*CN101835869A*
(10)申请公布号 CN 101835869 A(43)申请公布日 2010.09.15
(12)发明专利申请
(21)申请号 200880113355.4(22)申请日 2008.10.31(30)优先权数据
60/984,173 2007.10.31 US(85)PCT申请进入国家阶段日 2010.04.26
(86)PCT申请的申请数据
PCT/US2008/081955 2008.10.31(87)PCT申请的公布数据
WO2009/059106 EN 2009.05.07(71)申请人纳幕尔杜邦公司
地址美国特拉华州(72)发明人D·珀蒂
(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公
司 72001
代理人段晓玲 林毅斌(51)Int.Cl.
C09K 5/04(2006.01)
(54)发明名称
包含三氟碘甲烷的组合物及其用途(57)摘要
本发明公开了包含三氟碘甲烷和其它化合物的组合物，所述组合物可在固定式空调或制冷系统、满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器中用作包括制冷剂在内的热传递流体。还公开了用于制冷的方法以及在此类设备中替代R22、R407C、R410A、R404A或R507A的方法。
权利要求书 2 页 说明书 20 页 附图 3 页
CN 101835869 ACN 101835869 ACN 101835873 A
权 利 要 求 书
1/2页
1.包含三氟碘甲烷、二氟甲烷、和至少一种烃的组合物，所述烃选自戊烷、丁烷、异丁烷、丙烯、环丙烯和丙烷。
2.权利要求1的组合物，其中所述烃包括丙烷，并且其中所述组合物还包括五氟乙烷。3.组合物，所述组合物基本上由下列组成：三氟碘甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷；三氟碘甲烷、1，1，1，2-四氟乙烷和二氟甲烷；三氟碘甲烷和五氟乙烷；以及三氟碘甲烷、二氟甲烷；五氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷。4.组合物，所述组合物基本上由约0.01至约67.25重量％的二氟甲烷和约32.75至约99.99％的三氟碘甲烷组成。
5.权利要求2的组合物，所述组合物包含：35％的三氟碘甲烷、55％的二氟甲烷、5％的五氟乙烷和5％的丙烷；或35％的三氟碘甲烷、60％的二氟甲烷、2.5％的五氟乙烷和2.5％的丙烷。6.权利要求3的组合物，所述组合物基本上由下列组成：30-50重量％的三氟碘甲烷和50-70重量％的1，1，1，2-四氟乙烷；5-35重量％的三氟碘甲烷、5-40重量％的1，1，1，2-四氟乙烷和33-70重量％的二氟甲烷；或
25-50重量％的三氟碘甲烷、40-60重量％的二氟甲烷、0-50重量％的五氟乙烷和5-50重量％的1，1，1，2-四氟乙烷。
7.权利要求1、3或4的组合物，所述组合物还包含润滑剂，所述润滑剂选自聚亚烷基二醇、多元醇酯、聚乙烯醚、矿物油、烷基苯、合成链烷烃、合成环烷烃、和聚(α)烯烃。
8.权利要求1、3或4的组合物，所述组合物还包含至少一种添加剂，所述添加剂选自增容剂、紫外染料、增溶剂、示踪剂、稳定剂、全氟聚醚、和官能化全氟聚醚。
9.用于制冷的方法，所述方法包括在蒸发器中蒸发权利要求1、3或4的组合物以形成蒸汽制冷剂，其中所述组合物为制冷剂，将所述蒸汽制冷剂冷凝以形成液体制冷剂，并且使所述液体制冷剂返回至所述蒸发器中。
10.权利要求9的方法，所述方法还包括在所述制冷剂蒸汽被冷凝之前将其压缩的步骤。
11.权利要求9的方法，其中所述制冷在固定式空调系统或固定式制冷系统中进行。12.权利要求9的方法，所述方法还包括使第一冷却介质循环通过所述蒸发器内的入口，通过所述蒸发器内的旋管，并且到达所述蒸发器的出口，从而在所述第一冷却介质从所述蒸发器入口通向出口时，降低所述第一冷却介质的温度，并且将所述第一冷却介质通向要冷却的主体，从而制冷。
13.权利要求9的方法，其中在满液式蒸发冷却器中进行所述制冷。14.权利要求9的方法，其中蒸发所述制冷剂组合物的步骤包括使所述制冷剂组合物循环通过所述蒸发器内的入口，通过所述蒸发器内的旋管，并且通过所述蒸发器内的出口，从而降低包含在所述蒸发器内的第一液体冷却介质的温度，并且将所述第一液体冷却介质从所述蒸发器通向要冷却的主体，从而制冷。
15.权利要求14的方法，其中在直接膨胀式冷却器中进行所述制冷。
2
CN 101835869 ACN 101835873 A
权 利 要 求 书
2/2页
16.用于替代满液式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统或固定式制冷系统中的R22、R407C、R-410A、R404A或R507A的方法，所述方法包括向所述满液式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调或制冷系统提供权利要求1、3或4的组合物，其中所述组合物包含制冷剂。
17.权利要求16的方法，其中向固定式空调系统或固定式制冷系统中提供所述制冷剂组合物，以替代R22、R404A、R407C、R410A或R507A。
18.权利要求16的方法，其中向满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器中提供所述制冷剂组合物，以替代R22、R407C或R410A。
3
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
包含三氟碘甲烷的组合物及其用途
1/20页
背景技术
1.发明领域。
[0002] 本公开涉及包含三氟碘甲烷的低GWP制冷剂组合物领域。在为R22、R407C、R410A、R404A或R507A设计的设备中，这些组合物可用作低GWP替代物，所述设备包括固定式空调或制冷系统、满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器。[0003] 2.背景技术。
[0004] 一直在寻求对环境即使有也是极小影响的可用于多种应用的工作流体。被采用作为氯氟烃替代物的氢氟烃工作流体不具有臭氧损耗潜势，但已发现会促使全球变暖。[0005] 因此，仍在寻求目前用作制冷剂、热传递流体、清洁溶剂、气溶胶推进剂、泡沫发泡剂以及灭火剂或抑燃剂的氢氟烃的替代物。[0006] 为可在现有设备中用作直接替代物，替代物必须具有与设备设计使用的原工作流体相近或相符的特性。期望发现可提供平衡性能的组合物，所述组合物能够替代现有制冷剂，并且还可用作设计用于相似应用的新型设备中的制冷剂。
[0001]
发明内容
[0007] 本发明提供了特定的三氟碘甲烷组合物，具体地讲，提供了用于替代R22、R407C、R410A、R404A或R507A的制冷剂，这种特定的三氟碘甲烷组合物具有低全球变暖潜势(GWP)并且具有与被替代制冷剂相类似的能量效率和制冷量。此外，本发明还提供了具有少量或指定量滑移的制冷剂，以用于具有换热器(即蒸发器或冷凝器)的热传递系统中，所述换热器被优化以利用滑移。[0008] 具体地讲，本文所公开的组合物可用于替代R22、R404A、R407C、R410A或R507A而作为固定式空调或制冷系统中的工作流体，或可用于替代满液式蒸发冷却器或直接膨胀式(DX)冷却器中的R22、R407C或R410A。如本文所公开的组合物可用于新型或现有设备中。[0009] 根据本发明，提供了包含三氟碘甲烷、二氟甲烷和附加化合物的组合物，所述附加化合物选自戊烷、丁烷、异丁烷、丙烯、环丙烯和丙烷。[0010] 在特定实施方案中，所述附加化合物为丙烷。在该实施方案中，所述组合物还包含五氟乙烷。
[0011] 根据本发明，还提供了基本上由下列组成的组合物：三氟碘甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷；或三氟碘甲烷、1，1，1，2-四氟乙烷和二氟甲烷；或三氟碘甲烷和五氟乙烷；或三氟碘甲烷、二氟甲烷、五氟乙烷和1，1，1，2-四氟乙烷。[0012] 根据本发明，还提供了基本上由约0.01至67.25重量％的二氟甲烷和约32.75至约99.99重量％的三氟碘甲烷组成的组合物。[0013] 根据本发明，还提供了用于替代满液式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器或固定式空调系统或固定式制冷系统中R22、R407C、R-410A、R404A或R507A的方法。所述方法包括向固定式空调系统或固定式制冷系统提供任何上述组合物，其中所述组合物为制冷剂。根据此方法，可在固定式空调或制冷系统中用任何上述组合物来替代R22、R404A、R407C、
