用于有效加熱和/或冷卻并具有低氣候變化影響的系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于有效加熱和/或冷卻并具有低氣候變化影響的系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用 本申請要求2013年3月15日提交的美國臨時申請序列號61/799, 598的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi) 容通過引用W其全部內(nèi)容并入本文。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及（至少部分地）傳熱組合物，特別是可適合作為現(xiàn)有制冷劑HFC-134a 的替代的傳熱和/或制冷劑組合物。
[000引發(fā)明背景 使用制冷劑液體的機械制冷系統(tǒng)W及相關(guān)的傳熱裝置（例如熱累和空調(diào)）用于工業(yè)、 商業(yè)和家庭用途是本領(lǐng)域眾所周知的?；跉馓蓟衔锏牧黧w已經(jīng)廣泛使用在許多住宅、 商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中，包括作為在諸如空調(diào)、熱累和制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)中的工作流體，所述制冷 系統(tǒng)包括商業(yè)制冷、冷卻器和例如用于家用冰箱和冰柜和汽車空調(diào)中的相對小的系統(tǒng)。因 為與使用一些此前已經(jīng)在運些應(yīng)用中使用的組合物相關(guān)聯(lián)的某些疑似的環(huán)境問題，包括相 對高的全球變暖潛勢，越來越希望使用具有低或者甚至零臭氧消耗潛勢的流體，如氨氣控 ("HFC")。例如，許多政府已經(jīng)簽署了京都議定書（KyotoProtocol),W保護全球環(huán)境，并 提出了C02排放（全球變暖）的減少。因此，存在對代替某些具有高全球變暖的HFC的低 可燃或不可燃的、無毒的替代品的需要。
[0004] 因而存在日益增加的對是此前在運些和其他應(yīng)用中使用的組合物的有吸引力的 替代品的新的氣碳化合物和氨氣控化合物和組合物的需求。例如，越來越希望通過用不會 消耗臭氧層的不含氯的制冷劑化合物（例如氨氣控（HFC))代替含氯制冷劑來改造含氯制 冷系統(tǒng)?；\統(tǒng)而言的工業(yè)W及特別是傳熱工業(yè)正在不斷尋求提供對CFCs和HCFCs的替代 品并且被認為是環(huán)境安全的取代品的新的基于碳氣化合物的混合物。然而，通常被認為重 要的是（至少對于傳熱流體而言），任何潛在的取代品還必須具備存在于許多最廣泛使用 的流體中的那些性質(zhì)，例如優(yōu)異的傳熱性質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性、低或無毒性、不可燃性和/或潤 滑劑相容性等等。
[0005]關(guān)于利用效率，重要的是注意制冷劑熱力學(xué)性能或能量效率中的損失可W具有經(jīng) 由因?qū)﹄娔艿男枨笤黾佣黾拥膶剂系氖褂盟a(chǎn)生的二次環(huán)境影響。
[0006] 此外，CFC制冷劑取代品在沒有對目前使用CFC制冷劑的常規(guī)蒸氣壓縮技術(shù)作出 重大工程改變的情況下是有效的通常被認為是理想的。
[0007]可燃性對于許多應(yīng)用而言是另一個重要性質(zhì)。也就是說，在許多應(yīng)用中（特別包 括在傳熱應(yīng)用中）使用不可燃的組合物被認為是重要或必要的。因此，在此類組合物中使 用不可燃的化合物常常是有益的。如本文所用的術(shù)語"不可燃的"是指如按照ASHRAE標準 34-2007 (包括ANSI/AS皿I附錄，其通過引用并入本文)被確定為在1類中的化合物或組合 物。不幸的是，可能合意地用于制冷劑組合物中的許多HFC不是不可燃的和/或非1類的。 例如，氣代燒控二氣乙燒（HFC-152a)和氣代締控1，1，1-S氣丙締（HF0-1243zf的）各自 是可燃的，并因此對于許多應(yīng)用中的用途是不可行的。
