KR20130127490A - E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매의 냉각 용도 - Google Patents

E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매의 냉각 용도 Download PDF

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Abstract

본 명세서에는, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 액체 냉매를 증발시킴으로써 (다만, 증발기 내에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99임) 냉매 증기를 생성시키는 단계를 포함하는, 냉각을 생성하는 방법이 개시된다. 본 명세서에는 또한, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 대체 냉매 조성물을 제공하는 단계(다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99임)를 포함하는, HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 상기 냉매를 위해 설계된 칠러 내에서 대체하는 방법이 개시된다. 본 명세서에는 또한, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매 (다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99임)를 포함하는 작동 유체를 함유하는 냉각용 칠러 장치가 개시된다.

Description

E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매의 냉각 용도 {USE OF REFRIGERANTS COMPRISING E-1,3,3,3-TETRAFLUOROPROPENE AND AT LEAST ONE TETRAFLUOROETHANE FOR COOLING}
본 개시는 E-1,3,3,3-테트라플루오로에탄 및 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매 조성물의 칠러 내에서의 용도에 관한 것이다.
냉동 산업계는 지난 수십년 동안 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)의 결과로서 단계적으로 폐지되는 오존 파괴 클로로플루오로카본(CFC: chlorofluorocarbon) 및 하이드로클로로플루오로카본(HCFC: hydrochlorofluorocarbon)의 대체 냉매를 찾기 위하여 연구해 왔다. 대부분의 냉매 생산자들의 해결책은 하이드로플루오로카본(HFC) 냉매의 상업화였다. HFC-134a를 포함하는 HFC 냉매는, 오존 파괴 지수(ozone depletion potential)가 0이므로 몬트리올 의정서의 결과로서 현재 규제적인 단계적 폐지(current regulatory phase out)의 영향을 받지 않는다.
추가의 환경 규제는 궁극적으로 소정의 HFC 냉매의 지구상에서의 단계적 폐지를 야기할 수도 있다. 현재, 자동차 산업계는 이동식 공조에 사용되는 냉매의 지구 온난화 지수와 관련된 규제에 직면하고 있다. 그러므로, 이동식 공조 시장에 있어서 지구 온난화 지수가 감소된 새로운 냉매를 확인할 지대한 필요성이 현재 존재한다. 앞으로 규제가 더욱 광범위하게, 예를 들어 고정식 공조 및 냉동 시스템에까지 적용되면, 냉동 및 공조 산업의 모든 분야에 사용할 수 있는 냉매에 대하여 더욱더 지대한 필요성이 대두될 것이다.
HFC-134a 및 HCFC-124는 특히 쾌적한 공조 및 산업적 공정을 위한 냉각을 제공하기 위해 칠러 내에 사용된다. 이들 냉매에 대해 환경적 영향이 저감된 대체물이 모색되고 있다. 특히, 오존 파괴 지수가 낮거나 없고 GWP가 낮은 대체물이 모색되고 있다.
본 발명은 냉각을 생성하는 방법을 포함한다. 본 방법은, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 액체 냉매를 증발시킴으로써(다만, 증발기 내에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99(예를 들어, 0.05 내지 0.82, 0.1 내지 0.8, 및 0.85 내지 0.99)임) 냉매 증기를 생성시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한, HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 상기 냉매를 위해 설계된 칠러 내에서 대체하는 방법을 포함한다. 본 방법은, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 대체 냉매 조성물을 제공함으로써(다만, 증발기 내에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99(예를 들어, 0.05 내지 0.82, 0.1 내지 0.8, 및 0.85 내지 0.99)임) 냉매 증기를 생성시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한, 냉각용 칠러 장치를 포함한다. 본 칠러 장치는 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매(다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99(예를 들어, 0.05 내지 0.82, 0.1 내지 0.8, 및 0.85 내지 0.99)임)를 포함하는 작동 유체를 함유한다.
<도 1>
도 1은 E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 화합물을 함유하는 조성물을 이용하는 만액식 증발기 칠러 장치의 일 실시 형태의 개략도이다.
<도 2>
도 2는 E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 화합물을 함유하는 조성물을 이용하는 직팽식 칠러 장치의 일 실시 형태의 개략도이다.
이하에서 기재되는 실시 형태의 상세 사항을 다루기 전에, 일부 용어를 정의하거나 해설하기로 한다.
지구 온난화 지수(GWP)는 1 킬로그램의 이산화탄소의 방출과 비교하여, 1 킬로그램의 특정 온실 가스(예를 들어, 냉매 또는 작동 유체)의 대기 방출로 인한 상대 지구 온난화 기여도를 추산하기 위한 지수이다. GWP는 주어진 가스에 대하여 대기 수명의 효과를 나타내는 상이한 시계(time horizon)에 대하여 계산될 수 있다. 100 년 시계에 대한 GWP가 통상 기준이 되는 값이다. 본 명세서에 보고된 GWP에 대한 임의의 값은 100 년 시계를 기준으로 한다.
오존 파괴 지수(ODP)는 문헌["The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project," section 1.4.4, pages 1.28 to 1.31(본 구획의 첫번째 단락을 참조)]에서 정의된다. ODP는 플루오로트라이클로로메탄(CFC-11)에 대하여 질량-대-질량(mass-for-mass) 기준으로 화합물(예를 들어, 냉매 또는 작동 유체)로부터 예상되는 성층권에서의 오존 파괴의 정도를 나타낸다.
냉동 용량(때때로 냉각 용량이라고도 함)은, 순환되는 냉매 파운드당 증발기 내의 냉매의 엔탈피 변화, 또는 증발기를 빠져나가는 냉매 증기의 단위 부피당 증발기 내의 냉매에 의해 제거되는 열(부피 용량)을 정의하는 용어이다. 냉동 용량은 냉각을 생성시키는 냉매 또는 작동 유체 조성물의 능력의 척도이다. 따라서, 부피 용량이 클수록, 생성되는 냉각은 더 크다. 냉각 속도는 단위 시간 당 증발기 내의 냉매에 의해 제거되는 열을 지칭한다. 가열 용량은, 열 펌프와 같은 가열 시스템에 있어서 상응하는 값이다.
성능 계수(COP: coefficient of performance)는 주기 중에 제거되는 열의 양을 주기를 작동시키기 위해 필요한 에너지 입력으로 나눈 것이다. COP가 더 높을수록 에너지 효율도 더 높다. COP는 에너지 효율비(EER), 즉, 특정 세트의 내부 및 외부 온도에서 냉동, 공조, 또는 열 펌프 장비에 대한 효율 등급에 직접적으로 관련된다.
온도 글라이드(간혹 단순히 "글라이드"라고 지칭됨)는 임의의 과냉각 또는 과열을 제외한, 냉각 또는 가열 주기 시스템의 장비 구성요소 내에서 냉매 또는 작동 유체에 의한 상 변화 과정의 시작 및 종료 온도 사이의 차의 절대값이다. 이 용어는 근사 공비 혼합물(near azeotrope) 또는 비-공비 조성물의 응축 또는 증발을 기재하기 위해 사용될 수 있다. 냉동, 공조, 또는 열 펌프 시스템의 온도 글라이드를 지칭할 경우, 증발기 내에서의 온도 글라이드와 응축기 내에서의 온도 글라이드의 평균인 평균 온도 글라이드를 제공하는 것이 통상적이다. 보통의 온도 글라이드는 0.1 미만의 온도 글라이드인 것으로 생각되며, 이는 본 명세서에 기재된 바와 같은 만액식 증발기 칠러에서 허용가능하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 냉매는 사이클 내에서 작동 유체로서 작용하는 화합물 또는 화합물의 혼합물을 포함하는 조성물이며, 여기서 조성물은 액체로부터 증기로의 상변화를 겪고 반복 주기 중에 되돌아간다. 반복 주기는 임의의 냉동 시스템, 냉장기, 냉동기, 공조 시스템, 공조기, 열 펌프, 칠러 등에서 일어날 수 있다.
본 명세서에서 냉각 매질은, 칠러 장치로부터 냉각시키고자 하는 본체 또는 원격 위치로 냉각 또는 가열을 수송하기 위해 제2 루프에 사용되는 열전달 유체, 또는 물질을 기재하기 위해 사용된다. 냉각 매질로서 작용할 수 있는 대표적인 유체는, 특히, 물, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜, 및 이온성 액체를 포함한다.
