热传递组合物、方法和系统与流程

热传递组合物、方法和系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术是申请日为2018年5月4日、申请号为201880043416.8、名称为
″
热传递组合物、方法和系统
″
的发明专利申请的分案申请。本技术要求2017年5月5日提交的美国临时申请号62/502,406的权益，该临时申请全文据此以引用方式并入。
技术领域
3.本发明涉及在包括热泵、空调和制冷应用在内的热交换系统中具有实用性的组合物、方法和系统，并且具体地讲涉及其中将使用制冷剂r
‑
410a的类型的热传递系统中的组合物，即用于加热和冷却应用的制冷剂r
‑
410a的替代物，以及改装热交换系统，包括被设计用于与r
‑
410a一起使用的系统。


背景技术：

4.采用制冷剂液体的机械制冷系统及相关热传递装置(诸如热泵和空调)在本领域中公知用于工业、商业和家庭用途。氯氟烃(cfc)在20世纪30年代被开发用作此类系统的制冷剂。然而，自20世纪80年代以来，cfc对平流层臭氧层的影响已成为更多关注的焦点。在1987年，很多政府签署了旨在保护全球环境的蒙特利尔议定书(montreal protocol)，为逐步淘汰cfc产品制定了时间表。cfc要用环境上更能接受的含氢材料即氢氯氟烃(hcfc)所取代。
5.一种最常用的氢氯氟烃制冷剂是二氟一氯甲烷(hcfc
‑
22)。然而，此蒙特利尔议定书的后续修正案加速了这些cfc的淘汰，也为hcfc(包括hcfc
‑
22)的淘汰制定了时间表。
6.响应于对cfc和hcfc的不可燃、无毒性替代物的需求，工业界已开发出多种具有零臭氧损耗潜势的氢氟烃(hfc)。采用r
‑
410a(二氟甲烷(hfc
‑
32)和五氟乙烷(hfc
‑
125)的50∶50w/w共混物)作为空调和冷却器应用中的hcfc
‑
22的工业替代物，因为它不会导致臭氧损耗。然而，r
‑
410a不是r22的替代物的下降。因此，用r
‑
410a替代r
‑
22需要重新设计热交换系统内的主要部件，包括替换和重新设计压缩机以适应与r
‑
22相比更高的操作压力和r
‑
410a的体积容量。
7.虽然r
‑
410a具有比r
‑
22更可接受的臭氧损耗潜能值(odp)，但由于其具有2088的高全球变暖潜能值，因此继续使用r
‑
410a是有问题的。因此，本领域需要用环境上更能接受的替代物来替代r
‑
410a。
8.本领域应当理解，高度期望任何替代热传递流体具有马赛克特性，包括优异的热传递特性，尤其是与具体应用的需要完全匹配的热传递特性，化学稳定性，低毒性或无毒性，不易燃性，润滑剂相容性和/或润滑剂混溶性等等。此外，r
‑
410a的任何替代物理想地将是r
‑
410a的操作条件的良好匹配，以便避免系统的修改或重新设计。识别满足所有这些要求(其中许多是不可预测的)的热传递流体是一个重大挑战。
9.关于效率和使用，重要的是应注意，由于对电能的需求增加，制冷剂热力学性能或能量效率的损失可导致化石燃料使用的增加。因此，使用此类制冷剂将具有负面的二次环
境影响。
10.易燃性以及在一些情况下的许多热传递应用的基本特性被认为很重要。因此，在此类组合物中使用化合物以获得不可燃的制冷剂(如果可能的话)通常较为有利。如本文所用，术语“不可燃”是指在ashrae标准34
‑
2013所述和ashrae标准34
‑
2013的附录b1所述的条件下，根据astm标准e
‑
681
‑
2001被测为不可燃的化合物或组合物。
11.对于维持系统效率以及压缩机的正常和可靠的运行，至关重要的是，在蒸气压缩热传递系统中循环的润滑剂返回到压缩机以执行其预期的润滑功能。否则，润滑剂可能积聚并积累在系统的盘管和管道中，包括在热传递组件中。此外，当润滑剂积聚在蒸发器的内表面上时，它降低了蒸发器的热交换效率，从而降低了系统的效率。
12.r410a当前与空调应用中的多元醇酯(poe)润滑油一起使用，因为r410a可在此类系统使用期间所经历的温度下与poe混溶。然而，在低温制冷系统和热泵系统的操作期间通常经历的温度下，r410a与poe不可混溶。因此，除非采取步骤来减轻这种不混溶性，否则poe和r410a不能用于低温制冷或热泵系统中。
13.因此，希望能够使用能够在热泵和低温制冷系统中用作r410a的替代物的组合物，但在这些系统的操作过程中所经历的温度下不会遇到与poe不可混溶的缺点。


技术实现要素：

14.本发明提供了制冷剂组合物，其可用作r
‑
410a的替代物，并且表现出具有优异的热传递特性、化学稳定性、低毒性或无毒性、不易燃性、润滑剂相容性和/或润滑剂混溶性以及可接受的全球变暖潜能值(gwp)和接近零odp的组合的所需马赛克特性。
15.本发明还包括制冷剂，该制冷剂基本上由下列组成：
16.约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
17.57重量％至59重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
18.2重量％至5重量％的co2。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂1。
19.本发明还包括制冷剂，该制冷剂基本上由下列组成：
20.约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
21.57重量％至59重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
22.2重量％至5重量％的co2，其中制冷剂是不易燃的。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂2。
23.本发明还包括制冷剂，该制冷剂由下列组成：
24.约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
25.57重量％至59重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
26.2重量％至5重量％的co2。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂3。
27.本发明还包括制冷剂，该制冷剂由下列组成：
28.约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
29.57重量％至59重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
30.2重量％至5重量％的co2，其中制冷剂是不易燃的。根据本段的制冷剂有时为了方
便而在本文被称为制冷剂4。
31.本发明还包括制冷剂，该制冷剂基本上由下列组成：
32.约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
33.58重量％ /
‑
0.5重量％至59重量％ /
‑
0.5重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
34.2重量％至3.5重量％的co2。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂5。
35.本发明还包括制冷剂，该制冷剂由下列组成：
36.约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
37.58重量％ /
‑
0.5重量％至59重量％ /
‑
0.5重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
38.2重量％至3.5重量％的co2。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂6。
39.本发明还包括制冷剂，该制冷剂基本上由下列组成：
40.38重量％ /
‑
0.5重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
41.59重量％ /
‑
0.5重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
42.3重量％ /
‑
0.5重量％的co2。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂7。
43.本发明还包括制冷剂，该制冷剂由下列组成：
44.38重量％ /
‑
0.5重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，
45.59重量％ /
‑
0.5重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和
46.3重量％ /
‑
0.5重量％的co2。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂8。
47.本发明包括制冷剂，该制冷剂基本上由下列组成：
48.约34重量％至约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，以及
49.约62重量％至约66重量％的三氟碘甲烷(cf3i)。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂9。
50.本发明包括制冷剂，该制冷剂基本上由下列组成：
51.约34重量％至约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，以及
52.约62重量％至约66重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，其中制冷剂是不易燃的。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂10。
53.优选地，制冷剂由下列组成：
54.约34重量％至约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，以及
55.约62重量％至约66重量％的三氟碘甲烷(cf3i)。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂11。
56.根据本发明，提供了基本上由下列组成的制冷剂：
57.约36重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)、以及
58.约64重量％的三氟碘甲烷(cf3i)。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂12。
59.优选地，制冷剂由下列组成：
60.约36重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)、以及
61.约64重量％的三氟碘甲烷(cf3i)。根据本段的制冷剂有时为了方便而在本文被称为制冷剂13。
62.应当理解，术语“由...组成”是指制冷剂以指示的量包含三种组分hfc
‑
32和cf3i，并且不包括以大于痕量或污染水平的量存在的其它组分。
63.如本文所用，关于重量百分比，关于识别组分的量的术语“约”意指识别组分的量可变化 /
‑
1重量％的量。在优选的实施方案中，本发明的制冷剂和组合物包括指定为“约”的所识别化合物或组分的量，其中量是所识别量 /
‑
0.5重量％或 /
‑
0.3重量％。
64.本技术可以包括以下技术方案：
65.1.一种制冷剂，所述制冷剂基本上由约34重量％至约38重量％的hfc
‑
32和约62重量％至约66重量％的cf3i组成。
66.2.根据方案1所述的制冷剂，其基本上由约36重量％的hfc
‑
32和约64重量％的cf3i组成。
67.3.根据方案1所述的制冷剂，其基本上由约38重量％的hfc
‑
32和约62重量％的cf3i组成。
68.4.一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法，所述方法包括以下步骤：i)冷凝根据方案1
‑
3中任一项所述的制冷剂，以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述制冷剂，其中所述制冷剂在40℃至10℃的范围内的温度下蒸发。
