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较低GWP制冷剂组合物

阅读:937发布:2020-05-13

专利汇可以提供较低GWP制冷剂组合物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于HVACR系统的制冷剂组合物,其包含R1123、R32和至少一种以上制冷剂。制冷剂组合物具有约1500或小于1500的GWP。一些制冷剂组合物可适用于替代R410A、R32和/或R22。制备制冷剂组合物的方法包括混合一定量的R1123和一定量的R32,以及一定量的至少一种或多种制冷剂。改进现有制冷剂组合物的方法包括向现有制冷剂组合物中加入一定量的至少一种制冷剂以制备改进的制冷剂组合物。改进的制冷剂组合物至少包括R1123和R32。,下面是较低GWP制冷剂组合物专利的具体信息内容。

1.一种HVACR系统的制冷剂组合物,其特征在于,包括:
约80wt%或更少的R1123制冷剂;
R32制冷剂;以及
CF3I和R125制冷剂的至少一个,其中
所述的制冷剂组合物具有约为1500或小于1500的全球变暖潜能值(GWP)。
2.根据权利要求1所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物包括CF3I。
3.根据权利要求2所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物的GWP是约
300或小于300。
4.根据权利要求3所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物的容量在单独的R32制冷剂容量的从约85%至约110%范围内。
5.根据权利要求4所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物是不可燃的。
6.根据权利要求3所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物的容量在单独的R410制冷剂容量的从约85%至约110%范围内。
7.根据权利要求6所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物是不可燃的。
8.根据权利要求1所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物包括R125制冷剂。
9.根据权利要求8所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物的容量在单独的R32制冷剂容量的从约85%至约110%范围内。
10.根据权利要求8所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物的GWP是约
750或小于750。
11.根据权利要求8所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物是不可燃的。
12.根据权利要求1所述的制冷剂组合物,其特征在于,还包括:
R1234yf制冷剂。
13.根据权利要求12所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物的容量在R22制冷剂容量的从约85%至约110%范围内。
14.根据权利要求1所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为20:80至等于或约为80:20。
15.根据权利要求1所述的制冷剂组合物,其特征在于,所述的制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为60:40至等于或约为40:60。
16.一种制造HVACR系统制冷剂组合物的方法,方法包括:
将至少一定量的R1123、一定量的R32和一定量的一种或多种制冷剂混合以获得制冷剂组合物,一种或多种制冷剂包括CF3I和R125制冷剂中的至少一种,其中R1123的量约为或小于制冷剂组合物的80wt%,以及
所述的制冷剂组合物具有约为1500或小于1500的全球变暖潜能值(GWP)。
17.一种改进HVACR系统的制冷剂组合物的方法,包括:
向现有的制冷剂组合物中加入一定量的至少一种制冷剂以制备改进的制冷剂组合物,该改进的制冷剂组合物包括R1123制冷剂、R32制冷剂,以及R125制冷剂和CF3I中的至少一种,其中
现有的制冷剂组合物包括R32制冷剂、R1123制冷剂、R125制冷剂和R1234yf制冷剂中的至少一种,以及
所述改进的制冷剂组合物具有约为1500或小于1500的全球变暖潜能值(GWP)。

说明书全文

较低GWP制冷剂组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及制冷剂组合物,其可用于例如制冷、空调和/或系统,其例如可结合到加热、通、空调和制冷(HVACR)系统或单位中。

背景技术

[0002] 对环境影响(例如臭消耗)和“蒙特利尔议定书”认可的关注导致取代诸如氯氟(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)等消耗臭氧的制冷剂的运动。诸如氢氟化合物(HFC)制冷剂和氢氟烯烃(HFOs)制冷剂的制冷剂已被用作以前含有CFCs和HFCs的制冷剂的替代品。然而,最近出现了一项运动(例如,“蒙特利尔议定书基加利修正案”,“巴黎协定”,美国“重大新替代政策”(“SNAP”)),以逐步淘汰具有高全球变暖潜能值(GWP)诸如一些HFCs的制冷剂。

发明内容

[0003] 描述了具有与R410A、R32或R22类似的容量的制冷剂组合物和制备这种制冷剂组合物的方法。描述了GWP低于R410A的制冷剂组合物和制备这种制冷剂组合物的方法。描述了与R410A性能类似的制冷剂组合物。描述了与R32性能类似的制冷剂组合物。描述了与R22性能类似的制冷剂组合物。描述了制冷剂组合物、制备制冷剂组合物的方法、以及改进制冷剂组合物以进行维护、控制可燃性、降低GWP、改善性能和/或提高HVACR系统安全性的方法。
[0004] 在一个实施方式中,制冷剂组合物包含R32、R1123和一种或多种制冷剂。一个或多个制冷剂包括CF3I、R125和R1234yf。在一个实施方式中,制冷剂组合物包括至少三种制冷剂,其包括R32和R1123。在一个实施方式中,制冷剂组合物包括至少四种制冷剂,其包括R32和R1123。
[0005] 在一实施方式中,制冷剂组合物包括R32,R1123和CF3I。在一实施方式中,制冷剂组合物的容量为R410A制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。在一实施方式中,制冷剂组合物的容量为R32制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0006] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为300或小于300的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为150或小于150的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为150至等于或约为300的GWP。
[0007] 在一些实施方式中,制冷剂组合物是不可燃组合物。
[0008] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为10°F或小于10°F的温度滑移。
[0009] 在一个实施方式中,R32与R1123的重量比等于或约为40:60至等于或约为60:40。
[0010] 在一实施方式中,制冷剂组合物包括R32、R1123和R125。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R410A容量的85%或约为
85%至等于110%或约为110%范围内的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。
在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。
[0011] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为1000或小于1000的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为750或小于750的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为675或小于675的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为600或小于600的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为500或小于500的GWP。
在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为400或小于400的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为300或小于300的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为200或小于200的GWP。
[0012] 在一些实施方式中,制冷剂组合物是不可燃组合物。
[0013] 在一个实施方式中,R32与R1123的重量比等于或约为20:80至等于或约为80:20。在一个实施方式中,R32与R1123的重量比等于或约为40:60至等于或约为60:40。
[0014] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为1°F或小于1°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为0.5或小于0.5的温度滑移。
[0015] 在一实施方式中,制冷剂组合物包括R32、R1123、R125和CF3I。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R410A容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围内的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。
[0016] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为1000或小于1000的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为750或小于750的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为675或小于675的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为600或小于600的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为500或小于500的GWP。
在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为400或小于400的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为300或小于300的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为200或小于200的GWP。
[0017] 在一些实施方式中,制冷剂组合物是不可燃组合物。
[0018] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为15°F或小于15°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为12°F或小于12°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为10°F或小于10°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为5°F或小于5°F的温度滑移。
[0019] 在一实施方式中,制冷剂组合物包括R32、R1123、R125和R1234yf。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R410A容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围内的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于R22量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围内的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。
[0020] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为1000或小于1000的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为750或小于750的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为675或小于675的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为600或小于600的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为500或小于500的GWP。
在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为400或小于400的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为300或小于300的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为200或小于200的GWP。
[0021] 在一些实施方式中,制冷剂组合物是不可燃组合物。
[0022] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为15°F或小于15°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为12°F或小于12°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为10°F或小于10°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为5°F或小于5°F的温度滑移。
[0023] 在一实施方式中,制冷剂组合物包括R32、R1123、CF3I和R1234yf。在一实施方式中,制冷剂组合物的容量为R410A制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。在一实施方式中,制冷剂组合物的容量为R32制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0024] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为500或小于500的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为400或小于400的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为300或小于300的GWP。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为200或小于200的GWP。
[0025] 在一些实施方式中,制冷剂组合物是不可燃组合物。
[0026] 在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为15°F或小于15°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为12°F或小于12°F的温度滑移。在一实施方式中,制冷剂组合物具有等于或约为10°F或小于10°F的温度滑移。
[0027] 在一个实施方式中,制备用于HVACR系统的制冷剂组合物的方法包括混合一定量的R1123、一定量的R32和一定量的CF3I。在一实施方式中,制冷剂组合物的容量为R410A制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。在一实施方式中,混合包括一定量的R1234yf。在一个实施方式中,制备制冷剂组合物的方法包括混合至少一定量的R1123、一定量的R32和一定量的一种或多种制冷剂以获得GWP为1500或约为1500或小于1500的制冷剂组合物。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括CF3I。
[0028] 在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括CF3I。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括R125。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括R125和CF3I。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括CF3I和R1234yf。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括R125和R1234yf。
[0029] 在一个实施方式中,改进制冷剂组合物的方法包括向现有制冷剂组合物添加至少一定量的至少一个制冷剂以制备GWP为1500或约为1500或小于1500的制冷剂组合物。改进的制冷剂组合物包括R1123制冷剂、R32制冷剂和一种或多种制冷剂。
[0030] 在一实施方式中,改进的制冷剂组合物包括包括R32,R1123和CF3I。在一实施方式中,改进的制冷剂组合物包括R32,R1123和R125。在一实施方式中,改进的制冷剂组合物包括R32,R1123、R125和CF3I。在一实施方式中,改进的制冷剂组合物包括R32,R1123、CF3I和R1234yf。在一实施方式中,改进的制冷剂组合物包括R32,R1123、R125和R1234yf。附图说明
[0031] 参考以下附图将更好地理解制冷剂组合物、制备制冷剂组合物的方法以及改进HVACR中的制冷剂组合物的方法的所述和其他特征、方面和优点:
[0032] 图1示出了一实施方式中的HVACR系统的传热回路。
[0033] 图2示出了R1123、R32和CF3I的矩阵,其包括GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量的曲线。
[0034] 图3-6各自示出了基于图2的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0035] 图7A-7D各自示出了R1123、R32和CF3I的组合物的热学性质的矩阵。
[0036] 图8示出了R1123、R32和R125的矩阵,其包括GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量的曲线。
[0037] 图9-12自示出了基于图8的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0038] 图13A和13B示出了R1123、R32和R125的组合物的热力学性质的矩阵。
[0039] 图14–16示出了R1123、R32和R125和CF3I的矩阵,其包括GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量的曲线。
[0040] 图17-19各自示出了基于图14–16各自的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0041] 图20-22各自示出了基于图14–16各自的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0042] 图23A、23B、24A、24B、25A、25B各自示出了R1123、R32、R125和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵。
[0043] 图26-29示出了R1123,R32,R125和1234yf的组合物矩阵,其包括GWP,可燃性,温度滑移,相对于R410A的容量,相对于R32的容量和相对于R22的容量的曲线。
[0044] 图30-33各自示出了基于图26–29各自的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0045] 图34-37各自示出了基于图26–29各自的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0046] 图38A、38B、39A、39B、40A、40B、41A、41B各自示出了R1123、R32、R125和R1234yf的组合物的热力学性质的矩阵。
[0047] 图42和43示出了R1123、R32和CF3I和R1234yf的矩阵,其包括GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量的曲线。
[0048] 图44和45各自示出了基于图43和44各自的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。
[0049] 图46和47各自示出了基于图43和44各自的矩阵,其可用于在一个实施方式中选择具有一组所需性质的制冷剂组合物。

具体实施方式

[0050] 描述了例如,通过具有包含制冷剂混合物的制冷剂组合物降低供暖、通风、空调和制冷系统(HVACR)中的可燃性和/或GWP的组合物和方法。描述了制冷剂组合物和使用方法,其可用于改进、维护、控制可燃性;改善性能、润滑剂溶解度和混溶性;并提高HVACR系统的安全性。
[0051] 提议将包含R1123和R32的制冷剂组合物作为R410A、R32和/或R22的替代物,并且作为设计用于R410、R32和/或R22的HVACR系统的制冷剂。提议将包括R1123和R32以及一种或多种附加的制冷剂的制冷剂组合物作为R410A、R32和/或R22的替代物以及作为设计用于R410、R32和/或R22的HVACR系统中的制冷剂。
[0052] 提议将描述的包含R1123、R32和CF3I的一些制冷剂组合物作为R410A和/或R32的替代物,并且作为设计用于R410和/或R32的HVACR系统的制冷剂。提议将描述的包含R1123、R32和R125的一些制冷剂组合物作为R410A和/或R32的替代物,并且作为设计用于R410和/或R32的HVACR系统的制冷剂。
[0053] 提议将描述的包含R1123、R32、CF3I和R125的制冷剂组合物作为R410A和/或R32的替代物,并且作为设计用于R410和/或R32的HVACR系统的制冷剂。提议将描述的包含R1123、R32、R125和R123yf的一些制冷剂组合物作为R410A和/或R32的替代物,并且作为设计用于R410和/或R32的HVACR系统的制冷剂。提议将描述的包含R1123、R32、CF3I和R1234yf的一些制冷剂组合物作为R410A和/或R32的替代物,并且作为设计用于R410和/或R32的HVACR系统的制冷剂。
[0054] R32(例如,二氟甲烷或二氟乙烷)的GWP为677且中度易燃(燃烧速度为约6.7cm/s;ASHRAE标准34下的分类A2)。本文所述的GWP基于政府间气候变化专委员会(“AR5”)第五次评估报告中报告的数值。
[0055] R125(例如,五氟乙烷)的GWP为3,170并且是不可燃的(ASHRAE标准34下的分类A1)。如ASHRAE标准34所定义的,制冷剂或制冷剂组合物可定义为不可燃的(例如,当在特定条件下在球形容器中测试时,火焰传播小于90°)。例如,在R125在正常空调运行条件下使用时(例如,Tevap=52.5°F,15°F吸入过热度,并且Tcond=115°F,出口液体过冷度为15°F),R125的容量约为R32容量的71%,约为R410A容量的76%。例如,当R125在正常的空调运行条件下使用时,R125的热力学效率约为R32的热力学效率的96.6%和R410A的热力学效率的97.5%。
[0056] R410A是R32和R125等重量份的混合物。R410A的GWP高达1924,并且不可燃(ASHRAE标准34下的分类为A1)。
[0057] R22(例如,氯二氟甲烷和/或二氟一氯甲烷)的GWP为1810并且是不可燃的(ASHRAE标准34下的分类A1)。R22的容量低于R410A和R32,并且热力学效率相对于R410A和R32更高。例如,在R22在正常空调运行条件下使用时(例如,Tevap=52.5°F,15°F吸入过热度,并且Tcond=115°F,出口液体过冷度为15°F),R125的容量相对于R32约为63%,相对于R410约为
68%。例如,当R22在正常的空调运行条件下使用时,R22的热力学效率等于R32的105%和R410A的106%。例如,当R22在正常的空调运行条件下使用时,R22的压缩机排出温度比R410A高约5°F,液相密度相对于R410A为92%,和相对于R410A的质量流速为72%。R1123(例如,例如三氟乙烯和/或三氟乙烯)具有小于1的GWP且中度易燃(燃烧速度约为6.6cm/s;
ASHRAE标准34下的分类A2L)。R1123具有与R32类似的可燃性。R1123的容量高于R410A和R32,但是热力学效率相对于R410A和R32更低。例如,当R1123在正常的空调运行条件下使用时,R1123的容量相对于R32约为102.6%并且相对于R410A约为110.6%。例如,当R1123在正常的空调运行条件下使用时,R1123的热力学效率等于R32的90.8%和R410A的91.8%。随着R1123的浓度相对于R32的浓度增加,制冷剂组合物的效率几乎线性地降低。例如,随着R1123浓度的增加和R32浓度的降低,热力学效率单调(monotonically)下降。
[0058] R1123和R32可以形成接近80%-90%R1123的共沸物。近共沸行为基本上存在于具有最大温度滑移≤1°Fd的R1123和R32的全部组合物范围内。低临界温度以及该区域减小的容量和效率可能使二元混合物不太合适。R1123的临界温度(139°F)低于R32的临界温度(173°F),饱和圆顶(dome)相对于R32相对较窄(Δhfg@115°F为R1123的~68Btu/lbm对比R32的95Btu/lbm)。具有R1123和R32的共混物的组合物显示出比单独的R1123或R32更低的燃烧速度。例如,包含约40%至45%重量的R1123和约55%至60%重量的R32的组合物具有约3cm/s的燃烧速度。
[0059] 当R1123本身用作HVACR系统中的工作流体时,可能会发生分解。实验表明,将R1123与另一种制冷剂(如R32)混合可以防止R1123的分解。R1234yf,CF3I和R125与R1123混合时并用作HVACR系统中的工作流体时,可能类似地防止R1123发生分解。R1123可与其他制冷剂一起使用以提供具有较低GWP的制冷剂组合物。
[0060] R1234yf(例如,2,3,3,3-四氟乙烯或2,3,3,3-四氟丙烯)的GWP小于1且中度易燃(燃烧速度约为1.5cm/s;在ASHRAE标准34下分类为A2L)。R1234yf的容量远低于R32或R410A。例如,当R1234yf在正常的空调运行条件下使用时,R1234yf的容量约为R32的40.3%并且约为R410A的43.4%。例如,当R1234yf在正常的空调运行条件下使用时,R1234yf的热力学效率等于R32的105.4%和R410A的106.5%。
[0061] CF3I是具有低GWP(在AR5中约为0.4)的灭火剂,并且具有与R410A和R32类似的热力学性质。CF3I可与其他制冷剂一起使用以提供具有较低GWP的制冷剂混合物。CF3I可与其他制冷剂一起使用以提供具有较低GWP且不可燃的制冷剂混合物。
