專利名稱：用于r-22基制冷系統(tǒng)的制冷劑替代品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將在被設(shè)計(jì)用于制冷劑R - 22 (氯二氟甲烷)的系統(tǒng) 中用對(duì)臭氧層較少破壞的混合制冷劑來代替制冷劑R-22 (氯二氟曱 烷)。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于制冷的改進(jìn)的制冷劑組合物、方 法和設(shè)備，其中將兩種非制冷劑R-22的制冷劑以確定的比例混合使得 混合物的溫度-壓力關(guān)系接近于制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)的溫度-壓力關(guān)系。該混合物與制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)是相容的，使得 它可以#1加入以補(bǔ)充和代替制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)。本發(fā)明另外 的特別之處涉及用于制冷的改進(jìn)的方法和設(shè)備，其中將制冷劑混合物 與可溶的潤滑油混合以提供對(duì)設(shè)備的潤滑。該潤滑劑在本發(fā)明的混合 物以及制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)中是可溶的。
背景技術(shù)：
直到最近，R-22制冷劑氯二氟甲烷(以下有時(shí)稱為"制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)")如果不是唯一的制冷劑，其也是用于住宅的空 調(diào)器、冰箱、冷凍箱和窗式空調(diào)設(shè)備中主要制冷劑。制冷劑R-22 (氯 二氟甲烷)是E. I. du Pont de Nemours和Co公司的氯二氟曱烷的商 標(biāo)。以下在說明書中使用的"制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)，，表示任何 來源的氯二氟曱烷。
不過，近來制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)作為破壞臭氧層的化學(xué)物 質(zhì)已遭到國內(nèi)和國際上抨擊。在最近幾年，無論是國內(nèi)還是國際科學(xué) 界已經(jīng)將制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)與破壞保護(hù)地球的臭氧層聯(lián)系 起來。據(jù)信含有R-22的空調(diào)器、水箱/冷凍機(jī)和窗式空調(diào)設(shè)備將是全球 性的破壞臭氧物質(zhì)的源頭。
為了回應(yīng)對(duì)于在空調(diào)系統(tǒng)中過度使用制冷劑R-22 (氯二氟甲烷) 的科學(xué)關(guān)注以及國家和全球的呼吁，美國國會(huì)已采取行動(dòng)，首先在空 調(diào)設(shè)備中減少使用制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)，然后禁止使用。
作為逐步淘汰在空調(diào)設(shè)備中使用制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)的第 一步，國會(huì)正在在有效期至01/01/2015的新裝置中逐步淘汰使用制冷劑R-22(氯二氟曱烷)，并截止到01/01/2020為止禁止出售在任4可尺寸 容器中的制冷劑R- 22(氯二氟甲烷)。第一個(gè)要被淘汰使用制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)的領(lǐng)域是在面包店合伙項(xiàng)目下的面包業(yè)。逐步淘汰使
用R-22的另一步是在2003年開始限制進(jìn)口，限制可以被進(jìn)口到美國 的R-22的量。
在該應(yīng)用之時(shí)，在美國所使用的大多數(shù)住宅的窗式設(shè)備和冷凍機(jī) 中都含有制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)。
在禁止銷售大量的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)之前，裝有制冷劑 R-22 (氯二氟甲烷)基空調(diào)設(shè)備的裝置的所有者僅需要由清潔空氣法 案需要的制冷劑許可證，就能夠購買在他們?cè)O(shè)備中的制冷劑水平。
在由國會(huì)和國際社會(huì)提出開始強(qiáng)制性淘汰之前，已經(jīng)在美國銷售 了數(shù)百萬的含有制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)的設(shè)備。