69.5.一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法，所述方法包括以下步骤：i)冷凝根据方案1
‑
3中任一项所述的制冷剂，以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述制冷剂，其中所述制冷剂在30℃至5℃的范围内的温度下蒸发。
70.6.根据方案5所述的方法，其中所述系统为住宅空调系统，并且具有用在0℃至10℃的范围内的蒸发器温度进行操作的加热模式。
71.7.根据方案5所述的方法，其中所述热传递系统为空调系统。
72.8.根据方案7所述的方法，其中所述空调系统为蒸发器温度为0℃至10℃的住宅空调系统。
73.9.根据方案8所述的方法，其中所述住宅空调系统包括往复式、旋转式或涡旋式压缩机。
74.10.根据方案9所述的方法，其中所述旋转式压缩机是滚动活塞式或旋转阀式旋转式压缩机。
75.11.一种替代包含在热传递系统中的现有制冷剂的方法，包括从所述系统去除所述现有制冷剂的至少一部分，所述现有制冷剂为r
‑
410a，并通过将根据方案1
‑
3中任一项所述的制冷剂引入所述系统来替代所述现有制冷剂的至少一部分。
76.12.一种包含根据方案1
‑
3中任一项所述的制冷剂和润滑剂和/或至少一种稳定剂的热传递组合物。
77.13.根据方案12所述的热传递组合物，其包含多元醇酯(poe)润滑剂。
78.14.根据方案13所述的热传递组合物，其中所述润滑剂以热传递组合物重量的10％至60％的量存在。
79.15.根据方案14所述的热传递组合物，其中所述润滑剂以热传递组合物重量的20％至50％的量存在。
80.16.根据方案15所述的热传递组合物，其中所述润滑剂以热传递组合物重量的20％至30％的量存在。
81.17.根据方案12所述的热传递组合物，其中所述热传递组合物包含稳定剂。
82.18.根据方案17所述的热传递组合物，其中所述稳定剂包括以下中的至少一种：基于二烯的化合物，基于酚的化合物，磷化合物，氮化合物和环氧化物，所述环氧化物选自芳族环氧化物、烷基环氧化物、烯基环氧化物。19.根据方案18所述的热传递组合物，其中所述稳定剂以热传递组合物重量的大于0％至2％的量存在。
83.本技术还可以包括以下技术方案：
84.1.一种制冷剂，所述制冷剂基本上由下列组成：约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，57重量％至59重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和2重量％至5重量％的co2。
85.2.根据方案1所述的制冷剂，其中所述制冷剂是不易燃的。
86.3.根据方案1所述的制冷剂，所述制冷剂由下列组成：约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，57重量％至59重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和2重量％至5重量％的co2。
87.4.根据方案1所述的制冷剂，所述制冷剂基本上由下列组成：约38重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，58重量％ /
‑
0.5重量％至59重量％ /
‑
0.5重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和2重量％至3.5重量％的co2。
88.5.根据方案1所述的制冷剂，所述制冷剂基本上由下列组成：38重量％ /
‑
0.5重量％的二氟甲烷(hfc
‑
32)，59重量％ /
‑
0.5重量％的三氟碘甲烷(cf3i)，和3重量％ /
‑
0.5重量％的co2。
89.6.一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法，所述方法包括以下步骤：i)冷凝根据方案1所述的制冷剂，以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述制冷剂，其中所述制冷剂在约
‑
40℃至约
‑
10℃的范围内的温度下蒸发。
90.7.一种在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法，所述方法包括以下步骤：i)冷凝根据方案1所述的制冷剂，以及ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述制冷剂，其中所述制冷剂在约
‑
30℃至约5℃的范围内的温度下蒸发。
91.8.根据方案7所述的方法，其中所述空调系统为蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内的住宅空调系统。
92.9.一种制冷剂，所述制冷剂基本上由约34重量％至约38重量％的hfc
‑
32以及约62重量％至约66重量％的cf3i组成。
93.10.根据方案9所述的热传递组合物，其包含多元醇酯(poe)润滑剂。
附图说明
94.图1是示出实施例7的结果的混溶性图表。
95.图2是示出实施例7的结果的混溶性图表。
96.图3是示出实施例10的结果的混溶性图表。
97.图4是示出实施例13的结果的混溶性图表。
具体实施方式
98.申请人已发现，本发明的制冷剂，包括如本文所述的制冷剂1
‑
13，能够提供特别有
利的特性，尤其是不易燃性，尤其是在使用本发明的制冷剂作为r
‑
410a的替代物的情况下。
99.本发明的制冷剂的一个具体优点是，当根据ashrae标准34
‑
2013中所要求并在ashrae标准34
‑
2013的附录b1中描述的astm e681
‑
2009测试程序进行测试时，它们是不易燃的。易燃性被定义为组合物点燃和/或传播火焰的能力。技术人员应当理解，制冷剂的易燃性是用于在许多商业上重要的热传递应用中使用的重要特征。因此，本领域希望提供这样一种制冷剂组合物：其可用作r
‑
410a的替代物，其具有优异的热传递特性、化学稳定性、低毒性或无毒性、润滑剂相容性和/或润滑剂混溶性，并且其在使用中维持不易燃性。该需要由本发明的制冷剂得以满足。
100.可将本发明的每种制冷剂(包括制冷剂1
‑
13)掺入到热传递组合物中。因此，本发明还涉及热传递组合物，该热传递组合物包含本发明的制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的每一种。
101.优选地，热传递组合物包含本发明的制冷剂中的任一种，包括制冷剂1
‑
13，其量为按热传递组合物的重量计大于约40％，或按热传递组合物的重量计大于约50％，或按热传递组合物的重量计大于约70％，或按热传递组合物的重量计大于约80％，或按热传递组合物的重量计大于约90％，或按热传递组合物的重量计大于约95％，或按热传递组合物的重量计大于约97.5％。热传递组合物可基本上由制冷剂组成。
102.出于增强或提供给组合物的特定功能的目的，本发明的热传递组合物可包含其他组分。此类其他组分或添加剂可包括润滑剂、染料、增溶剂、增容剂、稳定剂、抗氧化剂、抗蚀剂、极压添加剂以及抗磨添加剂中的一种或多种。
103.稳定剂
104.本发明的热传递组合物特别地包含本文所述的制冷剂中的任一种(包括制冷剂1
‑
13)和稳定剂。优选的稳定剂的示例包括基于二烯的化合物和/或基于酚的化合物和/或磷化合物和/或氮化合物和/或环氧化物，所述环氧化物选自芳族环氧化物、烷基环氧化物、烯基环氧化物。
105.基于二烯的化合物包括c3至c15二烯和通过任两种或更多种c3至c4二烯的反应所形成的化合物。优选地，基于二烯的化合物选自烯丙基醚、丙二烯、丁二烯、异戊二烯以及萜烯。基于二烯的化合物优选地为萜烯，其包括但不限于芸香烯、视黄醛、牻牛兒苗醇、萜品烯、δ
‑
3蒈烯、萜品油烯、水芹烯、葑烯、月桂烯、金合欢烯、蒎烯、橙花醇、柠檬醛、樟脑、薄荷醇、柠檬烯、橙花叔醇、植醇、鼠尾草酸和维生素a1。优选地，稳定剂是金合欢烯。
106.优选的萜烯稳定剂公开于2004年12月12日提交的美国临时专利申请号60/638,003中，其以引用方式并入本文。
107.稳定剂优选地以大于0重量％并优选地0.0001重量％至约5重量％，优选地0.01重量％至约2重量％，并且更优选地0.1重量％至约1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，重量百分比是指热传递组合物的重量。
108.稳定剂优选地以大于0重量％并优选地0.0001重量％至约5重量％，优选地0.01重量％至约2重量％，并且更优选地0.1重量％至约1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，重量百分比是指热传递组合物的重量。
109.基于二烯的化合物可以约0.001重量％至约5重量％，优选地约0.01重量％至约2重量％，更优选地约0.1重量％至1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，按重
量计是指热传递组合物的重量。
110.基于二烯的化合物优选地与磷化合物组合地提供。
111.磷化合物可为亚磷酸酯或磷酸酯化合物。就本发明的目的而言，亚磷酸酯化合物可为二芳基、二烷基、三芳基和/或三烷基亚磷酸酯，特别是选自以下的一种或多种化合物：受阻的亚磷酸酯、亚磷酸三
‑
(二叔丁基苯基)酯、亚磷酸二正辛酯、亚磷酸异癸基二苯酯和亚磷酸二苯酯，特别是亚磷酸二苯酯。
112.磷酸酯化合物可为磷酸三芳基酯、磷酸三烷基酯、单酸式磷酸烷基酯(alkyl mono acid phosphate)、二酸式磷酸芳基酯(aryl diacid phosphate)、磷酸胺，优选地磷酸三芳基酯和/或磷酸三烷基酯，特别是磷酸三正丁酯。
113.磷化合物可以约0.001重量％至约5重量％，优选地约0.01重量％至约2重量％，更优选地约0.1重量％至1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，按重量计是指热传递组合物的重量。
114.因此，本发明的热传递组合物包含本发明的制冷剂中的任一种(包括制冷剂1
‑
13)和稳定剂组合物，稳定剂组合物包含萜烯和选自磷酸酯或亚磷酸酯的磷化合物，尤其是包含萜烯和亚磷酸酯的稳定剂组合物。为了方便起见，在本文中有时将包含萜烯和选自磷酸酯或亚磷酸酯的磷化合物的稳定剂方便地称为稳定剂1。为了方便起见，在本文中有时将包含萜烯和亚磷酸酯的稳定剂方便地称为稳定剂1a。
115.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂1和稳定剂1或稳定剂1a。
116.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂2和稳定剂1或稳定剂1a。
117.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂3和稳定剂1或稳定剂1a。
118.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂4和稳定剂1或稳定剂1a。
119.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂5和稳定剂1或稳定剂1a。
120.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂6和稳定剂1或稳定剂1a。
121.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂7和稳定剂1或稳定剂1a。
122.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂8和稳定剂1或稳定剂1a。
123.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂9和稳定剂1或稳定剂1a。
124.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂10和稳定剂1或稳定剂1a。
125.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂11和稳定剂1或稳定剂1a。
