Фторированные композиции и системы, применяющие такие композиции

Фторированные композиции и системы, применяющие такие композиции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к композициям, состоящим из дифторметана, пентафторэтана и 1,1,1,2-тетрафторэтана со смесями н-бутана и изопентана.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Фторированные углеводороды имеют много применений, одним из которых является применение в качестве теплопередающих композиций, используемых в кондиционерах воздуха, тепловых насосах, охладителях для воды и в холодильниках.

Полностью и частично галогензамещенные хлорфторуглероды (например, широко применяемый хлордифторметан R22) влекут за собой различные реакции, связанные с разрушением озонового слоя. В связи с этим их производство и использование подлежат ограничению.

Соответственно, существует необходимость в таких композициях для передачи тепла, которые имеют нулевой озоноразрушающий потенциал, в то же время обеспечивая эффективную работу систем охлаждения, кондиционирования воздуха, охладителей для воды и тепловых насосов, разработанных для использования R22.

Кроме того, необходимы композиции, которые, кроме характеристик, связанных с теплопередачей и влиянием на окружающую среду, требующихся для любой теплопередающей композиции, также имеют удовлетворительную совместимость с традиционными смазочными материалами для компрессоров, например, с минеральными маслами (такими, как Sunoco's Suniso 3GS, разработанное в числе других видов масла для смазки компрессоров) и с алкилбензолами, которые широко используются в качестве смазочных материалов для систем охлаждения, работающих на хлорфторуглероде (ХФУ) и/или гидрохлорфторуглероде (ГХФУ).

Однако тот факт, что эти смазочные материалы не растворяются в хладагентах на основе гидрофторуглерода (ГФУ) (которые не разрушают озоновый слой и могли бы заменить существующие хладагенты), препятствует использованию ГФУ и приводит к необходимости разработки альтернативных видов смазочных материалов для теплопередающих композиций ГФУ. Эти альтернативные смазочные материалы главным образом основаны на полиалкилен гликолях (ПАГ) и полиэстерах (ПЭ). Являясь приемлемыми смазочными материалам для теплопередающих композиций на основе ГФУ, многие ПАГ и ПЭ обладают крайне высокой гигроскопичностью и могут абсорбировать несколько тысяч частиц на миллион (частиц на миллион) воды, если к ним имеется доступ влажного воздуха. Эта поглощенная влага приводит к возникновению проблем в оборудовании, например к образованию кислот, результатом чего является коррозия компонентов и образование устойчивых шламов.

В отличие от смазочных материалов на основе ПЭ и ПАГ, минеральные масла и алкилбензолы обладают значительно меньшей гигроскопичностью и могут растворять в себе менее 100 частиц на миллион воды. Поэтому существует необходимость создания таких композиций ГФУ, которые могут использовать минеральные масла и алкилбензоловые смазочные материалы.

Более того, в некоторых видах оборудования может происходить потеря теплопередающей композиции в процессе работы вследствие утечек через уплотнения валов, соединения шлангов, паяные соединения и дефекты в линиях или же во время ремонта и обслуживания оборудования, результатом чего является выход теплопередающей композиции в атмосферу. Если такая теплопередающая композиция в оборудовании не является чистым компонентом, азеотропной композицией или композицией азеотропного типа, то в случае утечки или выпускания в атмосферу в такой теплопередающей композиции могут происходить изменения. Эти изменения в композиции могут привести к тому, что такая теплопередающая композиция может стать воспламеняющейся или будет иметь сниженную охлаждающую способность. Требуется также получить композицию, которая бы, обладая описанными выше желаемыми свойствами, удовлетворяла бы следующим требованиям: была способна служить заменителем хладагента R22 с минимальными изменениями в оборудовании; вела бы себя не хуже, чем композиция азеотропного типа; обладала бы приемлемым потенциалом с точки зрения глобального потепления; имела достаточно низкую токсичность; обладала бы удовлетворительной совместимостью с минеральным маслом; имела бы хорошие показатели по возврату масла в процессе работы; обладала бы приемлемой энергетической эффективностью, в то же время поддерживая сравнимую охлаждающую способность по отношению к R22.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведены композиции, составленные из следующих компонентов, весовые доли которых выражены в процентах, причем в сумме (включая любые добавки) они дают 100 мас.%.