再裝填制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)典型地包括在HVAC/R工業(yè)中 典型地使用30磅罐或缸。這些缸裝有一個(gè)與可商購的制冷歧管匹配的 分配出口。為了向空調(diào)系統(tǒng)中再裝填，客戶僅需要將該罐或缸接至歧 管并且排放，或?qū)⒅评鋭┪锪现苯?加至"空調(diào)系統(tǒng)中。
在國會(huì)禁止銷售制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)之后，數(shù)百萬的具有 制冷劑R - 22(氯二氟曱烷)基的空調(diào)設(shè)備的裝備的所有者將別無選擇， 只能去尋求制冷劑替代品以服務(wù)這些設(shè)備。根據(jù)清潔空氣法案提出的 標(biāo)準(zhǔn)，隨意將制冷劑混合目前是非法的。這種應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例是目前 R-22設(shè)備將不能與本發(fā)明隨意混合。
為了回應(yīng)國會(huì)禁止在空調(diào)器中使用制冷劑R- 22 (氯二氟曱烷)， 售后經(jīng)銷商已開始用新的非R-22制冷劑對(duì)現(xiàn)有的制冷劑R-22 (氯二氟 曱烷)基的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行翻新，所述的非R-22制冷劑如R410A(50/50 的二氟曱烷和五氟乙烷的混合物)、R417(46/50/4的五氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷和丁烷的混合物)或R407C(23/25/52的二氟曱烷、五氟乙烷和 1,1,1,2-四氟乙烷的混合物)。在制備時(shí)，這些替代品中沒有一種含有潤 滑劑。
由環(huán)境保護(hù)署(EPA)授權(quán)的替代在空調(diào)器中的制冷劑R- 22 (氯 二氟甲烷)的制冷劑目前正在被審查，并會(huì)演變到需要一個(gè)象此處描 述的本發(fā)明的具有0 odp因素的環(huán)境安全的制冷劑。遺憾的是，大多數(shù) R - 22替代品在大部分運(yùn)行溫度下與制冷劑R-22氯二氟曱烷)有顯
6著不同的溫度-壓力關(guān)系。
正因?yàn)橹评鋭㏑-22(氯二氟曱烷)與目前制冷劑替代品在溫度-
壓力關(guān)系方面的差別，現(xiàn)有的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)基的系統(tǒng)典 型地不能互換。因此，非翻新的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)基設(shè)備 需要一種能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，同時(shí)也滿足EPA和國際社會(huì)需要的 制冷劑。
簡單地將制冷劑與現(xiàn)有制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)混合以補(bǔ)充或 "完成"這個(gè)水平是違背法律和不可行的。當(dāng)將其它的制冷劑與制冷 劑R-22 (氯二氟甲烷)混合時(shí)，該混合物可以具有可能對(duì)裝置或操作 者有害的物質(zhì)的壓力特征。該溫度-壓力關(guān)系在正常制冷劑運(yùn)行溫度 范圍和典型地使用R-22的溫度下顯著地不同于R-22 (氯二氟曱烷)。
因此，在缺少制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)時(shí)，裝有R-22 (氯二氟 甲烷)的空調(diào)裝置的所有者只面臨一個(gè)選擇當(dāng)他們的空調(diào)冷卻劑的 水平較低時(shí)，專業(yè)的服務(wù)-以相當(dāng)數(shù)量的花費(fèi)來除去現(xiàn)有的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)，并將系統(tǒng)翻新成與一些種類制冷劑氣體相容。
開發(fā)了 R-22制冷劑以替代之前、現(xiàn)在禁止的R-12制冷劑或二氯 二氟曱烷。R-12有時(shí)被稱為FREON 12 ,這是E丄du Pont de Nemours 和Co.的二氯二氟曱烷的商標(biāo)。
Thomas等人(美國專利號(hào)5254280 ) 7>開了研制的用于與已知的 制冷劑如R134a (1,1,1,2-四氟乙烷)一起使用的潤滑劑，以及該潤滑劑與 制冷劑的組合，作為R-12的替代物。潤滑劑包含聚氧亞烷基二醇，其 為親水性的并可能損害如下討論的系統(tǒng)。
