氟化烃具有许多用途，其中之一是作为用于空调、热力泵、水冷冷却 器和制冷器应用中的热传递组合物。
完全和部分卤化的氯氟烃(例如广泛使用的二氟一氯甲烷，R22)已 经与各种臭氧层破坏问题有关。因此它们的用途和制备受到限制。
因此，需要具有零臭氧损耗潜势同时在根据R22设计的制冷器、空 调、水冷冷却器和热力泵应用中仍可取得可接受性能的热传递组合物。
除了具有任何热传递组合物的热传递特性和环境特性以外，所期望的 组合物还应与常见压缩机润滑剂例如通常用作氯氟烃(CFC)基和/或氢氟 氯烃(HCFC)基制冷系统中的润滑剂的矿物油(例如Sunoco的Suniso 3GS油等设计用于润滑压缩机的油)和烷基苯具有适宜的相容性。
然而，由于这些润滑剂在替代的无臭氧损耗的氢氟烃(HFC)制冷剂 中缺乏溶解性，因此妨碍了对HFC的使用，从而引发了开发和使用用于 HFC热传递组合物的替代性润滑剂的必要性。替代润滑剂主要基于聚亚烷 基二醇(PAG)和多元醇酯(POE)。虽然PAG和POE是HFC基热传递组合 物的适宜的润滑剂，但是许多PAG和POE是极其吸湿的，并且当与潮湿空 气接触时，可吸收几千ppm(份每一百万份)的水。这种吸收的水分导致 设备出现问题，诸如形成酸，其致使设备组件腐蚀并且形成难处理的淤积 物。
与POE和PAG相比，矿物油和烷基苯的吸湿性要低得多，并且具有低 的、小于100ppm的水溶性。因此，需要可使用矿物油和烷基苯润滑剂的 HFC组合物。
此外，在一些设备中，热传递组合物可能在设备操作期间经由轴密封 件、软管连接、焊接接头和折缝线中的渗漏而损失，或在设备维修和保养 期间损失，致使热传递组合物被释放到大气中。如果设备中的热传递组合 物不是纯组分、共沸组合物或类共沸组合物，则当从所述设备渗漏或排放 到大气中时，所述热传递组合物可能会变化。组成的改变会致使所述热传 递组合物变得易燃，或制冷量降低。除了具有如前所述的性能以外，所期 望的热传递组合物还应具有以下特点：能够成为需要最小程度设备改变的 R22的替代制冷剂；行为上至少是类共沸的；具有可接受的全球变暖潜 势；毒性足够低；具有足够的与矿物油的相容性；使用时具有良好的回油 性能；具有可接受的能效，同时保持与R22相当的制冷量。
发明详述
公开了具有下列组分的组合物，所述组分按重量百分比表示，并且使 得包括任何添加剂在内总数加起来等于100％。
7.0-9.0重量％的R32[二氟甲烷，CH2F2，常态沸点为-51.7℃]；
39.0-50.0重量％的R125[五氟乙烷，CF3CHF2，常态沸点为-48.5 ℃]；
39.0-50.0重量％的R134a[1，1，1，2-四氟乙烷，CF3CHF2，常态沸点为 -26.1℃]；
1.9至2.5重量％的烃，所述烃基本上由
1.5-1.8重量％的R600[正丁烷，CH3CH2CH2CH3，常态沸点为-0.5 ℃]，和
0.4-0.7重量％的R601a[异戊烷，((CH3)2CHCH2CH3，常态沸点为 +27.8℃]或R601[正戊烷，(CH3CH2CH2 CH2CH3)，常态沸点为+36℃]组成。 这些组合物的计算出的全球变暖潜势(GWP)为约1800至约2000。
在一些实施方案中，所述组合物具有下列组分，所述组分以重量百分 比表示。
7.0-9.0重量％的R32；
42.0-49.0重量％的R125；
42.0-49.0重量％的R134a；
1.9-2.5重量％的烃，所述烃基本上由1.5-1.8重量％的R600和 0.4-0.7重量％的R601a或0.4-0.7重量％的R601组成。
在一些实施方案中，所述组合物具有下列组分，所述组分以重量百分 比表示。
7.0-9.0重量％的R32；
43.5-47.5重量％的R125；
42.7-45.7重量％的R134a；
1.9-2.5重量％的烃，所述烃基本上由1.5-1.8重量％的R600和 0.4-0.7重量％的R601a或0.4-0.7重量％的R601组成。
在一些实施方案中，所述组合物具有下列组分，所述组分以重量百分 比表示。
7.0-9.0重量％的R32；
43.5-47.5重量％的R125；
42.7-45.7重量％的R134a；
2.1-2.5重量％的烃，所述烃基本上由
1.5-1.8重量％的R600和0.4-0.7重量％的R601a或0.4-0.7重量％ 的R601组成。
此外，上文公开的组合物可用于满液蒸发式冷却器中，其中所述液体 组合物存在于蒸发器中，并且此类冷却器具有如下表示的循环蒸汽组成：
10.0-17.0重量％的R32；
54.0-61.0重量％的R125；
23.0-30.0重量％的R134a；
2.3-3.1重量％的烃，所述烃基本上由
2.0-2.5重量％的R600和0.3-0.6重量％的R601a或0.3-0.6重量％ 的R601。
这些组合物的计算出的全球变暖潜势(GWP)为约1900至约2100。
在一些实施方案中，所述组合物可用作热传递系统中的热传递介质。 在一些实施方案中，本文所公开的新型组合物尤其可用于采用喷射冷却的 系统中。
还公开了使用本文所述组合物作为设备中至少一种热传递组合物的冷 藏机、冷冻机、空调、水冷冷却器和热力泵。
还公开了通常具有传感元件的冷藏机、冷冻机、空调、水冷冷却器和 热力泵，当在冷凝器至蒸发器回路中使用R22，并且使用上述组合物之一 作为系统中冷凝器至蒸发器回路内的循环热传递组合物时，所述传感元件 具有适用于所述传感元件中的流体。在传感元件的一些实施方案中，当在 冷凝器至蒸发器回路中使用R22时，适用于所述传感元件中的流体是压力 等于或低于R22的流体或流体混合物。在传感元件的一些实施方案中，当 在冷凝器至蒸发器回路中使用R22时，适用于所述传感元件中的流体是压 力等于或高于R22的流体或流体混合物。在一些实施方案中，其中在所述 至少一种传感元件中的流体是经选择可在R22存在于冷凝器至蒸发器回路 中时工作的流体或流体混合物，所述流体具有基本上不同于R22的压力/ 温度关系斜率。在一些实施方案中，经选择可在R22存在于冷凝器至蒸发 器回路中时工作的传感元件中的流体是R22。在一些实施方案中，将一种 上述组合物用于冷凝器至蒸发器回路中。在一些实施方案中，将一种上述 组合物用于传感元件中，并且将一种上述组合物用于冷凝器至蒸发器回路 中。