7,0-9,0 мас.% R32 [дифторметан, CH₂F_2, нормальное значение точки кипения равно -51,7°C];

39,0-50,0 мас.% R125 [пентафторэтан, CF₃CHF₂, нормальное значение точки кипения равно -48,5°C];

39,0-50,0 мас.% R134a [1, 1, 1, 2 тетрафторэтан, CF₃CHF_2, нормальное значение точки кипения равно -26,1°C];

1,9-2,5 мас.% углеводорода, который в основном состоят из

1,5-1,8 мас.% R600 [н-бутан, CH₃CH₂CH₂CH₃, нормальное значение точки кипения равно -0,5°C], и

0,4-0,7 мас.% R601a [изопентан, ((CH₃)₂CHCH₂CH₃, нормальное значение точки кипения равно +27,8°C] или R601 [н-пентан (CH₃CH₂CH₂ CH₂CH₃, нормальное значение точки кипения равно +36°C)]. Расчетное значение потенциала глобального потепления (ПГП) этих композиций составляет от примерно 1800 до примерно 2000.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения композиции составлены из компонентов со следующими значениями массовых долей:

7,0-9,0 мас.% R32 ;

42,0-49,0 мас.% R125;

42,0-49,0 мас.% R134a;

1,9-2,5 мас.% углеводорода, который в основном состоит из 1,5-1,8 мас.% R600 и 0,4-0,7 мас.% R601a или 0,4-0,7 мас.% R601.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения композиции составлены из компонентов со следующими значениями массовых долей:

7,0-9,0 мас.% R32 ;

43,5-47,5 мас.% R125;

42,7-45,7 мас.% R134a;

1,9-2,5 мас.% углеводорода, который в основном состоит из 1,5-1,8 мас.% R600 и 0,4-0,7 мас.% R601a или 0,4-0,7 мас.% R601.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения композиции составлены из компонентов со следующими значениями массовых долей:

7,0-9,0 мас.% R32;

43,5-47,5 мас.% R125;

42,7-45,7 мас.% R134a;

2,1- 2,5 мас.% углеводорода, который в основном состоит из 1,5-1,8 мас.% R600 и 0,4-0,7 мас.% R601a или 0,4-0,7 мас.% R601.

Кроме того, представленные выше композиции могут применяться в охладителях с затопленным испарителем, где композиция в жидком виде находится в испарителе, а парообразная фаза циркулирует внутри охладителя, в этом случае композиция имеет следующий состав:

10.0-17.0 мас.% R32 ;

54,0-61,0 мас.% R125;

23,0-30,0 мас.% R134a;

2,3-3,1 мас.% углеводорода, который в основном состоит из 2,0-2,5 мас.% R600 и 0,3-0,6 мас.% R601a или 0,3-0,6 мас.% R601.

Расчетное значение потенциала глобального потепления (ПГП) у этих композиций составляет от примерно 1900 до примерно 2100.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эти композиции используются в качестве теплопередающей среды в системах передачи тепла. В некоторых вариантах осуществления представленные здесь новые композиции особенно полезны в системах, применяющих инжекционное охлаждение.

Далее представлены холодильники, морозильные камеры, кондиционеры воздуха, охладители для воды и тепловые насосы, использующие вышеупомянутые композиции в качестве, по меньшей мере, одной из композиций, использующихся в данном оборудовании.

Кроме того, представлены холодильники, морозильные камеры, кондиционеры воздуха, охладители для воды и тепловые насосы, в настоящий момент имеющие датчик (чувствительный элемент) с текучей средой (жидкостью или газом), пригодной для использования в этом датчике в том случае, если в контуре конденсатор-испаритель применяется R22, а одна из описанных выше композиций используется в качестве циркулирующей теплопередающей композиции в контуре системы конденсатор-испаритель. В некоторых вариантах осуществления датчика агент (текучая среда), пригодный для применения в датчике в случае, когда в контуре конденсатор-испаритель используется R22, представляет собой такой агент или смесь агентов, который имеет давление такое же, как R22 или ниже. В некоторых вариантах осуществления датчика агент, пригодный для применения в датчике в случае, когда в контуре конденсатор-испаритель используется R22, представляет собой такой агент или смесь агентов, который имеет давление такое же, как R22 или выше. В некоторых вариантах осуществления, когда, по меньшей мере, в одном датчике находится агент или смесь агентов, выбранная для работы в случае использования R22 в контуре конденсатор-испаритель, этот агент или смесь агентов имеет наклон зависимости давление/температура, отличающийся от того, который имеет R22. В некоторых вариантах осуществления агентом в датчике, выбранном для работы в том случае, когда в контуре конденсатор-испаритель используется R22, является также R22. В некоторых вариантах осуществления в контуре конденсатор-испаритель используется одна из описанных выше композиций. В некоторых вариантах осуществления одна из описанных выше композиций используется в датчике, и одна из описанных выше композиций используется в контуре конденсатор-испаритель.