가연성은 조성물이 화염을 발화시키고/시키거나 전파시키는 능력을 의미하기 위해 사용되는 용어이다. 냉매 또는 다른 작동 유체에 있어서, 연소 하한( LFL": lower flammability limit)은, ASTM(미국 재료 시험 학회(American Society of Testing and Materials)) E681-2001에 특정된 시험 조건 하에서 냉매 또는 작동 유체와 공기의 균질한 혼합물을 통해 화염을 전파시킬 수 있는 공기 중의 냉매 또는 작동 유체의 최소 농도이다. 연소 상한( UFL : upper flammability limit)은, ASTM E681에 의해 측정될 때 조성물과 공기의 균질한 혼합물을 통해 화염을 전파시킬 수 있는 공기 중의 냉매 또는 작동 유체의 최대 농도이다. 가연성 및 불연성 성분을 포함하는 혼합물 내에서 불연성 성분의 함량이 증가함에 따라, LFL 및 UFL은 서로에 접근한다. 혼합물 내의 불연성 성분의 함량이 임계값에 도달할 때, 혼합물의 LFL과 UFL은 같아진다. 이 임계값보다 더 많은 불연성 성분을 함유하는 조성물은 불연성이다. 단일 성분 냉매 또는 공비 냉매 블렌드의 경우, 조성물은 누출 동안 변화되지 않을 것이며, 따라서 누출 동안의 조성 변화는 가연성을 결정함에 있어서 인자가 아닐 것이다. 많은 냉동, 공조, 또는 열 펌프 응용에 있어서, 냉매 또는 작동 유체는 불연성인 것이 (요구되지는 않더라도) 바람직하다.
공비 조성물은 두 가지 이상의 상이한 성분들의 혼합물인데, 이는 주어진 압력 하에서 액체 형태일 때 실질적으로 일정한 온도에서 비등할 것이며, 이 온도는 개별 성분의 비등점보다 더 높거나 낮을 수 있으며, 이는 비등을 겪는 전체 액체 조성물과 본질적으로 동일한 증기 조성물을 제공할 것이다(예를 들어, 문헌[M. F. Doherty and M.F. Malone, Conceptual Design of Distillation Systems, McGraw-Hill (New York), 2001, 185-186, 351-359] 참조).
따라서, 공비 조성물의 본질적 특징은 주어진 압력에서 액체 조성물의 비등점이 일정하다는 것과, 비등하는 조성물 위의 증기의 조성이 본질적으로 비등하는 전체 액체 조성물의 조성이라는 것이다(즉, 액체 조성물의 성분들의 분별증류가 일어나지 않음). 공비 조성물의 각각의 성분의 비등점 및 중량 백분율 둘 모두가 공비 조성물이 상이한 압력에서의 비등에 처해질 때 변할 수 있음이 인식된다. 따라서, 공비 조성물은 성분들 사이에 존재하는 특유한 관계 면에서 또는 성분들의 조성 범위의 면에서 또는 특정 압력에서의 일정한 비등점에 의해 특징지워지는 조성물의 각각의 성분의 정확한 중량 백분율 면에서 정의될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 공비-유사(근사 공비라고도 지칭됨) 조성물은 본질적으로 공비 조성물처럼 거동하는(즉, 일정한 비등 특성, 또는 비등 또는 증발시에 분별증류되지 않는 경향을 가짐) 조성물을 의미한다. 따라서, 비등 또는 증발 동안, 증기와 액체 조성물은 그들이 조금이라도 변한다면, 단지 최소한 또는 무시할만한 정도로만 변한다. 이는 비등 또는 증발 동안 증기와 액체 조성물이 상당한 정도로 변하는 비-공비-유사 조성물과 대조된다.
또한, 공비-유사 조성물은 사실상 동일한 이슬점 압력 및 기포점을 나타낸다. 즉, 주어진 온도에서 이슬점 압력과 기포점 압력의 차이는, 3% 또는 5% 이하의 차이와 같이 작은 값일 것이다.
비-공비 조성물 또는 비-공비-유사 조성물은 단일 물질이라기보다는 오히려 혼합물처럼 거동하는 두 가지 이상의 물질의 혼합물이다. 비-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법은 액체의 부분적 증발 또는 증류에 의해 생성되는 증기가 그 액체 - 그로부터 증기가 증발 또는 증류되었음 - 와 실질적으로 상이한 조성을 갖는다는 것인데, 즉 이 혼합물은 조성이 상당히 변화하면서 증류/환류된다. 비-공비 조성물을 특성화하는 다른 방법으로는 특정 온도에서 조성물의 기포점 증기압과 이슬점 증기압이 사실상 상이하다는 것이 있다. 본 명세서에서, 조성물은 이슬점 압력과 기포점 압력 차이가 (기포점 압력을 기준으로) 5% 이상이라면 비-공비이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "함유하다", "함유하는", "포함하다", "포함하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 망라하고자 하는 것이다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 한정되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 더욱이, 달리 표현되어 언급되지 않는 한, "또는"은 포함적인 의미이고 제한적인 의미가 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재함), A 및 B가 모두가 참(또는 존재함).
연결구 "구성되는"은 명시되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 제외한다. 특허청구범위 중에서라면, 이는 통상적으로 연계된 불순물을 제외하고는 인용된 것 이외의 재료를 포함하지 않는 것으로 특허청구범위를 한정할 것이다. 어구 "~로 구성된"이 청구항 전문의 직후가 아닌 청구항 본문의 절에 나타날 경우, 이것은 그 절에 개시된 요소만을 한정하며; 다른 요소들은 청구항 전체로부터 배제되지 않는다.
부가적으로 포함된 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소가 특허청구된 발명의 기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미친다면, 연결구 "본질적으로 구성된"은 문자 그대로 개시된 것 이외에도, 이들 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소를 포함하는 조성물, 방법 또는 장치를 정의하는데 사용된다. 용어 '본질적으로 구성되는'은, "포함하는"과 "구성되는" 사이의 중간 입장을 차지한다.
본 발명자가 개방형 용어, 예컨대 "포함하는"으로 발명 또는 그의 부분을 정의하는 경우에는, (달리 기재되지 않는 한) 용어 "본질적으로 이루어지는" 또는 "이루어지는"을 사용하여 이러한 발명을 또한 기재하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 용이하게 이해하여야 한다.
또한, 부정관사("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 설명되는 요소들 및 구성요소들을 설명하기 위해 채택된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 전반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 단수형은 그가 달리 의미하는 것이 명백하지 않으면 복수를 또한 포함한다.
달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시 형태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않으면 전체적으로 참고로 본 명세서에 통합된다. 상충되는 경우에는, 정의를 포함한 본 명세서가 좌우할 것이다. 게다가, 재료, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며, 한정하고자 하는 것이 아니다.
조성물
본 방법에서의 용도로 개시된 조성물은 (a) E-CF3CH=CHF(E-HFO-1234ze 또는 트랜스-HFO-1234ze) 및 (b) 화학식 CF2XCHFY(여기서, X 및 Y는 H 및 F로 구성된 군으로부터 각각 선택되며; 다만, X가 H일 경우 Y는 F이고, X가 F일 경우 Y는 H임)의 하나 이상의 화합물을 포함하는 냉매를 포함한다. 이들 조성물은 화학식 C2H2F4 의 2가지 테트라플루오로에탄 이성체(즉, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(HFC-134, CHF2CHF2) 및/또는 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a, CF3CH2F)) 중 하나 또는 양자 모두를 성분 (b)로서 포함한다.
E-CF3CH=CHF는 플루오로카본 제조업체로부터 구매가능하거나 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 특히 이 화합물은, 1,1,1,2,3-펜타플루오로프로판(HFC-245eb, CF3CHFCH2F), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(HFC-245fa, CF3CH2CHF2)을 포함하는 일군의 펜타플루오로프로판의 탈불화수소화에 의해 제조될 수 있다. 탈불화수소화 반응은 촉매의 존재 또는 부재 하에 증기상에서 일어날 수 있으며, 또한 NaOH 또는 KOH와 같은 가성 물질과의 반응에 의해 액상에서도 일어날 수 있다. 이들 반응은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 공개 제2006/0106263호에 더욱 상세하게 기재되어 있다.