当前，许多制冷和空调系统在连接到膨胀阀的传感元件中以及制冷和 空调系统中的“冷凝器至蒸发器回路”中均使用R22。术语“冷凝器至蒸 发器回路”是用于描述热传递系统的一部分的术语，所述部分包括自膨胀 阀至蒸发器直至冷凝器的相互流体连通的所有系统元件和组件，以及膨胀 阀和冷凝器之间的流体连通的所有导管和其他元件。然而，术语“冷凝器 至蒸发器回路”不包括传感元件。
可任选加入的添加剂包括以下那些，诸如润滑剂、阻蚀剂、表面活性 剂、消泡剂(例如Dow 200)、溶剂(例如Exxon的Isopar H)稳定剂、 回油剂(包括聚合回油剂)、染料以及其他可加入到所述组合物中的适宜 材料。
本文公开的组合物还可包含至少一种润滑剂，所述润滑剂选自聚亚烷 基二醇、多元醇酯、聚乙烯醚、矿物油、烷基苯、合成石蜡、合成环烷烃 和聚(α)烯烃。
本发明的润滑剂包括适于与制冷或空调设备一起使用的那些。在这些 润滑剂中包括通常用于采用氯氟烃制冷剂的蒸汽压缩制冷设备中的润滑 剂。此类润滑剂和它们的性质论述于1990年ASHRAE手册“Refrigeration Systems and Applications”第8章标题为“Lubricants in Refrigeration Systems”的第8.1页至8.21页中，所述文献以引用方式 并入本文。本发明的润滑剂可包括在压缩制冷润滑油领域中通常称为“矿 物油”的那些。矿物油包括石蜡(即直碳链和支碳链的饱和烃)、环烷烃 (即环状石蜡)和芳烃(即包含一个或多个特征在于交错双键的环的不饱 和环状烃)。本发明的润滑剂还可包括在压缩制冷润滑油领域中通常称为 “人造油”的那些润滑油。人造油包括烷基芳烃(即直链和支链烷基烷基 苯)、合成石蜡和环烷烃、以及聚(α-烯烃)。本发明的代表性常规润 滑剂是可商购获得的BVM 100N(由BVA Oils销售的石蜡类矿物油)、 Suniso3GS和Suniso5GS(由Crompton Co.销售的环烷类矿物油)、 Sontex372LT(由Pennzoil销售的环烷类矿物油)、CalumetRO-30 (由Calumet Lubricants销售的环烷类矿物油)、Zerol75、Zerol 150和Zerol500(由Shrieve Chemicals销售的直链烷基苯)和HAB 22 (由Nippon Oil销售的支链烷基苯)。
本发明的润滑剂还包括设计与氢氟烃制冷剂一起使用并且可在压缩制 冷和空调设备操作条件下与本发明的制冷剂混溶的那些润滑剂。此类润滑 剂以及它们的性能论述于“Synthetic Lubricants and High-Performance Fluids”(R.L.Shubkin编辑，Marcel Dekker，1993)中。此类润滑剂 包括但不限于多元醇酯(POE)诸如Castrol100(Castrol，United Kingdom)、聚亚烷基二醇(PAG)诸如得自Dow(Dow Chemical， Midland，Michigan)的RL-488A、聚乙烯醚(PVE)、和聚碳酸酯(PC) 诸如得自Mitsui的MA2320F。
通过考虑指定压缩机的要求以及润滑剂将接触的环境来选择本发明的 润滑剂。
在一些实施方案中，所述组合物还包含一种或多种添加剂(例如增容 剂或UV染料)，其量按上述组合物的重量计为最多10％。在其他实施方案 中，一种或多种添加剂存在于上述组合物中，其在所述组合物中的量小于 500ppm。在其他实施方案中，一种或多种添加剂存在于上述组合物中，其 在所述组合物中的量小于250ppm。在其他实施方案中，一种或多种添加剂 存在于上述组合物中，其在所述组合物中的量小于200ppm。
在其他实施方案中，一种或多种添加剂存在于所述组合物中，其量为 0.1至3重量％。在其他实施方案中，一种或多种添加剂存在于所述组合物 中，其量为0.01至1.5重量％。
在一些实施方案中，本发明提供全氟聚醚作为添加剂，其可与氢氟烃 和烃制冷剂或热传递流体混溶。全氟聚醚的共同特征是存在全氟烷基醚部 分。全氟聚醚与全氟聚烷基醚同义。常用的其他同义术语包括“PFPE”、 “PFAE”、“PFPE油”、“PFPE流体”、和“PFPAE”。例如，得自 DuPont的KRYTOX是具有式CF3-(CF2)2-O-[CF(CF3)-CF2-O]j’-R’f结构的全氟 聚醚。在所述式中，j’为2-100，包括端点在内，并且R’f为CF2CF3、C3 至C6全氟烷基、或它们的组合。
还可使用其他PFPE，包括得自Ausimont(Milan，Italy)并且可由 全氟烯烃光致氧化制备的FOMBLIN和GALDEN流体。FOMBLIN-Y可具有式 CF3O(CF2CF(CF3)-O-)m’(CF2-O-)n’-R1f结构。同样适宜的是CF3O[CF2CF (CF3)O]m’(CF2CF2O)o’(CF2O)n’-R1f。在所述式中，R1f为CF3、C2F5、C3F7，或其中 两种或更多种的组合；(m’+n’)为8-45，包括端点在内；并且m/n为 20-1000，包括端点在内；o’为1；(m’+n’+o’)为8-45，包括端点在 内；m’/n’为20-1000，包括端点在内。
FOMBLIN-Z可具有式CF3O(CF2CF2-O-)p’(CF2-O)q’CF3结构，其中(p’+ q’)为40-180，并且p’/q’为0.5-2，均包括端点在内。