В настоящее время многие системы охлаждения и системы кондиционирования воздуха используют R22 как в датчике, соединяющемся с расширительным клапаном, так и в «контуре конденсатор-испаритель» таких систем охлаждения или систем кондиционирования воздуха. Термин «контур конденсатор-испаритель» представляет собой термин, используемый для описания той части системы теплопередачи, которая включает в себя все элементы и компоненты системы, через которые осуществляется циркуляция жидкости от расширительного клапана до испарителя и далее до конденсатора, со всеми каналами и другими элементами, находящимися в цепи прохождения жидкости между расширительным клапаном и конденсатором. Однако термин «контур конденсатор-испаритель» не включает в себя датчик.

К добавкам, которые могут в качестве опции добавляться в состав описанных выше композиций, относятся смазочные материалы, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, противовспенивающие присадки (например, Dow 200), растворители (например, Isopar H от компании Exxon), стабилизаторы, агенты для возврата масла (включая агенты для возврата полимерного масла), красители или другие соответствующие материалы. Кроме того, в состав композиций, таких как описаны выше, может входить по меньшей мере один смазочный материал, выбранный из группы в составе полиалкилен гликолей, эстеров полиола, поливинилэфиров, минеральных масел, алкилбензолов, синтетических парафинов, синтетических нафтенов и поли(альфа)олефинов.

К смазочным материалам для настоящего изобретения относятся те, которые пригодны для применения в холодильных агрегатах или системах кондиционирования воздуха. К этим смазочным материалам относятся традиционно применяемые в парокомпрессионных холодильных агрегатах, использующих хлорфторуглеродные хладагенты. Такие смазочные материалы и их свойства описаны в справочнике ASHRAE 1990 г. «Системы охлаждения и их применение» в главе 8, озаглавленной «Смазочные материалы для систем охлаждения», страницы от 8.1 до 8.21, упоминаемом здесь в качестве ссылки. К смазочным материалам для настоящего изобретения относятся широко известные в области смазочных материалов для компрессионного охлаждения материалы, общеизвестное название которых «минеральные масла». К минеральным маслам относятся парафины (т.е. насыщенные углеводороды с прямыми или разветвленными углеродными цепочками), нафтены (т.е. циклические парафины) и ароматические углеводороды (т.е. ненасыщенные циклические углеводороды, имеющие одно или большее количество колец, характеризующихся чередующимися двойными связями). Кроме того, к смазочным материалам для настоящего изобретения относятся материалы, известные в области смазочных материалов для компрессионного охлаждения под названием «синтетические масла». К синтетическим маслам относятся алкиларилы (т.е. линейные и разветвленные алкил алкилбензолы), синтетические парафины и нафтены, а также поли(альфаолефины). Типичными представителями общеизвестных смазочных материалов для настоящего изобретения являются представленные на рынке BVM 100 N (парафиновое минеральное масло от компании BVA Oils), Suniso® 3GS и Suniso® 5GS (нафтеновое минеральное масло, предлагаемое компанией Crompton Co.), Sontex® 372LT (нафтеновое минеральное масло, предлагаемое компанией Pennzoil), Calumet® RO-30 (нафтеновое минеральное масло, предлагаемое компанией Calumet Lubricants), Zerol® 75, Zerol® 150 и Zerol® 500 (линейные алкилбензолы, предлагаемые компанией Shrieve Chemicals) and HAB 22 (разветвленный алкилбензол, предлагаемый компанией Nippon Oil).

К смазочным материалам для настоящего изобретения также относятся те, которые были разработаны для использования с гидрофторуглеродными хладагентами и способны смешиваться с хладагентами, изготовленными согласно данному изобретению, в условиях работы компрессионных агрегатов охлаждения и кондиционирования воздуха. Такие смазочные материалы и их свойства рассмотрены в работе Р.Л.Шубкина «Синтетические смазочные материалы и высокоэффективные хладагенты» под редакцией Марсела Деккера, 1993 г. Не ограничивающий перечень таких смазочных материалов включает в себя эстеры полиола (ПЭ), например Castrol® 100 (Castrol, Объединенное королевство), полиалкиновые гликоли (ПАГ), например RL-488A от компании Dow (Dow Chemical, Мидленд, Мичиган), поливиниловые эфиры (ПВЭ) и поликарбонаты (ПК), например MA2320F от компании Mitsui.