4
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
2/20页
R410A或R507A，并且可在满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器中用任何上述组合物来替代R22、R407C或R410A。[0014] 根据本发明，还提供了用于在固定式空调系统或固定式制冷系统、满液式蒸发器或直接膨胀式冷却器中制冷的方法。所述方法包括在蒸发器中蒸发任何上述组合物(其中所述组合物为制冷剂)，以形成蒸汽制冷剂，将所述制冷剂蒸汽冷凝以形成制冷剂液体，并且使所述制冷剂液体返回至所述蒸发器中。[0015] 在一个实施方案中，用于制冷的方法包括在固定式制冷或固定式空调系统中制冷。
[0016] 根据另一个实施方案，所述制冷方法包括在满液式蒸发冷却器中制冷。在该方法中，第一冷却介质被循环通过蒸发器内的入口，通过蒸发器内的旋管，并且到达蒸发器的出口，从而在所述第一冷却介质从蒸发器入口通向出口时，降低所述第一冷却介质的温度。然后将所述第一冷却介质从蒸发器通向要冷却的主体，从而制冷。本发明方法的这一实施方案可在满液式蒸发冷却器中实施。[0017] 根据另一个实施方案，所述制冷方法包括在直接膨胀式冷却器中制冷。在该方法中，蒸发所述制冷剂组合物的步骤包括使所述制冷剂组合物循环通过蒸发器内的入口，通过蒸发器内的旋管，并且通过蒸发器内的出口，从而降低包含于所述蒸发器中的第一液体冷却介质的温度。然后将所述第一液体冷却介质从所述蒸发器通向要冷却的主体，从而制冷。本发明方法的这个实施方案可在直接膨胀式冷却器中实施。[0018] 附图简述
[0019] 图1是使用本发明的制冷剂组合物的固定式空调或制冷系统的示意图。[0020] 图2使采用本发明的制冷剂组合物的满液式蒸发冷却器的示意图。[0021] 图3是使用本发明的制冷剂组合物的直接膨胀式冷却器的示意图。[0022] 发明详述
[0023] 在提出下述实施方案详情之前，先定义或阐明一些术语。
[0024] 全球变暖潜势值(GWP)是由空气排放一千克具体温室气体与排放一千克二氧化碳相比而得的评估相对全球变暖影响的指数。可计算不同时间范围的GWP，以显示指定气体的大气寿命效应。100年时间范围的GWP是通常所参考的值。就混合物而言，可根据每种组分的单独GWP来计算加权平均数。
[0025] 制冷量(有时称为冷却容量)是定义蒸发器中每磅循环制冷剂的制冷剂焓变的术语，即在给定时间内，由蒸发器中的制冷剂移除的热量。制冷量是制冷剂或热传递组合物制冷能力的量度。因此，制冷量越高，制冷效果越大。性能系数(COP)是移除的热量与运转循环所需的能量输入的比值。COP越高，能量效率越高。COP与能量效率比率(EER)直接相关，所述能量效率比率为制冷设备或空调设备在一组具体内温和外温下的效率等级。
[0027] 滑移(有时还称为温度滑移)被定义为除任何过冷或过热外，制冷或空调系统组件内的制冷剂导致的相变过程中起始温度与最终温度间的绝对差值。该术语通常描述共沸物的冷凝或蒸发。具体地讲，冷凝器中的制冷剂滑移是在冷凝压力下其露点与泡点温度之差，而在蒸发器中，制冷剂滑移是蒸发压力下其入口温度与饱和蒸汽温度之差。纯化合物制冷剂具有零滑移，具体温度和压力下的共沸物组合物也是如此。行为与共沸物相类似的近
[0026]
5
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
3/20页
共沸(有时称为类共沸)组合物具有低滑移。为非共沸物(或不共沸物)的组合物可具有显著较高的滑移。平均滑移是指蒸发器中滑移与冷凝器中滑移的滑移平均值。[0028] 术语“过冷”是指蒸汽温度降至给定压力下蒸汽饱和点以下。饱和点是蒸汽通常会冷凝成液体的温度，但过冷会使得在给定压力下产生较低温度的蒸汽。通过将蒸汽冷却至饱和点以下，可提高净制冷量。因此，过冷改善系统的制冷量和能量效率，所述系统为诸如蒸汽压缩热传递系统(指制冷或空调系统)。过热是定义蒸汽组合物被加热至其饱和蒸汽温度以上的程度的术语。[0029] 如本文所用，非共沸组合物包括既不是共沸物也不是近共沸物的组合物，意味着它的行为与简单的组分混合物相同，因此将在蒸发或煮练期间分馏。在从热传递系统中渗出期间，这种分馏将导致沸点较低(蒸汽压较高)的组分首先渗出设备。因此，仍保留于热传递系统内的热传递组合物蒸汽压将降低。可测定这种压力降，并且用作渗漏的早期迹象。[0030] 如本文所用，共沸组合物包括表现如单一物质的两种或更多种物质的恒沸混合物。表征共沸组合物的一种方法是，由液体部分地蒸发或蒸馏产生的蒸汽与从其中蒸发或蒸馏的液体具有相同的组成，即所述混合物蒸馏/回流，而组成没有变化。恒沸组合物的特征在于共沸点，因为与相同化合物的非共沸混合物的沸点相比，它们表现出最高或最低的沸点。操作期间，共沸组合物将不在热传递系统内发生会降低系统效率的分馏。此外，在从热传递系统中渗出时，共沸组合物也不会分馏。[0031] 如本文所用，近共沸组合物(通常还称为“类共沸组合物”)包括基本表现如单一物质的两种或更多种物质的基本上恒沸的液体混合物。表征近共沸组合物的一种方法是，由液体部分地蒸发或蒸馏产生的蒸汽与从其中蒸发或蒸馏的液体具有基本上相同的组成，即所述混合物蒸馏/回流，而基本组成没有变化。表征近共沸组合物的另一种方法是，具体温度下组合物的泡点蒸汽压和露点蒸汽压基本上相同。本文中，如果在通过诸如蒸发或煮练移除50重量％的组合物后，原组合物与50重量％原组合物被移除后的剩余组合物之间的蒸汽压差小于约10％，则该组合物是近共沸的。[0032] 如本文所用，热传递系统可以是采用热传递组合物的任何制冷系统、冷藏机、空调系统、空调机、热力泵、满液式蒸发冷却器、直接膨胀式冷却器等等。[0033] 如本文所用，热传递组合物包括用于将热从热源运至散热器的组合物。[0034] 如本文所用，制冷剂包括在循环中用作热传递组合物的化合物或化合物的混合物，其中所述组合物经历从液体至气体再回至液体的相变。[0035] 如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其它变型均旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或该工艺、方法、制品或设备所固有的其他要素。此外，除非有相反的明确说明，“或”是指包含性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，以下任何一种情况均满足条件A或B：A是真实的(或存在的)且B是虚假的(或不存在的)，A是虚假的(或不存在的)且B是真实的(或存在的)，以及A和B都是真实的(或存在的)。[0036] 同样，使用“一个”或“一种”来描述本文所描述的要素和组分。这样做仅仅是为了方便，并且对本发明的范围提供一般性的意义。这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且该单数也包括复数，除非很明显地另指他意。元素周期表中与栏相对应的族号采用“新符号”协定，可见于“CRCHandbook of Chemistry and Physics”第81版(2000-2001)。
6
CN 101835869 ACN 101835873 A[0037]
说 明 书
4/20页
本文所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义，除非另行定义。尽管与本文所描述的方法和材料类似或等同的方法和材料也可用于本发明实施方案的实施或测试中，但是下文描述了合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其他参考文献均以全文引用方式并入本文，除非引用具体段落。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。此外，材料、方法和实施例仅是例示性的，并不旨在进行限制。[0038] 组合物[0039] 本公开一般涉及包含三氟碘甲烷(CF3I)的组合物。三氟碘甲烷可从多种来源商购获得，或可由本领域已知的方法制得。[0040] 根据一个实施方案，本发明的组合物包含三氟碘甲烷(CF3I)、二氟甲烷(R-32)和至少-种烃。下文中，将该实施方案中的组合物称为A类组合物。附加的烃示于表1中。[0041] 表1[0042]