Wilczek (美國專利號(hào)5384057 )、 Gorski (美國專利號(hào)4971712 ) 和DuPont的Anton (美國專利號(hào)5145594號(hào))^>開了在各種RB4a和 R134a/R125制冷劑系統(tǒng)中某些合成的潤滑劑共混物形式的其他R - 12 替代品。DuPont公司的專利，討論了被稱為R125 (五氟乙烷)的已 知?dú)怏w。R125是五個(gè)氟原子鍵合至一個(gè)乙烷分子上。這是一個(gè)用于制 冷劑的非常大的分子。目前僅被生產(chǎn)用于制冷。Anton公開了至少包含 一種氰碳化合物的潤滑劑的用途。Wilczek公開了作為潤滑劑的氟硅氧 烷。Gorski公開了聚亞烷基二醇作為潤滑劑。
今天包含R-22或R-12替代品的系統(tǒng)仍然凈皮生產(chǎn)。這些較舊的系 統(tǒng)有著共同的組分R - 22 、R-22礦物油潤滑劑和螯合到干燥劑中的水。如果將R134a( 1,1,1,2 -四氟乙烷)添加到系統(tǒng)中，它會(huì)如下 破壞系統(tǒng)(1 )如果不將潤滑劑添加到R 134a (如在Tamura等人的 美國專利號(hào)4,953,312 )中，則R-22系統(tǒng)將會(huì)急需潤滑油，由于R134a 氣體與礦物油潤滑劑不易混合；(2)如果將合成潤滑油添加到R134a (如在Thomas等人)中，則出現(xiàn)了不同的問題-濕度問題。較舊的系 統(tǒng)能夠?qū)⑺亓糁了鼈兊母稍锲髦小＿@些合成的潤滑劑(如聚乙二醇 基的或聚硅氧烷基的潤滑油)是親水性的。因此，它們不僅與R-22和 Rl34 a易混合;它們還部分或完全與水互溶。因此，如果將它們引入R-22 系統(tǒng)中，它們將把水推出干燥器而進(jìn)入到制冷劑料流中，開始腐蝕和 破壞壓力開關(guān)、TX閥和可能的其他系統(tǒng)組件。這就是為什么Elf Atochem和DuPont,僅舉幾例公布詳細(xì)的沖洗程序和高效率的干燥枳^ 變化出口以防止損害冷卻系統(tǒng)的原因。
Weber (美國專利號(hào)5942149 )還公開了另 一種由氯二氟曱烷、四 氟乙烷和萘潤滑油的混合物組成的R- 12替代品。
發(fā)明概述
本發(fā)明公開了一種替代制冷劑R-22的(氯二氟甲烷)作為制冷劑 使用的對(duì)環(huán)境無害的方法和設(shè)備。更特別地，本發(fā)明提供了一種至少 彼此互溶并與制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)相容的兩種制冷劑的混合物， 同時(shí)在通過空調(diào)設(shè)備或利用制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)作為制冷劑的 其它裝置所通常經(jīng)受的環(huán)境溫度的運(yùn)行范圍內(nèi)，具有與制冷劑R-22(氯 二氟甲烷)相似的溫度-壓力曲線。本發(fā)明還提供了一種潤滑劑，其 與本發(fā)明的對(duì)環(huán)境無害的制冷劑和制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)都相容， 使根據(jù)本發(fā)明的制冷劑混合物和制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)可以在制 冷系統(tǒng)中與該潤滑劑一起使用，而當(dāng)將需要潤滑的制冷裝置的部件遠(yuǎn) 離制冷劑時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害的作用。
更特別地，在此7〉開的制冷劑和方法涉及特定比例的五氟乙烷和 四氟乙烷的混合物，該比例提供在其中制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)是 有用的制冷劑環(huán)境溫度運(yùn)行條件的范圍內(nèi)接近于制冷劑R-22 (氯二氟 曱烷)的溫度-壓力關(guān)系。此處公開的五氟乙烷和/四氟乙烷制冷劑共 混物與合成油和礦物油是相容的。四氟乙烷可以是1,1,1,2-四氟乙烷或 1,1,2,2-四氟乙烷。在示例性實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的制冷劑包含約40重量％至45重量％四氟乙烷與約55%至約60 %的1,1,1,2-五氟乙烷 的比例，基于五氟乙烷和1,1,1,2-四氟乙烷的總重量。在另一個(gè)示例性 實(shí)施方式中，制冷劑包含約42重量％四氟乙烷至約58重量％1,1,1,2-五氟乙烷的比例。