화학식 C2H2F4의 화합물은 구매가능하거나, 당업계에 공지된 방법, 예를 들어, 영국 특허 제1578933호(본 명세서에 참고로 포함됨)에 기재된 방법에 의해 테트라플루오로에틸렌의 수소화에 의해 제조될 수 있다. 후자의 반응은 수소화 촉매, 예를 들어, 알루미나 상의 팔라듐의 존재 하에 상온 또는 승온, 예를 들어 최대 250℃에서 편리하게 이루어질 수 있다. 또한, 본 명세서에 참고로 포함된 문헌[J. L. Bitner et al., U.S. Dep. Comm. Off. Tech. Serv/Rep. 136732, (1958), pp. 25-27]에 보고된 바와 같이, 1,2-다이클로로-1,1,2,2-테트라플루오로에탄(즉, CClF2CClF2 또는 CFC-114)을 1,1,2,2-테트라플루오로에탄으로 수소화함으로써 HFC-134를 제조할 수 있다. HFC-134a는 1,1-다이클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄(즉, CCl2FCF3 또는 CFC-114a)을 1,1,1,2-테트라플루오로에탄으로 수소화함으로써 제조할 수 있다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.99(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.68(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.68)일 경우, 보통의 증발기 및 응축기 글라이드, 또는 0.1℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.55(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.55)일 경우, 이들 조성물은 낮은 온도 증발기 및 응축기 글라이드, 또는 0.05℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.30 내지 0.43인 조성물이 중요하며, 이는 무시할 만한 온도 증발기 및 응축기 글라이드, 또는 0.01℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 생각된다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.69(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.69)이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.69일 경우, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 불연성인 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.699(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.699)일 경우, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 불연성인 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하며, 여기서 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.70 미만인 조성물이 중요하다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.70이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.70(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.44)일 경우, 최대 달성가능 성능의 4% 이내의 COP 및 부피 냉각 용량을 제공하는 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.65(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.65)일 경우, 최대 달성가능 성능의 3% 이내의 COP 및 부피 냉각 용량을 제공하는 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.55(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.55 또는 약 0.30 내지 약 0.43)일 경우, 최대 달성가능 성능의 2% 이내의 COP 및 부피 냉각 용량을 제공하는 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 약 0.35일 경우, 최대 달성가능 성능의 1% 이내의 COP 및 부피 냉각 용량을 제공하는 것으로 생각된다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.09 내지 0.99이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.09 내지 0.99(예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.82)일 경우, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 GWP가 1000 미만인 것으로 생각된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.73 내지 0.99(예를 들어, 약 0.73 내지 약 0.82)일 경우, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 GWP가 300 미만인 것으로 생각된다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.82(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)이다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.82(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)일 경우에 불연성인 것으로 생각되는, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물이 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.81(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.81)일 경우에 불연성인 것으로 생각되는, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물 또한 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.80(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.80)일 경우에 불연성인 것으로 생각되는, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F 2를 포함하는 조성물 또한 중요하다.
성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.2 내지 0.3인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.4인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.4 내지 0.5인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.6인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.7인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.7 내지 0.8인 조성물 또한 중요하다.
성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.4인 조성물이 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.4 내지 0.5인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.6인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.7인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.7 내지 0.8인 조성물 또한 중요하다.
성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.2 내지 0.3인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.4 내지 0.5인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.6인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.7인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.7 내지 0.8인 조성물 또한 중요하다. 상기의 CHF2CHF2 및 CF3CH2F 양자 모두를 포함하는 조성물에 있어서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 9:1 내지 약 1:1.25(예를 들어, 1.25:1 내지 약 1:1.25)인 조성물이 특히 중요하다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.68이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.68일 경우, 그리고 또한 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.85 내지 0.99일 경우, 보통의 글라이드, 또는 0.1℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 밝혀졌다. 이들 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.55일 경우, 그리고 또한 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.92 내지 0.99일 경우, 낮은 온도 글라이드, 또는 0.05℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 밝혀졌다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.43인 조성물이 중요하며, 이는 무시할 만한 온도 글라이드, 또는 0.01℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 밝혀졌다.
예를 들어, HCFC-124에 대한 대체물로서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.85 내지 0.69인 조성물이 특히 중요하다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.69이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.69일 경우, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 불연성인 것으로 밝혀졌다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.70이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.70일 경우, 최대 달성가능 성능의 4% 이내의 COP 및 용량을 제공하는 것으로 밝혀졌다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.65일 경우, 최대 달성가능 성능의 3% 이내의 COP 및 용량을 제공하는 것으로 밝혀졌다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.55일 경우, 최대 달성가능 성능의 2% 이내의 COP 및 용량을 제공하는 것으로 밝혀졌다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.35일 경우, 최대 달성가능 성능의 1% 이내의 COP 및 용량을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.09 내지 0.99이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.09 내지 0.99일 경우, GWP가 1000 미만인 것으로 생각된다. E-F3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.73 내지 0.99일 경우, GWP가 300 미만인 것으로 생각된다. E-F3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.87 내지 0.99일 경우, GWP가 150 미만인 것으로 생각된다.
E-F3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물은, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.90 내지 0.99일 경우, GWP가 150 미만인 것으로 생각된다.
일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.01 내지 0.82(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)이다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.82(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)일 경우에 불연성인, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물이 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.81(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.81)일 경우에 불연성인, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물 또한 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.01 내지 0.80(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.80)일 경우에 불연성인, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물 또한 중요하다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 냉동 또는 공조 장비(칠러를 포함함) 내에서 건조제와 조합하여 사용되어 수분의 제거를 보조할 수 있다. 건조제는 활성 알루미나, 실리카 겔, 또는 제올라이트-기반 분자체로 구성될 수 있다. 대표적인 분자체는 MOLSIV XH-7, XH-6, XH-9 및 XH-11(미국 일리노이주 데스 플레인즈 소재의 유오피 엘엘씨(UOP LLC))을 포함한다. 공칭 기공 크기가 약 3 옹스트롬 내지 약 6 옹스트롬인 분자체가 중요하다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 폴리알킬렌 글리콜, 폴리올 에스테르, 폴리비닐에테르, 광유, 알킬벤젠, 합성 파라핀, 합성 나프텐, 및 폴리(알파)올레핀으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 윤활제와 조합하여 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물과 조합하기에 유용한 윤활제는 냉동 또는 공조 장치와 함께 사용하기에 적합한 것들을 포함할 수 있다. 이러한 윤활제들 중에서도 클로로플루오로카본 냉매를 이용하는 증기 압축 냉동 장치에서 통상적으로 사용되는 것들이다. 한 실시 형태에서, 윤활제는 압축 냉동 윤활의 분야에서 "광유"로서 흔히 알려진 것들을 포함한다. 광유는 파라핀(즉, 직쇄 및 분지형-탄소-사슬, 포화된 탄화수소), 나프텐(즉, 사이클릭 파라핀) 및 방향족(즉, 교대 이중 결합을 특징으로 하는 하나 이상의 고리를 함유하는 불포화, 사이클릭 탄화수소)을 포함한다. 한 실시 형태에서, 윤활제는 압축 냉동 윤활의 분야에서 "합성유"로서 흔히 알려진 것들을 포함한다. 합성유는 알킬아릴(즉, 선형 및 분지형 알킬 알킬벤젠), 합성 파라핀 및 나프텐, 및 폴리(알파올레핀)을 포함한다. 대표적인 통상의 윤활제는 구매가능한 BVM 100 N(비브이에이 오일즈(BVA Oils)에 의해 판매되는 파라핀계 광유), 크롬프톤 컴퍼니(Crompton Co.)로부터 상표명 수니소(Suniso)(등록상표) 3GS 및 수니소(등록상표) 5GS로 구매가능한 나프텐계 광유, 펜조일(Pennzoil)로부터 상표명 손텍스(Sontex)(등록상표) 372LT로 구매가능한 나프텐계 광유, 칼루메트 루브리컨츠(Calumet Lubricants)로부터 상표명 칼루메트(등록상표) RO-30으로 구매가능한 나프텐계 광유, 쉬리브 케미칼즈(Shrieve Chemicals)로부터 상표명 제롤(Zerol)(등록상표) 75, 제롤(등록상표) 150, 및 제롤(등록상표) 500으로 구매가능한 선형 알킬벤젠, 및 HAB 22(니폰 오일(Nippon Oil)에 의해 판매되는 분지형 알킬벤젠)이다.