126.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂12和稳定剂1或稳定剂1a。
127.本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂13和稳定剂1或稳定剂1a。
128.优选地，热传递组合物包含如上所述的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13)以及稳定剂组合物，该稳定剂组合物包含金合欢烯以及磷化合物，磷化合物选自亚磷酸二芳基酯、亚磷酸二烷基酯、磷酸三芳基酯或磷酸三烷基酯，更优选地亚磷酸二苯酯和/或磷酸三正丁酯。更优选地，热传递组合物包含如本文所述的制冷剂以及稳定剂组合物，该稳定剂组合物包含金合欢烯，以及亚磷酸二芳基酯或亚磷酸二烷基酯，更优选地亚磷酸二苯酯中的一种或多种。
129.另选地或除此之外，稳定剂为氮化合物。出于本发明的目的，氮化合物可以是选自二硝基苯、硝基苯、硝基甲烷、亚硝基苯和tempo[(2，2，6，6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
基)氧基]的一种或多种化合物。优选地，稳定剂为二硝基苯。
[0130]
另选地或除此之外，氮化合物为基于胺的化合物。出于本发明的目的，基于胺的化
合物可为选自以下的一种或多种仲胺或叔胺：二苯胺、对苯二胺、三乙胺、三丁胺、二异丙胺、三异丙胺和三异丁胺；。出于本发明的目的，基于胺的化合物可以为胺抗氧化剂，诸如取代的哌啶化合物，即烷基取代的哌啶基、哌啶基、哌嗪酮或烷氧基哌啶基的衍生物，特别是一种或多种选自以下的胺抗氧化剂：2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶酮、2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇；双
‑
(1，2，2，6，6
‑
五甲基哌啶基)癸二酸酯；二(2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯、聚(n
‑
羟乙基
‑
2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
羟基
‑
哌啶基琥珀酸酯；烷基化对苯二胺诸如n
‑
苯基
‑
n
′‑
(1，3
‑
二甲基
‑
丁基)对苯二胺或n，n
’‑
二仲丁基对苯二胺和羟胺诸如牛脂胺、甲基双牛脂胺和双牛脂胺，或苯酚
‑
α
‑
萘基胺或765(ciba)、1944(mayzo inc)和1770(mayzo inc)。出于本发明的目的，基于胺的化合物可以是烷基二苯基胺，诸如双(壬基苯胺)或二烷基胺诸如(n
‑
(1
‑
甲基乙基)
‑2‑
丙胺。另选地或除此之外，氮化合物可以是苯基
‑
α
‑
萘基胺(pana)、烷基
‑
苯基
‑
α
‑
萘基
‑
胺(apana)或双(壬基苯基)胺。优选地，氮化合物选自苯基
‑
α
‑
萘基胺(pana)、烷基
‑
苯基
‑
α
‑
萘基
‑
胺(apana)和双(壬基苯基)胺。
[0131]
氮化合物可以约0.001重量％至约5重量％，优选地约0.01重量％至约2重量％，更优选地约0.1重量％至1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，按重量计是指热传递组合物的重量。
[0132]
因此，本发明的热传递组合物可包含根据本发明的制冷剂中的任一种(包括制冷剂1
‑
13)和稳定剂组合物，该稳定剂组合物包含：氮化合物，该氮化合物选自二硝基苯、硝基苯、硝基甲烷、亚硝基苯和tempo[(2，2，6，6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
基)氧基]；仲胺或叔胺，其选自二苯胺、对苯二胺、三乙胺、三丁胺、二异丙胺、三异丙胺和三异丁胺；胺抗氧化剂，诸如取代的哌啶化合物，即烷基取代的哌啶基、哌啶基、哌嗪酮或烷氧基哌啶基的衍生物，其选自2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶酮、2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇；双
‑
(1，2，2，6，6
‑
五甲基哌啶基)癸二酸酯；二(2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯、聚(n
‑
羟乙基
‑
2，2，6，6
‑
四甲基
‑4‑
羟基
‑
哌啶基琥珀酸酯；烷基化对苯二胺诸如n
‑
苯基
‑
n
′‑
(1，3
‑
二甲基
‑
丁基)对苯二胺或n，n
’‑
二仲丁基对苯二胺和羟胺诸如牛脂胺、甲基双牛脂胺和双牛脂胺，或苯酚
‑
α
‑
萘基胺或765(ciba)、1944(mayzo inc)和1770(mayzo inc)；烷基二苯基胺，诸如双(壬苯基胺)、二烷基胺诸如(n
‑
(1
‑
甲基乙基)
‑2‑
丙胺；苯基
‑
α
‑
萘基胺(pana)、烷基
‑
苯基
‑
α
‑
萘基
‑
胺(apana)或双(壬基苯基)胺。优选地，氮化合物选自苯基
‑
α
‑
萘基胺(pana)、烷基
‑
苯基
‑
α
‑
萘基
‑
胺(apana)和双(壬基苯基)胺。
[0133]
另选地或除此之外，稳定剂可包含苯酚，优选地受阻酚。出于本发明的目的，苯酚可以是一种或多种选自下列的化合物：4，4
’‑
亚甲基双(2，6
‑
二叔丁基苯酚)；4，4
’‑
双(2，6
‑
二叔丁基苯酚)；2，2
‑
联苯二醇或4，4
‑
联苯二醇，包括4，4
’‑
双(2
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)；2，2
‑
联苯二醇或4，4
‑
联苯二醇的衍生物；2，2
′‑
亚甲基双(4
‑
乙基
‑6‑
叔丁基苯酚)；2，2
’‑
亚甲基双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)；4，4
‑
亚丁基双(3
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)；4，4
‑
亚异丙基双(2，6
‑
二叔丁基苯酚)；2，2
′‑
亚甲基双(4
‑
甲基
‑6‑
壬基苯酚)；2，2
′‑
亚异丁基双(4，6
‑
二甲基苯酚)；2，2
′‑
亚甲基双(4
‑
甲基
‑6‑
环己基苯酚)；2，6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚(bht)；2，6
‑
二叔丁基
‑4‑
乙基苯酚：2，4
‑
二甲基
‑6‑
叔丁基苯酚；2，6
‑
二叔丁基
‑
α
‑
二甲基氨基
‑
对甲酚；2，6
‑
二叔丁基
‑
4(n，n
’‑
二甲基氨基甲基苯酚)；4，4
’‑
硫代双(2
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)；4，4
’‑
硫代双(3
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)；2，2
’‑
硫代双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)；双(3
‑
甲基
‑4‑
羟基
‑
5
‑
叔丁基苄基)硫化物；双(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)硫化物、生育酚、对苯二酚、2，2’6，6
’‑
四叔丁基
‑
4，4
’‑
亚甲基二苯酚和叔丁基对苯二酚。优选地，酚类化合物为bht。
[0134]
酚类化合物可以约0.001重量％至约5重量％，优选地约0.01重量％至约2重量％，更优选地约0.1重量％至1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，按重量计是指热传递组合物的重量。
[0135]
bht可以约0.001重量％至约5重量％，优选地约0.01重量％至约2重量％，更优选地约0.1重量％至1重量％的量提供于热传递组合物中。在每种情况下，按重量计是指热传递组合物的重量。基于热传递组合物的重量计0.0001重量％至约5重量％的量的bht为方便起见有时被称为稳定剂2。
[0136]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂1和稳定剂2。
[0137]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂2和稳定剂2。
[0138]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂3和稳定剂2。
[0139]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂4和稳定剂2。
[0140]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂5和稳定剂2。
[0141]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂6和稳定剂2。
[0142]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂7和稳定剂2。
[0143]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂8和稳定剂2。
[0144]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂9和稳定剂2。
[0145]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂10和稳定剂2。
[0146]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂11和稳定剂2。
[0147]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂12和稳定剂2。
[0148]
本发明的热传递组合物可优选地包含制冷剂13和稳定剂2。
[0149]
如上所定义的本发明的每种热传递组合物还可包含润滑剂。一般来讲，热传递组合物所包含的润滑剂的量为按热传递组合物的重量计约10％至约60％，优选地按热传递组合物的重量计约20％至约50％，或者按热传递组合物的重量计约20％至约40％，或者按热传递组合物的重量计约20％至约30％，或者按热传递组合物的重量计约30％至约50％，或者按热传递组合物的重量计约30％至约40％，或者按热传递组合物的重量计约1％至约10％，或者按热传递组合物的重量计约1％至约8％，或者按热传递组合物的重量计约1％至约5％。
[0150]
常用的制冷剂润滑剂诸如多元醇酯(poe)、聚亚烷基二醇(pag)、硅油、矿物油、烷基苯(ab)、聚乙烯醚(pve)以及聚(α
‑
烯烃)(pao)可与本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1
‑
13)中的任一种一起使用。
[0151]
然而，尤其优选的是润滑剂为多元醇酯。已令人惊奇地发现，本发明的组合物可在宽范围的温度(例如，约
‑
50℃至 70℃的温度)下与poe润滑剂混溶。这使得本发明的组合物能够在比r410a更广泛的热传递应用中使用。例如，本发明的组合物可用于制冷、空调和热泵应用中。
[0152]
相对于温度，术语“约”是指所述温度可变化 /
‑
5℃的量，优选地 /
‑
2℃的量，并且更优选地 /
‑
1℃的量，最优选地 /
‑
0.5℃的量。
[0153]
因此，本发明提供了包含润滑剂和根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13)中的任
一种的制冷剂的热传递组合物，其中当将相对于制冷剂和润滑剂的总量的5重量％、20重量％和/或50重量％的润滑剂加入到制冷剂中时，所述混合物在约
‑
25℃至约
‑
50℃的范围内和/或在约 50℃至约 70℃的范围内的至少一个温度下具有一个液相。
[0154]
因此，本发明提供了包含poe润滑剂和根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13)中的任一种的制冷剂的热传递组合物，其中当将相对于制冷剂和润滑剂的总量的5重量％、20重量％和/或50重量％的润滑剂加入到制冷剂中时，所述混合物在约