还可使用DEMNUM流体，它是另一类PFPE，得自Daikin Industries (Japan)。它可通过2，2，3，3-四氟氧杂环丁烷的连续低聚和氟化来制 备，获得式F-[(CF2)3-O]t’-R2f，其中R2f为CF3、C2F5、或它们的组合，并且 t’为2-200，包括端点在内。
可独立地将全氟聚醚的两个端基官能化或非官能化。在非官能化全氟 聚醚中，所述端基可以是支链或直链的全氟烷基端基。此类全氟聚醚的实 例可具有式Cr’F(2r’+1)-A-Cr’F(2r’+1)结构，其中每个r’独立地为3至6；A可 以是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’，或其中两种或更多种的组合；A优 选为O-(CF(CF3)CF2-O)w’、O-(C2F4-O)w’、O-(C2F4-O)x’(C3F6-O)y’、O- (CF2CF2CF2-O)w’，或其中两种或更多种的组合；w’为4至100；x’和y’分别 独立地为1至100。具体实例包括但不限于F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF2CF3、 F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF(CF3)2，以及它们的组合。在此类PFPE中，最多30％ 的卤素原子可以是不同于氟的卤素，诸如氯原子。
还可独立地将全氟聚醚的两个端基官能化。典型的官能化端基选自 酯、羟基、胺、酰胺、腈、羧酸和磺酸。
代表性的酯端基包括-COOCH3、-COOCH2CH3、-CF2COOCH3、-CF2COOCH 2CH3、-CF2CF2COOCH3、-CF2CF2COOCH2CH3、-CF2CH2COOCH3、-CF2CF2CH2COOCH3、 -CF2CH2CH2COOCH3、-CF2CF2CH2CH2COOCH3。
代表性的羟基端基包括-CF2OH、-CF2CF2OH，-CF2CH2OH、 -CF2CF2CH2OH、-CF2CH2CH2OH、-CF2CF2CH2CH2OH。
代表性的胺端基包括-CF2NR1R2、-CF2CF2NR1R2、-CF2CH2NR1R2、 -CF2CF2CH2NR1R2、-CF2CH2CH2NR1R2、-CF2CF2CH2CH2NR1R2，其中R1和R2独立地为 H、CH3或CH2CH3。
代表性的酰胺端基包括-CF2C(O)NR1R2、-CF2CF2C(O)NR1R2、-CF2CH2 C(O)NR1R2、-CF2CF2CH2C(O)NR1R2、-CF2CH2CH2C(O)NR1R2、-CF2CF2CH2CH2C(O) NR1R2，其中R1和R2独立地为H、CH3或CH2CH3。
代表性的腈端基包括-CF2CN、-CF2CF2CN、-CF2CH2CN、-CF2CF2CH2CN、 -CF2CH2CH2CN、-CF2CF2CH2CH2CN。
代表性的羧酸端基包括-CF2COOH、-CF2CF2COOH、-CF2CH2COOH、 -CF2CF2CH2COOH、-CF2CH2CH2COOH、-CF2CF2CH2CH2COOH。
代表性的磺酸端基包括-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，其中R3为H、CH3、 CH2CH3、CH2CF3、CF3、或CF2CF3，R4为CH3、CH2CH3、CH2CF3、CF3或CF2CF3。
本发明的制冷剂-全氟聚醚添加剂组合可在一个或多个方面改善制 冷、空调和热传递系统的性能。在一个方面，它通过防止油积聚在热交换 器旋管中而能够使足量的油返回至压缩机，使得油量保持在适当的操作水 平。在另一方面，制冷剂-全氟聚醚还可改善矿物油和合成润滑剂油的润 滑性能。在又一方面中，所述制冷剂-全氟聚醚还可改善热传递效率，从 而改善能量效率。所述制冷剂-全氟聚醚还显示可降低边界润滑时的摩擦 和磨损，预计这会致使压缩机寿命更长。上述优点不旨在穷举。
本专利申请涉及的“全氟聚醚的有效量”是指使足够的油返回至压缩 机以保持或改善润滑性能或能量效率性能或二者的全氟聚醚添加剂的量， 其中所述全氟聚醚的量可由普通技术人员调节至适于单独制冷/热传递系 统(旋管、压缩机等)和所用制冷剂的量。
在本发明的一个实施方案中，全氟聚醚的量按相对于所述制冷剂或热 传递流体的重量计小于40％。在另一个实施方案中，全氟聚醚添加剂的量 相对于所述制冷剂或热传递流体为小于约20-30重量％。在另一个实施方 案中，所述全氟聚醚添加剂的量相对于所述制冷剂或热传递流体为小于约 10重量％。在另一个实施方案中，全氟聚醚添加剂的量相对于所述制冷剂 或热传递流体的重量计为小于约1至约2重量％。在另一个实施方案中， 全氟聚醚添加剂的量相对于所述制冷剂或热传递流体为约0.01重量％至 约1.0重量％。在另一个实施方案中，全氟聚醚添加剂的量相对于所述制 冷剂或热传递流体的重量计为约0.03至0.80重量％。
此外，在一些实施方案中，可加入聚合回油剂诸如ZonylPHS(其可 购自E.I.du Pont de Nemours and Company)，其可溶解或分散矿物润 滑剂或合成润滑剂。
本文所述的组合物可用作制冷剂，并且具体地讲，可用作R22替代 物。它们还可被用作泡沫膨胀剂(例如，用于聚烯烃和聚氨酯泡沫)、溶 剂、清洁剂、气溶胶推进剂、热传递介质、气态电介质、粉末循环工作流 体、聚合反应介质、颗粒移除组合物、载体流体、缓冲研磨剂和替代干燥 剂。
在一些实施方案中，所述组合物被认为是基本恒沸的类共沸组合物。 “共沸温度”是指在指定压力的平衡状态下，共混物中液相和蒸汽相含有 相同摩尔份数的各组分时的温度。
“类共沸”组合物是指行为如同单一物质的两种或更多种物质的恒沸 或基本上恒沸的液体混合物。表征类共沸组合物的一种方法是，由液体部 分蒸发或蒸馏产生的蒸汽与从其中蒸发或蒸馏的液体具有基本上相同的组 成，即所述混合物蒸馏/回流，而基本组成无变化。表征类共沸组合物的 另一种方法是，在具体温度下组合物的泡点蒸汽压和露点蒸汽压基本上相 同。