다른 실시 형태에서, 윤활제는 또한, 하이드로플루오로카본 냉매와 함께 사용되도록 설계되었던 것들, 및 압축 냉동 및 공조 장치의 작동 조건 하에서 본 발명의 냉매와 혼화가능한 것들을 포함할 수 있다. 그러한 윤활제에는 폴리올 에스테르(POE) 예컨대 캐스트롤(Castrol)(등록상표) 100(영국, 캐스트롤(Castrol, United Kingdom)), 폴리알킬렌 글리콜(PAG) 예컨대 다우(Dow)(미국, 미시간주, 미들랜드, 다우 케미칼(Dow Chemical, Midland, Michigan))로부터의 RL-488A, 폴리비닐 에테르(PVE), 및 폴리카르보네이트(PC)가 포함되나 이에 한정되지 않는다.
윤활제는 주어진 압축기의 요건 및 윤활제가 노출될 환경을 고려하여 선택된다.
(a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 화합물을 포함하는 조성물과 함께 사용하기에는, POE, PAG, PVE 및 PC로 구성된 군으로부터 선택된 윤활제가 특히 중요하다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 상용화제, UV 염료, 가용화제, 트레이서, 안정화제, 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 및 작용화된 퍼플루오로폴리에테르, 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 광유 윤활제용 탄화수소 상용화제(예를 들어, 프로판, 사이클로프로판, n-부탄, 아이소부탄, n-펜탄, 아이소펜탄, 및/또는 네오펜탄)를 포함하는 조성물이 중요하다. 사이클로프로판, 사이클로부탄, n-부탄, 아이소부탄, 아이소부텐, 및 n-펜탄을 포함하는 탄화수소 상용화제가 특히 중요하다. 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 상기 탄화수소 상용화제를 포함하는 조성물 또한 중요하다.
일 실시 형태에서, 조성물은 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 안정화제, 자유 라디칼 포착제(scavenger) 또는 항산화제와 함께 사용될 수 있다. 그러한 다른 첨가제는 니트로메탄, 장애 페놀(hindered phenol), 하이드록실아민, 티올, 포스파이트, 또는 락톤을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 단일 첨가제 또는 조합이 사용될 수 있다.
임의로, 다른 실시 형태에서는, 성능 및 시스템 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 소정의 냉동 또는 공조 시스템 첨가제를 본 명세서에 개시된 조성물에 첨가할 수 있다. 이들 첨가제는 냉동 및 공조 분야에 알려져 있으며, 내마모제, 극압 윤활제, 부식 및 산화 억제제, 금속 표면 불활성화제, 자유 라디칼 포착제, 및 폼 제어제를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 이들 첨가제는 본 발명의 조성물에서, 전체 조성물에 대하여 소량으로 존재할 수 있다. 전형적으로는, 각각의 첨가제가 약 0.1 중량% 미만 내지 약 3 중량% 만큼 많은 농도로 사용된다. 이들 첨가제는 개별 시스템의 요건에 기초하여 선택된다. 이들 첨가제에는 EP(극압) 윤활 첨가제의 트라이아릴 포스페이트 부류의 구성원, 예를 들어 부틸화 트라이페닐 포스페이트(BTPP), 또는 다른 알킬화 트라이아릴 포스페이트 에스테르, 예를 들어 악조 케미칼즈(Akzo Chemicals)로부터의 Syn-0-Ad 8478, 트라이크레실 포스페이트, 및 관련 화합물이 포함된다. 또한, 금속 다이알킬 다이티오포스페이트(예컨대, 아연 다이알킬 다이티오포스페이트(또는 ZDDP), 루브리졸(Lubrizol) 1375 및 이러한 화학물질 부류의 다른 구성원들이 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 다른 내마모 첨가제는 천연 생성물 오일 및 비대칭 폴리하이드록실 윤활 첨가제, 예를 들어 시너골(Synergol) TMS(인터내셔널 루브리컨츠(International Lubricants))를 포함한다. 유사하게, 안정화제, 예를 들어 산화방지제, 자유 라디칼 포착제, 및 물 포착제가 채택될 수 있다. 이러한 범주 내 화합물에는 부틸화된 하이드록시 톨루엔(BHT), 에폭사이드, 및 그의 혼합물이 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 부식 억제제는 도데실 석신산(DDSA), 아민 포스페이트(AP), 올레오일 사코신, 이미다존 유도체 및 치환된 설포네이트를 포함한다. 금속 표면 불활성화제에는 아레옥살릴 비스(벤질리덴) 하이드라자이드(CAS 등록 번호 6629-10-3), N,N'-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나모일하이드라진(CAS 등록 번호 32687-78-8), 2,2,'-옥사미도비스-에틸-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트(CAS 등록 번호 70331-94-1), N,N'-(다이살리사이클리덴)-1,2-다이아미노프로판(CAS 등록 번호 94-91-7) 및 에틸렌다이아민테트라-아세트산(CAS 등록 번호 60-00-4) 및 그의 염, 및 그의 혼합물이 포함된다.
다른 실시 형태에서, 추가의 첨가제에는 장애 페놀, 티오포스페이트, 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트, 유기 포스페이트, 또는 포스파이트, 아릴 알킬 에테르, 터펜, 터페노이드, 에폭사이드, 플루오르화 에폭사이드, 옥세탄, 아스코르브산, 티올, 락톤, 티오에테르, 아민, 니트로메탄, 알킬실란, 벤조페논 유도체, 아릴 설파이드, 다이비닐 테레프탈산, 다이페닐 테레프탈산, 이온성 액체, 및 그 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 안정화제가 포함된다. 대표적인 안정화제 화합물은 토코페롤; 하이드로퀴논; t-부틸 하이드로퀴논; 모노티오포스페이트; 및 스위스 바젤 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)(이하 "시바(Ciba) )로부터 상표명 이르가루베(Irgalube)(등록상표) 63으로 구매가능한 다이티오포스페이트; 각각 상표명 이르가루베(등록상표) 353 및 이르가루베(등록상표) 350으로 시바로부터 구매가능한 다이알킬티오포스페이트 에스테르; 상표명 이르가루베(등록상표) 232로 시바로부터 구매가능한 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트; 상표명 이르가루베(등록상표) 349(시바)로 시바로부터 구매가능한 아민 포스페이트; 이르가포스(Irgafos)(등록상표) 168로서 시바로부터 구매가능한 장애 포스파이트; 상표명 이르가포스(등록상표) OPH로 시바로부터 구매가능한 (트리스-(다이-tert-부틸페닐)과 같은 포스페이트; (다이-n-옥틸 포스파이트); 및 시바로부터 상표명 이르가포스(등록상표) DDPP로 구매가능한 아이소-데실 다이페닐 포스파이트; 아니솔; 1,4-다이메톡시벤젠; 1,4-다이에톡시벤젠; 1,3,5-트라이메톡시벤젠; d-리모넨; 레티날; 피넨; 멘톨; 비타민 A; 테르피넨; 다이펜텐; 라이코펜; 베타카로텐; 보르난; 1,2-프로필렌 옥사이드; 1,2-부틸렌 옥사이드; n-부틸 글리시딜 에테르; 트라이플루오로메틸옥시란; 1,1-비스(트라이플루오로메틸)옥시란; 3-에틸-3-하이드록시메틸-옥세탄, 예를 들어 OXT-101(토아고세이 컴퍼니, 리미티드(Toagosei Co., Ltd)); 3-에틸-3-((페녹시)메틸)-옥세탄, 예를 들어 OXT-211(토아고세이 컴퍼니, 리미티드); 3-에틸-3-((2-에틸-헥실옥시)메틸)-옥세탄, 예를 들어 OXT-212(토아고세이 컴퍼니, 리미티드); 아스코르브산; 메탄티올(메틸 메르캅탄); 에탄티올(에틸 메르캅탄); 조효소 A; 다이메르캅토석신산(DMSA); 그레이프프루트 메르캅탄((R)-2-(4-메틸사이클로헥스-3-엔일)프로판-2-티올)); 시스테인((R)-2-아미노-3-설파닐-프로판산); 리포아미드(1,2-다이티올란-3-펜탄아미드); 상표명 이르가녹스(Irganox)(등록상표) HP-136으로 시바로부터 구매가능한 5,7-비스(1,1-다이메틸에틸)-3-[2,3(또는 3,4)-다이메틸페닐]-2(3H)-벤조퓨란온; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이아이소프로필아민; 시바로부터 