此外，根據(jù)該發(fā)明的制冷劑還包括約0到約20重量％ (基于五 氟乙烷和1,1,1,2-四氟乙烷的總重量)的溶于氯二氟曱烷、五氟乙烷和 1,1,1,2-四氟乙烷的潤滑油。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，潤滑油存在的范圍 是制冷劑混合物重量的約0.5-約2%重量。
在示例性的實(shí)施方式中，潤滑油是萘基或石蠟基潤滑油。在另一 個(gè)示例性實(shí)施方式中，潤滑劑選自那些由Royal潤滑劑公司的下屬公司 Anderol公司，East Hanover, N丄,以ROYCO 2302商標(biāo)銷售的潤滑 劑。ROYCO 2302是具有下列組成的萘油潤滑劑
65-85 %的氫化處理的輕質(zhì)萘蒸餾，
10-20 %的溶劑精制的輕質(zhì)萘蒸餾石油，
<0.5%的丁基化的磷酸三苯基酯，和
<2%的4支少的添加劑。
在另 一示例性實(shí)施方式中，潤滑油可以是易溶于氯二氟乙烷和四 氟乙烷混合物中的合成潤滑油或混合油。合適的合成潤滑油是一種人 工制造的、合成的烷基芳族潤滑劑。合適的合成潤滑油包括烷基化的 苯潤滑劑。
潤滑劑既可以是合成烷基芳族潤滑劑，如單獨(dú)的烷基苯，也可以 是合成的烷基芳族潤滑劑和礦物油的混合物或是合成的烷基芳族潤滑 劑和多元醇酯(POE)的混合物。當(dāng)如此混合時(shí)，優(yōu)選但不是必需的，混 合物的4支少的部分是礦物油或POE。 4交少部分是指少于50%重量的共 混的制冷劑?？商娲兀V物油或多元醇酯(POE)可以被單獨(dú)使用。
當(dāng)試圖將根據(jù)本發(fā)明的制冷劑替代品用于替換已經(jīng)從裝置中放出 的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)時(shí)，本發(fā)明的制冷劑替代品也可以用于 完全再裝入被設(shè)計(jì)成用于具有制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)的裝置，因 為該制冷劑的溫度-壓力曲線接近于制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)的溫 度-壓力曲線。因此，當(dāng)制冷劑用作制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)的完 全替代品時(shí)，該潤滑劑與氯二氟甲烷相容不再是必要的，而只是應(yīng)當(dāng) 與1,1,1,2-四氟乙烷和五氟乙烷相容。進(jìn)一步，本發(fā)明的制冷劑替代品對(duì)于臭氧層的破壞比制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)小，并且在空調(diào)設(shè)備，特別是住宅型空調(diào)設(shè)備中是有 用的，并不局限于這些用途中。事實(shí)上，制冷劑可以在幾乎任何用途
中用作制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)的替代品或替換物，從而排除了使 用破壞臭氧層的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)。
在進(jìn)一步細(xì)節(jié)中，本發(fā)明提供了一個(gè)含有四氟乙烷和五氟乙烷與 萘油的混合物的筒，該萘油可以裝有與制冷劑的R-22 (氯二氟曱烷) 的再裝填歧管匹配的出口歧管。該再裝填歧管典型地用于再裝填具有 后 一種制冷劑的設(shè)備。制冷劑然后被允許從容器流過歧管并且進(jìn)入設(shè) 備以替代制冷劑R-22(氯二氟曱烷)制冷劑，該制冷劑R-22已經(jīng)從制冷 系統(tǒng)中丟失了 。
當(dāng)將本發(fā)明的制冷劑混合物的組分混合時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先將潤滑劑與 四氟乙烷混合，然后將該混合物與五氟乙烷以前面提及的比例混合。 否則，該產(chǎn)品不能適當(dāng)?shù)鼗旌稀?br> 在示例性形式中，潤滑劑的粘度為5至500厘沲，更優(yōu)選為5至 100厘沲，甚至更優(yōu)選為5至50厘沲，最優(yōu)選為5至10厘沲。具有5 至IO厘沲的潤滑劑是優(yōu)選的。
在示例性實(shí)施方式中，在制冷劑共混物中潤滑劑的重量百分比為 0-20%,優(yōu)選為0.5-2%,更優(yōu)選為1-2%,甚至更優(yōu)選為1.25-2% ,以 及最優(yōu)選為1.5-1.75%。在制冷劑共混物中潤滑劑的重量百分比，例如， 為1.75 ± 0.05%。合適的潤滑劑是嚴(yán)格氫化處理的萘/石蠟潤滑劑，如 上述提及的ROYCO 2302。其他合適的潤滑劑，包括來自Shrieve化 學(xué)公司，The Woodlands,得克薩斯的Su叩ar R2280 ( —石蠟基潤滑劑)， Lubnzol 403、 Sunthene 2001 (萘基潤滑劑)和L30或L35或來自 Nu-Calgon Wholesale, Inc., St. Louis, Missouri的Zerol，或來自Virginia KMP公司，Dallas, Texas的AB150 (烷基苯合成潤滑劑)。美孚1號(hào) 5-重量合成油(它是疏水性)也可作為潤滑劑，但它是較昂貴的。