Смазочные материалы для настоящего изобретения выбираются с учетом требований данного конкретного компрессора, а также требований защиты окружающей среды, в которой данный смазочный материал будет работать.

В некоторых вариантах осуществления в состав композиций могут быть также включены одна или несколько добавок (например, компатибилизаторы или ультрафиолетовые краски) в количестве, не превышающем 10 мас.% описанных выше композиций. В других вариантах осуществления количество этих одной или нескольких добавок, присутствующих в описанных выше композициях, не превышает значения 500 частиц на миллион. В других вариантах осуществления количество этих одной или нескольких добавок, присутствующих в описанных выше композициях, не превышает значения 250 частиц на миллион. В других вариантах осуществления количество этих одной или нескольких добавок, присутствующих в описанных выше композициях, не превышает значения 200 частиц на миллион.

В других вариантах осуществления весовая доля этих одной или нескольких добавок, присутствующих в описанных выше композициях, не превышает значения от 0,1 до 3 мас.%. В других вариантах осуществления весовая доля этих одной или нескольких добавок, присутствующих в описанных выше композициях, не превышает значения от 0,01 до 1,5 мас.%.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предлагается использовать пефторполиэфиры в качестве добавок, которые способны смешиваться с гидрофторуглеродными и углеводородными хладагентами и жидкостями/газами, осуществляющими передачу тепла. Общей характеристикой перфторполиэфиров является наличие составляющих в виде перфторалкил эфиров. Перфторполиэфир является синонимом перфторполиалкилэфира. К другим часто используемым терминам, являющимся их синонимами, относятся “ПФПЭ”, “ПФАЭ”, “масло ПФПЭ”, “жидкость ПФПЭ” и “ПФПАЭ”. Например, KRYTOX, предлагаемый компанией DuPont, представляет собой перфторполиэфир, формула которого CF₃-(CF₂)₂-O-[CF(CF₃)-CF₂-O]j'-R'f. В этой формуле j' принимает значения от 2 до 100 включительно, а R'f представляет собой CF₂CF₃, перфторалкильную группу от C3 до C6 или их комбинацию.

К другим примерам перфторполиэфиров, которые также могут быть использованы, относятся жидкости FOMBLIN и GALDEN, предлагаемые компанией Ausimont, Милан, Италия и изготовляемые путем фотоокисления перфторолефина. FOMBLIN-Y может иметь формулу CF₃O(CF₂CF(CF₃)-O-)_m'(CF₂-O-)_n'-R_1f. Также приемлемой является формула CF₃O[CF₂CF(CF₃)O]_m'(CF₂CF₂O)_o'(CF₂O)_n'-R_1f. В этих формулах R_1f представляет собой CF₃, C₂F₅, C₃F₇ или комбинацию из двух или большего количества таких групп; (m'+n') может иметь значение от 8 до 45 включительно, а m/n может иметь значения от 20 до 1000 включительно; o' равно 1; (m'+n'+o') может иметь значения от 8 до 45 включительно, а m'/n' может иметь значения от 20 до 1000.

FOMBLIN-Z может иметь формулу CF₃O(CF₂CF₂-O-)_p'(CF₂-O)_q'CF₃, где (p'+q') может иметь значения от 40 до 180 включительно, а p'/q'принимает значения от 0,5 до 2 включительно.

Также могут использоваться жидкости DEMNUM, представляющие собой другое семейство PFPE, предлагаемое компанией Daikin Industries, Япония. Они могут производиться путем последовательной олигомеризации и фторирования 2,2,3,3-тетрафтороксетана, результатом чего является формула F-[(CF₂)₃-O]_t'-R_2f, где R_2f представляет собой CF₃, C₂F₅ или их комбинацию, а t' принимает значения от 2 до 200 включительно.