‑
25℃至约
‑
50℃的范围内和/或在约 50℃至约 70℃的范围内的至少一个温度下具有一个液相。
[0155]
润滑剂还可包含矿物油润滑剂，基本上由或由矿物油润滑剂组成。可商购获得的矿物油包括得自witco的witco lp 250(注册商标)，得自witco的suniso 3gs，以及得自calumet的calumet r015。
[0156]
润滑剂还可包含烷基苯润滑剂，基本上由或由烷基苯润滑剂组成。可商购获得的烷基苯润滑剂包括得自shrieve chemical的zerol 150(注册商标)和zerol 300(注册商标)。
[0157]
润滑剂还可包含酯润滑剂，基本上由或由酯润滑剂组成。可商购获得的酯包括以emery 2917(注册商标)和hatcol 2370(注册商标)形式获得的neopentile glycol dipelargomate。其他可用的酯包括磷酸酯、二元酸酯和氟代酯。
[0158]
出于本发明的目的，热传递组合物可包含根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)和本文所公开的稳定剂组合物(包括稳定剂1、稳定剂1a或稳定剂2中的任一种)以及润滑剂，润滑剂选自多元醇酯(poe)，聚亚烷基二醇(pag)，矿物油和烷基苯(ab)和聚乙烯醚(pve)，更优选地选自多元醇酯(poe)，矿物油，烷基苯(ab)和聚乙烯醚(pve)，特别是选自多元醇酯(poe)，矿物油和烷基苯(ab)，最优选地选自多元醇酯(poe)。
[0159]
在优选的实施方案中，润滑剂为合成多元醇酯(poe)润滑剂，其在40c(cst)下具有根据制冷工业标准由astm d445测得的约25至约50，更优选约30至约50的粘度，优选地在100c(cst)下还具有根据制冷工业标准根据接受的制冷工业标准由astm d445测得的约0至约15、更优选约5至约10的粘度。与如其段落中所述的优选的poe一致的商业产品是由lubrizol以商品名emkarate rl 3203maf出售的商业润滑剂。符合本段描述的润滑剂在本文中称为润滑剂1。
[0160]
在本发明的组合物被提供用于在移动空调中使用，润滑剂优选为聚亚烷基二醇润滑剂。另选地，当本发明的组合物被提供用于制冷应用、固定式空调应用或热泵应用时，润滑剂优选为多元醇酯、烷基苯或矿物油。，更优选多元醇酯。对于其中在制冷应用、固定式空调应用或热泵应用中提供本发明的热传递组合物(包括包含本发明的任何制冷剂的那些热传递组合物，包括制冷剂1
‑
13中的任一种)或与润滑剂一起使用的系统和方法，润滑剂优选为多元醇酯，更优选为润滑剂1。
[0161]
优选的热传递组合物包含制冷剂2和润滑剂1。
[0162]
优选的热传递组合物包含制冷剂3和润滑剂1。
[0163]
优选的热传递组合物包含制冷剂4和润滑剂1。
[0164]
优选的热传递组合物包含制冷剂5和润滑剂1。
[0165]
优选的热传递组合物包含制冷剂6和润滑剂1。
[0166]
优选的热传递组合物包含制冷剂7和润滑剂1。
[0167]
优选的热传递组合物包含制冷剂8和润滑剂1。
[0168]
优选的热传递组合物包含制冷剂9和润滑剂1。
[0169]
优选的热传递组合物包含制冷剂10和润滑剂1。
[0170]
优选的热传递组合物包含制冷剂11和润滑剂1。
[0171]
优选的热传递组合物包含制冷剂12和润滑剂1。
[0172]
优选的热传递组合物包含制冷剂13和润滑剂1。
[0173]
本发明的热传递组合物可基本上由或由本发明的制冷剂中的任一种(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)、如本文所述的稳定剂组合物中的任一种(包括稳定剂1、1a和2)以及如本文所述的润滑剂中的任一种(包括润滑剂1)组成。
[0174]
本领域的技术人员也可参考本文所含的教导内容包括本文未提及的其他添加剂而不脱离本发明的新颖和基本特征。
[0175]
也可将表面活性剂和增溶剂的组合添加到本发明的组合物中以有助于油溶性，如美国专利号6,516,837所公开，该专利的公开内容以引用方式并入。
[0176]
申请人发现，本发明的组合物能够实现难以实现的特性组合，包括特别低的gwp。因此，本发明的组合物具有不大于约500，优选不大于约300的全球变暖潜能值(gwp)。在本发明的一个特别优选的特征中，本发明的组合物具有不大于约300的全球变暖潜能值(gwp)。
[0177]
此外，本发明的组合物具有低臭氧损耗潜势(odp)。因此，本发明的组合物具有不大于约0.05，优选地不大于约0.02，并且更优选约零的臭氧损耗潜势(odp)。
[0178]
此外，本发明的组合物示出可接受的毒性，并且优选地具有大于约400的职业性接触限值(oel)。
[0179]
本文所公开的组合物被提供用于在热传递应用中使用，包括空调、制冷和热泵。
[0180]
对本发明的热传递组合物的任何提及均涉及本文所述的每种和任何热传递组合物，包括含有本发明的制冷剂中的任一种的所有热传递组合物，包括制冷剂1
‑
13中的任一种。因此，对于本发明组合物的用途或应用的以下讨论，热传递组合物可包含或基本上由以下组成：本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)与本文所述的润滑剂(具体地讲包括poe和润滑剂1)中的任一种的组合，和/或与本文所述的稳定剂中的任一种(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)组合。
[0181]
出于本发明的目的，如本文所述的每种和任何热传递组合物可用于热传递系统诸如空调系统、制冷系统或热泵中。根据本发明的热传递系统可包括彼此连通的压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀装置。
[0182]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂1的热传递组合物。
[0183]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂2的热传递组合物。
[0184]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂3的热传递组合物。
[0185]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂4的热传递组合物。
[0186]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂5的热传递组合物。
[0187]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂6的热传递组合物。
[0188]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂7的热传递组合物。
[0189]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂8的热传递组合物。
[0190]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂9的热传递组合物。
[0191]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂10的热传递组合物。
[0192]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂11的热传递组合物。
[0193]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂12的热传递组合物。
[0194]
因此，本发明包括在空调系统中使用包含制冷剂13的热传递组合物。
[0195]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂1的热传递组合物。
[0196]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂2的热传递组合物。
[0197]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂3的热传递组合物。
[0198]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂4的热传递组合物。
[0199]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂5的热传递组合物。
[0200]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂6的热传递组合物。
[0201]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂7的热传递组合物。
[0202]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂8的热传递组合物。
[0203]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂9的热传递组合物。
[0204]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂10的热传递组合物。
[0205]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂11的热传递组合物。
[0206]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂12的热传递组合物。
[0207]
因此，本发明包括在制冷系统中使用包含制冷剂13的热传递组合物。
[0208]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂1的热传递组合物。
[0209]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂2的热传递组合物。
[0210]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂3的热传递组合物。
[0211]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂4的热传递组合物。
[0212]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂5的热传递组合物。
[0213]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂6的热传递组合物。
[0214]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂7的热传递组合物。
[0215]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂8的热传递组合物。
[0216]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂9的热传递组合物。
[0217]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂10的热传递组合物。
[0218]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂11的热传递组合物。
[0219]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂12的热传递组合物。
[0220]
因此，本发明包括在热泵系统中使用包含制冷剂13的热传递组合物。
[0221]
就本发明的目的而言，常用压缩机的示例包括往复式、旋转式(包括滚动活塞式和旋转叶片式)、涡旋式、螺杆式以及离心式压缩机。因此，本发明提供了用于在包括往复式、旋转式(包括滚动活塞式和旋转叶片式)、涡旋式、螺杆式或离心式压缩机的热传递系统中使用的如本文所述的每种和任一种热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中任一种的热传递组合物中的任一种。