标识码 结构
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
名称 正戊烷 正丁烷 异丁烷 2-甲基丁烷 丙烯 环丙烷 丙烷
其它命名
异丁烷
CH3CH(CH3)CH3 CH3CH(CH3)CH2CH3
HC-1270 HC-C270 HC-290
[0043]
CH3CH＝CH2 环-CH2CH2CH2- CH3CH2CH3
R1270 RC270 R290
表1中的烃可由本领域已知的方法制得，或可商购获得。
[0044] 根据-个特定实施方案，所述附加的烃可具体包括丙烷。在该实施方案中，本发明的组合物还可包含五氟乙烷。[0045] 作为另外-种选择，本发明的组合物可基本上由三氟碘甲烷(CF3I)和至少-种氢氟烃组成。这些氢氟烃示于表2中。如该实施方案所述的组合物可包含-种或多种列于表2中的氢氟烃。[0046] 表2[0047]
标识码 HFC-134a
结构 CF3CH2F
名称
1，1，1，2-四氟乙烷
7
其它命名 R134a
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
结构 CF3CHF2 CH2F2
名称 五氟乙烷 二氟甲烷
其它命名 R125 R32
5/20页
标识码 HFC-125 HFC-32
[0048]
在一个实施方案中，本发明的组合物基本上由三氟碘甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷
组成。
在另一个实施方案中，本发明的组合物基本上由三氟碘甲烷、1，1，1，2-四氟乙烷和二氟甲烷组成。
[0050] 在另一个实施方案中，本发明的组合物基本上由三氟碘甲烷、1，1，1，2-四氟乙烷、二氟甲烷和五氟乙烷组成。
[0051] 在另一个实施方案中，本发明的组合物基本上由三氟碘甲烷和五氟乙烷组成。[0052] 下文中，将表3中栏名为“组合物”的栏中所列的任何组合物称为B类组合物。本发明的B类组合物的具体重量百分比范围示于表3中。包括于下文指定的任何范围内的那些范围均在本发明的范畴内。[0053] 表3[0049] [0054]
组合物
范围(重量％) 32.75-99.9/0.01- CF3I/32
67.25
可供选择的范围A 可供选择的范围B (重量％) (重量％)
60-99.9/40-0.1
40-60/60-40
30-40/0.1-60/1- 30-40/0.1-55/1- 30-40/0.1-35/1- CF3I/R32/R125/R290
10/1-10
CF3I/R134a CF3I/R134a/R32
30-60/70-40
10/1-6 30-50/70-50
10/1-3
5-35/5-40/30-70 5-35/5-40/30-60 5-35/5-40/30-40 25-50/0.1-60/0- 25-50/40-60/5- 25-50/0.1-40/10- 50/5-50
CF3I/R32/R125/R134a
50/5-50
[0055]
10/5-50
可由任何便利的方法将所需量的如表3中所示的单独组分混合，以制得本发明的
组合物。优选的方法是称量所需组分量，然后在适当的容器中将组分混合。如果需要，可使用搅拌。
8
CN 101835869 ACN 101835873 A[0056]
说 明 书
6/20页
根据本发明，还提供了基本上由约0.01至67.25重量％的二氟甲烷和约32.75至约99.99重量％的三氟碘甲烷组成的组合物。下文中，将该实施方案中的组合物称为C类组合物。
[0057] 本发明提供了具有零或低臭氧损耗潜势和低全球变暖潜势(GWP)的组合物。如本文所公开的组合物将具有比当前使用的许多氢氟烃制冷剂更低的全球变暖潜势。本发明的一个方面是提供全球变暖潜势小于1000、并且小于500、并且在某些情况下小于350、或甚至小于150、或小于100、或小于50的组合物。[0058] 此外，当组合物用作制冷剂时，不易燃性和低GWP是所期望的组合物特性。已知R32和丙烷(R290)均是易燃化合物。在一个实施方案中，表2可供选择范围A中所提供的包含这些易燃化合物的那些组合物预计是不易燃或较不易燃的。在另一个实施方案中，表2可供选择范围B中所提供的那些组合物预计是不易燃的。总体上，如表2中所述的组合物具有比它们旨在替代的现有制冷剂化合物或共混物更低的GWP(参见本文实施例1和2)。[0059] 如本文所公开的本发明的组合物可与制冷、空调或热力泵系统中的干燥剂联合使用，以有助于移除水分。干燥剂可由活性氧化铝、硅胶或基于沸石的分子筛组成。代表性的分子筛包括MOLSIV XH-7、XH-6、XH-9和XH-11(UOP LLC，Des Plaines，IL)。就分子尺寸小的制冷剂诸如HFC-32而言，优选XH-11干燥剂。
[0060] 本发明的组合物还可包含至少一种润滑剂，所述润滑剂选自聚亚烷基二醇、多元醇酯、聚乙烯醚、矿物油、烷基苯、合成连烷烃、合成环烷烃、和聚(α)烯烃。
[0061] 与本发明的组合物联合使用的润滑剂包括适于与制冷或空调设备联合使用的那些。在这些润滑剂中包括通常用于采用氯氟烃制冷剂的蒸汽压缩制冷设备中的润滑剂。此类润滑剂和它们的性质论述于1990年ASHRAE手册，Refrigeration Systems and Applications第8章标题为“Lubricants inRefrigeration Systems”的第8.1页至8.21页中，所述文献以引用方式并入本文。适于与本发明的组合物联合使用的润滑剂可包括在压缩制冷润滑领域中通常称为“矿物油”的那些。矿物油包括链烷烃(即直链和支碳链饱和烃)、环烷烃(即环状链烷烃)和芳烃(即包含一个或多个环的不饱和环状烃，所述环的特征在于交替的双键)。适于与本发明的组合物联合使用的润滑剂还可包括在压缩制冷润滑领域中通常称为“合成油”的那些。合成油包括烷基芳烃(即直链和支链烷基烷基苯)、合成链烷烃和环烷烃、以及聚(α-烯烃)。适于与本发明的组合物联合使用的代表性常规润滑剂是可商购获得的BVM 100N(由BVA Oils出售的石蜡矿物油)、可以商品名
和
从Crompton Co.商购获得环烷烃矿物油、可以商品名
从
从Pennzoil商购获得的环烷烃矿物油、可以商品名
Calumet Lubricants商购获得的环烷烃矿物油、可以商品名和
从Shrieve Chemicals商购获得的直链烷基苯、以及HAB 22(由Nippon Oil
出售的支链烷基苯)。
[0062] 适于与本发明的组合物联合使用的润滑剂还包括设计与氢氟烃制冷剂联合使用并且可在压缩制冷和空调设备操作条件下与本发明的制冷剂混溶的那些。此类润滑剂以及它们的性能论述于“Synthetic Lubricants andHigh-Performance Fluids”(R.L.Shubkin编辑，Marcel Dekker，1993)中。此类润滑剂包括但不限于多元醇酯(POE)，例
9
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
7/20页
如(Castrol，英国)、聚亚烷基二醇(PAG)(例如得自Dow(Dow Chemical，
Midland，Michigan)的RL-488A)、聚乙烯醚(PVE)、以及聚碳酸酯(PC)。[0063] 考虑指定的压缩机要求以及润滑剂将接触的环境，来选择可与本发明的组合物联合使用的润滑剂。
[0064] 本文所述的包含烃的本发明的组合物可提供与常规制冷润滑剂诸如矿物油经改善的可混溶性。因此，使用这些含烃组合物来改进现有设备，无需昂贵并且耗时的润滑剂更换过程。
[0065] 本发明的组合物还包含添加剂，所述添加剂选自增容剂、紫外染料、增溶剂、示踪剂、稳定剂、全氟聚醚(PFPE)、以及官能化全氟聚醚。
[0066] 本发明的组合物还可包含约0.01重量％至约5重量％的稳定剂、自由基清除剂或抗氧化剂。其它此类添加剂包括但不限于，硝基甲烷、受阻酚、羟胺、硫醇、亚磷酸盐、或内酯。可使用单一添加剂或添加剂的组合。
