KR20120132504A

KR20120132504A - 열전달 조성물

Info

Publication number: KR20120132504A
Application number: KR1020127024141A
Authority: KR
Inventors: 로버트 이. 로우
Original assignee: 멕시켐 아만코 홀딩 에스.에이. 데 씨.브이.
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-12-05
Also published as: AU2011217060A1; AU2014203468B2; EP2536801A2; US9187683B2; RU2012139455A; AU2011217060B2; CN102753645A; AU2014203468A1; US20120305480A1; WO2011101618A2; MX2012009375A; GB201002618D0; BR112012020511A2; WO2011101618A3; JP2013519776A; CA2789522A1

Abstract

본 발명은 본질적으로 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (R-1234ze(E)) 약 62 내지 약 78 중량% 및 1,1-디플루오로에탄 (R-152a) 약 22 내지 약 38 중량%로 이루어진 열전달 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 R-152a 약 20 내지 약 40 중량%, R-134a 약 5 내지 약 55 중량%, 및 R-1234ze(E) 약 5 내지 약 75 중량%를 포함하는 열전달 조성물을 제공한다.

Description

열전달 조성물{Heat transfer compositions}

본 발명은 열전달 조성물, 특히 R-134a, R-152a, R-1234yf, R-22, R-410A, R-407A, R-407B, R-407C, R507 및 R-404a와 같은 기존의 냉매를 대체하기에 적합할 수 있는 열전달 조성물에 관한 것이다.

본 명세서에서 이미 공개된 문헌 또는 배경 기술에 대한 열거 또는 토의가 반드시 상기 문헌 또는 배경 기술이 본 발명이 속하는 기술 분야의 상태의 일부라거나 일반적인 지식이라고 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

열 펌프 및 공기 조절 시스템과 같은 기계적 냉각 시스템(mechanical refrigeration systems) 및 관련된 열전달 장치가 잘 알려져 있다. 이런 시스템에 있어서, 냉매 액체는 낮은 압력에서 주위로부터 열을 빼앗으면서 증발한다. 그 다음, 그 결과로 얻어진 증기는 압축되고 응축기로 이동하여 여기에서 상기 증기는 응축하고 제2 구역에 열을 발산하며, 응축물은 팽창 밸브를 통하여 증발기로 돌아가서, 사이클이 완성된다. 증기를 압축하고 액체를 펌핑하기 위하여 요구되는 기계적 에너지는 예를 들어, 전기 모터 또는 내연 기관을 통해 제공된다.

냉매의 바람직한 특성은 적절한 끓는점 및 높은 증발 잠열을 갖는 것에 더하여, 낮은 독성, 비인화성(non-flammability), 비부식성(noncorrosivity), 높은 안정성 및 불쾌한 냄새가 없을 것을 포함한다. 다른 바람직한 특성은 25 bar 아래의 압력에서의 즉각적인 압축성, 압축시의 낮은 방출 온도, 높은 냉각 용량(refrigeration capacity), 고효율(높은 성능 계수) 및 원하는 증발 온도에서의 1 bar를 초과하는 증발기 압력이다.

디클로로디플루오로메탄(냉매 R-12)은 적절한 조합의 특성들을 가지고 있으며 다년에 걸쳐 가장 널리 사용되는 냉매이었다. 전부 및 부분적으로 할로겐화된 클로로플루오로카본이 지구의 보호 오존층을 손상시킨다는 국제적인 우려로 인하여, 이들의 제조 및 사용이 엄격히 규제되고 궁극적으로 완전히 중단되어야만 한다는 일반적인 합의가 있었다. 디클로로디플루오로메탄의 사용은 1990년대에 중단되었다.

클로로디플루오로메탄(R-22)은 더 낮은 오존 파괴 지수(ozone depletion potential)로 인하여 R-12의 대체물로서 도입되었다. R-22도 강력한 온실 기체라는 우려에 따라 이의 사용 또한 중단되었다.

본 발명이 관련된 유형의 열전달 장치는 본질적으로 폐쇄계(closed system)임에도 불구하고, 장치의 작동 중에 또는 유지 보수 절차 중에 누출로 인하여 대기중으로의 냉매 손실이 일어날 수 있다. 그러므로, 전부 및 부분적으로 할로겐화 클로로플루오로카본 냉매를 오존 파괴 지수(ozone depletion potential)가 0인 물질로 대체하는 것은 중요하다.

오존 파괴의 가능성에 더하여, 대기 중의 상당한 농도의 할로카본 냉매가 지구 온난화(소위 온실 효과)에 기여할지도 모른다는 것이 시사되어 왔다. 그러므로, 히드록시 라디칼과 같은 대기의 다른 구성 성분과 반응하려는 이들의 활동성 또는 광분해 반응을 통한 즉각적인 분해로 인하여 비교적 짧은 대기 체류시간(atmospheric lifetime)을 갖는 냉매를 사용하는 것이 바람직하다.

R-410A 및 R-407 냉매(R-407A, R-407B 및 R-407C를 포함)은 R-22에 대한 대체 냉매로서 도입되어 왔다. 그러나, R-22, R-410A 및 R-407 냉매는 모두 높은 지구 온난화 지수(GWP; global warming potential 또는 greenhouse warming potential로 알려짐)를 갖는다.

1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (냉매 R-134a)은 R-12에 대한 대체 냉매로서 도입되었다. 그러나, R-134a는 큰 오존 파괴 지수를 갖지 않지만, 1300의 GWP를 갖는다. 더 낮은 GWP를 갖는 R-134a에 대한 대체물을 찾는 것이 바람직할 것이다.

R-152a(1,1-디플루오로에탄)는 R-134a에 대한 대안으로서 특정되어 왔다. 이것은 약간 R-134a보다 더 효과적이고, 120의 지구 온난화 지수를 갖는다. 그러나, R-152a의 인화성은 매우 높게 판단되어, 예를 들어, 이동식 공기 조절 시스템에서 이의 안전한 사용을 가능하지 않게 한다. 특히, 공기 중에서 이의 연소하한계(lower flammable limit)는 너무 낮고, 이의 화염 속도는 너무 높고 이의 발화에너지는 너무 낮다고 믿어진다.

따라서, 낮은 인화성과 같은 개선된 특성을 갖는 대체 냉매를 제공하기 위한 요구가 있다. 플루오로카본 연소 화학은 복잡하고 예측불허이다. 비인화성의 플루오로카본을 인화성의 플루오로카본과 혼합하는 것이 항상 유체의 인화성을 낮추거나 또는 공기중에서의 연소 조성 범위를 낮추는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명자들은 비인화성의 R-134a를 인화성 R-152a와 혼합하면, 혼합물의 연소하한계는 예상할 수 없는 방식으로 변화하는 것을 발견하였다. 3성분 조성물이 고려되는 경우, 이런 상황은 더욱 복잡하고 덜 예측가능하다.