[0222]
就本发明的目的而言，常用膨胀装置的示例包括毛细管、固定节流孔、热膨胀阀以及电子膨胀阀。因此，本发明提供了用于在包括毛细管、固定节流孔、热膨胀阀以及电子膨胀阀的热传递系统中使用的如本文所述的每种和任一种热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中任一种的热传递组合物中的任一种。
[0223]
就本发明的目的而言，蒸发器和冷凝器一起构成热交换器，优选地选自翅管热交换器、微通道热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、以及套管式热交换器。因此，本发明提供了用于在热传递系统中使用的如本文所述的每种和任一种热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中任一种的热传递组合物中的任一种，其中蒸发器和冷凝器一起构成翅管热交换器、微通道热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、或套管式热交换器。
[0224]
本发明的热传递组合物可用于加热和冷却应用中。
[0225]
在本发明的一个特定特征中，热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中任一种的热传递组合物中的任一种热传递组合物，可用于冷却方法中，所述方法包括冷凝本发明的制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，并且随后在待冷却的制品或主体附近蒸发所述制冷剂。
[0226]
因此，本发明涉及在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中冷却的方法，所述方法包括以下步骤：i)冷凝本发明的制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，以及
[0227]
ii)在待冷却的主体或制品附近蒸发所述制冷剂，
[0228]
其中制冷剂的蒸发温度在约
‑
40℃至约 10℃的范围内，其中制冷剂任选地但优选地与如本文所述的稳定剂混合，包括稳定剂1、1a或2，并且任选地优选与润滑剂混合，包括poe和润滑剂1。
[0229]
另选地或除此之外，本发明的热传递组合物中的任一种，包括包含制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，可用于加热方法中，所述方法包括在待加热的制品或主体附近冷凝本发明的制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，并且随后蒸发所述制冷剂。
[0230]
因此，本发明涉及在包括蒸发器、冷凝器和压缩机的热传递系统中加热的方法，所述方法包括以下步骤：i)在待加热的主体或制品附近冷凝本发明的制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，以及
[0231]
ii)蒸发制冷剂；
[0232]
其中热传递系统的蒸发器温度在约
‑
30℃至约5℃的范围内，其中制冷剂任选地但优选地与如本文所述的稳定剂混合，包括稳定剂1、1a或2，并且任选地优选与润滑剂混合，包括poe和润滑剂1。
[0233]
本发明的热传递组合物被提供用于在空调应用中使用，包括移动式和固定式空调应用。本发明的热传递组合物也在热泵应用中使用。因此，本文所述的热传递组合物中的任一种，包括本发明的热传递组合物中的任一种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，可用于下列中的任一个：
[0234]
‑
空调应用，包括移动式空调，特别是汽车空调，
[0235]
‑
移动式热泵，特别是电动车辆热泵，
[0236]
‑
冷却器，特别是正位移冷却器，更特别地风冷式或水冷式直接膨胀式冷却器，其为组装式或常规单独包装，
[0237]
‑
住宅空调系统，特别是管道分体式和无管道分体式空调系统，
[0238]
‑
住宅热泵，
[0239]
‑
住宅空气
‑
水热泵/循环加热系统，
[0240]
‑
工业空调系统以及
[0241]
‑
商用空调系统，特别是包装的屋顶单元和可变制冷剂流(vrf)系统
[0242]
‑
商用空气源、水源或地源热泵系统。
[0243]
本发明的热传递组合物，包括本发明的热传递组合物中的任一种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，被提供用于在制冷系统中使用。术语“制冷系统”是指采用制冷剂提供冷却的任何系统或设备或者此类系统或设备的任何部件或部分。因此，本文所述的热传递组合物中的任一种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的热传递组合物中的任一种，可用于下列中的任一个：
[0244]
‑
低温制冷系统，
[0245]
‑
中温制冷系统，
[0246]
‑
商用冷藏机，
[0247]
‑
商用冷冻机，
[0248]
‑
制冰机，
[0249]
‑
自动贩卖机，
[0250]
‑
运输制冷系统，
[0251]
‑
家用冷冻机，
[0252]
‑
家用冷藏机，
[0253]
‑
工业冷冻机，
[0254]
‑
工业冷藏机和
[0255]
‑
冷却器。
[0256]
特别提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在住宅空调系统(蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内，特别地约7℃以用于冷却和/或在约
‑
30℃至约5℃的范围内，特别地约0.5℃以用于加热)中使用，尤其是具有往复式、旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机的空调系统。
[0257]
特别提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在风冷式冷却器(蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内，特别地约4.5℃)中使用，特别是具有正位移压缩机的风冷式冷却器，更特别地具有往复式或涡旋式压缩机的风冷式冷却器。
[0258]
特别提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在住宅空气
‑
水热泵循环加热系统(蒸发器温度在约
‑
30℃至约5℃的范围内，特别地约0.5℃)中使用。
[0259]
特别提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在中温制冷系统(蒸发器温度在约
‑
12℃至约0℃的范围内，特别地约
‑
8℃)中使用。
[0260]
特别提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在低温制冷系统(蒸发器温度在约
‑
40℃至约
‑
12℃的范围内，特别地约
‑
23℃)中使用。
[0261]
因此，本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，被提供用于在住宅空调系统中使用，其中住宅空调系统用于例如在夏季向建筑物供应冷空气(所述空气具有例如约10℃至约17℃，特别地约12℃的温度)。典型的系统类型为管道分体式、无管道分体式、窗口式和便携式空调系统。该系统通常具有空气
‑
制冷剂蒸发
器(室内盘管)、压缩机、空气
‑
制冷剂冷凝器(室外盘管)和膨胀装置。蒸发器和冷凝器通常为翅管热交换器或微通道热交换器。压缩机通常为往复式或旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管膨胀阀、热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选在0℃至10℃的范围内。制冷剂冷凝温度优选在40℃至70℃的范围内。
[0262]
提供本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在住宅热泵系统中使用，其中住宅热泵系统用于在冬季向建筑物供应热空气(所述空气具有例如约18℃至约24℃，特别地约21℃的温度)。其通常是与住宅空调系统相同的系统，而在热泵模式中，制冷剂流动反向并且室内盘管变为冷凝器并且室外盘管变为蒸发器。典型的系统类型是管道分体式和无管道分体式热泵系统。蒸发器和冷凝器通常为翅管热交换器或微通道热交换器。压缩机通常为往复式或旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管膨胀阀、热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选在约
‑
30℃至约5℃的范围内。制冷剂冷凝温度优选在约35℃至约50℃的范围内。
[0263]
提供本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在商用空调系统中使用，其中商用空调系统可为用于向大型建筑物诸如办公室和医院等供应冷却水(所述水具有例如约7℃的温度)的冷却器。根据应用，冷却器系统可全年运行。冷却器系统可为风冷式或水冷式。风冷式冷却器通常具有用于供应冷却水的板式、套管式或壳管式蒸发器，往复式或涡旋式压缩机，与环境空气交换热的翅管或微通道冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。水冷式系统通常具有用于供应冷却水的壳管式蒸发器，往复式、涡旋式、螺杆式或离心式压缩机，与来自冷却塔或湖、海以及其他自然资源的水交换热的壳管式冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选在约0℃至约10℃的范围内。冷凝温度优选在约40℃至约70℃的范围内。
[0264]
提供本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在住宅空气
‑
水热泵循环加热系统中使用，其中住宅空气
‑
水热泵循环加热系统用于在冬季向建筑物供应热水(所述水具有例如约55℃的温度)以用于地板加热或类似应用。循环加热系统通常具有与环境空气交换热的翅管或微通道蒸发器，往复式、旋转式或涡旋式压缩机，用于加热水的板式、套管式或管壳式冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选在约
‑
30℃至约5℃的范围内。冷凝温度优选在约50℃至约90℃的范围内。
[0265]
提供本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在中温制冷系统中使用，其中中温制冷系统优选地用于诸如在冷藏机或瓶装饮料冷却器中冷藏食品或饮料。系统通常具有用于冷藏食品或饮料的空气
‑
制冷剂蒸发器，往复式、涡旋式或螺杆式压缩机，与环境空气交换热的空气
‑
制冷剂冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选在约
‑
12℃至约0℃的范围内。冷凝温度优选在约20℃至约70℃的范围内。
[0266]
提供本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，以用于在低温制冷系统中使用，其中所述低温制冷系统优选地用于冷冻机或冰淇淋机。系统通常具有空气
‑
制冷剂蒸发器，往复式、涡旋式或螺杆式压缩机，与环境空气交换热的空气
‑
制冷剂冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度优选在约
‑
40℃至约
‑
12℃的范围内。冷凝温度优选在约20℃至约70℃的范围内。
[0267]
提供本文所公开的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，作为制冷剂r
‑
410a的低全球变暖(gwp)替代物。因此，热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，可用于改装被设计成包含或包含r