[0062] 所公开的实施方式涉及制冷剂组合物、改进制冷剂组合物的方法、以及制备制冷剂组合物的方法。在一些实施方式中,制冷剂组合物的容量为R410A容量的85%或约为85%或大于85%。在一些实施方式中,制冷剂组合物的容量为R410A容量的85%或约为85%或大于85%,并且不可燃。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于R410A或约等于R410A或低于R410A。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于1500或约等于1500或低于1500。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于750或约等于750或低于750。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于675或约等于675或低于675。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于300或约等于300或低于300。
[0063] 在一些实施方式中,制冷剂组合物的容量为R32容量的85%或约为85%或大于85%。在一些实施方式中,制冷剂组合物的容量为R32容量的85%或约为85%或大于85%,并且不可燃。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于1500或约等于1500或低于1500。
在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于750或约等于750或低于750。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于675或约等于675或低于675。在一些实施方式中,所述制冷剂组合物的GWP等于R32或约等于R32或低于R32。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于
300或约等于300或低于300。
[0064] 在一些实施方式中,制冷剂组合物的容量为R22容量的85%或约为85%或大于85%。在一些实施方式中,制冷剂组合物的容量为R22容量的85%或约为85%或大于85%,并且不可燃。在一些实施方式中,所述制冷剂组合物的GWP等于R22或约等于R22或低于R22。
在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于1500或约等于1500或低于1500。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于750或约等于750或低于750。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于675或约等于675或低于675。在一些实施方式中,制冷剂组合物的GWP等于300或约等于300或低于300。
[0065] 在一个实施方式中,可能需要具有一组特定性能性质的制冷剂组合物。在一些实施方式中,制冷剂组合物可用于为R410A设计的HVACR中。在这样的实施方式中,期望制冷剂组合物的性能类似于R410A,使得不必进行改造HVACR系统。在一些实施方式中,制冷剂组合物可用于为R32设计的HVACR中。在这样的实施方式中,期望制冷剂组合物或改进的组合物的性能类似于R32,使得不必进行改造HVACR系统。在一些实施方式中,制冷剂组合物可用于为R22设计的HVACR中。在这样的实施方式中,期望制冷剂组合物的性能类似于R22,使得不必进行改造HVACR系统。
[0066] 制冷剂的性能可以基于制冷剂组合物的一种或多种性质。例如,影响性能的性质是容量、温度滑移、性能系数(热力学效率)、压缩机排出温度、质量流速和处于液相时的制冷剂密度。在一个实施方式中,可能需要具有特定容量和一种或多种其他性能性质的组合物。在一些实施方式中,可能需要组合物的容量为R410A的容量的85%或约为85%或大于85%。在一些实施方式中,可能需要组合物的容量为R32的容量的85%或约为85%或大于
85%。在一些实施方式中,可能需要组合物的容量为R22的容量的85%或约为85%或大于
85%。
[0067] HVACR系统可以设计成利用特定的制冷剂(例如,R410A、R32、R22)。如果HVACR系统被修改为使用容量小于特定制冷剂的85%的工作流体,则可能导致例如需要具有更大体积排量、更大量的过程流体、和/或较大的温差的压缩机,这会降低HVACR系统的效率。在一些实施方式中,可能需要具有特定制冷剂(例如,R410A、R32、R22)容量的85%或约为85%或大于85%的工作流体。在一些实施方式中,可能需要具有特定制冷剂(例如,R410A、R32、R22)容量的90%或约为90%或大于90%的工作流体。例如,具有与特定制冷剂相差为或约为10%或小于10%的容量的工作流体可以对为特定制冷剂设计的HVACR系统的效率具有最小影响。容量比特定制冷剂(例如,R410A、R32、R22)的容量大5%的工作流体可以导致例如对为特定制冷剂(例如,R410A、R32、R22)设计的HVACR系统的效率产生更小的影响。性能性质可以是相对于R410A、R32或R22的性能性质。在一些实施方式中,制冷剂组合物的一种或多种性质可以通过基于Excel的蒸汽压缩热力循环工具来模拟和/或估计,该工具利用NIST的REFPROP程序来计算热力学性质。
[0068] 可用HVACR系统冷却或加热一个或多个调节空间。HVACR系统可利用回路中的制冷剂来冷却或加热过程流体(例如,空气、)。例如,在某些情况下,HVACR系统将通过对与空气处于热交换关系的制冷剂进行工作来冷却或加热区域。然后可以将冷却或加热的空气通风到一个区域以冷却或加热该区域。
[0069] 图1是根据一个实施方式的HVACR系统的传热回路1的示意图。传热回路1包括压缩机2、冷凝器3、膨胀装置4和蒸发器5。在一个实施方式中,可以修改传热回路1以包括附加部件。例如,在一个实施方式中的传热回路1可包括节能器热交换器、一个或多个流量控制装置、接收罐、干燥器、吸液热交换器等。
[0070] 传热回路1的部件流体连接。传热回路1可以被配置为可以在冷却模式下运行的冷却系统(例如,HVACR的流体冷却器、空调系统等),和/或传热回路1可以配置为作为可以在冷却模式和加热模式下运行的热泵系统运行。
[0071] 如上所述的传热回路1应用已知的气体压缩和传热原理。传热回路可以配置为加热或冷却过程流体(例如,水、空气)。在一个实施方式中,传热回路1可以代表冷却诸如水等的过程流体的冷却器。在一个实施方式中,传热回路1可以代表空调和/或热泵,其包括诸如空气等的过程流体。
[0072] 在制冷剂回路1的运行期间,工作流体(例如,制冷剂、制冷剂混合物)在相对较低的气态压力下从蒸发器5流入压缩机2。压缩机2将气体压缩成高压状态,该高压状态也加热气体。在压缩之后,相对较高压力和较高温度的气体从压缩机2流到冷凝器3。除了流过冷凝器3的制冷剂之外,外部流体(例如,外部空气、外部水、冷却水等)也流过冷凝器3。当外部流体流过冷凝器3时,外部流体吸收来自工作流体的热量。工作流体冷凝成液体然后流入膨胀装置4。膨胀装置4降低工作流体的压力。降低的压力允许工作流体膨胀并转变成混合的蒸汽和液体状态。然后,相对较低温度的蒸气/液体工作流体流入蒸发器5。过程流体(例如,空气、水等)也流过蒸发器5。根据已知原理,工作流体在流过蒸发器5时从过程流体吸收热量。当工作流体吸收热量时,工作流体蒸发成蒸汽。然后工作流体返回到压缩机2。当传热回路1例如以冷却模式运行时,继续上述过程。
[0073] 本文所述的制冷剂组合物和方法可用于HVACR系统的传热回路1中。例如,改进制冷组合物的方法可以应用于图1的热回路1和/或改进HVACR系统中的工作流体的制冷剂组合物。此外,本文所述的制冷组合物可用作图1的传热回路1中的工作流体。另外,这里描述的用于改进制冷剂组合物的方法可以在图1的传热回路1中的工作流体上进行。
[0074] 包括R32,R1123和CF3I的制冷剂组合物
[0075] 图2示出了R1123、R32和CF3I的制冷剂组合物的矩阵100,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R1123、R32和CF3I浓度的函数的曲线图。三形的每个侧面101、102、103分别对应于R1123、R32和CF3I的重量百分比。三角形的每个顶点104、105、106分别对应于100wt%R1123、100wt%R32和100wt%CF3I的组合。可以使用矩阵100估算具有重量百分比的R1123、R32和CF3I的制冷剂组合物的性质(例如,GWP、可燃性、相对于R410A或R32的容量)。
[0076] 使用热力学模型估算矩阵100的组合物的性质。可燃和不可燃组合物之间的边界由从侧面102延伸到侧面103的虚线示出。易燃组合物位于边界的右侧,不易燃组合物位于边界的左侧。边界基于R1123、R32、CF3I、R410A的可燃性特征和CF3I的阻燃性能。GWP是基于各个组分的GWP以及ASHRAE标准34中描述的用于计算制冷剂混合物GWP方法。基于各个组分和各种组分二元混合物的已知特征估计可燃性边界。因此,在一实施方式中,组合物中沿着可燃性边界的每种制冷剂的量例如可以变化高达约5%。应当理解,可以基于进一步测试来更新所示和/或描述的组合物和范围,以确认可燃性边界的位置
[0077] 图3和图4各示出了基于图2的矩阵100的矩阵120、140,并且矩阵120,140具有与图2的矩阵100相同的边和顶点。每个矩阵120、140与图2的矩阵100相同,除了矩阵120、140不包括相对于R32的容量并且示出了制冷剂组分的范围。每个矩阵120、140可用于制备包含R1123、R32和CF3I的制冷剂组合物的方法中和/或用于改进制冷剂组合物的方法中,使得所得的制冷剂组合物或改型的制冷剂组合物具有一种或多种所需的性质。如图2所示,组合物中R32(由边102所示)的重量百分比的增加也增加了组合物的GWP。
[0078] 在一个实施方式中,有用的制冷剂组合物的一组所需性质包括等于300或约为300或小于300的GWP,并且为等于R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量。如上所述,当R1123本身用作工作流体时会分解。当混合另一种制冷剂如R32或CF3I时,R1123可以是稳定的,并且该混合物含有80wt%或约为80wt%或小于80wt%的R1123。这是基于R1123、CF3I和R32的特征估计的。因此,可以基于进一步测试来更新R1123的量的该最大值。
[0079] 基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物121显示在图3的矩阵120中。有用的制冷剂组合物121包含等于44wt%或约为44wt%或小于44wt %且大于0wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于65wt%或约为65wt%或者低于65wt%且大于0wt%的CF3I。
[0080] 在一个实施方式中,有用的组合物121可包括如图3中所示的优选组合物130。优选组合物130的性质包括R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量,300或约300或小于300的GWP,以及10℉或约为10℉低于10℉的温度滑移。优选的制冷剂组合物130包含等于
44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于
80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于64wt%或约为64wt%或者低于64wt%且大于0wt%的CF3I。
[0081] 图3还包括阴影区域125。阴影区域125内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比从约60:40至约40:60的组合物具有高稳定性和与R410A类似的热力学性质,如下文关于图7A-7D所讨论的。在一些实施方式中,一组期望的性质可包括由阴影区域125内的组合物提供的高稳定性和有利的热力学性质。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图3中所示并参考图3描述的组合物(例如,有用的组合物121和/或优选的组合物130),以便在阴影区域125内。
[0082] 在阴影区域125内的组合物中,可能需要组合物125A、125B和125C,因为它们具有与R410A类似的热力学性质。组合物125A包含等于22wt%或约为22wt%的R1123,等于22wt%或约为22wt%的R32,以及等于56wt%或约为56wt%的CF 3I。组合物125B包含等于
11wt%或约为11wt%的R1123,等于44wt%或约为44wt%的R32,以及等于45%或约为
45wt%的CF3I。组合物125B包含等于9wt%或约为9wt%的R1123,等于35wt%或约为35wt%的R32,以及等于56%或约为56wt%的CF3I。下面的表1示出组合物125A-125B的各种性质。
表1还包括R410A的参考值。在计算热力学性质时,假设压缩机体积位移是恒定的。等熵的增加可用于特定类型的压缩机,例如离心压缩机。在一个实施方式中,组合物125A-125C的每种组分(R1123/R32/CF3I)范围内的一个或多个端点可用作所需组合物的终点。
[0083] 表1:R410和组合物125A、125B、125C的性质
[0084]
[0085]
[0086] 相对于R410A的组合物125A、125B、125C的组合物的性质(100%则等于R410A)[0087] 1每CFM压缩机排量1吨(假定为固定)。
[0088] 在一实施方式中,等于或小于300GWP的期望性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150或小于200的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150至等于300或约为300的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图3中所示并参考图
3描述的组合物(例如,有用的组合物121和/或优选的组合物130),以包含所需GWP的组合物。
[0089] 在一实施方式中,容量为R410A的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的90%或约为90%或大于90%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的95%或约为95%或大于
95%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量等于或约等于R410A的容量或大于R410A容量的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图3中所示并参考图3描述的组合物(例如,有用的组合物121和/或优选的组合物130),以包含所需容量的组合物。
[0090] 在一实施方式中,所需温度滑移的特性可能不同于10°F。在一实施方式中,可能需要温度滑移为15°F或约为15°F或小于15°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图3中所示并参考图3描述的组合物(例如,有用的组合物121和/或优选的组合物130),以包含所需容量的组合物。
[0091] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括不可燃的,以及等于R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物141显示在图4的矩阵140中。有用的制冷剂组合物141包含等于2%或约为2%至等于60wt%或约为60wt%的R32;等于58wt%或约为58wt%或小于58wt%且大于0wt%的R1123;
以及等于32wt%或约为32wt%至等于65wt%或约为65wt%的CF3I。
[0092] 在一个实施方式中,有用的组合物141可包括如图4中所示的优选组合物150。优选组合物150的性质包括不可燃的,以及大于R410A容量的85%的容量,以及10℉或约为10℉或低于10℉的温度滑移。优选的制冷剂组合物150包含等于22wt%或约为22wt%至等于60wt%或约为60wt%的R32;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R1123;
以及等于32wt%或约为32wt%至等于64wt%或约为64wt%的CF3I。在优选的组合物150中,在一实施方式中可能需要组合物150A,因为其GWP为300或约为300或小于300。组合物150A是根据一实施方式中所需性质的组合可能需要的特定组合物范围的实例。
[0093] 图4还包括阴影区域135。阴影区域135内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物具有高稳定性和相对于R410A类似的热力学性质,如下文关于图7A-7D所讨论的。在一些实施方式中,一组期望的性质可包括由阴影区域135内的组合物提供的高稳定性和一个或多个有利的热力学性质。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图4中所示并参考图4描述的组合物(例如,有用的组合物141和/或优选的组合物150),以包括在阴影区域135内的组合物。
[0094] 在阴影区域135内的组合物中,可能需要组合物135A、135B和135C,因为它们具有与R410A类似的热力学性质。组合物135A包含等于32.5wt%或约为32.5wt%的R1123,等于32.5wt%或约为32.5wt%的R32,以及等于35%或约为35wt%的CF3I。组合物135B包含等于
40wt%或约为40wt%的R1123,等于38wt%或约为38wt%的R32,以及等于37%或约为
37wt%的CF3I。组合物135C包含等于39wt%或约为39wt%的R1123,等于29wt%或约为
29wt%的R32,以及等于32%或约为32wt%的CF3I。下面的表2示出组合物135A-135C的各种性质。表2还包括用于R410A的参考值。在计算热力学性质时,假设压缩机体积位移是恒定的。等熵焓的增加可用于特定类型的压缩机,例如离心压缩机。在一个实施方式中,组合物
135A-135C的每种组分(R1123/R32/CF3I)范围内的一个或多个端点可用作所需组合物的终点。
[0095] 表2:R410和组合物135A、135B、135C的性质
[0096]
[0097] 相对于R410A的组合物135A、135B、135C的组合物的性质(100%则等于R410A)[0098] 1每CFM压缩机排量1吨(假定为固定)。
[0099] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的GWP。在一实施方式中,可能需要GWP等于300或约为300或小于300的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150或小于150的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150至等于300或约为300的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图4中所示并参考图4描述的组合物(例如,有用的组合物141和/或优选的组合物150),以包含所需GWP的组合物。
[0100] 在一实施方式中,容量为R410A的容量等于85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的90%或约为90%或大于90%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的95%或约为95%或大于95%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量等于或约等于R410A的容量或大于R410A容量的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图4中所示并参考图4描述的组合物(例如,有用的组合物141和/或优选的组合物150),使得包含所需容量的组合物。
[0101] 在一实施方式中,所需温度滑移的特性可能不同于10°F。在一实施方式中,可能需要温度滑移为15°F或约为15°F或小于15°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图4中所示并参考图4描述的组合物(例如,有用的组合物141和/或优选的组合物150),使得包含所需温度滑移的组合物。
[0102] 图5和图6各示出了基于图2的矩阵100的矩阵160、180,并且矩阵160,180具有与图2的矩阵100相同的边和顶点。每个矩阵160、180与图2的矩阵100相同,除了矩阵160、180不包括相对于R410A的容量并且示出了基于特定一组所需性质的组合物的范围。每个矩阵
160、180可用于制备包含R1123、R32和CF3I的制冷剂组合物的方法中和/或用于改进制冷剂组合物的方法中,使得所制备的制冷剂组合物或改型的制冷剂组合物具有一种或多种所需的性质。
[0103] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定的,等于300 或约为300或小于300的GWP,以及等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物161显示在图5的矩阵160中。如上所述,具有等于
80wt%或约为80wt%或小于80wt%的R1123的组合物可以是稳定的,因为所述组合物含有足够量的其它制冷剂(例如CF3I和R32)以防止R1123分解。因此,可以基于进一步的测试来更新等于80%或约为80%或小于80%的R1123的量的上端点。有用的制冷剂组合物161包含等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于56wt%或约为56wt%或者低于56wt%且大于
0wt%的CF3I。
[0104] 在一个实施方式中,有用的组合物161可包括如图5中所示的优选组合物170。优选组合物170的性质包括R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量,300或约300或小于300的GWP,以及10℉或约为10℉或低于10℉的温度滑移。优选的制冷剂组合物170包含等于
44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于
80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于56wt%或约为56wt%或者低于56wt%且大于0wt%的CF3I。
[0105] 图5还包括阴影区域165。阴影区域165内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物具有更高稳定性。在一实施方式中,一组所需性质可包括更高的稳定性。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图5中所示并参考图5描述的组合物(例如,有用的组合物161和/或优选的组合物170),以包括在阴影区域165内的组合物。
[0106] 在有用的组合物161中,在一实施方式中可能需要组合物161A-161C,因为它们具有与R32相当的容量。组合物161B的R1123与R32的比(R1123:R32)为50:50。组合物161A包含等于48.6wt%或约为48.6wt%的R1123,等于32.4wt%或约为32.4wt%的R32,以及等于19%或约为19wt%的CF3I。组合物161B包含等于39.5wt%或约为39.5wt%的R1123,等于
39.5wt%或约为39.5wt%的R32,以及等于21%或约为21.0wt%的CF3I。组合物161C包含等于34wt%或约为34wt%的R1123,等于44wt%或约为44wt%的R32,以及等于22%或约为
22wt%的CF3I。组合物161A-161C的热力学性质如下表3所示。表3还包括用于R32的参考性质。
[0107] 以上面关于表2讨论的类似方式计算表3中的性质。
[0108] 表3:R32和组合物161A、161B、161C的性质
[0109]
[0110] *相对于R410A的组合物161A、161B、161C的组合物的性质(100%则等于R410A)。
[0111] **相对于R32的组合物161A、161B、161C的组合物的容量(100%则等于R32)。
[0112] 1每CFM压缩机排量1吨(假定为固定)。
[0113] 在一实施方式中,等于或小于300GWP的期望性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150或小于150的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150至等于300或约为300的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图5中所示并参考图
5描述的组合物(例如,有用的组合物161和/或优选的组合物170),以包含所需GWP的组合物。
[0114] 在一实施方式中,容量为R32的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的90%或约为90%或大于90%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的95%或约为95%或大于95%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量等于或约等于R32的容量或大于R32容量的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图5中所示并参考图5描述的组合物(例如,有用的组合物161和/或优选的组合物170),以包含所需容量的组合物。
[0115] 在一实施方式中,所需温度滑移的特性可能不同于10°F。在一实施方式中,可能需要温度滑移为15°F或约为15°F或小于15°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在这样的实施方式中,图5中所示的有用组合物将包括具有所需温度滑移的那些组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图5中所示并参考图4描述的组合物(例如,有用的组合物161和/或优选的组合物170),以包含所需温度滑移的组合物。
[0116] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括不可燃的,以及等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物180显示在图6的矩阵180中。有用的制冷剂组合物181包含等于10wt%或约为10wt%至等于60wt%或约为60wt%的R32;等于53wt%或约为53wt%或小于53wt%且大于0wt%的R1123;以及等于32wt%或约为32wt%至等于56wt%或约为56wt%的CF3I。
[0117] 在一个实施方式中,有用的组合物181可包括如图6中所示的优选组合物190。优选组合物190的性质包括R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量,300或约300或小于300的GWP,以及10℉或约为10℉或低于10℉的温度滑移。优选的制冷剂组合物190包含等于
23wt%或约为23wt%至等于60wt%或约为60wt%的R32;等于43wt%或约为43wt%或小于
43wt%且大于0wt%的R1123;以及等于32wt%或约为32wt%至等于56wt%或约为56wt%的CF3I。
