227eaを含んでいる冷媒も含む。HFC−227eaもまた、周知の市販材料である。
冷媒
出願人らは、本発明の冷媒が、低いGWPと組み合わせて、熱伝達特性、化学安定性、低毒性又は無毒性、不燃性、ゼロに近いオゾン破壊係数(「ODP」)、及び潤滑剤適合性を含む、非常に有利な特性を提供することができることを見出した。本発明の冷媒のある利点は、本明細書に定義される不燃性試験に従って試験したときに不燃性であることである。冷媒の燃焼性が特定の重要な熱伝達用途のための重要な特徴であることは当業者には理解されるであろう。したがって、優れた熱伝達特性、化学安定性、低毒性又は無毒性、ゼロに近いODP、及び潤滑剤適合性を有し、かつ、使用中に不燃性を維持する、冷蔵用途のためのR−134aの置換品及び/又は改修品として使用され得る冷媒組成物を提供することが、当該技術分野において望まれている。この要件は、本発明の冷媒によって達成される。
出願人らは、本発明の組成物が、とりわけ低いGWPを含む、達成するのが困難な特性の組み合わせを達成することができることを見出した。したがって、本発明の組成物は、好ましくは、150以下、又は5以下のGWPを有する。
更に、本発明の組成物は、低いODPを有する。したがって、本発明の組成物は、0.05以下、好ましくは0.02以下、より好ましくは約ゼロのODPを有する。
更に、本発明の組成物は、許容可能な毒性を示し、好ましくは約400より大きい職業暴露限界(OEL)を有する。本明細書で使用するとき、「職業暴露限界(OEL)」という用語は、ASHRAE Standard 34−2016「Designation and Safety Classification of Refrigerants」に従って使用されるものであり、またそれに従って判定された値を有する。
熱伝達組成物
好ましくは、本発明は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のそれぞれを、熱伝達組成物の40重量%超、又は熱伝達組成物の約50重量%超、又は熱伝達組成物の70重量%超、又は熱伝達組成物の80重量%超、又は熱伝達組成物の90重量%超の量で含む、本発明の冷媒のいずれか1つを含む熱伝達組成物を含む。熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のそれぞれを含む、冷媒から本質的になり得るか、又はそれからなり得る。
本発明の熱伝達組成物は、ある特定の機能性を増強させるか、又はそれを組成物に提供する目的で他の成分を含んでもよい。かかる他の成分には、潤滑剤、染料、可溶化剤、相溶化剤、安定化剤、抗酸化剤、腐食抑制剤、極圧添加剤、及び耐摩耗剤のうちの1つ以上が含まれ得る。
好ましい実施形態(emodiments)では、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、安定化剤と、を含む。
好ましい実施形態では、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、安定化剤と、から本質的になる。
好ましい実施形態では、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、潤滑剤と、を含む。
好ましい実施形態では、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、潤滑剤と、から本質的になる。
好ましい実施形態では、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、安定化剤と、潤滑剤と、を含む。
好ましい実施形態では、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、安定化剤と、潤滑剤と、から本質的になる。
安定化剤
本明細書の熱伝達組成物で使用するのに有用な安定化剤の例としては、ジエン系化合物及び/又はフェノール系化合物及び/又はリン化合物及び/又は窒素化合物及び/又はエポキシドが挙げられる。好ましい安定化剤の例としては、ジエン系化合物及び/又はフェノール系化合物及び/又はリン化合物が挙げられる。
好ましくは、安定化剤は、0を超える量で、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、好ましくは0.01重量%〜約2重量%、より好ましくは0.1〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される。各々の場合において、重量パーセンテージは、熱伝達組成物の重量を指す。
ジエン系化合物は、C3〜C15ジエン、及び任意の2種以上のC3〜C4ジエンの反応によって形成された化合物を含む。好ましくは、ジエン系化合物は、アリルエーテル、プロパジエン、ブタジエン、イソプレン、及びテルペンからなる群から選択される。ジエン系化合物は、好ましくはテルペンであり、これにはテレベン、レチナール、ゲラニオール、テルピネン、デルタ−3カレン、テルピノレン、フェランドレン、フェンケン、ミルセン、ファルネセン、ピネン、ネロール、シトラル、カンフル、メントール、リモネン、ネロリドール、フィトール、カルノシン酸、及びビタミンAが含まれるがこれらに限定されない。好ましくは、安定化剤は、ファルネセンである。好ましいテルペン安定化剤は、参照により本明細書に組み込まれる、2004年12月12日に出願され、米国特許出願公開第2006/0167044(A1)号として公開された、米国特許仮出願第60/638,003号に開示されている。
更に、ジエン系化合物は、0を超える量で、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、より好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供され得る。各々の場合において、重量パーセンテージは、熱伝達組成物の重量を指す。
ジエン系化合物は、好ましくは、リン化合物と組み合わせて提供される。
フェノールは、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール);4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール);4,4’−ビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)を含む2,2−又は4,4−ビフェニルジオール;2,2−又は4,4−ビフェニルジオールの誘導体;2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tertブチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール);4,4−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール);4,4−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ノニルフェノール);2,2’−イソブチリデンビス(4,6−ジメチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール);2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT);2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール:2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール;2,6−ジ−tert−アルファ−ジメチルアミノ−p−クレゾール;2,6−ジ−tert−ブチル−4(N,N’−ジメチルアミノメチルフェノール);4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール);4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール);2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール);ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルベンジル)スルフィド;ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、トコフェロール、ヒドロキノン、2,2’6,6’−テトラ−tert−ブチル−4,4’−メチレンジフェノール、及びt−ブチルヒドロキノンから選択される1つ以上の化合物、好ましくはBHTであり得る。
フェノール化合物は、0を超える量で、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、より好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供され得る。各々の場合において、重量パーセンテージは、熱伝達組成物の重量を指す。
リン化合物は、亜リン酸化合物又はリン酸化合物であり得る。本発明の目的では、亜リン酸化合物は、ジアリール、ジアルキル、トリアリール、及び/若しくはトリアルキルホスファイト、並びに/又は混合されたアリール/アルキル二若しくは三置換ホスファイト、特にヒンダードホスファイト、トリス−(ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ−n−オクチルホスファイト、イソ−オクチルジフェニルホスファイト、イソーデシルジフェニルホスファイト、トリ−イソ−デシルホスフェート、トリフェニルホスファイト、及びジフェニルホスファイトから選択される1種以上の化合物、特にジフェニルホスファイトであり得る。
リン酸化合物は、トリアリールホスフェート、トリアルキルホスフェート、アルキルモノ酸ホスフェート、アリール二酸ホスフェート、アミンホスフェート、好ましくはトリアリールホスフェート及び/又はトリアルキルホスフェート、特にトリ−n−ブチルホスフェートであり得る。
リン化合物は、0を超える量で、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、より好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供され得る。各々の場合において、重量によるは、熱伝達組成物の重量を指す。
安定化剤が窒素化合物であるとき、安定化剤は、ジフェニルアミン、p−フェニレンジアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、及びトリイソブチルアミンから選択される1種以上の二級又は三級アミンなどのアミン系化合物を含み得る。アミン系化合物は、アミン抗酸化剤、例えば、置換ピペリジン化合物、すなわち、アルキル置換ピペリジル、ピペリジニル、ピペラジノン、又はアルキオキシピペリジニルの誘導体、特に、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリドン、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール;ビス−(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)セバケート;ジ(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ポリ(N−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシ−ピペリジルスクシネート;アルキル化パラフェニレンジアミン、例えば、N−フェニル−N’−(1,3−ジメチル−ブチル)−p−フェニレンジアミン又はN,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、並びにヒドロキシルアミン、例えば、獣脂アミン、メチルビス獣脂アミン、及びビス獣脂アミン、又はフェノール−アルファ−ナフチルアミン、若しくはTinuvin(登録商標)765(Ciba)、BLS(登録商標)1944(Mayzo Inc)、及びBLS(登録商標)1770(Mayzo Inc)から選択される1種以上のアミン抗酸化剤であり得る。本発明の目的では、アミン系化合物はまた、ビス(ノニルフェニルアミン)などのアルキルジフェニルアミン、(N−(1−メチルエチル)−2−プロピルアミンなどのジアルキルアミン、又はフェニル−アルファ−ナフチルアミン(PANA)、アルキル−フェニル−アルファ−ナフチル−アミン(APANA)、及びビス(ノニルフェニル)アミンのうちの1つ以上であってもよい。好ましくは、アミン系化合物は、フェニル−アルファ−ナフチルアミン(PANA)、アルキル−フェニル−アルファ−ナフチル−アミン(APANA)、及びビス(ノニルフェニル)アミンのうちの1種以上、より好ましくはフェニル−アルファ−ナフチルアミン(PANA)である。
代替的に、又は上記で識別した窒素化合物に加えて、ジニトロベンゼン、ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロソベンゼン、及びTEMPO[(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−イル)オキシル]から選択される1種以上の化合物を安定化剤として使用してもよい。
窒素化合物は、0を超えかつ0.0001重量%〜約5重量%、好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、より好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供され得る。各々の場合において、重量パーセンテージは、熱伝達組成物の重量を指す。
有用なエポキシドとしては、芳香族エポキシド、アルキルエポキシド、及びアルケニル(alkyenyl)エポキシドが挙げられる。
ジエン系化合物は、好ましくは、リン化合物と組み合わせて提供される。好ましくは、熱伝達組成物は、上記の冷媒と、ファルネセン、並びにジアリールホスファイト、ジアルキルホスファイト、トリアリールホスフェート、又はトリアルキルホスフェート、より好ましくはジフェニルホスファイト及び/又はトリ−n−ブチルホスフェートから選択されるリン化合物を含む安定化剤組成物と、を含む。より好ましくは、熱伝達組成物は、本明細書に記載される冷媒と、ファルネセン、及びジアリールホスファイト又はジアルキルホスファイトのうちの1種以上、より好ましくはジフェニルホスファイトを含む安定化剤組成物と、を含む。好ましくは、安定化剤は、ファルネセン及びジフェニルホスファイトを含む。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1と、BHTを含む安定化剤組成物であって、当該BHTが、熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で存在する、安定化剤組成物と、を含み得る。熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で存在するBHTは、便宜上、安定化剤1と呼ばれる場合がある。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒2及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒3及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒4及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒5及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒6及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒7及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒8及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒9及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒10及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒11及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒12及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒13及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒14及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒15及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒16及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒17及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒18及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒19及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒20及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒21及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒22及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒23及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NF〜23NFのいずれか及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150のいずれか及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1GWP5〜12GWP5のいずれか及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか及び安定化剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1と、ファルネセン、ジフェニルホスファイト、及びBHTを含む安定化剤組成物であって、ファルネセンが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、ジフェニルホスファイトが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、BHTが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供される、安定化剤組成物と、を含み得る。ファルネセン、ジフェニルホスファイト、及びBHTを含む安定化剤組成物であって、ファルネセンが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、ジフェニルホスファイトが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、BHTが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供される、安定化剤組成物は、便宜上、安定化剤2と呼ばれる場合がある。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒2及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒3及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒4及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒5及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒6及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒7及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒8及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒9及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒10及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒11及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒12及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒13及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒14及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒15及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒16及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒17及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒18及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒19及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒20及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒21及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒22及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒23及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NF〜23NFのいずれか及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150のいずれか及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1GWP5〜12GWP5のいずれか及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか及び安定化剤2を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、より好ましくは、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される本発明の冷媒のいずれか1つと、ファルネセン、ジフェニルホスファイト、及びBHTを含む安定化剤組成物であって、ファルネセンが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.001重量%〜約2.5重量%の量で提供され、ジフェニルホスファイトが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.001重量%〜約2.5重量%の量で提供され、BHTが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.001重量%〜約2.5重量%の量で提供される、安定化剤組成物と、を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、最も好ましくは、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、ファルネセン、ジフェニルホスファイト、及びBHTを含む安定化剤組成物であって、ファルネセンが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.01重量%〜約1重量%の量で提供され、ジフェニルホスファイトが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.01重量%〜約1重量%の量で提供され、BHTが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.01重量%〜約1重量%の量で提供される、安定化剤組成物と、を含み得る。