在一些实施方案中，类共沸组合物的特征在于，当以绝对单位测量 时，通过诸如蒸发或沸腾移除50重量％的组合物后，原组合物与50重量 ％原组合物被移除后的剩余组合物之间的蒸汽压差小于约10％。绝对单位 是指，压力以例如磅每平方英寸、千帕、大气压、巴、托、达因每平方厘 米、毫米汞柱、英寸水柱以及本领域熟知的其他等同术语度量。如果存在 共沸物，则原组合物与50重量％原组合物被移除后的剩余组合物之间的 蒸汽压没有差别。
如本文所用，增容剂是可改善氢氟烃制冷剂在常规制冷润滑剂中的溶 解度从而改善向压缩机的回油性的化合物。
如本文所用，“紫外”染料定义为可吸收电磁波频谱紫外或“近”紫 外区域内的光的紫外荧光组合物。可检测到在紫外光照射下由紫外荧光染 料产生的荧光，所述紫外光可发出波长为约10纳米至约750纳米的辐 射。
在一些实施方案中，当在蒸发器或冷凝器中测量时，本文所述的组合 物具有约6至约9℉(3-5℃)的温度滑移。在一些实施方案中，在蒸发器 中测得的温度滑移为约5.8至约6.3℉(3.2-3.5℃)。温度滑移是用于定 义排除任何过冷或过热、系统的组件中的热传递组合物导致的相变过程中 起始温度与最终温度间的绝对差值(通常在蒸发器或冷凝器处测定)的术 语。在一个实施方案中，所述组合物在具有约+20℉平均蒸发器温度的系 统中具有约40psig的饱和蒸汽压。
如本文所用，移动式制冷设备或移动式空调设备是指合并到公路、铁 路、海路或航空运输单元中的任何制冷设备或空调设备。此外，本发明中 包括被称为“联合运输”系统的设备，所述设备旨在向独立于任何移动载 体的系统提供制冷或空调效果。此类联合运输系统包括“容器”(结合海 路/陆路运输)以及“交换体”(结合公路和铁路运输)。本文所公开的 组合物可用于移动应用中，包括列车乘客室空调、运输空调或制冷器、快 速交通(地铁)和公共汽车空调。
如本文所用，热传递组合物是用于将热从一个空间、场所、物体或主 体通过辐射、传导或对流而转移、迁移或转运到不同空间、场所、物体或 主体的组合物。热传递组合物可以是液态或气态流体，并且通过提供用于 从远程制冷(或加热)系统供冷(或供热)的转移方式而可用作第二冷却 剂。在一些系统中，热传递组合物可在整个转移过程中保持恒定状态(即 不气化或液化)。作为另外一种选择，蒸发冷却工艺也可使用热传递流 体。
如本文所用，热源可被定义为希望从此处转移、迁移或转运热量的任 何空间、场所、物体或主体。热源的实例可以是需要制冷或冷却的空间 (开放或密闭的)，诸如超级市场内的冷藏机和冷冻机柜、需要空调的建 筑空间、或需要空调的汽车乘客室。散热器可被定义为能够吸热的任何空 间、场所、物体或主体。蒸汽压缩制冷系统是此类散热器的一个实例。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它们 的任何其他变型均旨在覆盖非排他性的包括。例如，包括要素列表的工 艺、方法、制品或设备不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的 或该工艺、方法、制品或设备所固有的其他要素。此外，除非另外特别说 明，否则“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何 一种情况均满足条件A或B：A是真的(或存在的)且B是假的(或不存 在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B 都是真的(或存在的)。
同样，使用“一个”或“一种”来描述本文所描述的要素和组分。这 样做仅仅是为了方便，并且对本发明的范围提供一般性的意义。这种描述 应被理解为包括一个或至少一个，并且该单数也包括复数，除非很明显地 另指他意。
在一些实施方案中，上述组合物还可用于制冷过程中，包括在待冷却 主体附近蒸发上述组合物，然后远离待冷却主体冷凝所述组合物。此外， 上述组合物还可通过在待加热主体附近冷凝上述组合物，然后远离待加热 主体蒸发所述组合物来用于制热。
使用上述组合物的系统：
对于本文所述的热传递系统，使用以下定义来限定术语。
控温区域是指用于将热从一个空间、场所、物体或主体通过辐射、传 导或对流以及它们的组合而转移、迁移或转运到不同空间、场所、物体或 主体的空间。例如，在一些实施方案中，所述控温区域为壳体、橱柜、 室、密封式机罩或半密封式机罩。此类控温区域的温度可为典型的制冷 机、冷冻机、制冷机、冷却器、冷藏机或经由空调或热力泵加热的房间或 办公室具有的温度。
在一些实施方案中，所述控温区域选自冷藏柜、冷冻柜、橱柜、水冷 冷却器、饮料冷却器、葡萄酒冷却器、熟食柜、饼柜、产品展示柜，以及 它们的组合。在一些实施方案中，所述产品展示柜具有水雾化器，并且在 其他实施方案中，所述产品展示柜不具有水雾化器。在一些实施方案中， 所述控温区域为房间、仓库、实验室、工业生产区域(例如，计算机设备 或化学反应)或简单的封闭空间(例如里面具有冷气或热气的大帐篷)， 以及它们的组合。
在一些实施方案中，所述控温区域为具有至少一个可从顶部打开的门 的壳体、室、腔室或橱柜(诸如冷冻柜)。在一些实施方案中，所述壳 体、室、腔室或橱柜具有至少一个可从其一侧或多侧打开的门，包括一个 或多个门(诸如超级市场或便利店的具有多个门的展示柜)。在一些实施 方案中，所述系统中具有一个以上的控温区域。在一些实施方案中，多个 区域具有相同或不同的目标温度。
术语“目标”是用于描述目标值或设定值的术语，并且根据以下事实 使用：当系统在运转中时，系统组件诸如控温区域、蒸发器或压缩机的实 际温度可因许多原因而随时间变化，包括能量断供、设备故障、启动和关 闭程序、任何时刻放置在此类控温区域中的内容物的量和温度。
低温冷却是用于定义液体组合物被冷却至其饱和温度以下的程度的术 语。
过热是用于定义蒸汽组合物被加热至其饱和蒸汽温度以上的程度的术 语。