[0118] 图6还包括阴影区域185。阴影区域185内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物具有更高稳定性。在一实施方式中,一组所需性质可包括更高的稳定性。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图6中所示并参考图6描述的组合物(例如,有用的组合物181和/或优选的组合物190),以包括那些在阴影区域185内的组合物。
[0119] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的GWP。在一实施方式中,可能需要GWP等于300或约为300或小于300的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150或小于150的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150至等于300或约为300的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图6中所示并参考图6描述的组合物(例如,有用的组合物181和/或优选的组合物190),以包含所需GWP的组合物。
[0120] 在一实施方式中,容量为R32的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的90%或约为90%或大于90%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的95%或约为95%或大于95%的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图6中所示并参考图6描述的组合物(例如,有用的组合物181和/或优选的组合物190),以包含所需容量的组合物。
[0121] 在一实施方式中,所需温度滑移的特性可能不同于10°F。在一实施方式中,可能需要温度滑移为12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在这样的实施方式中,图6中所示的有用组合物181将包括具有所需温度滑移的那些组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图6中所示并参考图6描述的组合物(例如,有用的组合物181和/或优选的组合物190),以包含具有GWP的组合物。
[0122] 图7A-7D各示出了重量百分比为R1123、R32和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵200、210、220、230。类似于图2-6中的矩阵100、120、140、160、180,计算每个矩阵200、210、
220、230中的组合物。因此,在图7A-7D中,R1123的轴是水平的并且平行于R32的边,R32的轴平行于CF3I的边,并且CF3I的轴平行于R1123的边。每个矩阵200、210、220、230显示R1123、R32和CF3I在每10wt%的值。例如,图7A中的组合物201对应于70wt%R1123、20wt%R32和
10wt%CF3I的组合物。
[0123] 图7A示出了R1123、R32和CF3I的组合物的相对于R410A的性能系数的矩阵200(例如,组合物的性能系数减去R410A的性能系数除以R410A的性能系数)。图7B示出了对于R1123、R32和CF3I的组合物相对于R410A的压缩机排出温度(华氏温度)的矩阵210(例如,组合物的压缩机排出温度减去R410A的压缩机排出温度)。图7C示出了当R1123,R32和CF3I的组合物在液相中相对于R410的每种组合物的密度的矩阵220(例如,组合物的密度除以R410A的液相密度)。图7D示出了R1123,R32和CF3I的组合物相对于R410A的质量流速的矩阵230(例如,组合物的质量流速除以R410A的质量流速)。
[0124] 每个矩阵200、210、220、230还指定一系列组合物205、215、225、235。范围205、215、225、235内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为
40:60或约为40:60。如图7A所示,随着组合物中CF3I的量减少,热力学效率增加。在范围205内和矩阵200的中间附近的组合物(例如,在具有等量的R1123/R32/CF3I的组合物附近)具有与R410A类似的热力学效率。如图7B所示,范围215内的组合物导致压缩机排出温度的适度变化为约15°F至约20°F。该范围高于使用R452B(R410A的另一种替代方案)时可能产生的范围,但小于使用R32时产生的约30°F的范围。如图7C所示,范围225内的组合物具有与R410A相当的密度。在范围225内的矩阵220中间附近的组合物具有与R410A大致相同的密度。如图7D所示,范围235中的组合物具有略高的流速,但在矩阵235的中间附近相似。
[0125] 制冷剂组合物的性能可以基于性能系数、压缩机排出温度、液体密度和质量流速中的一个或多个。在一实施方式中,一组所需性质包括性能系数、压缩机排出温度、质量流速和操作压力中的一个或多个。在一实施方式中,该组所需性质导致制冷剂组合物以与R410A相当的方式进行。在一实施方式中,该组所需性质导致制冷剂组合物以与R32相当的方式进行。在一实施方式中,需要相对于R410A或R32具有大于97%的性能系数的组合物。在一实施方式中,可能需要导致压缩机排出温度相对于R410A或R32的变化为32°F或约为32°F或低于32°F的组合物。在一个实施方式中,优选的,导致压缩机排出温度相对于R410A或R32变化为20°F或约为20°F或低于20°F的组合物。在一个实施方式中,可能需要导致质量流速为R410A或R32的1.5倍或约为1.5倍或大于1.5倍以上的组合物。在一个实施方式中,可能需要导致质量流速为R410A或R32的1.2倍或约为1.2倍或大于1.2倍以上的组合物。在一个实施方式中,可能需要导致质量流速为R410A或R32的1.1倍或约为1.1倍或大于1.1倍以上的组合物。在一实施方式中,可能需要流体密度等于1.5或约为1.5或小于1.5的组合物。图7A-7D提供了相对于R410A的值。表2和表3提供R410A和R32的性能系数和压缩机排气温度。例如,可以基于表2和3中的R410和R32的值来修改矩阵200、210、220和230,以接近相对于R32的值。
[0126] 在这样的实施方式中,图7A-7D中的一个或多个可用于选择具有所需性能系数、压缩机排出温度、质量流速和/或运行压力的组合物。例如,所需的组合物可选自图3-6中所示和/或描述的的组合物,以通过利用图7A-7D中的一个或多个获得所需的性能系数、压缩机排出温度、质量流速和/或运行压力。在一个实施方式中,制备制冷剂组合物的方法和/或改进制冷剂组合物的方法利用图2-7D的一种或多种矩阵,使得所得的制冷剂组合物或改进的制冷剂组合物具有所需的一组性能。
[0127] 包括R32、R1123和R125的制冷剂组合物
[0128] 图8示出了R1123、R32和R125的制冷剂组合物的矩阵300,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R1123、R32和R125浓度的函数的曲线图。三角形的每个边303、302、301分别对应于R1123、R32和R125的重量百分比。三角形的每个顶点304、305、306分别对应于100wt%R1123、100wt%R32和100wt%R125的组合。可以使用矩阵300估算具有重量百分比的R1123、R32和R125的制冷剂组合物的性质(例如,GWP、可燃性、相对于R410A或R32的容量)。
[0129] 在图8中,含有各种量的R1123和R32的制冷剂组合物与R125共混。例如,沿着矩阵300的底边302的数据点310和312分别表示含有45wt%的R1123和55wt%的R32的制冷剂组合物和含有40wt%的R1123和60wt%的R32的制冷剂组合物。这些是R1123和R32的二元混合物。可以看出这些二元混合物提供的容量远超过R410A和远超过R32的容量。这可能是R1123和R32之间相互作用的结果,它产生的共沸物具有比单独的R1123和R32更高的压力。
[0130] 使用热力学模型估算矩阵300的组合物的性质。可燃和不可燃组合物之间的边界由粗实线表示,该粗实线从边303(在约55wt%R1123处)延伸到边301(在约45wt%R125处)。易燃组合物低于边界,不可燃组合物高于边界。边界基于R1123、R32、R125和R410A的可燃性特征。GWP是基于各个组分的GWP以及ASHRAE标准34中描述的用于计算制冷剂混合物GWP方法。基于各个组分和各种组分二元混合物的特征估计可燃性边界。因此,在一实施方式中,组合物中沿着可燃性边界的每种制冷剂的量例如可以变化高达约5%。应当理解,可以基于进一步测试来更新所示和/或描述的组合物和范围,以确认可燃性边界的位置。
[0131] 图9和图10各示出了基于图8的矩阵300的矩阵320、340,并且矩阵320,340并且其具有与图8的矩阵300相同的边和顶点。每个矩阵320、340与矩阵300相同,除了矩阵320、340示出了特定范围的制冷剂组合物。在一些实施方式中,图9和10中提出的组合物可具有适合作为R410A的替代物的性质。一个或多个矩阵320、340可用于确定具有一组所需属性质的组合物。
[0132] 在一个实施方式中,有用制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定的(例如,相对于R1123),等于1500或约为1500或小于1500的GWP,以及从等于R410容量的85%或约为85%至等于R410容量的110%至约为110%范围内的容量。如上所述,当R1123本身用作工作流体时会分解。当混合另一种制冷剂如R32和/或R125时,R1123可以是稳定的,并且该混合物含有80wt%或约为80wt%或小于约80wt%的R1123。因此,在这样的实施方式中,有用的制冷剂组合物的所需性质包括含有等于80%或约80%或低于80%的R1123。基于R1123、R32和R125的特征估计R1123的浓度(等于80%或约80%)以提供稳定性。因此,可以基于进一步测试来更新R1123的量的该上端点。
[0133] 基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物321显示在图9的矩阵320中。有用的制冷剂组合物321包含大于0wt%且小于100wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于47wt%或约为47wt%或者低于47wt%且大于0wt%的R125。
[0134] 在一个实施方式中,有用的组合物321可包括如图9中所示的优选组合物330A、330B。优选组合物330A、330B的性质包括大于R410A容量100%和且等于R410A容量110%约为110%或小于110%的容量,以及等于750或约为于750或小于750的GWP。如图9所示,优选的组合物330A、330B位于矩阵的两个独立区域中。优选的组合物330A包括等于18wt%或约为18wt%或小于18wt%且大于0wt%的R32;从等于62wt%或约为62wt%至等于80wt%或约为80wt%的R1123;和从等于11wt%或约为11wt%至等于24wt%或约为24wt%的R125。优选的制冷剂组合物330B包含等于78wt%或约为78wt%或小于78wt%且小于100wt%的R32;等于15wt%或约为15wt%或小于15wt%且大于0wt%的R1123;以及等于7wt%或约为7wt%或者低于7wt%且大于0wt%的R125。
[0135] 图9还包括阴影区域325。阴影区域325内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物提供更高稳定性。在一些实施方式中,一组期望的性质可包括由阴影区域325内的组合物提供的高稳定性和有利的热力学性质。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图9中所示并参考图9描述的组合物(例如,有用组合物321),以包括那些在阴影区域325内的组合物。
[0136] 在一实施方式中,等于或小于1500GWP的期望性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于600或约为600或小于600的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图9中所示并参考图9描述的组合物(例如,有用的组合物321和/或优选的组合物330A、330B),以包含那些所需GWP的组合物。
[0137] 在一实施方式中,容量为R410A的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量等于或约等于R410A的容量或大于R410A容量的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从95%或约为95%至105%或约为105%的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图9中所示并参考图9描述的组合物(例如,有用的组合物321和/或优选的组合物330A、330B),以包含那些所需容量的组合物。
[0138] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的温度滑移。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于1°F或约为1°F或小于1°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于0.5°F或约为0.5°F或小于0.5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图9中所示并参考图9描述的组合物(例如,有用的组合物321和/或优选的组合物330A、330B),以包含所需温度滑移的组合物。
[0139] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括不可燃的,以及等于R410A容量的85%或约为85%或大于85%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物341显示在图10的矩阵340中。有用的制冷剂组合物341包括等于48wt%或约为48wt%或小于48wt%且大于0wt%的R32;从等于15wt%或约为15wt%至等于55wt%或约为55wt%的R1123;和从等于30wt%或约为30wt%至等于47wt%或约为47wt%的R125。
[0140] 在一个实施方式中,有用的组合物341可包括如图10中所示的优选组合物350。优选组合物350的性质包括大于R410A容量95%的容量,1500或约1500或小于1500的GWP,以及1℉或约为1℉或小于1℉的温度滑移。优选的组合物350包括从等于37wt%或约为37wt%至等于48wt或约为48wt%的R32;从等于15wt%或约为15wt%至等于33wt%或约为33wt%的R1123;和从等于30wt%或约为30wt%至等于39wt%或约为39wt%的R125。
[0141] 图10还包括阴影区域335。阴影区域335内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物具有高稳定性。在一些实施方式中,一组期望的性质可包括由阴影区域335内的组合物提供的高稳定性和一个或多个有利的热力学性质。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图10中所示并参考图10描述的组合物(例如,有用的组合物341和/或优选的组合物350),以包括那些也在阴影区域335内的组合物。
[0142] 在一实施方式中,容量为R410A的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的105%或约为105%或低于105%的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图10中所示并参考图10描述的组合物(例如,有用的组合物341和/或优选的组合物350),以包含具有所需容量的组合物。
[0143] 图11和图12各示出了基于图8的矩阵300的矩阵360、380,并且矩阵360、380具有与图8的矩阵300相同的边和顶点。每个矩阵360、380与图8的矩阵300相同,除了矩阵360、380示出了基于特定一组所需性质的组合物的范围。在一些实施方式中,图10和11中提出的组合物可具有适合作为R32的替代物的性质。
[0144] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定的(例如,相对于R1123),等于1500或约为1500或小于300的GWP,以及具有等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物361显示在图11的矩阵360中。如上所述,具有等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%的R1123的组合物可以是稳定的,因为组合物含有足够量的其它制冷剂(例如,R125和R32)以防止R1123分解。因此,可以基于进一步的测试来更新R1123(例如,等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%)的浓度的该上极限。有用的制冷剂组合物361包含小于100wt%且大于0wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于47wt%或约为47wt%或者低于
47wt%且大于0wt%的R125。
[0145] 在一个实施方式中,有用的组合物361可包括如图11中所示的优选组合物370。优选组合物370的性质包括稳定(例如,相对于R1123的稳定性),等于R32容量90%或约为90%或大于90%的容量,以及等于750或约为于750或小于750的GWP。优选的制冷剂组合物370包含小于100wt%且大于0wt%的R32;等于80wt%或约为80wt%或小于80wt%且大于0wt%的R1123;以及等于24wt%或约为24wt%或者低于24wt%且大于0wt%的R125。
[0146] 在一实施方式中,优选的组合物370可包括如图11中所示的组合物370A。在一实施方式中,可能需要组合物370A,因为它们是稳定的(例如,就R1123的稳定性而言),具有大于R32容量的100%的容量,等于300或约为300或小于300的GWP,和低于0.5°F的温度滑移。组合物370A包含从等于14wt%或约14wt%至等于44wt%或约为44wt%的R32;从等于56wt%或约为56wt%至等于80wt%或约80wt%的R1123;等于7wt%或约7wt%或小于7wt%且大于0wt%的R125。
[0147] 图11还包括阴影区域365。阴影区域365内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物具有更高稳定性。在一实施方式中,一组所需性质可包括更高的稳定性。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图11中所示并参考图11描述的组合物(例如,有用的组合物361和/或优选的组合物370,和/或组合物370A),以包括那些也在阴影区域365内的组合物。
[0148] 在一实施方式中,等于或小于1500GWP的期望性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于600或约为600或小于600的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图11中所示并参考图11描述的组合物(例如,有用的组合物361,优选的组合物370,和/或组合物370A),以包含那些所需GWP的组合物。
[0149] 在一实施方式中,容量为R32的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的95%或约为95%或大于95%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量等于或约等于R32的容量或大于R32容量的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从95%或约为95%至R32容量105%或约为
105%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量等于R32的容量或约等于R32容量至R32容量105%或约为105%的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图11中所示并参考图11描述的组合物(例如,有用的组合物361和/或优选的组合物370),以包含具有所需容量的组合物。
[0150] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的温度滑移。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于1.0°F或约为1.0°F或小于1°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于0.5°F或约为0.5°F或小于0.5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图11中所示并参考图11描述的组合物(例如,有用的组合物361和/或优选的组合物370),以包含那些所需温度滑移的组合物。
[0151] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括不可燃的,以及具有等于R32容量的85%或约为85%或大于85%的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物381显示在图12的矩阵380中。有用的制冷剂组合物381包括等于48wt%或约为48wt%或小于48wt%且大于0wt%的R32;从等于15wt%或约为15wt%至等于55wt%或约为
55wt%的R1123;和从等于30wt%或约为30wt%至等于47wt%或约为47wt%的R125。
[0152] 在一个实施方式中,有用的组合物381可包括如图12中所示的优选组合物390。在一实施方式中可能需要的优选组合物390的性质为具有R32容量的95%或约为95%或大于95%的容量,等于1500或约1500或小于1500的GWP,以及1.0℉或约为1.0℉或低于1.0℉的温度滑移。优选的组合物390包括从等于37wt%或约为37wt%至等于48wt%或约为48wt%的R32;从等于15wt%或约为15wt%至等于33wt%或约为33wt%的R1123;和从等于30wt%或约为30wt%至等于39wt%或约为39wt%的R125。
[0153] 图12还包括阴影区域385。阴影区域385内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。在一个实施方式中,R1123与R32的比为约60:40至约40:60的组合物提供更高稳定性。在一实施方式中,一组所需性质可包括更高的稳定性。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图12中所示并参考图12描述的组合物(例如,有用的组合物381和/或优选的组合物390),以包括那些也在阴影区域385内的组合物。
[0154] 在一实施方式中,容量为R32的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的95%或约为95%或大于95%的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图12中所示并参考图12描述的组合物(例如,有用的组合物381),以包含具有所需容量的组合物。
[0155] 图13A和13B各示出了按重量百分比的R1123、R32和R125的组合物的热力学性质的矩阵400、410。因此,在图13A和13B中,R125的轴是水平的并且平行于R32的边,R32的轴平行于R1123的边,并且R1123的轴平行于R125的边。每个矩阵400、410包括R1123、R32和CF3I在每10wt%的值。以先前讨论的关于图7A中的矩阵200的类似方式计算每个矩阵400、410中的组分。
[0156] 图13A示出了R1123、R32和R125的组合物的相对于R410A的性能系数的矩阵400(例如,组合物的性能系数减去R410A的性能系数除以R410A的性能系数)。图13B示出了对于R1123、R32和R125的组合物相对于R410A的压缩机排出温度(华氏温度)的矩阵210(例如,组合物的压缩机排出温度减去R410A的压缩机排出温度)。
[0157] 每个矩阵400、410还指定一系列组合物405、415。范围405、415内的组合物具有R1123与R32的重量比(R1123:R32),从为60:40或约为60:40至为40:60或约为40:60。如图13A所示,随着组合物中R32的量增加以及组合物中R1123的量减少,热力学效率增加。如图
13A所示,范围405内的组合物具有为R410A的热力学效率从约98%至约95%的热力学效率。
如图13B所示,范围415内的组合物导致压缩机排出温度(相对于R410A)在-30°F或约-30°F至约18°F或约18°F的变化。然而,在范围415的下部,组合物导致压缩机排出温度在-2°F或约-2°F至等于18°F或大约18°F变化。该范围高于使用R452B(另一种R410A的替代方案)时可能产生的范围,但小于单独的由R32产生的30°F或大约30°F的范围。
[0158] 制冷剂组合物的性能可以基于性能系数和压缩机排出温度中的一个或多个。在一个实施方式中,所需的性质组包括性能系数和压缩机排出温度中的一个或多个。在一实施方式中,该组所需性质导致制冷剂组合物以与R410A相当的方式进行。在一实施方式中,该组所需性质导致制冷剂组合物以与R32相当的方式进行。
[0159] 在一实施方式中,优选相对于R410A或R32具有大于97%的性能系数的组合物。在一实施方式中,需要导致压缩机排出温度相对于R410A或R32为32°F或约为32°F或低于32°F变化的组合物。在一实施方式中,优选导致压缩机排出温度相对于R410A或R32为20°F或约为20°F或低于20°F变化的组合物。对于相对于R32的值,可以基于表2和3中的R410和R32的值来修改矩阵400和410,以接近相对于R32的值。在这样的实施方式中,图13A和13B中的一个或多个可用于选择具有所需性能系数和/或压缩机排出温度的组合物。例如,所需的组合物可选自图8-12中一个或多个所示和/或描述的组合物,以通过利用图13A和13B中的一个或多个获得所需的性能系数和/或压缩机排出温度。
[0160] 在一个实施方式中,制备制冷剂组合物的方法和/或改进制冷剂组合物的方法利用图8-13B的一种或多种矩阵,使得所得的制冷剂组合物或改进的制冷剂组合物具有所需的一组性能。
[0161] 包括R32、R1123、R125和CF3I的组合物
[0162] 图14示出了矩阵500,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R125、80wt%R32和20wt%R1123混合物、和CF3I浓度的函数的曲线图。三角形的每个边501、502、503分别对应于R125、80wt%R32和20wt%R1123混合物和CF3I的重量百分比。三角形的每个顶点504、505、506分别对应于100wt%R125、80wt%R32和20wt%R1123混合物和100wt%CF3I。
[0163] 图15示出了矩阵600,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R125、50wt%R32和50wt%R1123混合物、和CF3I浓度的函数的曲线图。三角形的每个边601、602、603分别对应于R125、50wt%R32和50wt%R1123混合物和CF3I的重量百分比。三角形的每个顶点604、605、506分别对应于100wt%R125、50wt%R32和50wt%R1123混合物和100wt%CF3I。