為了使制冷系統(tǒng)的部件最好地發(fā)揮作用，制冷劑總重量的0.5-20 %應(yīng)當(dāng)是潤滑劑。當(dāng)將制冷劑共混物加入至制冷系統(tǒng)中時(shí)，如果由于 一些原因一個(gè)人要取出制冷劑R-22的話，他(她)應(yīng)當(dāng)將潤滑劑留在 該系統(tǒng)中。
本發(fā)明系統(tǒng)中的潤滑劑與五氟乙烷和四氟乙烷共混物以及與R-22
10制冷劑是易混合的。這將允許殘余的R - 22制冷劑和本發(fā)明的制冷劑 混合，而沒有釋放干燥器中殘留的大量的水分以及不發(fā)生隨后的對(duì)系
統(tǒng)的損害(如果使用在Thomas等和DuPont專利中公開的合成的潤滑 劑，其將發(fā)生)。而單獨(dú)的烷基苯被認(rèn)為不易與四氟乙烷(特別是Rl 34a ) 混合，它充分溶解在目前的四氟乙烷/氯二氟乙烷混合物中。這種溶解 性允"i午制冷劑共混物^^一氏品來潤滑該系統(tǒng)，防止了對(duì)壓縮才幾和系統(tǒng)組 成部件的損害。
在潤滑劑中可以包括各種任選的添加劑。可以包括腐蝕抑制劑(否 則可能在6個(gè)月內(nèi)發(fā)生腐蝕)。示例性的腐蝕抑制劑是用于無水系統(tǒng)的 腐蝕抑制劑(這樣的腐蝕抑制劑包括鈣或磷酸鹽)。該腐蝕抑制劑可結(jié) 合至潤滑劑上。此外，可以包括表面活性劑和/或發(fā)泡劑。
目前的制冷劑共混物被設(shè)計(jì)成用作在制冷系統(tǒng)中R-22的替代品。 它被設(shè)計(jì)成替代品，其中包括4艮少或沒有改進(jìn)的部件被用于使系統(tǒng)適 用于本發(fā)明的制冷劑。
目前的制冷劑共混物可一皮用作R-22制冷劑的替代品，典型地以最 小量而不翻新空調(diào)系統(tǒng)或沖洗出來。建議在將本發(fā)明制冷劑加入之前
獲得完全的真空。 附圖簡述
公開的許多方面可以參考下列的附圖得到更好的理解。


圖1顯示了本發(fā)明公開的各種共混物與R-22相比較的壓力-溫度曲線。
圖2比較了本發(fā)明公開的示范性的實(shí)施方式與R-22的溫度-焓曲線。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳述
本發(fā)明提供了一種非制冷劑22制冷劑的混合物，其對(duì)地球的臭氧 層破壞較少，并由美國環(huán)保機(jī)構(gòu)認(rèn)可在空調(diào)上使用的。本發(fā)明混合物 與制冷劑R-22(氯二氟曱烷)相容，并可用于替代現(xiàn)有的R-22基的制冷 系統(tǒng)中的制冷劑R-22(氯二氟甲烷)?？梢灶A(yù)料，本發(fā)明將逐步取代在 制冷劑R-22(氯二氟甲烷)基空氣冷卻系統(tǒng)中的制冷劑R-22(氯二氟曱 烷)，而不需要對(duì)用于非制冷劑22的制冷劑替代品的現(xiàn)有的制冷劑R-22(氯二氟曱烷)基系統(tǒng)進(jìn)行翻新。
具體來說，目前的制冷劑共混物包括在裝備有與現(xiàn)有的制冷劑
R-22(氯二氟曱烷)再裝載工具歧管匹配的出口的罐或缸中的壓力下提 供的五氟乙烷和四氟乙烷的混合物，其與相容的潤滑油一起包裝，使 該制冷劑和潤滑油的混合物可以^皮添加到現(xiàn)有的制冷劑R-22 (氯二氟 甲烷)基冷卻劑系統(tǒng)中。此外，該發(fā)明提供了使用新制冷劑系統(tǒng)的可 能性，其最初被設(shè)計(jì)用于"制冷劑R-22 (氯二氟曱烷)，通過供應(yīng)改 進(jìn)的EPA制冷劑使得不需要針對(duì)新裝置用途而進(jìn)行翻新。
在示例性的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種圓筒形罐如標(biāo)準(zhǔn)的25 磅或30磅的罐，該罐以前被用于包含"制冷劑R-22(氯二氟曱烷)"， 但是包含約42%重量的1，1，1,2-四氟乙烷和約58%重量的五氟乙烷。該 罐也在具有0.5%-2%重量的冷卻劑混合物的溶液中含有優(yōu)選的潤滑劑 ROYCO 2302。