[0008] 因而申請人已開始意識到需要組合物、系統(tǒng)和方法W及特別是傳熱組合物，其為 高度有利的各種加熱和冷卻系統(tǒng)及方法，特別是制冷劑，W及此前已經(jīng)使用或設(shè)計成使用 HFC-134a的類型的熱累系統(tǒng)。
[0009] 概述 本申請人已發(fā)現(xiàn)上面提到的需要及其他需要可通過本發(fā)明的組合物、方法和系統(tǒng)來 滿足。在某些方面，本發(fā)明設(shè)及傳熱組合物，其包含：（a)按重量計大于約0%至約15%的 HF0-1233zd;化）按重量計約65%至小于約100%的HF0-1234ze、或HF0-1234W、或其組合； 及（C)按重量計大于約0%至約20%的HFC-125,其中所述重量百分比基于組分（a) - (C)在 所述組合物中的總量。
[0010] 在某些優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物包含（a)按重量計大于約0%至約10%的 HF0-1233zd;化）按重量計約75%至小于約100%的HF0-1234ze、或HF0-1234W、或其組合； 及（C)按重量計大于約0%至約15%的HFC-125,其中所述重量百分比基于組分（a)-(c)在 所述組合物中的總量。在進一步優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物包含（a)按重量計大于約0% 至約5%的HF0-1233zd;化）按重量計約85%至小于約100%的HF0-1234ze、或HF0-1234W、 或其組合；及（C)按重量計大于約0%至約10%的HFC-125,其中所述重量百分比基于組分 (a)-(c)在所述組合物中的總量。在還進一步優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物包含（a)按重 量計大于約0%至約5%的HF0-1233zd;化）按重量計約90%至小于約100%的HF0-1234ze、 或HF0-1234yf、或其組合；及（C)按重量計大于約0%至約5%的HFC-125,其中所述重量百 分比基于組分（a)-(c)在所述組合物中的總量。在還進一步優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物 包含（a)按重量計大于約0%至約3. 5%的HF0-1233zd;化）按重量計約92%至小于約100% 的HF0-1234ze、或HF0-1234W、或其組合；和（C)按重量計大于約0%至約4. 5%的HFC-125， 其中所述重量百分比基于組分（a)-(c)在所述組合物中的總量。
[0011] 在某些實施方案中，所述組分化）包含、基本上由、或由HF0-1234ze組成，并且在 某些實施方案中，所述組分化）包含、基本上由、或由反式-HF0-1234ze組成。
[0012] 在進一步的實施方案中，組分化）包含、基本上由、或由HF0-1234yf組成。
[0013] 申請人還發(fā)現(xiàn)上面提到的需要及其他需要可通過本發(fā)明的組合物、方法和系統(tǒng) 來滿足，其中，在某些方面，所述傳熱組合物包含：（a)按重量計約80%至小于約100%的 HF0-1234ze、或HF0-1234yf、或其組合的；和化）按重量計大于約0%至約20%的HFC-125， 其中所述重量百分比基于組分（a)-(b)在所述組合物中的總量。在某些優(yōu)選的方面，所述 傳熱組合物包含（a)按重量計約85%至小于約100%的HF0-1234ze、或HF0-1234yf、或其組 合；和化）按重量計大于約0%至約15%的HFC-125,其中所述重量百分比基于組分（a)-化） 在所述組合物中的總量。在進一步優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物包含（a)按重量計約90% 至小于約100%的HF0-1234ze、或HF0-1234yf、或其組合；和化）按重量計大于約0%至約 10%的HFC-125,其中所述重量百分比基于組分（a)-(b)在所述組合物中的總量。