[0164] 图16示出了矩阵700,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R125、20wt%R32和80wt%R1123混合物、和CF3I浓度的函数的曲线图。三角形的每个边701、702、703分别对应于R125、20wt%R32和80wt%R1123混合物和CF3I的重量百分比。三角形的每个顶点704、705、506分别对应于100wt%R125、20wt%R32和80wt%R1123混合物和100wt%CF3I。
[0165] 具有R125、R1123、R32和CF3I的重量百分比的制冷剂组合物的性质(例如,GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A或R32的容量)可以通过插值图14中的矩阵500、图15中的矩阵600和图16中的矩阵700来估算。或者,类似于图14-16中的矩阵500、600、700的矩阵可以以与上面讨论的50:50之间和80:20之间以及20:80之间的R1123和R32的比率相同的方式计算。选择80wt%的上限用于R1123,因为当组合物含有大于80wt%的R1123时,R1123可能分解。因此,可以基于进一步测试来更新R1123的上限(例如,等于或约为80%)。选择R32的等于80%或约80%的上限,因为越大量的R32导致组合物的GWP越高。
[0166] 使用热力学模型估算每种模型500、600、700的组合物的性质。在图14-16中,可燃和不可燃组合物之间的边界由大虚线示出,该大虚线从三角形的底边502、602、702延伸到右边501、601、701。易燃组合物位于边界的右侧。边界基于R1123、R32、CF3I、R410A和R125的可燃性特征以及CF3I的阻燃性能。GWP是基于各个组分的GWP以及ASHRAE标准34中描述的用于计算制冷剂混合物GWP方法。基于各个组分和各种组分二元混合物的特征估计可燃性边界。基于组合物中R32与R1123的50:50的比例来估算可燃性线,同时改变组合物中R125和CF3I的量。因此,在一实施方式中,组合物中沿着可燃性边界的每种制冷剂的量例如可以变化高达约5%。应当理解,可以基于进一步测试来更新所示和/或描述的组合物和范围,以确认可燃性边界的位置。
[0167] 图17和图20各示出了基于图14的矩阵500的矩阵510、550,并且矩阵510,550具有与矩阵500相同的边和顶点。图17的矩阵510与矩阵500相同,除了矩阵510不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图20的矩阵550与图14的矩阵500相同,除了矩阵550不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0168] 图18和图21各示出了基于图15的矩阵600的矩阵610、650,并且矩阵610,650具有与矩阵600相同的边和顶点。图18的矩阵610与矩阵600相同,除了矩阵610不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图21的矩阵650与矩阵600相同,除了矩阵650不具有相对于R410A的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0169] 图19和图22各示出了基于图16的矩阵700的矩阵710、750,并且矩阵710,750具有与矩阵700相同的边和顶点。图19的矩阵710与矩阵700相同,除了矩阵710不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图22的矩阵750与矩阵700相同,除了矩阵750不具有相对于R410A的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0170] 一个或多个矩阵510、550、610、650、710、750可用于确定具有所需属性质组合的R32、R1123、R125和CF3I的组合物。例如,可同时利用图17-19中的矩阵510、610、710来确定具有与R410相当性质的组合物。例如,可同时利用图20-22中的矩阵550、650、750来确定具有与R32相当性质的组合物。或者,类似于矩阵500、600、700的矩阵可以以与上面讨论的20:80之间和80:20之间(除了50:50)的R32和R1123的比率(R32:R1123)相同的方式计算。选择
80wt%的上限用于R1123,因为当组合物含有大于80wt%或约80wt%的R1123时,R1123可能分解。因此,应理解,可以基于进一步测试来更新R1123的上限(例如,等于80wt%或约为
80wt%)。选择R32的等于80%或约80%的上限,因为越大量的R32导致组合物的GWP越高。
[0171] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定(例如,相对于R1123稳定),从R410A的容量的85%或约85%至110%或约110%的范围内的容量,等于15°F或小于15°F的温度滑移。基于这些所需性质,一系列有用的制冷剂组合物520显示在图17的矩阵
510中,一系列有用的制冷剂组合物620显示在图18的矩阵610中,以及一系列有用的制冷剂组合物720显示在图19的矩阵710中。
[0172] 图17中有用的制冷剂组合物520包括从18wt%或约18wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占22wt%)至72wt%或约72wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占90wt%)的R32;从4wt%或约4wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占22wt%)至18wt%或约18wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占90wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于62wt%或约为62wt%或者小于62wt%且大于0wt%的CF3I。
[0173] 图18中有用的制冷剂组合物620包括从12wt%或约12wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占24wt%)至42wt%或约42wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占84wt%)的R32;从12wt%或约12wt%(混合物中50wt%的R1123×组合物中的混合物占24wt%)至42wt%或约42wt%(混合物中50wt%的R1123在×组合物中的混合物占84wt%)的R1123;等于45wt%或约为45wt%或小于45wt%且大于0wt%的R125;等于52wt%或约为52wt%或者小于52wt%且大于0wt%的CF3I。
[0174] 图19中有用的制冷剂组合物720包括从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占29wt%)至18wt%或约18wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占90wt%)的R32;从23wt%或约23wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占29wt%)至72wt%或约72wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占90wt%)的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;等于41wt%或约为41wt%或者小于41wt%且大于0wt%的CF3I。
[0175] 如上所述,可能需要R32与R1123之比为约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图17-19中的有用的制冷剂组合物520、620、720内插值得出一系列有用的制冷剂组合物。基于每个有用的制冷剂组合物520、620、720,有用的制冷剂组合物可包含从等于6wt%或约为6wt%至等于72wt%或约为
72wt%的R32;从等于4wt%或约为4wt%至等于72wt%或约为72wt%的R1123;等于45wt%或约为45wt%或者低于45wt%且大于0wt%的R125;以及等于62wt%或约为62wt%或者低于62wt%且大于0wt%的CF3I。
[0176] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从80:20或约80:20至50:50或约50:50的组合物。在这样的实施方式中,可以基于图17中的有用制冷剂组合物510和图18中的有用制冷剂组合物510来确定有用的制冷剂组合物。
[0177] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从50:50或约50:50至20:80或约20:80的组合物。在这样的实施方式中,可以基于图18中的有用制冷剂组合物610和图19中的有用制冷剂组合物710来确定有用的制冷剂组合物。
[0178] 在一个实施方式中,R1123与R32的比为从60:40或约60:40至40:60或约40:60的组合物提供更高稳定性。在一实施方式中,一组所需性质可包括更高的稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图17和19中的有用的制冷剂组合物510、710选择所需的组合物,以包括具有所需的R1123与R32的比为60:40或约为60:40至40:60或约为40:60的那些组合物。
[0179] 如图17-19所示,有用的组合物520可包括优选的组合物530,有用的组合物620可包括优选的组合物630,有用的组合物720可包括优选的组合物730。在一实施方式中需要优选的组合物530、630、730,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123稳定),具有R410A的容量85%或约85%或大于85%的容量,低于15°F的温度滑行温度且不易燃。
[0180] 图17中优选的制冷剂组合物530包括从18wt%或约18wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占22wt%)至44wt%或约44wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占55wt%)的R32;从4wt%或约4wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占22wt%)至11wt%或约11wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占55wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;以及等于
7wt%或约为7wt%至等于62wt%或约为62wt%的CF3I。
[0181] 图18中优选的制冷剂组合物630包括从12wt%或约12wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占24wt%)至28wt%或约28wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占55wt%)的R32;从12wt%或约12wt%(混合物中50wt%的R1123×组合物中的混合物占24wt%)至28wt%或约28wt%(混合物中50wt%的R1123在×组合物中的混合物占55wt%)的R1123;等于45wt%或约为45wt%或小于45wt%且大于0wt%的R125;等于5wt%或约为5wt%至52wt%或约为52wt%的CF3I。
[0182] 图19中优选的制冷剂组合物730包括从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R32×组合物在的混合物占29wt%)至11wt%或约11wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占55wt%)的R32;从23wt%或约23wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占29wt%)至44wt%或约44wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占55wt%)的R1123;等于6wt%或约为6wt%至等于44wt%或约为44wt%的R125;等于41wt%或约为41wt%或者小于41wt%且大于0wt%的CF3I。
[0183] 如上所述,可能需要R32与R1123之比为约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图17-19中的优选的制冷剂组合物530、630、730内插值得到一系列优选的制冷剂组合物。基于每个优选的制冷剂组合物530、630、730,有用的制冷剂组合物可包含等于6wt%或约为6wt%至等于44wt%或约为
44wt%的R32;等于4wt%或约为4wt%至等于44wt%或约为44wt%的R1123;等于45wt%或约为45wt%或小于45wt%且大于0wt%的R125;以及等于62wt%或约为62wt%或者小于
62wt%且大于0wt%的CF3I。
[0184] 在有用的组合物520、620、720中,可优选图17-19中阴影区域535、635和735内的组合物,因为它们具有等于750或约750或小于750的GWP。在一实施方式中,可以基于图17-19中的阴影区域535、635和735确定一系列所需组合物。
[0185] 在一实施方式中,GWP为1500或约为1500或低于1500或等于750或约750或低于750的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于600或约为600或小于600的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图17-19所示且参考图17-19所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需GWP的组合物。
[0186] 在一实施方式中,容量的所需性质与R410A的容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%的所需性质不同。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从85%或约为85%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从85%或约为85%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从90%或约为90%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从90%或约为90%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从90%或约为90%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从90%或约为90%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从95%或约为95%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从95%或约为95%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从100%或约为100%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从100%或约为100%至105%或约为105%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图17-19所示且参考图17-19所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需容量的组合物。
[0187] 在一实施方式中,所需温度滑移性质可不同于等于15°F或约为15°F或小于15°F。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于10°F或约为10°F或小于10°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图17-19所示且参考图17-19所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需温度滑移的组合物。
[0188] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定(例如,相对于R1123),R32容量的85%或约85%或大于85%的容量,等于15°F或约为15°F或小于15°F的温度滑移。基于这些所需性质,一系列有用的制冷剂组合物560显示在图20的矩阵550中,一系列有用的制冷剂组合物660显示在图21的矩阵650中,以及一系列有用的制冷剂组合物760显示在图22的矩阵750中。
[0189] 图20中有用的制冷剂组合物560包括从25wt%或约25wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占100wt%)的R32;从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于42wt%或约为42wt%或小于42wt%且大于0wt%的R125;等于
54wt%或约为54wt%或者小于54wt%且大于0wt%的CF3I。
[0190] 图21中有用的制冷剂组合物660包括从17wt%或约17wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占34wt%)至50wt%或约50wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占100wt%)的R32;从17wt%或约17wt%(混合物中50wt%的R1123×组合物中的混合物占34wt%)至50wt%或约50wt%(混合物中50wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于
47wt%或约为47wt%或者小于47wt%且大于0wt%的CF3I。
[0191] 图22中有用的制冷剂组合物760包括从8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占39wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占100wt%)的R32;从23wt%或约23wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占39wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;等于
39wt%或约为39wt%或者小于39wt%且大于0wt%的CF3I。
[0192] 如上所述,可能需要R32与R1123之比为从约80:20至约20:80的组合物,因为该组合物提供了稳定的组合物和具有低GWP的组合物。因此,可以从图20中示出的有用的制冷剂组合物560和图21中示出的有用的制冷剂组合物760内插值得出一系列有用的制冷剂组合物。基于每个有用的制冷剂组合物560、660、760,有用的制冷剂组合物可包含从等于8wt%或约为8wt%至等于80wt%或约为80wt%的R32;从等于6wt%或约为6wt%至等于80wt%或约为80wt%的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;以及等于54wt%或约为54wt%或者低于54wt%且大于0wt%的CF3I。
[0193] 在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图20中的有用制冷剂组合物560和图21中的有用制冷剂组合物660来确定有用的制冷剂组合物。在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约50:50至约20:80的组合物。在这样的实施方式中,可以基于图21中的有用制冷剂组合物660和图22中的有用制冷剂组合物760来确定有用的制冷剂组合物。
[0194] 在一个实施方式中,R1123与R32的比为从约60:40至约40:60的组合物提供更高稳定性。在一实施方式中,一组所需性质可包括更高的稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图20和22中的有用的制冷剂组合物560、760选择所需的组合物,以包括具有所需的R1123与R32的比为60:40至40:60的那些组合物。
[0195] 如图20-22所示,有用的组合物560可包括优选的组合物570,有用的组合物660可包括优选的组合物670,有用的组合物760可包括优选的组合物770。在一实施方式中需要优选的组合物570、670、770,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123稳定),具有R410A的容量85%或约85%或大于85%且小于100%的容量,低于15°F的温度滑行温度且不易燃。
[0196] 图20中优选的制冷剂组合物570包括从25wt%或约25wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至44wt%或约44wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占55wt%)的R32;从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至11wt%或约11wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占55wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于7wt%或约为7wt%至54wt%或约为54wt%的CF3I。
[0197] 图21中优选的制冷剂组合物670包括从17wt%或约17wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占34wt%)至28wt%或约28wt%(混合物中50wt%的R32×组合物中的混合物占55wt%)的R32;从17wt%或约17wt%(混合物中50wt%的R1123×组合物中的混合物占34wt%)至28wt%或约28wt%(混合物中50wt%的R1123在×组合物中的混合物占55wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于5wt%或约为5wt%至47wt%或约为47wt%的CF3I。
[0198] 图22中优选的制冷剂组合物770包括从8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占39wt%)至11wt%或约11wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占55wt%)的R32;从31wt%或约31wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占39wt%)至44wt%或约44wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占55wt%)的R1123;从等于10wt%或约为10wt%至等于46wt%或约为46wt%的R125;等于
35wt%或约为35wt%或者小于35wt%且大于0wt%的CF3I。
[0199] 如上所述,可能需要R32与R1123之比为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图20-22中的优选的制冷剂组合物570、670、770内插值得出一系列优选的制冷剂组合物。基于每个优选的制冷剂组合物570、670、770,有用的制冷剂组合物可包含从等于8wt%或约为8wt%至等于44wt%或约为44wt%的R32;从等于6wt%或约为6wt%至等于44wt%或约为44wt%的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;以及等于54wt%或约为54wt%或者低于54wt%且大于0wt%的CF3I。
[0200] 在有用的组合物560、660、760中,可优选图20-22中阴影区域575、675和775内的组合物,因为它们具有等于750或约750或小于750的GWP。在一实施方式中,所需的组合物可基于图22-22的阴影区域575、675、775,选自如图20-22所示且参考图20-22所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物。
[0201] 在一实施方式中,GWP为1500或约为1500或低于1500或等于750或约750或低于750的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于600或约为600或小于600的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图20-22所示且参考图20-22所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需GWP的组合物。
[0202] 在一实施方式中,容量为R32的容量的85%或约为85%或大于85%的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的90%或约为90%或大于90%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从90%或约为
90%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从90%或约为90%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的95%或约为95%或大于95%的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从95%或约为95%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从95%或约为95%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量等于或约等于R32的容量或大于R32容量的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从100%或约为100%至105%或约为105%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图20-22所示且参考图20-22所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需容量的组合物。
[0203] 在一实施方式中,所需温度滑移性质可不同于等于15°F或约为15°F或小于15°F。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于10°F或约为10°F或小于10°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图20-22所示且参考图20-22所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需温度滑移的组合物。
