[發明專利]制冷劑

無效

• 申請號: 200780018265.2
• 申請日: 2007-05-21
• 公開（公告）號: CN101448912A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 尼古拉斯·考克斯;維克托·馬祖拉;丹尼爾·科爾伯尼;安德魯·史蒂文森
• 申請（專利權）人: 地球關愛產品有限公司
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭;謝 栒

技術領域

本發明涉及制冷劑，尤其是(但不只局限于)具有較低的全球變暖 潛能(GWP，GWP的定義為溫室氣體相對于二氧化碳的氣候變暖潛能。 官方的全球變暖潛能(GWP)是通過這種方式計算的：一千克氣體相對于 1千克二氧化碳在100年間的變暖能力。官方的GWP圖表刊登在政府間 氣候變化專業委員會采用的第二次評估報告中(1995?IPCC?GWP值)。更準 確的GWP值刊登在最新的IPCC評估報告中)、對環境更加友好的流體， 在某些情況下涉及適于替代具有較高全球變暖潛能的現有制冷劑(例如 R410A、R134a、R407C及R404A)的流體。這些流體構成制冷系統、加 熱泵系統及其它傳熱系統中的工作流體。與本領域中的通常用法相同， 此處所用的術語“制冷劑”旨在涵蓋所有起到傳熱作用的工作流體，而 不考慮使用所述流體的特定用途。所以，不應該根據術語制冷劑狹隘地 斷定本發明僅涉及制冷系統中所用的流體(例如，認為本發明不涉及加 熱泵工作流體)。

背景技術

根據蒙特利爾協議的要求，隨著作為制冷劑的氯氟碳化合物(CFCs) 和氯氟碳氫化合物(HCFCs)在國際上的逐步淘汰，人們提出了各種不 會導致臭氧層破壞的制冷組合物。

然而隨著歐盟對東京議定書的批準，人們已經將注意力從這些CFC 類和HCFC類制冷劑(這些制冷劑在歐盟和其它發達國家現已幾乎停止 使用)轉移到HFC和作為CFC替代物出現于二十世紀九十年代的其它制 冷劑。雖然這些其它制冷劑沒有或具有較低的臭氧損耗潛能(ODP)，但 它們的缺點是大多數都具有較高的GWP。

為了幫助歐盟履行東京議定書的義務，歐洲議會最近提出了一份關 于這些流體的使用和排放的指令和條例。

歐盟第842/2006號條例對HFC在許多方面的應用提出了許多控制和 限制條件。2006/40/EC指令作了進一步規定，禁止在車輛空調系統中使 用GWP大于150(按照標準的100年時間范圍評估)的某些氟化溫室氣 體，除非氟化溫室氣體的泄漏速度不超過每年40克～60克。

無論這些立法條文怎樣規定，都將會對HFC和其它高GWP流體設 定新的限制，對于新的制冷、空調和加熱泵應用及可能的已有系統的再 次填充而言，這些流體的使用將會被逐步淘汰。

為了對這些可能性作好準備，謹慎的做法是，研究實用的高GWP 制冷劑的替代物，尤其是那些保持了某些現有流體的優點的替代物，即 正常沸點(NBP，NBP是流體在標準大氣壓(101.325kPa)下的沸點) 低至約-80℃～-50℃數量級的流體。通常來說，圍繞NBP在這個范圍內 的制冷劑設計的系統往往比圍繞具有較高NBP的制冷劑設計的系統更加 緊密，并且有望取得更高的效率。在高于大氣壓力的條件下運行還有其 技術上的優勢，因為這極大地降低了空氣及水汽等污染物被吸入該系統 的可能性，而污染將會導致制冷能力的降低、系統效率的下降并危害長 期可靠性。

雖然很明顯使用NBP在這個范圍內的低GWP制冷劑是有利的，可 遺憾的是，至少據我們所知，呈現等溫相變或近似等溫相變、具有低GWP (即，GWP小于150)且NBP在此范圍內的可以被接受用作制冷劑的流 體只有二氧化碳(R744)。然而，二氧化碳具有某些使其不適于作為制冷 劑的特性，尤其是其高三相點和低臨界點。

制冷劑的混合物或共混物可能有望提供一種替代制冷劑，但符合這 些要求的大多數混合物是具有難以接受的高溫滑移的非共沸混合物(在 國際標準ISO817：2004“制冷劑-設計及安全等級”中定義了非共沸混合 物：由兩種以上制冷劑組成的共混物，這些制冷劑的平衡蒸汽-液相組成 在任一點都不同。該國際標準中將共沸混合物定義為：由兩種以上制冷 劑組成的共混物，這些制冷劑在給定壓力下其平衡蒸汽-液相的組成相同， 但在其它條件下可能不同)，即，其在穩流條件下(比如在制冷系統的直 接膨脹式蒸發器或壓縮機中)的相變是非等溫的。

使用共沸制冷劑具有優于非共沸混合物的特定優勢，這是因為非共 沸混合物具有可能最終對采用非共沸混合物的系統的循環效率產生負面 影響的性質。

例如，利用非共沸制冷劑時，可能出現制冷劑組分的分餾或者制冷 劑組分的部分分離，這本身可以表現為循環制冷劑中的組成變化。該分 餾還可能導致泄露事件中由系統釋放出去的制冷劑組分的量不成比例， 從而改變了循環制冷劑混合物中的原始組成。