‑
410a制冷剂的现有热传递系统的方法，而不需要对现有系统进行实质性的工程改造，尤其是在不改造冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀的情况下。
[0268]
关于本发明的特定热传递组合物或制冷剂，如本文所用的术语“改装”意指在其中已包含不同制冷剂组合物的热传递系统中使用本发明的指定组合物，所述不同制冷剂组合物至少部分地或已经至少部分地从系统去除并且其中引入有本发明的指定组合物。
[0269]
关于本发明的特定热传递组合物或制冷剂，如本文所用的术语“替代物”，如特定现有技术制冷剂的“替代物”，意指在迄今为止通常与该现有制冷剂一起使用的热传递系统中，使用本发明的指定组合物。以举例的方式，迄今为止通常与r410a一起使用的热传递系统包括住宅空调系统和冷却器系统。
[0270]
另选地，热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，可用于改装被设计成包含或包含r410a制冷剂的现有热传递系统的方法，其中该系统被改造成用于本发明的制冷剂。
[0271]
另选地，热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，可用于适于与r410a制冷剂一起使用的热传递系统中。
[0272]
因此，本发明还包括使用本发明的制冷剂或热传递组合物的方法，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，作为r
‑
410a的替代物，并且具体地讲作为住宅空调制冷剂中的r
‑
410a的替代物，而不需要对现有系统进行实质性的工程改造，特别是在不改造冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀的情况下。
[0273]
因此，本发明还包括使用本发明的制冷剂或热传递组合物的方法，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，作为r
‑
410a的替代物，并且具体地讲作为制冷系统中的r
‑
410a的替代物，而不需要对现有系统进行实质性的工程改造，特别是在不改造冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀的情况下。
[0274]
因此，本发明还包括使用本发明的制冷剂或热传递组合物的方法，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，作为r
‑
410a的替代物，并且具体地讲作为热泵系统中的r
‑
410a的替代物，而不需要对现有系统进行实质性的工程改造，特别是在不改造冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀的情况下。
[0275]
应当理解，当本发明的热传递组合物，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，用作r
‑
410a的低全球变暖潜能值替代物或用于改装被设计用于包含或包含r410a制冷剂的现有热传递系统的方法或用于适于与r410a制冷剂一起使用的热传递系统中时，热传递组合物可基本上由本发明的制冷剂组成。另选地，本发明涵盖使用本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)作为r
‑
410a的低全球变暖潜能值替代物，或者用于改装被设计成包含或包含r410a制冷剂的现有热传递系统的方法，或者用于适用于与如本文所述的r410a制冷剂一起使用的热传递系统。
[0276]
技术人员应当理解，当提供热传递组合物以用于在对如上所述的现有热传递系统进行改装的方法中使用时，热传递组合物可包含本发明的任何制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种。
[0277]
提供用于在改装现有热传递组合物(包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物)的方法中使用的热传递组合物优选还包含任何本文所述的稳定剂组合物，包括稳定剂1、1a或2中的任一种。
[0278]
因此，本发明涉及替代包含在热传递系统中的现有制冷剂的方法，包括从所述系统去除所述现有制冷剂的至少一部分，所述现有制冷剂为r
‑
410a，并通过将根据本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)引入所述系统来替代所述现有制冷剂的至少一部分，
[0279]
优选与如本文所述的稳定剂组合物组合，包括稳定剂1、1a或2中的任一种。
[0280]
如上所述，该方法包括从系统中去除现有r
‑
410a制冷剂的至少一部分。优选地，该方法包括从系统中去除至少约5重量％，约10重量％，约25重量％，约50重量％或约75重量％的r
‑
410a，并用本发明的热传递组合物替代它，所述热传递组合物包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还含有如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物。
[0281]
本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)可用于使用r
‑
410a制冷剂或适于与r
‑
410a制冷剂一起使用的系统，诸如现有或新的热传递系统。
[0282]
本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)表现出r
‑
410a的许多期望特性，但具有基本上低于r
‑
410a的gwp的gwp，同时具有基本上类似于或基本上匹配，并且优选地高达或高于r
‑
410a的操作特性即效率(cop)。这使得本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)能够替代现有热传递系统中的r410a，而不需要例如冷凝器、蒸发器和/或膨胀阀的任何实质性的系统改造。因此，本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)可用作与r410a一起使用或适合与r410a一起使用的改装热交换系统中的直接替代物。当用本发明的制冷剂(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)替代r410a时，期望用较大的压缩机替代现有的压缩机。
[0283]
本发明的组合物可用作与r
‑
410a制冷剂一起使用或适合与r
‑
410a制冷剂一起使用的系统诸如现有或新的热传递系统中的替代物。
[0284]
因此，与r410a相比，本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)优选表现出操作特性，其中：
[0285]
‑
组合物的效率(cop)是r410a的效率的95％至105％。
[0286]
在热传递系统中，其中本发明的制冷剂替代了r410a制冷剂。
[0287]
术语“cop”是能量效率的量度，并且意指制冷或冷却容量与制冷系统的能量需求(即运行压缩机、风扇等的能量)的比率。cop是制冷系统的可用输出，在这种情况下，将制冷容量或提供多少冷却除以获得该输出花费多少功率。实质上，其为系统效率的量度。
[0288]
术语“容量”是制冷系统中的制冷剂所提供冷却的量(以btu/小时计)。这通过使制冷剂经过蒸发器时的焓变(以btu/lb计)乘以制冷剂的质量流速来以实验方法确定。焓可由制冷剂的压力和温度的测量来确定。制冷系统的容量涉及保持区域在特定温度下冷却的能力。
[0289]
术语“质量流速”是制冷剂在给定时间量内经过给定尺寸导管的“以磅计”的量。
[0290]
为了保持热传递系统的可靠性，优选的是本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)与r
‑
410a相比还表现出以下特性：
[0291]
在热传递系统中，排出温度高于r
‑
410a的排出温度不大于10℃，其中使用本发明的组合物来替代r
‑
410a制冷剂。
[0292]
应当理解，r410a为类共沸组合物。因此，为了使本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)与r410a的操作特性良好匹配，所述组合物有利地显示低水平的滑移。因此，本发明的制冷剂组合物(包括制冷剂1
‑
13中的任一种)可提供约7℃或更低，优选小于约5℃的蒸发器滑移。
[0293]
与r
‑
410a一起使用的现有热传递组合物优选为包括移动式和固定式空调系统两者的空调热传递系统。因此，本文所述的热传递组合物中的每一种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物，包括稳定剂1、1a或2中的任一种，可用于替代下列中任一项中的r
‑
410a：
[0294]
‑
空调系统，包括移动式空调系统，特别是汽车空调系统，
[0295]
‑
移动式热泵，特别是电动车辆热泵，
[0296]
‑
冷却器，特别是正位移冷却器，更特别地风冷式或水冷式直接膨胀式冷却器，其为组装式或常规单独包装，
[0297]
‑
住宅空调系统，特别是管道分体式和无管道分体式空调系统，
[0298]
‑
住宅热泵，
[0299]
‑
住宅空气
‑
水热泵/循环加热系统，
[0300]
‑
工业空调系统以及
[0301]
‑
商用空调系统，特别是包装的屋顶单元和可变制冷剂流(vrf)系统
‑
商用空气源、水源或地源热泵系统。
[0302]
另选地，提供了本发明的制冷剂组合物，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，以替代制冷系统中的r410a。因此，本文所述的热传递组合物中的每一种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种的那些热传递组合物，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物，包括稳定剂1、1a或2中的任一种，可用于替代下列中任一项中的r410a：
[0303]
‑
低温制冷系统，
[0304]
‑
中温制冷系统，
[0305]
‑
商用冷藏机，
[0306]
‑
商用冷冻机，
[0307]
‑
制冰机，
[0308]
‑
自动贩卖机，
[0309]
‑
运输制冷系统，
[0310]
‑
家用冷冻机，
[0311]
‑
家用冷藏机，
[0312]
‑
工业冷冻机，
[0313]
‑
工业冷藏机和
[0314]
‑
冷却器。
[0315]
特别地提供本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物，以替代住宅空调系统中的r410a(蒸发器的温度在约0℃至约10℃的范围内，特别地约7℃以用于冷却和/或在约
‑
30℃至约5℃的范围内，特别地约0.5℃以用于加热)。另选地或除此之外，特别地提供本文所述的热传递组合物中的每一种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物，以在具有往复式、旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机的住宅空调系统中替代r410a。
[0316]
特别地提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物，以在风冷式冷却器(蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内，特别地约4.5℃)，特别地具有正位移压缩机的风冷式冷却器，更特别地具有往复式或涡旋式压缩机的风冷式冷却器中替代r410a。
[0317]
特别地提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物，以在住宅空气
‑
水热泵循环加热系统(蒸发器温度在约
‑
30℃至约5℃的范围内，特别地约0.5℃)中替代r410a。
[0318]
