[發(fā)明專利]傳熱組合物和傳熱方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280021647.1
• 申請(qǐng)日: 2012-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN103635558A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·F·Y·莫塔;M·W·斯帕茨;R·P·富格爾;E·D·C·V·貝塞拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國(guó)際公司
• 主分類號(hào): C09K5/04
• 分類號(hào): C09K5/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙蘇林;楊思捷

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)涉及并要求2011年5月2日申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)13/099,218號(hào)和2012年2月13日申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)61/598,056號(hào)兩者的優(yōu)先權(quán)。上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容均通過引用方式全文并入本文。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在制冷應(yīng)用中，特別是在中溫和低溫制冷應(yīng)用中所用的組合物、方法和系統(tǒng)，并且特別涉及替代制冷劑HFC-404A的用于加熱和冷卻應(yīng)用的制冷劑組合物以及涉及改進(jìn)中溫和低溫制冷劑系統(tǒng)，包括設(shè)計(jì)為使用HFC-404A的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

使用制冷劑液體的機(jī)械制冷系統(tǒng)，以及相關(guān)傳熱裝置如熱泵和空調(diào)在本領(lǐng)域中公知用于工業(yè)、商業(yè)和家庭用途。基于氟代烴(fluorocarbon)的流體在很多住宅、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中被廣泛使用，包括作為工作流體用于例如空調(diào)、熱泵和制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)中。由于某些可疑的環(huán)境問題，包括與一些此前在這些應(yīng)用中所使用的組合物的使用相關(guān)的相對(duì)較高的全球變暖潛勢(shì)，越來越期望使用具有低甚至零臭氧消耗和全球變暖潛勢(shì)的流體，例如氫氟烴(″HFCs″)。例如，一些政府已經(jīng)簽署了京都議定書以保護(hù)全球環(huán)境并且規(guī)定了降低CO2排放量(全球變暖)。因此，需要低可燃或不可燃的，無毒的替代物質(zhì)以代替某些高全球變暖的HFCs。

一種重要的制冷系統(tǒng)類型稱為“低溫制冷系統(tǒng)”。由于其起到確保食品在到達(dá)消費(fèi)者手中時(shí)新鮮和適宜食用的重要作用，因此這類系統(tǒng)對(duì)于食品生產(chǎn)、流通和零售業(yè)來說尤其重要。在這類低溫制冷系統(tǒng)中，HFC-404A(HFC-125：HFC-143a：HFC134a以約44∶52∶4的重量比組合，在本領(lǐng)域中稱為HFC-404A或R-404A)是常用的制冷劑液體。R-404A的估算全球變暖潛勢(shì)(GWP)高達(dá)3922。

因此，越來越需要新型的氟代烴和氫氟烴化合物以及組合物來替代此前在這些和其它應(yīng)用中所使用的組合物。例如，期望通過使用不消耗臭氧層的無氯制冷劑化合物，例如氫氟烴(HFC′s)，替代含氯制冷劑來改進(jìn)含氯的制冷系統(tǒng)。一般工業(yè)并且特別是傳熱工業(yè)持續(xù)地在尋找能夠替代CFCs和HCFCs并且是環(huán)境安全替代物的新型的基于氟代烴的混合物。然而，至少對(duì)于傳熱流體來說，重要的是，任何潛在的替代物還必須要具有目前被廣泛使用的許多流體所具有的那些性能，例如良好的傳熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、低或無毒性、不可燃和/或潤(rùn)滑劑相容性等。

對(duì)于使用效率，需要重點(diǎn)指出的是，制冷劑熱力學(xué)性能或能效上的損失可能會(huì)通過由于電能需求增加導(dǎo)致的化石燃料使用的增加而造成二次環(huán)境影響。

另外，通常期望CFC制冷劑替代物不需要對(duì)目前使用CFC制冷劑的常規(guī)蒸氣壓縮技術(shù)作重大的工程改造即可生效。

對(duì)于許多應(yīng)用，可燃性是另一個(gè)重要的性質(zhì)。也就是說，在許多應(yīng)用中，包括特別是在傳熱應(yīng)用中，使用不可燃的組合物被認(rèn)為是重要的或者必不可少的。因此，通常，在這類組合中使用不可燃的化合物是有利的。本文所使用的術(shù)語“不可燃”是指化合物或組合物按照2002年的ASTM標(biāo)準(zhǔn)E-681測(cè)定被確定為是不可燃的，所述標(biāo)準(zhǔn)通過引用方式并入本文。遺憾的是，許多期望用于制冷劑組合物中的HFC′s不是如本文所使用的術(shù)語定義的那樣不可燃。例如，氟代烷烴二氟乙烷(HFC-152a)和氟代烯烴1，1，1-三氟丙烯(HFO-1234zf)均是可燃的并且因此不適合用于許多應(yīng)用中。

因此，申請(qǐng)人意識(shí)到對(duì)于在加熱和冷卻系統(tǒng)及方法中，特別是蒸氣壓縮加熱和冷卻系統(tǒng)中，更特別地是低溫制冷劑系統(tǒng)中，包括使用和/或設(shè)計(jì)用來使用HFC-404A的系統(tǒng)中，非常具有優(yōu)勢(shì)的組合物特別是傳熱組合物的需求。

發(fā)明概述

申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過包括或使用多組分混合物的組合物、方法和系統(tǒng)能夠滿足上述需求和其它需求，所述混合物包含：(a)約10重量％至約35重量％的二氟甲烷(HFC-32)；(b)約10重量％至約35重量％的五氟乙烷(HFC-125)；(c)約20重量％至約50重量％的HFO-1234ze、HFO-1234yf及它們的組合；(d)約15重量％至約35重量％的1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)；和任選地(e)至多約10重量％的CF₃I和至多約5重量％的HFCO-1233ze，所述重量百分比以組合物中組分(a)-(e)的總量計(jì)。