또한, 개조가 적거나 없이 냉각 장치와 같은 기존의 장치에서 사용될 수 있는 대체 냉매를 제공하기 위한 요구가 있다.

R-1234yf (2,3,3,3-테트라플루오로프로펜)은 특정 응용 분야, 특히 이동식 공기 조절 또는 열 펌프 응용에서 R-134a를 대체하기 위한 후보 대체 냉매로서 특정되어 왔다. 이의 GWP는 약 4이다. R-1234yf는 인화성이나, 이의 인화성 특성은 일반적으로 이동식 공기 조절 또는 열 펌프를 포함하는 일부 응용 분야에 대해서는 수용가능한 것으로 여겨진다. 특히, R-152a와 비교할 때, 이의 연소하한계 및 최소 발화에너지는 더 높고 공기중 불꽃 속도는 R-152a보다 상당히 낮다.

온실 기체의 배출의 관점에서 공기 조절 또는 냉각 시스템을 작동하는 것의 환경 영향은 냉매의 소위 "직접" GWP에 관하여 뿐만 아니라, 시스템을 작동하기 위한 전기 또는 연료의 소비로 인한 이산화탄소의 배출을 의미하는 소위 "간접" 배출에 관해서도 고려되어야만 한다. 총등가 온난화영향(Total Equivalent Warming Impact, TEWI) 분석 또는 전과정 탄소 생산(Life-Cycle Carbon Production, LCCP) 분석으로 알려진 것들을 포함하는 이런 총 GWP 효과의 몇몇의 지표가 개발되어 왔다. 이런 측정들 모두는 전체 온난화 영향에 대한 냉매 GWP 및 에너지 효율의 효과의 평가를 포함한다.

R-1234yf의 에너지 효율 및 냉각 용량은 R-134a의 에너지 효율 및 냉각 용량보다 상당히 낮다는 것이 밝혀졌을 뿐만 아니라, 상기 유체는 시스템 배관 및 열 교환기에서 높은 압력 강하를 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 이런 결과로, R-1234yf를 이용하여 R-134a와 동등한 에너지 효율 및 냉각 용량을 달성하기 위해서는, 더욱 복잡한 장치 및 더 큰 크기의 배관이 요구되며, 이는 장치와 관련된 간접 배출의 증가로 이어진다. 더욱이, R-1234yf의 생산은 R-134a보다 원료(불화되고 염소화된)의 사용에서 더욱 복잡하면서도 저효율인 것으로 생각된다. 따라서, R-134a를 대체하기 위하여 R-1234yf를 채택하면 R-134a보다 더 많은 원료를 소비할 것이고, 더 많은 온실 기체의 간접 배출을 초래할 것이다.

R-134a에 대하여 설계된 일부의 기존 기술은 일부 열전달 조성물의 감소된 인화성조차도 수용할 수 없을 수 있다(150 미만의 GWP를 갖는 모든 조성물은 어느 정도 인화성이 있다고 믿어진다).

그러므로, 본 발명의 주목적은, 감소된 GWP를 갖지만, 예를 들면 기존의 냉매 (예를 들어, 134a, R-152a, R-1234yf, R-22, R-410A, R-407A, R-407B, R-407C, R507 및 R-404a)를 사용하여 달성되는 값("성능 계수"로 편리하게 표시될 수 있다)의 이상적으로는 10% 이내, 바람직하게는 상기 값의 10% 미만(예를 들어, 약 5%)의 용량 및 에너지 효율을 가지며, 그 자체로 사용 가능하거나 기존의 냉각 사용의 대체물로서 적합한 열전달 조성물을 제공하는 것이다. 유체 사이에서 이 정도의 차이는, 장치 및 시스템 작동 특징의 재설계로써 통상 해결 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려져 있다. 상기 조성물은 이상적으로는 감소된 독성 및 허용 가능한 인화성을 또한 가져야만 한다.

본 발명은 본질적으로 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (R-1234ze(E)) 약 62 내지 약 78 중량% 및 1,1-디플루오로에탄 (R-152a) 약 22 내지 약 38 중량%로 이루어진 열전달 조성물의 제공을 통하여 상기 결점들을 해결한다. 이들은 다르게 명시되지 않은 한, 본 발명의 이성분 조성물이라고 지칭될 것이다.

"~로 본질적으로 이루어진(consisting essentially of)"이란 용어는 본 발명의 조성물이 실질적으로 다른 성분, 특히, 열전달 조성물에 사용되는 것으로 알려진 (하이드로)(플루오로)화합물 (예를 들어, (하이드로)(플루오로)알칸 또는 (하이드로)(플루오로)알켄)을 더 함유하지 않는 것을 의미한다. 용어 "~로 이루어진(consisting of)"은 "~로 본질적으로 이루어진"의 의미 내에 포함된다.

본 명세서에서 설명되는 모든 화학 물질은 상업적으로 입수할 수 있다. 예를 들어, 상기 불소 화합물들은 Apollo Scientific (영국)으로부터 얻어질 수 있다.

청구 범위를 포함하여 본 명세서의 조성물에서 언급되는 모든 % 양은 다르게 언급되지 않는 한, 조성물의 총중량을 기준으로 하는 중량%이다.

바람직한 일 구현예에 있어서, 본 발명의 이성분 조성물은 본질적으로 R-1234ze(E) 약 63 내지 약 77 중량% 및 R-152a 약 23 내지 약 37 중량%, 또는 R-1234ze(E) 약 64 내지 약 76 중량% 및 R-152a 약 24 내지 약 36 중량%로 이루어진다.

편리하게는, 본 발명의 이성분 조성물은 본질적으로 R-1234ze(E) 약 65 내지 약 75 중량% 및 R-152a 약 25 내지 약 35 중량%, 또는 R-1234ze(E) 약 66 내지 약 74 중량% 및 R-152a 약 26 내지 약 34 중량%로 이루어질 수 있다.

유리하게는, 본 발명의 이성분 조성물은 본질적으로 R-1234ze(E) 약 67 내지 약 73 중량% 및 R-152a 약 27 내지 약 33 중량%, 또는 R-1234ze(E) 약 68 내지 약 72 중량% 및 R-152a 약 28 내지 약 32 중량%로 이루어질 수 있다.

의문을 회피하기 위하여, 본 발명의 이성분 조성물에서 성분의 양의 범위에 대해 언급된 상한 및 하한 값들은 임의의 방식으로 교환될 수 있는 것으로 이해되고, 단 그 결과의 범위는 본 발명의 가장 넓은 범위 내에 속하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 이성분 조성물은 약 62 내지 약 75 중량%의 R-1234ze(E) 및 약 25 내지 약 38 중량%의 R-152a, 또는 약 66 내지 약 77 중량%의 R-1234ze(E) 및 약 23 내지 약 34중량%의 R-152a로 본질적으로 이루어질 수 있다.

다른 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물은 R-152a 약 20 내지 약 40 중량%, R-134a 약 5 내지 약 55 중량% 및 R-1234ze(E) 약 5 내지 약 75 중량%을 포함한다. 이는 본 명세서에서 본 발명의 (삼성분) 조성물로 지칭될 것이다.