現(xiàn)有制冷劑的R-22 (氯二氟甲烷)基的空調(diào)系統(tǒng)使用一定量的植 物或烴類礦物油以潤滑壓縮機(jī)。該油具有非常低的蒸氣壓，并且不溶 于純四氟乙烷，尤其是1,1,1,2-四氟乙烷。因此，在現(xiàn)有制冷劑R- 22 (氯二氟甲烷)基空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中加入四氟乙烷以替代制冷劑R-22(氯 二氟曱烷)導(dǎo)致壓縮機(jī)由于缺乏足夠的潤滑而損壞。本發(fā)明提供了與 本發(fā)明的四氟乙烷和五氟乙烷的混合物以及"制冷劑的R-22 (氯二氟 曱烷)"相容、并適于潤滑制冷劑壓縮機(jī)和其它空調(diào)組成部件的潤滑油。 另 一 方面，此處7>開的潤滑油易溶于四氟乙烷/五氟乙烷的混合物中。 該溶解性允許制冷劑共混物替代品潤滑空調(diào)系統(tǒng)，防止壓縮機(jī)和系統(tǒng) 組成部件的損壞。
實(shí)施例1
表1總結(jié)了在58/42 %重量的五氟乙烷和1,1,1,2 -四氟乙烷制冷劑 混合物中2%重量的ROYCO 2302油潤滑劑溶液的溶解度測試結(jié)果。 將ROYCO 2302油(由皇家潤滑劑公司的下屬ANDEROL⑧公司提供) 加入至清潔的Fisher- Porter壓力管中，并在壓力下引入58/42比例的五 氟乙烷/1 ， 1 ， 1 ，2-四氟乙烷的混合物以保持液體狀態(tài)。
表1
12滿滴管(Full Burette )
澄清未分離 澄清未分離 澄清未分離 澄清未分離 澄清未分離
2/3滿滴管 1/2滿滴管 1/3滿滴管
幾乎是空的滴管
注當(dāng)騰空滴管時(shí)，流體的顏色保持一樣。排出的氣體將油沉積在測 試板上。
將1,1,1,2 -四氟乙烷和五氟乙烷與萘油潤滑劑以設(shè)定的比例混合， 使得該混合物的溫度-壓力曲線在空調(diào)的正常運(yùn)行范圍內(nèi)與制冷劑 R-22(氯二氟曱烷)相似。表2總結(jié)了在正?？照{(diào)工作溫度以-60。F至 160。F范圍內(nèi)不同1,1,1,2 -四氟乙烷和五氟乙烷混合物的溫度-壓力曲 線測試結(jié)果。
對(duì)于表2，將不同重量百分比的1,1，1,2 -四氟乙烷和五氟乙烷與潤 滑劑混合以顯示不同發(fā)明組合的壓力溫度關(guān)系。
圖1分別顯示了 R-22和60/40、 55/45和58/42的五氟乙烷和四氟 乙烷共混物的壓力(液體)-溫度曲線。
圖2顯示了 60/40的五氟乙烷和四氟乙烷共混物與R-22比4交的溫 度-焓曲線。
本發(fā)明公開的四氟乙烷和五氟乙烷制冷劑的共混物顯示出下列特
性
露點(diǎn)在-32F 泡點(diǎn)在-41.5F 滑點(diǎn)在9.5 F
示例性的制冷劑共混物為約58 %重量的五氟乙烷和約42 %重量的 1,1,1,2-四氟乙烷。這是五氟乙烷與1,1,1,2-四氟乙烷的比例，本發(fā)明的 該混合物與潤滑劑顯示出在大多數(shù)運(yùn)行溫度下與"制冷劑R-22 (氯二 氟曱烷)"最大程度的相似性。
優(yōu)選實(shí)施方式的設(shè)備和方法包括在運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)中4吏用在前面討
實(shí)施例2-淪的范圍內(nèi)的1,1,1,2 -四氟乙烷和五氟乙烷的混合物與在前面討i侖的
約0.5% _約2%重量的潤滑油，其中冷卻油混合物替代了在制冷劑 R-22 (氯二氟乙烷)基制冷系統(tǒng)中的制冷劑R-22 (氯二氟乙烷)。
在優(yōu)選實(shí)施方式中的方法和設(shè)備詳細(xì)l是供了前面描述的在30磅缸 中五氟乙烷/1,1,1,2 -四氟乙烷混合物和潤滑油，其中缸凈皮壓力密封并 裝有一與現(xiàn)有制冷劑22 —型制冷歧管，典型地1/4英寸凸面擴(kuò)口匹配 的出口 。
此外，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)加入本發(fā)明的混合物時(shí)，在測試期間才企測的
系統(tǒng)運(yùn)4亍更平穩(wěn)，并且壓縮才幾顯示4:K氐的一展動(dòng)。理-論上i人為，潤滑油
易溶于制冷劑氣體，其能夠比現(xiàn)有的制冷劑R-22 (氯二氟甲烷)自身 使用的制冷劑更好地潤滑壓縮機(jī)和往復(fù)式部件。或許也注意到在某些 應(yīng)用中電力損耗減少了。
本發(fā)明的制冷劑也可以用作新的R-22空調(diào)系統(tǒng)，如在當(dāng)前無HFC 的設(shè)備中使用的系統(tǒng)的制冷劑替代品。
本發(fā)明公開的ROYCO 2302萘油潤滑劑的閃點(diǎn)超過150°F。純制 冷劑1,1,1,2-四氟乙烷與象礦物油或礦物海狗油(兩者都可以用作本發(fā) 明的潤滑劑)的萘潤滑劑是不易混合的。五氟乙烷與大多數(shù)萘潤滑劑 (包括礦物油)是易混合的。五氟乙烷的存在允許在本發(fā)明的制冷劑 共混物和系統(tǒng)中4吏用礦物油(形成了 一種透明的、部分易混的共混物)。 潤滑劑可以有利地被部分聚合成較長鏈分子，以允許其在非常低的百 分比水平下發(fā)揮作用。為了穩(wěn)定性和耐磨性，潤滑劑可以被氫化或聚 合。