상표명 이르가녹스(등록상표) PS 802(시바)로 구매가능한 다이옥타데실 3,3 -티오다이프로피오네이트; 상표명 이르가녹스(등록상표) PS 800으로 시바로부터 구매가능한 다이도데실 3,3'-티오프로피오네이트; 상표명 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 770으로 시바로부터 구매가능한 다이-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트; 상표명 티누빈(등록상표) 622LD(시바)로 시바로부터 구매가능한 폴리-(N-하이드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-피페리딜 석시네이트; 메틸 비스 탤로우 아민; 비스 탤로우 아민; 페놀-알파-나프틸아민; 비스(다이메틸아미노)메틸실란(DMAMS); 트리스(트라이메틸실릴)실란(TTMSS); 비닐트라이에톡시실란; 비닐트라이메톡시실란; 2,5-다이플루오로벤조페논; 2',5'-다이하이드록시아세토페논; 2-아미노벤조페논; 2-클로로벤조페논; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이벤질 설파이드; 이온성 액체 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시 형태에서, 이온성 액체 안정화제는 하나 이상의 이온성 액체를 포함한다. 이온성 액체는, 액체이거나 융점이 100℃ 미만인 유기 염이다. 다른 실시 형태에서, 이온성 액체 안정화제는 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨 및 트라이아졸륨으로 구성된 군으로부터 선택되는 양이온; 및 [BF4]-, [PF6]-, [SbF6]-, [CF3SO3]-, [HCF2CF2SO3]-, [CF3HFCCF2SO3]-, [HCClFCF2SO3]-, [(CF3SO2)2N]-, [(CF3CF2SO2)2N]-, [(CF3SO2)3C]-, [CF3CO2]-, 및 F-로 구성된 군으로부터 선택되는 음이온을 함유하는 염을 포함한다. 대표적인 이온성 액체 안정화제는 emim BF4(1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트); bmim BF4(1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라보레이트); emim PF6(1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트); 및 bmim PF6(1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트)을 포함하며, 이들 모두는 플루카(Fluka)(시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))로부터 입수가능하다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 퍼플루오로폴리에테르 첨가제와 함께 사용될 수 있다. 퍼플루오로폴리에테르의 통상적인 특징은 퍼플루오로알킬 에테르 부분이 존재한다는 것이다. 퍼플루오로폴리에테르는 퍼플루오로폴리알킬에테르와 동의어이다. 빈번하게 사용되는 다른 동의어 용어는 "PFPE", "PFAE", "PFPE 오일", "PFPE 유체", 및 "PFPAE"를 포함한다. 예를 들어, CF3-(CF2)2-O-[CF(CF3)-CF2-O]j -R f의 화학식을 갖는 퍼플루오로폴리에테르는 상표명 크라이톡스(Krytox)(등록상표)로 듀퐁(DuPont)으로부터 구매가능하다. 화학식에서, j'은 2 내지 100(종점 포함)이고, R'f는 CF2CF3, C3 내지 C6 퍼플루오로알킬 기, 또는 그의 조합이다.
상표명 폼블린(Fomblin)(등록상표) 및 갈덴(Galden)(등록상표) 하에 이탈리아, 밀란(Milan, Italy)의 오시몽트(Ausimont)로부터 시판되고 퍼플루오로올레핀 광산화에 의해 생성되는 다른 PFPE가 또한 사용될 수 있다. 상표명 폼블린(등록상표)-Y로 구매가능한 PFPE는 CF3O(CF2CF(CF3)-O-)m (CF2-O-)n -R1f의 화학식을 가질 수 있다. CF3O[CF2CF(CF3)O]m'(CF2CF2O)o'(CF2O)n'-R1f 또한 적합하다. 화학식에서 R1f는 CF3, C2F5, C3F7, 또는 이들 중 2개 이상의 조합이고; (m' + n')은 8 내지 45(종점 포함)이며; m/n은 20 내지 1000(종점 포함)이고; o 은 1이며; (m'+n'+o')은 8 내지 45(종점 포함)이고; m /n 은 20 내지 1000(종점 포함)이다.
상표명 폼블린(등록상표)-Z 하에 시판되는 PFPE는 화학식 CF3O(CF2CF2-O-)p' (CF2-O)q'CF3를 가질 수 있으며, 여기서, (p' + q')는 40 내지 180이고, p'/q'은 0.5 내지 2(종점 포함)이다.
일본 소재의 다이킨 인더스트리스(Daikin Industries)로부터 뎀넘(상표)의 상표로 구매가능한 PFPE의 다른 패밀리 또한 사용할 수 있다. 2,2,3,3-테트라플루오로옥세탄의 순차적 올리고머화 및 플루오르화에 의해, 화학식 F-[(CF2)3-O]t -R2f(여기서, R2f는 CF3, C2F5, 또는 그의 조합이고, t 은 2 내지 200(종점 포함)임)를 산출함으로써 이를 제조할 수 있다.
칠러
본 발명의 일 실시 형태에는, 냉각용(예를 들어, 공기 냉각용) 칠러 장치가 제공되며, 상기 장치는 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매(다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 약 0.99(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)임)를 포함하는 작동 유체를 함유한다.
칠러는 공조/냉동 장치의 일 유형이다. 본 개시는 기계식 증기 압축 칠러에 관한 것이다. 그러한 증기 압축 칠러는 만액식 증발기 칠러(이의 일 실시 형태가 도 1에 도시되어 있음), 또는 직팽식 칠러(이의 일 실시 형태가 도 2에 도시되어 있음)일 수 있다. 만액식 증발기 칠러 및 직팽식 칠러 둘다는 공냉식(air-cooled) 또는 수냉식(water-cooled)일 수 있다. 냉각기가 수냉식인 실시 형태에서, 그러한 냉각기는 일반적으로 시스템으로부터 열 배출을 위해 냉각탑과 연결된다. 냉각기가 공냉식인 실시 형태에서, 냉각기에는 시스템으로부터 열을 배출하기 위해 냉매-대-공기 핀형-튜브(finned-tube) 응축기 코일 및 팬(fan)이 장착된다. 공냉식 냉각기 시스템은 일반적으로 냉각탑 및 급수 펌프를 포함하는 등가-용량의 수냉식 냉각기 시스템보다 덜 고가이다. 그러나, 수냉식 시스템은 더 낮은 응축 온도로 인해 많은 작동 조건 하에서 더 효율적일 수 있다.
만액식 증발기 칠러 및 직팽식 칠러 둘 모두를 포함한 칠러는 공기 처리 및 분배 시스템(air handling and distribution system)과 결합되어, 호텔, 사무용 건물, 병원, 대학교 등을 포함한 대형 상업용 건물에 쾌적한 공조(공기를 냉각 및 제습시킴)를 제공할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 칠러(대부분 공냉식 직팽식 칠러일 것임)는 잠수함 및 해상 선박에서 추가의 유용성을 확인하였다. 매우 더운 기후 또는 일부 산업 환경에서와 같이 주위 온도가 높은 환경에서 냉각을 제공하는 칠러가 중요하다.
칠러는 몇몇 상이한 유형의 압축기, 용적형 압축기(positive displacement compressor) 또는 터보형 압축기(dynamic compressor)(예를 들어, 원심식 압축기)를 사용할 수 있다. 용적형 압축기는 왕복동식 압축기, 스크류 압축기, 또는 스크롤 압축기를 포함한다. 스크류 압축기를 사용하는 칠러가 중요하다. 원심식 압축기를 사용하는 칠러 또한 중요하다.
원심식 압축기는 작동 액체를 방사상으로(radially) 가속시키기 위해 회전 요소를 사용하고, 전형적으로 케이싱(casing) 내에 하우징된 확산기(diffuser) 및 임펠러를 포함한다. 원심식 압축기는 통상적으로 임펠러 아이(eye), 또는 순환하는 임펠러의 중심 입구 내에 작동 유체를 받아들이고, 이를 방사성 외측으로 가속시킨다. 약간의 압력 상승이 임펠러 섹션 내에서 일어나지만, 압력 상승의 대부분은 케이싱의 확산기 섹션 내에서 일어나며, 여기서 속도가 정압으로 변환된다. 각각의 임펠러-확산기 세트는 압축기의 한 스테이지이다. 원심식 압축기는 취급되는 냉매의 부피 및 목적하는 최종 압력에 따라 1 내지 12 또는 그 이상의 단계를 이용해 건설된다.