R-134a는 전형적으로 액체 및 증기 상 모두에서 본 발명의 조성물의 인화성을 감소시키기 위하여 포함된다. 바람직하게는, 충분한 R-134a가 본 발명의 조성물을 비인화성으로 만들기 위하여 포함된다.

본 발명의 바람직한 조성물은 약 22 내지 약 38 중량%의 R-152a, 약 10 내지 약 50 중량%의 R-134a, 및 약 10 내지 약 70 중량%의 R-1234ze(E)를 포함한다.

본 발명의 유리한 조성물은 약 22 내지 38 중량%의 R-152a, 약 20 내지 약 50 중량%의 R-134a 및 약 10 내지 약 60 중량%의 R-1234ze(E)를 포함한다.

본 발명의 더 바람직한 조성물은 약 28 내지 38 중량%의 R-152a, 약 15 내지 약 50 중량%의 R-134a 및 약 10 내지 약 60 중량%의 R-1234ze(E)를 포함한다.

본 발명의 더 유리한 조성물은 약 31 내지 38 중량%의 R-152a, 약 10 내지 약 50 중량%의 R-134a 및 약 10 내지 약 60 중량%의 R-1234ze(E)를 포함한다.

바람직하게는, R-134a를 함유하는 본 발명의 조성물은 60℃의 시험 온도에서 ASHRAE 34 방법을 사용하는 테스트에서 비인화성이다.

R-1234ze(E), R-152a 및 R-134a를 함유하는 본 발명의 조성물은 이들 성분들로 본질적으로 이루어질(또는 이루어질) 수 있다.

의문을 피하기 위하여, 구체적으로 정의된 양의 성분들을 포함하는 본 명세서에 설명되는 모든 본 발명의 삼성분 조성물은 이런 조성물에서 정의된 성분들로 본질적으로 이루어질(또는 이루어질) 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 편리하게도 실질적으로 R-1225 (펜타플루오로프로펜), 편리하게도 실질적으로 R-1225ye (1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜) 또는 R-1225zc (1,1,3,3,3-펜타플루오로프로펜)을 포함하지 않는다. 이들 화합물은 관련된 독성 문제를 가질 수 있다.

"실질적으로 없는"이란, 본 발명의 조성물이 그 조성물의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 이하의 언급된 성분을 함유하는 것을 의미한다.

본 발명의 조성물은 하기 화합물들을 실질적으로 함유하지 않을 수 있다:

(i) 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (R-1234yf)

(ii) 시스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (R-1234ze(Z)) 및/또는

(iii) 3,3,3-트리플루오로프로펜 (R-1243zf).

본 발명의 조성물은 0의 오존 파괴 지수를 갖는다.

바람직하게는, 본 발명의 조성물 (예를 들어, R-134a, R-1234yf 또는 R-152a에 대한 적절한 냉매 대체물인 것들)은 1300 미만, 바람직하게는 1000 미만, 더욱 바람직하게는 500, 400, 300 또는 200 미만, 특별히 150 또는 100 미만, 심지어 어떤 경우에는 50 미만의 GWP를 갖는다. 다르게 언급되지 않는 한, IPCC(기후 변동에 관한 정부간 패널) TAR (제3차 평가 보고서)의 GWP 값이 본 명세서에서 사용되었다.

유리하게는, 본 조성물은 상기 조성물의 개별 인화성 성분, 예를 들어 R-152a에 비하여 더 감소된 인화 위험성의 것이다. 바람직하게는, 본 조성물은 R-1234yf에 비하여 더 감소된 인화 위험성의 것이다.

일 측면에 있어서, 상기 조성물은 R-152a 또는 R-1234yf와 비교하여 (a) 더 높은 연소하한계; (b) 더 높은 발화 에너지; 또는 (c) 더 낮은 화염 속도 중 하나 이상을 갖는다.

인화성(flammability)은 ASTM 표준 E-681과 2004년식 Addendum 34p에 따른 테스트 방법을 통합한 ASHRAE 표준 34에 따라 결정될 수 있고, 이의 전체 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

일부 응용에 있어서, 본 배합물이 ASHRAE 34 방법으로 비인화성으로 분류되어야 할 필요가 없을 수 있다; 예를 들어, 냉각 장치 충전물을 주위에 누출시킴으로써 인화성 혼합물을 만드는 것이 물리적으로 불가능한 경우, 인화한계가 공기 중에서 충분히 감소됨으로써 상기 응용에 있어서 사용에 안전하게 할 수 있는 유체를 개발하는 것이 가능하다. 본 발명자들은 인화성 냉매 R-152a에 R-1234ze(E)를 첨가하는 것의 효과로 인하여, 이러한 방식을 통해 공기와의 혼합물에서 인화성이 개질된다는 것을 발견하였다.

하이드로플루오로카본(HFCs) 또는 하이드로플루오로카본 더하기 하이드로플루오로-올레핀의 혼합물의 인화성은 탄소-수소 결합에 대한 탄소-불소 결합의 비율과 연관된 것으로 알려져 있다. 이것은 비율 R = F/(F+H)로 표현될 수 있으며, 여기서 몰 기준으로, F는 조성물에서의 불소 원자의 총수를 나타내고, H는 조성물에서의 수소 원자의 총수를 나타낸다. 다르게 언급되지 않는 한, 이것은 본 명세서에서 불소 비율로 지칭된다.

예를 들면, Takizawa et al, Reaction Stoichiometry for Combustion of Fluoroethane Blends, ASHRAE Transactions 112(2) 2006 (이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다)는 이 비율과 R-152a를 포함하는 혼합물의 화염 속도 사이에 비선형 관계가 존재하는 것을 입증하였으며, 증가된 불소 비율이 더 낮은 화염 속도를 낳았다. 이 참고문헌에서의 데이타는 화염 속도가 0으로 떨어지기 위해서는 즉 상기 혼합물이 비인화성이 되기 위해서는 불소 비율이 약 0.65 초과일 필요가 있다는 것을 교시한다.

유사하게는, Minor et al (Du Pont 특허 출원 WO2007/053697)은 불소 비율이 약 0.7을 초과하는 경우, 하이드로플루오로올레핀과 같은 화합물이 비인화성일 것이라 기대될 수 있음을 보이는 다양한 하이드로플루오로올레핀의 인화성에 대한 교시를 제공한다.

그러므로, R-152a (불소 비율 0.33) 및 R-1234ze(E) (불소 비율 0.67)를 포함하는 혼합물이 거의 100%의 R-1234ze(E)를 포함하는 한계 조성 범위를 제외하고 인화성일 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에 기초하여 예상될 수 있는데, 이는 상기 올레핀에 첨가되는 R-152a의 어떠한 양도 상기 혼합물의 불소 비율을 0.67 아래로 감소시킬 수 있기 때문이다.