特别地提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物，以在中温制冷系统(蒸发器温度在约
‑
12℃至约0℃的范围内，特别地约
‑
8℃)中替代r410a。
[0319]
特别地提供了本文所述的热传递组合物中的每种，包括含有制冷剂1
‑
13中的任一种，优选还包含如本文所述的任何稳定剂组合物(包括稳定剂1、1a或2中的任一种)的那些热传递组合物，以在低温制冷系统(蒸发器温度在约
‑
40℃至约
‑
12℃的范围内，特别地约
‑
23℃)中替代r410a。
[0320]
本发明还提供了热传递系统，该热传递系统包括流体连通的压缩机、冷凝器和蒸发器、以及所述系统中的热传递组合物，所述热传递组合物包含制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，所述热传递组合物优选地还包含如本文所述的任何稳定剂组合物，包括稳定剂1、1a或2中的任一种，所述冷凝器具有
‑
20℃至10℃的操作温度，并且所述蒸发器具有40℃至70℃的操作温度。
[0321]
优选地，本发明提供了热传递系统，该热传递系统包括流体连通的压缩机、冷凝器和蒸发器、以及所述系统中的热传递组合物，所述热传递组合物包含：根据本发明的制冷剂，包括制冷剂1
‑
13中的任一种，所述热传递组合物优选地还包含如本文所述的任何稳定剂组合物，包括稳定剂1、1a或2中的任一种，所述蒸发器具有
‑
40℃至 10℃的操作温度，并且所述冷凝器具有 20℃至 70℃的操作温度。
[0322]
热传递系统优选地为热泵或空调系统，诸如移动式空调系统，特别是汽车空调系统，移动热泵，特别是电动车辆热泵；冷却器，特别是正位移冷却器，更特别地风冷式或水冷式直接膨胀式冷却器，其为组装式或常规单独包装；住宅空调系统，特别是管道分体式和无管道分体式空调系统；住宅热泵；住宅空气
‑
水热泵/循环加热系统；工业空调系统；商用空调系统，特别是包装的屋顶单元和可变制冷剂流(vrf)系统；商用空气源、水源或地源热泵系统。
[0323]
特别地，热传递系统为住宅空调系统(蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内，特别是约7℃以用于冷却，和/或在约
‑
30℃至约5℃的范围内，特别是约0.5℃以用于加热)，特别是具有往复式、旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机的住宅空调系统。
[0324]
特别地，热传递系统为风冷式冷却器(蒸发器温度在约0℃至约10℃的范围内，特别地约4.5℃)，特别是具有正位移压缩机的风冷式冷却器，更特别地，具有往复式或涡旋式压缩机的风冷式冷却器。
[0325]
特别地，热传递系统为住宅空气
‑
水热泵循环加热系统(蒸发器温度在约
‑
30℃至约5℃的范围内，特别是约0.5℃)。
[0326]
热传递系统可为制冷系统，诸如低温制冷系统、中温制冷系统、商用冷藏机、商用冷冻机、制冰机、自动贩卖机、运输制冷系统、家用冷冻机、家用冷藏机、工业冷冻机、工业冷藏机和冷却器。
[0327]
特别地，热传递系统为中温制冷系统(蒸发器温度在约
‑
12℃至约0℃的范围内，特别是约
‑
8℃)。
[0328]
特别地，热传递系统为低温制冷系统(蒸发器温度在约
‑
40℃至约
‑
12℃的范围内，特别是约
‑
23℃)。
[0329]
通过以下非限制性实施例示出了本发明的制冷剂组合物向r
‑
410a的操作条件提供所期望的和意料不到的匹配的能力：
[0330]
实施例
‑
r32/cf3i
[0331]
如本文所述测定下表1中识别的r
‑
32/cf3i二元制冷剂组合物。使每种组合物经受热力学分析，以测定其匹配r
‑
4104a在各种制冷系统中的操作特征的能力。对于组合物中所用各二元组分对的特性，采用所收集的实验数据进行分析。实验评估中各二元对的组成在一系列相对百分比内变化，并且各二元对的混合物参数被回归成实验获得的数据。用于实施分析的假设是如下：对于所有制冷剂相同的压缩机位移，对于所有制冷剂相同的操作条件，对于所有制冷剂相同的压缩机等熵和容积效率。在各实施例中，模拟使用所测的蒸气液体平衡数据来实施。报告了各实施例的模拟结果。
[0332]
表1：针对性能实施例评估的制冷剂
[0333][0334]
表2：制冷剂a1至a3的特性
[0335][0336]
实施例1
‑
住宅空调系统(冷却)
[0337]
描述：
[0338]
住宅空调系统用于在夏季向建筑物提供冷空气(约12℃)。典型的系统类型为管道分体式、无管道分体式、窗口式和便携式空调系统。该系统通常具有空气
‑
制冷剂蒸发器(室内盘管)、压缩机、空气
‑
制冷剂冷凝器(室外盘管)和膨胀装置。蒸发器和冷凝器通常为翅管
热交换器或微通道热交换器。压缩机通常为往复式、旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管膨胀阀、热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约0℃至约10℃的范围内，而冷凝温度在约40℃至约70℃的范围内。
[0339]
操作条件：
[0340]
1.冷凝温度＝46℃，对应的室外环境温度＝35℃
[0341]
2.冷凝器再冷却＝5.5℃
[0342]
3.蒸发温度＝7℃，对应的室内环境温度＝26.7℃
[0343]
4.蒸发器过热＝5.5℃
[0344]
5.等熵效率＝70％
[0345]
6.容积效率＝100％
[0346]
7.吸入管线中温度上升＝5.5℃
[0347]
表3：住宅空调系统(冷却)的性能
[0348][0349]
表3示出了与r410a系统相比，住宅空调系统的热力学性能。
[0350]
与r410a相比，组合物a1至a3示出85％或更高的容量和匹配的效率。这些数据指示系统性能类似于r410a。
[0351]
与r410a相比，组合物a1至a3示出100％或101％的压力比。它指示压缩机效率类似于r410a，并且不需要对r410a压缩机进行任何改变。
[0352]
组合物a1至a3示出蒸发器滑移小于7℃。
[0353]
实施例2
‑
住宅热泵系统(加热)
[0354]
描述：
[0355]
住宅热泵系统用于在冬季向建筑物供应暖气(约21℃)。其通常是与住宅空调系统相同的系统，而当系统在热泵模式中，制冷剂流动反向并且室内盘管变为冷凝器并且室外盘管变为蒸发器。典型的系统类型是管道分体式和无管道分体式热泵系统。蒸发器和冷凝器通常为翅管热交换器或微通道热交换器。压缩机通常为往复式或旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管膨胀阀、热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约
‑
30℃至约5℃的范围内，而冷凝温度在约35℃至约50℃的范围内。
[0356]
操作条件：
[0357]
1.冷凝温度＝41℃，对应的室内环境温度＝21.1℃
[0358]
2.冷凝器再冷却＝5.5℃
[0359]
3.蒸发温度＝0.5℃，对应的室外环境温度＝8.3℃
[0360]
4.蒸发器过热＝5.5℃
[0361]
5.等熵效率＝70％
[0362]
6.容积效率＝100％
[0363]
7.吸入管线中温度上升＝5.5℃
[0364]
表4：住宅热泵系统(加热)的性能
[0365][0366]
表4示出了与r410a系统相比，住宅热泵系统的热力学性能。
[0367]
与r410a相比，组合物a1至a3示出85％或更高的容量(考虑到
±
3％的不确定性)和匹配的效率。这些数据指示系统性能类似于r410a。
[0368]
与r410a相比，组合物a1至a3示出100％或101％的压力比。它指示压缩机效率类似于r410a，并且不需要对r410a压缩机进行任何改变。，
[0369]
组合物a1至a3示出蒸发器滑移小于7℃。
[0370]
实施例3
‑
商用空调系统
‑
风冷式冷却器
[0371]
描述：
[0372]
商用空调系统(冷却器)用于向大型建筑物(诸如办公室、医院等)供应冷却水(约7℃)。根据应用，冷却器系统可全年运行。冷却器系统可为风冷式或水冷式。风冷式冷却器通常具有用于供应冷却水的板式、套管式或壳管式蒸发器，往复式或涡旋式压缩机，与环境空气交换热的圆管板翅或微通道冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。水冷式系统通常具有用于供应冷却水的壳管式蒸发器，往复式或涡旋式压缩机，与来自冷却塔或湖、海以及其他自然资源的水交换热的壳管式冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约0℃至约10℃的范围内，而冷凝温度在约40℃至约70℃的范围内。
[0373]
操作条件：
[0374]
1.冷凝温度＝46℃，对应的室外环境温度＝35℃
[0375]
2.冷凝器再冷却＝5.5℃
[0376]
3.蒸发温度＝4.5℃，对应的冷冻离开水温＝7℃
[0377]
4.蒸发器过热＝5.5℃
[0378]
5.等熵效率＝70％
[0379]
6.容积效率＝100％
[0380]
7.吸入管线中温度上升＝2℃
[0381]
表5：商用空调系统(风冷式冷却器)的性能
[0382][0383]
表5示出了与r410a系统相比，商用风冷式冷却器系统的热力学性能。
[0384]
与r410a相比，组合物a1至a3示出85％或更高的容量和匹配的效率。这些数据指
示系统性能类似于r410a。
[0385]
与r410a相比，组合物a1至a4示出100％或101％的压力比。它指示压缩机效率类似于r410a，并且不需要对r410a压缩机进行任何改变。
[0386]
组合物a1至a3示出蒸发器滑移小于7℃。
[0387]
实施例4
‑
住宅空气
‑
水热泵循环加热系统
[0388]
描述：
[0389]
住宅空气
‑
水热泵循环加热系统用于在冬季向建筑物供应热水(约55℃)以用于地板加热或类似应用。循环加热系统通常具有与环境空气交换热的翅管或微通道蒸发器，往复式、旋转式或涡旋式压缩机，用于加热水的板式、套管式或管壳式冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约
‑
30℃至约5℃的范围内，而冷凝温度在约50℃至约90℃的范围内。
[0390]
操作条件：
[0391]
1.冷凝温度＝60℃，对应的室内离开水温＝50℃
[0392]
2.冷凝器再冷却＝5.5℃
[0393]
3.蒸发温度＝0.5℃，对应的室外环境温度＝8.3℃
[0394]
4.蒸发器过热＝5.5℃
[0395]
5.等熵效率＝70％
[0396]
6.容积效率＝100％
[0397]
7.吸入管线中温度上升＝2℃
[0398]
表6：住宅空气
‑
水热泵循环加热系统的性能
[0399][0400]
表6示出了与r410a系统相比，住宅空气
‑
水热泵循环加热系统的热力学性能。
[0401]
与r410a相比，组合物a1至a3示出85％或更高的容量和匹配的效率。这些数据指示系统性能类似于r410a。
[0402]
与r410a相比，组合物a1至a3示出100％至102％的压力比。它指示压缩机效率类似于r410a，并且不需要对r410a压缩机进行任何改变。
[0403]
组合物a1至a3示出蒸发器滑移小于7℃。
[0404]
实施例5
‑
中温制冷
[0405]
描述：
[0406]
中等温度的制冷系统用于冷却食品或饮料，诸如在冷藏机和瓶子冷却器中。系统通常具有用于冷藏食品或饮料的空气
‑
制冷剂蒸发器，往复式、涡旋式或螺杆式压缩机，与环境空气交换热的空气
‑
制冷剂冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约
‑
12℃至约0℃的范围内，而冷凝温度在约20℃至约70℃的范围内。
[0407]
操作条件：
[0408]
1.冷凝温度＝40.6℃，对应户外环境温度＝35℃
[0409]
2.冷凝器再冷却＝5.5℃
[0410]
3.蒸发温度＝
‑
6.7℃，对应箱温＝2℃
[0411]
4.蒸发器过热＝5.5℃
[0412]
5.等熵效率＝70％
[0413]
6.容积效率＝100％
[0414]
7.吸入管线中温度上升＝15℃
[0415]
表7：中温制冷系统的性能
[0416][0417]
表7示出了与r410a系统相比中温制冷系统的热力学性能。
[0418]