[0204] 图23A-25B各示出了按重量百分比的R1123、R32、R125和和CF3I的组合物的热力学性质的矩阵590、592、690、692、790、792。在图23A-25B中,R125的轴是水平的并且与R1123和R32的混合物的重量百分比的边平行,CF3I的轴平行于R125的边,R1123和80R32的混合物的轴与CF3I的边平行。在图23A和23B中,矩阵590、592的底边是80wt%的R32和20wt%的R1123的混合物的重量百分比。在图24A和24B中,矩阵690、692的底边是50wt%的R32和50wt%的R1123的混合物的重量百分比。在图24A和24B中,矩阵790、792的底边是80wt%的R32和20wt%的R1123的混合物的重量百分比。每个矩阵590、592、690、692、790、792显示的R125、CF3I以及R32和R1123的混合物每10wt%的值。以讨论的关于图7A中的矩阵200的类似方式计算每个矩阵590、592、690、692、790、792中的组分。
[0205] 图23A、24A和25A各自示出了相对于R410A的性能系数的矩阵590、690、790(例如,对于R125、CF3I以及R32和R1123的混合物的组合物。图23B、24B、25B各自示出了R125、CF3I以及R32和R1123的混合物以华氏温度为单位压缩机排出温度的矩阵592、692、792(相对于R410A)。
[0206] 制冷剂组合物的性能可以基于性能系数和压缩机排出温度中的一个或多个。在一个实施方式中,所需的性质组可包括性能系数和压缩机排出温度中的一个或多个。在一实施方式中,需要相对于R410A具有大于97%的性能系数的组合物。在一实施方式中,可能需要导致压缩机排出温度相对于R410A为32°F或约为32°F或低于32°F变化的组合物。在一实施方式中,可能需要导致压缩机排出温度相对于R410A为20°F或约为20°F或低于20°F变化的组合物。对于相对于R32的值,可以基于表2和3中的R410和R32的值来修改图23A-25中的矩阵,以接近相对于R32的值。在这样的实施方式中,可采用图23A-25B中的一个或多个选择具有所需性能系数和/或压缩机排出温度的组合物。例如,所需的组合物可选自图17-22中一个或多个所示和/或描述的组合物,以通过利用图23A和25B中的一个或多个获得所需的性能系数和/或压缩机排出温度。
[0207] 在一个实施方式中,制备制冷剂组合物的方法和/或改进制冷剂组合物的方法利用图17-25B的一种或多种矩阵,使得所得的制冷剂组合物或改进的制冷剂组合物具有所需的一组性能。
[0208] 包含R125、R1234yf、R32和R1123的组合物
[0209] 图26示出了矩阵1000,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量、相对于R22的容量作为R125、20wt%R1123和80wt%R32混合物、和R1234yf的浓度的函数的曲线图。三角形的每个边1001、1002、1003分别对应于R125、20wt%R123和80wt%R32混合物和R1234yf的重量百分比。三角形的每个顶点1004、1005、1006分别对应于100wt%R125、20wt%R1123和80wt%R32混合物和100wt%R1234yf。
[0210] 图27示出了矩阵1100,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量、相对于R22的容量作为R125、40wt%R1123和60wt%R32混合物、和R1234yf的浓度的函数的曲线图。三角形的每个边1101、1102、1103分别对应于R125、40wt%R123和60wt%R32混合物和R1234yf的重量百分比。三角形的每个顶点1104、1105、1106分别对应于100wt%R125、40wt%R1123和60wt%R32混合物和100wt%R1234yf。
[0211] 图28示出了矩阵1200,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量、相对于R22的容量作为R125、60wt%R1123和40wt%R32混合物、和R1234yf的浓度的函数的曲线图。三角形的每个边1201、1202、1203分别对应于R125、60wt%R123和40wt%R32混合物和R1234yf的重量百分比。三角形的每个顶点1204、1205、1206分别对应于100wt%R125、60wt%R1123和40wt%R32混合物和100wt%R1234yf。
[0212] 图29示出了矩阵1300,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量、相对于R22的容量作为R125、80wt%R1123和20wt%R32混合物、和R1234yf的浓度的函数的曲线图。三角形的每个边1301、1302、1203分别对应于R125、80wt%R1123和20wt%R32混合物和R1234yf的重量百分比。三角形的每个顶点1304、1305、1306分别对应于100wt%R125、80wt%R1123和20wt%R32混合物和100wt%R1234yf。
[0213] 使用热力学模型估算每种模型1000、1200、1300的组合物的性质。可燃和不可燃组合物之间的边界由图26-29各大虚线示出,大的虚线在三角形的左边和右边之间延伸。易燃组合物位于边界下方。边界基于R1123、R32、R1234yf、R410A和R125的可燃性特征。GWP是基于各个组分的GWP以及ASHRAE标准34中描述的用于计算制冷剂混合物GWP方法。基于各个组分和各种组分二元混合物的特征估计可燃性边界。因此,在一实施方式中,组合物中沿着可燃性边界的每种制冷剂的量例如可以变化高达约5%。应当理解,可以基于进一步测试来更新所示和/或描述的组合物和范围,以确认可燃性边界的位置。
[0214] 图30和图34各示出了基于图26的矩阵1000的矩阵1010、1050,并且矩阵1010、1050具有与矩阵1000相同的边和顶点。图30的矩阵1010与矩阵1000相同,除了矩阵1010不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图34的矩阵1050与矩阵1000相同,除了矩阵1050不具有相对于R410A或R22的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0215] 图31和图35各示出了基于图27的矩阵1100的矩阵1110、1150,并且矩阵1110、1150具有与矩阵1100相同的边和顶点。图31的矩阵1110与矩阵1100相同,除了矩阵1110不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图35的矩阵1150与图27的矩阵1100相同,除了矩阵1150不具有相对于R410A或R22的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0216] 图32和图36各示出了基于图28的矩阵1200的矩阵1210、1250,并且矩阵1210、1250具有与矩阵1200相同的边和顶点。图32的矩阵1210与矩阵1200相同,除了矩阵1210不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图36的矩阵1250与矩阵1200相同,除了矩阵1250不具有相对于R410A或R22的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0217] 图33和图37各示出了基于图29的矩阵1300的矩阵1310、1350,并且矩阵1310、1350具有与矩阵1300相同的边和顶点。图33的矩阵1310与矩阵1300相同,除了矩阵1310不具有相对于R32的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。图37的矩阵1350与矩阵1300相同,除了矩阵1350不具有相对于R410A或R22的容量线,并且示出了在特定实施方式中可能需要的制冷剂组合物的范围。
[0218] 可用一个或多个矩阵1010、1050、1110、1150、1210、1250、1310、1350确定具有一个或多个所需性质的R125、R1234yf、R1123和R32的组合物。例如,可采用图30-33中的矩阵1010、1110、1210、1310确定具有与R410相当的性质的组合物或具有与R22相当的性质的组合物,并且可以采用图34-37中的矩阵1050、1150、1250、1350确定具有与R32相当的性质的组合物。或者,类似于矩阵1000、1100、1200、1300的矩阵可以以与上面讨论的20:80之间和
80:20之间(除了40:60和60:40)的R32和R1123的比率(R32:R1123)相同的方式计算。选择
80wt%的上限用于R1123,因为当组合物含有大于80wt%或约80wt%的R1123时,R1123可能分解。因此,应理解,可以基于进一步测试来更新R1123的上限(例如,等于80wt%或约为
80wt%)。选择R32的等于80%或约80%的上限,因为越大量的R32导致组合物的GWP越高。
[0219] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定(例如,关于R1123)以及等于R410A容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。基于这些所需性质,一系列有用的制冷剂组合物1020显示在图30的矩阵1010中,一系列有用的制冷剂组合物1120显示在图31的矩阵1110中,一系列有用的制冷剂组合物1220显示在图32的矩阵1210中。一系列有用的制冷剂组合物1320显示在图33的矩阵1310中。
[0220] 图30中有用的制冷剂组合物1020包括从26wt%或约26wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占32wt%)至76wt%或约76wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占95wt%)的R32;从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占32wt%)至19wt%或约19wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占95wt%)的R1123;等于42wt%或约为42wt%或小于42wt%且大于0wt%的R125;等于50wt%或约为50wt %或者小于50wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0221] 图31中有用的制冷剂组合物1120包括从19wt%或约19wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至52wt%或约52wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占87wt%)的R32;从12wt%或约12wt%(混合物中40wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至35wt%或约35wt%(混合物中40wt%的R1123在×组合物中的混合物占87wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于53wt%或约为53wt%或者小于53wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0222] 图32中有用的制冷剂组合物1220包括从12wt%或约12wt%(混合物中40wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至34wt%或约34wt%(混合物中40wt%的R32×组合物中的混合物占85wt%)的R32;从19wt%或约19wt%(混合物中60wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至51wt%或约51wt%(混合物中60wt%的R1123在×组合物中的混合物占85wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于52wt%或约为52wt%或者小于52wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0223] 图33中有用的制冷剂组合物1320包括从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至17wt%或约17wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占86wt%)的R32;从25wt%或约25wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至69wt%或约69wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占86wt%)的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;等于51wt%或约为51wt%或者小于51wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0224] 如上所述,可能需要R32与R1123之比为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图30-33中的有用的制冷剂组合物1020、1120、1220、1320内确定一系列有用的制冷剂组合物。基于每个有用的制冷剂组合物1020、1120、1220、1320,有用的制冷剂组合物可包含从等于6wt%或约为6wt%至等于76wt%或约为76wt%的R32;从等于6wt%或约为6wt%至等于69wt%或约为69wt%的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;以及等于53wt%或约为53wt%或者低于53wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0225] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图31和图32中的有用的制冷剂组合物1120和1220来确定有用的制冷剂组合物。
[0226] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约20:80至约60:40的组合物以具有更少的量的R1123,使得提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图30-32中的有用的制冷剂组合物1020、1120和1220来确定有用的制冷剂组合物。
[0227] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供更低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图31-33中的有用的制冷剂组合物1120、1220和1320来确定有用的制冷剂组合物。
[0228] 如图30-33所示,有用的组合物1020可包括优选的组合物1022,有用的组合物1120可包括优选的组合物1122,有用的组合物1220可包括优选的组合物1222,有用的组合物1320可包括优选的组合物1322。在一实施方式中需要优选的组合物1022、1122、1222、1322,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123稳定),具有R410A的容量85%或约85%或大于85%且小于110%的容量,具有等于1500或约为1500或小于1500的GWP,低于10°F的温度滑移且不易燃。
[0229] 图30中优选的制冷剂组合物1022包括从26wt%或约26wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占32wt%)至27wt%或约27wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占34wt%)的R32;从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占32wt%)至7wt%或约7wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占34wt%)的R1123;从等于41wt%或约为41wt%至等于42wt%或约为42wt%的R125;从等于
24wt%或约为24wt%至27wt%或约为27wt%的R1234yf。
[0230] 图31中优选的制冷剂组合物1122包括从19wt%或约19wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至45wt%或约45wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占75wt%)的R32;从12wt%或约12wt%(混合物中40wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至30wt%或约30wt%(混合物中40wt%的R1123在×组合物中的混合物占75wt%)的R1123;从等于25wt%或约为25wt%至等于44wt%或约为44wt%的R125;等于
36wt%或约为36wt%或者小于36wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0231] 图32中优选的制冷剂组合物1222包括从12wt%或约12wt%(混合物中40wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至30wt%或约30wt%(混合物中40wt%的R32×组合物中的混合物占75wt%)的R32;从12wt%或约12wt%(混合物中60wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至45wt%或约45wt%(混合物中60wt%的R1123在×组合物中的混合物占75wt%)的R1123;从等于25wt%或约为25wt%至等于44wt%或约为44wt%的R125;等于
37wt%或约为37wt%或者小于37wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0232] 图33中优选的制冷剂组合物1322包括从6wt%或约6wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占31wt%)至14wt%或约14wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占70wt%)的R32;从25wt%或约25wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占31wt%)至56wt%或约56wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占70wt%)的R1123;从等于30wt%或约为30wt%至等于46wt%或约为46wt%的R125;等于
33wt%或约为33wt%或者小于33wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0233] 如上所述,可能需要R32与R1123之比为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图30-33中的优选的制冷剂组合物1022、1122、1222、1322内确定一系列优选的制冷剂组合物。基于每个优选的制冷剂组合物1022、1122、1222、1322,优选的制冷剂组合物可包含等于6wt%或约为6wt%至等于45wt%或约为45wt%的R32;从等于6wt%或约为6wt%至等于56wt%或约为56wt%的R1123;从等于25wt%或约为25wt%至等于46wt%约为46wt%的R125;以及等于37wt%或约为37wt%或者低于37wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0234] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图31和图32中的优选的制冷剂组合物1122和1222来确定优选的制冷剂组合物。
[0235] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约20:80至约60:40的组合物以具有更少的R1123的量,使得提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图30-32中的优选的制冷剂组合物1022、1122和1222来确定优选的制冷剂组合物。
[0236] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供更低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图31-33中的优选的制冷剂组合物1122、1222和1322来确定有用的制冷剂组合物。
[0237] 在有用的组合物1020、1120、1230、1320中,可优选图30-33中阴影区域1030、1130、1230和1330内的组合物,因为它们具有等于750或约750或小于750的GWP。在一实施方式中,可以基于图30-33中的阴影区域1030、1130、1230和1330确定优选地组合物。
[0238] 在阴影区域1030、1130、1230、1330的组合物中,可能需要图30的组合物1035A和1035B、图31中的组合物1135A和1135B、图32中的组合物1235A和1235B和图33中的组合物
1335A和1335B,因为他们具有与R410A相似的容量。下面在表4中提供这些组合物的性能(与R32和R452B对比)作为参考。
[0239] 表4-R410A潜在替代品的性能特征
[0240]
[0241]
[0242]
[0243] Tevap,sat=50°F w/20°F SH
[0244] Tcond,sat=115°F w/15°Fd SC
[0245] ηcmpr=0.7
[0246] 在运行条件通过热力学性质估算的性能,代表在AHRI210/240“A”等级点运行的整体空调设备。
[0247] 在一个实施方式中,还需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图31中的组合物1130和图32中的组合物1330来确定优选的组合物。
[0248] 在一个实施方式中,还需要R32与R1123的(R32:R1123)比约从20:80至约60:40的组合物以具有更少的R1123的量,使得提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图30-33中的组合物1030、1130和1230确定优选的组合物。
[0249] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供更低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图31-33中的组合物1130、1230和1330确定优选的组合物物。
[0250] 在一实施方式中,等于或小于1500GWP的期望性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图30-33所示且参考图30-33所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括具有所需GWP的组合物。
[0251] 在一实施方式中,容量的所需性质与R410A的容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围内的所需性质不同。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从90%或约为90%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从95%或约为95%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从95%或约为95%至105%或约为105%范围内的组合物。
在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从95%或约为95%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从100%或约为100%至
105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从
100%或约为100%至110%或约为110%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图30-33所示且参考图30-33所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需容量的组合物。
[0252] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定(例如,相对于R1123)以及等于R22容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。基于这些所需性质,一系列有用的制冷剂组合物1040显示在图30的矩阵1010中,一系列有用的制冷剂组合物1140显示在图31的矩阵1110中,一系列有用的制冷剂组合物1240显示在图32的矩阵1210中。一系列有用的制冷剂组合物1340显示在图33的矩阵1310中。
[0253] 图30中有用的制冷剂组合物1040包括从1wt%或约1wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占1wt%)至29wt%或约29wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占36wt%)的R32;从0.2wt%或约0.2wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占1wt%)至7wt%或约7wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占36wt%)的R1123;等于47wt%或约为47wt%或小于47wt%且大于0wt%的R125;等于37wt%或约为37wt%至85wt%或约为85wt%的R1234fy。
[0254] 图31中有用的制冷剂组合物1140包括等于20wt%或约20wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占34wt%)或小于20wt%且大于0wt%的R32;等于14wt%或约14wt%(混合物中40wt%的R1123×组合物中的混合物占34wt%)或小于14wt%且大于
0wt%的R1123;等于47wt%或约为47wt%或小于47wt%且大于0wt%的R125;从等于36wt%或约为36wt%至86wt%或约为86wt%的R1234fy。
[0255] 图32中有用的制冷剂组合物1240包括等于13wt%或约13wt%(混合物中40wt%的R32×组合物中的混合物占33wt%)或小于13wt%且大于0wt%的R32;等于20wt%或约20wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占33wt%)或小于20wt%且大于0wt%的R1123;等于47wt%或约为47wt%或小于47wt%且大于0wt%的R125;以及从等于37wt%或约为37wt%至87wt%或约为87wt%的R1234fy。
[0256] 图33中有用的制冷剂组合物1340包括等于7wt%或约7wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占33wt%)或小于7wt%且大于0wt%的R32;等于26wt%或约26wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占33wt%)或小于26wt%且大于
0wt%的R1123;等于47wt%或约为47wt%或小于47wt%且大于0wt%的R125;以及从等于