압축기의 압력비 또는 압축비는 절대 토출 압력 대 절대 입구 압력의 비이다. 원심식 압축기에 의해 전달된 압력은 상대적으로 넓은 범위의 용량에 걸쳐 실제적으로 일정할 수 있다. 원심식 압축기가 발현시킬 수 있는 압력은 임펠러의 선단 속력에 좌우된다. 선단 속력은 임펠러의 선단에서 측정된 임펠러의 속력이며, 임펠러의 직경 및 임펠러의 분당 회전수와 관계가 있다. 특정 응용에 필요한 선단 속력은 증발기 조건으로부터 응축기 조건으로 작동 유체의 열역학적 상태를 상승시키기 위해 필요한 압축기 일에 따라 달라진다. 원심식 압축기의 부피 유동 용량은 임펠러를 통한 통로의 크기에 의해 측정된다. 이에 의해 압축기의 크기는 필요한 부피 유동 용량보다 필요한 압력에 더 많이 좌우된다.
용적형 압축기는 증기를 챔버 내로 흡인하고, 챔버의 부피를 감소시켜 증기를 압축한다. 압축된 후, 증기는 챔버의 부피를 영(0) 또는 거의 영(0)으로 더욱 감소시킴으로써 챔버로부터 밀려난다.
왕복동식 압축기는 크랭크샤프트에 의해 구동되는 피스톤을 사용한다. 이들은 고정용 또는 휴대용일 수 있으며, 단단형(single-staged) 또는 다단형(multi-staged)일 수 있고, 전기 모터 또는 내연 엔진에 의해 구동될 수 있다. 3.7 내지 22.4 kW(5 내지 30 hp)의 소형 왕복동식 압축기는 자동차 응용에서 보여지며, 전형적으로 단속적인 작동(intermittent duty)을 위한 것이다. 최대 74.6 kW(100 hp)의 대형 왕복동식 압축기는 대형 산업 응용에서 찾아진다. 배출 압력의 범위는 저압 내지 매우 고압(35 MPa 또는 5000 psi 초과)일 수 있다.
스크류 압축기는 2개의 메쉬형(meshed) 회전 용적식 나선 스크류를 사용하여 가스를 보다 작은 공간 내로 밀어낸다. 스크류 압축기는 통상적으로 상업적 및 산업적 응용에서 연속 작동을 위한 것이며, 고정형 또는 휴대용일 수 있다. 이들 응용은 3.7 kW(5 hp) 내지 375 kW(500 hp) 초과, 그리고 저압 내지 매우 고압(8.3 MPa 또는 1200 psi 초과)일 수 있다.
스크롤 압축기는 스크류 압축기와 유사하며, 2개의 삽입형 나선형 스크롤을 포함하여 가스를 압축시킨다. 출력은 회전 스크류 압축기의 출력보다 더 큰 펄스형으로 발생된다.
냉각기의 작동 방법을 예시하기 위해서 도면을 참조한다. 수냉식, 만액식 증발기 칠러는 도 1에서 예시되어 제시된다. 이러한 칠러에서, 물을 포함하는 따뜻한 액체인 제1 냉각 매질, 및 일부 실시 형태에서, 글리콜(예를 들어, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜)과 같은 첨가제는 입구 및 출구를 갖는 증발기(6) 내에서 코일(9)을 통해 화살표(3)에서 들어가는 것으로 도시된, 건물 냉각 시스템과 같은 냉각 시스템으로부터 칠러로 들어간다. 따뜻한 제 1 냉각 매질은 증발기로 전달되고, 여기서 이는 증발기의 하위 부분에서 제시되는 액체 냉매에 의해 냉각된다. 액체 냉매는 코일(9)을 통해 유동하는 따뜻한 제1 냉각 매질보다 더 낮은 온도에서 증발한다. 냉각된 제1 냉각 매질은 코일(9)의 귀환 부분(return portion)을 통해 화살표(4)에 의해 도시된 바와 같이 다시 건물 냉각 시스템으로 재순환된다. 도 1의 증발기(6)의 더 낮은 부분에서 제시되는 액체 냉매는 증발하고 압축기(7) 내로 들어가서, 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시킨다. 압축기는 이 증기를 압축하여, 냉매 증기가 증발기로부터 나올 때의 이 냉매 증기의 압력 및 온도보다 더 높은 압력 및 온도에서 응축기(5)에서 응축될 수 있게 한다. 수냉식 칠러의 경우 액체인 제2 냉각 매질이 도 1의 화살표(1)에서 냉각탑으로부터 응축기(5) 내에 있는 코일(10)을 통해 응축기로 들어간다. 제2 냉각 매질은 이 과정에서 가온되고 코일(10)의 귀환 루프 및 화살표(2)를 통해 냉각탑 또는 대기로 되돌아간다. 이러한 제 2 냉각 매질은 응축기에서 증기를 냉각시키고, 증기를 액체 냉매로 응축되게 야기하여, 도 1에서 제시된 바와 같이 응축기의 더 낮은 부분에서 액체 냉매가 존재한다. 응축기 내의 응축된 액체 냉매는 구멍, 모세관 또는 팽창 밸브일 수 있는 팽창 디바이스(8)를 통해 증발기로 다시 유동한다. 팽창 디바이스(8)는 액체 냉매의 압력을 감소시키고, 액체 냉매를 증기로 부분적으로 전환시키는데, 즉, 액체 냉매는 압력이 응축기 및 증발기 사이에서 떨어짐에 따라 플래싱(flashing)한다. 플래싱은 냉매, 즉, 액체 냉매 및 냉매 증기 둘다를 증발기 압력에서 포화 온도로 냉각시켜, 액체 냉매 및 냉매 증기 둘다가 증발기 내에 존재한다.
단일 성분 냉매 조성물의 경우, 증발기 내의 증기 냉매의 조성은 증발기 내의 액체 냉매의 조성과 동일하다는 것에 유의하여야 한다. 이 경우, 증발은 일정한 온도에서 일어날 것이다. 그러나, 본 발명에서와 같이 냉매 블렌드(또는 혼합물)가 사용된다면, 증발기 내의(또는 응축기 내의) 액체 냉매 및 냉매 증기는 상이한 조성을 가질 수 있다. 이는 장비를 수리하는 데 있어서의 어려움 및 비효율적인 시스템을 초래할 수 있으며, 따라서 단일 성분 냉매가 더 바람직하다. 공비 또는 공비-유사 조성물은 칠러 내에서 본질적으로 단일 성분 냉매로서 작용할 것이어서, 액체 조성물 및 증기 조성물은 본질적으로 동일하여 비-공비 또는 비-공비-유사 조성물의 사용으로부터 생길 수 있는 임의의 비효율성을 감소시키게 된다.
700 kW 초과의 냉각 용량을 갖는 칠러는 일반적으로 만액식 증발기를 채택하며, 여기서 증발기 및 응축기 내의 냉매는 냉각 매질용 튜브 어레이, 코일, 또는 다른 도관을 둘러싼다(즉, 냉매가 셸면(shell side) 상에 존재함). 만액식 증발기는 더 많은 냉매 충전을 필요로 하지만, 보다 근접한 접근 온도 및 보다 높은 효율을 가능하게 한다. 700kW 미만의 용량을 갖는 칠러는 흔히 튜브 내에서 유동하는 냉매, 및 튜브를 둘러싼 응축기 및 증발기 내 냉각 매질과 함께 증발기를 채택한다(즉, 냉각 매질은 셸면 상에 존재함). 그러한 냉각기는 직접 팽창식(DX) 냉각기로 불린다. 수냉식 직팽식 칠러의 일 실시 형태가 도 2에 예시되어 있다. 도 2에서 예시된 바와 같은 칠러에서, 따뜻한 물과 같은 따뜻한 액체인 제 1 액체 냉각 매질은 주입구(14)에서 증발기(6')로 들어간다. 대부분이 액체인 냉매(소량의 냉매 증기를 함유함)는 화살표(3')에서 증발기 내의 코일(9')로 들어가고 증발되어, 증기로 바뀐다. 그 결과, 제 1 액체 냉각 매질은 증발기 내에서 냉각되고, 냉각된 제 1 액체 냉각 매질은 출구(16)에서 증발기를 빠져 나오고, 건물과 같이 냉각될 본체로 보내진다. 도 2의 이러한 실시 형태에서, 이는 냉각될 건물 또는 다른 본체를 냉각시키는 이러한 냉각된 제 1 액체 냉각 매질이다. 냉매 증기는 화살표(4')에서 증발기를 빠져 나오고 압축기(7')로 보내져서, 여기서 이는 압축되고 고온, 고압 냉매 증기로서 빠져 나온다. 이 냉매 증기는 1'에서 응축기 코일(10')을 통해 응축기(5')로 들어간다. 냉매 증기는 응축기 내의 제2 액체 냉각 매질, 예를 들어 물에 의해 냉각되어 액체로 된다. 제 2 액체 냉각 매질은 응축기 냉각 매질 주입구(20)를 통해 응축기로 들어간다. 제 2 액체 냉각 매질은 응축 냉매 증기로부터 열을 추출하고, 응축 냉매 증기는 액체 냉매로 되며, 이는 응축기 내에서 제 2 액체 냉각 매질을 가온시킨다. 제 2 액체 냉각 매질은 응축기 냉각 매질 출구(18)를 통해 응축기를 통해 빠져 나간다. 응축된 냉매 액체는 도 2에 도시된 바와 같이 하부 코일(10)을 통해 응축기를 빠져나가고 구멍, 모세관 또는 팽창 밸브일 수 있는 팽창 디바이스(12)를 통해 유동한다. 팽창 디바이스(12)는 액체 냉매의 압력을 감소시킨다. 팽창의 결과로서 생성되는 소량의 증기는 코일(9')을 통해 액체 냉매와 함께 증발기로 들어가고 주기가 반복된다.