潤滑剤
上記に定義される本発明の熱伝達組成物の各々は、潤滑剤を更に含み得る。一般に、熱伝達組成物は、熱伝達組成物の約5〜50重量%、好ましくは熱伝達組成物の約10〜約50重量%、好ましくは熱伝達組成物の約20〜約50重量%、代替的には熱伝達組成物の約20〜約40重量%、代替的には熱伝達組成物の約20〜約30重量%、代替的には熱伝達組成物の約30〜約50重量%、代替的には熱伝達組成物の約30〜約40重量%の量の潤滑剤を含む。熱伝達組成物は、熱伝達組成物の約5〜約10重量%、好ましくは熱伝達組成物の約8重量%程の量の潤滑剤を含み得る。
冷凍システムに使用されている、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、シリコーン油、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、ポリビニルエーテル(PVE)、及びポリ(アルファ−オレフィン)(PAO)などの一般的に使用される冷媒潤滑剤が、本発明の冷媒組成物と共に使用され得る。
好ましくは、潤滑剤は、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から、より好ましくはポリオールエステル(POE)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から、特にポリオールエステル(POE)、鉱物油、及びアルキルベンゼン(AB)から、最も好ましくはポリオールエステル(POE)から選択される。
市販の鉱物油には、WitcoのWitco LP 250(登録商標)、WitcoのSuniso 3GS、及びCalumetのCalumet R015が含まれる。市販のアルキルベンゼン潤滑剤には、Shrieve ChemicalのZerol 150(登録商標)及びZerol 300(登録商標)が含まれる。他の有用なエステルには、リン酸エステル、二塩基酸エステル、及びフルオロエステルが含まれる。
本発明の熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、冷媒と、本明細書に記載される、安定化剤組成物と、潤滑剤と、から本質的になり得るか、又はそれらからなり得る。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒1と、熱伝達組成物の重量に基づいて、10〜50重量%のポリオールエステル(POE)潤滑剤と、を含む。熱伝達組成物の10〜50重量%のポリオールエステル(POE)潤滑剤は、便宜上、潤滑剤1と呼ばれる場合がある。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒2及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒3及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒4及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒5及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒6及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒7及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒8及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒9及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒10及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒11及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒12及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒13及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒14及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒15及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒16及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒17及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒18及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒19及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒20及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒21及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒22及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒23及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒1NF〜23NFのいずれか及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150のいずれか及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒1GWP5〜12GWP5のいずれか及び潤滑剤1を含む。
好ましい熱伝達組成物は、冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか及び潤滑剤1を含む。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒2、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒3、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒4、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒5、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒6、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒7、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒8、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒9、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒10、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒11、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒12、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒13、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒14、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒15、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒16、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒17、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒18、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒19、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒20、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒21、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒22、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒23、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NF〜23NFのいずれか、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150のいずれか、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1GWP5〜12GWP5のいずれか、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒2、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒3、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒4、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒5、安定化剤1、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒6、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒7、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒8、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒9、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒10、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒11、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒12、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒13、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒14、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒15、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒16、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒17、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒18、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒19、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒20、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒21、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒22、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒23、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NF〜23NFのいずれか、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150のいずれか、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1GWP5〜12GWP5のいずれか、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の熱伝達組成物は、好ましくは、冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか、安定化剤2、及び潤滑剤1を含み得る。
本発明の新規及び基本的な特徴から逸脱することなく、本明細書に含まれる教示を考慮して、本明細書において言及されていない他の添加剤もまた含まれ得る。
また、参照によりその開示全体が組み込まれている米国特許第6,516,837号に開示されるように、油溶性を補助するために、界面活性剤及び可溶化剤の組み合わせが本発明の組成物に添加されてもよい。
更に、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明による冷媒、並びにそのような冷媒を含有する熱伝達組成物は、許容可能な毒性を示し、好ましくは約400より大きい職業暴露限界(OEL)を有する。
熱伝達システム、使用、及び方法
本発明の冷媒(及び同冷媒を含有する熱伝達組成物)は、加熱及び冷却用途に使用することができる。
本明細書に開示される組成物は、低温冷凍、中温冷凍、自動販売機、ヒートポンプ(ヒートポンプ温水ヒータを含む)、除湿器、冷却器、及び冷蔵庫及び冷凍庫を含む、熱伝達用途に使用するために提供される。
本発明の組成物は、既存の又は新規の熱伝達システムなど、R−134a冷媒と共に使用される又はそれとの使用に適しているシステムにおいて用いられ得る。
本発明の熱伝達組成物のいずれかへの任意の言及は、本明細書に記載される熱伝達組成物の各々いずれかを指す。したがって、本発明の熱伝達組成物の使用又は用途の以下の考察のために、熱伝達組成物は、安定化剤(Stablizer)1及び安定化剤2を含む本明細書に記載される安定化剤のいずれか並びに潤滑剤1を含む本明細書に記載される潤滑剤のいずれかと組み合わせて、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される冷媒のいずれかを含み得るか、又はそれから本質的になり得る。
本発明の目的では、本明細書に記載される熱伝達組成物の各々いずれかは、低温冷凍システム、中温冷凍システム、自動販売機、ヒートポンプ(ヒートポンプ温水ヒータを含む)、除湿器、冷却器、並びに冷蔵庫及び/又は冷凍庫など、熱伝達システムにおいて使用することができる。本発明による熱伝達システムには、互いに接続した圧縮機、蒸発器、凝縮器、及び拡張デバイスが含まれ得る。
一般的に使用される圧縮機の例としては、本発明の目的では、往復動式、回転式(ローリングピストン及び回転弁を含む)、スクロール式、ねじ式、及び遠心式圧縮機が挙げられる。したがって、本発明は、往復動式、回転式(ローリングピストン及び回転弁を含む)、スクロール式、ねじ式、又は遠心式圧縮機を含む熱伝達システムにおける使用のための、本明細書に記載される冷媒及び/又は熱伝達組成物の各々を提供する。
一般的に使用される拡張デバイスの例としては、本発明の目的では、キャピラリーチューブ、固定オリフィス、温度膨張弁、及び電子膨張弁が挙げられる。したがって、本発明は、キャピラリーチューブ、固定オリフィス、温度膨張弁、又は電子膨張弁を含む熱伝達システムにおける使用のための、本明細書に記載される冷媒及び/又は熱伝達組成物の各々いずれかを提供する。
本発明の目的では、蒸発器及び凝縮器は、好ましくはフィンチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式、プレート式熱交換器、及びチューブインチューブ式(tube−in−tube)熱交換器から選択される熱交換器を一緒に形成する。したがって、本発明は、蒸発器及び凝縮器が、フィンチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式、プレート式熱交換器、又はチューブインチューブ式熱交換器を一緒に形成する熱伝達システムにおける使用のための、本明細書に記載される冷媒及び/又は熱伝達組成物の各々を提供する。
本発明はまた、冷媒及び/又は潤滑剤の劣化がシステム動作に与え得る悪影響を低減するのに役立つように、封鎖材料を利用する熱伝達システム及び方法も提供する。封鎖材料に関して、本発明のシステムは、好ましくは、本発明による冷媒の少なくとも一部と接触している封鎖材料を含み、接触しているときの封鎖材料の温度及び/又は冷媒の温度は、好ましくは少なくとも約10℃となる温度にある。
本出願に記載される本発明のシステム及び方法の目的では、温度に関する「約」という用語は、記載された温度が+/−5℃の量で変化し得ることを意味する。指示値が「約」であると記載された温度では、本発明は、温度が記載温度の+/−2℃、より好ましくは+/−1℃、最も好ましくは+/−0.5℃である実施形態を含むことが理解されるであろう。
本明細書に記載される冷媒のいずれか及び全て並びに封鎖材料のいずれか及び全ては、本発明のシステムにおいて使用することができる。好ましい実施形態では、本発明のシステムは、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明による冷媒の少なくとも一部と接触している封鎖材料を含む。好ましくは、封鎖材料は、(a)陰イオン交換樹脂、(b)活性アルミナ吸着剤、(c)水分除去モレキュラーシーブ、(d)銅、銀、鉛、又はこれらの組み合わせを含むモレキュラーシーブ(好ましくはゼオライト)、及び(e)上記材料の組み合わせを含む。
本発明による市販の有用な陰イオン交換樹脂の例としては、Amberlyst A21、Amberlyst A22、及びDowex Marathonが挙げられる。
本発明による市販の有用な活性アルミナの例としては、BASFより販売されているF200及びHoneywellより販売されているCLR−204が挙げられる。
本発明による市販の有用な水分除去モレキュラーシーブの例としては、細孔径タイプ3A、4A、5A、及び13Xを有するアルミノケイ酸ナトリウムモレキュラーシーブが挙げられる。
市販のゼオライトモレキュラーシーブの例は、特定の分解生成物を除去するために使用される活性部位を有するIONSIV D7310−Cである。
封鎖材料と関連付けて使用するとき、「少なくとも一部と接触している」という用語は、その広義では、封鎖材料のそれぞれ、及びシステム内の冷媒の同じ又は別個の部分と接触している封鎖材料の任意の組み合わせを含むことが意図され、また、必ずしもこれらに限定されないが、各タイプ又は特定の封鎖材料が、(i)他のタイプ又は特定の材料が存在する場合はそのそれぞれと共に物理的に配置され、(ii)他のタイプ又は特定の材料が存在する場合は、そのそれぞれから物理的に分離して配置され、(iii)2つ以上の材料が物理的に一緒にあり、かつ、少なくとも1つの封鎖材料が少なくとも1つの他の封鎖材料から物理的に分離している、組み合わせである、実施形態を含むことが意図される。
陰イオン交換樹脂が、好ましくは、システム内に存在する潤滑剤及び陰イオン交換樹脂の総量に基づいて、約5重量%〜約60重量%の量でシステム内に存在する、量。好ましくは、陰イオン交換樹脂は、システム内に存在する潤滑剤及び陰イオン交換樹脂の総量に基づいて、約20重量%〜約50重量%の量で、最も好ましくは約20重量%〜30重量%の量で存在する。