[0067] 可按需要将某些制冷或空调系统添加剂任选加入到本发明的组合物中，以增强性能和系统稳定性。这些添加剂是制冷和空调领域已知的，并且包括但不限于，抗磨损剂、极压润滑剂、腐蚀和氧化抑制剂、金属表面减活化剂、自由基清除剂、和泡沫控制剂。一般来讲，相对于总组合物，这些添加剂可以少量存在于本发明的组合物中。所用每种添加剂的典型浓度为小于约0.1重量％至多达约3重量％。基于独立系统的需要来选择这些添加剂。这些添加剂包括EP(极压)润滑添加剂中磷酸三芳基酯类成员，诸如丁基化磷酸三苯酯(BTPP)，或其它烷基化的磷酸三芳基酯例如得自AkzoChemicals的Syn-0-Ad 8478，磷酸三甲苯酯以及相关化合物。此外，二烷基二硫代磷酸金属盐(例如二烷基二硫代磷酸锌或ZDDP，Lubrizol 1375)以及此类化学物质的其它成员可被用于本发明的组合物中。其它抗磨损添加剂包括天然产物油和不对称多羟基润滑油添加剂，诸如Synergol TMS(International Lubricants)。类似地，可使用稳定剂诸如抗氧化剂、自由基清除剂和去水剂。此类化合物包括但不限于，丁基化羟基甲苯(BHT)、环氧化物、以及它们的混合物。腐蚀抑制剂包括十二烷基琥珀酸(DDSA)、氨磷酸盐(AP)、油酰肌氨酸、咪唑(imidazone)衍生物、以及取代的磺酸盐。金属表面减活化剂包括双(亚苄基)酰肼乙二酸(CAS登记号6629-10-3)、N，N′-双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰肼)(CAS登记号32687-78-8)、2，2′-草酰胺基双-(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸乙酯)(CAS登记号70331-94-1)、N，N′-(二亚水杨基)-1，2-二氨基丙烷(CAS登记号94-91-7)和乙二胺四乙酸(CAS登记号60-00-4)及其盐、以及它们的混合物。[0068] 附加添加剂包括稳定剂，所述稳定剂包括至少一种选自下列的化合物：受阻酚、硫代磷酸酯、丁基化硫代磷酸三苯酯、有机磷酸酯、或亚磷酸酯、芳烷醚、萜烯、萜类化合物、环氧化物、氟化环氧化物、氧杂环丁烷、抗坏血酸、硫醇、内酯、硫醚、胺、硝基甲烷、烷基硅烷、二苯甲酮衍生物、芳基硫化物、二乙烯基对苯二甲酸、二苯基对苯二甲酸、离子液体、以及它们的混合物。代表性的稳定剂化合物包括但不限于：生育酚；对苯二酚；叔丁基对苯二酚；一硫代磷酸酯；以及可以商品名以商品名
和
10
从Ciba Specialty
Chemicals(Basel，Switzerland，下文称为“Ciba”)商购获得的二硫代磷酸酯；可分别
从Ciba商购获得的二烷基硫代磷酸酯；
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
8/20页
可以商品名从Ciba商购获得的丁基化硫代磷酸三苯酯；可以商品名
(Ciba)从Ciba商购获得的氨磷；可以商品名
从Ciba商
从Ciba商购获得的亚磷
从Ciba商
购获得的受阻亚磷酸酯；磷酸酯诸如可以商品名
酸三(二叔丁基苯基)酯；亚磷酸二正辛酯；以及可以商品名
购获得的亚磷酸异癸基二苯酯；苯甲醚；1，4-二甲氧基苯；1，4-二乙氧基苯；1，3，5-三甲氧基苯；d-柠檬烯；视黄醛；蒎烯；薄荷醇；维生素A；萜品烯；松油精；番茄红素；β-胡萝卜素；莰烷；1，2-环氧丙烷；1，2-环氧丁烷；正丁基缩水甘油醚；三氟甲基环氧乙烷；1，1-双(三氟甲基)环氧乙烷；3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷，诸如OXT-101(Toagosei Co.，Ltd)；3-乙基-3-((苯氧基)甲基)氧杂环丁烷，诸如OXT-211(ToagoseiCo.，Ltd)；3-乙基-3-((2-乙基己氧基)甲基)氧杂环丁烷，诸如OXT-212(Toagosei Co.，Ltd)；抗坏血酸；甲硫醇(甲基硫醇)；乙硫醇(乙基硫醇)；辅酶A；二巯基丁二酸(DMSA)；圆柚硫醇((R)-2-(4-甲基环己-3-烯基)丙-2-硫醇))；半胱氨酸((R)-2-氨基-3-巯基丙酸)；硫辛酰胺(1，2-二硫戊环-3-戊酰胺)；5，7-双(1，1-二甲基乙基)-3-[2，3(或3，4)-二甲基苯基]-2(3H)-苯并呋喃酮(可以商标基硫醚；二苯硫醚；二异丙胺；可以商品名3’-硫代二丙酸双十八烷酯；可以商品名代丙酸双十二烷酯；可以商品名基-4-哌啶基)癸二酸酯；可以商品名
从Ciba商购获得)；苄基苯802(Ciba)从Ciba商购获得的3，
从Ciba商购获得的3，3’-硫
从Ciba商购获得的二-(2，2，6，6-四甲
(Ciba)从Ciba商购获得的聚
(N-羟基乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶基)琥珀酸酯；甲基双牛脂胺；双牛脂胺；苯酚-α-萘胺；双(二甲基氨基)甲基硅烷(DMAMS)；三(三甲基甲硅烷基)硅烷(TTMSS)；乙烯基三乙氧基硅烷；乙烯基三甲氧基硅烷；2，5-二氟二苯甲酮；2’，5’-二羟基苯乙酮；2-氨基二苯甲酮；2-氯二苯甲酮；苄基苯基硫化物；二苯硫醚；二苄硫醚；离子液体；以及如2007年3月26日提交的国际专利申请PCT/US07/07477中所公开的那些。[0069] 离子液体稳定剂包含至少一种离子液体。离子液体是在室温(约25℃)下为液体的有机盐。在另一个实施方案中，离子液体稳定剂包括含阳离子和阴离子的盐，所述阳离子选自吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、噁唑鎓和三唑鎓；所述阴离子选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、和F-。代表性的离子液体稳定剂包括emim BF4(1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐)；bmim BF4(1-丁基-3-甲基咪唑鎓四硼酸盐)；emim PF6(1-乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐)；和bmim PF6(1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐)，所有这些均可得自Fluka(Sigma-Aldrich)。
[0070] 本发明的组合物还包含可与氢氟烃制冷剂或热传递流体混溶的全氟聚醚作为添加剂。全氟聚醚的共同特征是存在全氟烷基醚部分。全氟聚醚与全氟聚烷基醚同义。常用的其它同义术语包括“PFPE”、“PFAE”、“PFPE油”、“PFPE流体”、和“PFPAE”。例如得自DuPont的
[0071]
是具有式CF3-(CF2)2-O-[CF(CF3)-CF2-O]j’-R’f结构的全氟聚醚。在所述式中，还可使用其它PFPE，包括得自Ausimont(Milan，Italy)的以商品名
11
j’为2至100，包括端点在内，并且R’f为CF2CF3、C3至C6全氟烷基、或它们的组合。
和
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
9/20页
出售的PFPE流体以及由全氟烯烃光致氧化反应制得的PFPE流体。
可具有式CF3O(CF2CF(CF3)-O-)m’(CF2-O-)n’-R1f结构。同样适宜的是CF3O[CF2CF(CF3)O](CF2CF2O)o’(CF2O)n’-R1f。在所述式中，R1f为CF3、C2F5、C3F7、或其中两种或更多种的组m’
合；(m’+n’)为8至45，包括端点在内；并且m/n为20至1000，包括端点在内；o’为1；(m’+n’+o’)为8至45，包括端点在内；m’/n’为20至1000，包括端点在内。
[0072]
可具有式CF3O(CF2CF2-O-)p’(CF2-O)q’CF3，其中(p’+q’)为40至180，
并且p’/q’为0.5至2，包括端点在内。
TM
[0073] 还可使用另一类以商品名Demnum得自Daikin Industries(Japan)的PFPE流体作为添加剂。此类PFPE流体可通过2，2，3，3-四氟氧杂环丁烷的连续低聚和氟化反应制得，获得式F-[(CF2)3-O]t’-R2f，其中R2f为CF3、C2F5、或它们的组合，并且t’为2至200，包括端点在内。