静态过热是用于定义开启膨胀阀以使液体制冷剂流动通过阀塞所需的 过热量的术语。
制冷(热)量是用于描述可随时间转移、移动、移除或排出的热量的 术语。制冷(热)量的一个度量单位是英热单位(“BTU”)每小时的 数。12,000BTU/h还可被定义为1吨制热量或制冷量。
冷凝器是用于定义可将蒸汽制冷剂冷凝成液体制冷剂的系统组件的术 语。在一些实施方案中，至少一个冷凝器设置在远离至少一个蒸发器处； 在其他实施方案中，冷凝器与蒸发器之间的距离为至少15英尺；在其他 实施方案中，所述距离大于50英尺。
术语“冷凝器至蒸发器回路”是用于描述热传递系统的一部分的术 语，所述部分包括自液体制冷剂计量装置至蒸发器直至冷凝器的相互流体 连通的所有系统元件和组件，以及可能在液体制冷剂计量装置和冷凝器之 间的流体连通的所有导管和其他元件。然而，术语“冷凝器至蒸发器回 路”不包括传感元件。
压缩机是通过减少蒸汽体积来增加其压力的机械装置。压缩蒸汽自然 会增加其温度。在一些实施方案中，存在两个以上的压缩机。在具有两个 以上压缩机的一些实施方案中，所述压缩机不为相同类型。在一些实施方 案中，所述压缩机利用的是喷射冷却功能。喷射冷却是使一部分离开冷凝 器的压缩制冷剂转移回到压缩机中以防止过热的系统。在一些实施方案 中，压缩机过热会导致油降解，这最终导致压缩机过早损坏(较短的压缩 机寿命)。由于不是所有的被压缩制冷剂均进入到蒸发器中以向控温区域 (如下文定义)提供冷却，因此采用喷射冷却的一些系统会损失制冷量和 能量效率。
有多种类型的压缩机可用于本文所述的热传递系统中，并且一些实施 方案可具有一个或多个压缩机。在一些实施方案中，所述压缩机可具有相 同的额定功率或不同的额定功率。在一些实施方案中，存在两个以上的压 缩机。在具有两个以上压缩机的一些实施方案中，所述压缩机不为相同类 型。在一些实施方案中，压缩机可以是密封的或半密封的。
在一些实施方案中，至少一个压缩机设置在远离冷凝器处；在一些实 施方案中，该距离为至少15英尺；并且在其他实施方案中，该距离为至 少50英尺。
在一些实施方案中，单独的压缩机具有1/5马力(“hp”)至最多 500马力(373千瓦，kW)的功率容量。在一些实施方案中，至少一个压 缩机具有1/5hp(0.15kW)至最多50hp(37kW)的功率容量。在一些实施 方案中，所述系统具有5个或5个以上的压缩机。
在一些实施方案中，所述系统具有至少一个额定功率为5至30马力 (3.7至22kW)的压缩机。在一些实施方案中，所述系统具有至少两个额 定功率各为5至30马力的压缩机。在一些实施方案中，所述系统具有至 少三个额定功率各为5至30马力的压缩机。在一些实施方案中，所述系 统具有至少四个额定功率各为5至30马力的压缩机。在一些实施方案 中，所述系统具有至少五个额定功率各为5至30马力的压缩机。
在一些实施方案中，压缩机的类型选自包括但不限于下述压缩机的那 些。
活塞式压缩机使用由机轴驱动的活塞传动。它们可以是固定式的或便 携式的，可以是单级或多级的。在一些实施方案中，此类活塞式压缩机由 电动马达或内燃机驱动。在一些实施方案中，活塞式压缩机具有1/5至30 马力(hp)的功率。在其他实施方案中，所述活塞式压缩机可具有50hp。 在一些实施方案中，所述压缩机能够操控低压至超高压(例如＞5000psi 或35MPa)的出口压力。
旋转螺杆式压缩机使用两个啮合的旋转容积式螺旋状螺杆，以迫使气 体进入到更小的空间中。在一些实施方案中，旋转螺杆式压缩机可为 1/5hp(0.15kW)至500hp(373kW)以上，并且可从低压至超高压(例如 ＞1200psi或8.3MPa)。
在某些方面与旋转螺杆式装置类似的涡旋式压缩机包括两个交错的螺 旋形卷轴来压缩气体。一些涡旋式压缩机可为1/5hp(0.15kW)至500hp (373kW)以上，并且可从低压至超高压(例如＞1200psi或8.3MPa)。
离心式压缩机属于包括风扇、推进器和涡轮的涡轮机组类型。这些机 器连续地交换转动着的机械元件与稳定地流动的流体之间的角动量。所述 流体蒸汽被加入到邻近压缩机中心的外壳中，并且具有径向叶片(叶轮) 的轮盘快速旋转，以迫使蒸汽向外径方向移动。通过叶轮直径的变化使气 流速度增加，这转变成静态压力的增加。离心式压缩机可以是单级的，仅 具有一个叶轮，或它可以是多级的，具有两个或更多个安装在同一壳体上 的叶轮。对于分步制冷，压缩机可具有多达20级。
在一些实施方案中，系统可具有低达1000BTU/h或高达1百万BTU/h 的压缩机制冷(热)量。
在其他实施方案中，所述系统的压缩机制冷(热)量为最多 10,000BTU/小时。在其他实施方案中，所述压缩机具有高达600,000BTU/h 或更高的系统制冷(热)量。
适宜的压缩机可从多个设备制造商处购得，诸如Carlyle、Copeland 和Bitzer。
蒸发器是系统的热吸收组件，在其中液体热传递组合物(例如制冷 剂)由液体蒸发成蒸汽。蒸发器具有至少一个用于接纳液体制冷剂组合物 的进入口，和至少一个经由此处排出蒸汽相制冷剂的排出口。所述蒸发器 排出口与至少一个或多个压缩机流体连通。
在一些实施方案中，蒸发器具有一个或多个旋管。所述蒸发器旋管位 于蒸发器中，并且在一些实施方案中，所述旋管为导管，液体/蒸汽两相 制冷剂经由所述导管移动，蒸发成蒸汽态。
在一些实施方案中，蒸发器具有三个或更多个旋管。在一些实施方案 中，蒸发器具有五个或更多个旋管。在一些实施方案中，蒸发器具有八个 或更多个旋管。在一些实施方案中，蒸发器不具有旋管。在一些实施方案 中，蒸发器为单一的腔室。在一些实施方案中，空气在蒸发器旋管或单一 腔室上方移动，并且是将热量传送至控温区域或从控温区域传送出的热传 递介质。
在一些实施方案中，所述系统中存在两个或更多个不同尺寸的蒸发 器。并且在具有两个或更多个蒸发器的一些系统中，一些系统可具有相同 的蒸发器。在其他多蒸发器系统中，所述蒸发器不是相同的。在一些多蒸 发器系统中，每个蒸发器可具有相同或不同数目的旋管。
