[發明專利]制冷劑

有效

• 申請號: 202010074126.9
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111471436B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 穆拉特·艾丁;耶尼克·扎卡特;大衛·布勞費爾德;克里斯蒂安·哈克
• 申請（專利權）人: 偉思技術有限責任公司
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

本發明涉及一種用于冷卻裝置的制冷劑和一種用于調節空氣的測試室以及制冷劑用于調節測試室的測試空間中的空氣的用途。所述冷卻裝置包括至少一個熱交換器，所述制冷劑在所述至少一個熱交換器中經歷相變，所述制冷劑是由一定質量分數的二氧化碳、一定質量分數的五氟乙烷和一定質量分數的至少一種另一組分組成的制冷劑混合物，其中所述制冷劑混合物中二氧化碳的質量分數為20至74質量％，五氟乙烷的質量分數為8至65質量％，所述另一組分為氟代甲烷。

技術領域

本發明涉及一種用于冷卻裝置的制冷劑和一種用于調節空氣的測試室以及制冷劑用于調節測試室的測試空間中的空氣的用途。

背景技術

這種制冷劑通常在冷卻裝置的封閉冷卻回路內循環，并經歷一系列不同的物質狀態變化。制冷劑應當具有這樣的性質，即它們可以在預定溫度差內用于冷卻回路。單組分制冷劑和至少兩種組分的制冷劑混合物是現有技術已知的。在優先權日以前，制冷劑根據德國工業標準DIN?8960第6節的最新版本分類。

按照法律規定，制冷劑不能顯著地有助于大氣中臭氧的消耗或全球變暖。這意味著基本上沒有氟化或氯化物質應被用作制冷劑，這就是為什么天然制冷劑或氣體是可選的原因。此外，制冷劑應當是不易燃的，以便不會由于必須遵守的任何安全規定而使冷卻回路的填充、運輸和操作復雜化。而且，由于在這種情況下所需的構造措施，如果使用易燃制冷劑，則冷卻回路的生產變得更加昂貴。易燃性是指制冷劑通過釋放熱量與環境氧反應的性質。制冷劑是易燃的，特別是如果它在優先權日以前被分類在歐洲標準EN2的火災等級C和DIN?378等級A2、A2L和A3的最新版本中，更是如此。

此外，制冷劑應當具有相對低的CO₂當量；即，相對全球變暖潛勢(GWP)應當盡可能低，以便在制冷劑被釋放的情況下避免對環境的間接損害。GWP指示限定質量的溫室氣體對全球變暖有多少貢獻，二氧化碳作為參考值。所述值描述了在特定時間段內的平均加溫效果，出于可比性的目的在此設定了100年。關于相對CO₂當量或GWP的定義，在優先權日以前可參考政府間氣候變化小組(IPCC)，評估報告，附錄8.A，表8.A.1的最新版本。

具有低GWP(例如2500)的制冷劑具有以下缺點：與具有相對較高GWP的制冷劑相比，這些制冷劑傾向于在與冷卻回路相關的溫度范圍內具有顯著較低的冷容量。使用具有相對高的二氧化碳質量分數的制冷劑混合物可以實現更低的GWP；然而，由于混合的不同物質，這些制冷劑混合物可能具有共沸性質，這在許多冷卻回路中是不希望的。

在共沸制冷劑混合物中，在稱為溫度滑移的溫度范圍內發生相變。溫度滑移是指在恒壓下沸騰溫度和露點溫度之間的差。然而，共沸制冷劑混合物通常含有高質量分數的不易燃組分，其特征在于相對高的GWP。初看之下，二氧化碳似乎是制冷劑混合物的合適組分，因為它是不易燃的并且具有低GWP。然而，在二氧化碳與另一組分的混合物中，必要的是，如果另一組分易燃，二氧化碳的質量分數必須相對較大。然而，這是不利的，因為二氧化碳具有-56.6℃的凝固溫度或凝固點，這幾乎不允許在高二氧化碳濃度下實現高達-60℃的溫度。

而且，制冷劑的使用應該盡可能簡單，即不需要冷卻裝置的大量技術改造。特別地，對于具有大于3K的溫度滑移的制冷劑，所討論的冷卻回路的膨脹元件和熱交換器或蒸發器必須被調節到制冷劑的蒸發溫度，并且必須提供相應的控制。此外，必須區分設計用于冷卻裝置(即，在熱交換器或蒸發器處的溫度在較長時間內基本恒定的冷卻裝置)的靜態操作的制冷劑和設計用于動態冷卻裝置(其在熱交換器處表現出相對快速的溫度變化)的制冷劑。這種類型的動態冷卻裝置集成在例如測試室中，這意味著所使用的制冷劑必須在大的溫度范圍內使用。