놀랍게도, 본 발명자들은 이것이 사실이 아니라는 것을 발견하였다. 특히, 본 발명자들은 0.7 미만의 불소 비율을 갖는 R-152a 및 R-1234ze(E)의 혼합물은 23℃에서 비인화성으로 존재한다는 것을 발견하였다. 이후의 실시예에서 보이는 바와 같이, 불소 비율을 심지어 약 0.58로 낮추더라도 이런 R-152a 및 R-123ze(E)의 혼합물은 비인화성이다.

더욱이, 이후의 실시예에서 더 실증되는 바와 같이, 본 발명자들은 공기 중에서 7% v/v 이상의 연소하한계 (이렇게 함으로써 이들을 다양한 용도로 사용하기에 안전하게 만듦) 및 약 0.43 만큼 낮은 불소 비율을 갖는 R-152a 및 R-1234ze(E)의 혼합물을 더 특정하였다. 이는 특히 인화성 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (R-1234yf)이 0.67의 불소 비율 및 공기 중에서 23℃에서 6 내지 6.5% v/v의 측정된 연소하한계를 갖는다는 사실에 비추어 놀랍다.

일 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물은 약 0.49 내지 0.56과 같은, 예를 들어, 약 0.50 내지 약 0.55와 같이 약 0.48 내지 약 0.57의 불소 비율을 갖는다. 의문을 피하기 위하여, 이런 불소 비율 범위의 상한값 및 하한값은 임의의 방법으로 교환될 수 있는 것으로 이해되며, 단 그 결과의 범위는 본 발명의 가장 넓은 범위 내에 속하여야 한다.

예상되는 양보다 적은 양의 R-1234ze(E)를 함유하는 저인화성 R-152a/R-1234ze(E) 블렌드를 제조함으로써, 이러한 조성물 내의 R-152a의 양은 증가된다. 이는, 예를 들어, 더 높은 양의 R-1234ze(E)를 함유하는 동등한 조성물에 비해 향상된 냉각 용량, 감소된 온도 글라이드 및/또는 감소된 압력 강하를 나타내는 열전달 조성물을 낳는다고 믿어진다.

따라서, 본 발명의 조성물은 저인화성, 낮은 GWP 및 향상된 냉각 성능 특성의 완전히 예상되지 않은 조합을 나타낸다. 이들 냉각 성능 특성의 몇몇은 이하에서 더욱 구체적으로 설명된다.

일정한 압력에서 제오트로프(zeotropic) (비공비성(non-azeotropic)) 혼합물의 기포점과 이슬점 온도와의 차이로 생각될 수 있는 온도 글라이드(temperature glide)는 냉매의 특성이고; 유체를 혼합물로 대체하는 것이 소망된다면, 대체 유체에서 종종 유사하거나 감소된 글라이드를 갖는 것이 바람직하다. 일 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물은 비공비성이다.

편리하게는, 본 발명의 조성물의 온도 글라이드(증발기에서)는 약 2K 미만, 예를 들어, 약 1K 미만이다.

유리하게는, 본 발명의 조성물의 체적 냉각 용량(volumetric refrigeration capacity)은 대체되는 기존의 냉매 유체의 체적 냉각 용량의 적어도 85%, 바람직하게는 적어도 90% 또는 심지어 적어도 95%이다.

본 발명의 조성물은 R-1234yf의 체적 냉각 용량의 적어도 90%인 체적 냉각 용량을 전형적으로 갖는다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 R-1234yf의 적어도 95%, 예를 들어, R-1234yf의 체적 냉각 용량의 약 95% 내지 약 120%인 체적 냉각 용량을 갖는다.

일 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물의 사이클 효율(성능 계수(coefficient of performance), COP)은 대체되는 기존의 냉매 유체의 약 5% 이내이거나 또는 심지어는 대체되는 기존의 냉매 유체보다 우수하다.

편리하게는, 본 발명의 조성물의 압축기 방출 온도는 대체되는 기존의 냉매 유체의 약 15K 이내, 바람직하게는 약 10K 이내 또는 나아가 약 5K 이내이다.

본 발명의 조성물은 바람직하게는 R-134a 값의 95% 이상에서 감소되거나 동등한 압력 강하 특성 및 냉각 용량을 가지면서, 동등한 조건 하에서 R-134a의 적어도 95% (바람직하게는 적어도 98%)의 에너지 효율을 갖는다. 유리하게는 상기 조성물은 동등한 조건하에서 R-134a에 비하여 더 높은 에너지 효율 및 더 낮은 압력 강화 특성을 갖는다. 또한, 상기 조성물은 유리하게는 단독 R-1234yf에 비하여 더 좋은 에너지 효율 및 압력 강화 특성을 갖는다.

본 발명의 열전달 조성물은 기존의 장치 설계에서 사용하는데 적합하고, 현재 확립된 HFC 냉매와 함께 사용되는 모든 종류의 윤활제와 상용 가능(compatible)하다. 이들은 적절한 첨가제를 사용함으로써 미네랄 오일과 선택적으로 안정화되거나 상용화될 수 있다.

바람직하게는, 열전달 장치에서 사용되는 경우, 본 발명의 조성물은 윤활제와 조합된다.

편리하게는, 윤활제는 미네랄 오일, 실리콘 오일, 폴리알킬 벤젠(PABs), 폴리올 에스테르(POEs), 폴리알킬렌 글리콜(PAGs), 폴리알킬렌 글리콜 에스테르(PAG esters), 폴리비닐 에테르(PVEs), 폴리(알파-올레핀) 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

유리하게는, 윤활제는 안정화제를 더 포함한다.

바람직하게는, 안정화제는 디엔계 화합물, 인산염(phosphates), 페놀 화합물 및 에폭사이드 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

편리하게는, 본 발명의 조성물은 난연제와 조합될 수 있다.

유리하게는, 난연제는 트리-(2-클로로에틸) 포스페이트, (클로로프로필) 포스페이트, 트리-(2,3-디브로모프로필) 포스페이트, 트리-(1,3-디클로로프로필) 포스페이트, 인산 이암모늄, 다양한 할로겐화된 방향족 화합물, 안티모니 산화물, 알루미늄 삼수화물, 폴리염화비닐, 불화 아이오도카본, 불화 브로모카본, 트리플루오로 아이오도메탄, 퍼플루오로알킬 아민, 브로모-플루오로알킬 아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

바람직하게는, 열전달 조성물은 냉매 조성물이다.

일 구현예에 있어서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 포함하는 열전달 장치를 제공한다.

바람직하게는, 열전달 장치는 냉각 장치(refrigeration device)이다.

편리하게는, 열전달 장치는 자동차용 공기 조절 시스템, 주거용 공기 조절 시스템, 상업용 공기 조절 시스템, 주거용 냉장고 시스템, 주거용 냉동고 시스템, 상업용 냉장고 시스템, 상업용 냉동고 시스템, 칠러 공기 조절 시스템(chiller air conditioning systems), 칠러 냉장 시스템(chiller refrigeration systems) 및 상업용 또는 주거용 열 펌프 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 열전달 장치는 냉각 장치 또는 공기 조절 시스템이다.