Две конечные группы перфторполиэфира могут быть независимо сделаны функциональными или нефункциональными. В случае нефункционализированного перфторполиэфира конечная группа может представлять собой разветвленную или прямую цепочку конечных групп из перфторалкильных радикалов. Примеры таких перфторполиэфиров могут иметь формулу C_r'F_(2r'+1)-A-C_r'F_(2r'+1), в которой каждая из величин r' может независимо принимать значения от 3 до 6; A может представлять собой O-(CF(CF₃)CF₂-O)_w', O-(CF₂-O)_x'(CF₂CF₂-O)_y', O-(C₂F₄-O)_w', O-(C₂F₄-O)_x'(C₃F₆-O)_y', O-(CF(CF₃)CF₂-O)_x'(CF₂-O)_y', O-(CF₂CF₂CF₂-O)_w', O-(CF(CF₃)CF₂-O)_x'(CF₂CF₂-O)_y'-(CF₂-O)_z' или комбинацию из двух или большего количества этих вариантов, в оптимальном случае A представляет собой O-(CF(CF₃)CF₂-O)_w', O-(C₂F₄-O)_w', O-(C₂F₄-O)_x'(C₃F₆-O)_y', O-(CF₂CF₂CF₂-O)_w' или комбинацию из двух или большего числа этих вариантов, w' принимает значения от 4 до 100; x' и y' независимо друг от друга могут принимать значения от 1 до 100. Неограничивающий перечень конкретных примеров включает в себя F(CF(CF₃)-CF₂-O)₉-CF₂CF₃, F(CF(CF₃)-CF₂-O)₉-CF(CF₃)₂, а также их комбинации. В таких перфторполиэфирах до 30% галогенных атомов могут представлять собой атомы не фтора, а других галогенов, например, атомы хлора.

Две конечные группы перфторполиэфира, независимо друг от друга, также можно сделать функциональными. Типичную функционализированную конечную группу можно выбрать из следующего набора: эстеры, гидроксилы, амины, амиды, нитрилы, карбоксильные кислоты и сульфоновые кислоты.

К типичным представителям эстеровых конечных групп относятся

-COOCH₃, -COOCH₂CH₃, -CF₂COOCH₃, -CF₂COOCH₂CH₃, -CF₂CF₂COOCH₃,

-CF₂CF₂COOCH₂CH₃, -CF₂CH₂COOCH₃, -CF₂CF₂CH₂COOCH₃, -CF₂CH₂CH₂COOCH₃,

-CF₂CF₂CH₂CH₂COOCH₃.

К типичным представителям гидроксильных конечных групп относятся -CF₂OH,

-CF₂CF₂OH, -CF₂CH₂OH, -CF₂CF₂CH₂OH, -CF₂CH₂CH₂OH, -CF₂CF₂CH₂CH₂OH.

К типичным аминным представителям конечных групп относятся -CF₂NR¹R²,

-CF₂CF₂NR¹R², -CF₂CH₂NR¹R², -CF₂CF₂CH₂NR¹R², -CF₂CH₂CH₂NR¹R², -CF₂CF₂CH₂CH₂NR¹R², где R¹ и R² независимо могут иметь значения H, CH₃ или CH₂CH₃.

К типичным амидным представителям конечных групп относятся

-CF₂C(O)NR¹R², -CF₂CF₂C(O)NR¹R², -CF₂CH₂C(O)NR¹R², -CF₂CF₂CH₂C(O)NR¹R²,

-CF₂CH₂CH₂C(O)NR¹R², -CF₂CF₂CH₂CH₂C(O)NR¹R², где R¹ и R² независимо могут иметь значения H, CH₃ или CH₂CH₃.

К типичным нитриловым представителям конечных групп относятся -CF₂CN,

-CF₂CF₂CN, -CF₂CH₂CN, -CF₂CF₂CH₂CN, -CF₂CH₂CH₂CN, -CF₂CF₂CH₂CH₂CN.

К типичным представителям конечных групп в виде карбоксильных кислот относятся -CF₂COOH, -CF₂CF₂COOH, -CF₂CH₂COOH, -CF₂CF₂CH₂COOH,

-CF₂CH₂CH₂COOH, -CF₂CF₂CH₂CH₂COOH.

К типичным представителям конечных групп в виде сульфоновых кислот относятся -S(O)(O)OR³, -S(O)(O)R⁴, -CF₂O S(O)(O)OR³, -CF₂CF₂O S(O)(O)OR³, -CF₂CH₂O S(O)(O)OR³, -CF₂CF₂CH₂O S(O)(O)OR³, -CF₂CH₂CH₂O S(O)(O)OR³, -CF₂CF₂CH₂CH₂O S(O)(O)OR³, -CF₂ S(O)(O)OR³, -CF₂CF₂ S(O)(O)OR³, -CF₂CH₂ S(O)(O)OR³, -CF₂CF₂CH₂ S(O)(O)OR³, -CF₂CH₂CH₂ S(O)(O)OR³, -CF₂CF₂CH₂CH₂ S(O)(O)OR³, -CF₂O S(O)(O)R⁴, -CF₂CF₂O S(O)(O)R⁴, -CF₂CH₂O S(O)(O)R⁴, -CF₂CF₂CH₂O S(O)(O)R⁴,

-CF₂CH₂CH₂O S(O)(O)R⁴, -CF₂CF₂CH₂CH₂O S(O)(O)R⁴, где R³ представляет собой H, CH₃, CH₂CH₃, CH₂CF₃, CF₃ или CF₂CF₃, R⁴ представляет собой CH₃, CH₂CH₃, CH₂CF₃, CF₃ или CF₂CF₃.