本明細書に記載される陰イオン交換樹脂の量は、陰イオン交換樹脂の乾燥重量を指す。
好ましくは、システム内に存在するゼオライトモレキュラーシーブの量は、システム内に存在する潤滑剤及びゼオライトモレキュラーシーブの総量に基づいて、約1重量%〜約30重量%である。好ましくは、ゼオライトモレキュラーシーブは、好ましくは、システム内に存在する潤滑剤及びゼオライトモレキュラーシーブの総量に基づいて約10重量%〜約30重量%の量で存在する。
水分除去モレキュラーシーブ(例えば、システム内の存在する潤滑剤及び水分除去材料の量に対して約60重量%のナトリウム。好ましくは、モレキュラーシーブは、システム内に存在する潤滑剤及び水分除去モレキュラーシーブの総量に基づいて30重量%〜45重量%の量で存在し得る。
好ましくは、システム内に存在する活性アルミナの量は、システム内に存在する潤滑剤及び活性アルミナの総量に基づいて、約5重量%〜約60重量%である。
カスケード化された冷凍
本発明は、カスケード化された冷凍システムを含む熱伝達システム、使用、及び方法を提供し、かかるシステムは、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に開示される冷媒のいずれかと、本明細書に開示される任意の熱伝達組成物と、を含む。熱伝達システムでの使用に関して一般に本明細書に記載されるいずれの機器も、本明細書に記載される任意のカスケードシステムでの使用に適合可能(adapatable)である。
カスケードシステムは、典型的には、少なくとも2つの段階を有し、これらは、通常、「高段」及び「低段」と呼ばれる。カスケード熱伝達システムの一般化されたフロー図を本明細書の図4に示す。本発明の熱伝達組成物は、カスケードシステムの高段に特に提供される。カスケードシステムにおいて、高段サイクルは、一般に、空気−冷媒凝縮器及び冷媒−冷媒蒸発器を有する。高段は、典型的には、往復動式又は回転式圧縮機であり得る容積型圧縮機と、温度膨張弁又は電子膨張弁と、を有する。高段の冷媒蒸発温度は、好ましくは約−10〜約20℃の範囲内である。高段の凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。
好ましいカスケードシステムの低段(図4中にInter.HXとして識別されている)は、一般に、製品を冷却するために、冷媒−冷媒凝縮器及び冷媒−空気蒸発器を有する。低段は、典型的には、往復動式又は回転式圧縮機であり得る容積型圧縮機と、温度膨張弁又は電子膨張弁と、を有する。低段の冷媒蒸発温度は、好ましくは約−40〜約−10℃の範囲内である。低段の凝縮温度は、好ましくは約0〜約30℃の範囲内である。低段冷媒は、例えば、二酸化炭素であり得る。
したがって、本発明は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される冷媒のいずれかが、カスケード冷凍システムにおけるR−134aの置換品又は改修品として使用される、カスケード化されたシステム及び方法を含む。
例示を目的として、既知の構成の2つのカスケードシステムが、本明細書において図1A及び図1Bに示されており、このタイプの各カスケードシステム、及びそのようなシステムの全ての既知の変形形態は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の冷媒のいずれか1つと、そのような冷媒のいずれか1つを含む熱伝達組成物のいずれかと、の使用によって改善される。便宜上、このようなカスケードシステムは、本明細書においてそれぞれカスケードシステム1A及びカスケードシステム1Bと呼ばれ、それぞれが以下に詳細に記載される。
カスケードシステム1A
R−134aを使用した一般的なタイプのカスケードシステムの一例が、システム100として本明細書の図1Aに示されており、これは、スーパーマーケットにおいて商用冷蔵庫として一般的に使用されているタイプの冷凍システムである。システム100は、中温冷凍回路110及び低温冷凍回路120を介して中温冷凍と低温冷凍の両方を提供する直接膨張式システムである。中温冷凍は、典型的には、約−10℃の蒸発温度レベルで提供される。
カスケードシステム1Aと関連付けて本明細書に開示されるカスケード冷凍のレベル及びタイプは、乳製品、惣菜、及び生鮮食品などの製品に一般的に使用される。異なる製品の個々の温度レベルは、製品要件に基づいて調整される。低温冷凍は、典型的には、約−25℃の蒸発温度レベルで提供される。このレベルの冷凍は、アイスクリーム及び冷凍商品などの製品に一般的に使用される。ここでも、異なる製品の個々の温度レベルは、製品要件に基づいて調整される。好ましい実施形態では、低システム蒸発温度は、−25℃、+/−3℃又は+/−2℃である。このようなシステムでは、中温冷凍回路110は、その冷媒としてR134aを有するか、又はそれを有するように設計されるか、又はそれと共に有用になり、本発明の好ましい実施形態によれば、冷媒及び/又は熱伝達組成物のいずれかは、このようなシステムにおいてR−134aの代わりに、又はその置換品若しくは改修品として使用される。図1Aに示される一般的なタイプのこのようなカスケード冷凍システムは、便宜上、本明細書においてカスケードシステム1Aと呼ばれる。
カスケードシステム1Aでは、中温冷凍回路110は、好ましくは、中温冷却を提供すると同時に、熱交換器130を介して低温冷凍回路120からの排熱を除去する。中温冷凍回路110は、例えば、ルーフ140と、マシンルーム141と、セールスフロア142との間に延在する。一方、低温冷凍回路120は、その冷媒として代替冷媒、例えばR744を有する。低温冷凍回路120は、マシンルーム141とセールスフロア142との間に延在する。有用には、上記のように、R744は低いGWPを有する。
カスケードシステム1Aによる従来のシステムは、第2の冷媒として(すなわち、中温回路において)R134aと共に使用するように設計され、それと共に使用されており、本発明は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に開示される(disclsclosed)冷媒のいずれかを第2の冷媒として使用することを含む。
カスケードシステム1B
図1Bは、中温冷凍回路110及び低温冷凍回路120を含むカスケード冷凍システム100の例を示す。カスケードシステム1Aに記載されているタイプのシステムは、その範囲内において、カスケードシステム1Bと共通の要素及び特徴を有しており、カスケードシステム1Aと関連付けてのそれらの要素又は特徴の説明は、カスケードシステム1Bに適用される。
図1Bに示される低温冷凍回路120は、圧縮機121、周囲条件に熱を排出するための熱交換器130とのインターフェース、膨張弁122及び蒸発器123を有する。低温冷凍回路120は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明による任意の冷媒であり得る、低温冷媒から中温冷媒に熱を排出する役割を果たす、回路間熱交換器150を介して、中温冷凍回路110と相互作用し、それにより、低温冷媒サイクル内で過冷却冷媒液を生成する。蒸発器123は、冷凍庫区画の内部など、冷却されるべき空間と相互作用する。低温冷凍回路の構成要素は、蒸発器123、圧縮機121、熱交換器130、回路間熱交換器150、及び膨張弁122の順序で接続されている。構成要素は、低温冷媒で満たされたパイプ124を介して連結されている。
カスケードシステム1Bによる従来のシステムは、第2の冷媒として(すなわち、中温回路において)R134aと共に使用するように設計され、それと共に使用されており、本発明は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に開示される冷媒のいずれかを第2の冷媒として使用することを含む。
カスケードシステム1A及び1Bのそれぞれの動作を、特に、各システムに適用される特徴及び要素に関して、更に詳細に説明するが、これに関連して、各システムにおいて類似する特徴及び要素は、各図において同じ数字でラベル付けされている。システム100は、好ましい実施形態では、複数の領域、例えば、建物の3つの領域、すなわち、凝縮器113及び130が配置されている、ルーフ、圧縮機111、112、熱交換器150、受容タンク114及び拡張デバイス118が配置されている、マシンルーム、並びにLTケース、MTケース、及びそれらの拡張デバイスのそれぞれが配置されている、セールスフロア142にまたがることができる。
したがって、低温冷凍回路120及び中温冷凍回路はそれぞれ、セールスフロアと、マシンルームと、ルーフとの間に延在する。使用中、中温回路110は、蒸発器119を介して冷却される空間に中温冷却を提供し、低温回路120は、蒸発器123を介して冷却される空間に低温冷却を提供する。中温回路110はまた、低温凝縮器120からの液体凝縮物からも熱を除去し、その結果、蒸発器123に入る液体に過冷却をもたらす。
ここで、中温冷凍回路110の様々な構成要素の個々の及び全体的な機能について説明する。熱交換器150から始めると、上述のように、中温冷媒は、熱交換器150を介して低温冷媒から熱を吸収する。この熱吸収により、熱交換器150に入るときに低温気体である及び/又は気体と液体の混合物である、中温回路150内の冷媒に、液体を気相に変化させ、及び/又は過熱を発生させる場合は気体の温度を上昇させる。熱交換器150を出ると、気体冷媒は、(蒸発器119からの冷媒と共に)圧縮機111に吸入され、圧縮機111によって高温かつ高圧の気体に圧縮される。この気体は、パイプ115内に放出され、この例では、建物のルーフ上に配置されている凝縮器113へと移動する。凝縮器113では、気体状の中温冷媒は、外部周囲空気に熱を放出し、その結果、冷却されて液体に凝縮する。凝縮器113の後、液体冷媒は、流体受容器114内に溜まる。この例では、流体受容器114はタンクである。流体受容器114を出ると、液体冷媒は、並列接続された中温ブランチ116及び過冷却ブランチ117にマニホールドされる。中温ブランチ116では、液体冷媒は、液体冷媒の圧力、ひいては温度を低下させるために使用される膨張弁112へと流れる。次いで、相対的に低温の液体冷媒は、熱交換器119に入り、蒸発器119fと相互作用している、冷却する空間から熱を吸収する。過冷却ブランチ117では、液体冷媒は、最初に、冷媒の圧力及び温度が低下させられる膨張弁118へと同様に流れる。弁118の後、冷媒は、上述のように、回路間熱交換器150へと流れる。そこから、熱交換器からの気体冷媒は、圧縮機111によって圧縮機111に吸入され、中温冷却ブランチ116からの冷媒と再び合流する。
上述したものではないが、意図したとおりに機能するために、熱交換器150に入るときの中温回路110内の冷媒の温度は、熱交換器150に入るときの低温回路120内の冷媒の温度よりも低くなければならないことは明らかであろう。そうなっていなければ、中温回路110は、回路120内の低温冷媒に所望の過冷却をもたらすことはない。
カスケードシステム2及び3
既知のR−134aシステムにおいて本発明の冷媒をR−134aの置換品として使用することに加えて、出願人らは、本発明のカスケード冷凍システムも開発しており、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される冷媒のそれぞれは、これらの本発明のシステムにおいて、特に、高温段回路内の冷媒として、使用することができる。これらの2つの実施形態は、本明細書の図2及び図3に例示され、以下で詳細に説明される。
好ましい実施形態によるカスケードシステムは、好ましくは、1つ以上の第1の冷凍ユニットであって、各冷凍ユニットが第1の冷凍回路を含み、各第1の冷凍回路が蒸発器及び熱交換器を含む、1つ以上の第1の冷凍ユニットと、第2の冷凍回路と、を含み、各熱交換器は、その対応の第1の冷凍回路と第2の冷凍回路との間で熱エネルギーを伝達するように配置されている。第2の回路は、上記の複数の第1の冷凍ユニットの実質的に完全な外側に位置してもよい。本明細書で使用するとき、「上記の複数の第1の冷凍ユニットの実質的に完全な外側に」という用語は、第1及び第2の冷凍回路の冷媒間の熱交換を提供するために第1の冷凍ユニット内に入り込む可能性がある、第2の冷凍回路の一部と見なされ得る輸送配管などを除いて、第2の冷凍回路の構成要素が上記の第1の冷凍ユニット内にないことを意味する。本明細書で使用するとき、「第1の冷凍ユニット」という用語は、少なくとも部分的に閉鎖された又は閉鎖可能な構造であって、その構造の少なくとも一部分の内部で冷却を提供することができ、上記の第2の冷凍回路を全体的に包囲又は収容しているいずれの構造とも構造的に別個である、構造を意味する。このような意味に従い及び一致して、本発明の第1の冷凍回路は、本明細書に記載される意味に従って、そのような第1の冷凍ユニット内に収容されているとき、本明細書において「内蔵された」と呼ばれる場合がある。
各冷凍ユニットは、第1の領域内に配置されてよい。第1の領域は、ショップフロアであってよい。これは、各第1の冷凍回路も、ショップフロアなど、第1の領域内に配置されてよいことを意味する。
各冷凍ユニットは、冷却されるべき空間内に収容された空間及び/又は物体を含んでよく、好ましくは、その空間は冷凍ユニットの内部にある。各蒸発器は、好ましくは冷却されるべき空間内の空気を冷却することによって、その対応の空間/物体を冷却するように配置されてよい。
上述したように、第2の冷凍回路は、第1の冷凍ユニットと第2の領域との間に延在するその構成要素を有してよい。第2の領域は、例えば、第2の冷凍回路の構成要素の相当な部分を収容するマシンルームであってよい。
第2の冷凍回路は、第2及び第3の領域まで延在してよい。第3の領域は、第1の冷凍ユニット及び第2の領域が配置されている建物の外側の領域であってよい。これにより、周囲冷却を利用することが可能になる。
各第1の冷凍回路は、少なくとも1つの流体拡張デバイスを含んでよい。少なくとも1つの流体拡張デバイスは、キャピラリーチューブ又はオリフィスチューブであってよい。これは、その対応の冷凍ユニットが比較的一定であることにより各第1の冷凍回路に課される条件によって有効化される。これは、キャピラリーチューブ及びオリフィスチューブなど、より単純な流量制御デバイスが、第1の冷凍回路で役立つために使用され得る、好ましくは使用される、ことを意味する。
第1の冷凍回路のそれぞれの平均温度は、第2の冷凍回路の平均温度よりも低くてよい。これは、第2の冷凍回路が、第1の冷凍回路を冷却することを提供するため、すなわち、第1の冷凍回路から熱を除去するために使用されてよいからであり、各第1の冷凍回路は、その対応の冷凍ユニット内で冷却されるべき空間を冷却してよい。
第2の冷凍回路は、第1の冷凍回路のそれぞれを冷却して、すなわち、第1の冷凍回路のそれぞれから熱を除去してよい。
各熱交換器は、その対応の第1の冷凍回路と第2の冷凍回路との間で対応の回路インターフェース位置において熱エネルギーを伝達するように配置されてよい。
回路インターフェース位置のそれぞれは、他の回路インターフェース位置のそれぞれと直並列の組み合わせで連結されてよい。有用には、これは、回路インターフェース位置、第1の冷凍回路、又は第1の冷凍ユニットのうちの1つで欠陥又は遮断が検出されたとき、欠陥がシステム内で波及しないように、欠陥の発生している位置、回路、又はユニットが、第2の冷凍回路によって隔離及び/又はバイパスされ得ることを意味する。
回路インターフェース位置のそれぞれは、少なくとも1つの他の回路インターフェース位置と直列に連結されてよい。
回路インターフェース位置のそれぞれは、他の回路インターフェース位置のそれぞれと直列に連結されてよい。
回路インターフェース位置のそれぞれは、少なくとも1つの他の回路インターフェース位置と並列に連結されてよい。
回路インターフェース位置のそれぞれは、他の回路インターフェース位置のそれぞれと並列に連結されてよい。
本明細書に開示される各好ましい実施形態では、第2の冷媒は、本明細書に記載されるもの及び/又は本明細書に記載される任意の熱伝達組成物を含む、任意の冷媒であり、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つである。本発明の好ましい冷媒は低いGWP及び不燃性の両方であることから、そのようなシステムであるそれらの使用は、第2の冷媒回路が多数の領域にまたがってよく、したがって、不燃性冷媒を有することが、潜在的な漏れの深刻度を低減するために重要であるため、非常に有利である。
第2の冷凍回路は、第2の蒸発器を含んでよい。第2の蒸発器は、回路インターフェース位置と並列に連結されてよい。
第1の冷媒回路に使用される第1の冷媒は、R744、炭化水素、R1234yf、R1234ze(E)、R455A、及びこれらの組み合わせのうちのいずれかを含んでよい。炭化水素は、R290、R600a又はR1270のいずれかを含んでよい。これらの冷媒は低いGWPである。
第1の冷媒は、R744、炭化水素、R1234yf、R1234ze(E)、R455A、及びこれらの組み合わせのうちの1つであってよい。
図2及び図3のそれぞれに例示されるシステムは、いくつかの冷凍ユニットを有し、冷凍ユニットのそれぞれは、その内部に配置された少なくとも1つの専用冷凍回路を有する。すなわち、各冷凍ユニットは、少なくとも1つの冷凍回路を含む。
冷凍ユニット内に含まれる冷凍回路は、少なくとも、回路内の冷媒に熱を除去する熱交換器と、冷媒に熱を加える蒸発器と、を含んでよい。
冷凍ユニット内に含まれる冷凍回路は、圧縮機と、少なくとも(好ましくは圧縮機を出た冷媒蒸気から熱を除去することによって)回路内の冷媒から熱を除去する熱交換器と、(好ましくは冷凍ユニットの冷却領域を冷却することによって)冷媒に熱を加える蒸発器と、を含んでよい。第1の冷凍回路で使用される圧縮機のサイズが企図されるが、一般に圧縮機は小型圧縮機であってよい。本明細書で使用するとき、「小型圧縮機」という用語は、圧縮機が約1馬力以下の出力定格を有することを意味する。圧縮機サイズは、0.1馬力〜約1馬力であってよい。圧縮機サイズは、0.1馬力〜約0.75馬力であってよい。圧縮機サイズは、0.1馬力〜約0.5馬力であってよい。
冷凍ユニットは、一体化された物理的実体、すなわち、構成部品に解体されるように設計されていない実体であってよい。冷凍ユニットは、例えば、冷蔵庫又は冷凍庫であってよい。
各冷凍ユニットの内部に提供される冷凍回路は、それ自体が、少なくとも部分的に冷凍ユニットの外部にある共通の冷凍回路によって冷却されてよい。各冷凍ユニットの内部に収容された専用冷凍回路とは対照的に、共通の冷凍回路(本明細書では一般に第2及び第3の冷凍回路と呼ばれる)は、セールスフロア(冷凍ユニットが配置されている)と、マシンルーム及び/又はルーフ又は外側領域と、の間など、ユニットを収容している建物の複数の領域の間に延在する広範囲の回路であってよい。各冷凍ユニットは、腐敗しやすい商品など、商品を保管するための少なくとも1つの区画を含んでよい。区画は、冷凍ユニットの内部に収容された冷凍回路によって冷却される空間を画定してよい。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される冷媒のいずれか1つは、本明細書に記載されるように、カスケードシステム2及び3のそれぞれを含む、本明細書に記載されるカスケード冷凍システムのいずれか1つにおいて第2の冷凍回路内の冷媒として使用されてよい。
カスケードシステム2
本発明の冷媒と共に有用なカスケード冷凍システムは、図2と関連付けて以下に記載される。便宜上、このようなカスケード冷凍システムは、本明細書においてカスケードシステム2と呼ばれ、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に開示される冷媒は、任意のカスケードシステム2において第2の冷凍回路内(すなわち、中温冷凍回路内)の冷媒として使用されてよい。
図2は、例えば、3つの第1の冷凍回路220a、220b、220cを有する冷凍システム200を示す。第1の冷凍回路220a、220b、220cのそれぞれは、蒸発器223、圧縮機221、熱交換器230、及び膨張弁222を有する。各回路220a、220b、220cにおいて、蒸発器223、圧縮機221、熱交換器230、及び膨張弁222は、列挙された順序で互いと直列に接続される。第1の冷凍回路220a、220b、220cのそれぞれは、別個の対応の冷凍ユニット(図示せず)の内部に含まれている。この例では、3つの例示された冷凍ユニットのそれぞれは、冷凍庫ユニットであり、冷凍庫ユニットは、その対応の第1の冷凍回路を収容している。このようにして、各冷凍ユニットは、内蔵された専用の冷凍回路を含む。冷凍ユニット(図示せず)、ひいては第1の冷凍回路220a、220b、220cは、スーパーマーケットのセールスフロア242上に配置される。
この例では、第1の冷凍回路220a、220b、220cのそれぞれにおける冷媒は、R744、炭化水素(R290、R600a、R1270)、R1234yf、R1234ze(E)、又はR455Aなどの低GWP冷媒である。当業者であれば理解されるように、第1の冷凍回路220a、220b、220cのそれぞれにおける冷媒は、他の第1の冷凍回路220a、220b、220cのそれぞれにおける冷媒と同じであっても異なっていてもよい。
冷凍システム200はまた、第2の冷凍回路210も有する。第2の冷凍回路210は、圧縮機211、凝縮器213、及び流体受容器214を有する。圧縮機211、凝縮器213、及び流体受容器214は、直列に、所与の順序で接続されている。第2の冷凍回路210はまた、4つの並列接続されたブランチ、すなわち、3つの中温冷却ブランチ217a、217b、217c、及び1つの低温冷却ブランチ216も有する。4つの並列接続されたブランチ217a、217b、217c及び216は、流体受容器214と圧縮機211との間に接続されている。中温冷却ブランチ217a、217b、217cのそれぞれは、膨張弁218と、蒸発器219a、219b及び219cと、をそれぞれ有する。膨張弁218及び蒸発器219は、流体受容器214と凝縮器211との間に直列に所与の順序で接続されている。低温冷却ブランチ216は、膨張弁212と、第2の冷媒を第1の冷凍回路220a、220b、220cの熱交換器230a、230b、230cのそれぞれに導き及びそこから引き出す入口及び出口の配管、導管、弁などの形態である(それぞれ260a、260b及び260cとして集合的に表される)、インターフェースと、を有する。低温冷却ブランチ216は、第1の冷凍回路220a、220b、220cの熱交換器230a、230b、230cのそれぞれに、対応の回路インターフェース位置231a、231b、231cにおいて相互作用する。各回路インターフェース位置231a、231b、231cは、他の回路インターフェース位置231a、231b、231cのそれぞれと直並列の組み合わせで配置されている。