유리하게는, 열전달 장치는 원심분리형 압축기를 포함한다.

본 발명은 또한 본 명세서에서 기술하는 열전달 장치에서의 본 발명의 조성물의 용도를 제공한다.

본 발명의 추가의 측면에 따르면, 본 발명의 조성물을 포함하는 발포제를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 폼(foam)을 형성할 수 있는 1종 이상의 성분 및 본 발명의 조성물을 포함하는 발포성 조성물을 제공한다.

바람직하게는, 폼을 형성할 수 있는 1종 이상의 성분은 폴리우레탄, 폴리스티렌과 같은 열가소성 중합체 및 에폭시 수지와 같은 수지로부터 선택된다.

본 발명의 추가의 측면에 따르면, 본 발명의 발포성 조성물로부터 얻어지는 폼을 제공한다.

바람직하게는, 폼은 본 발명의 조성물을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 분무될 수 있는 물질 및 본 발명의 조성물을 포함하는 분사제를 포함하는 분무성 조성물을 제공한다.

본 발명의 추가의 측면에 따르면, 본 발명의 조성물을 응축하는 단계, 및 다음으로 냉각될 물품의 주변에서 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 물품의 냉각 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 조성물을 가열될 물품의 주변에서 응축하는 단계, 및 다음으로 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 물품의 가열 방법을 제공한다.

본 발명의 추가의 측면에 따르면, 바이오매스를 본 발명의 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계, 및 상기 용매로부터 물질을 분리하는 단계를 포함하는 바이오매스로부터 물질을 추출하는 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 물품을 본 발명의 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키 단계를 포함하는 물품의 세척 방법을 제공한다.

본 발명의 추가의 측면에 따르면, 수용액을 본 발명의 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계, 및 상기 용매로부터 물질을 분리하는 단계를 포함하는 수용액으로부터 물질을 추출하는 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 입자상 고체 매트릭스를 본 발명의 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계, 및 상기 용매로부터 물질을 분리하는 단계를 포함하는 입자상 고체 매트릭스로부터 물질을 추출하는 방법을 제공한다.

본 발명의 추가의 측면에 따르면, 본 발명의 조성물을 포함하는 기계적 발전 장치를 제공한다.

바람직하게는, 기계적 발전 장치는 열로부터 일을 생성하기 위하여 랜킨 사이클(Rankine cycle) 또는 이의 변형을 사용하도록 적합화되어 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기존의 열전달 유체를 제거하는 단계 및 본 발명의 조성물을 도입하는 단계를 포함하는 열전달 장치의 재조절(retrofitting) 방법을 제공한다. 바람직하게는, 열전달 장치는 냉각 장치(refrigeration device) 또는 (고정식) 공기 조절 시스템이다. 유리하게는, 상기 방법은 온실 기체 (예를 들어, 이산화탄소) 배출권의 할당을 획득하는 단계를 더 포함한다.

전술한 재조절 방법에 따라서, 기존의 열전달 유체는 본 발명의 조성물을 도입하기 이전에 열전달 장치로부터 완전히 제거될 수 있다. 또한, 기존의 열전달 유체가 부분적으로 열전달 장치로부터 제거되고, 이어서 본 발명의 조성물이 도입될 수도 있다.

기존의 열전달 유체가 R-134a이고, 본 발명의 조성물이 R134a, R-1234ze(E) 및 R-152a(및 선택적 성분으로서 윤활제, 안정화제 또는 추가적인 난연제)를 함유하는 다른 구현예에 있어서, R-1234ze(E), R-152a 등은 열전달 장치의 R-134a에 첨가될 수 있으며, 이에 의하여 인-시츄(in situ)로 본 발명의 조성물 및 본 발명의 열전달 장치를 형성할 수 있다. R-1234ze(E), R-152a 등을 첨가하기 이전에 기존의 R-134a의 일부가 열전달 장치로부터 제거되어, 원하는 비율로 본 발명의 조성물의 성분들을 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 R-1234ze(E) 및 R-152a 및 윤활제, 안정화제 또는 난연제와 같은 선택적 성분을 R-134a인 기존의 열전달 유체를 포함하는 열전달 장치에 도입하는 단계를 포함하는 본 발명의 조성물 및/또는 열전달 장치의 제조 방법을 제공한다. 선택적으로, R-134a의 적어도 일부는 R-1234ze(E), R-152a 등을 도입하기 이전에 열전달 장치로부터 제거된다.

물론, 본 발명의 조성물은 또한 원하는 비율로 R-1234ze(E) 및 R-152a, 선택적으로 R-134a (및 윤활제, 안정화제 또는 추가적인 난연제와 같은 선택적 성분)를 단순히 혼합함으로써 제조될 수 있다. 그 다음, 상기 조성물은 R-134a 또는 다른 기존의 열전달 유체가 장치로부터 제거되어 있는 것과 같은, R-134a 또는 다른 기존의 열전달 유체를 포함하지 않는 열전달 장치에 첨가될 수 있다(또는 본 명세서에서 정의된 다른 방법으로 사용될 수 있다).

본 발명의 추가의 측면에 있어서, 기존의 화합물 또는 조성물의 적어도 일부를 본 발명의 조성물로 대체하는 단계를 포함하는, 기존의 화합물 또는 조성물을 포함하는 제품의 작동으로부터 발생하는 환경 영향을 감소시키는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 이 방법은 온실 기체 배출권의 할당을 얻는 단계를 포함한다.

환경 영향은 제품의 작동을 통한 온실 온난화 기체의 생성 및 배출을 포함한다.

전술한 것처럼, 이러한 환경 영향은 누설 또는 다른 손실로 인하여 화합물 또는 조성물의 배출이 상당한 환경 영향을 갖는 것을 포함할 뿐만 아니라, 장치의 실용 수명(working life)에 걸쳐 상기 장치로 에너지를 소비하는 것으로부터 발생하는 이산화탄소의 배출을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 이런 환경 영향은 총등가 온난화 영향(Total Equivalent Warming Impact: TEWI)으로 알려진 척도로 정량화될 수 있다. 이 척도는 예를 들어, 슈퍼마켓 냉각 시스템을 포함하는 특정 고정 냉장고 및 공기 조절 장치의 환경 영향의 정량에서 사용되어 왔다 (예를 들어, http://en.wikipedia.org/wiki/Total_equivalent_warming_impact 참조)

환경 영향은 화합물 또는 조성물의 합성 또는 제조로부터 발생되는 온실 기체의 배출을 더 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제조 배출이 에너지 소비 및 직접 손실 효과에 더해져 전과정 탄소 생산(Life-Cycle Carbon Production: LCCP, 예를 들어, http://www.sae.org/events/aars/presentations/2007papasavva.pdf 참조)으로 알려진 척도를 낳는다. LCCP의 사용은 자동차 공기 조절 시스템의 환경 영향을 평가하는데 일반적이다.