[0074] 可独立地将全氟聚醚的两个端基官能化或非官能化。在非官能化全氟聚醚中，所述端基可以是支链或直链的全氟烷基端基。此类全氟聚醚的实例可具有式Cr’F(2r’+1)-A-Cr’F(2r’+1)，其中每个r’独立地为3至6；A可以是O-(CF(CF3)CF2-O)w’、O-(CF2-O)x’(CF2CF2-O)y’、O-(C2F4-O)w’、O-(C2F4-O)x’(C3F6-O)y’、O-(CF(CF3)CF2-O)x’(CF2-O)、O-(CF2CF2CF2-O)w’、O-(CF(CF3)CF2-O)x’(CF2CF2-O)y’-(CF2-O)z’、或其中两种或更多种的组合；A优选为O-(CF(CF3)CF2-O)w’、O-(C2F4-O)w’、O-(C2F4-O)x’(C3F6-O)y’、O-(CF2CF2CF2-O)w’、或其中两种或更多种的组合；w’为4至100；x’和y’分别独立地为1至100。具体实例包括但不限于F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF2CF3、F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF(CF3)2、以及它们的组合。在此类PFPE中，最多30％的卤素原子可以是不同于氟的卤素，诸如氯原子。
[0075] 还可独立地将全氟聚醚的两个端基官能化。典型的官能化端基选自酯、羟基、胺、酰胺、氰基、羧酸和磺酸。
[0076] 代表性的酯端基包括-COOCH3、-COOCH2CH3、-CF2COOCH3、-CF2COOCH2CH3、-CF2CF2COOCH3、-CF2CF2COOCH2CH3、-CF2CH2COOCH3、-CF2CF2CH2COOCH3、-CF2CH2CH2COOCH3、-CF2CF2CH2CH2COOCH3。[0077] 代表性的羟基端基包括-CF2OH、-CF2CF2OH，-CF2CH2OH、-CF2CF2CH2OH、-CF2CH2CH2OH、-CF2CF2CH2CH2OH。
12
[0078] 代表性的胺端基包括-CF2NRR、-CF2CF2NR1R2、-CF2CH2NR1R2、-CF2CF2CH2NR1R2、-CF2CH
12
-CF2CF2CH2CH2NR1R2，其中R1和R2独立地为H、CH3或CH2CH3。2CH2NRR、
12
[0079] 代表性的酰胺端基包括-CF2C(O)NRR、-CF2CF2C(O)NR1R2、-CF2CH2C(O)NR1R2、-CF2CF2CH2C(O)NR1R2、-CF2CH2CH2C(O)NR1R2、-CF2CF2CH2CH2C(O)NR1R2，其中R1和R2独立地为H、CH3或CH2CH3。
[0080] 代表性的氰基端基包括-CF2CN、-CF2CF2CN、-CF2CH2CN、-CF2CF2CH2CN、-CF2CH2CH2CN、-CF2CF2CH2CH2CN。
[0081] 代表性的羧酸端基包括-CF2COOH、-CF2CF2COOH、-CF2CH2COOH、-CF2CF2CH2COOH、-CF2CH2CH2COOH、-CF2CF2CH2CH2COOH。
3
[0082] 代表性的磺酸端基包括-S(O)(O)OR、-S(O)(O)R4、-CF2O S(O)(O)OR3、-CF2CF2O S(O)(O)OR3、-CF2CH2O S(O)(O)OR3、-CF2CF2CH2O S(O)(O)OR3、-CF2CH2CH2O S(O)(O)OR3、-CF2CF2CH2CH2OS(O)(O)OR3、-CF2S(O)(O)OR3、-CF2CF2S(O)(O)OR3、-CF2CH2S(O)(O)OR3、-CF2CF2CH2 S(O)(O)OR3、-CF2CH2CH2 S(O)(O)OR3、-CF2CF2CH2CH2 S(O)(O)OR3、-CF2O S(O)
y’
12
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
10/20页
(O)R4、-CF2CF2O S(O)(O)R4、-CF2CH2O S(O)(O)R4、-CF2CF2CH2OS(O)(O)R4、-CF2CH2CH2O S(O)(O)R4、-CF2CF2CH2CH2O S(O)(O)R4，其中R3为H、CH3、CH2CH3、CH2CF3、CF3、或CF2CF3，R4为CH3、CH2CH3、CH2CF3、CF3、或CF2CF3。[0083] 在一个实施方案中，本发明的组合物(指A、B和C类中的那些)可用作发泡剂；以用于制备泡沫。因此，根据本发明，提供了由此类发泡剂制得的泡沫以及制备此类泡沫的方法，并且优选聚氨酯和聚异氰酸酯泡沫。在此类泡沫实施方案中，包含一种或多种本发明的组合物以用作发泡剂，并且将其加入到可发泡组合物中，并且在可有效形成泡沫的条件下使可发泡组合物发生反应。上述条件包括使用一种或多种能够在适当条件下反应并且发泡以形成泡沫或多孔结构的附加组分。根据本发明的泡沫实施方案，可以使用或适于使用本领域熟知的任何一种方法，诸如“Polyurethanes Chemistryand Technology”第I卷和第II卷(Saunders和Frisch，1962年，JohnWiley and Sons，New York，N.Y.)中所述的那些。[0084] 在另一个实施方案中，本发明的组合物可用作可喷雾组合物中的推进剂。在该实施方案中，本发明涉及包含本发明的组合物的可喷雾组合物。在该实施方案中，所述可喷雾组合物还可包含要喷雾的活性成分以及惰性成分、溶剂和其它物质。所述可喷雾组合物可以是气溶胶。适宜的要喷雾活性成分包括但不限于化妆品物质，诸如除臭剂、香料、发胶、清洁剂、和抛光剂，以及医药物质诸如抗哮喘药物和除口臭药物。[0085] 本公开还提供了用于制备气溶胶产品的方法，所述方法包括在气溶胶容器中将本发明的组合物加入到活性成分中的步骤，其中所述组合物用作推进剂。[0086] 在一个实施方案中，消毒剂为包含环氧乙烷和A类、B类或C类组合物的共沸或类共沸组合物。在另一个实施方案中，消毒剂混合物为包含环氧乙烷和A类、B类或C类组合物的非共沸(或不共沸)组合物。[0087] 在另一个实施方案中，本发明的组合物可用作消毒剂。可使用所述消毒剂来消毒大量制品，包括但不限于医疗设备和材料诸如诊断内窥镜，塑料制品诸如注射器、手套、试管、培养箱和起搏器；橡胶制品诸如管材、导管和片材；器具诸如针头、外科手术刀和氧气试验器；以及其它制品，诸如扩张器、泵、马达和人工晶状体。在另一个实施方案中，本发明的消毒剂可用作医疗领域以外物品的熏剂，所述物品包括但不限于某些食品诸如物种，以及其它物品诸如毛皮、被褥、纸制品和运输设备诸如飞机、火车和轮船的装货区域。所述消毒剂可有效抵抗所有生命形式，尤其是有害的昆虫、细菌、病毒、霉菌、真菌、以及其它微生物。
在一个实施方案中，消毒剂是包含环氧乙烷和本发明的组合物的共沸或类共沸组
合物。在另一个实施方案中，消毒剂是包含环氧乙烷和本发明的组合物的非共沸(或不共沸)组合物。
[0089] 本发明还提供了用于消毒制品的方法，所述方法包括使所述制品与包含环氧乙烷和本发明的组合物的消毒剂接触。在一个实施方案中，消毒制品的方法可以本领域已知的任何方式实施，包括在一定条件下使要消毒的制品与消毒剂接触一段时间，以有效达到所需的消毒程度。在另一个实施方案中，通过将要消毒的制品放入到容器中，将容器中的空气排出，湿润所述容器，并且使所述制品与消毒剂接触有效的一段时间，来实施所述方法。在一个实施方案中，润湿可在所述容器中产生约30％至约80％的相对湿度。有效的消毒时间将取决于众多因素，包括温度、压力、相对湿度、所用的具体消毒剂混合物以及所消毒的材
[0088]
13
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
11/20页
料。作为另外一种选择，某些多孔制品需要的接触时间短于密封在聚乙烯袋内的制品。此外，在另一个实施方案中，某些细菌尤其具有耐性，因此可能需要更长的消毒接触时间。[0090] 本发明的组合物(是指A、B和C类组合物)尤其可用作制冷剂。此类制冷剂在制冷系统以及制冷方法中的应用将描述于下文中。[0091] 冷却系统图1是采用本发明的组合物的固定式制冷或固定式空调系统的示意图。在该系统