Комбинация из хладагента и перфторполиэфирной добавки согласно данному изобретению улучшает процесс работы систем охлаждения, систем кондиционирования воздуха и систем передачи тепла в одном или нескольких аспектах. В одном аспекте она позволяет осуществлять адекватный возврат масла к компрессору, в результате чего уровни масла поддерживаются на должном рабочем значении за счет предотвращения скапливания масла в змеевиках теплообменника. В другом аспекте комбинация хладагент-перфторполиэфир может также улучшать выполнение процесса смазки минеральным маслом или синтетическими маслами. Еще в одном аспекте комбинация хладагент-перфторполиэфир также улучшает эффективность теплопередачи, тем самым повышая коэффициент полезного действия. Также была продемонстрирована способность комбинации хладагент-перфторполиэфир снижать трение и уменьшать износ в граничной смазке, результатом чего должно стать увеличение срока службы компрессора. Перечень преимуществ от настоящего изобретения не ограничивается приведенным выше перечислением

Выражение «эффективное количество перфторполиэфира» в этом описании означает такое количество добавки перфторполиэфира, которое обеспечивает удовлетворительный возврат масла к компрессору для поддержания или улучшения эффективности процесса смазки или повышения энергетической эффективности, или же для того и другого, причем специалист в данной области техники может корректировать вышеупомянутое количество перфторполиэфира до значения, соответствующего конкретной системе охлаждения/теплопередачи (змеевик, компрессор и т.п.) и виду используемого хладагента.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения масса перфторполиэфира составляет менее 40 мас.% хладагента или теплопередающего агента. В другом варианте осуществления настоящего изобретения масса перфторполиэфира составляет значение, не превышающее 20-30 мас.% хладагента или теплопередающего агента. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения масса перфторполиэфира составляет менее 10 мас.% хладагента или теплопередающего агента. В другом варианте осуществления настоящего изобретения масса перфторполиэфира составляет значение, не превышающее 1-2 мас.% хладагента или теплопередающего агента. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения масса перфторполиэфира составляет значение, находящееся в диапазоне 0,01-1,0 мас.% хладагента или теплопередающего агента. И еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения масса перфторполиэфира составляет значение, находящееся в диапазоне 0,03-0,80 мас.% хладагента или теплопередающего агента.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления могут добавляться агенты для возврата полимерного масла, такие как Zonyl®PHS (предлагаемые компанией E.I. du Pont de Nemours and Company), которые делают растворимыми или дисперсными минеральные масла или синтетические смазочные материалы.

Описанные здесь композиции могут быть полезными в качестве хладагентов и, в особенности, как альтернатива R22. Кроме того, они могут быть полезными в качестве агентов для расширения пены (например, для полиолефинов и для полиуретановой пены), в качестве растворителей, чистящих агентов, аэрозольных носителей, теплопередающей среды, парообразных диэлектриков, в качестве рабочего вещества энергетических циклов, в качестве среды для полимеризации, в качестве композиций для удаления частиц, как вещества-носители, как полирующие абразивные вещества и как агенты для сушки вытеснением.

В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения рассматриваются как композиции азеотропного типа, имеющие в основном постоянную точку кипения. Выражение «азеотропная температура» означает температуру, при которой жидкая и парообразная фазы смеси составляют одинаковые молярные доли каждого компонента в состоянии равновесия при заданном давлении.