배출권(들)은 지구 온난화의 원인이 되는 오염물 배출을 감소시키기 위하여 부여되고, 예를 들어, 저축, 거래 또는 매각될 수 있다. 이들은 편리하게는, 이산화탄소의 등가량으로 표현된다. 따라서, 1kg의 R-134a의 배출이 방지되면, 1×1300 = 1300 kg CO₂ 등가의 배출권이 획득될 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, (i) 기존의 화합물 또는 조성물을 본 발명의 조성물로 대체하는 단계로서, 상기 본 발명의 조성물은 상기 기존의 화합물 또는 조성물에 비하여 더 낮은 GWP를 갖는 단계; 및 (ii) 상기 대체하는 단계에 대하여 온실 기체 배출권을 획득하는 단계를 포함하는 온실 기체 배출권(들)의 생성 방법을 제공한다.

바람직한 일 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물의 사용은 기존의 화합물 또는 조성물의 사용으로 얻어질 수 있는 것보다 더 낮은 총등가 온난화 영향 및/또는 더 낮은 전과정 탄소 생산을 갖는 장치를 낳는다.

이런 방법들은 예를 들어, 공기 조절, 냉각 (예를 들어, 중저온 냉각), 열전달, 발포제, 에어로졸 또는 분무형 분사제, 기체 유전체, 저온 수술, 수의과 처치(veterinary procedures), 치과 처치, 소화(fire extinguishing), 화염 억제, 용매 (예를 들어, 조미료용 및 향수용 운반체), 세제, 에어 혼(air horns), 공기총(pellet guns), 국소 마취제 및 확장 장치(expansion applications)의 분야에서 의 임의의 적합한 제품상에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 분야는 공기 조절 또는 냉각이다.

이런 방법들은 임의의 적합한 제품 상에서, 예를 들어, 공기 조절, 냉각 (예를 들어, 중저온 냉각), 열전달, 발포제, 에어로졸 또는 분무형 분사제, 기체 유전체, 저온 수술, 수의과 처치(veterinary procedures), 치과 처치, 소화(fire extinguishing), 화염 억제, 용매 (예를 들어, 조미료용 및 향수용 운반체), 세제, 에어 혼(air horns), 공기총(pellet guns), 국소 마취제 및 확장 장치(expansion applications)의 분야에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 분야는 공기 조절 또는 냉각이다.

적합한 제품의 예는 열전달 장치, 발포제, 발포성 조성물, 분무성 조성물, 용매 및 기계적 발전 장치를 포함한다. 바람직한 일 구현예에 있어서, 상기 제품은 냉각 장치 또는 공기 조절 유닛과 같은 열전달 장치이다.

기존의 화합물 또는 조성물은 상기 기존의 화합물 또는 조성물을 대체할 본 발명의 조성물보다 GWP 및/또는 TEWI 및/또는 LCCP로 측정되는 더 높은 환경 영향을 갖는다. 기존의 화합물 또는 조성물은 퍼플루오로-, 하이드로플루오로-, 클로로플루오로- 또는 하이드로클로로플루오로-카본 화합물과 같은 플루오로카본 화합물을 포함할 수 있고, 또는 이는 불화 올레핀을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 기존의 화합물 또는 조성물은 냉매와 같은 열전달 화합물 또는 조성물이다. 대체될 수 있는 냉매의 예는 R-134a, R-152a, R-1234yf, R-410A, R-407A, R-407B, R-407C, R507, R-22 및 R-404A를 포함한다. 본 발명의 조성물은 R-134a, R-152a 또는 R-1234yf의 대체물로서 특히 적합하다.

기존의 화합물 또는 조성물의 임의의 양이 환경 영향을 감소시키기 위하여 대체될 수 있다. 이것은 대체되는 기존의 화합물 또는 조성물의 환경 영향 및 본 발명의 대체 조성물의 환경 영향에 따라 달라질 수 있다. 바람직하게는, 제품 내의 기존의 화합물 또는 조성물은 완전히 본 발명의 조성물로 대체된다.

도 1은 23℃ 및 50% 상대습도(RH)에서의 R-152a/R-1234ze(E)/공기의 인화성(연소성) 다이아그램이다.

이하, 본 발명을 이하의 비제한적인 실시예로 예시한다.

실시예

공기 중, 대기압 및 조절된 습도에서의 R-152a의 인화성을 ASHRAE 표준 34 방법에 의하여 설명된 바와 같이 시험 플라스크 장치(test flask apparatus)에서 조사하였다. 사용된 시험 온도는 23℃였고; 습도는 77℉ (25℃) 표준 온도에 대해서 50%로 조절되었다. 사용된 희석제는 R-1234ze(E)였고, 이는 이러한 시험 조건하에서 비인화성이라는 것이 밝혀졌다. 상기 연료 및 희석제 기체들을 실린더의 진공 퍼징에 가하여 시험 이전에 용해된 공기 또는 다른 비활성 기체들을 제거하였다.

이 시험 결과를 도 1에 보였으며, 여기서 차트의 꼭지점들은 각각 순수한 공기, 연료 및 희석제를 나타낸다. 삼각형 내부의 점들은 공기, 연료 및 희석제의 혼합물을 나타낸다. 그러한 혼합물의 인화성 영역은 실험으로 밝혀졌고, 곡선으로 둘러져 있다.

적어도 70% v/v (약 80% w/w)의 R-1234ze(E)를 함유하는 R-152a 및 R-1234ze(E)의 이성분 혼합물은 어떤 비율로 공기와 혼합되더라도 비인화성이라는 것이 밝혀졌다. 이는 다이어그램 상에 실선으로 표시되어 있으며, 이 선은 인화성 영역에 대해 접선이고, 공기와 70% v/v의 희석제 대 30% v/v의 연료의 비율인 연료/희석제 혼합물의 혼합선을 나타낸다.

적어도 37% v/v(약 50% w/w)의 R-1234ze(E)를 함유하는 R-152a 및 R-1234ze(E)의 이성분 혼합물은 R-1234yf과 비교하였을 때 감소된 인화성 위험(연소하한계로 측정됨)을 갖는다는 것이 더 발견되었다. 다이아그램상의 점선은 37% v/v의 희석제 대 63% v/v의 연료의 비율인 연료/희석제 혼합물이 7% v/v 공기의 연소하한계를 갖는다는 것을 보인다. 이에 비교하여, 동일한 시험 장치 및 동일한 온도에서 공기 중에서 R-1234yf의 연소하한계는 몇 번의 반복된 시험에서 6.0 내지 6.5% v/v의 사이에서 다양할 수 있다는 것이 발견되었다.

본 발명자들은 공기 중에서 적어도 7% v/v의 연소하한계를 갖는 하기의 R-152a 및 R-1234ze(E)를 포함하는 혼합물을 더 특정하였다.