在本文所述的实施方案中，所述系统包含上述组合物作为在冷凝器至 蒸发器回路中的制冷剂组合物。
在一些实施方案中，所述蒸发器旋管延伸到蒸发器的外面一段距离， 并且这样能够与分配器排气口处的分配器流体连通。在一些实施方案中， 延伸到蒸发器外面的蒸发器旋管长度是选自12英寸、约18英寸、约24 英寸、约30英寸、约36英寸、约42，英寸、约48英寸、约54英寸、约 60英寸、约66英寸，或约72英寸以及它们的组合的长度。
膨胀阀是一种计量装置，其可控制热传递系统中介于冷凝器和蒸发器 之间的制冷剂流量。此类膨胀阀可以是自动阀或恒温阀。液体制冷剂流入 膨胀阀中，在其中它变成两相(液相和蒸汽相)。两相制冷剂离开膨胀阀 并且流入到蒸发器中。参见图3，其是以图解示意的一种膨胀阀。膨胀阀 可包括其他元件，并且可与温度响应传感器连接，所述传感器与膨胀阀主 体中的隔膜或膜盒连通。在用于冷却的系统中，将膨胀阀用于节流液体， 自高压冷凝器压力调节至低压蒸发器压力，同时将足量的制冷剂加入到蒸 发器中，以有效移除热量并且控制过热。
使用膨胀阀以避免向蒸发器过量给料，因此膨胀阀在帮助防止液体制 冷剂到达系统压缩机内方面是有用的。可选择任何系统中的膨胀阀，以用 于在蒸发器出口处具有预定过热量的系统中工作。过热量是避免液体制冷 剂到达系统压缩机内的一种辅助方式。静态过热是使制冷剂流动通过膨胀 阀所需的过热量。
通常基于系统操作参数选择用于系统的膨胀阀，并且可根据系统的不 同变化，以及根据每个系统内的不同而变化。膨胀阀也有大小之分，并且 根据系统中待用的具体热传递组合物(例如R22或本文所述组合物中的一 种)的热物理特性来选择。
可用于选择膨胀阀的其他因素包括系统的额定负载、蒸发器的目标平 均操作温度、以及控温区域中待保持的目标温度。
在一些实施方案中，所述膨胀阀为恒温膨胀阀(本文称为 “TXV”)，其一个实施方案示于图3中。在一些实施方案中，可用于本 文所述系统中的TXV具有最多0.25吨的制冷(热)量；在一些实施方案 中，TXV具有最多0.5吨的制冷(热)量；在其他实施方案中，TXV具有 最多3吨的制冷(热)量；并且在其他实施方案中，TXV可具有高于3吨 的制冷(热)量。在一些实施方案中，存在一个以上的TXV；在一些实施 方案中，所述TXV具有相同的制冷(热)量；并且在其他实施方案中，所 述TXV可具有不同的制冷(热)量。
在一些实施方案中，所述系统还包括止回阀，当制冷剂以相反方向流 动(诸如热力泵型系统)时，所述止回阀开启以使制冷剂绕开膨胀阀。在 一些系统中，所述膨胀阀可以是温度和压力响应恒温膨胀阀和止回阀的整 装组合(参见例如美国专利5,524,819)。
在需要用无臭氧损耗的组合物改型的一些系统中，许多现有系统具有 被选择用于R22制冷剂的膨胀阀。在其他实施方案中，选择膨胀阀以用于 上述组合物。在一些实施方案中，所述膨胀阀是已用于现有热传递系统中 的膨胀阀，所述系统在冷凝器至蒸发器回路中使用R22，并且在现有传感 元件中使用R22或流体或流体混合物，当在冷凝器至蒸发器回路中使用 R22时，选择R22或流体或流体混合物以向膨胀阀提供适当的控制。在一 些实施方案中，所述传感元件向膨胀阀提供适当的控制，由此在离开蒸发 器的制冷剂温度上升或下降时，传感元件中流体的温度同样上升或下降。 当流体温度上升时，传感线中的压力上升。当流体温度下降时，传感线中 的压力下降。
在一些实施方案中，图3中示出的一组元件被称为动力头。在一个此 类实施方案中，动力头包括隔膜84、恒温元件99、毛细管82、传感元件 201和遥控温包202。
在一些实施方案中，所述膨胀阀可设计与分配器一起工作，或换句话 讲与分配器相配合。在一些实施方案中，所述分配器可包括分配器喷嘴。 分配器上的喷嘴可缩减自膨胀阀的排气口尺寸。在一些实施方案中，所述 喷嘴将自TXV的排气口缩减高达75％。在其他实施方案中，所述喷嘴将 TXV排气口缩减至少50％。在其他实施方案中，所述TXV排气口被缩减至 少30％。在其他实施方案中，所述TXV排气口被缩减小于30％。在其他实 施方案中，所述喷嘴缩减了TXV的排气口，并且至一定尺寸以获得足够的 紊流，从而使进入到蒸发器中的液体和蒸汽两相制冷剂形成基本均匀的混 合物。
在一些系统实施方案中，一个或多个膨胀阀还可具有与蒸发器出口侧 以及恒温膨胀阀隔膜或膜盒底部相连接的外平衡器。在一些实施方案中， 外平衡器被用于穿过蒸发器入口和出口具有高压降或其中需要膨胀阀分配 器的系统中。在一些实施方案中，TXV与外平衡器一起使用。
当使用外平衡器时，平衡器配件(具有两个端口)在一端与蒸发器排 气口连接，并且与膨胀阀隔膜(或膜盒，根据具体情况而定)连接，以使 循环制冷剂蒸汽能充入外平衡器，并且将蒸汽压(图3B中的P2)施加在 隔膜(或膜盒，根据具体情况而定)上。
分配器是与至少一个膨胀阀流体连通的设备。在膨胀阀上使用分配 器，可通过提供若干通过蒸发器的平行通道(例如具有多个旋管的蒸发 器)来增加大蒸发器中的压降。
在一些实施方案中，分配器被用于具有冷冻展示柜、步入式冷藏柜、 冷藏机以及它们组合的系统中(例如通常可见于超级市场和便利店中的系 统)。在一些实施方案中，所述分配器可具有两个或更多个排气口；在一 些实施方案中，所述分配器具有三个或更多个排气口；并且在其他实施方 案中，所述分配器具有至少六个排气口。在其他实施方案中，所述分配器 具有六个以上的排气口。
在一些实施方案中，所述分配器排气口具有直径选自尺寸在约3/16 英寸至约3/8英寸范围内的外径。在一些实施方案中，所述分配器排气口 的外径大于3/8英寸。
在一些实施方案中，喷嘴和分配器是独立元件，并且在其他实施方案 中，喷嘴和分配器是一个元件。
Sporlan、Emerson Flow和Danfoss是膨胀阀、喷嘴和分配器的若干 制造商和供应商。