磷酸鹽化的添加劑在有酸和鹽的存在下增加了耐蝕性能，并提高 了耐磨性。釣添加劑幫助潤滑劑抵制生銹和腐蝕作用；釣鹽降低了在 本發(fā)明的制冷劑系統(tǒng)中在有水和氯化氣體存在下所形成的鹽酸的腐蝕 作用。
前面提及的ROYCO⑧潤滑劑含有前面提及的腐蝕抑制劑，也可以 含有丙烯酸聚合物。據(jù)信，丙烯酸聚合物的功能是在苛刻的條件下增 加耐磨性。丙烯酸樹酯可以有助于形成膜，以及有助于潤滑劑涂層到 金屬上、軟化部件并停留在該處的能力。
本發(fā)明的潤滑劑與R-22、 R-22潤滑劑以及本發(fā)明的制冷劑氣體 的共混物是易混合的。應(yīng)當(dāng)明白可以對(duì)此處教導(dǎo)的本發(fā)明進(jìn)行變化和更改，并且那些是 在如上述教導(dǎo)和下面權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍內(nèi)和精神內(nèi)的。
表2
溫度(F)P (60-40)P (58-42)P(55-45)P (R-22)
-608.9828.818.5528.836
-5510,3610.169.8710.19
-50".911.68".3511.7
-4513.6213.3712.9913.39
-4015.5215.2414.8215.26
-3517.6317.3216.8417.34
-3019.9619.6119.0819.62
-2522.5222.1321.5422.14
-2025.3324.924.2524.91
-1528.4127.9327.2127.93
-1031.7631.2330.4431.23
-535.4234.8333.9634.82
039.3938.7437.7938.73
543.6942.9841.9442.96
1048.3447.5746.4347.54
1553.3652.5251.2752.48
2058.7657.8556.557.79
2564.5763.5862.1163.51
3070.869.7368.1469.65
3577.4876.3374.6176.22
4084.6283.3881.5283.26
4592.2590.988.9190.76
50敏498.9396.7998.76
55109107.5微2術(shù).3
60118.2116.6114.1116.3
65128126.2123.6125.9
70138.4136.5133.6136.1
75149.3147.3144.3146.9
80160.9158.8155.6158.3
85173.2170.9167.5170.4
90186.1183.7180.1183.1
95199.8197.2193.3196.5
100214.2211.4207.3210.6
105229.3226.4222.1225.5
110245.3242.2237.6241.1
115262258J253.9257.5
120279.6276.1271274.7
125298,1294.4289292.7
130317.5313.6307.8311.6
135337.8333.7327.6331.4
140359.1354.8348.3352.1
145381.4376.8370.1373.7
150404.8400392.8396.4
155429.3424.2416.7420
160454.9449.5441.6444.權(quán)利要求
1. 一種被設(shè)計(jì)成用于與氯二氟甲烷制冷劑一起使用的設(shè)備，其改進(jìn)包括用含有潤滑劑的混合制冷劑替代品來代替氯二氟甲烷，所述的制冷劑替代品包括約40％至約45％重量的四氟乙烷和約55％至約60％重量的五氟乙烷；所述的制冷劑替代品與占所述的制冷劑約0％至約20％重量的含有易溶于氯二氟甲烷、五氟乙烷和四氟乙烷的潤滑油包裝在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，所述潤滑油具有以下組分 65-88%的氫^i處理的輕質(zhì)萘蒸餾物，和10-20 %的溶劑精制的輕質(zhì)萘蒸餾石油。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在所述制冷劑替代品中，所述 四氟乙烷以約40%重量的比例存在，相比之下，所述五氟乙烷以約60 %重量的量存在。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在所述制冷劑替代品中，所述四 氟乙烷以約42%重量的比例存在，相比之下，所述五氟乙烷以約58% 重量的量存在。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在所述制冷劑替代品中，所述四 氟乙烷以約45%重量的比例存在，相比之下，所述五氟乙烷以約55% 重量的量存在。