상기 표로부터, 본 발명자들은 혼합물의 불소 비율이 약 0.44 보다 크면, 7% v/v 이상의 연소하한계(LFL)를 갖는 R-152a 및 R-1234ze(E)를 포함하는 혼합물을 생성할 수 있다는 것을 밝혔다는 사실을 알 수 있다.

R-152a /R-1234 ze 및 R-152a /R-1234 ze /R-134a 블렌드의 성능

본 발명의 선택된 이성분 및 삼성분 조성물을 열역학 성질 모델과 함께 이상화된 증기 압축 사이클을 사용하여 평가하였다. 이 열역학 모델은 Peng Robinson 상태 방정식과 함께 혼합물의 각 성분의 온도에 따른 이상 기체 엔탈피의 변화의 다항식 상관 관계를 사용하여 혼합물의 증기상 성질 및 증기-액체 평형을 나타냈다. 이 상태 방정을 열역학 성질 및 증기 액체 평형을 모델화하는데 사용하는 배경 원리는 McGraw Hill에서 2000년에 출판된 BE Poling, JM Prausnitz 및 JM O'Connell의 The Properties of Gases and Liquids (제5판)의 특히, 4장 및 8장(이는 본 명세서에 참조로 통합됨)에 더 상세하게 설명된다.

이 모델을 사용하는데 요구되는 기초 성질 데이터는 다음과 같다: 이성분 시스템 R-152a/R1234ze(E)에 대한 임계 온도 및 임계 압력; 증기압 및 Pitzer 편심 계수(Pitzer acentric factor)와 연관된 성질; 이상 기체 엔탈피, 및 측정된 증기 액체 평형 데이터.

R-152a에 대한 기초 성질 데이터 (임계 특성, 편심 계수, 증기압 및 이상 기체 엔탈피)를 인용에 의하여 본 명세서에 통합되는 NIST REFPROP 8.0을 포함하는 문헌으로부터 유도하였다. R-1234ze(E)에 대한 임계점 및 증기압을 실험적으로 측정하였다. 온도 범위에 걸친 R-1234ze(E)에 대한 이상 기체 엔탈피를 본 명세서에 인용으로 통합되는 분자 모델링 소프트웨어 Hyperchem 7.5를 사용하여 추산하였다.

이성분 혼합물에 대한 증기 액체 평형 데이터는 후술하는 것처럼 반 데르 발스 혼합 법칙에 통합된 2성분 상호 작용 상수를 사용하여 Peng Robinson 식으로 회귀하였다. R-152a과 R-1234ze(E)에 대한 증기 액체 평형 데이터는 반 데르 발스 혼합 법칙의 상태 방정식을 사용하고 약 -25℃의 온도에서 약 28% w/w R-1234ze(E)의 공비 조성물을 모사(replicate)하기 위하여 상호 작용 상수를 피팅(fitting)하여 모델링하였다.

본 발명의 선택된 조성물의 냉각 성능을 하기 사이클 조건을 사용하여 모델화하였다.

이들 조성물의 냉각 성능 데이터를 하기 표에 기재하였다.

본 발명의 조성물의 성능은 R-1234yf와 비슷한 필적하는 용량을 보이며 몇몇 경우에는 R-1234yf 유체의 냉각 용량을 초과하여 R-134a의 용량에 가까워진다. 상기 조성물의 에너지 효율(COP로 표현됨)은 R-1234yf의 그것보다 상당히 높고 R-134a의 그것에 접근한다. 흡입 가스관에서의 압력 강하는 R-1234yf로부터 예상된 것보다 상당히 낮으며, 이는 특히 자동차용 공기 조절 또는 열 펌프 시스템에 대하여 유익하다.

LFL: 연소하한계(인화하한계)

