[發(fā)明專利]傳熱組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080038152.0
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN102712837A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅伯特·埃利奧特·洛
• 申請（專利權(quán)）人: 墨西哥化學(xué)阿瑪科股份有限公司
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04;C08J9/14;C11D7/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;張耀宏

本發(fā)明涉及傳熱組合物，特別涉及可適合作現(xiàn)有制冷劑如R-134a、R-152a、R-1234yf、R-22、R-410A、R-407A、R-407B、R-407C、R-507和R-404A的替代品或代用品的傳熱組合物。所述組合物中的某些特別適合作為R-134a的代用品。

機(jī)械制冷系統(tǒng)和相關(guān)傳熱設(shè)備如熱泵和空調(diào)系統(tǒng)是公知的。在這種系統(tǒng)中，制冷劑液體低壓蒸發(fā)，帶走周圍區(qū)域的熱。然后將所得蒸氣壓縮并輸送到冷凝器，在此蒸氣冷凝并將熱釋放到第二區(qū)域，而冷凝物通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，如此完成循環(huán)。壓縮蒸氣和泵送液體所需的機(jī)械能例如通過電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)來提供。

除了具有合適的沸點和高的蒸發(fā)潛熱之外，制冷劑的優(yōu)選性質(zhì)還包括低毒性、不可燃性、非腐蝕性、高穩(wěn)定性和沒有令人不快的氣味。其它期望的性質(zhì)是在低于25巴的壓力下的易壓縮性、壓縮后低的排出溫度、高的制冷能力、高效率(高性能系數(shù))和所需蒸發(fā)溫度下超過1巴的蒸發(fā)壓力。

二氯二氟甲烷(制冷劑R-12)擁有適合的性質(zhì)組合，并且是多年來最廣泛使用的制冷劑。由于國際關(guān)注的全鹵化和部分鹵化的氯氟碳化合物如二氯二氟甲烷和一氯二氟甲烷破壞地球的臭氧保護(hù)層的問題，因此普遍認(rèn)同它們的生產(chǎn)和使用應(yīng)該嚴(yán)格限制并最終完全淘汰。二氯二氟甲烷的使用在二十世紀(jì)九十年代已被逐漸淘汰。

一氯二氟甲烷(R-22)因其較低的臭氧消耗潛勢而被引入作為R-12的替代品。在關(guān)注到R-22是強(qiáng)有力的溫室氣體之后，它的使用也正被逐漸淘汰。R-410A和R-407(包括R-407A、R-407B和R-407C)已被引入作為R-22的替代制冷劑。但是，R-22、R-410A和R-407制冷劑都具有高的全球變暖潛勢(GWP(global?warming?potential)，也稱作“溫室變暖潛勢”)。

1，1，1，2-四氟乙烷(制冷劑R-134a)被引入作為R-12的替代制冷劑。但是，盡管R134a具有低的臭氧消耗潛勢，但它的GWP卻達(dá)1430。期望找到具有低GWP的R-134a替代品。

R-152a(1，1-二氟乙烷)已確認(rèn)是R-134a的替代品。它比R-134a略微更有效并且溫室變暖潛勢為120。但是，R-152a的可燃性據(jù)評判過高以致于例如不允許其安全用在流動空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。尤其是它在空氣中的可燃下限太低，燃燒速度太高，而且點火能過低。

R-1234yf(2，3，3，3-四氟丙烯)已確認(rèn)是在某些應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是流動空氣調(diào)節(jié)或熱泵應(yīng)用中替代R-134a的備選替代制冷劑。它的GWP約為4。R-1234yf可燃，但它的燃燒特性對于某些應(yīng)用包括流動空氣調(diào)節(jié)或熱泵一般認(rèn)為可接受。具體而言，它的可燃下限、點火能和燃燒速度都顯著低于R-152a。但是，已發(fā)現(xiàn)R-1234yf的能效和制冷能力都顯著低于R-134a；此外，還已發(fā)現(xiàn)該流體在系統(tǒng)管路和熱交換器中表現(xiàn)出升高的壓降。如此的結(jié)果是使用R-1234yf卻獲得與R-134a相當(dāng)?shù)哪苄Ш屠鋮s性能，并且設(shè)備的復(fù)雜性和管路尺寸都需要增加，導(dǎo)致與設(shè)備相關(guān)的間接排放增加。此外，R-1234yf的生產(chǎn)據(jù)認(rèn)為比R-134a更復(fù)雜，而且能量和氟化及氯化原料的利用效率更低。因此采用R-1234yf替代R-134a將消耗更多原料，而且比R-134a更多地間接排放溫室氣體。而且，已知R-1234yf與和R-134a一起用的幾種標(biāo)準(zhǔn)聚亞烷基二醇(PAG)潤滑劑(例如Nippon?Denson?ND8)的混溶性差。

盡管本發(fā)明所涉及類型的熱交換設(shè)備基本是閉合系統(tǒng)，但由于設(shè)備運(yùn)行過程中或維護(hù)過程中的泄露，制冷劑損失到環(huán)境中也會發(fā)生。因此，重要的是用臭氧消耗潛勢為0的材料替代全鹵化和部分鹵化的氯氟碳化合物。

除了臭氧消耗的可能性以外，還已提出大氣中高濃度的鹵碳化合物制冷劑可能有助于全球變暖(所謂溫室效應(yīng))。因此，期望使用因其與其它大氣成分如羥基反應(yīng)的能力或因通過光解過程容易分解而在大氣中存在時間相對短的制冷劑。

就排放溫室氣體而言，考慮空調(diào)或制冷系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境影響不僅應(yīng)該參考制冷劑的直接GWP，還要參考間接排放，后者表示運(yùn)行該系統(tǒng)消耗電或燃料導(dǎo)致的二氧化碳排放。已開發(fā)這種總GWP影響的若干標(biāo)準(zhǔn)，包括稱作總有效變暖效應(yīng)(TEWI，Total?Equivalent?Warming?Impact)分析或生命周期碳產(chǎn)生(LCCP，Life-Cycle?Carbon?Production)分析。這兩種測量包括評估制冷劑GWP和能效對總變暖效應(yīng)的影響。