6. —種用于再裝填被設(shè)計(jì)成用于與氯二氟曱烷制冷劑一起使用 的"i殳備的方法，該方法包4舌(1)在壓力下，在一個(gè)裝配有與設(shè)備的氯二氟曱烷加料歧管匹配 的出口的圓筒形罐中提供制冷劑替代品；以及(2 )經(jīng)由歧管將替代氯二氟甲烷的制冷劑替代品加入至設(shè)備中， 其中所述制冷劑替代品包括約40%至約45%重量的四氟乙烷；和 約55%至約60%重量的五氟乙烷；所述制冷劑替代品與占所述的制冷劑約0%至約20%重量的易溶 于氯二氟曱烷、五氟乙烷和四氟乙烷的潤滑油包裝在 一 起。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求6的方法，所述潤滑油具有以下組分 65-85 %氫化處理的輕質(zhì)萘蒸餾物，10-20%的溶劑精制的輕質(zhì)萘蒸餾石油。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所述的制冷劑替代品中，所述 四氟乙烷以約40%重量的比例存在，相比之下，所述的五氟乙烷以約 60%重量的量存在。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所述制冷劑替代品中，所述四 氟乙烷以約42%重量的比例存在，相比之下，所述的五氟乙烷以約58 %重量的量存在。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所述制冷劑替代品中，所述四 氟乙烷以約45%重量的比例存在，相比之下，所述的五氟乙烷以約55 %重量的量存在。
11. 一種制冷劑，包含 約40%至約45%重量的四氟乙烷；和約55 %至60%重量的五氟 乙烷，所述制冷劑替代品與占所述的制冷劑約0%至約20%重量的易 溶于氯二氟曱烷、五氟乙烷和四氟乙烷的潤滑油包裝在 一 起。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求11的制冷劑，所述潤滑油具有以下組分 65-85 %氫化處理的輕質(zhì)萘蒸餾物，和10-20%的溶劑精制的輕質(zhì)茶蒸餾石油。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的制冷劑，其中所述四氟乙烷以約40%重量 的比例存在，相比之下，所述五氟乙烷以約60%重量的量存在。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11的制冷劑，其中所述的四氟乙烷以約45%重 量的比例存在，所述五氟乙烷以約55%的量存在，與萘潤滑油一起。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11的制冷劑，其中所述四氟乙烷以約40%重量 的比例存在，相比之下，所述五氟乙烷以約60%的量存在，與萘潤滑 油一起。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1、 6和11中任一項(xiàng)的發(fā)明，其中所述四氟乙烷 是1,1,1,2-四氟乙烷。
17. #4居權(quán)利要求2、 7和12中任一項(xiàng)的發(fā)明，其中所述潤滑油還 包括丙烯酸聚合物或腐蝕抑制劑或兩者。
18. 4艮據(jù)^l利要求1、 6和11中任一項(xiàng)的發(fā)明，其中所述潤滑油選 自萘基潤滑劑、石蠟基潤滑劑及其混合物、合成烷基芳族潤滑劑、與 礦物油混合的合成烷基芳族潤滑劑、與多元醇酯混合的合成烷基芳族 潤滑劑、礦物油和多元醇酯。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1、 6和11中任一項(xiàng)的發(fā)明，其中所述合成烷基 芳族潤滑劑包括烷基苯。
20. (新的)根據(jù)權(quán)利要求1或6的發(fā)明，其中所述設(shè)備選自由制冷 裝置、空調(diào)裝置和HVAC裝置組成的組。
全文摘要
一種設(shè)備和方法，其中將主要在住宅制冷中的氯二氟甲烷基的空氣冷卻系統(tǒng)中的潛在破壞臭氧層的氯二氟甲烷(制冷劑R-22)用對(duì)環(huán)境較少破壞的制冷劑五氟乙烷和四氟乙烷的混合物替代。盡管制冷劑替代品比氯二氟甲烷對(duì)環(huán)境的破壞較少，但是其具有與氯二氟甲烷相似的溫度-壓力關(guān)系，使得制冷劑替代品適用于含有氯二氟甲烷基的空氣冷卻系統(tǒng)。在該情況下，它與較少百分比的潤滑油混合，該潤滑油與設(shè)備制冷劑和典型的R-22系統(tǒng)設(shè)計(jì)是匹配的。
文檔編號(hào)C09K5/04GK101473011SQ200680054434
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者K·龐德, S·小托馬斯 申請(qǐng)人:斯蒂弗科財(cái)產(chǎn)有限責(zé)任公司