Claims

본질적으로 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (R-1234ze(E)) 약 62 내지 약 78 중량% 및 1,1-디플루오로에탄 (R-152a) 약 22 내지 약 38 중량%로 이루어진 열전달 조성물.
제1항에 있어서, 본질적으로 R-1234ze(E) 약 64 내지 약 76 중량% 및 R-152a 약 24 내지 약 36 중량%로 이루어진 열전달 조성물.
제2항에 있어서, 본질적으로 R-1234ze(E) 약 66 내지 약 74 중량% 및 R-152a 약 26 내지 약 34 중량%로 이루어진 열전달 조성물.
R-152a 약 20 내지 약 40 중량%, R-134a 약 5 내지 약 55 중량%, 및 R-1234ze(E) 약 5 내지 약 75 중량%를 포함하는 열전달 조성물.
제3항에 있어서, R-152a 약 22 내지 약 38 중량%, R-134a 약 20 내지 약 50 중량%, 및 R-1234ze(E) 약 10 내지 약 60 중량%를 포함하는 열전달 조성물.
제3항에 있어서, R-152a 약 28 내지 약 38 중량%, R-134a 약 15 내지 약 50 중량%, 및 R-1234ze(E) 약 10 내지 약 60 중량%를 포함하는 열전달 조성물.
제3항에 있어서, R-152a 약 31 내지 약 38 중량%, R-134a 약 10 내지 약 50 중량%, 및 R-1234ze(E) 약 10 내지 약 60 중량%를 포함하는 열전달 조성물.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 본질적으로 R-1234ze(E), R-152a 및 R-134a으로 이루어진 열전달 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 1000 미만, 바람직하게는 150 미만의 GWP를 갖는 열전달 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 글라이드가 약 10K 미만, 바람직하게는 약 5K 미만인 열전달 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 이 조성물이 대체하고자 하는 기존의 냉매의 약 15% 이내, 바람직하게는 약 10% 이내의 체적 냉각 용량(volumetric refrigeration capacity)을 갖는 열전달 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 R-152a 단독 또는 R-1234yf 단독보다 덜 인화성인 열전달 조성물.
제16항에 있어서, 상기 조성물은 R-152a 단독 또는 R-1234yf 단독에 비하여
(a) 더 높은 연소한계(flammable limit);
(b) 더 높은 발화 에너지; 및/또는
(c) 더 낮은 화염 속도
를 갖는 열전달 조성물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 이 조성물이 대체하고자 하는 기존의 냉매의 약 5% 이내의 사이클 효율을 갖는 열전달 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 이 조성물이 대체하고자 하는 기존의 냉매의 약 15K 이내, 바람직하게는 약 10K 이내의 압축기 방출 온도(compressor discharge temperature)를 갖는 열전달 조성물.
윤활제 및 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 조성물.
제16항에 있어서, 상기 윤활제는 미네랄 오일, 실리콘 오일, 폴리알킬 벤젠(PABs), 폴리올 에스테르(POEs), 폴리알킬렌 글리콜(PAGs), 폴리알킬렌 글리콜 에스테르(PAG esters), 폴리비닐 에테르(PVEs), 폴리(알파-올레핀) 및 이들의 조합으로부터 선택되는 조성물.
제16항 또는 제17항에 있어서, 안정화제를 더 포함하는 조성물.
제18항에 있어서, 상기 안정화제는 디엔계 화합물, 인산염(phosphates), 페놀 화합물 및 에폭사이드 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
난연제 및 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 조성물.
제20항에 있어서, 상기 추가적인 난연제는 트리-(2-클로로에틸) 포스페이트, (클로로프로필) 포스페이트, 트리-(2,3-디브로모프로필) 포스페이트, 트리-(1,3-디클로로프로필) 포스페이트, 인산 이암모늄(diammonium phosphate), 다양한 할로겐화된 방향족 화합물, 안티모니 산화물, 알루미늄 삼수화물, 폴리염화비닐, 불화 아이오도카본(fluorinated iodocarbon), 불화 브로모카본(fluorinated bromocarbon), 트리플루오로 아이오도메탄, 퍼플루오로알킬 아민, 브로모-플루오로알킬 아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 냉매 조성물(refrigerant composition)인 조성물.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 열전달 장치.
열전달 장치에서의 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물의 용도.
제23항 또는 제24항에 있어서, 냉각 장치(refrigeration device)인 열전달 장치.
제25항에 있어서, 자동차용 공기 조절 시스템, 주거용 공기 조절 시스템, 상업용 공기 조절 시스템, 주거용 냉장고 시스템, 주거용 냉동고 시스템, 상업용 냉장고 시스템, 상업용 냉동고 시스템, 칠러 공기 조절 시스템(chiller air conditioning systems), 칠러 냉각 시스템(chiller refrigeration systems) 및 상업용 또는 주거용 열 펌프 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택되는 열전달 장치.
제25항 또는 제26항에 있어서, 압축기를 포함하는 열전달 장치.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 발포제(blowing agent).
폼(foam)을 형성할 수 있는 1종 이상의 성분 및 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 발포성 조성물(foamable composition)로서,
상기 폼을 형성할 수 있는 1종 이상의 성분은 폴리우레탄, 폴리스티렌 및 에폭시 수지와 같은 열가소성 중합체와 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 발포성 조성물.
제29항의 발포성 조성물로부터 얻어질 수 있는 폼(foam).
제30항에 있어서, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 폼.
분무될 물질 및 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 분사제를 포함하는 분무성 조성물.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 응축하는 단계 및 그 이후 냉각될 물품의 주변에서 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 물품의 냉각 방법.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 가열될 물품의 주변에서 응축하는 단계 및 그 이후 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 물품의 가열 방법.
바이오매스로부터 물질을 추출하는 방법으로서,
상기 바이오매스를 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계, 및 상기 용매로부터 상기 물질을 분리하는 단계를 포함하는 바이오매스로부터 물질을 추출하는 방법.
물품을 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계를 포함하는 물품의 세척 방법.
수용액으로부터 물질을 추출하는 방법으로서,
상기 수용액과 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 용매를 접촉시키는 단계, 및 상기 용매로부터 상기 물질을 분리하는 단계를 포함하는 수용액으로부터 물질을 추출하는 방법.
입자상 고체 매트릭스(particulate solid matrix)로부터 물질을 추출하는 방법으로서,
상기 입자상 고체 매트릭스를 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 용매와 접촉시키는 단계, 및 상기 용매로부터 상기 물질을 분리하는 단계를 포함하는 입자상 고체 매트릭스로부터 재료를 추출하는 방법.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 포함하는 기계적 발전 장치.
제39항에 있어서, 열로부터 일을 생성하기 위하여 랭킨 사이클(Rankine Cycle) 또는 이의 변형을 사용하는 기계적 발전 장치.
기존의 열전달 유체를 제거하고 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물을 도입하는 단계를 포함하는 열전달 장치의 재조절(retrofitting) 방법.
제41항에 있어서, 상기 열전달 장치는 냉각 장치인 재조절 방법.
제42항에 있어서, 상기 열전달 장치는 공기 조절 시스템인 재조절 방법.
기존의 화합물 또는 조성물의 적어도 일부를 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물로 대체하는 단계를 포함하는,
기존의 화합물 또는 조성물을 포함하는 제품의 작동으로부터 발생하는 환경 영향을 감소시키는 방법.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물 및/또는 제23항 또는 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 정의된 열전달 장치의 제조 방법으로서,
상기 조성물 또는 열전달 장치는 R-134a를 포함하고, 상기 방법은 R-1234ze(E) 및 R-152a 및 선택적으로 윤활제, 안정화제 및/또는 난연제를 기존의 열전달 유체인 R-134a를 포함하는 열전달 장치에 도입하는 단계를 포함하는,
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물 및/또는 제23항 또는 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 정의된 열전달 장치의 제조 방법.
제45항에 있어서, 상기 R-1234ze(E) 및 R-152a 및 선택적으로 상기 윤활제, 상기 안정화제 및/또는 상기 난연제를 도입하기 이전에, 상기 기존의 R-134a의 적어도 일부를 상기 열전달 장치로부터 제거하는 단계를 포함하는 제조 방법.
(i) 기존의 화합물 또는 조성물을 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물로 대체하는 단계로서, 상기 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 조성물은 상기 기존의 화합물 또는 조성물보다 낮은 GWP를 갖는 단계; 및
(ii) 상기 대체하는 단계에 대하여 온실 기체 배출권(greenhouse gas emission credit)을 얻는 단계를 포함하는 온실 기체 배출권의 생성 방법.
제47항에 있어서, 본 발명의 조성물의 사용이 기존의 화합물 또는 조성물의 사용으로 얻어지는 것보다 더 낮은 총등가 온난화영향(Total Equivalent Warming Impact) 및/또는 더 낮은 전과정 탄소 생산(Life-Cycle Carbon Production)을 낳는 온실 기체 배출권의 생성 방법.
제47항 또는 제48항에 있어서, 공기 조절, 냉각(refrigeration), 열전달, 발포제, 에어로졸 또는 분무형 분사제, 기체 유전체, 저온 수술(cryosurgery), 수의과 처치(veterinary procedures), 치과 처치, 소화(fire extinguishing), 화염 억제, 용매, 세제(cleaners), 에어 혼(air horns), 공기총(pellet guns), 국소 마취제 및 팽창 응용(expansion applications)의 분야로부터의 제품상에 수행되는 온실 기체 배출권의 생성 방법.
제44항 또는 제49항에 있어서, 상기 제품은 열전달 장치, 발포제, 발포성 조성물, 분무성 조성물, 용매 또는 기계적 발전 장치로부터 선택되는 방법.
제50항에 있어서, 상기 제품은 열전달 장치인 방법.
제44항 또는 제47항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기존의 화합물 또는 조성물은 열전달 조성물인 방법.
제52항에 있어서, 상기 열전달 조성물은 R-134a, R-1234yf 및 R-152a로부터 선택되는 냉매인 방법.
선택적으로 실시예를 참조하여, 실질적으로 본 명세서에 기술된 임의의 신규한 열전달 조성물.