在還進一 步優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物包含（a)按重量計約95%至小于約100%的HF0-1234ze、或 HF0-1234yf、或其組合；和化）按重量計大于約0%至約5%的HFC-125,其中所述重量百分 比基于組分（a)-(b)在所述組合物中的總量。在還進一步優(yōu)選的方面，所述傳熱組合物包 含（a)按重量計約95. 5%至小于約100%的HF0-1234ze、或HF0-1234yf、或其組合；和化） 按重量計大于約0%至約4. 5%的HFC-125,其中所述重量百分比基于組分（a)-(b)在所述組 合物中的總量。
[0014] 在某些實施方案中，所述組分（a)包含、基本上由、或由HF0-1234ze組成，并且在 某些實施方案中，所述組分（a)包含、基本上由、或由反式-HF0-1234ze組成。
[0015] 在進一步的實施方案中，所述組分（a)包含、基本上由、或由HF0-1234yf組成。
[0016] 申請人已意外地發(fā)現(xiàn)組分在本發(fā)明組合物中的組合，特別是在本文中指明的優(yōu) 選范圍內(nèi)，能夠同時實現(xiàn)不可能通過所述組分中的任何一種單獨實現(xiàn)的重要的且難W達 到的制冷劑的性能性質(zhì)的組合。例如，本發(fā)明的優(yōu)選組合物在可燃性方面是1類并同時 具有合意地低的GWP。它們還顯示出與HFC-134a(本文中也稱為"R-134a")相同、類 似、或在HFC-134a的商業(yè)上可容忍的偏差內(nèi)的容積制冷量（volumetricrefrigeration capacity),優(yōu)選如按照美國國家標準"ElnergyPerformanceandCapacityofHousehold Refrigerators,Refrigerator-FreezersandRreezers(ANSI/AHAMHRF-1-2007)測量 的，通過引用將其并入本文。
[0017] 本發(fā)明還設(shè)及利用本發(fā)明的組合物的方法和系統(tǒng)，包括用于傳熱和用于改裝現(xiàn)有 傳熱系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的某些優(yōu)選的方法方面設(shè)及在現(xiàn)有制冷系統(tǒng)中提供冷卻的 方法。本發(fā)明的其他方法方面提供了改造設(shè)計成含有或含有R-134a制冷劑的現(xiàn)有系統(tǒng)的 方法，所述方法包括將本發(fā)明的組合物引入該系統(tǒng)中，而不對現(xiàn)有制冷系統(tǒng)作出實質(zhì)性工 程修改。在某些非限制性方面，所述制冷系統(tǒng)可W包括選自小型制冷系統(tǒng)、低溫和中溫制冷 系統(tǒng)、固定空調(diào)機、汽車空調(diào)機、家用冰箱/冰柜、冷卻器（chiller)、熱累、自動販賣機、熱 累熱水器、除濕機（dehumidifier)的單元。
[0018] 術(shù)語"HF0-1234"在本文中用來指所有的四氣丙締。其中所述四氣丙締包括 1，1，1，2-四氣丙締（HF0-1234yf)W及順式和反式1，1，1，3-四氣丙締（HF0-1234ze)兩者。 術(shù)語HF0-1234ze在本文中通常用于指1，1，1，3-四氣丙締，無論其是順式或反式形式。術(shù) 語"順式HF0-1234ze的"和"反式HF0-1234ze"在本文中用于分別描述1，1，1，3-四氣丙 締的順式和反式形式。因此術(shù)語"HF0-1234ze"包括在其范圍內(nèi)的順式HF0-1234ze、反式 HF0-1234ze、W及運些的所有組合和混合物。
[0019] 術(shù)語HFC0-1233zd在本文中通常用于指1，1，1-S氣-3-氯丙締，無論其是順式 或反式形式。術(shù)語"順式HFC0-1233zd"和"反式HFC0-1233zd"在本文中用于分別描述 1，1，1-S氣-3-氯丙締的順式和反式形式。因此術(shù)語"HFC0-1233zd"包括在其范圍內(nèi)的順 式HFC0-1233zd、反式HFC0-123