中温冷凍回路210は、セールスフロア242と、マシンルーム241と、ルーフ140との間に延在する構成要素を有する。中温冷凍回路210の低温冷却ブランチ216及び中温冷却ブランチ217a、217b、217cは、セールスフロア242上に位置する。圧縮機211及び流体受容器214は、マシンルーム241内に位置する。凝縮器213は、ルーフ240上など、周囲条件に容易に曝されることができる場所に位置する。
使用中、
−第1の冷凍回路220a、220b、220cのそれぞれは、それらの蒸発器223を介して熱を吸収して、冷却されるべき空間(図示せず)に低温冷却を提供し、
−第2の冷凍回路210は、熱交換器230a、230b、230cのそれぞれから熱を吸収して、第1の冷凍回路220a、220b、220cを冷却し、
−第2の冷凍回路210は、蒸発器219のそれぞれにおいて熱を吸収して、冷却されるべき空間(図示せず)に中温冷却を提供し、
−第2の冷凍回路210内の冷媒は、冷却器213内で冷却される。
図2に示される構成を使用して、特に、各第1の冷凍回路230が対応の冷凍ユニット内に内蔵されていることから、いくつかの有益な結果が達成され得る。
例えば、冷凍ユニット及び全体的なカスケード化された冷凍システム200の取り付け及び取り外しが単純化される。これは、組込み式の内蔵された第1の冷凍回路220a、220b、220cを有する冷凍ユニットは、第1の冷凍回路220、220b、220cへの修正を必要とせずに、第2の冷凍回路210と容易に接続又は接続解除されることができるためである。換言すれば、冷凍ユニットは、第2の冷凍回路210に対して単純に「抜き差し」され得る。
別の利点は、各冷凍ユニットは、対応の第1の冷凍回路220a、220b、220cを含めて、ライブ冷凍システム200内に取り付けられる前に、デフォルトでの工場試験を実施することができることである。これにより、潜在的に有害な冷媒の漏れを含み得る、欠陥のある可能性が軽減される。したがって、減少した漏れ率が実現され得る。
別の利点は、各回路220a、220b、220cが、その対応の冷凍ユニット内に配置され、一連のユニット間に延在しないことから、第1の冷凍回路220a、220b、220cの長さを短くすることができることである。短くされた回路長さは、減少した表面積に起因してより短いラインでの減少した熱侵入が存在するので、改善された効率をもたらすことができる。更に、短くされた回路長さはまた、減少した圧力低下ももたらすことができ、これにより、システム200の効率が改善される。
短くされた回路長さ、及び対応の冷凍ユニットの内部に内蔵された回路の提供はまた、出願人らが非常に有益な結果であることを理解することになった第1の(低温)回路において、R744、炭化水素(R290、R600a、R1270)、R1234yf、R1234ze(E)又はR455Aなど、より可燃性の高い冷媒を使用する能力も提供する。これは、(上述のように)冷媒漏れの可能性が低減されることによるのと同時に、冷媒が漏れてしまったとしても、漏れが対応の冷凍ユニットの比較的小さい領域及び収容可能な領域に収容されることになり、ユニットのサイズが小さいため、比較的少量の冷媒充填しか使用されないからである。加えて、この構成は、潜在的に可燃性である材料を含有する領域がはるかに小さく、限定され、均一であるため、比較的低コストの火災軽減偶発時用手続き及び/又はデバイスの使用を可能にするであろう。このようなより可燃性の高い冷媒は、より低い地球温暖化係数(GWP)を有し得る。したがって、有利なことに、低GWP冷媒の使用に関する政府及び社会の目標は、システムの安全性を損なうことなく満たされ得、潜在的には更にそれを超え得る。
別の利点は、各第1の冷凍回路220a、220b、220cが、その対応の冷凍ユニットのみを冷却し得ることである。これは、各第1の冷凍回路220a、220b、220c上の負荷が比較的一定のままであり得ることを意味する。すなわち、一定条件が、第1の冷凍回路220の凝縮段階231及び蒸発段階223に適用される。これは、キャピラリーチューブ又はオリフィスチューブなど、受動的な拡張デバイス222を使用することができるという点において、第1の冷凍回路220の設計を単純化することを可能にする。これは、電子拡張デバイス及び恒温式膨張弁を使用する必要がある、より複雑な回路とは対照的である。このような複雑なデバイスの使用が回避されることから、コストは削減され得、信頼性は高まり得る。
更にまた、重要なことに、このような実施形態による第2の冷凍回路内に満液式熱交換器を設けることにより、第1の回路と第2の回路との間の熱伝達が向上する。したがって、全体的な冷凍システムの効率が向上する。
回路インターフェース位置が他の回路インターフェース位置と並列に連結されていることから生じ得るいくつかの利点がある。1つの利点は、1つの回路インターフェース位置に関連した又はそこに発生した欠陥が、他の回路インターフェース位置に影響しないので、システム内に弾力性が提供されることであり得る。これは、各回路インターフェース位置が、第2の冷凍回路の対応のブランチによって供されることによる。別の利点は、各回路インターフェース位置の前での第2の冷媒の温度が比較的一定に保たれることができることから、第1の冷凍回路と第2の冷凍回路との間の熱伝達効率が改善されることであり得る。対照的に、2つの回路インターフェース位置が直列に連結されている場合、第2の冷凍回路内の冷媒の温度は、上流側回路インターフェース位置の前でよりも下流側回路インターフェース位置の前での方が高くなり得る。
全体として、本発明による複数の第1の冷凍回路を提供することであって、各第1の冷凍回路が対応の冷凍ユニット内に配置され、好ましくは内蔵された冷凍回路として配置されている、ことは、改善されたシステム効率をもたらす、漏れ率を低減すること、全体的な冷凍システムを単純化すること、別の方法で安全でない低GWP冷媒の使用を可能にすること、メンテナンス及び取り付けを改善すること、並びに圧力低下を低減すること、などの利益を有する。
当業者には理解されるように、任意の数の第1の冷凍回路220が存在してよい。特に、冷却される冷凍ユニットと同数の第1の冷凍回路220が存在してよい。したがって、第2の冷凍回路210は、任意の数の第1の冷凍回路220と相互作用してよい。
当業者には明らかであるように、任意の数及び構成の中温冷却ブランチ217及び蒸発器218が存在してよい。
カスケードシステム3
代替的な構成では、各第1の冷凍回路220は、他の各第1の冷凍回路220と完全に並列に配置されてよい。このような構成の例が図3に示されており、便宜上、本明細書においてカスケードシステム3と呼ばれる。図3は、各回路インターフェース位置231a、231b、231cが、他の各回路インターフェース位置231a、231b、231cと完全に並列に配置されているシステム300を示す。システム300の構成要素は、その他の点では(図2を参照して説明した)システム200の場合と同じであり、システム300の構成要素は、システム200と実質的に同じ方式で機能し、ただし、全体的なシステムの性能及び全体的なシステムの他の重要な特徴は、この構成の変化によって著しく影響され得ることが理解されるであろう。
有用には、これは、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に開示される任意の冷媒であり得る、第2の冷凍回路210からの冷媒の所与の部分が、圧縮機211に戻される前に1つの熱交換器230のみを通過することを意味する。したがって、この構成は、直列構成の場合と同様に、上流側熱交換器の通過により予熱される冷媒の部分をいずれの熱交換器にも受容させないので、熱交換器230のそれぞれがほぼ同じ温度で第2の冷媒を受容することが保証される。
当業者には明らかであるように、1つ及び第2の冷却回路210に関して回路インターフェース位置231a、231b、231cの多くの他の構成が達成され得、実際に想定される。
特にカスケードシステム1A、1B、2及び3のいずれかを含む、本開示の一部を形成するシステムのいずれかの更なる可能性のある変更の例は、任意の数の内蔵された冷凍回路が、吸気ライン熱交換器(SLHX)を含み得ることである。
熱伝達方法
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、冷媒、及び任意のそのような冷媒を含有する本発明の任意の熱伝達組成物は、熱伝達組成物を凝縮させ、その後、冷却される物品又は本体の付近で上記組成物を蒸発させることを含む冷却方法において使用することができる。
したがって、本発明は、蒸発器、凝縮器、及び圧縮機を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)本明細書に記載される冷媒又は熱伝達組成物を凝縮することと、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させることと、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−40℃〜約+10℃の範囲内である、冷却方法に関する。
代替的には、又は更には、熱伝達組成物は、加熱される物品又は本体の付近で熱伝達組成物を凝縮することと、その後、当該組成物を蒸発させることとを含む加熱方法に使用することができる。
したがって、本発明は、蒸発器、凝縮器、及び圧縮機を含む熱伝達システムにおける加熱方法であって、プロセスが、i)加熱される本体又は物品の付近で本明細書に記載される冷媒又は熱伝達組成物を凝縮することと、ii)冷媒を蒸発させることと、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−30℃〜約5℃の範囲内である、加熱方法に関する。
したがって、本明細書に記載される冷媒及び熱伝達組成物は、
−低温冷凍システム、
−中温冷凍システム、
−自動販売機、
−ヒートポンプ温水ヒータを含む、ヒートポンプ、
−除湿器、
−冷却器、特に容積型冷却器、とりわけ、モジュラー式であるか又は従来法で単独包装されているかのいずれかである、空冷又は水冷直接膨張式冷却器(好ましくは水冷)、
−家庭用冷蔵庫、
−家庭用冷凍庫、
−産業用冷凍庫、
−産業用冷蔵庫、
−冷水器、のいずれか1つにおいて使用することができる。
「冷凍システム」という用語は、冷却を提供するために冷媒を用いる任意のシステム若しくは装置、又はかかるシステム若しくは装置の任意の部品若しくは部分を指す。
本発明の熱伝達組成物は、移動空調用途で、並びに商用及び産業用の静止空調用途で、特に、商業用途及び産業用途において空調を提供するために水を冷却する冷却器内での使用のために提供される。したがって、本明細書に記載される熱伝達組成物は、
−移動空調、特に、トラック、バス、及び電車内での空調、
−冷却器用途、特に、産業用空調及び/又は商用空調を提供するための水を冷却するために使用される容積型冷却器又は遠心式冷却器、のいずれか1つにおいて使用することができる。
本発明の熱伝達組成物はまた、ヒートポンプ用途での使用のためにも提供される。したがって、本明細書に記載される熱伝達組成物は、
−住宅用空気−水ヒートポンプ/温水システム、温水ヒータヒートポンプなど、住宅用ヒートポンプ、
−除湿器、
−産業用ヒートポンプシステム、又は
商用ヒートポンプシステム、のいずれか1つにおいて使用することができる。
特に、上記のシステム及び機器並びに/又は下記のシステム及び機器のいずれかで使用されるR−134aは、本発明の冷媒及び本発明の熱伝達組成物で改修又は置き換えられてよい。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、低温冷凍システム(約−40〜約−12℃の範囲内の、特に約−32℃の蒸発器温度を有する)における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、中温冷凍システム(約−12〜約0℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する)における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、カスケード冷凍システム(高段冷媒及び低段冷媒を有する)における使用のために特に提供される。本発明(invitation)の熱伝達組成物は、カスケードシステム(一般に、約−20〜約10℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する)において高段冷媒として使用される。
本発明の熱伝達組成物は、住宅用ヒートポンプシステムにおける使用のために提供され、住宅用ヒートポンプシステムは、冬季に温風(当該空気は、例えば、約18℃〜約24℃、特に約21℃の温度を有する)を建物に供給するために使用される。これは通常、住宅用空調システムと同じシステムであるが、ヒートポンプモードでは冷媒流が反転し、室内コイルが凝縮器となり、室外コイルが蒸発器となる。典型的なシステムの種類は、スプリット型及びミニスプリット型ヒートポンプシステムである。蒸発器及び凝縮器は通常、丸管プレートフィン又はマイクロチャネル熱交換器である。圧縮機は通常、往復動式又は回転式(ローリングピストン又はスクロール式)圧縮機である。膨張弁は通常、温度膨張弁又は電子膨張弁である。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−20〜約3℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約35〜約50℃の範囲内である。
本発明の熱伝達組成物は、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムにおける使用のために提供され、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムは、冬季に床暖房又は同様の用途のために温水(当該水は、例えば、約50℃の温度を有する)を建物に供給するために使用される。温水システムは通常、熱を周囲空気と交換するための丸管プレートフィン又はマイクロチャネル蒸発器、往復動式又は回転式圧縮機、水を加熱するためのプレート凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−20〜約3℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約50〜約90℃の範囲内である。
本発明の熱伝達組成物は、商用空調システムにおける使用のために提供され、商用空調システムは、オフィス及び病院などの大きな建物に水などの冷却された熱伝達流体(当該熱伝達流体、例えば水は、例えば約7℃の温度を有する)を供給するために使用される冷却器であり得る。用途に応じて、冷却器システムは通年稼働している場合がある。冷却器システムは、空冷式又は水冷式であり得る。空冷式冷却器は通常、冷水を供給するためのプレート又はシェルアンドチューブ式蒸発器、往復動式又はスクロール式圧縮機であり得る遠心式圧縮機又は容積型圧縮機、熱を周囲空気と交換するための丸管プレートフィン又はマイクロチャネル凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。水冷式システムは通常、冷水を供給するためのシェルアンドチューブ式蒸発器、往復動式又はスクロール式圧縮機であり得る遠心式圧縮機又は容積型圧縮機、熱を冷却塔又は湖、海、及び他の天然源からの水と交換するためのシェルアンドチューブ式凝縮器、並びに温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約0〜約10℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。
本発明の熱伝達組成物は、中温冷凍システムにおける使用のために提供され、中温冷凍システムは、好ましくは、冷蔵庫若しくはボトルクーラーなどにおいて食べ物若しくは飲み物を冷やすために、又はスーパーマーケットにおいて腐敗しやすい商品を冷やすために使用される。システムは通常、食べ物又は飲み物を冷やすための空気−冷媒蒸発器、往復動式又は回転式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための空気−冷媒凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−12〜約0℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。自動販売機は、中温冷凍システムの一例である。
本発明の熱伝達組成物は、低温冷凍システムにおける使用のために提供され、当該低温冷凍システムは、好ましくは、冷凍庫又はアイスクリーム製造機において使用される。システムは通常、製品を冷やすための空気−冷媒蒸発器、往復動式又は回転式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための空気−冷媒凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−40〜約−12℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。
本発明の熱伝達組成物は、カスケード冷凍システムにおける使用のために提供され、当該カスケード冷凍システムは、好ましくは、周囲温度と庫内温度との間に大きな温度差(約70〜75℃など、例えば、約60〜80℃)が存在する用途において使用される(例えば、高段における凝縮器の空気側と低段における蒸発器の空気側との間の温度差)。例えば、カスケードシステムは、スーパーマーケットにおいて製品を凍らせるために使用されてよい。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約−20〜約10℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する自動販売機における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約−20〜約3℃の範囲内の、特に約0.5℃の蒸発器温度を有する、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムなど、住宅用ヒートポンプにおける使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、中温冷凍システム(約−12〜約0℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する)における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約−20℃〜約25℃の範囲内の蒸発器温度を有する温水ヒータヒートポンプにおける使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約0℃〜約10℃の範囲内の蒸発器温度を有する除湿器における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約0℃〜約10℃の範囲内の、特に約4.5℃の蒸発器温度を有する空冷式冷却器における使用のために特に提供される。空冷式冷却器は、遠心式圧縮機を有する空冷式冷却器又は容積型圧縮機を有する空冷式冷却器、より具体的には、往復動式又はスクロール式圧縮機を有する空冷式冷却器であってよい。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約0℃〜約10℃の範囲内の、特に約4.5℃の蒸発器温度を有する水冷式冷却器における使用のために特に提供される。空冷式冷却器は、遠心式圧縮機を有する空冷式冷却器又は容積型圧縮機を有する空冷式冷却器、より具体的には、往復動式又はスクロール式圧縮機を有する空冷式冷却器であってよい。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約−40℃〜約12℃の範囲内の蒸発器温度を有する冷蔵庫における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、約−40℃〜約−12℃の範囲内の蒸発器温度を有する冷凍庫における使用のために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、カスケード冷凍システム(高段冷媒及び低段冷媒を有する)における使用のために特に提供される。本発明(invitation)の熱伝達組成物は、カスケードシステム(一般に、約−20〜約10℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する)において高段冷媒として使用される。
したがって、本発明は、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれかと、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−40℃〜約10℃の範囲内である、冷却方法に関する。
本発明はまた、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれか、を含む熱伝達組成物と、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−40℃〜約10℃の範囲内であり、上記熱伝達組成物が、特に、安定化剤1又は安定化剤2を含む、本明細書に記載される任意の安定化剤を更に含む、冷却方法にも関する。
本発明はまた、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれか、を含む熱伝達組成物と、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−40℃〜約10℃の範囲内であり、上記熱伝達組成物が、特に、潤滑剤1を含む、本明細書に記載される任意の潤滑剤を更に含む、冷却方法にも関する。