기계식 증기-압축 칠러는 그들이 채택하는 압축기의 유형에 의해 식별될 수 있다. 일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 후술되는 바와 같이, 이하에서 원심식 칠러라고 지칭되는 원심식 압축기를 이용하는 칠러에 유용하다.
방법
일 실시 형태에는, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 액체 냉매를 증발시킴으로써(다만, 증발기 내에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)임) 냉매 증기를 생성시키는 단계를 포함하는, 냉각을 생성하는 방법이 제공된다.
일 실시 형태에서, 냉각은 상기 증발기를 포함하는 칠러 내에서 생성되며, 본 방법은 냉각 매질을 증발기에 통과시킴에 의해 상기 냉매의 증발이 냉각 매질을 냉각시키는 단계, 및 냉각된 냉각 매질을 증발기로부터 냉각시키고자 하는 본체로 보내는 단계를 추가로 포함한다.
냉각시키고자 하는 본체는 냉각될 수 있는 임의의 공간, 물체, 또는 유체일 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉각될 본체는 방, 건물, 자동차 통로 구획, 냉장고, 냉동기, 또는 슈퍼마켓이나 편의점의 디스플레이 케이스(display case)일 수 있다. 대안적으로, 또다른 실시 형태에서, 냉각될 본체는 냉각 매질 또는 열전달 유체일 수 있다.
냉각 매질이 물이고 냉각시키고자 하는 본체가 공간 냉각용 공기인 실시 형태가 특히 중요하다.
다른 실시 형태에서, 냉각 매질은 산업적 열전달 액체일 수 있으며, 여기서 냉각시키고자 하는 본체는 공정 라인 및 공정 장비, 예를 들어 증류 컬럼을 포함하는 화학 공정 스트림이다. 이온성 액체, 수성 칼슘 또는 소듐 클로라이드와 같은 다양한 염수, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜과 같은 글리콜, 메탄올, 및 문헌[2006 ASHRAE Handbook on Refrigeration, section 4]에 열거된 것들과 같은 다른 열전달 매질을 포함하는 산업적 열전달 액체가 중요하다.
E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.82인 방법; 특히 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.82인 방법; 및 더욱 특히 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.74 내지 0.82인 방법이 중요하다.
일부 실시 형태에서, 냉각을 생성하는 방법은 원심식 압축기 내에서 냉매 증기를 압축하는 단계를 추가로 포함한다.
냉각을 생성하는 방법의 일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 0.7 미만(예를 들어, 약 0.05 내지 0.68)이다.
냉각을 생성하는 방법의 일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.09 내지 0.82이다.냉각을 생성하는 방법의 일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.70이다.
냉각을 생성하는 방법의 일 실시 형태에서, 성분 (b)는 CF3CH2F이다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.70 미만인 방법이 중요하다.
일 실시 형태에서, 냉각을 생성하는 방법은 도 1에 대해 상기에서 기재된 바와 같이 만액식 증발기 칠러 내에서 냉각을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법에서는, 액체 냉매 조성물이 증발하여 제1 냉각 매질 부근에서 냉매 증기를 형성한다. 냉각 매질은 물과 같은 따뜻한 액체이고, 이는 냉각 시스템으로부터 파이프를 통해 증발기 내로 수송된다. 따뜻한 액체는 냉각되고 건물과 같이 냉각될 본체로 통과된다. 다음, 냉매 증기는 제 2 냉각 매질 주변에서 응축되고, 이는 예를 들어 냉각탑으로부터 가져오는 냉각된 액체이다. 제 2 냉각 매질은 냉매 증기를 냉각시켜서, 이는 응축되어 액체 냉매를 형성한다. 이러한 방법에서, 만액식 증발기 칠러가 또한 사용되어, 호텔, 사무용 건물, 병원 및 대학교를 냉각시킬 수 있다.
또다른 실시 형태에서, 냉각을 생성하는 방법은 도 2에 대해 상기 기재된 바와 같이 직팽식 칠러 내에서 냉각을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법에서는, 액체 냉매 조성물이 증발기를 통과하고 증발하여 냉매 증기를 생성시킨다. 제 1 액체 냉각 매질은 증발 냉매에 의해 냉각된다. 제 1 액체 냉각 매질은 증발기로부터 나와서 냉각될 본체로 수송된다. 이러한 방법에서, 직팽식 칠러가 또한 사용되어, 호텔, 사무용 건물, 병원, 대학교 뿐만 아니라 해군 잠수함 또는 해군 함정을 냉각시킬 수 있다.
만액식 증발기 칠러 내에서 또는 직팽식 칠러 내에서 냉각을 생성하는 어느 방법에서든, 칠러는 원심식 압축기인 압축기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 형태에는, (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 대체 냉매 조성물을 제공하는 단계(다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 0.05 내지 0.99(예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)임)를 포함하는, HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 상기 냉매를 위해 설계된 칠러 내에서 대체하는 방법이 제공된다. E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4 성분의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.05 내지 0.68인, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법이 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4 성분의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.09 내지 0.82인, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법 또한 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4 성분의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.05 내지 0.70인, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법 또한 중요하다. E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.82인, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법; E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.82인, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법; 및 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.74 내지 0.82인, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법 또한 중요하다.
기존의 장비에서 HFC-134a를 본 명세서에 개시된 조성물로 대체하는 단계에 있어서, 장비 또는 작동 조건 또는 양자 모두에 조정을 가함으로써 부가적 이점을 실현할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 조성물이 대체 작동 유체로서 사용되고 있는 원심식 칠러에서 임펠러 직경 및 임펠러 속도가 조정될 수 있다.
일 실시 형태에서 HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법에서, 칠러는 임펠러를 갖는 원심식 압축기를 포함하며, 임펠러의 회전 속도를 조정하는 단계(예를 들어, 증가시키거나 감소시키는 단계)를 추가로 포함한다.
일 실시 형태에서 HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법에서, 칠러는 임펠러를 갖는 원심식 압축기를 포함하며, 압축기 임펠러를 상이한(예를 들어, 더 크거나 더 작은) 직경의 임펠러로 대체하는 단계를 추가로 포함한다.
기후 변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)에 의해 출간된 GWP 계산법에 기초하여, 대체를 필요로 하는 냉매 및 열전달 유체는 HCFC-124 및 HFC-134a를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 방법의 칠러는 만액식 증발기 칠러 또는 직팽식 칠러일 수 있다.
HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 이 방법에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 HCFC-124 또는 HFC-134a를 이용하여 작동하도록 원래 설계되고 제조되었을 수 있는 원심식 칠러에 유용하다.
일 실시 형태에서, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법은 HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 이용하여 달성되는 냉각 용량에 더 잘 매칭시키기 위하여 원심식 압축기의 임펠러의 회전 속도를 증가시키는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시 형태에서, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법은 HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 이용하여 달성되는 냉각 용량에 더 잘 매칭시키기 위하여 원심식 압축기의 임펠러의 회전 속도를 감소시키는 단계를 추가로 포함한다.
대안적으로, 다른 실시 형태에서, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법은 HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 이용하여 달성되는 냉각 용량에 더 잘 매칭시키기 위하여 원심식 압축기의 임펠러를 직경이 더 큰 임펠러로 대체하는 단계를 추가로 포함한다. 다른 실시 형태에서, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법은 HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 이용하여 달성되는 냉각 용량에 더 잘 매칭시키기 위하여 원심식 압축기의 임펠러를 직경이 더 작은 임펠러로 대체하는 단계를 추가로 포함한다.