35wt%或约为35wt%至85wt%或约为85wt%的R1234fy。
[0257] 如上所述,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图30-33中的有用的制冷剂组合物1040、1140、1240、1340内确定一系列有用的制冷剂组合物。基于每个有用的制冷剂组合物1040、1140、1240、1340,有用的制冷剂组合物可包含等于29wt%或约为29wt%或小于29wt%且大于0wt%%的R32;等于26wt%或约为26wt%或小于26wt%且大于0wt%的R1123;等于47wt%或约为47wt%或小于47wt%且大于0wt%的R125;以及从等于35wt%或约为35wt%至等于87wt%或约为87wt%的R1234fy。
[0258] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图31和图32中的有用的制冷剂组合物1140和1240来确定有用的制冷剂组合物。
[0259] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约20:80至约60:40的组合物以具有R1123更少的量,使得提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图30-32中的有用的制冷剂组合物1040、1140和1240来确定有用的制冷剂组合物。
[0260] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供具有更低的GWP的组合物。在这样的实施方式中,可以基于图31-33中的有用的制冷剂组合物1140、1240和1340来确定有用的制冷剂组合物。
[0261] 如图30-33所示,有用的组合物1040可包括优选的组合物1042,有用的组合物1140可包括优选的组合物1142,有用的组合物1240可包括优选的组合物1242,有用的组合物1340可包括优选的组合物1342。在一实施方式中需要优选的组合物1022、1122、1222、1322,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123),具有R22的容量85%或约85%至等于110%或约为
110%的容量,具有等于1500或约为1500或小于1500的GWP,且不易燃。
[0262] 图30中优选的制冷剂组合物1042包括从1wt%或约1wt%(混合物中80wt%的R32×组合物种的混合物占1wt%)至17wt%或约17wt%(混合物中80wt%的R32×组合物种的混合物占21wt%)的R32;从0.2wt%或约0.2wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占1wt%)至4wt%或约4wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占21wt%)的R1123;从等于30wt%或约为30wt%至等于47wt%或约为47wt%的R125;从等于
37wt%或约为37wt%至64wt%或约为64wt%的R1234yf。
[0263] 图31中优选的制冷剂组合物1142包括等于14wt%或约14wt%(混合物中60wt%的R32×组合物种的混合物占24wt%)或小于14wt%且大于0wt%的R32;等于10wt%或约10wt%(混合物中40wt%的R1123×组合物中的混合物占24wt%)或小于10wt%且大于
0wt%的R1123;从等于29wt%或约为29wt%至等于47wt%或约47wt%的R125;从等于
36wt%或约为36wt%至等于66wt%或约为66wt%的R1234fy。
[0264] 图32中优选的制冷剂组合物1242包括等于10wt%或约10wt%(混合物中40wt%的R32×组合物种的混合物占24wt%)或小于10wt%且大于0wt%的R32;等于14wt%或约14wt%(混合物中60wt%的R32×组合物中的混合物占24wt%)或小于14wt%且大于0wt%的R1123;从等于29wt%或约为29wt%至等于47wt%或约47wt%的R125;从等于37wt%或约为37wt%至等于67wt%或约为67wt%的R1234fy。
[0265] 图33中优选的制冷剂组合物1342包括等于5wt%或约5wt%(混合物中20wt%的R32×组合物种的混合物占24wt%)或小于5wt%且大于0wt%的R32;等于19wt%或约19wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占24wt%)或小于19wt%且大于
0wt%的R1123;从等于30wt%或约为30wt%至等于47wt%或约47wt%的R125;从等于
35wt%或约为35wt%至等于66wt%或约为66wt%的R1234fy。
[0266] 如上所述,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图30-33中的优选的制冷剂组合物1042、1142、1242、1342内确定一系列优选的制冷剂组合物。基于每个优选的制冷剂组合物1042、1142、1242、1342,优选的制冷剂组合物可包含等于24wt%或约为24wt%或小于24wt%且大于0wt%%的R32;等于19wt%或约为19wt%或小于19wt%且大于0wt%的R1123;等于29wt%或约为29wt%至等于47wt%或约为47wt%的R125;以及从等于35wt%或约为35wt%至等于67wt%或约为67wt%的R1234fy。
[0267] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图31和图32中的优选的制冷剂组合物1142和1242来确定优选的制冷剂组合物。
[0268] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约20:80至约60:40的组合物以具有R1123更少的量,使得提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图30-32中的优选的制冷剂组合物1042、1142和1242来确定优选的制冷剂组合物。
[0269] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供更低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图31-33中的优选组合物1142、1242和1342来确定优选的制冷剂组合物。
[0270] 在一实施方式中,在有用的组合物1040、1140、1240、1340中,可优选图30-33中阴影区域1045、1145、1245和1345内的组合物,因为它们具有等于750或约750或小于750的GWP。在一实施方式中,可以基于图30-33中的阴影区域1045、1145、1245和1345确定所需组合物。
[0271] 可能需要图30的组合物1047A和1047B、图31中的组合物1147A和1147B、图32中的组合物1247A和1247B和图33中的组合物1347A和1347B,因为他们具有与R410A相似的容量。下面在表5中提供这些组合物(和R453C)相对于R22的性能作为参考。
[0272] 表5-R22潜在替代品的性能特征
[0273]
[0274]
[0275]
[0276] Tevap,sat=50°F w/20°F SH
[0277] Tcond,sat=115°F w/15°Fd SC
[0278] ηcmpr=0.7
[0279] 在运行条件通过热力学性质估算的性能,代表在AHRI210/240“A”等级点运行的整体空调设备。
[0280] 在一个实施方式中,优选R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图31中的阴影区域1145和图32中的阴影区域1245来确定优选的组合物。
[0281] 在一个实施方式中,优选R32与R1123的比(R32:R1123)从约20:80至约60:40的组合物以具有R1123更少的量并提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图30-32中的阴影区域1045、1145和1245确定优选的组合物。
[0282] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供更低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图31-33中的阴影区域1130确定优选的组合物。
[0283] 在一实施方式中,等于或小于1500GWP的期望性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于600或约为600或小于600的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图30-33所示且参考图30-33所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需GWP的组合物。
[0284] 在一实施方式中,容量的所需性质与R22的容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%的所需性质不同。在一实施方式中,可能需要容量为R22的容量的从90%或约为90%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R22的容量的从95%或约为95%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R22的容量的从95%或约为95%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R22的容量的从95%或约为95%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从100%或约为100%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R22的容量的从100%或约为100%至
105%或约为105%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图30-33所示且参考图30-33所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需容量的组合物。
[0285] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质可包括特定的温度滑移。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于15°F或约为15°F或小于15°F的制冷剂组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的制冷剂组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于10°F或约为10°F或小于10°F的制冷剂组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图30-33所示且参考图30-33所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需温度滑移的组合物。
[0286] 在一实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定(例如,相对于R1123)以及等于R32容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围的容量,以及等于1500或约为1500或小于1500的GWP。基于这些所需性质,一系列有用的制冷剂组合物1060显示在图34的矩阵1050中,一系列有用的制冷剂组合物1160显示在图35的矩阵1150中,一系列有用的制冷剂组合物1260显示在图36的矩阵1250中。一系列有用的制冷剂组合物1360显示在图
37的矩阵1350中。
[0287] 图34中有用的制冷剂组合物1060包括从33wt%或约33wt%(混合物中80wt%的R32×组合物种的混合物占41wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R32×组合物种的混合物占100wt%)的R32;从8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占41wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于41wt%或约为41wt%或小于41wt%且大于0wt%的R125;等于
40wt%或约为40wt%或者小于40wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0288] 图35中有用的制冷剂组合物1160包括从24wt%或约24wt%(混合物中60wt%的R32×组合物种的混合物占40wt%)至60wt%或约60wt%(混合物中60wt%的R32×组合物种的混合物占100wt%)的R32;从16wt%或约16wt %(混合物中40wt%的R1123×组合物中的混合物占40wt%)至40wt%或约40wt%(混合物中40wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于43wt%或约为43wt%或小于43wt%且大于0wt%的R125;等于44wt%或约为44wt%或者小于44wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0289] 图36中有用的制冷剂组合物1260包括从16wt%或约16wt%(混合物中40wt%的R32×组合物种的混合物占40wt%)至40wt%或约40wt%(混合物中60wt%的R32×组合物种的混合物占100wt%)的R32;从24wt%或约24wt%(混合物中60wt%的R1123×组合物中的混合物占40wt%)至60wt%或约60wt%(混合物中60wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于44wt%或约为44wt%或小于44wt%且大于0wt%的R125;等于44wt%或约为44wt%或者小于44wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0290] 图37中有用的制冷剂组合物1360包括从8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R32×组合物种的混合物占40wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R32×组合物种的混合物占100wt%)的R32;从32wt%或约32wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占40wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;等于
43wt%或约为43wt%或者小于43wt%且大于0wt%的R1234yf。
[0291] 如上所述,在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图34-37中的有用的制冷剂组合物1060、1160、1260、1360内确定一系列有用的制冷剂组合物。基于有用的制冷剂组合物1060、1160、1260、1360,有用的制冷剂组合物可包含从等于8wt%或约为8wt%至等于80wt%或约为80wt%的R32;从等于8wt%或约为8wt%至等于80wt%或约为80wt%的R1123;等于46wt%或约为46wt%或小于46wt%且大于0wt%的R125;以及等于44wt%或约为44wt%或者低于44wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0292] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图35和图36中的有用的制冷剂组合物1160和1260来确定有用的制冷剂组合物。
[0293] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的比(R32:R1123)从约20:80至约60:40的组合物以具有R1123更少的量并提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图34-36中的有用的制冷剂组合物1060、1160和1260来确定有用的制冷剂组合物。
[0294] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的比(R32:R1123)从约40:60至约80:20的组合物,以提供更低的GWP。在这样的实施方式中,可以基于图34-36中的有用的制冷剂组合物1160、1260和1360来确定有用的制冷剂组合物。
[0295] 如图35-37所示,在一实施方式中,有用的组合物1160可包括优选的组合物1162,有用的组合物1260可包括优选的组合物1262,有用的组合物1360可包括优选的组合物1362。在一实施方式中需要优选的组合物1162、1262、1362,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123稳定),具有R22的容量85%或约85%或大于85%且小于110%的容量,具有等于
1500或约为1500或小于1500的GWP,且不易燃。
[0296] 图35中优选的制冷剂组合物1162包括从24wt%或约24wt%(混合物中60wt%的R32×组合物种的混合物占40wt%)至45wt%或约45wt%(混合物中60wt%的R32×组合物种的混合物占70wt%)的R32;从16wt%或约16wt%(混合物中40wt%的R1123×组合物中的混合物占40wt%)至30wt%或约30wt%(混合物中40wt%的R1123在×组合物中的混合物占70wt%)的R1123;从等于25wt%或约为25wt%至等于43wt%或约为43wt%的R125;等于
27wt%或约为27wt%或者小于27wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0297] 图36中优选的制冷剂组合物1262包括从16wt%或约16wt%(混合物中40wt%的R32×组合物种的混合物占40wt%)至30wt%或约30wt%(混合物中40wt%的R32×组合物种的混合物占75wt%)的R32;从24wt%或约24wt%(混合物中60wt%的R1123×组合物中的混合物占40wt%)至45wt%或约45wt%(混合物中60wt%的R1123在×组合物中的混合物占75wt%)的R1123;从等于25wt%或约为25wt%至等于44wt%或约为44wt%的R125;等于
27wt%或约为27wt%或者小于27wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0298] 图37中优选的制冷剂组合物1362包括从8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R32×组合物种的混合物占40wt%)至14wt%或约14wt%(混合物中20wt%的R32×组合物种的混合物占70wt%)的R32;从32wt%或约32wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占40wt%)至56wt%或约56wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占70wt%)的R1123;从等于30wt%或约为30wt%至等于46wt%或约为46wt%的R125;等于
25wt%或约为25wt %或者小于25wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0299] 如上所述,在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图35-37中的优选的制冷剂组合物1162、1262、1362内确定一系列优选的制冷剂组合物。基于优选的制冷剂组合物1162、1262、1362,优选的制冷剂组合物可包含等于从8wt%或约为8wt%至等于45wt%或约为45wt%的R32;从等于16wt%或约为16wt%至等于56wt%或约为56wt%的R1123;从等于25wt%或约为25wt%至等于46wt%约为46wt%的R125;以及等于27wt%或约为27wt%或者低于27wt%且大于0wt%的R1234fy。
[0300] 在有用的组合物1060、1160、1260和1360中,可需要图34-37中阴影区域1070、1170、1270和1370内的组合物,因为它们具有等于750或约750或小于750的GWP。在一实施方式中,可以基于图34-37中的阴影区域1070、1170、1270和1370确定一系列所需组合物。
[0301] 可能需要图34的组合物1075A和1075B、图35中的组合物1175A和1175B、图36中的组合物1275A和1275B和图33中的组合物1375A和1375B,因为这些组合物具有与R410A相似的容量。下面在表6中提供这些组合物相对于R32的性质作为参考。
[0302] 表6-R32潜在替代品的性能特征
[0303]
[0304]
[0305]
[0306] Tevap,sat=50°F w/20°F SH
[0307] Tcond,sat=115°F w/15°Fd SC
[0308] ηcmpr=0.7
[0309] 在运行条件通过热力学性质估算的性能,代表在AHRI210/240“A”等级点运行的整体空调设备。
[0310] 应当理解,在上述表4至6的任何一个中,所列的R1123/R32比值、列出的R125和列出的R1234yf的任何特定量的重量百分比可以分别用作范围内的终点,包括作为上端点或下端点,相对于分别低于或高于所选特定量的另一特定量。例如,在表6中,在R1123/R32范围内,78%R1123/R32(组合物1175A)可以是相对于82%R1123/R32(组合物1175B)的较低端点相对量或相对于75%R1123/R32(组合物1275A)的较高端点相对量。应当理解,可以分别使用任何特定量的各个组分来制定范围。
[0311] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图35和中的阴影区域1170和1270确定所需的组合物。
[0312] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的比(R32:R1123)从约20:80至约60:40的组合物使得具有R1123更少的量并提供附加稳定性。在这样的实施方式中,可以基于图34-36中的阴影区域1070、1170和1270确定优选的组合物。
[0313] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约80:20的组合物,以提供具有更低的GWP的组合物。在这样的实施方式中,可以基于图35-37中的阴影区域1170、1270、1370确定优选的组合物。
[0314] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的温度滑移。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图34-37所示且参考图34-37所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需温度滑移的组合物。
[0315] 在一实施方式中,GWP为1500或约为1500或低于1500或750的所需性质可以是不同的。在一实施方式中,可能需要GWP等于1000或约为1000或小于1000的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于675或约为675或小于675的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于600或约为600或小于600的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于200或约为200或小于200的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图34-37所示且参考图34-37所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括那些具有所需GWP的组合物。
[0316] 在一实施方式中,容量的所需性质与R32的容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%的所需性质不同。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从85%或约为85%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从95%或约为90%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从95%或约为95%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从95%或约为95%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从100%或约为100%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从100%或约为100%至105%或约为105%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自如图34-37所示且参考图34-37所描述的有用的组合物、优选的组合物和其它特定组合物,以包括具有所需容量的组合物。
[0317] 图38A-41B各示出了按重量百分比的R1123、R32、R125和R1234fy的组合物的热力学性质的矩阵。在图38A-41B中,R125的轴是水平的并且与R1123和R32的混合物的重量百分比的边平行,R1234fy的轴平行于R125的边,R1123和R32的混合物的轴与R1234fy的边平行。
[0318] 在图38A和38B中,矩阵1090、1092的底边是20wt%的R1123和80wt%的R32的混合物的重量百分比。在图39A和39B中,矩阵1190、1192的底边是40wt%的R1123和60wt%的R32的混合物的重量百分比。在图40A和40B中,矩阵1290、1292的底边是60wt%的R1123和40wt%的R32的混合物的重量百分比。在图41A和41B中,矩阵1390、1392的底边是80wt%的R1123和20wt%的R32的混合物的重量百分比。每个矩阵1092、1190、1192、1290、1292、1392显示的R125、R1234fy以及R32和R1123的混合物每10wt%的值。以讨论的关于图7A中的矩阵
200的类似方式计算每个矩阵1090、1092、1190、1192、1290、1292、1390、1392中的组分。
[0319] 每个图38A、39A、40A、41A示出了R125、R1234yf、R1123和R32的组合物的相对于R410A的性能系数的矩阵1090、1190、1290、1390(例如,组合物的性能系数减去R410A的性能系数除以R410A的性能系数)。如图38A、39A、40A和41A所示,随着R1234yf的浓度增加效率增加(例如,左下角的效率最大),并且R1123的浓度的增加组合物的效率降低。
[0320] 图38B、39B、40B、41B示出了对于R124、R1234yf、R1123和R32的组合物相对于R410A的压缩机排出温度(华氏温度)的矩阵1092、1192、1292、1392(例如,组合物的压缩机排出温度减去R410A的压缩机排出温度)。如图38B、39B、40B和41B所示,压缩机排出温度随着R32和R1123的浓度增加而增加,并且增加R32的浓度导致相对于R1123的浓度增加的更大压缩机排出温度的增加。
