[發明專利]傳熱組合物

無效

• 申請號: 201280043117.7
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN103781872A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 羅伯特·埃利奧特·洛
• 申請（專利權）人: 墨西哥化學阿瑪科股份有限公司
• 主分類號: C09K3/30
• 分類號: C09K3/30;C09K5/04;A23L1/00;C08J9/14;C11D7/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;董文國

本發明涉及傳熱組合物，并尤其涉及可適于作為現有制冷劑如R-134a、R-152a、R-1234yf、R-22、R-410A、R-32、R-407A、R-407B、R-407C、R-407F、R507和R-404A替代品的傳熱組合物。

在本說明書中，先前公開的文獻或任何背景知識的列舉或論述未必被視為承認該文獻或背景知識是現有技術的一部分或是公知常識。

機械制冷系統和相關的傳熱裝置如熱泵和空調系統廣為人知。在這些系統中，制冷劑液體在低壓下蒸發，從周圍區域中帶走熱。隨后將所得蒸氣壓縮并傳至冷凝器中，蒸氣在其中冷凝并將熱釋放至第二區域，冷凝液通過膨脹閥返回到蒸發器中，從而完成循環。用于壓縮蒸氣和泵送液體所需的機械能由例如電動機或內燃機提供。

除了具有合適的沸點和高的汽化潛熱外，制冷劑優選的性質包括低毒性、不可燃性、無腐蝕性、高穩定性和不具有難聞的氣味。另一些期望的性質是在低于25巴的壓力下的易壓縮性、壓縮時的低排出溫度、高制冷容量、高效率(高性能系數)和在期望的蒸發溫度下超過1巴的蒸發器壓力。

二氯二氟甲烷(制冷劑R-12)具有合適的性質的組合，并且是多年來使用最廣泛的制冷劑。由于國際上注意到完全和部分鹵化的含氯氟烴正在破壞地球的保護性臭氧層，因此達成了應該嚴格限制它們的制造和使用并最終逐步完全淘汰的共識。20世紀90年代，逐步淘汰了二氯二氟甲烷的使用。

由于氯二氟甲烷(R-22)較低的臭氧消耗潛勢，所以其被作為R-12的替代品引入。后來注意到R-22是一種強效的溫室氣體，所以其使用也被逐步停止。

雖然本發明涉及類型的傳熱裝置是基本封閉的系統，但是由于在裝置操作過程期間或在維護程序期間的泄漏，所以可發生制冷劑損失到大氣中。因此，用具有零臭氧消耗潛勢的材料替代完全和部分鹵化的含氯氟烴制冷劑是非常重要的。

除了臭氧消耗的可能性外，已提出大氣中顯著濃度的鹵代烴制冷劑可促進全球變暖(所謂的溫室效應)。因此，期望使用由于能夠與另一些大氣組分(如羥基自由基)反應或者因為它們容易通過光解過程降解而具有相對短的大氣壽命的制冷劑。

隨著需要從臭氧消耗制冷劑的轉變，目前R-22被R-407制冷劑家族成員(包括R-407A、R-407B、R407C和R-507F)所代替，尤其是R-410A(按重量計50/50的二氟甲烷(R-32)和五氟乙烷(R-125)的混合物)作為優選的制冷劑以用于家用和商用空調和熱泵系統。盡管R-410A的理論性能比R-22的更差，但是實際上R-410A系統提供了改進的能量效率。這是因為其與R-22相比為更高的壓力流體，所以可使得管道系統和壓縮機更小，從而可減少制冷回路中的壓降損失并可改進性能。R-410A因其R-32的含量作為裝置中較高工作壓力的次級結果以及R-32的改進熱傳遞性質而與R-22相比還展現出優秀的傳熱性能。

在溫室氣體排放方面，認為運行空調、制冷或熱泵系統的環境影響不僅應參比制冷劑的所謂的“直接”GWP，還應參比所謂的“間接”排放，即由運行系統的電能或燃料消耗而造成的那些二氧化碳的排放。已經開發了這種總GWP影響的幾種度量，包括被稱為總等價暖化效應(Total?Equivalent?Warming?Impact，TEWI，直接或間接排放的總和)分析或生命周期碳生產(Life-Cycle?Carbon?Production，LCCP)分析的那些度量。這兩種測量均包括評價制冷劑GWP和能量效率對總體變暖影響的影響。還應考慮與制造制冷劑和系統設備相關的二氧化碳的排放。

R-410A系統顯示出低于R-22系統的TEWI分數，因為其能量消耗更好，所以在其運行中使用更少的電力，導致從發電站更少地排放二氧化碳。如ASHRAE標準34方法評估地，R-410A是不可燃的。制冷劑中R-125的含量確保了這種不可燃性，但是其降低了制冷劑的性能，該性能低于如果單獨使用R-32可期望的性能。另外，制冷劑的全球暖化潛勢從675(R-32的值)增加到了2088，這高于R-22的值。R-410A和R-407制冷劑的高GWP限制了其應用。