本発明はまた、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれか、を含む熱伝達組成物と、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−40℃〜約10℃の範囲内であり、上記熱伝達組成物が、特に、安定化剤1又は安定化剤2を含む、本明細書に記載される任意の安定化剤と、特に、潤滑剤1を含む、本明細書に記載される任意の潤滑剤と、を更に含む、冷却方法にも関する。
したがって、本発明は、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれかと、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−20℃〜約3℃の範囲内である、冷却方法に関する。
本発明はまた、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれか、を含む熱伝達組成物と、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−20℃〜約3℃の範囲内であり、上記熱伝達組成物が、特に、安定化剤1又は安定化剤2を含む、本明細書に記載される任意の安定化剤を更に含む、冷却方法にも関する。
本発明はまた、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれか、を含む熱伝達組成物と、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−20℃〜約3℃の範囲内であり、上記熱伝達組成物が、特に、潤滑剤(Libricant)1を含む、本明細書に記載される任意の潤滑剤を更に含む、冷却方法にも関する。
本発明はまた、蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒、又は本明細書に記載される熱伝達組成物のいずれか、を含む熱伝達組成物と、を含む熱伝達システムにおける冷却方法であって、プロセスが、i)冷媒を凝縮する工程と、ii)冷却される本体又は物品の付近で冷媒を蒸発させる工程と、を含み、熱伝達システムの蒸発器温度が、約−20℃〜約3℃の範囲内であり、上記熱伝達組成物が、特に、安定化剤1又は安定化剤2を含む、本明細書に記載される任意の安定化剤と、特に、潤滑剤1を含む、本明細書に記載される任意の潤滑剤と、を更に含む、冷却方法にも関する。
本明細書に開示される熱伝達組成物は、冷媒R−134aに対する不燃性かつ低地球温暖化(GWP)改修品として提供される。したがって、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される本発明の冷媒のいずれか1つを含んでいる熱伝達組成物を含む、本発明の熱伝達組成物のそれぞれは、R−134a冷媒を含有するように設計されているか又はそれを含有する既存の熱伝達システムを改修する方法において使用することができる。本方法は、例えば、凝縮器、蒸発器、及び/又は膨張弁の修正なしに、既存のシステムの実質的な工学的修正を必要としないことが好ましい。
本明細書で使用するとき、本発明の特定の熱伝達組成物に関しての「改修品」という用語は、システムから少なくとも部分的に除去された異なる冷媒組成物を内部に含有していた、かつ、本発明の指定された組成物が導入されている、熱伝達システムでの、本発明の指定された組成物の使用を意味する。
本明細書に開示される熱伝達組成物は、冷媒R−134aに対する不燃性かつ低地球温暖化(GWP)置換品として提供される。したがって、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される本発明の冷媒のいずれか1つを含んでいる熱伝達組成物を含む、本発明の熱伝達組成物のそれぞれは、R−134a冷媒の置換品として使用することができ、本方法は、例えば、凝縮器、蒸発器、及び/又は膨張弁の修正なしに、システムの実質的な工学的修正を必要としないことが好ましい。
本明細書で使用するとき、本発明の特定の熱伝達組成物及び特定の既存の冷媒に関しての「〜に対する置換品」という用語は、これまでその既存の冷媒と共に一般的に使用されていた熱伝達システムでの本発明の指定された組成物の使用を意味する。例として、R−134aと共にこれまで使用されてきた熱伝達システムとしては、以下のシステム、及び蒸発器温度の代表的な動作特性が挙げられる。
[表]
Figure 0006899899
代替的には、熱伝達組成物は、R134a冷媒を含有するように設計されているか又はそれを含有する既存の熱伝達システムを改修する方法に使用することができ、システムは、本発明の冷媒用に変更される。
熱伝達組成物がR−134aの不燃性かつ低地球温暖化置換品として使用されるか、又はR134a冷媒を含有するように設計されているか若しくはそれを含有する既存の熱伝達システムを改修する方法に使用されるか、又はR134aとの使用に適している熱伝達システムに使用される場合、熱伝達組成物は、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される本発明の任意の冷媒から本質的になり得ることが理解されよう。代替的には、本発明は、R−134aの不燃性かつ低地球温暖化置換品としての本発明の冷媒の使用を包含するか、又はR134a冷媒を含有するように設計されているか若しくはそれを含有する既存の熱伝達システムを改修する方法に使用されるか、又は本明細書に記載されるR134a冷媒との使用に適している熱伝達システムに使用される。
上記のように、この方法は、既存のR−134a冷媒の少なくとも一部をシステムから除去することを含む。好ましくは、この方法は、R−134aの少なくとも約5重量%、約10重量%、約25重量%、約50重量%又は約75重量%をシステムから除去することと、それを、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を特に含んでいるそれらの熱伝達組成物を含む、本発明の熱伝達組成物で置き換えることと、を含む。
本発明の組成物は、既存の又は新規の熱伝達システムなど、R−134a冷媒と共に使用される又はそれとの使用に適しているシステムにおいて用いられ得る。
本発明の冷媒及び熱伝達組成物は、不燃性など、R−134aの望ましい特性の多くを示すが、R−134aよりも実質的に低いGWPを有し、同時に、R−134aと実質的に同様であるか又はそれと実質的に一致する動作特性、すなわち、効率(COP)を有する。
したがって、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本発明の冷媒は、好ましくは、本発明の冷媒がR134a冷媒に取って代わる、熱伝達システムにおいて、
−冷媒の効率(COP)がR134aの効率の95〜105%である、
R134aに匹敵する動作特性を示す。
「COP」という用語は、エネルギー効率の尺度であり、冷凍又は冷却能力対冷凍システムのエネルギー必要量、すなわち圧縮機、ファンなどを動かすためのエネルギーの割合を意味する。COPは冷凍システムの有用な出力であり、この場合、冷凍能力又はどれ程の冷却が提供されているかを、この出力を得るために必要な電力で割ったものである。本質的に、これはシステムの効率の尺度である。
「能力」という用語は、冷凍システムにおいて冷媒によって提供される冷却の量(BTU/hr)である。これは、冷媒が蒸発器を通る際の冷媒のエンタルピー(BTU/lb)の変化を、冷媒の質量流量で乗じることによって実験的に決定される。エンタルピーは、冷媒の圧力及び温度の測定から決定することができる。凍システムの能力は、冷却される領域を特定の温度に維持する能力に関連する。
「質量流量」という用語は、所与の時間で所与の大きさの導管を通過する冷媒の量(「ポンド」)である。
熱伝達システムの信頼性を維持するために、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本発明の冷媒は、R−134aに匹敵する以下の特性を更に示すことが好ましい。
−吐出温度は、R−134aの吐出温度よりも10℃を超えて高くない、及び/又は
−本発明の組成物が、R−134a冷媒を置き換えるために使用されている、熱伝達システムにおいて、圧縮機圧力比は、R−134aの圧縮機圧力比の95〜105%である。
特許請求される組成物が望ましくは低レベルのグライドを示すことは当業者には理解されるであろう。したがって、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本発明の冷媒は、2℃未満、好ましくは1.5℃未満の蒸発器グライドを提供する。
R−134aと共に使用される既存の熱伝達組成物は、好ましくは冷凍システムである。したがって、本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれは、
−低温冷凍システム、
−中温冷凍システム、
−商用冷蔵庫、
−商用冷凍庫、
−カスケード冷凍システム、
−製氷機、
−自動販売機、
−家庭用冷凍庫、
−家庭用冷蔵庫、
−産業用冷凍庫、
−産業用冷蔵庫
−冷水器、又は
−冷却器、のいずれか1つにおいてR134aを置き換えるために使用することができる。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本発明の冷媒は、ヒートポンプ用途においてR134aを置き換えるために提供される。したがって、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本明細書に記載される熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、
−住宅用空気−水ヒートポンプ/温水システムなど、住宅用ヒートポンプ、
−産業用ヒートポンプシステム、又は
−商用ヒートポンプシステム、のいずれか1つにおいてR−134aを置き換えるために使用することができる。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、空冷式冷却器(約0〜約10℃の範囲内の、特に約4.5℃の蒸発器温度を有する)、特に遠心式又は容積型圧縮機を有する空冷式冷却器、例えば、往復動式又はスクロール式圧縮機を有する空冷式冷却器において、R134aを置き換えるために特に提供される。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のそれぞれを含む、本明細書に記載される熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、水冷式冷却器(約0〜約10℃の範囲内の、特に約4.5℃の蒸発器温度を有する)、特に遠心式又は容積型圧縮機を有する水冷式冷却器、例えば、往復動式又はスクロール式圧縮機を有する水冷式冷却器において、R134aを置き換えるために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物のそれぞれ及び冷媒のそれぞれ、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つは、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムなど、住宅用ヒートポンプ(約−20〜約3℃の範囲内の、特に約0.5℃の蒸発器温度を有する)において、R134aを置き換えるために特に提供される。
冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、中温冷凍システム(約−12〜約0℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する)において、R134aを置き換えるために特に提供される。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本明細書に記載される熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、低温冷凍システム(約−40〜約−12℃の範囲内の、特に約−32℃の蒸発器温度を有する)において、R134aを置き換えるために特に提供される。
本明細書に記載される熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれ、特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つは、カスケード冷凍システムの高段(カスケードシステムの高段は、約−20〜約10℃の範囲内の、特に約−7℃の蒸発器温度を有する)において、R134aを置き換えるために特に提供される。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒は、住宅用ヒートポンプシステムにおける使用のために提供され、住宅用ヒートポンプシステムは、冬季に温風(当該空気は、例えば、約18℃〜約24℃、特に約21℃の温度を有する)を建物に供給するために使用される。これは通常、住宅用空調システムと同じシステムであるが、ヒートポンプシステムでは冷媒流が反転し、室内コイルが凝縮器となり、室外コイルが蒸発器となる。典型的なシステムの種類は、スプリット型及びミニスプリット型ヒートポンプシステムである。蒸発器及び凝縮器は通常、丸管プレートフィン、フィン式、又はマイクロチャネル熱交換器である。圧縮機は通常、往復動式、又は回転式(ローリングピストン又は回転弁)、又はスクロール式圧縮機である。膨張弁は通常、温度膨張弁又は電子膨張弁である。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−20〜約3℃又は約−30〜約5℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約35〜約50℃の範囲内である。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒は、商用空調システムにおける使用のために提供され、商用空調システムは、オフィス及び病院などの大きな建物に冷水(当該水は、例えば約7℃の温度を有する)を供給するために使用される冷却器であり得る。用途に応じて、冷却器システムは通年稼働している場合がある。冷却器システムは、空冷式又は水冷式であり得る。空冷式冷却器は通常、冷水を供給するためのプレート、チューブインチューブ式、又はシェルインチューブ式蒸発器、往復動式又はスクロール式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための丸管プレートフィン、フィンチューブ式、又はマイクロチャネル凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。水冷式システムは通常、冷水を供給するためのシェルアンドチューブ式蒸発器、往復動式、スクロール式、ねじ式、又は遠心式圧縮機、熱を冷却塔又は湖、海、及び他の天然源からの水と交換するためのシェルアンドチューブ式凝縮器、並びに温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約0〜約10℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のいずれか1つを含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒は、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムにおける使用のために提供され、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムは、冬季に床暖房又は同様の用途のために温水(当該水は、例えば、約50℃又は約55℃の温度を有する)を建物に供給するために使用される。温水システムは通常、熱を周囲空気と交換するための丸管プレートフィン、フィンチューブ式、又はマイクロチャネル蒸発器、往復動式、スクロール式、又は回転式圧縮機、水を加熱するためのプレート、チューブインチューブ式、又はシェルアンドチューブ式凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−20〜約3℃、又は−30℃〜約5℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約50℃〜約90℃の範囲内である。
特に、いずれか1つの冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5を含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、中温冷凍システムにおける使用のために特に提供される。中温冷凍システムは、1つ以上の圧縮機、及び約20℃〜約60℃、好ましくは約25℃〜約45℃の凝縮器温度を利用する。中温冷凍システムは、約−25℃〜約0℃未満、より好ましくは約−20℃〜約−5℃、最も好ましくは約−10℃〜約−6.7℃の蒸発器温度を有する。更に、このような中温冷凍システムの好ましい実施形態では、システムは、蒸発器出口において約0℃〜約10℃の過熱度を有し、好ましくは蒸発器出口において約4℃〜約6℃の過熱度を有する。更にまた、このようなシステムの好ましい実施形態では、中温冷凍システムは、吸気ラインにおいて約5℃〜約40℃、より好ましくは約15℃〜約30℃の過熱度を有する。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のそれぞれ(eacn)を含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒のそれぞれは、低温冷凍における使用のために特に提供される。低温冷凍システムは、1つ以上の圧縮機、及び約20℃〜約60℃、好ましくは約25℃〜約45℃の凝縮器温度を利用する。低温冷凍システムは、約−45℃〜約0℃未満、より好ましくは約−40〜約−12℃、更により好ましくは約−35℃〜約−25℃、最も好ましくは約−32℃の蒸発器温度を有する。更に、好ましくは、低温冷凍システムは、蒸発器出口において約0℃〜約10℃の過熱度を有し、好ましくは蒸発器出口において約4℃〜約6℃の過熱度を有する。更にまた、好ましくは、低温冷凍システムは、吸気ラインにおいて約15℃〜約50℃の過熱度を有し、好ましくは吸気ラインにおいて約25℃〜約30℃の過熱度を有する。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のそれぞれを含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒は、中温冷凍システムにおける使用のために提供され、中温冷凍システムは、好ましくは、冷蔵庫又はボトルクーラーなどにおいて食べ物又は飲み物を冷やすために使用される。システムは通常、食べ物又は飲み物を冷やすための空気−冷媒蒸発器、往復動式、スクロール式、又はねじ式、又は回転式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための空気−冷媒凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。
特に、冷媒1〜23、冷媒1NF〜23NF、冷媒1GWP150〜23GWP150、冷媒1NFGWP150〜23NFGWP150、冷媒1GWP5〜12GWP5、及び冷媒1NFGWP5〜12NFGWP5のそれぞれを含む、本発明の熱伝達組成物及び冷媒は、低温冷凍システムにおける使用のために提供され、当該低温冷凍システムは、好ましくは、冷凍庫又は製氷機において使用される。システムは通常、食べ物又は飲み物を冷やすための空気−冷媒蒸発器、往復動式、スクロール式、又は回転式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための空気−冷媒凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。
以下の表1A及び表1Bで識別される冷媒組成物を本明細書に記載のとおり分析した。各組成物を熱力学的分析に供して、様々な冷凍システムにおいてR−134aの動作特性と一致するその能力を判定した。組成物中に使用されている成分の様々な二成分対の特性について収集した実験データを使用して分析を実施した。HFCO−1233zd(E)、HFO−1234ze(E)、及びHFC−227eaのそれぞれとの一連の二成分対におけるCFIの気液平衡挙動を判定し、調査した。一連のHFCO−1233zd(E)及びHFC−227eaとの二成分対におけるCF3Iの気液平衡挙動を調査した。HFCO−1233zd(E)及びHFC−227eaの二成分対の気液平衡挙動も調査した。実験評価において各二成分対の組成を一連の相対百分率にわたって変化させ、各二成分対の混合パラメーターを実験的に得られたデータに回帰させた。個々の成分のデータは、National Institute of Science and Technology(NIST)Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Databaseソフトウェア(Refprop 9.1 NIST Standard Database 2013)で入手可能であり、実施例では必要に応じて入手可能であった。分析を行うために選択したパラメーターは、全ての冷媒について同じ圧縮機容積、全ての冷媒について同じ動作条件、全ての冷媒について同じ圧縮機断熱効率及び容積効率であった。各実施例では、測定された気液平衡データを使用してシミュレーションを行った。各実施例についてシミュレーション結果を報告する。
Figure 0006899899
Figure 0006899899
実施例1A:熱力学的グライド
直接膨張式蒸発器を収容するシステムでは、蒸発器製造業者は、一般に、蒸発器の入口から出口に至るまでの飽和温度の1℃〜2℃の損失に相当する圧力低下の設計限界を設定する(「Encyclopedia of Two Phase heat transfer and Flow I」,John T Thome,chapter 6,p144)。