中，液体制冷剂流动通过膨胀阀212，所述制冷剂以部分液体和部分蒸汽形式离开所述膨胀阀进入到具有入口和出口的蒸发器214中。所述液体制冷剂在所述蒸发器中蒸发，以蒸汽形式离开，并且进入到吸入管路240中。然后将所述制冷剂蒸汽吸入到连接的压缩机250中，所述压缩机增加所述制冷剂蒸汽的压力和温度。所述压缩机压缩此蒸汽，使得它可在比制冷剂蒸汽离开蒸发器时的压力和温度更高的压力和温度下冷凝。所述制冷剂蒸汽从压缩机流入到连接的热气管线260中，然后流入到冷凝器270中，制冷剂蒸汽在其中被冷凝并且回复至液相。液体制冷剂管线280将液体制冷剂送回至膨胀阀中，并且重复循环。[0093] 本发明的组合物还可用于其它空调/制冷系统中，诸如冷却容量小于5至10kW的小型冷却器，或用于闭合回路热传递系统中，所述闭合回路热传递系统在多个步骤中重复使用制冷剂，以在一个步骤中产生制冷效果，而在不同步骤中产生制热效果。此类系统通常用于移动式空调系统中。如本文所用，移动式空调系统是指整合到公路、铁路、海洋或空中运输单元中的任何制冷或空调设备。[0094] 在另一个实施方案中，本发明的组合物可用作冷却器中的制冷剂。冷却器是一种空调/制冷设备。有两种类型的水冷却器是可用的，蒸汽压缩式冷却器和吸收式冷却器。本发明公开涉及蒸汽压缩式冷却器。此类蒸汽压缩冷却器可以是示于图3中的满液式蒸发冷却器，或示于图2中的直接膨胀式冷却器。满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器可以是气冷的或水冷的。在其中冷却器为水冷式的实施方案中，此类冷却器一般与冷却塔相联合，所述冷却塔用于排出来自系统的热量。在其中冷却器为气冷式的实施方案中，所述冷却器配备有制冷剂至空气翅式管冷凝器旋管和风扇，以排出来自系统的热量。气冷式冷却器系统一般比同等制冷量的包括冷却塔和水泵的水冷式冷却器系统更加经济。然而，在许多运转条件下，水冷式系统由于更低的冷凝温度而更加有效。
[0095] 冷却器(包括满液式蒸发冷却器和直接膨胀式冷却器)可与空气调节和分配系统连接，以向大型商业建筑(包括宾馆、办公楼、购物中心、医院、大学等)提供舒适的空调(将空气冷却并且减湿)。在另一个实施方案中，已发现冷却器(尤其是气冷直接膨胀式冷却器)在海军潜艇和海军水面舰艇中的额外用途。
[0092]
为图示冷却器如何运行，参见附图。水冷满液式蒸发冷却器示例于图2中。在该
冷却器中，温热的第一液体冷却介质液体(通常为水，但是可具有添加剂诸如二醇)从冷却系统诸如建筑物冷却系统(箭头3所示的入口)通过具有入口和出口的蒸发器6中的旋管9进入到冷却器中。温热的第一液体冷却介质被递送到所述蒸发器中，它在其中被示于蒸发器下部的液体制冷剂冷却。所述液体制冷剂在比流动通过旋管9的温热第一液体冷却介质温度更低的温度下蒸发。被冷却的第一液体冷却介质经由旋管9的归返部分再循环回至建筑物冷却系统中，如箭头4所示。图2中蒸发器6下部所示的液体制冷剂蒸发，并且进入到压缩机7中，所述压缩机使所述制冷剂蒸汽的压力和温度升高。所述压缩机压缩此蒸汽，使
[0096]
14
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
12/20页
得在冷凝器5中，它可在比制冷剂蒸汽离开蒸发器时的压力和温度更高的压力和温度下冷凝。在水冷式冷却器情况下为液体的第二冷却介质自图2箭头1处的冷却塔，经由冷凝器5的旋管10进入到冷凝器中。所述第二冷却介质在进程中升温，并且经由旋管10归返回路和箭头2返回至冷却塔中。该第二冷却介质使冷凝器中的蒸汽冷却，并且将蒸汽转变成液体制冷剂，使得在如图2所示的冷凝器下部存在液体制冷剂。冷凝器中被冷凝的液体制冷剂通过膨胀装置或孔口8流回蒸发器中，并且重复循环。孔口8降低了液体制冷剂的压力，并且将液体制冷剂部分地转变成蒸汽，换句话讲，当冷凝器与蒸发器之间的压力降低时，液体制冷剂部分地变成蒸汽(瞬间)。在蒸发器压力下将液态和蒸汽态制冷剂骤冷至饱和温度，使得液体制冷剂和制冷剂蒸汽均存在于蒸发器中。[0097] 应当指出的是，对于单组分制冷剂组合物而言，蒸发器中蒸汽制冷剂的组成与蒸发器中液体制冷剂的组成相同。在此情况下，蒸发将在恒定温度下发生。然而，如果如本发明的组合物的情况，使用制冷剂共混物，则蒸发器(或冷凝器)中的液体制冷剂和制冷剂蒸汽可具有不同的组成。此类组合物取决于组分的特性，诸如沸点、结构以及形成共沸物的能力等等。
[0098] 制冷量高于700kW的冷却器一般使用满液式蒸发器，其中所述制冷剂被包含于蒸发器和冷凝器中(即，在壳程上)。满液式蒸发器需要更高的制冷剂负荷，但是可产生更近的接近温度，并且效率更高。制冷量低于700kW的冷却器一般使用制冷剂在管内流动并且已冷却的冷却介质位于蒸发器和冷凝器中(即在壳程上)的蒸发器。此类冷却器被称为直接膨胀式(DX)冷却器。水冷式直接膨胀式冷却器图示于图3中。在如图3所示的冷却器中，为温热液体诸如温水的第一液体冷却介质从入口14处进入到蒸发器6’中。大部分液体制冷剂在箭头3’处进入蒸发器内的旋管9’中并且蒸发。因此，第一液体冷却介质在蒸发器中冷却，并且被冷却的第一液体冷却介质从出口16离开蒸发器并且被送至要冷却的主体诸如建筑物。在图3的该实施方案中，此第一液体冷却介质为制冷工作流体。所述制冷剂蒸汽在箭头4’处离开蒸发器并且吸入到压缩机7’中，其中它被压缩并且作为高温高压的蒸汽离开。此制冷剂蒸汽通过冷凝器旋管1’进入到冷凝器中。所述制冷剂蒸汽被冷凝器中的第二液体冷却介质冷却并且变为液体。第二液体冷却介质通过冷凝器冷却介质入口20进入到冷凝器中，并且它从加热所述冷却介质的被冷凝的制冷剂蒸汽中获取热量。第二液体冷却介质通过冷凝器冷却介质出口18离开。被冷凝的制冷剂液体离开冷凝器并且流动通过膨胀阀12，所述膨胀阀使液体制冷剂的压力降低。由于膨胀而产生的少量制冷剂蒸汽与液体制冷剂一起进入到蒸发器中，并且反复循环。
[0099] 蒸汽压缩式冷却器可由它们所用的压缩机类型来辨别。在一个实施方案中，本发明的组合物可用于如下所述的采用离心式压缩机的冷却器中。在另一个实施方案中，本发明的组合物可用于采用容积式压缩机(即活塞式、螺杆式或涡旋式压缩机)的冷却器中。[0100] 离心式压缩机使用旋转元件来径向加速制冷剂，并且通常包括封装于壳体中的叶轮和扩散器。离心式压缩机通常在叶轮入口处或循环叶轮的中心入口处吸入流体，并且将其径向离心加速。一定的静压升出现于叶轮中，但是大多数压升出现于壳体的扩散器段，其中速度被转化成静压。每个叶轮-扩散器组为压缩机的一级。离心式压缩机可由一至十二级或更多的级组成，这取决于所需的最终压力以及要处理的制冷剂体积。
[0101]
压缩机的压力比率或压缩比为绝对出口压力与绝对入口压力的比率。由离心式压
15
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
13/20页
缩机递送的压力在较宽的容量范围内几乎是恒定的。离心式压缩机可产生的压力取决于叶轮的端速。端速是在叶轮顶端处测定的叶轮速度，并且与叶轮直径及其每分钟转速相关。离心式压缩机的容量由通过叶轮的通道尺寸决定。这使得压缩机的尺寸比容量更依赖于所需的压力。
[0102] 容积式压缩机将蒸汽吸入室中，并且使所述室的体积减小以压缩蒸汽。在压缩后，通过进一步将所述室的体积减小至零或几乎为零，迫使蒸汽离开所述室。
[0103] 往复式压缩机使用由机轴驱动的活塞传动。它们可以是固定式的或便携式的，可以是单极的或多级的，并且可由电动马达或内燃机驱动。5至30hp的小型往复式压缩机可见于机动车应用中，并且通常用于间歇负载。高达100hp的较大型往复式压缩机可见于大型工业应用中。出口压力在低压至超高压(＞5000psi或35MPa)范围内。[0104] 螺杆式压缩机使用两个啮合的旋转容积式螺旋状螺杆，以迫使气体进入到更小的空间中。螺杆式压缩机通常用于商业和工业应用的连续操作中，并且可以是固定式的或便携式的。它们的应用可从5hp(3.7kW)至500hp(375kW)以上，并且可从低压至超高压(＞1200psi或8.3MPa)。
[0105] 涡旋式压缩机与螺杆式压缩机相似，并且包括两个交错的螺旋形涡轮来压缩气体。出口比旋转螺杆式压缩机出口更加脉冲化。
就使用涡旋式压缩机或往复式压缩机的冷却器而言，蒸发器通常使用容量低压