通常选择膨胀阀、喷嘴和分配器并且规定尺寸，以符合系统以及其将 连接的蒸发器的热负荷。在一些具有一个以上膨胀阀的系统中，每个膨胀 阀可相同或不同；并且每个可具有相同或不同的喷嘴和/或分配器；并且 每个分配器可具有相同或不同数量的分配器排气口；并且每个分配器排气 口可相同或不同。
在一些系统中，具有相等数量的膨胀阀和蒸发器。在其他系统中，蒸 发器多于膨胀阀。在一些系统中，不是所有的TXV都具有与之连接的分配 器。
高压侧是制冷系统中发生冷凝的一侧。
液体制冷剂管线是用于描述所有导管的术语，所述导管被用于将液体 制冷剂递送到计量装置中。在一些实施方案中，存在一种以上类型的液体 制冷剂管线。在一些实施方案中，在所述系统中存在一种以上类型的计量 装置。
液体制冷剂管线的导管尺寸可变化，并且除了别的因素以外，还取决 于系统的尺寸、与每个液体制冷剂管线流体连通的蒸发器的容量、以及系 统中使用部分液体制冷剂管线的部分。
在一些实施方案中，所述液体制冷剂管线还包括液体回路管线、液体 干线管线、或它们的组合。在一些实施方案中，所述液体制冷剂管线包括 一个或多个液体回路管线、一个或多个干线管线、或它们的组合。
在一些实施方案中，所述液体制冷剂管线长度为约5英尺。在一些实 施方案中，所述液体制冷剂管线长度为约5至10英尺。在一些实施方案 中，所述液体制冷剂管线长度大于10英尺。所述液体制冷剂管线可具有 相同的长度和相同的直径，或不同的长度和不同的直径。
液体回路管线是液体制冷剂管线的一种类型，并且是用于描述与膨胀 阀流体连通的液体制冷剂管线部分的术语，并且是其中液体制冷剂从冷凝 器流至膨胀阀的导管。所述液体回路管线尺寸可变，并且除了别的因素以 外，还取决于系统的尺寸、以及与每个液体回路管线流体连通的蒸发器的 容量。
在一些实施方案中，存在两个或更多个与同一液体回路管线流体连通 的蒸发器。在一些实施方案中，所述液体回路管线可为5英尺长或更短。 在一些实施方案中，所述液体回路管线长度可为约5至10英尺。在一些 实施方案中，所述液体回路管线长度可大于10英尺。在一些实施方案 中，所述液体回路管线可长达20英尺。在一些实施方案中，所述液体回 路管线长度大于20英尺。在一些实施方案中，存在两个或更多个具有相 同或不同长度的液体回路管线。所述液体回路管线可具有相同的长度和相 同的直径，或不同的长度和不同的直径。
液体干线管线是液体制冷剂管线的一种类型，并且是用于定义具有一 个以上液体回路管线的系统实施方案中的一部分液体制冷剂管线的术语。 所述液体干线管线是将液体制冷剂从冷凝器运送至液体回路管线中的导 管。
在一些实施方案中，所述液体干线管线为20英尺长或更短。在一些 实施方案中，所述液体干线管线长于20英尺。在一些实施方案中，所述 液体干线管线长达30英尺。在一些实施方案中，所述液体干线管线长达 50英尺。在一些实施方案中，所述液体干线管线长达100英尺。在一些实 施方案中，所述液体干线管线长度大于100英尺。在一些实施方案中，所 述液体干线管线长度大于200英尺。在一些实施方案中，所述液体干线管 线长度大于300英尺。在一些实施方案中，所述液体干线管线长度大于 500英尺。在一些实施方案中，所述液体干线管线长度大于1,000英尺。 在一些实施方案中，所述液体干线管线长度大于1,500英尺。在一些实施 方案中，所述液体干线管线长度大于2,000英尺。在一些实施方案中，存 在两个或更多个具有相同长度或不同长度的液体干线管线。所述液体干线 管线可具有相同的长度和相同的直径，或不同的长度和不同的直径。
在一些实施方案中，存在两个或更多个与至少一个液体干线管线流体 连通的液体回路管线，所述液体干线管线继而与冷凝器出口侧流体连通。 在一些实施方案中，存在一个以上的液体干线管线和一个以上的冷凝器。 在一些实施方案中，存在一个以上的与一个冷凝器流体连通的液体干线管 线。
在一些实施方案中，所述系统还具有一个或多个油分离器。所述油分 离器是用于指分离所有或部分任何油的任何设备的术语，所述油由在压缩 循环期间在压缩机内的循环制冷剂获得。在一些实施方案中，所述油分离 器储存油；并且在其他实施方案中，所述油分离器使油返回至压缩机中。 在一些实施方案中，所述油分离器储存油并且使油返回至压缩机中。在一 些实施方案中，所述油分离器位于压缩机出口侧附近。
在一些实施方案中，存在再冷却器。再冷却器是用于描述在液体制冷 剂到达液体制冷剂计量装置(例如TXV)之前冷却所述液体制冷剂的任何 系统元件的术语。再冷却器可简单地为额外的管道或导管或单独的设备， 诸如使用冷却介质诸如冷冻水或制冷剂的热交换器，以在液体制冷剂到达 膨胀阀之前将其冷却。在一些实施方案中，所述管道或导管的长度为约3 英尺。在一些实施方案中，再冷却器的特征包括长于3英尺的管道或导 管。在一些实施方案中，再冷却器的特征包括一定长度的非绝缘管道或导 管。
在此类实施方案中，管道或导管选自铜、铜合金(包括含钼和镍的合 金)、铝或铝合金、或不锈钢、或它们的组合。在一些实施方案中，通过 放置来自至少两个彼此邻近的系统的液体制冷剂管线来实现低温冷却，其 中至少两种液体制冷剂处于两种不同的温度下。在一个实施方案中，通过 将一段长度的来自低温系统的液体制冷剂管线放置在一段长度的来自中温 系统的液体制冷剂管线附近，来形成再冷却器。在一些实施方案中，所述 液体制冷剂管线可在相当长的距离内彼此邻近。
在一些实施方案中，两种不同温度的液体制冷剂管线可以是基本上直 的。在其他实施方案中，两种不同温度的液体制冷剂管线可以是弯曲的。 在其他实施方案中，两种不同温度的液体制冷剂管线可包括套环。在一些 实施方案中，可通过使用制冷剂的独立冷却设备来实现低温冷却，所述冷 却设备可单独使用或与其他再冷却器元件组合使用。
在一些实施方案中，一个以上的元件向蒸汽制冷剂提供低温冷却。