Выражение «композиция азеотропного типа» означает постоянно кипящую или в основном постоянно кипящую жидкую смесь из двух или большего количества веществ, которые ведут себя как одно вещество. Композицию азеотропного типа можно охарактеризовать тем, что пар, образованный частичным испарением или дистилляцией жидкости, имеет в целом тот же самый состав, что и жидкость, из которой он был получен испарением или дистилляцией, то есть процесс дистилляции/конденсации смеси происходит без существенного изменения композиции. Кроме того, композицию азеотропного типа можно охарактеризовать еще и тем, что давление насыщенных паров в точке кипения и давление насыщающих паров в точке росы для такой композиции при конкретной температуре имеют в целом одно и то же значение.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения композицию азеотропного типа можно охарактеризовать тем, что после уменьшения массы этой композиции на 50%, например вследствие испарения или выкипания, разность между давлениями пара в изначальной композиции и в композиции после потери 50% не будет превышать приблизительно 10% при измерении в абсолютных единицах. Под абсолютными единицами подразумевается измерение давления в таких единицах, как, например, фунты на квадратный дюйм абсолютного давления, килопаскали, атмосферы, бары, торы, дины на квадратный сантиметр, миллиметры ртутного столба, дюймы водяного столба и другие эквивалентные величины, широко известные в данной области техники. Если присутствует азеотропия, то не будет разности между давлением пара в изначальной композиции и давлением пара после потери изначальной композицией 50%.

В том виде, как он здесь используется, термин «компабилизаторы» подразумевает соединения, улучшающие способность к растворению гидрофторуглеродных хладагентов в смазочных материалах, традиционно используемых в системах охлаждения, и тем самым улучшающие возврат масла к компрессору.

Используемый здесь термин «ультрафиолетовая краска» означает флюоресцентную композицию для ультрафиолетовых лучей, которая поглощает световые волны ультрафиолетового или «околоультрафиолетового» диапазона электромагнитного спектра. При облучении ультрафиолетовыми лучами с помощью источника ультрафиолетового излучения с длиной волны в диапазоне приблизительно от 10 нанометров до 750 нанометров такая ультрафиолетовая краска флюоресцирует видимым свечением.

В некоторых вариантах осуществления у описанных здесь композиций наблюдается температурное скольжение величиной приблизительно от 6°F до 9°F (3°C -5°C) при измерении на испарителе или на конденсаторе. В некоторых вариантах осуществления величина температурного скольжения, измеренная на испарителе, составляет приблизительно от 5,8°F до 6,3°F (3,2°C -3,5°C). «Температурное скольжение» - это термин, используемый для определения абсолютной величины разности между начальной и конечной температурами процесса изменения агрегатного состояния теплопередающей композиции внутри одного из компонентов системы (в типичном случае она измеряется на испарителе или на конденсаторе), не включающий в себя какие либо виды дополнительного охлаждения или подогрева. В одном варианте осуществления композиция настоящего изобретения имеет значение избыточного давления насыщенного пара приблизительно 40 фунтов на квадратный дюйм в системе со средней температурой испарителя приблизительно +20°F.

Используемые здесь термины «мобильные холодильные агрегаты» или «мобильные агрегаты для кондиционирования воздуха» относятся к любым холодильным установкам или к установкам для охлаждения воздуха, находящимся в составе транспортного средства для передвижения по шоссейным дорогам, по железной дороге, морем или по воздуху. Кроме того, в данное изобретение включены агрегаты, предназначенные для осуществления охлаждения или кондиционирования воздуха в системах, не привязанных к какому-либо конкретному транспортному средству, известных под названием «интермодальные» системы. К таким интермодальным системам относятся «контейнеры» (комбинированные для морского и наземного транспорта), а также контейнеры типа "swap body" (комбинированные для автомобильного и железнодорожного транспорта). Описанные здесь композиции могут быть полезными в мобильных применениях, включая кондиционирование воздуха в пассажирских поездах, кондиционирование воздуха или охлаждение на транспорте, кондиционирование воздуха в скоростном транспорте (подземном) и в автобусах.

Используемый здесь термин «теплопередающие композиции» представляет собой композиции, используемые для того, чтобы передавать, перемещать или отводить тепло из одного места, расположения, объекта или тела к другому месту, расположению, объекту или телу при помощи излучения, проводимости или конвекции. Теплопередающая композиция может представлять собой вещество в жидком или парообразном состоянии и может выполнять функцию вторичного охлаждения, являясь средством передачи охлаждения (или нагрева) от удаленной системы охлаждения (или нагревания). В некоторых системах такие композиции для теплопередачи могут оставаться в одном и том же агрегатном состоянии в течение всего процесса передачи (т.е. в виде пара или конденсата). В альтернативном варианте агенты для теплопередачи также могут использоваться в испарительных процессах охлаждения.