150kW的铜钎焊板式换热器，而不是大型冷却器中所用的管壳式换热器。铜钎焊板式换热器降低系统体积以及制冷剂填充量。[0107] 方法[0108] 根据本发明的另一个方面，本发明的组合物(是指A、B和C类组合物)可用于制冷方法中。在这些方法中，本发明的组合物为制冷剂。[0109] 在根据图1至3所示的所有实施方案中，提供了用于制冷的方法，所述方法包括在蒸发器中蒸发任何A、B或C类组合物(其中所述组合物为制冷剂)以形成蒸汽制冷剂，将所述蒸汽制冷剂冷凝形成制冷剂液体，并且使所述制冷剂液体返回至蒸发器中。在所有实施方案中，可将制冷剂蒸汽压缩以在将其冷凝前提高它的温度和压力。[0110] 在一个实施方案中，用于制冷的方法包括在根据上文图1描述的固定式制冷或固定式空调系统中制冷。该方法包括在蒸发器中蒸发本发明的制冷剂组合物以形成制冷剂蒸汽从而制冷的步骤。所述制冷剂蒸汽离开蒸发器并且被送至压缩机中，所述压缩机增加所述制冷剂蒸汽的压力和温度。此后将制冷剂组合物冷凝成液体制冷剂并且返回至蒸发器中。[0111] 在另一个实施方案中，制冷方法包括在如上所述的与图2相关的满液式蒸发冷却器中制冷。在该方法中，在蒸发器中蒸发本发明的制冷剂组合物以形成制冷剂蒸汽。将为温热液体的第一冷却介质从冷却系统送至蒸发器，并且循环通过蒸发器内的入口，通过蒸发器内的旋管，并且到达蒸发器的出口，从而在所述第一冷却介质从蒸发器入口通向出口时，降低所述冷却介质的温度。在蒸发器中冷却温热的第一冷却介质，并且通向要冷却的主体诸如建筑物，从而制冷。所述制冷剂蒸汽离开蒸发器并且被送至压缩机中，所述压缩机增加所述制冷剂蒸汽的压力和温度。然后在冷凝器中冷凝所述制冷剂组合物。将为冰冷液体或气体的第二冷却介质从冷却塔传送至冷凝器中。第二冷却介质在冷凝器中冷却制冷剂蒸汽，并且冷凝器将制冷剂蒸汽冷凝成液体制冷剂。液体制冷剂被送回至蒸发器中，然后反复
[0106]
16
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
14/20页
循环。
[0112]
在另一个实施方案中，制冷方法包括在如上所述的与图3相关的直接膨胀式冷却器中制冷。在该方法中，在蒸发器中蒸发本发明的制冷剂组合物。蒸发所述制冷剂组合物的步骤包括使所述制冷剂组合物循环通过蒸发器内的入口，通过蒸发器内的旋管，并且通过蒸发器内的出口，从而降低包含于所述蒸发器中的第一液体冷却介质的温度。然后将所
述第一液体冷却介质从所述蒸发器通向要冷却的主体，从而制冷。将制冷剂蒸汽吸入到压缩机中，所述压缩机在所述制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝之前升高其压力和温度。第二液体冷却介质循环通过冷凝器内的入口，通过冷凝器内的旋管，并且通过冷凝器内的出口。当第二液体冷却介质从冷凝器入口通向出口时，其温度升高。然后将第二液体冷却介质从冷凝器出口送至冷却塔。将冷凝器中的制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂液体，并且通过膨胀阀回至蒸发器中。然后反复循环。[0113] 如上所述，本发明的组合物具有比当前使用的许多氢氟烃制冷剂更低的全球变暖潜势。与当前使用此类烃制冷剂相比，本发明的组合物具有低臭氧损耗潜势以及降低的低全球变暖潜势(GWP)。高GWP制冷剂是能够用作制冷剂或热传递流体的GWP在100年时间范围内为约1000或更大的任何化合物。本发明的一个方面是提供全球变暖潜势小于1000、小于500、并且在某些情况下小于350、或甚至小于150、或小于100、或小于50的制冷剂，所述制冷剂可用于替代具有更高全球变暖潜势的制冷剂。
[0114] 根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次评估报告中公布的GWP计算，本发明的组合物尤其可用作工作流体以替代固定式热传递系统(包括固定式空调系统或固定式制冷系统)中的R22、R404A、R407C、R410A或R507A，或者用于替代满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器中的R22、R407C或R410A。[0115] 因此，根据本发明，提供了用于替代固定式空调或制冷系统中R22、R404A、R407C、R410A或R507A的方法。所述方法包括向固定式空调或制冷系统提供替代R22、R404A、R407C、R410A或R507A的本发明的制冷剂组合物。[0116] 此外，根据本发明，提供了用于替代满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器中R-22、R407C或R410A的方法。所述方法包括向满液式蒸发冷却器或直接膨胀式冷却器中提供替代R22、R407C或R410A的本发明的制冷剂组合物。[0117] 在该方法的一个实施方案中，本发明的组合物可用于具有离心式压缩机的满液式蒸发冷却器中，所述离心式压缩机的原本设计和制造是为使用R22、R407C或R410A来运行的。在另一个实施方案中，本发明的组合物可用于采用活塞式、螺杆式或涡旋式压缩机的直接膨胀式冷却器中，所述活塞式、螺杆式或涡旋式压缩机的原本设计和制造是为使用R22、R407C或R410A来运行的。
作为另外一种选择，如本文所公开的本发明的组合物可用于新型设备中，诸如新
型固定式空调或制冷系统、新型满液式蒸发冷却器或新型直接膨胀式冷却器。在此类新型设备中，可设计离心式压缩机或容积式压缩机(包括活塞式、螺杆式或涡旋式压缩机)以及采用它们的换热器，以与本发明的组合物联合使用。
[0118]
实施例
[0119]
样本组合物具有如表4所示的组分浓度。
17
CN 101835869 ACN 101835873 A[0120]
说 明 书
15/20页
表4[0121]
实施例1[0123] 制冷性能数据[0122]
18
CN 101835869 ACN 101835873 A[0124]
说 明 书
16/20页
表5示出了就低温和中温制冷系统而言本文所述组合物与R507A和R22(HCFC-22)相比的制冷性能，如能量效率(COP)、冷却容量(CoolCap)、压缩机出口压力(Dis Press)、压缩机抽吸压(Suct Press)、和压缩机排放温度(Dis T)。此外，还包括平均温度滑移(Avg glide，它是蒸发器和压缩机的平均滑移)。最后，由单独组分100年时域值的GWP值来计算GWP值。
提供本发明的组合物的数据，以与R507A(50重量％R125和50重量％R143a(1，1，
1-三氟乙烷)的共混物)、R404A(44重量％R125、52重量％R143a和4.0重量％R134a的共混物)以及R22(二氟一氯甲烷，CHF2Cl)比较。[0126] 性能数据基于下列条件：[0127] 蒸发器温度 -17.8℃[0128] 冷凝器温度 46.1℃[0129] 过冷温度 5.5℃[0130] 返回气体温度 15.6℃[0131] 压缩机效率 70％[0132] 表5[0125] [0133]
样本编 计算的 Avg Glide 号 GWP (℃) COP
Cool Cap (kJ/m3)
Dis Press Suct Press (kPa) 2151 2104 1774 2543 2672 2364 2760 1258 1264 1234
(kPa) 342 330 267 396 424 358 437 174 170 174
Dis T (℃) 100.0 101.2 144.0 159.2 162.4 155.6 166.4 108.9 108.6 109.4
R507A 3900 R404A 3780 R22 1 2 3 4 5 6 7
2000 276 330 221 385 651 780 521
5.00 0.30 0.00 3.00 1.27 5.95 0.47 0.09 0.18 0.34
1.35 1801 1.36 1765 1.46 1697 1.36 2341 1.36 2506 1.38 2136 1.36 2594 1.50 1129 1.50 1114 1.51 1127
19
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
Cool Cap
COP (kJ/m3) (kPa) 1257 2703 2490 2594 2623 2330 2473 2466 2206 2336 2059 2778 2700 2583 2794 2771 2646 2593 2541 2495 2357