蒸発器内の飽和温度は、グライドを有する冷媒では増加する傾向がある。この温度の増加は、蒸発器内の冷媒のグライドに等しい。蒸発器内の実際の温度変化は、これら両プロセスの正味効果である。したがって、蒸発器内で2℃未満のグライドを有する冷媒は、蒸発器内でほぼ一定の温度を有することになる。これは、特に、動作モード(すなわち、加熱又は冷却)に応じて、熱交換器内で冷媒流が方向を変える可逆ヒートポンプなどの用途の場合に、非常に効率のよい熱交換器設計につながる。
熱力学的グライドは、冷媒の二成分対(HFO−1234ze(E)/HFCO−1233zd(E)、HFO−1234ze(E)/CFI、HFCO−1233zd(E)/CFI)で相互作用パラメーターを実験的に測定し、気泡(液体)及び露点(蒸気)温度の差を計算するためにNIST Refprop 9.1を使用することによって決定した。
観測されたグライドは、二成分対間の推定された相互作用パラメーター(実験データなし)を使用するNIST Refprop 9.1データベースによって予測されるものよりも予想外に低かった。
Figure 0006899899
上記のデータは、特許請求される組成物が、ブレンドの3つの成分間の予測不可能な相互作用を考慮しないモデル化によって予測されるよりも低いグライドを有することを実証する。
実施例1B:熱力学的グライド
組成物B2を除いて実施例1Aの手順を繰り返す。熱力学的グライドは、冷媒の二成分対(HFO−1234ze(E)/HFCO−1233zd(E)、HFO−1234ze(E)/CFI、HFO−1234ze(E)/HFC−227ea、HFCO−1233zd(E)/CFI、HFC−227ea/CFI、HFCO−1233zd(E)/HFC−227ea)で相互作用パラメーターを実験的に測定し、気泡(液体)及び露点(蒸気)温度の差を計算するためにNIST Refprop 9.1を使用することによって決定した。
観測されたグライドは、二成分対間の推定された相互作用パラメーター(実験データなし)を使用するNIST Refprop 9.1データベースによって予測されるものよりも予想外に低かった。
Figure 0006899899
上記のデータは、特許請求される組成物が、ブレンドの4つの成分間の予測不可能な相互作用を考慮しないモデル化によって予測されるよりも低いグライドを有することを実証する。
実施例2A:燃焼性
CFI及びHFCO−1233zd(E)は両方とも不燃性冷媒であることが知られており、燃焼性成分を含有する冷媒ブレンドの燃焼性を抑制するように作用することができる。
以下の表3Aに記載されるように、HFO−1234ze(E)及びCFIを含有する二成分組成物は、組成物を不燃性にするために、少なくとも35%のCFIを必要とする。更にまた、HFCO−1233zd(E)及びHFO−1234ze(E)を含有する二成分組成物は、組成物を不燃性にするために少なくとも31%のHFCO−1233zd(E)を必要とする。しかしながら、本発明者らは、驚くべきことに、CFI及びHFCO−1233zd(E)が両方とも使用される場合、組成物は、不燃性であるために、はるかに少ない量のこれらの成分を必要とすることを発見した。例えば、20%のHFCO−1233zd(E)とCFIとの組み合わせを含有する組成物は不燃性である。
Figure 0006899899
実施例2B:燃焼性
HFC−227ea、CFI及びHFCO−1233zd(E)は、不燃性冷媒であることが知られている。CFI及びHFCO−1233zd(E)は、燃焼性成分を含有する冷媒ブレンドの燃焼性を抑制するように作用することができる。
以下の表3に記載されるように、HFO−1234ze(E)及びCFIを含有する二成分組成物は、組成物を不燃性にするために、少なくとも35%のCFIを必要とする。更にまた、HFCO−1233zd(E)及びHFO−1234ze(E)を含有する二成分組成物は、組成物を不燃性にするために少なくとも31%のHFCO−1233zd(E)を必要とする。
R−227ea及びR1234ze(E)の二成分組成物は、組成物を不燃性にするために12%のR227eaを必要とするが、この組成物は、403のGWPを有し、したがって、本発明の好ましい実施形態の要件、すなわち、150未満のGWPを有する不燃性組成物であることを満たさない。
しかしながら、本発明者らは、驚くべきことに、R227ea、CFI及びHFCO−1233zd(E)が全てHFO1234ze(E)と共に使用される場合、組成物は、CFI又はHFCO−1233zd(E)のみを使用する場合と比較して、不燃性であるために、はるかに少ない量のこれらの成分を必要とすることを発見した。例えば、15%のHFCO−1233zd(E)、CFIの組み合わせを含有する組成物は不燃性であり、同時に150未満のGWPを有する。
Figure 0006899899
実施例3:性能
実施例3A:COカスケード冷凍システムにおける性能
カスケードシステムは、一般に、周囲温度と庫内温度との間に大きな温度差(約70〜75℃など、例えば、約60〜80℃)が存在する用途において使用される(例えば、高段における凝縮器の空気側と低段における蒸発器の空気側との間の温度差)。例えば、カスケードシステムは、スーパーマーケットにおいて製品を凍らせるために使用されてよい。
以下の実施例では、本発明の例示的な組成物をカスケード冷凍システムの高段の冷媒として試験した。システムの低段で使用される冷媒は、二酸化炭素であった。例示的なカスケードシステムの概略図を図4に示し、結果を表4に報告する。
動作条件:
1.凝縮温度=45℃
2.凝縮温度−周囲温度=10℃
3.凝縮器過冷却=0.0℃(受容器を有するシステム)
4.蒸発温度=−30℃、対応する庫内温度=−18℃
5.蒸発器過熱=3.3℃
6.圧縮機断熱効率=65%
7.容積効率=100%
8.吸気ライン低段での温度上昇=15℃
9.吸気ライン高段での温度上昇=10℃
10.中間熱交換器CO凝縮温度=15℃、20℃及び25℃
11.中間熱交換器過熱=3.3℃
12.中間熱交換器での温度差=8℃
Figure 0006899899
・表4は、カスケード冷凍システムの高側における冷媒A1〜A5の性能を示す。
・組成物A1〜A5は、低段サイクルの異なる凝縮温度に対してR134aの効率と一致する。
実施例3B:COカスケード冷凍システム
組成物B1〜B5を使用すること以外は、以下に示すような動作条件の調整と共に実施例3Aを繰り返す。
動作条件:
1.凝縮温度=45℃
2.凝縮温度−周囲温度=10℃
3.凝縮器過冷却=0.0℃(受容器を有するシステム)
4.蒸発温度=−30℃、対応する庫内温度=−18℃
5.蒸発器過熱=3.3℃
6.圧縮機断熱効率=65%
7.容積効率=100%
8.吸気ライン低段での温度上昇=15℃
9.吸気ライン高段での温度上昇=10℃
10.中間熱交換器CO凝縮温度=15℃、20℃及び25℃
11.中間熱交換器過熱=3.3℃
12.中間熱交換器での温度差=8℃
結果を以下の表4Bに報告する。
Figure 0006899899
・結果を表4Bに報告する。
・表4Bは、カスケード冷凍システムにおける本発明の例示的な冷媒の性能を示す。
・組成物B1〜B5は、低段サイクルの様々な凝縮温度においてR134aの効率と一致する。
実施例4A:吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する空気熱源ヒートポンプ温水ヒータにおける性能
本発明の組成物は、住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムにおいて使用されてよい。住宅用空気−水ヒートポンプ温水システムは、冬季に床暖房又は同様の用途のために温水(当該水は、例えば、約50℃の温度を有する)を建物に供給するために使用される。温水システムは通常、熱を周囲空気と交換するための丸管プレートフィン又はマイクロチャネル蒸発器、往復動式又は回転式圧縮機、水を加熱するためのプレート凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−20〜約3℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約50〜約90℃の範囲内である。
以下の実施例では、本発明の例示的な組成物を、吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する及び有しないヒートポンプ温水ヒータシステムにおいて試験した。吸気ライン/液体ライン熱交換器を有するヒートポンプ温水ヒータシステムの概略図を図2に示し、以下の表5Aに報告する。
動作条件:
1.凝縮温度=55℃
2.水入口温度=45℃、水出口温度=50℃
3.凝縮器過冷却=5.0℃
4.蒸発温度=−5℃、対応する周囲温度=10℃
5.蒸発器過熱=3.5℃
6.圧縮機断熱効率=60%
7.容積効率=100%
8.吸気ライン中の温度上昇=5℃
9.吸気ライン/液体ライン熱交換器熱交換率:0%、35%、55%、75%
Figure 0006899899
・表5Aは、吸気ライン/液体ライン熱交換器(SL/LL HX)を有する及び有しないヒートポンプ温水ヒータにおける冷媒の性能を示す。
・組成物A1〜A5は、SL/LL熱交換器が使用されるとき、R134aよりも高い効率を示す。
・組成物A1〜A5は、圧縮機の信頼性がより良好であることを示す、R134aよりも低い吐出温度を示す。
実施例4B:吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する空気熱源ヒートポンプ温水ヒータにおける性能
組成物B1〜B5を使用すること以外は、実施例4Bを繰り返し、結果を以下の表5Bに報告する。
Figure 0006899899
・表5Bは、吸気ライン/液体ライン熱交換器(SL/LL HX)を有する及び有しないヒートポンプ温水ヒータにおける本発明の例示的な冷媒の性能を示す。
・組成物B1〜B5は、SL/LL熱交換器を有しないシステムにおけるR134aと同じ効率(COP)を示し、SL/LL熱交換器が使用されるときは、R134aよりも良好な効率(COP)を示す。
・組成物B1〜B5は、圧縮機の信頼性がより良好であることを示す、R134aよりも低い吐出温度を示す。
実施例5:吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する自動販売機における性能
本発明の組成物は、中温システムにおいて使用されてよい。中温冷凍システムは、好ましくは、冷蔵庫若しくはボトルクーラーなどにおいて食べ物若しくは飲み物を冷やすために、又はスーパーマーケットにおいて腐敗しやすい商品を冷やすために使用される。システムは通常、食べ物又は飲み物を冷やすための空気−冷媒蒸発器、往復動式又は回転式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための空気−冷媒凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−12〜約0℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。自動販売機は、中温冷凍システムの一例である。
以下の実施例では、本発明の例示的な組成物を、吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する及び有しない自動販売機システムにおいて試験したが、結果を以下の表6に報告する。
動作条件:
1.凝縮温度=45℃
2.凝縮温度−周囲温度=10℃
3.凝縮器過冷却=5.5℃
4.蒸発温度=−8℃、対応する庫内温度=1.7℃
5.蒸発器過熱=3.5℃
6.圧縮機断熱効率=60%
7.容積効率=100%
8.吸気ライン中の温度上昇=5℃
9.吸気ライン/液体ライン熱交換器熱交換率:0%、35%、55%、75%
Figure 0006899899
・表6は、吸気ライン/液体ライン熱交換器(SL/LL HX)を有する及び有しない自動販売機における冷媒の性能を示す。
組成物A1〜A5は、SL/LL熱交換器が使用されるとき、R134aよりも高い効率を示す。
実施例6:吸気ライン/液体ライン(SL/LL)熱交換器を有する中温冷凍システム
本発明の組成物は、中温システムにおいて使用されてよい。中温冷凍システムは、好ましくは、冷蔵庫若しくはボトルクーラーなどにおいて食べ物若しくは飲み物を冷やすために、又はスーパーマーケットにおいて腐敗しやすい商品を冷やすために使用される。システムは通常、食べ物又は飲み物を冷やすための空気−冷媒蒸発器、往復動式又は回転式圧縮機、熱を周囲空気と交換するための空気−冷媒凝縮器、及び温度膨張弁又は電子膨張弁を有する。冷媒蒸発温度は、好ましくは約−12〜約0℃の範囲内である。凝縮温度は、好ましくは約40〜約70℃の範囲内である。
以下の実施例では、本発明の例示的な組成物を、吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する及び有しない中温冷凍システムにおいて試験した。吸気ライン/液体ライン熱交換器を有する中温冷凍システムの概略図を図1に示し、結果を以下の表7に報告する。
動作条件:
1.凝縮温度=45℃
2.凝縮温度−周囲温度=10℃
3.凝縮器過冷却=0.0℃(受容器を有するシステム)
4.蒸発温度=−8℃、対応する庫内温度=1.7℃
5.蒸発器過熱=5.5℃
6.圧縮機断熱効率=65%
7.容積効率=100%
8.吸気ライン中の温度上昇=10℃
9.吸気ライン/液体ライン熱交換器熱交換率:0%、35%、55%、75%
Figure 0006899899
・表7は、中温冷凍システムにおける本発明の例示的な冷媒の性能をR134aと比較して示す。
・組成物B1〜B5は、SL/LL熱交換器を有しないシステムにおけるR134aと同じ効率(COP)を示し、SL/LL熱交換器が使用されるときは、R134aよりも良好な効率(COP)を示す。
比較実施例C1:比較カスケードシステム1B
以下の表C1は、二次ループ及び一次ループ内の冷媒がR404Aである、機械的過冷却器を有する場合と有しない場合の両方で図1Bを参照して説明されるカスケード冷凍システムの結果を示す。
Figure 0006899899
上記の表C1は、各システムの成績係数(COP)に関する情報を含む。COPは、システムに入力された仕事に対するシステムから出力された有用な冷却の比である。COPが高いということは、動作コストが低いということと同じである。相対COPは、過冷却なしの比較実施例冷凍システムに対して相対的なCOPである。
実施例7:カスケードシステム2
以下の表8は、二次ループ内の冷媒が上述のように冷媒A2及びB2のそれぞれであり、一次ループ内の冷媒がR404Aである、機械的過冷却器を有する場合と有しない場合の両方で図2を参照して説明されるカスケード冷凍システムの結果を示す。結果を以下の表8に報告し、この表には、便宜のために、比較(Comarative)実施例1からの結果を再び示す。
Figure 0006899899
表8からは、カスケードシステム2(図2)による二次ループにおいて本発明の冷媒A2及びB2を使用するカスケード化された冷凍回路が、比較システムと比べて最も低い電力消費及び最良のCOPを達成することが明らかである。
表C1及び表8に示される結果は、以下の仮定に基づくものであり、MTは中温(第2の冷凍回路)を意味し、LTは低温(第1の冷凍回路)を意味し、単位は所与のとおりである。
・負荷分布
○LT:1/3(33,000W)
○MT:2/3(67,000W)
・容積効率:MT及びLTのいずれも95%
・断熱効率
○R404A:MT/LT、0.72/0.68
・凝縮温度:105F
・MT蒸発温度:20F(内蔵されたユニットではより低い圧力低下により22F)
・LT蒸発温度:−25F
・蒸発器過熱:10F
・吸気ライン温度上昇
○比較実施例:MT:25F、LT:50F
○カスケード/内蔵型:MT:10F、LT:25F(内蔵されたユニットは、より短いラインを有し、したがってより少ない熱侵入を有する)
○カスケード/ポンプ型:MT:10F、LT:25F
・機械的過冷却器出口温度:50F
実施例8:吸気ライン液体ライン熱交換器を有するカスケードシステム2
以下の表8は、二次ループ内の冷媒が、上述のように、一方の場合では冷媒A2であり、他方の場合では冷媒B2であり、一次ループ内の冷媒がR404Aである、機械的過冷却器を有する場合と有しない場合の両方で図2を参照して説明されるが、加えて、第2の冷凍ループに取り付けられたSLHXを有する、カスケード冷凍システムの結果を示す。結果を以下の表8に報告し、この表には、便宜のために、比較実施例1からの結果を再び示す。
Figure 0006899899
表8からは、カスケードシステム2(図2)及び吸気ライン液体ライン熱交換器(SLHX)による二次ループにおいて本発明の冷媒A2及びB2を使用するカスケード化された冷凍回路が、比較システムと、及び図2のシステムであるがSLHXを有しないシステムと比べて、最も低い電力消費及び最良のCOPを達成することが明らかである。
表C1及び表8に示される結果は、以下の仮定に基づくものであり、MTは中温(第2の冷凍回路)を意味し、LTは低温(第1の冷凍回路)を意味し、単位は所与のとおりである。
・負荷分布
○LT:1/3(33,000W)
○MT:2/3(67,000W)
・容積効率:MT及びLTのいずれも95%
・断熱効率
○R404A:MT/LT、0.72/0.68
・凝縮温度:105F
・MT蒸発温度:20F(内蔵されたユニットではより低い圧力低下により22F)
・LT蒸発温度:−25F
・蒸発器過熱:10F
・吸気ライン温度上昇
○比較実施例:MT:25F、LT:50F
○カスケード/内蔵型:MT:10F、LT:25F(内蔵されたユニットは、より短いラインを有し、したがってより少ない熱侵入を有する)
○カスケード/ポンプ型:MT:10F、LT:25F
・機械的過冷却器出口温度:50F
番号付けした実施形態1
少なくとも約97重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態2
3つの化合物の冷媒が、
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び約18重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態1に記載の冷媒。
番号付けした実施形態3
3つの化合物の冷媒が、1重量%〜3重量%のHFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約80重量%のHFO−1234ze(E)、及び約18重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態1又は番号付けした実施形態2に記載の冷媒。
番号付けした実施形態4
HFCO−1233zd(E)が、組成物の2重量%+/−0.5重量%の量で存在する、番号付けした実施形態1〜3のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態5
3つの化合物の冷媒が、2重量%+/−0.5重量%のHFCO−1233zd(E)、約78重量%のHFO−1234ze(E)、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態1〜4のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態6
3つの化合物の冷媒が、2重量%+/−0.5重量%のHFCO−1233zd(E)、78重量%+/−0.5重量%のHFO−1234ze(E)、及び20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態1〜5のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態7
冷媒が、上記3つの化合物の上記冷媒の少なくとも約98.5重量%を含む、番号付けした実施形態1〜6に記載の冷媒。
番号付けした実施形態8
以下の3つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態9
3つの化合物の冷媒が、
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び約18重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態8に記載の冷媒。
番号付けした実施形態10
3つの化合物の冷媒が、1重量%〜3重量%のHFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約80重量%のHFO−1234ze(E)、及び約18重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態8又は番号付けした実施形態9に記載の冷媒。
番号付けした実施形態11
HFCO−1233zd(E)が、組成物の2重量%+/−0.5重量%の量で存在する、番号付けした実施形態8〜10のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態12
3つの化合物の冷媒が、2重量%+/−0.5重量%のHFCO−1233zd(E)、約78重量%のHFO−1234ze(E)、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態8〜11のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態13
3つの化合物の冷媒が、2重量%+/−0.5重量%のHFCO−1233zd(E)、78重量%+/−0.5重量%のHFO−1234ze(E)、及び20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態8〜12のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態14
以下の3つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態15
3つの化合物の冷媒が、
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び約18重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態14に記載の冷媒。
番号付けした実施形態16