[0321] 制冷剂组合物的性能可以基于性能系数和压缩机排出温度中的一个或多个。在一个实施方式中,所需的性质组包括性能系数(相对于R410A)和压缩机排出温度(相对于R410A)中的一个或多个。在一实施方式中,优选相对于R410A具有大于97%的性能系数的组合物。在一实施方式中,可能需要导致压缩机排出温度(相对于R410A)为32°F或约为32°F或低于32°F变化的组合物。在一实施方式中,可能优选导致压缩机排出温度相对于R410A为20°F或约为20°F或低于20°F变化的组合物。对于相对于R32的值,可以基于表2和3中的R410和R32的值来修改图38A-41B中的矩阵,以接近相对于R32的值。在这样的实施方式中,图38A和41B中的一个或多个可用于选择具有所需性能系数和/或压缩机排出温度的组合物。例如,所需的组合物可选自图34-37中所示和/或描述的组合物,以通过利用图38A和41B中的一个或多个获得所需的性能系数和/或压缩机排出温度。
[0322] 在一个实施方式中,制备制冷剂组合物的方法和/或改进制冷剂组合物的方法利用图34-41B的一种或多种矩阵,使得所得的制冷剂组合物或改进的制冷剂组合物具有所需的一组性能。
[0323] 包括R32,R1123、CF3I和R1234yf的制冷剂组合物
[0324] 图42示出了矩阵1400,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R1234yf、80wt%R32和20wt%R1123混合物、和CF3I浓度的函数的曲线图。三角形的每个边1401、1402、1403分别对应于CF3I、80wt%R32和20wt%R1123混合物和R1234yf的重量百分比。三角形的每个顶点404、405、406分别对应于100wt%R1123、80wt%R32和20%R1123混合物和CF3I的组合物。
[0325] 图43示出了矩阵1500,其被开发以显示GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A的容量和相对于R32的容量作为R1234yf、80wt%R32和20wt%R1123混合物、和CF3I浓度的函数的曲线图。三角形的每个边1501、1502、1503分别对应于CF3I、20wt%R32和80wt%R1123混合物和R1234yf的重量百分比。三角形的每个顶点1504、1505、1506分别对应于100wt%R1123、80wt%R32和80%R1123混合物和CF3I的组合物。
[0326] 使用热力学模型估算每种模型1400、1500的组合物的性质。可燃和不可燃组合物之间的边界已基本平行方向延伸的虚线示出。易燃组合物低于边界,不可燃组合物高于边界。边界基于R1123、R32、CF3I、R410A和R124yf的可燃性特征以及CF3I的阻燃性能。GWP是基于各个组分的GWP以及ASHRAE标准34中描述的用于计算制冷剂混合物GWP方法。基于各个组分和各种组分二元混合物的特征估计可燃性边界。基于组合物中R32与R1123 50:50的比例来估算可燃性线,同时改变组合物中R1234yf和CF3I的量。因此,在一实施方式中,组合物中沿着可燃性边界的每种制冷剂的量例如可以变化高达约5%。应当理解,可以基于进一步测试来更新所示和/或描述的组合物和范围,以确认可燃性边界的位置。
[0327] 图44和图46各示出了基于矩阵1400的矩阵1410、1450,并且矩阵1410、1450具有与矩阵1400相同的边和顶点。每个矩阵1410、1450与矩阵1400相同,除了矩阵1410、1450示出了可在特定实施方式中需要的制冷剂组合物的范围。
[0328] 图45和图47各示出了基于图9的矩阵1500的矩阵1510、1550,并且矩阵1510、1550具有与矩阵1500相同的边和顶点。每个矩阵1510、1550与矩阵1500相同,除了矩阵1510、1550示出了可在特定实施方式中需要的制冷剂共混物的范围。
[0329] 可采用矩阵1410、1450、1510、1550中的一个或多个确定具有一种或多种所需性质的R32、R1123、CF3I和R1234yf的组合物(例如,GWP、可燃性、温度滑移、相对于R410A或R32的容量)。例如,可采用图45和46中的矩阵1410、1450确定具有与R410相当的性质的组合物,并且可以采用图46和47中的矩阵1450、1550确定具有与R32相当的性质的组合物。或者,类似于矩阵1400、1500的矩阵可以以与上面讨论的20:80之间和80:20之间的R32和R1123的比率(R32:R1123)相同的方式计算。选择80wt%的上限用于R1123,因为当组合物含有大于80wt%的R1123时,R1123可能分解。因此,应理解,可以基于进一步测试来更新R1123的上限(例如,等于80wt%或约为80wt%)。选择R32的等于80%或约80%的上限,因为越大量的R32导致组合物的GWP越高。
[0330] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定的(例如,相对于R1123)以及从等于R410容量的85%或约为85%至等于R410容量的110%至约为110%范围内的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物1420显示在图44中,并且一些列有用的制冷剂组合物1520显示在图45中。
[0331] 图44中有用的制冷剂组合物1420包括从30wt%或约30wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占38wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占100wt%)的R32;从8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占38wt%)至20wt%或约20wt %(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于49wt%或约为49wt%或小于49wt%且大于0wt%的R1234yf;等于62wt%或约为62wt%或者小于62wt%且大于0wt%的CF3I。
[0332] 图45中有用的制冷剂组合物1520包括从10wt%或约10wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占52wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占100wt%)的R32;从42wt%或约42wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占52wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于42wt%或约为42wt%或小于42wt%且大于0wt%的R1234yf;;等于48wt%或约为48wt%或者小于48wt%且大于0wt%的CF3I。
[0333] 如上所述,在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图44和45中的优选的制冷剂组合物1420、1520内确定一系列有用的制冷剂组合物。基于每个有用的制冷剂组合物1420、1520,有用的制冷剂组合物可包含从等于10wt%或约为10wt%至等于30wt%或约为30wt%的R32;从等于8wt%或约为8wt%至等于41wt%或约为
41wt%的R1123;等于49wt%或约为49wt%或小于49wt%且大于0wt%的R1234yf;以及等于
62wt%或约为62wt%或者低于62wt%且大于0wt%的CF3I。
[0334] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。
[0335] 如图44和45所示,有用的组合物1420可包括优选的组合物1430,有用的组合物1520可包括优选的组合物1530。在一实施方式中需要优选的组合物1430、1530,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123稳定),具有R410A的容量85%或约85%或大于85%且小于105%的容量,具有小于400的GWP,低于20°F的温度滑移且不易燃。
[0336] 图44中优选的制冷剂组合物1430包括等于27wt%或约为27wt%或小于27wt%且大于0wt%的R1234yf;从30wt%或约30wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占38wt%)至54wt%或约54wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占67wt%)的R32;从等于8wt%或约8wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占38wt%)至
13wt%或约13wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占67wt%)的R1123;以及从等于30wt%或约为30wt%至等于62wt%或约为62wt%的CF3I。
[0337] 图45中优选的制冷剂组合物1530包括等于15wt%或约为15wt%或小于15wt%且大于0wt%的R1234yf;从10wt%或约10wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占52wt%)至13wt%或约13wt%(混合物中20wt%的R32×组合物种的混合物占67wt%)的R32;从等于42wt%或约42wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占52wt%)至
54wt%或约54wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占67wt%)的R1123;以及从等于31wt%或约为31wt%至等于48wt%或约为48wt%的CF3I。
[0338] 如上所述,在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图44和45中的优选的制冷剂组合物1430、1530内确定一系列优选的制冷剂组合物。基于每个优选的制冷剂组合物1430、1530,优选的制冷剂组合物可包含从等于10wt%或约为10wt%至等于54wt%或约为54wt%的R32;从等于8wt%或约为8wt%至等于54wt%或约为
54wt%的R1123;等于27wt%或约为27wt%或小于27wt%且大于0wt%的R1234yf;以及从等于30wt%或约为30t%至等于62wt%或约为62wt%的CF3I。
[0339] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。
[0340] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的GWP。在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于300或约为300或小于300的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150或小于150的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP从等于150或约为150至等于300或约为300的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图44和45中所示并参考图44和45描述的组合物(例如,有用的组合物1420、1520和/或优选的组合物1430、1530),以包含具有所需GWP的组合物。
[0341] 在一实施方式中,容量的所需性质与R410A的容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围内的所需性质不同。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从90%或约为90%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从90%或约为90%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从90%或约为90%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从95%或约为95%至110%或约为
110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从95%或约为95%至
105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从95%或约为95%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从
100%或约为100%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R410A的从100%或约为100%至105%或约为105%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图44和45中所示并参考图44和45描述的组合物(例如,有用的组合物1420、1520和/或优选的组合物1430、1530),以包含具有所需GWP的组合物。
[0342] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的温度滑移。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于15°F或约为15°F或小于15°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于10°F或约为10°F或小于10°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图44和45中所示并参考图44和45描述的组合物(例如,有用的组合物1420、1520和/或优选的组合物1430、1530),以包含具有所需GWP的组合物。
[0343] 在一个实施方式中,制冷剂组合物的一组所需性质包括稳定的以及从等于R32容量的85%或约为85%至等于110%至约为110%范围内的容量。基于这些所需的性质,一系列有用的制冷剂组合物1460显示在图46中,并且一些列有用的制冷剂组合物1560显示在图47中。
[0344] 图46中有用的制冷剂组合物1460包括从38wt%或约38wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占47wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占100wt%)的R32;从9.4wt%或约9.4wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占47wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于38wt%或约为38wt%或小于28wt%且大于0wt%的R1234yf;等于52wt%或约为52wt%或者小于52wt%且大于0wt%的CF3I。
[0345] 图47中有用的制冷剂组合物1560包括从12wt%或约12wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占61wt%)至20wt%或约20wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占61wt%)的R32;从49wt%或约49wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占61wt%)至80wt%或约80wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占100wt%)的R1123;等于32wt%或约为32wt%或小于32wt%且大于0wt%的R1234yf;等于
39wt%或约为39wt%或者小于39wt%且大于0wt%的CF3I。
[0346] 如上所述,在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图46和47中的有用的制冷剂组合物1460、1560内确定一系列有用的制冷剂组合物。基于一些列中每个有用的制冷剂组合物1460、1560,有用的制冷剂组合物可包含从等于12wt%或约为12wt%至等于38wt%或约为38wt%的R32;从等于9wt%或约为9wt%至等于
49wt%或约为49wt%的R1123;等于38wt%或约为38wt%或小于38wt%且大于0wt%的R1234yf;以及等于52wt%或约为52wt%或者低于52wt%且大于0wt%的CF3I。
[0347] 在一个实施方式中,需要R32与R1123的(R32:R1123)比从约40:60至约60:40的组合物,以提供附加稳定性。
[0348] 如图46和47所示,有用的组合物1460可包括优选的组合物1470,有用的组合物1560可包括优选的组合物1570。在一实施方式中需要优选的组合物1470、1570,因为它们是稳定的(例如,相对于R1123稳定),具有R410A的容量85%或约85%或大于85%且小于105%的容量,具有小于400的GWP,等于12°F或约为12°F或低于12°F的温度滑移且不易燃。
[0349] 图46中优选的制冷剂组合物1470包括从38wt%或约38wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占47wt%)至54wt%或约54wt%(混合物中80wt%的R32×组合物中的混合物占67wt%)的R32;从9wt%或约9wt%(混合物中20wt%的R1123×组合物中的混合物占47wt%)至13wt%或约13wt%(混合物中20wt%的R1123在×组合物中的混合物占67wt%)的R1123;等于17wt%或约为17wt%或小于17wt%且大于0wt%的R1234yf;以及从等于31wt%或约为31wt%至53wt%或约为53wt%的CF3I。
[0350] 图47中优选的制冷剂组合物1570包括从12wt%或约12wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占61wt%)至13wt%或约13wt%(混合物中20wt%的R32×组合物中的混合物占67wt%)的R32;从49wt%或约49wt%(混合物中80wt%的R1123×组合物中的混合物占61wt%)至54wt%或约54wt%(混合物中80wt%的R1123在×组合物中的混合物占67wt%)的R1123;等于7wt%或约为7wt%或小于7wt%且大于0wt%的R1234yf;以及从等于
32wt%或约为32wt%至39wt%或约为39wt%的CF3I。
[0351] 如上所述,在一实施方式中,可能需要R32与R1123之比(R32:R1123)为从约80:20至约20:80的组合物,因为这些组合物相对于R1123是稳定的并且具有较低的GWP。因此,可以从图46和47中的优选的制冷剂组合物1470、1570内确定一系列优选的制冷剂组合物。基于一系列中每个优选的制冷剂组合物470、570,制冷剂组合物包含从等于12wt%或约为12wt%至等于54wt%或约为54wt%的R32;从等于9wt%或约为9wt%至等于54wt%或约为
54wt%的R1123;等于17wt%或约为17wt%或小于17wt%且大于0wt%的R1234yf;以及等于
31wt%或约为31t%至等于53wt%或约为53wt%的CF3I。
[0352] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的GWP在一实施方式中,可能需要GWP等于500或约为500或小于500的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于400或约为400或小于400的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于300或约为300或小于300的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150或小于150的组合物。在一实施方式中,可能需要GWP等于150或约为150至等于300或约为300的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图46和47中所示并参考图44和45描述的组合物(例如,有用的组合物1460、1560和/或优选的组合物1470、1570),以包含具有所需GWP的组合物。
[0353] 在一实施方式中,容量的所需性质与R32的容量的85%或约为85%至等于110%或约为110%范围内的所需性质不同。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从85%或约为85%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的容量的从85%或约为85%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从90%或约为90%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从90%或约为90%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从90%或约为90%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从95%或约为95%至110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从95%或约为95%至105%或约为105%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从95%或约为95%至100%或约为100%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从100%或约为100%至
110%或约为110%范围内的组合物。在一实施方式中,可能需要容量为R32的从100%或约为100%至105%或约为105%范围内的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图46和47中所示并参考图44和45描述的组合物(例如,有用的组合物1460、1560和/或优选的组合物1470、1570),以包含具有所需容量的组合物。
[0354] 在一实施方式中,一组所需性质可包括特定的温度滑移。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于12°F或约为12°F或小于12°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于10°F或约为10°F或小于10°F的组合物。在一实施方式中,可能需要温度滑移等于5°F或约为5°F或小于5°F的组合物。在这样的实施方式中,所需的组合物可选自图46和47中所示并参考图44和45描述的组合物(例如,有用的组合物1460、1560和/或优选的组合物1470、1570),以包含具有所需温度滑移的组合物。
[0355] 在一个实施方式中,制备制冷剂组合物的方法和/或改进制冷剂组合物的方法利用图44-47的一种或多种矩阵,使得所得的制冷剂组合物或改进的制冷剂组合物具有所需的一组性能。
[0356] 应注意,除了制冷剂组合物之外,工作流体可包括一种或多种附加的非制冷剂组分。附加组分可以是例如杂质、润滑剂、制冷系统添加剂、示踪剂、紫外(“UV”)染料和增溶剂。通常,这些附加组分相对于制冷剂组合物以少量存在。例如,在工作流体中可存在每种附加组分高达3%。取决于其组分,工作流体可以在传热回路中的特定位置或设备中具有5wt%或约5wt%或小于5wt%的一些添加剂,例如润滑剂。在一个实施方式中,除了所述的制冷剂组合物之外,还可以加入一种或多种附加的组分。
[0357] 在一个实施方式中,工作流体可包括一种或多种杂质。杂质可能是例如HVACR系统中使用的先前的制冷剂或制冷剂混合物。杂质可能是例如来自HVACR系统的设备的颗粒(例如,金属颗粒、金属盐、弹性体颗粒)和可能对工作流体产生不利影响的其他污染物。
[0358] 在一个实施方式中,工作流体可包括一种或多种与制冷剂组合物相容的润滑剂。例如,润滑剂可以是设计用于与本文所述的制冷剂组合物(例如,R1123、R32、CF3I、1234yf、R125)一起使用并与之相容的润滑剂。此外,润滑剂可以基于将使用工作流体的HVACR系统。
例如,可以基于适用于HVACR系统及其设备(例如,图1中的压缩机2),制冷剂可能暴露于的环境来选择润滑剂。
[0359] 润滑剂包括常规用于利用氯氟烃制冷剂的压缩制冷装置中的润滑剂。例如,这种润滑剂及其性质在1990 ASHRAE Handbook,润滑系统及其应用(Refrigeration Systems and Applications),第8章,标题为“制冷系统中的润滑剂”,第8.1至8.21页中讨论。润滑剂可包括那些设计与氢氟烃制冷剂仪器使用并且在压缩制冷、空调或热泵设备的运行条件下与本文所述的制冷剂组合物混溶的润滑剂。这种润滑剂及其性质在“合成润滑剂和高性能流体(Synthetic Lubricants and High-Performance Fluids)”,R.L.Shukin,编辑,Marcel Dekker,1993中讨论。这些润滑剂包括但不限于多元醇酯(POEs),例如100(Castrol,英国),聚亚烷基二醇(PAGs),例如来自Dow(Dow化学,Midland,MI)的RL-
488A,和聚乙烯醚(PVEs)。这些润滑剂可从各种商业来源容易地获得。
[0360] 润滑剂可包括在压缩制冷润滑领域中称为“矿物油”的那些润滑剂和/或称为“合成油”的那些润滑剂。例如,矿物油可包括链烷烃(即,直链和支链碳链,饱和烃),环烷烃(即环状链烷烃)和芳烃(即,含有一个或多个以交替双键为特征的环的、不饱和的环状烃)。例如,合成油可包括烷基芳基(即直链和支链烷基烷基苯)、合成链烷烃和环烷烃、和聚(α-烯烃)。代表性的常规润滑剂可包括市售的BVM 100N(由BVA Oils销售的石蜡矿物油)、和 (由Crompton公司销售的环烷基矿物油)、 (由Pennzoil销售的环烷基矿物油、 (由Calumet Lubricants销售的环烷基矿
物油)、 和 (由Shrieve Chemicals销售的直链烷基苯)
和HAB22(由Nippon Oil销售的支链烷基苯)。
[0361] 在一个实施方式中,制冷系统添加剂可包括润滑增强添加剂和抗磨添加剂。润滑增强添加剂可包括,例如,磷酸和硫代磷酸酯的烷基或芳基酯。另外,金属二烷基二硫代磷酸盐(例如二烷基二硫代磷酸锌或ZDDP、Lubrizol 1375)和该系列化学品的其它成员可用于本发明的组合物中。其他抗磨添加剂包括天然产物油和不对称多羟基润滑添加剂,例如Synergol TMS(国际润滑剂)。类似地,可以使用稳定剂如抗氧化剂、自由基清除剂和除水剂。此类化合物可包括但不限于丁基化羟基甲苯(BHT)和环氧化物。
[0362] 可以通过考虑给定压缩机的要求和润滑剂将暴露的环境来选择润滑剂。在一些实施方式中,润滑剂在40℃下的运动粘度可以为至少约5cs(厘沲(centistokes))。
[0363] 在一个实施方式中,工作流体可包括一种或多种示踪剂。示踪剂可用于检测工作流体(包括制冷剂组合物)是否已发生任何稀释、污染或其他改变。示踪剂可选自,例如,包括氢氟烃(HFCs)、氘代烃、氘代氢氟烃、全氟化碳、氟代醚、溴化化合物、碘化化合物、醇、、氧化亚氮(N2O)及其组合。将示踪剂化合物以预先确定的量添加到工作流体中,以允许检测组合物的任何稀释、污染或其他改变。单一示踪剂化合物可以与工作流体中的制冷组合物组合使用,或者多种示踪剂化合物可以以任何比例组合以用作示踪剂共混物。示踪剂共混物可含有来自相同类化合物的多种示踪化合物或来自不同类化合物的多种示踪化合物。例如,示踪剂共混物可含有两种或更多种氘代氢氟烃、或一种氘代氢氟烃与一种或多种全氟化碳的组合。