(kPa) 164 420 360 388 411 329 366 380 308 342 296 439 430 407 460 450 414 397 397 385 361
Dis Press Suct Press
(℃)17/20页
样本编 计算的 Avg Glide 号 GWP Dis T (℃) 108.6 165.5 161.1 163.3 160.8 154.0 157.4 154.5 148.2 151.0 139.1 164.0 159.4 155.5 149.9 156.7 158.2 157.1 153.3 151.9 146.7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
910 450 710 580 395 785 590 405 795 600 611 555 500 445 474 416 565 630 510 575 520
0.34 1.02 2.89 2.04 1.58 3.79 2.79 2.79 4.30 3.53 4.50 0.32 0.09 2.29 2.27 1.60 1.34 1.81 2.25 2.45 3.65
1.50 1094 1.36 2517 1.38 2255 1.37 2377 1.37 2447 1.39 2088 1.38 2253 1.38 2283 1.40 1964 1.39 2116 1.42 1851 1.36 2595 1.36 2524 1.36 2382 1.34 2565 1.35 2579 1.37 2454 1.37 2384 1.37 2350 1.38 2297 1.39 2159
20
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
Cool Cap (kJ/m3) Dis Press Suct Press (kPa) 2389 2431
(kPa) 367 377
18/20页
样本编 计算的 Avg Glide 号 GWP (℃) COP Dis T (℃) 148.9 145.8
29 30
[0134]
456 625
4.01 3.24
1.37 2178 1.37 2216
许多组合物具有与R22、R404A或R507A相比相类似的能量效率(COP)，同时可保持较低的出口压力和温度。表5中所列若干组合物的制冷量也与R22、R404A和R507A相似，表明这些组合物可以是固定式空调或固定式制冷系统中R22、R404A和R507A的替代制冷剂。
[0136] 实施例2[0137] 空调性能数据[0138] 表6示出了就固定式空调系统而言本文所述组合物与R410A和R22(HCFC-22)相比的制冷性能，如能量效率(COP)、冷却容量(CoolCap)、压缩机出口压力(Dis Press)、压缩机抽吸压(Suct Press)、和压缩机排放温度(Dis T)。此外，还包括平均温度滑移(Avg glide，它是蒸发器和压缩机的平均滑移)。最后，由单独组分100年时域值的GWP值来计算GWP值。
[0139] 提供本发明的组合物的数据，以与R410A(50重量％R125和50重量％R32的共混物)、R407C(25重量％R125、23重量％R32、和52重量％R134a的共混物)、和R22(二氟一氯甲烷，CHF2Cl)比较。
[0140] 性能数据基于下列条件：[0141] 蒸发器温度 4℃[0142] 冷凝器温度 43℃[0143] 过冷温度 6℃[0144] 返回气体温度 18℃[0145] 压缩机效率为 70％[0146] 表6[0135] [0147]
样本 编号
计算 Avg Glide Cool Cap COP (kJ/m3) Dis Press Suct Press Dis T (kPa) (kPa) (℃) 的GWP (℃)
0.10 4.84 0.00
2.72 5488 2.86 3855 2.92 3808
2571 1754 1648
900 564 565
90.9 80.6 88.1
R410A 1700 R407C 1653 R22
2000
21
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
Avg Glide
Cool Cap
COP (kJ/m3) (kPa) (kPa)19/20页
样本 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
计算 Dis Press Suct Press Dis T
(℃) 的GWP (℃) 276 330 221 385 651 780 521 910 450 710 580 395 785 590 405 795 600 611 555 500 445
3.40 1.53 6.43 0.58 0.05 0.09 0.41 0.26 1.09 2.98 2.10 1.76 3.96 2.90 3.06 4.51 3.69 4.78 0.39 1.11 2.60
2.74 5205 2.74 5512 2.73 4802 2.74 5710 2.97 2644 2.97 2644 2.98 2609 2.97 2623 2.75 5592 2.78 5159 2.76 5366 2.76 5419 2.80 4827 2.78 5112 2.77 5091 2.82 4568 2.80 4827 2.84 4264 2.74 5726 2.74 5551 2.74 5277
2366 2486 2198 2566 1166 1170 1144 1162 2513 2310 2410 2439 2161 2297 2293 2045 2168 1911 2583 2511 2403
826 875 756 902 382 378 378 370 875 775 822 852 716 780 795 674 733 639 907 885 843
99.7 101.6 97.8 103.9 71.8 71.7 72.2 71.6 103.2 100.0 102.0 100.8 97.2 98.9 97.4 93.9 95.4 89.0 102.5 101.0 97.9
22
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书
Avg Glide
Cool Cap
COP (kJ/m3) (kPa) (kPa)20/20页
样本 编号 22 23 24 25 26 27 28 29 30
[0148]
计算 Dis Press Suct Press Dis T
(℃) 的GWP (℃) 474 416 565 630 510 575 520 456 625
2.47 1.78 1.48 1.91 2.52 2.66 4.03 4.45 3.63
2.89 5601 2.72 5644 2.75 5445 2.76 5336 2.76 5213 2.77 5129 2.78 4834 2.76 4875 2.76 4947
2603 2581 2461 2410 2363 2320 2191 2222 2261
936 919 859 833 825 804 758 770 787
95.2 98.8 99.4 98.8 96.8 96.0 93.2 94.3 92.7
许多组合物具有与R22、R407C或R410A相比相类似的能量效率(COP)，同时可保持较低的出口压力和温度。表6中所列若干组合物的制冷量也与R22、R407C或R410A相似，表明这些组合物可以是空调和冷却器系统中R22、R410A或R407C的替代制冷剂。此外，若干组合物具有低平均滑移，从而可用于满液式蒸发冷却器中。
[0149]
23
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书 附 图
1/3页
图1
24
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书 附 图
图2
25
2/3页
CN 101835869 ACN 101835873 A
说 明 书 附 图
图3
26
3/3页
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容