Под источником тепла в данном описании подразумевается любое пространство, расположение, объект или тело, от которого требуется передать, переместить или отвести тепло. Примерами тепловых источников могут быть пространства (открытые или закрытые), требующие охлаждения или замораживания, например холодильные или морозильные камеры в супермаркетах, помещения в зданиях, требующие кондиционирования воздуха, или пассажирские салоны в автомобилях, требующие кондиционирования воздуха. Радиатором можно назвать любое пространство, место, объект или тело, обладающие способностью поглощать тепло. Парокомпрессионная система охлаждения представляет собой один из примеров такого радиатора.

Используемые здесь термины «содержит», «содержащий», «включает в себя», «включающий в себя», «имеет», «имеющий» или любые их вариации должны означать не ограничивающее включение. Например, утверждение, что тот или иной процесс, способ, предмет или аппарат содержит перечень элементов, означает, что его состав может не ограничиваться этими элементами, а может включать в себя и другие элементы, не вошедшие непосредственно в перечень составляющих этого процесса, способа, предмета или аппарата. Кроме того, если явно не указано обратное, то слово ИЛИ является ВКЛЮЧАЮЩИМ ИЛИ, а не ИСКЛЮЧАЮЩИМ ИЛИ. Например, условию А или В удовлетворяет одно из следующих состояний: А является истиной (или присутствует), а В является ложью (или не присутствует), А является ложью (или не присутствует), а В является истиной (или присутствует), а также и А и В являются истиной (или присутствуют).

Кроме того, в данном описании для описания элементов и компонентов используется единственное число. Это сделано только для удобства и для того, чтобы дать общее представление о данном изобретении. Читая это описание следует понимать, что один или, по меньшей мере, один, а также единственное число также включает в себя и множественное число, если не очевидно обратное.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления описанные выше композиции используются в процессе получения охлаждения за счет испарения описанных выше композиций вблизи объекта, нуждающегося в охлаждении, и последующей конденсации вышеупомянутых композиций вдали от охлаждаемого объекта. К тому же, описанные выше композиции могут использоваться для того, чтобы вырабатывать тепло путем конденсации вышеупомянутых композиций вблизи объекта, нуждающегося в нагревании, с последующим испарением вышеупомянутых композиций вдали от нагреваемого объекта.

Системы, использующие вышеупомянутые композиции.

Для описания систем теплопередачи в данном изобретении используются следующие определения терминов.

Зона регулируемой температуры означает пространство, которое используется для передачи, перемещения или отвода тепла из одного места, расположения, от объекта или тела к другому месту, расположению, объекту или телу путем излучения, проводимости или конвекции, а также их комбинации. Например, в некоторых вариантах осуществления зона регулируемой температуры представляет собой камеру, шкаф, комнату, замкнутое или полузамкнутое помещение. Значения температуры в таких зонах регулируемой температуры могут представлять собой типичные значения температуры для кулера, морозильной камеры, охладителя, холодильников или комнаты или офиса, обогреваемых кондиционером воздуха или тепловым насосом.

В некоторых вариантах осуществления зона регулируемой температуры выбирается из следующей группы: камера холодильника, морозильная камера, шкаф, охладитель для воды, охладитель для напитков, охладитель для вина, прилавок-витрина, витрина-стеллаж или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления витрина-стеллаж может иметь генератор тумана, а в других - не иметь генератора тумана. В некоторых вариантах осуществления зона регулируемой температуры представляет собой комнату, склад, лабораторию, зону промышленного производства (например, для компьютерного оборудования или для химических реакций) или просто закрытое пространство (например, большую палатку с охлаждением или подогревом находящегося внутри нее воздуха) и их комбинацию.

В некоторых вариантах осуществления зона регулируемой температуры представляет собой камеру, комнату, комнату-камеру или шкаф, где имеется, по меньшей мере, одна дверь, которая может открываться сверху (например, как в морозильной камере). В некоторых вариантах осуществления в таких камере, комнате, комнате-камере или шкафу имеется, по меньшей мере, одна дверь, открывающаяся с одной стороны или с нескольких сторон, включая одну или несколько дверей (например, витрины-стеллажи для супермаркетов и небольших магазинов, имеющие несколько дверей). В некоторых вариантах осуществления система имеет больше одной зоны регулируемой температуры. В некоторых вариантах осуществления эти несколько зон имеют одно и то же или разные значения номинальной (заданной) температуры.

Термин «номинальная» используется для обозначения установленной точки или точки, служащей целью, и используется с точки зрения того факта, что когда система находится в состоянии рабочего процесса, действительная температура компонентов системы, например температура зон с регулируемой температурой, температура испарителей или компрессоров, может со временем варьироваться по различным