[0364] 在一个实施方式中,工作流体可包括一种或多种UV染料。UV染料可以允许人(例如,操作员、现场技术人员)观察HVACR系统中或附近的泄漏。由于一些UV染料与一些制冷剂组合物的低溶解度,UV染料可包含增溶剂。“紫外线”(UV)染料是UV荧光组合物,其吸收电磁光谱的紫外或“近”紫外区域中的光。可以检测由UV荧光染料在由发射波长为10纳米至750纳米的辐射的UV光照射下产生的荧光。因此,如果含有这种UV荧光染料的组合物从制冷、空调或热泵装置中的给定点泄漏,则可以在泄漏点检测到荧光。这种UV荧光染料包括但不限于二甲酰亚胺、二萘嵌苯、香豆素、蒽、菲蒽、氧杂蒽、噻吩、萘并蒽、荧光素及其衍生物或组合。
[0365] 在一实施方式中,增溶剂可包括至少一种选自烃、烃醚、二甲醚、聚氧亚烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯烃、酯、内酯、芳基醚、氟代醚和1,1,1-三氟烷烃的化合物。本文将聚氧化烯二醇醚、酰胺、腈、酮、氯烃、酯、内酯、芳基醚、氟代醚和1,1,1-三氟烷烃增溶剂在本文中定义为与常规冷冻润滑剂一起使用。
[0366] 在一实施方式中,烃增溶剂可包括烃,包括直链、支链或环状烷烃或含有五个或更少碳原子和没有其它官能团的氢的烯烃。代表性的烃类增溶剂包括丙烷、丙烯、环丙烷、正丁烷、异丁烷、2-甲基丁烷和正戊烷。应理解,如果组合物含有烃,那么增溶剂可以不是相同的烃。烃类醚增溶剂可包括仅含有碳、氢和氧的醚,例如二甲醚(DME)。
[0367] 增溶剂可以作为单一化合物存在,或者可以作为多于一种增溶剂的混合物存在。增溶剂的混合物可含有两种来自相同类化合物的增溶剂,例如两种内酯,或两种不同类别的增溶剂,例如内酯和聚氧化烯二醇醚。
[0368] 诸如酮的增溶剂可能具有令人讨厌的气味,其可以通过添加气味掩蔽剂或香料来掩盖。气味掩蔽剂或芳香剂的典型实例可包括市售的常绿、新鲜柠檬、樱桃、肉桂、薄荷、花或橙皮,以及d-柠檬烯和蒎烯。基于气味掩蔽剂和增溶剂的总重量,这些气味掩蔽剂可以约0.001%最多至约15%重量的浓度使用。
[0369] 如果能够用于为不同制冷剂设计的原始制冷设备,则更换制冷剂通常是最有用的。本文公开的制冷剂组合物可用作原始设备中的替代物。
[0370] 在一些实施方式中,本文的制冷剂组合物的性质(例如容量、滑移、效率、压缩机排出温度)可以与现有制冷剂(例如R410A、R32、R22和/或R410A)类似或匹配(例如,具有相似的性质)使得制冷剂组合物可以用于替换(例如,滴入)现有的制冷剂。在一些实施方式中,制冷剂组合物可用于替代HVAC系统中的现有制冷剂。被替代的制冷剂可以回收和/或重新用于其他应用。在一些实施方式中,制冷剂组合物可以用于具有螺杆压缩机,涡旋式压缩机、往复式压缩机或其他合适的压缩机的HVAC系统中。
[0371] 在一个实施方式中,可以改进HVACR系统中的制冷剂组合物。制冷剂组合物是HVACR的现有制冷剂组合物,其被改进以具有一组所需性质。改进现有的制冷剂组合物,以便得到改进的制冷剂组合物,其包括R1123、R32和一种或多种附加的制冷剂。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括CF3I、R125和R1234yf。在一个实施方式中,现有的制冷剂组合物包括R1123、R32、CF3I、R125和R1234yf中的一种或多种。
[0372] 在一实施方式改中,改进现有的制冷剂组合物,以便得到改进的制冷剂组合物,其包括R1123、R32和CF3I。在一实施方式改中,改进制冷剂组合物,以便得到改进的制冷剂组合物,其包括R1123、R32和CF3I和R1234yf。在一实施方式改中,改进制冷剂组合物,以便得到改进的制冷剂组合物,其包括R1123、R32和R125。在一实施方式改中,改进制冷剂组合物,以便得到改进的制冷剂组合物,其包括R1123、R32和R125和R1234yf。在一实施方式改中,改进制冷剂组合物,以便得到改进的制冷剂组合物,其包括R1123、R32、R125和CF3I。
[0373] 在一个实施方式中,HVACR利用包括R32、R1123和R1234yf中的至少一个的现有制冷剂组合物,并且改进制冷剂组合物的方法包括向现有制冷剂组合物中添加一定量的至少一种制冷剂以制备改进的制冷剂组合物。改进的制冷剂组合物至少包括R1123、R32以及R125和CF3I之一,并且具有等于1500或约为1500或小于1500的GWP。加入一种或多种制冷剂的量导致改进的制冷剂组合物具有一组所需性质。在一实施方式中,一种或多种制冷剂的量可包括一定量的R32、一定量的R1123、一定量的R125、一定量的R1234yf和一定量的CF3I中的一个或多个。
[0374] 在HVACR系统被设计成使用类似于R410A的制冷剂组合物的实施方式中,可以使用例如图2-4、7A-7D、8-11、13A、13B、14-19、23A-25B、26-33、38A-41B和42-45中的一个或多个矩阵及其随附的描述来确定具有所需性质的改进的制冷剂组合物。在HVACR系统被设计成使用类似于R32的制冷剂组合物的实施方式中,可以使用例如图2、5-7D、8、11-13B、14-16、20-25B、26-29、34-41B、42、43、46和47中的一个或多个矩阵及其随附的描述来确定具有一组所需性质的改进的制冷剂组合物。在HVACR系统被设计成使用类似于R22的制冷剂组合物的实施方式中,可以使用例如图26-33中的一个或多个矩阵来确定具有一组所需性质的改进的制冷剂组合物。
[0375] 通常,制备具有一组所需性质的制冷剂组合物的方法可包括确定所需的一组性质,并为一组所需性质中的每种性质选择至少一种制冷剂。选择具有所需性质的制冷剂的性能值优于组合物中其它制冷剂所显示的所需性质的性质值。该方法还可包括将所选制冷剂以合适的质量分数混合,使得所得制冷剂组合物具有所需的一组性质。在一些实施方式中,可以使矩阵表示响应于所选制冷剂中的质量分数变化的性质值变化的相关性。通过在矩阵中定义边界属性值,可以从矩阵中选择合适的制冷剂组合物范围以实现所需的一组性质。本文公开的方法可以提供制备制冷剂的灵活性,以满足例如不同的设计要求。
[0376] 在一些实施方式中,制备HVACR系统的制冷剂组合物的方法包括降低制冷剂组合物的可燃性和平衡制冷剂组合物的性能特征、可燃性和GWP(例如,最小化可燃性、最小化GWP和最大化性能特征)。在一些实施方式中,降低制冷剂组合物的可燃性的方法可包括将不可燃制冷剂(例如R125)添加到相对可燃的制冷剂组合物中,使得所得制冷剂组合物可满足HVAC系统的设计要求(例如制冷剂的可燃性)。
[0377] 在一个实施方式中,制备HVACR系统的制冷剂组合物的方法包括混合至少一定量的R1123、一定量的R32和一定量的一种或多种制冷剂以获得GWP为1500或约为1500或小于1500的制冷剂组合物。在一实施方式中,一个或多个制冷剂包括R125和CF3I的至少一种。可以选择R1123、R32、一种或多种制冷剂的量,使得制冷剂组合物具有一种或多种所需的性质。所需性质可以是例如可燃性、GWP、温度滑移、性能系数、压缩机排出比、质量流速或流体密度。
[0378] 在HVACR系统被设计成使用类似于R410A的制冷剂组合物的实施方式中,可以使用例如图2-4、7A-7D、8-11、13A、13B、14-19、23A-25B、26-33、38A-41B和42-45中的一个或多个矩阵及其随附的描述来确定具有所需性质的制冷剂组合物。在HVACR系统被设计成使用类似于R32的制冷剂组合物的实施方式中,可以使用例如图2、5-7D、8、11-13B、14-16、20-25B、26-29、34-41B、42、43、46和47中的一个或多个矩阵及其随附的描述来确定具有一组所需性质的制冷剂组合物。在HVACR系统被设计成使用类似于R22的制冷剂组合物的实施方式中,可以使用例如图26-33中的一个或多个矩阵来确定具有一组所需性质的改进的制冷剂组合物。
[0379] 在一些实施方式中,可以通过基于Excel的热力循环计算工具(例如NIST的REFPROP程序)来模拟和/或估计所得制冷剂组合物的性能特征。在一些实施方式中,可以通过基于Excel的热力循环计算工具(例如NIST的REFPROP程序)来模拟和/或估计燃烧速度(BV,cm/sec)。
[0380] 在一些实施方式中,本文的制冷剂组合物的性质(例如,GWP和/或容量)可以与现有制冷剂(例如R410A、R22和/或R410A)类似或匹配,使得制冷剂组合物可以用于替换(例如,滴入)现有的制冷剂。在一些实施方式中,制冷剂组合物可用于替代HVAC系统中的现有制冷剂。被替代的制冷剂可以回收和/或重新用于其他应用。在一些实施方式中,制冷剂组合物可以用于具有螺杆压缩机,涡旋式压缩机、往复式压缩机或其他合适的压缩机的HVAC系统中。
[0381] 通常,如本文所公开的制冷剂组合物可包括适当量的不同制冷剂,选择每种制冷剂以帮助实现制冷剂组合物的至少一种性质。在一些实施方式中,制冷剂组合物可包括适当量的第一制冷剂,其被选择以解决(例如降低)制冷剂组合物的可燃性,选择适当量的第二制冷剂以解决(例如降低)制冷剂组合物的GWP,选择制适当量的第三制冷剂,其被选择用于解决(例如增加)制冷剂组合物的容量。应注意,在一些实施方式中,一种制冷剂可能能够解决制冷剂组合物的一种以上性质。
[0382] 注意,可以例如在实验室和/或基于计算机的模拟中执行的测量来提供容量。可以基于单一空调和空气源热泵设备的性能等级标准(例如空调、加热和制冷协会标准(AHRI Std)210/240)中提供的运行条件来提供容量。
[0383] 应理解,可以使用其他制冷剂来实现本文所列的所需性质。还应理解,可用本文所述的方法实现制冷剂组合物中的其他所需性质。
[0384] 本文的某些制冷剂组合物是非共沸组合物。非共沸组合物可具有优于共沸或近共沸混合物的某些优点。非共沸组合物是两种或更多种物质的混合物,其表现为混合物而不是单一物质。表征非共沸组合物的一种方法是通过部分蒸发或液体蒸馏产生的蒸气具有与从其蒸发或蒸馏的液体基本上不同的组成,即,具有显着的组成变化的混合物蒸馏或回流。
[0385] 表征非共沸组合物的另一种方法是在特定温度下组合物的泡点蒸气压和露点蒸气压基本上不同。在此,组合物是非共沸的,如果在去除组合物的50重量%后,例如通过蒸发或沸腾,原始组合物与原始组合物已经去除50重量%之后剩余的组合物之间的蒸气压差异具有大于约10%。
[0386] 制冷剂组合物可以通过任何方便的方法制备,以结合所需量的各个组分。优选的方法是称量所需的组分量,然后将组分在合适的容器中混合。如果需要,可以使用搅动。
[0387] 制冷剂容器可以是任何容器,其中储存有已用于制冷装置、空调装置或热泵装置的制冷剂混合组合物。制冷剂容器可以是使用制冷剂混合物的制冷装置、空调装置或热泵装置。另外,制冷剂容器可以是用于收集再生制冷剂混合物组分的储存容器,包括但不限于加压气瓶。
[0388] 残余制冷剂是指可通过任何已知的方法从制冷剂容器中移出的任何量的制冷剂混合物或制冷剂混合物组合物,用于输送制冷剂混合物或制冷剂混合物组合物。
[0389] 可以充分除去杂质以允许再利用制冷剂混合物或制冷剂混合物组合物,而不会对性能或将使用制冷剂混合物或制冷剂混合物组合物的设备产生不利影响。
[0390] 本文的制冷剂组合物可具有低臭氧消耗潜能和低全球变暖潜能值(GWP)。另外,制冷剂组合物可具有的全球变暖潜能值小于目前使用的许多氢氟烃制冷剂。本文描述的实施方式的一个方面是通过向制冷剂组合物中添加氟烯烃来降低制冷剂混合物的净GWP。
[0391] 本文公开的实施方式提供HVACR系统,例如制冷、空调或热泵装置,其包含如本文所述的制冷剂组合物。在一些实施方式中,制冷或空调设备可以是移动设备。如本文所使用的,移动制冷设备或移动空调设备是指结合到用于公路、路、海运或空运的运输单元中的任何制冷或空调设备。另外,旨在为独立于任何移动载体的系统提供制冷或空调的装置,称为“联合”系统,也可以实施本文所述的组合物和方法。这种多式联运系统包括“集装箱”(海陆联运)以及“交换机构”(公路和铁路联合运输)。本文所述的组合物和方法可用于公路运输制冷或空调设备,例如汽车空调设备或冷藏道路运输设备。
[0392] 如本文所公开的制冷剂组合物和方法也可用于固定式空调和热泵,例如热泵。冷水机组、高温热泵、住宅和轻型商用和商用空调系统。在固定式制冷应用中,制冷剂组合物可用于诸如家用箱、制冰机、步入式和伸手式冷却器和冷冻机以及超市系统的设备中。
[0393] 本文所述的组合物和方法还涉及用作传热流体组合物的用途。该方法包括将制冷剂组合物从热源输送到散热器。传热流体用于通过辐射、传导或对流将热量从一个空间、位置、物体或主体传递、移动或移除到不同的空间、位置、物体或主体。通过提供用于从远程制冷(或加热)系统冷却(或加热)的热传递,传热流体可以用作辅助冷却剂。在一些系统中,传热流体可在整个转移过程中保持恒定状态(即,不蒸发或冷凝)。或者,蒸发冷却过程也可以使用传热流体。
[0394] 热源可以定义为希望从其传递、移动或移除热量的任何空间、位置、物体或主体。热源的实例可以是需要冷藏或冷却的空间(开放或封闭),例如超市中的冰箱或冷冻箱、需要空调的建筑空间、或需要空调的汽车的乘客室。散热器可以定义为能够吸收热量的任何空间、位置、物体或主体。蒸汽压缩制冷系统是这种散热器的一个例子。
[0395] 该组合物和方法可以应用于HVAC系统的各种设备和控制器,包括例如包括电动机及其各种压缩机类型的冷水机组、电子冷却、轴承、空气处理器、净化器、蒸发器和冷凝器以及其中的流体管理。该组合物和方法可以应用于这种设备的改进和维修,以及可燃性检测和防御,包括传感器和通风方法,以降低可燃混合物的可能性。
[0396] 方面:
[0397] 方面1-20中的任何方面可以与方面21-62中的任何方面组合,并且方面21-40中的任何方面可以与方面41-62中的任何方面组合。
[0398] 方面1.一种HVACR系统的制冷剂组合物,包括:
[0399] 约80wt%或更少的R1123制冷剂;
[0400] R32制冷剂;以及
[0401] CF3I和R125的至少一个,其中
[0402] 制冷剂组合物具有约为1500或小于1500的GWP。
[0403] 方面2.根据方面1的制冷剂组合物,其中,制冷剂组合物包括R125制冷剂。
[0404] 方面3.根据方面1或2的制冷剂组合物,其中,制冷剂组合物包括CF3I制冷剂。
[0405] 方面4.根据方面1-3中的任一方面的制冷剂组合物,还包括:
[0406] R1234yf制冷剂。
[0407] 方面5.根据方面1-4中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物是不易燃的。
[0408] 方面6.根据方面1-5中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的GWP是约750或小于750。
[0409] 方面7.根据方面1-6中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的GWP是约675或小于675。
[0410] 方面8.根据方面1-7中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的GWP是约300或小于300。
[0411] 方面9.根据方面1-8中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为20:80至等于或约为80:20。
[0412] 方面10.根据方面1-9中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为60:40至等于或约为40:60。
[0413] 方面11.根据方面1-10中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的温度滑移是约15°F或小于15°F。
[0414] 方面12.根据方面1-11中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的温度滑移是约12°F或小于12°F。
[0415] 方面13.根据方面1-12中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的温度滑移是约10°F或小于10°F。
[0416] 方面14.根据方面1-13中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的温度滑移是约5°F或小于5°F。
[0417] 方面15.根据方面1-14中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R410制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0418] 方面16.根据方面1-15中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R410制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0419] 方面17.根据方面1-14中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为单独的R32制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0420] 方面18.根据方面1-14和17中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为单独的R32制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0421] 方面19.根据方面1-14中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R22制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0422] 方面20.根据方面1-14和19中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R22制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0423] 方面21.一种制造HVACR系统制冷剂组合物的方法,方法包括:
[0424] 将至少一定量的R1123、一定量的R32和一定量的一种或多种制冷剂混合以获得制冷剂组合物,一种或多种制冷剂包括R125制冷剂和CF3I中的至少一种,其中
[0425] R1123的量约为或小于制冷剂组合物的80wt%,以及
[0426] 制冷剂组合物具有约为1500或小于1500的GWP。
[0427] 方面22.根据方面21的方法,其中一种或多种制冷剂包括R125制冷剂。
[0428] 方面23.根据方面21或22中任一所述的方法,其中一种或多种制冷剂包括CF3I。
[0429] 方面24.根据方面21-23中任一所述的方法,其中一种或多种制冷剂包括R1234yf制冷剂。
[0430] 方面25.根据方面21-24中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物是不易燃的。
[0431] 方面26.根据方面21-25中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的GWP是约750或小于750。
[0432] 方面27.根据方面21-26中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的GWP是约675或小于675。
[0433] 方面28.根据方面21-27中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的GWP是约300或小于300。
[0434] 方面29.根据方面21-28中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为20:80至等于或约为80:20。
[0435] 方面30.根据方面21-29中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为60:40至等于或约为40:60。
[0436] 方面31.根据方面21-30中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的温度滑移是约15°F或小于15°F。
[0437] 方面32.根据方面21-31中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的温度滑移是约12°F或小于12°F。
[0438] 方面33.根据方面21-32中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的温度滑移是约10°F或小于10°F。
[0439] 方面34.根据方面21-33中的任一方面的方法,其中制冷剂组合物的温度滑移是约5°F或小于5°F。
[0440] 方面35.根据方面21-34中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R410制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0441] 方面36.根据方面21-35中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R410制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0442] 方面37.根据方面21-34中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为单独的R32制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0443] 方面38.根据方面21-34和37中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为单独的R32制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0444] 方面39.根据方面21-34中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R22制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0445] 方面40.根据方面21-34和39中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R22制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0446] 方面41.一种改进HVACR系统的制冷剂组合物的方法,包括:
[0447] 向现有的制冷剂组合物中加入一定量的至少一种制冷剂以制备改进的制冷剂组合物,该改进的制冷剂组合物包括R1123制冷剂、R32制冷剂,以及R125制冷剂和CF3I中的至少一种,其中
[0448] 现有的制冷剂组合物包括R32制冷剂、R1123制冷剂、R125制冷剂和R1234yf中的至少一种,以及
[0449] 改进的制冷剂组合物具有约为1500或小于1500的GWP。
[0450] 方面42.根据方面41的方法,其中所述至少一种制冷剂包括R32制冷剂、R1123制冷剂、R125制冷剂、R1234yf制冷剂和CF3I中的至少一种。
[0451] 方面43.根据方面41或42中任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物包括R1123制冷剂、R32制冷剂和R125制冷剂。
[0452] 方面44.根据方面41或42中任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物包括R1123制冷剂、R32制冷剂和CF3I制冷剂。
[0453] 方面45.根据方面41-44中任一方面的方法,其中改进的制冷剂包括R1123制冷剂、R32制冷剂、R125制冷剂和CF3I制冷剂。
[0454] 方面46.根据方面41-45中任一方面的方法,其中改进的制冷剂包括R1123制冷剂、R32制冷剂、R125制冷剂和R1234yf制冷剂。
[0455] 方面47.根据方面41-46中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物是不易燃的。
[0456] 方面48.根据方面41-47中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的GWP是约750或小于750。
[0457] 方面49.根据方面41-48中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的GWP是约675或小于675。
[0458] 方面50.根据方面41-49中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的GWP是约300或小于300。
[0459] 方面51.根据方面41-50中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与改进的制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为20:80至等于或约为80:20。
[0460] 方面52.根据方面41-50中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物中R32制冷剂的重量百分比与改进的制冷剂组合物中R1123制冷剂的重量百分比的比率(R32:R1123)等于或约为60:40至等于或约为40:60。
[0461] 方面53.根据方面41-52中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的温度滑移是约为或小于15°F。
[0462] 方面54.根据方面41-53中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的温度滑移是约12°F或小于12°F。
[0463] 方面55.根据方面41-54中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的温度滑移是约10°F或小于10°F。
[0464] 方面56.根据方面41-55中的任一方面的方法,其中改进的制冷剂组合物的温度滑移是约5°F或小于5°F。
[0465] 方面57.根据方面41-56中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R410制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0466] 方面58.根据方面41-57中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R410制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0467] 方面59.根据方面41-56中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为单独的R32制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0468] 方面60.根据方面41-56和59中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为单独的R32制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0469] 方面61.根据方面41-56中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R22制冷剂容量的85%或约为85%或大于85%。
[0470] 方面62.根据方面41-56和61中的任一方面的制冷剂组合物,其中制冷剂组合物的容量为R22制冷剂容量的110%或约为110%或小于110%。
[0471] 本申请公开的示例被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示;并且在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都旨在被包含在其中。
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