3つの化合物の冷媒が、1重量%〜3重量%のHFCO−1233zd(E)、約77重量%〜約80重量%のHFO−1234ze(E)、及び約18重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態14又は番号付けした実施形態15に記載の冷媒。
番号付けした実施形態17
HFCO−1233zd(E)が、組成物の2重量%+/−0.5重量%の量で存在する、番号付けした実施形態14〜16のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態18
3つの化合物の冷媒が、2重量%+/−0.5重量%のHFCO−1233zd(E)、約78重量%のHFO−1234ze(E)、及び約20重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態14〜17のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態19
3つの化合物の冷媒が、2重量%+/−0.5重量%のHFCO−1233zd(E)、78重量%+/−0.5重量%のHFO−1234ze(E)、及び20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)である、番号付けした実施形態14〜18のいずれか1つに記載の冷媒。
番号付けした実施形態20
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒を含む、熱伝達組成物。
番号付けした実施形態21
冷媒が、組成物の40重量%超を構成する、番号付けした実施形態20に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態22
冷媒が、組成物の50重量%超を構成する、番号付けした実施形態20に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態23
冷媒が、組成物の60重量%超を構成する、番号付けした実施形態20に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態24
冷媒が、組成物の70重量%超を構成する、番号付けした実施形態20に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態25
冷媒が、組成物の80重量%超を構成する、番号付けした実施形態20に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態26
冷媒が、組成物の90重量%超を構成する、番号付けした実施形態20に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態27
上記熱伝達組成物が、ジエン系化合物及び/又はフェノール系化合物及び/又はリン化合物及び/又は窒素化合物及び/又はエポキシドから選択される安定化剤を更に含む、番号付けした実施形態20〜26のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態28
上記熱伝達組成物が、ジエン系化合物及び/又はフェノール系化合物及び/又はリン化合物から選択される安定化剤を更に含む、番号付けした実施形態20〜27のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態29
ジエン系化合物が、テレベン、レチナール、ゲラノイル、テルピネン、デルタ−3カレン、テルピノレン、フェランドレン、フェンケン、ミルセン、ファルネセン、ピネン、ネロール、シトラル、カンフル、メントール、リモネン、ネロリドール、フィトール、カルノシン酸、及びビタミンAからなる群から選択されるテルペン、好ましくは、ファルネセンである、番号付けした実施形態27又は28に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態30
ジエン系化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態29に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態31
リン化合物が、亜リン酸化合物又はリン酸化合物である、番号付けした実施形態27又は28に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態32
亜リン酸化合物が、ジアリール、ジアルキル、トリアリール、及び/若しくはトリアルキルホスファイト、並びに/又は混合されたアリール/アルキル二若しくは三置換ホスファイト、又はヒンダードホスファイト、トリス−(ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ−n−オクチルホスファイト、イソ−オクチルジフェニルホスファイト、イソーデシルジフェニルホスファイト、トリ−イソ−デシルホスフェート、トリフェニルホスファイト、及びジフェニルホスファイトから選択される1種以上の化合物、特にジフェニルホスファイト、から選択される、番号付けした実施形態31に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態33
リン酸化合物が、トリアリールホスフェート、トリアルキルホスフェート、アルキルモノ酸ホスフェート、アリール二酸ホスフェート、アミンホスフェート、好ましくはトリアリールホスフェート及び/又はトリアルキルホスフェート、特にトリ−n−ブチルホスフェート、から選択される、番号付けした実施形態31に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態34
リン化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態31〜33に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態35
安定化剤組成物が、番号付けした実施形態29〜30のいずれか1つに記載のジエン系化合物と、番号付けした実施形態31〜34のいずれか1つに記載のリン化合物と、を含む、番号付けした実施形態27又は28のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態36
リン化合物が、ヒンダードホスファイト、トリス−(ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ−n−オクチルホスファイト、イソ−デシルジフェニルホスファイト、及びジフェニルホスファイトからなる群から選択される亜リン酸化合物である、番号付けした実施形態35に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態37
リン化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、より好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態35又は36のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態38
安定化剤組成物が、ファルネセン及びジフェニルホスファイトを含む、番号付けした実施形態27〜37のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態39
窒素化合物が、ジニトロベンゼン、ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロソベンゼン、及びTEMPO[(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−イル)オキシル]から選択される1種以上の化合物、好ましくはジニトロベンゼンである、番号付けした実施形態27〜38のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態40
窒素化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態27〜39のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態41
フェノール化合物がBHTである、番号付けした実施形態27〜40のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態42
フェノール化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態27〜40のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態43
フェノール化合物がBHTであり、当該BHTが、熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で存在する、番号付けした実施形態27〜42のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態44
ファルネセン、ジフェニルホスファイト、及びBHTを含む安定化剤組成物であって、ファルネセンが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、ジフェニルホスファイトが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、BHTが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供される、安定化剤組成物、を含む、番号付けした実施形態27〜43のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態45
ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から、より好ましくはポリオールエステル(POE)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から、特にポリオールエステル(POE)、鉱物油、及びアルキルベンゼン(AB)から、最も好ましくはポリオールエステル(POE)から、なる群から選択される潤滑剤を更に含む、番号付けした実施形態20〜44のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態46
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から選択される、番号付けした実施形態45に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態47
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から選択される、番号付けした実施形態45に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態48
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、鉱物油、及びアルキルベンゼン(AB)から選択される、番号付けした実施形態45に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態49
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)である、番号付けした実施形態45に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態50
潤滑剤が、5〜60重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態51
潤滑剤が、30〜50重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態52
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約10〜60重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態53
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約20〜約50重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態54
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約20〜約40重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態55
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約20〜約30重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態56
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約30〜約50重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態57
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約30〜約40重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態58
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約5〜約10重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態59
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約8重量%前後の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態60
潤滑剤が10〜60重量%の量で熱伝達組成物中に存在し、潤滑剤がポリオールエステル(POE)潤滑剤である、番号付けした実施形態45〜49のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態61
熱伝達組成物が、番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒から本質的になる、番号付けした実施形態20〜26のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態62
熱伝達組成物が、請求項1〜19のいずれか一項に記載の冷媒と、番号付けした実施形態27〜44のいずれか1つに記載の安定化剤組成物と、から本質的になる、番号付けした実施形態20〜26のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態63
熱伝達組成物が、番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒と、番号付けした実施形態27〜44のいずれか1つに記載の安定化剤組成物と、番号付けした実施形態45〜60のいずれか1つに記載の潤滑剤と、から本質的になる、番号付けした実施形態20〜26のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態64
150未満の地球温暖化係数(GWP)を有する、番号付けした実施形態20〜63のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態65
0.05以下、好ましくは0.02、より好ましくは約ゼロのオゾン破壊係数(ODP)を有する、番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態66
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する低温冷凍システム。
番号付けした実施形態67
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する中温冷凍システム。
番号付けした実施形態68
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有するヒートポンプ。
番号付けした実施形態69
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する除湿器。
番号付けした実施形態70
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する自動販売機。
番号付けした実施形態71
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する冷却器。
番号付けした実施形態72
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する冷蔵庫。
番号付けした実施形態73
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する冷凍庫。
番号付けした実施形態74
番号付けした実施形態1〜19のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態20〜64のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有するカスケード冷凍システム。
番号付けした実施形態75
少なくとも約97重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。
番号付けした実施形態76
少なくとも約98.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態77
少なくとも約99.5重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態78
以下の4つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。
番号付けした実施形態79
少なくとも約98.5重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約84重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約9.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態80
トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約84重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約9.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態81
以下の4つの化合物からなる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、約84重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び約9.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態82
少なくとも約98.5重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態83
以下の4つの化合物から本質的になる冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態84
以下の4つの化合物からなることを含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
番号付けした実施形態85
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒を含む、熱伝達組成物。
番号付けした実施形態86
冷媒が、組成物の40重量%超を構成する、番号付けした実施形態85に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態87
冷媒が、組成物の50重量%超を構成する、番号付けした実施形態85に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態88
冷媒が、組成物の60重量%超を構成する、番号付けした実施形態85に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態89
冷媒が、組成物の70重量%超を構成する、番号付けした実施形態85に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態90
冷媒が、組成物の80重量%超を構成する、番号付けした実施形態85に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態91
冷媒が、組成物の90重量%超を構成する、番号付けした実施形態85に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態92
上記熱伝達組成物が、ジエン系化合物及び/又はフェノール系化合物及び/又はリン化合物及び/又は窒素化合物及び/又はエポキシドから選択される安定化剤を更に含む、番号付けした実施形態85〜91のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態93
上記熱伝達組成物が、ジエン系化合物及び/又はフェノール系化合物及び/又はリン化合物から選択される安定化剤を更に含む、番号付けした実施形態85〜91のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態94
ジエン系化合物が、テレベン、レチナール、ゲラノイル、テルピネン、デルタ−3カレン、テルピノレン、フェランドレン、フェンケン、ミルセン、ファルネセン、ピネン、ネロール、シトラル、カンフル、メントール、リモネン、ネロリドール、フィトール、カルノシン酸、及びビタミンAからなる群から選択されるテルペン、好ましくは、ファルネセンである、番号付けした実施形態92又は93に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態95
