[发明专利]低GWP的传热组合物

说明书

本申请是申请日为2011年11月11日的中国专利申请201180064755.2“低GWP的传热组合物”的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请涉及和要求2010年11月12日提交的美国临时申请61/038,327号的优先权，其内容经此引用并入本文。

技术领域

本发明涉及特别可用于制冷用途的组合物、方法和系统，在特别方面中涉及特别可用在此前通常使用制冷剂HFC-404A用于加热和冷却用途的系统中的制冷剂组合物。

背景技术

使用制冷剂液体的机械制冷系统和相关传热装置，如热泵和空调机在业内公知用于工业、商业和家庭用途。基于碳氟化合物的流体已广泛用于许多住宅、商业和工业用途，包括作为如空调、热泵和制冷系统之类的系统中的工作流体。由于与迄今用于这些用途的一些组合物的使用相关的某些可疑的环境问题，包括相对较高的全球变暖潜势，越来越希望使用具有低或甚至零臭氧消耗潜势的流体，如氢氟烃（“HFCs”）。此外，许多政府已签署了京都议定书以保护全球环境，其中提出降低CO₂排放（全球变暖）。因此，需要用于替代某些高全球变暖HFCs的低可燃或不可燃的无毒替代品。

一种重要类型的制冷系统被称作“低温制冷系统”。这种系统对食品制造、配送和零售工业特别重要，因为它们在确保消费者拿到的食物新鲜并适合食用方面起到至关重要的作用。在这样的低温制冷系统中，常用的制冷剂液体是HFC-404A（HFC-125:HFC-143a:HFC-134a以大约44:52:4重量比的组合在业内被称作R-404A）。R-404A具有3922的估算全球变暖潜势（GWP），这被认为比期望和/或要求的值高。

因此越来越需要作为此前用在这些和其它用途中的组合物的有吸引力的替代品的新型碳氟化合物和氢氟烃化合物和组合物。例如，已希望通过将含氯制冷剂换成不消耗臭氧层的非含氯制冷剂化合物，如氢氟烃（HFC's）来改造含氯制冷系统。笼统而言工业，具体而言传热工业不断寻找能替代CFCs和HCFCs并被视为它们的更环保代用品的新型碳氟化合物基混合物。但是，至少就传热流体而言，通常被认为重要的是，任何可能的代用品还必须具有许多最广泛使用的流体中存在的那些性质，例如优异的传热性质、化学稳定性、低毒性或无毒性、低可燃性和/或润滑剂相容性等。

就使用效率而言，重要的是指出，制冷剂热力学性能或能量效率的损失可能通过由电能需求增加造成的化石燃料用量增加而具有二次环境影响。

此外，CFC和/或HFC制冷剂代用品在不对目前使用CFC和/或HFC制冷剂的常规蒸气压缩技术作出重大工程改变的情况下有效工作通常被认为是合意的。

可燃性是许多用途中的另一重要性质。也就是说，在许多用途中，特别包括在传热用途中，使用不可燃或只有轻度可燃性的组合物被认为是重要或必要的。因此，在这种组合物中使用轻度可燃或甚至可燃性低于轻度可燃的化合物通常有益。本文所用的术语“轻度可燃”是指根据经此引用并入本文的ASHRAE标准34（2010年）归类为2L的化合物或组合物。可惜，在其它方面适用在制冷剂组合物中的许多HFC's可燃并被ASHRAE归类为2和3。例如，氟代烷二氟乙烷（HFC-152a）是可燃A2并因此不可以纯形式用于许多用途。

申请人因此已认识到需要在蒸气压缩加热和冷却系统和方法中，特别是在低温制冷剂系统包括设计成使用HFC-404A的系统中，非常有利的组合物，特别是传热组合物。

发明内容

申请人已经发现，根据本发明的一个方面通过包含或利用多组分混合物的组合物、方法、用途和系统可满足上述需要和其它需要，所述多组分混合物包含：(a) 0重量%至大约50重量%的HFC-32；(b) 大约50重量%至大约90重量%的选自不饱和的-CF3封端丙烯、不饱和的-CF3封端丁烯和这些的组合的化合物，和(c) 0重量%至大约25重量%的HFC-152a，条件是组分(a)和(c)的组合一起占该组合物的至少大约10重量%。除非文中另行指明，术语“重量%”是指以该组合物中组分(a)–(c)的总量计的重量百分比。