与r410a相比，组合物a1至a3示出85％或更高的容量和匹配的效率。这些数据指示系统性能类似于r410a。
[0419]
与r410a相比，组合物a1至a3示出100％或101％的压力比。它指示压缩机效率类似于r410a，并且不需要对r410a压缩机进行任何改变。
[0420]
组合物a1至a3示出蒸发器滑移小于7℃。
[0421]
实施例6
‑
低温制冷
[0422]
描述：
[0423]
低温制冷系统被用于冷冻食品，诸如在冰淇淋机和冷冻机中。系统通常具有空气
‑
制冷剂蒸发器，往复式、涡旋式或螺杆式压缩机，与环境空气交换热的空气
‑
制冷剂冷凝器，以及热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约
‑
40℃至约
‑
12℃的范围内，而冷凝温度在约20℃至约70℃的范围内。
[0424]
操作条件：
[0425]
1.冷凝温度＝40.6℃，对应户外环境温度＝35℃
[0426]
2.冷凝器再冷却＝1℃
[0427]
3.蒸发温度＝
‑
31.6℃，对应箱温＝
‑
20.6℃
[0428]
4.蒸发器过热＝5.5℃
[0429]
5.等熵效率＝70％
[0430]
6.容积效率＝100％
[0431]
7.吸入管线中温度上升＝30℃
[0432]
表8：低温制冷系统的性能
[0433][0434]
表8示出了与r410a系统相比低温制冷系统的热力学性能。
[0435]
与r410a相比，组合物a1至a3示出85％或更高的容量和匹配的效率。这些数据指示系统性能类似于r410a。
[0436]
与r410a相比，组合物a1至a3示出100％至102％的压力比。它指示压缩机效率类似于r410a，并且不需要对r410a压缩机进行任何改变。
[0437]
组合物a1至a3示出蒸发器滑移小于7℃。
[0438]
实施例7
‑
与poe的混溶性
[0439]
poe油广泛用于空调和制冷系统中。
[0440]
如图1中所示，在低于
‑
22℃下r410a与poe油不可混溶。因此，由于poe油将在蒸发器中积聚，r410a不能用于低温制冷应用中。
[0441]
此外，图1表明在高于50℃下r410a与的poe油不可混溶。当在高环境条件中使用r410a时，这引起冷凝器和液体管线中的问题(例如分离的poe油将被捕集和积聚)。
[0442]
相反地，本发明的制冷剂，即基本上由或由约34重量％至约38重量％的hfc
‑
32和约62重量％至约66重量％的cf3i组成的制冷剂，在
‑
50℃至70℃的温度范围内与poe油完全混溶。这在图2中显示，其示出相对于hfc
‑
32和cf3i的总量，具有大于60％的cf3i的质量分数的组合物在
‑
50℃至70℃的温度范围内与poe完全混溶。
[0443]
虽然已经参考优选的实施方案描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且用等同物替换其元件。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以适应本发明教导内容的特定情况或材料。因此，本发明旨在不限于公开的特定实施方案，而是本发明将包括落入所附权利要求书或后面增加的任何权利要求范围内的所有实施方案。
[0444]
实施例
‑
r32/cf3i/co2
[0445]
如本文所述测定下表9中识别的r
‑
32/cf3i/co2三元制冷剂组合物。使每种组合物经受热力学分析，以测定其匹配r
‑
4104a在各种制冷系统中的操作特征的能力。对于组合物中所用各二元组分对的特性，采用所收集的实验数据进行分析。实验评估中各二元对的组成在一系列相对百分比内变化，并且各二元对的混合物参数被回归成实验获得的数据。用于实施分析的假设是如下：对于所有制冷剂相同的压缩机位移，对于所有制冷剂相同的操作条件，对于所有制冷剂相同的压缩机等熵和容积效率。在各实施例中，模拟使用所测的蒸气液体平衡数据来实施。报告了各实施例的模拟结果。
[0446]
表9：针对性能实施例评估的制冷剂
[0447][0448]
表10：蒸发器滑移的测定
[0449][0450]
具有7c或更小的蒸发器滑移的制冷剂共混物是高度期望的。因此，对于其中co2以约3％的量存在的本发明的制冷剂，申请人已确定，通常优选的是制冷剂包含38％或更低的r
‑
32。
[0451]
实施例8
‑
具有txv
‑
0％和1％co2的住宅空调系统(冷却)
[0452]
住宅空调系统用于在夏季向建筑物提供冷空气(约12℃)。典型的系统类型为管道分体式、无管道分体式、窗口式和便携式空调系统。该系统通常具有空气
‑
制冷剂蒸发器(室内盘管)、压缩机、空气
‑
制冷剂冷凝器(室外盘管)和膨胀装置。蒸发器和冷凝器通常为翅管热交换器或微通道热交换器。压缩机通常为往复式、旋转式(滚动活塞式或旋转叶片式)或涡旋式压缩机。膨胀装置通常为毛细管膨胀阀、热膨胀阀或电子膨胀阀。制冷剂蒸发温度在约0℃至约10℃的范围内，而冷凝温度在约40℃至约70℃的范围内。在本实施例中，系统包括热膨胀阀(txv)。
[0453]
操作条件：
[0454]
冷凝温度＝46℃
[0455]
冷凝器再冷却＝5.5℃
[0456]
蒸发温度＝7℃
[0457]
蒸发器过热＝5.5℃
[0458]
等熵效率＝70％
[0459]
容积效率＝100％
[0460]
吸入管线中温度上升＝5.5℃
[0461]
配制包含38％r32和62％cf3i(无co2)和38％r32，61％cf3i和1％co2的制冷剂，并
且发现其产生如下表13中所示的结果：
[0462]
表13
[0463][0464]
从上述结果可以看出，由38％r32和62％cf3i组成的制剂以及由38％r32和61％cf3i和1％co2组成的制剂获得接近基于申请人的热力学数据和测试工作所估计的值的实际容量和实际效率。可以看出，该估计表明，随着co2的添加，容量将增加，但随着co2的添加，估计的效率没有变化。
[0465]
重复估计工作，不同的是研究由38％的r32，7％的co2和55％的cf3i组成的制剂。结果报告于下表14中：
[0466]
表14
[0467][0468]
从以上结果可以看出，将co2的含量提高至7％，同时将r32的量保持在约38％，这产生期望的容量提高，并继续提供效率(cop)基本上保持不变的期望。，与包含小于7％的制剂相比，该结果通过使用包含约38％的r32但具有7％或更大的co2含量的制剂，将导致在功率消耗方面的预期显著优势。
[0469]
实施例9
‑
住宅空调系统(冷却)
‑
具有txv，3％
‑
5％的co2
[0470]
描述：
[0471]
根据实施例8测试的相同的住宅空调系统用于测试包含38％的r
‑
32的本发明的制冷剂组合物，如下表15中所示。
[0472]
表15
[0473][0474]
基于申请人所做的估计工作，预期表15中制剂的操作效率(cop)将与实施例8中制剂的估计cop大致相同，包括含有约7％co2的制剂。基于热力学模拟和下表16中所示的实际结果，发现表15的制冷剂产生了预期结果：
[0475]
表16：住宅空调系统(冷却)的性能
[0476][0477]
表16示出了与r410a系统相比，住宅空调系统的热力学(估计)性能，并且该表揭示，虽然这些制剂的实际容量和估计容量保持相对较接近的一致，但随着co2的浓度升高到3.5％以上(b4a)，开始显示出意料不到的效率下降，并且随着co2的含量接近5％，该下降变得甚至更明显和意料不到(对于5％的co2，示出仅96％的cop)。对于包含3％至小于5％的co2，57％至59％的cf3i和约38％的r
‑
32的制冷剂和基本上由和/或由其组成的制冷剂，这些结果还显示出用于操作(包括104％或更低的功率消耗)的商业上显著的、重要的和意料不到的优点。对于包含3％至约3.5％的co2，58.5％至约59％的cf3i和约38％的r
‑
32的制冷剂和基本上由和/或由其组成的制冷剂，这些结果还显示出用于操作(包括100％或更低的功率消耗)的商业上显著的、重要的和意料不到的优点。
[0478]
实施例10
‑
住宅空调系统(冷却)
‑
具有txv，7％co2
[0479]
重复实施例8以使用下表17中所示的制冷剂制剂产生实际结果，产生如表中所报告的结果，并且为了方便起见，重复实施例8中报告的估计结果：
[0480]
表17
[0481][0482]
从上述结果可以看出，包含约38％r32但co2的含量增加7％的制剂出乎意料地产生了系统的功率消耗的显著且不希望的增加，因为在co2含量高于5％的情况下发生了出乎意料但显著的效率下降。
[0483]
显示出乎意料结果的该测试的结果汇总于本文的图3中。
[0484]
实施例11
‑
住宅空调系统(冷却)
‑
毛细管以及0％和1％co2
[0485]
使用如实施例8中所述的住宅空调系统，不同的是系统包括毛细管而不是热膨胀阀(txv)，并且操作条件如下：
[0486]
冷凝温度＝48℃
[0487]
冷凝器再冷却＝5.5℃
[0488]
蒸发温度＝11℃
[0489]
蒸发器过热＝4.5℃
[0490]
等熵效率＝70％
[0491]
容积效率＝100％
[0492]
吸入管线中温度上升＝5.5℃
[0493]
配制包含38％r32和62％cf3i(无co2)和38％r32，61％cf3i和1％co2的制冷剂，并且发现其产生如下表18中所示的结果：
[0494]
表18
[0495][0496]
从上述结果可以看出，由38％r32和62％cf3i组成的制剂以及由38％r32和61％cf3i和1％co2组成的制剂获得接近基于申请人的热力学数据和测试工作所估计的值的实际容量和实际效率。可以看出，该估计表明，随着co2的添加，容量将增加，但随着co2的添加，估计的效率没有变化。
[0497]
重复估计工作，不同的是研究由38％的r32，7％的co2和55％的cf3i组成的制剂。结果报告于下表19中。
[0498]
表19
[0499][0500]
从以上结果可以看出，将co2的含量提高至7％，同时将r32的量保持在约38％，这产生期望的容量提高，并继续提供效率(cop)基本上保持不变的期望。与包含小于7％的制剂相比，该结果通过使用包含约38％的r32但具有7％或更大的co2含量的制剂，将导致在功率消耗方面的预期显著优势。
[0501]
实施例12
‑
住宅空调系统(冷却)
‑
毛细管和3％
‑
5％的co2
[0502]
描述：
[0503]
根据实施例11测试的相同的住宅空调系统用于测试包含38％的r
‑
32的本发明的制冷剂组合物，如下表20中所示。
[0504]
表20
[0505][0506]
基于申请人所做的估计工作，预期表20中制剂的操作效率(cop)将与实施例11中制剂的估计cop大致相同，包括含有约7％co2的制剂。基于热力学模拟和下表21中所示的实际结果，发现表20的制冷剂产生了预期结果：
[0507]
表21：住宅空调系统(冷却)的性能
[0508][0509]
表21示出了与r410a系统相比，使用毛细管的住宅空调系统的热力学(估计)性能，
并且该表揭示，虽然这些制剂的实际容量和估计容量保持相对较接近的一致，但随着co2的浓度升高到3.5％以上(b4a)，开始显示出意料不到的效率下降，并且随着co2的含量接近5％，该下降变得甚至更明显和意料不到(对于5％的co2，示出仅95％的cop)。这是商业上显著的、重要的和意料不到的效率下降，并且部分地形成了用于申请人发现制冷剂的意料不到的优点的基础(包括约105％或更低的功率消耗)，该制冷剂包含3％至小于5％的co2，57％至59％的cf3i和约38％的r
‑
32和基本上由和/或由其组成。对于包含3％至约3.5％的co2，58.5％至约59％的cf3i和约38％的r
‑
32的制冷剂和基本上由和/或由其组成的制冷剂，这些结果还显示出用于操作(包括100％或更低的功率消耗)的商业上显著的、重要的和意料不到的优点。这些优选的组合物范围中的每一种包括不易燃并且具有小于400的高度期望gwp的组合物。
[0510]
实施例13
‑
住宅空调系统(冷却)
‑
7％co2
[0511]
重复实施例10以使用下表17中所示的制冷剂制剂产生实际结果，产生如表中所报告的结果，并且为了方便起见，重复实施例10中报告的估计结果：
[0512]
表17
[0513][0514]
从上述结果可以看出，包含约38％r32但co2的含量增加7％的制剂出乎意料地产生了系统的功率消耗的显著且不希望的增加，因为在co2含量高于5％的情况下发生了出乎意料但显著的效率下降。
[0515]
显示出乎意料结果的该测试的结果汇总于本文的图4中。