ジエン系化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態94に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態96
リン化合物が存在し、リン化合物が、亜リン酸化合物又はリン酸化合物である、番号付けした実施形態85〜95に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態97
亜リン酸化合物が、ジアリール、ジアルキル、トリアリール、及び/若しくはトリアルキルホスファイト、並びに/又は混合されたアリール/アルキル二若しくは三置換ホスファイト、又はヒンダードホスファイト、トリス−(ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ−n−オクチルホスファイト、イソ−オクチルジフェニルホスファイト、イソーデシルジフェニルホスファイト、トリ−イソ−デシルホスフェート、トリフェニルホスファイト、及びジフェニルホスファイトから選択される1種以上の化合物、特にジフェニルホスファイト、から選択される、番号付けした実施形態96に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態98
リン酸化合物が、トリアリールホスフェート、トリアルキルホスフェート、アルキルモノ酸ホスフェート、アリール二酸ホスフェート、アミンホスフェート、好ましくはトリアリールホスフェート及び/又はトリアルキルホスフェート、特にトリ−n−ブチルホスフェート、から選択される、番号付けした実施形態96に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態99
リン化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態97又は98に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態100
安定化剤組成物が、番号付けした実施形態29〜30のいずれか1つに記載のジエン系化合物と、番号付けした実施形態31〜34のいずれか1つに記載のリン化合物と、を含む、番号付けした実施形態97又は98のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態101
リン化合物が、ヒンダードホスファイト、トリス−(ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ−n−オクチルホスファイト、イソ−デシルジフェニルホスファイト、及びジフェニルホスファイトからなる群から選択される亜リン酸化合物である、番号付けした実施形態100に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態102
リン化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、より好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態100又は101のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態103
安定化剤組成物が、ファルネセン及びジフェニルホスファイトを含む、番号付けした実施形態92〜102のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態104
窒素化合物が、ジニトロベンゼン、ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロソベンゼン、及びTEMPO[(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−イル)オキシル]から選択される1種以上の化合物、好ましくはジニトロベンゼンである、番号付けした実施形態92〜103のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態105
窒素化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態92〜104のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態106
フェノール化合物がBHTである、番号付けした実施形態92〜105のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態107
フェノール化合物が、0を超える、好ましくは0.0001重量%〜約5重量%、より好ましくは0.001重量%〜約2.5重量%、最も好ましくは0.01重量%〜約1重量%の量で熱伝達組成物中に提供される、番号付けした実施形態92〜105のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態108
フェノール化合物がBHTであり、当該BHTが、熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で存在する、番号付けした実施形態92〜105のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態109
ファルネセン、ジフェニルホスファイト、及びBHTを含む安定化剤組成物であって、ファルネセンが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、ジフェニルホスファイトが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供され、BHTが熱伝達組成物の重量に基づいて約0.0001重量%〜約5重量%の量で提供される、安定化剤組成物、を含む、番号付けした実施形態92〜105のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態110
ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から、より好ましくはポリオールエステル(POE)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から、特にポリオールエステル(POE)、鉱物油、及びアルキルベンゼン(AB)から、最も好ましくはポリオールエステル(POE)から、なる群から選択される潤滑剤を更に含む、番号付けした実施形態95〜109のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態111
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から選択される、番号付けした実施形態110に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態112
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリビニルエーテル(PVE)から選択される、番号付けした実施形態110に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態113
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、鉱物油、及びアルキルベンゼン(AB)から選択される、番号付けした実施形態110に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態114
潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)である、番号付けした実施形態110に記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態115
潤滑剤が、5〜60重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態116
潤滑剤が、30〜50重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態117
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約10〜60重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態118
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約20〜約50重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態119
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約20〜約40重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態120
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約20〜約30重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態121
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約30〜約50重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態122
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約30〜約40重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態123
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約5〜約10重量%の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態124
潤滑剤が、熱伝達組成物を使用するシステムの約8重量%前後の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態125
潤滑剤が10〜60重量%の量で熱伝達組成物中に存在し、潤滑剤がポリオールエステル(POE)潤滑剤である、番号付けした実施形態110〜114のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態126
熱伝達組成物が、番号付けした実施形態75〜94のいずれか1つに記載の冷媒から本質的になる、番号付けした実施形態95〜101のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態127
熱伝達組成物が、請求項75〜84のいずれか一項に記載の冷媒と、番号付けした実施形態92〜109のいずれか1つに記載の安定化剤組成物と、から本質的になる、番号付けした実施形態75〜94のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態128
熱伝達組成物が、番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒と、番号付けした実施形態92〜109のいずれか1つに記載の安定化剤組成物と、番号付けした実施形態110〜125のいずれか1つに記載の潤滑剤と、から本質的になる、番号付けした実施形態92〜109のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態129
150未満の地球温暖化係数(GWP)を有する、番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態130
0.05以下、好ましくは0.02、より好ましくは約ゼロのオゾン破壊係数(ODP)を有する、番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
番号付けした実施形態131
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する低温冷凍システム。
番号付けした実施形態132
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する中温冷凍システム。
番号付けした実施形態133
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有するヒートポンプ。
番号付けした実施形態134
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態84〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する除湿器。
番号付けした実施形態135
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態84〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する自動販売機。
番号付けした実施形態136
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態84〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する冷却器。
番号付けした実施形態137
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する冷蔵庫。
番号付けした実施形態138
番号付けした実施形態75〜49のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有する冷凍庫。
番号付けした実施形態139
番号付けした実施形態75〜84のいずれか1つに記載の冷媒又は番号付けした実施形態85〜128のいずれか1つに記載の熱伝達組成物を含有するカスケード冷凍システム。
本発明は好ましい実施形態を参照して記載されているが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、その要素に相当する等価物に置換することができることが当業者によって理解されよう。更に、特定の状況又は材料に適合させために、本発明の必須の範囲から出発して、本発明の教示に対する多くの修正を行うことができる。したがって、本発明15は、開示される特定の実施形態に限定されるのではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲又は後に追加される任意の特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含むことが意図される。
本明細書は以下の発明の態様を包含する。
[1]
少なくとも約97重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
約73重量%〜約87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、
4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び
約6.6重量%〜約20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。
[2]
[1]に記載の冷媒を含む、熱伝達組成物。
[3]
潤滑剤を更に含む、[2]に記載の熱伝達組成物。
[4]
安定化剤を更に含む、[2]に記載の熱伝達組成物。
[5]
安定化剤を更に含む、[3]に記載の熱伝達組成物。
[6]
少なくとも約97重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E)、
約77重量%〜約83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E)、及び
約15重量%〜約21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF3I)。
[7]
[1]に記載の冷媒を含む、熱伝達組成物。
[8]
潤滑剤を更に含む、[2]に記載の熱伝達組成物。
[9]
安定化剤を更に含む、[2]に記載の熱伝達組成物。
[10]
安定化剤を更に含む、[3]に記載の熱伝達組成物。

Claims (19)

  1. 少なくとも7重量%の以下の4つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    3重量%〜7重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、
    4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び
    .6重量%〜0.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。
  2. 請求項1に記載の冷媒であって、以下の4つの化合物から本質的になり、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    73重量%〜87重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、
    4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び
    6.6重量%〜20.6重量%のトリフルオロヨードメタン(CF I)。
  3. 請求項1に記載の冷媒であって、以下の4つの化合物から本質的になり、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    84重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、
    4.4重量%+/−0.5重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、及び
    9.6重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF I)。
  4. 少なくとも7重量%の以下の3つの化合物を含む冷媒であって、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    7重量%〜3重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び
    5重量%〜1重量%のトリフルオロヨードメタン(CFI)。
  5. 請求項4に記載の冷媒であって、以下の3つの化合物から本質的になり、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    1重量%〜3重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    77重量%〜83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び
    15重量%〜21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF I)。
  6. 請求項5に記載の冷媒であって、以下の3つの化合物から本質的になり、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    1重量%〜2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    77重量%〜83重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び
    15重量%〜21重量%のトリフルオロヨードメタン(CF I)。
  7. 請求項6に記載の冷媒であって、以下の3つの化合物から本質的になり、各化合物が以下の相対百分率で存在する、冷媒:
    2重量%+/−0.5重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HFCO−1233zd(E))、
    78重量%+/−0.5重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、及び
    20重量%+/−0.5重量%のトリフルオロヨードメタン(CF I)。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の冷媒を含む、熱伝達組成物。
  9. 潤滑剤を更に含む、請求項8に記載の熱伝達組成物。
  10. 潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、シリコーン油、鉱物油、アルキルベンゼン(AB)、ポリビニルエーテル(PVE)、及びポリ(アルファ−オレフィン)(PAO)、及びその組み合わせを含む、請求項9に記載の熱伝達組成物。
  11. 潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)を含む、請求項10に記載の熱伝達組成物。
  12. 安定化剤を更に含む、請求項8に記載の熱伝達組成物。
  13. 安定化剤がジエン系化合物、フェノール系化合物、リン化合物、窒素化合物、エポキシド及びその組み合わせを含む、請求項12に記載の熱伝達組成物。
  14. 低温冷凍、中温冷凍、自動販売機、ヒートポンプ、除湿器、冷却器、空調並びに冷蔵庫及び冷凍庫における、請求項7〜13に記載の熱伝達組成物の使用。
  15. 低温冷凍における、請求項14に記載の熱伝達組成物の使用。
  16. 中温冷凍における、請求項14に記載の熱伝達組成物の使用。
  17. ヒートポンプにおける、請求項14に記載の熱伝達組成物の使用。
  18. 空調における、請求項14に記載の熱伝達組成物の使用。
  19. R−134aを含む既存の熱交換システムにおけるR−134aの置き換えのための、請求項7〜13に記載の熱伝達組成物の使用。
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