[发明专利]制冷剂

说明书

本发明涉及一种用于冷却装置的制冷剂和一种用于调节空气的测试室以及制冷剂用于调节测试室的测试空间中的空气的用途。所述冷却装置包括至少一个热交换器，所述制冷剂在所述至少一个热交换器中经历相变，所述制冷剂是由一定质量分数的二氧化碳、一定质量分数的五氟乙烷和一定质量分数的至少一种另一组分组成的制冷剂混合物，其中所述制冷剂混合物中二氧化碳的质量分数为20至74质量％，五氟乙烷的质量分数为8至65质量％，所述另一组分为氟代甲烷。

技术领域

本发明涉及一种用于冷却装置的制冷剂和一种用于调节空气的测试室以及制冷剂用于调节测试室的测试空间中的空气的用途。

背景技术

这种制冷剂通常在冷却装置的封闭冷却回路内循环，并经历一系列不同的物质状态变化。制冷剂应当具有这样的性质，即它们可以在预定温度差内用于冷却回路。单组分制冷剂和至少两种组分的制冷剂混合物是现有技术已知的。在优先权日以前，制冷剂根据德国工业标准DIN 8960第6节的最新版本分类。

按照法律规定，制冷剂不能显著地有助于大气中臭氧的消耗或全球变暖。这意味着基本上没有氟化或氯化物质应被用作制冷剂，这就是为什么天然制冷剂或气体是可选的原因。此外，制冷剂应当是不易燃的，以便不会由于必须遵守的任何安全规定而使冷却回路的填充、运输和操作复杂化。而且，由于在这种情况下所需的构造措施，如果使用易燃制冷剂，则冷却回路的生产变得更加昂贵。易燃性是指制冷剂通过释放热量与环境氧反应的性质。制冷剂是易燃的，特别是如果它在优先权日以前被分类在欧洲标准EN2的火灾等级C和DIN 378等级A2、A2L和A3的最新版本中，更是如此。

此外，制冷剂应当具有相对低的CO₂当量；即，相对全球变暖潜势(GWP)应当尽可能低，以便在制冷剂被释放的情况下避免对环境的间接损害。GWP指示限定质量的温室气体对全球变暖有多少贡献，二氧化碳作为参考值。所述值描述了在特定时间段内的平均加温效果，出于可比性的目的在此设定了100年。关于相对CO₂当量或GWP的定义，在优先权日以前可参考政府间气候变化小组(IPCC)，评估报告，附录8.A，表8.A.1的最新版本。

具有低GWP(例如2500)的制冷剂具有以下缺点：与具有相对较高GWP的制冷剂相比，这些制冷剂倾向于在与冷却回路相关的温度范围内具有显著较低的冷容量。使用具有相对高的二氧化碳质量分数的制冷剂混合物可以实现更低的GWP；然而，由于混合的不同物质，这些制冷剂混合物可能具有共沸性质，这在许多冷却回路中是不希望的。

在共沸制冷剂混合物中，在称为温度滑移的温度范围内发生相变。温度滑移是指在恒压下沸腾温度和露点温度之间的差。然而，共沸制冷剂混合物通常含有高质量分数的不易燃组分，其特征在于相对高的GWP。初看之下，二氧化碳似乎是制冷剂混合物的合适组分，因为它是不易燃的并且具有低GWP。然而，在二氧化碳与另一组分的混合物中，必要的是，如果另一组分易燃，二氧化碳的质量分数必须相对较大。然而，这是不利的，因为二氧化碳具有-56.6℃的凝固温度或凝固点，这几乎不允许在高二氧化碳浓度下实现高达-60℃的温度。

而且，制冷剂的使用应该尽可能简单，即不需要冷却装置的大量技术改造。特别地，对于具有大于3K的温度滑移的制冷剂，所讨论的冷却回路的膨胀元件和热交换器或蒸发器必须被调节到制冷剂的蒸发温度，并且必须提供相应的控制。此外，必须区分设计用于冷却装置(即，在热交换器或蒸发器处的温度在较长时间内基本恒定的冷却装置)的静态操作的制冷剂和设计用于动态冷却装置(其在热交换器处表现出相对快速的温度变化)的制冷剂。这种类型的动态冷却装置集成在例如测试室中，这意味着所使用的制冷剂必须在大的温度范围内使用。