대안적으로, HCFC-124 또는 HFC-134a를 대체하는 방법에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 신규 만액식 증발기 칠러 또는 신규 직팽식 칠러와 같은 신규 장비에 유용할 수 있다. 그러한 신규 장비에서, 원심식 압축기, 및 이와 함께 사용되는 증발기 및 응축기가 사용될 수 있다.
성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 대체물로서 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.2 내지 0.3인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.4인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.4 내지 0.5인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.6인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.7인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.7 내지 0.8인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.05 내지 0.68인 방법이 특히 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.09 내지 0.82인 방법 또한 중요하다.
성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.4인 조성물이 대체물로서 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.4 내지 0.5인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.6인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.7인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.7 내지 0.8인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.76 내지 0.82(예를 들어, 약 0.78 내지 약 0.82)인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.70 미만인 방법이 특히 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.82인 방법 또한 특히 중요하다.
성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 대체물로서 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.2 내지 0.3인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.4인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.4 내지 0.5인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.6인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.7인 조성물 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2와 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 1:4 이상(예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이며, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2, 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.7 내지 0.8인 조성물 또한 중요하다. 상기의 CHF2CHF2 및 CF3CH2F 양자 모두를 포함하는 조성물에 있어서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량 비율이 약 9:1 내지 약 1:1.25(예를 들어, 1.25:1 내지 약 1:1.25)인 조성물이 특히 중요하다.
실시예
본 명세서에서 개시된 개념은 하기의 실시예에서 추가로 기재될 것이며, 이는 특허청구범위에서 기재되는 본 발명의 범주를 한정하지 않는다.
실시예 1: 원심식 칠러에서 HFC -134a의 대체
규정된 작동 조건:
Figure pct00001
본 실시예는 칠러 내에서 25 중량%의 E-HFO-1234ze(블렌드 "A"로 표기함)를 함유하는 E-HFO-1234ze/HFC-134 블렌드가HFC-134a를 대체할 수 있음을 입증한다. 이 블렌드에 대한 임펠러 선단 속력 또한 HFC-134a에 대한 것에 근접하므로, 단지 경미한 장비 개질을 동반하여 블렌드 A를 기존의 원심식 칠러에 사용할 수 있을 것이다.
Figure pct00002
실시예 2: 원심식 칠러에서 HFC-134a의 대체
규정된 작동 조건:
Figure pct00003
본 실시예는 칠러 내에서 75 중량%의 E-HFO-1234ze(블렌드 "B"로 표기함)를 함유하는 E-HFO-1234ze/HFC-134 블렌드가HFC-134a를 대체할 수 있음을 입증한다. 이 블렌드에 대한 임펠러 선단 속력 또한 HFC-134a에 대한 것에 근접하므로, 단지 경미한 장비 개질을 동반하여 블렌드 B를 기존의 원심식 칠러에 사용할 수 있을 것이다.
Figure pct00004
실시예 3: 높은 주위 온도에서 작동하는 용적형 칠러에서 HCFC-124의 대체규정된 작동 조건:
Figure pct00005
본 실시예는 칠러 내에서 50 중량%의 E-HFO-1234ze(블렌드 "C"로 표기함)를 함유하는 E-HFO-1234ze/HFC-134 블렌드가HFC-124를 대체할 수 있음을 입증한다.
Figure pct00006
실시예 4:
E- CF 3 CH = CHF 및 CHF 2 CHF 2 를 함유하는 조성물의 가연성 시험
70 중량%의 E-CF3CH=CHF(E-HFO-1234ze) 및 30 중량%의 CHF2CHF2(HFC-134)를 함유하는 조성물을 ASTM E681- 2001 시험 절차에 따라 60℃의 온도에서 시험하였으며, 가연성인 것으로 밝혀졌다. 69.9 중량%의 E-CF3CH=CHF(E-HFC-1234ze) 및 30.1 중량%의 CHF2CHF2(HFC-134)를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에 시험하였으며, 불연성인 것으로 밝혀졌다.
실시예 5:
E- CF 3 CH = CHF 및 CF 3 CH 2 F 를 함유하는 조성물의 가연성 시험
82.5 중량%의 E-CF3CH=CHF(E-HFO-1234ze) 및 17.5 중량%의 CF3CH2F(HFC-134a)를 함유하는 조성물을 ASTM E681- 2001 시험 절차에 따라 60℃의 온도에서 시험하였으며, 가연성인 것으로 밝혀졌다. 81.3 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 18.7 중량%의 CF3CH2F를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에 시험하였으며, UFL 및 LFL에 대한 단일 값을 동반하여 가연성인 것으로 밝혀졌다. 80 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 20 중량%의 CF3CH2F를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에 시험하였으며, 불연성인 것으로 밝혀졌다. 81.25 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 18.75 중량%의 CF3CH2F를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에 시험하였으며, 불연성인 것으로 밝혀졌다.
실시예 6: 원심식 칠러에서 HFC-134a의 대체
규정된 작동 조건:
Figure pct00007
본 실시예는 칠러 내에서 80 중량%의 E-HFO-1234ze(블렌드 "D"로 표기함)를 함유하는 E-HFO-1234ze/HFC-134a 블렌드가HFC-134a를 대체할 수 있음을 입증한다. 또한, HFC-134a GWP가 1430과 동일함에 비교하여 블렌드 D의 GWP는 291에 불과함으로써, 현저한 개선을 제공한다.
Figure pct00008

Claims (33)

  1. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 액체 냉매를 증발시킴으로써(다만, 증발기 내에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99임) 냉매 증기를 생성시키는 단계를 포함하는, 냉각을 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 냉각이 상기 증발기를 포함하는 칠러 내에서 생성되며, 냉각 매질을 증발기에 통과시킴에 의해 상기 냉매의 증발이 냉각 매질을 냉각시키는 단계, 및 냉각된 냉각 매질을 증발기로부터 냉각시키고자 하는 본체로 보내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 냉각 매질이 물이고 냉각시키고자 하는 본체가 공간 냉각용 공기인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 냉각 매질이 산업적 열전달 액체이고 냉각시키고자 하는 본체가 화학 공정 스트림인 방법.
  5. 제2항에 있어서, 원심식 압축기 내에서 냉매 증기를 압축하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.7 미만인 방법.
  8. 제2항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.05 내지 0.68인 방법.
  9. 제2항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.09 내지 0.82인 방법.
  10. 제2항에 있어서, 성분 (b)가 CF3CH2F인 방법.
  11. 제10항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.70 미만인 방법.
  12. 제2항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.82인 방법.
  13. 제2항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.82인 방법.
  14. 제2항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.74 내지 0.82인 방법.
  15. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 대체 냉매 조성물을 제공하는 단계(다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99임)를 포함하는, HCFC-124 또는 HFC-134a 냉매를 상기 냉매를 위해 설계된 칠러 내에서 대체하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.70 미만인 방법.
  17. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.05 내지 0.68인 방법.
  18. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.09 내지 0.82인 방법.
  19. 제15항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.8인 방법.
  20. 제15항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.8인 방법.
  21. 제15항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.74 내지 0.8인 방법.
  22. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.8인 방법.
  23. 제15항에 있어서, 칠러가 임펠러를 갖는 원심식 압축기를 포함하며, 임펠러의 회전 속도를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  24. 제15항에 있어서, 칠러가 임펠러를 갖는 원심식 압축기를 포함하며, 압축기 임펠러를 상이한 직경의 임펠러로 대체하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  25. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 0.85 미만인 방법.
  26. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.1 내지 0.5인 방법.
  27. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.1 내지 0.3인 방법.
  28. 제15항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.5 내지 0.82인 방법.
  29. 제15항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.6 내지 0.82인 방법.
  30. 제15항에 있어서, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.74 내지 0.82인 방법.
  31. 제15항에 있어서, 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율이 약 0.3 내지 0.82인 방법.
  32. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 하나 이상의 테트라플루오로에탄을 포함하는 냉매(다만, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총량에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량 비율은 약 0.05 내지 0.99임)를 포함하는 작동 유체를 함유하는 냉각용 칠러 장치.
  33. 제32항에 있어서, 원심식 압축기를 포함하는 칠러 장치.
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