在一些实施方案中，所述系统还具有在冷凝器与蒸发器之间流体连通 的液体制冷剂接收器。在一些实施方案中，所述液体制冷剂接收器被放置 在TXV之前。接收器是用于指可因许多原因保留液体制冷剂的任何系统元 件的术语。此原因包括形成膨胀阀可从中提取液体制冷剂的贮存器，形成 在系统保养操作期间可用于储存液体制冷剂的收集设备，以及任何单个系 统可具有的其他需求，以及上述原因的组合。
在一些实施方案中，存在一个以上的接收器。在一些实施方案中，系 统中有至少一个再冷却器和至少一个接收器被放置在冷凝器之后和蒸发器 之前。在一些实施方案中，至少一个接收器介于压缩机和冷凝器之间。在 一些实施方案中，接收器位于冷凝器之前的压缩机附近，并且在其他实施 方案中，接收器更接近冷凝器放置。
在一些实施方案中，所述液体干线管线与接收器流体连通。在一些实 施方案中，所述接收器是具有任何形状的任何容器(包括但不限于，例 如，直径大于液体干线管线的导管、或碗状物、槽罐、鼓状物、罐等)。 所述接收器可由任何适于容纳循环制冷剂的材料制成，包括但不限于铜、 铜合金、铝、铝合金、不锈钢、或它们的组合。在一些铜合金的实施方案 中，所述铜合金还包含钼和镍，以及它们的混合物。
在一些实施方案中，所述接收器为直径约6至约15英寸并且长度为 约50至约250英寸的管形。在其他实施方案中，所述接收器可具有约12 至约13英寸的直径和约100至约150英寸的长度。在一个实施方案中， 所述接收器可具有约12.75英寸的直径和约148英寸的长度。在另一个实 施方案中，所述接收器可具有约12.75英寸的直径和约104英寸的长度。 在一些系统中，存在两个或更多个接收器，其彼此邻近放置在系统中，或 放置在系统的不同位置处。在一些实施方案中，所述接收器的尺寸能够容 纳全部制冷剂装料。
蒸汽制冷剂管线是用于描述将蒸汽制冷剂从蒸发器递送到冷凝器的导 管的术语。在一些实施方案中，所述蒸汽制冷剂管线包括一个或多个蒸汽 回路管线、一个或多个吸入管线、或它们的组合。任何蒸汽制冷剂管线的 导管尺寸可变化，并且取决于系统的尺寸以及与每个液体回路管线流体连 通的蒸发器容量，以及系统中使用部分所述导管之处。在一些实施方案 中，所述蒸汽回路管线长度为5英尺，并且在其他实施方案中，所述蒸汽 回路管线长度为10英尺。在一些实施方案中，所述蒸汽制冷剂管线具有 相同的长度或不同的长度，并且可具有相同或不同的直径。
在一些实施方案中，可存在蒸汽回路管线。蒸汽回路管线是用于描述 一部分蒸汽制冷剂管线的术语，并且所述管线与蒸发器出口和吸入管线流 体连通。在一些实施方案中，所述蒸汽回路管线可为5英尺长或更短。在 一些实施方案中，所述蒸汽回路管线长度可为5至10英尺。在一些实施 方案中，所述蒸汽回路管线可长达20英尺。在一些实施方案中，存在两 个或更多个蒸汽回路管线，其可具有相同或不同的长度，并且可具有相同 或不同的直径。
吸入管线是用于描述一部分蒸汽制冷剂管线的术语，所述管线与蒸发 器出口和压缩机入口流体连通。在一些实施方案中，所述吸入管线为20 英尺长或更短。在一些实施方案中，所述吸入管线长于20英尺。在一些 实施方案中，所述吸入管线长达30英尺。在一些实施方案中，所述吸入 管线长达50英尺。在一些实施方案中，所述吸入管线长达100英尺。在 一些实施方案中，所述吸入管线长度大于100英尺。在一些实施方案中， 所述吸入管线长度大于200英尺。在一些实施方案中，所述吸入管线长度 大于200英尺。在一些实施方案中，所述吸入管线长度大于300英尺。在 一些实施方案中，所述吸入管线长度大于500英尺。在一些实施方案中， 所述吸入管线长度大于1,000英尺。在一些实施方案中，所述吸入管线长 度大于1,500英尺。在一些实施方案中，所述吸入管线长度大于2,000英 尺。在一些实施方案中，存在两个或更多个吸入管线，其可具有相同的长 度或不同的长度，并且可具有相同或不同的直径。
在一些实施方案中，所述吸入管线与一个以上的压缩机流体连通，并 且在其他实施方案中，存在一个以上的与一个压缩机流体连通的吸入管 线。
吸入压是系统低压侧的压力。
传感元件是具有两个端口的装置：一端与至少一个蒸发器出口侧通信 连接，并且传感离开蒸发器的蒸汽温度，而另一端与至少一个膨胀阀压力 传感元件通信连接。所述传感元件包含制冷剂或其他流体，并且传感元件 中的制冷剂或其他流体与在冷凝器至蒸发器回路中循环的制冷剂密封相 隔，以使得组分不共混。
在本文所述的一些实施方案中，所述传感元件包含当R22用于冷凝器 至蒸发器回路中时适于使用的流体。在一些实施方案中，至少一个传感元 件包含上述组合物。在传感元件的一些实施方案中，当R22被用于冷凝器 至蒸发器回路中时适用于传感元件中的流体是R22。在传感元件的一些实 施方案中，当在冷凝器至蒸发器回路中使用R22时，适用于所述传感元件 中的流体是压力等于或高于R22的流体或流体混合物。在传感元件的一些 实施方案中，当在冷凝器至蒸发器回路中使用R22时，适用于所述传感元 件中的流体是压力等于或低于R22的流体或流体混合物。在传感元件的一 些实施方案中，当在冷凝器至蒸发器回路中使用R22时，适用于所述传感 元件中的流体是具有基本上不同于R22的压力/温度关系斜率的流体或流 体混合物。
在一个实施方案中，与蒸发器出口侧通信连接的传感元件端是可为任 何形状或体积的金属球，并且另一端是毛细管。在一些实施方案中，末端 与蒸发器出口侧通信连接的传感元件端与蒸发器排气口连接。在其他实施 方案中，与蒸发器出口侧连接的传感元件端与蒸汽制冷剂管线(包括蒸汽 回路管线或吸入管线)连接。
在一些实施方案中，传感球为铜、铜合金或铝。在一些实施方案中， 所述传感元件简单地为管线，在一些实施方案中，其在其整个长度方向上 具有一致的直径，并且在其他实施方案中，所述传感元件为在其长度方向 上具有不同直径的管线。
所述传感元件具有任何长度，以便传达与流到膨胀阀的蒸汽制冷剂 (离开蒸发器)的温度有关的充分信息。此长度将根据系统的不同而变 化，并且当在多蒸发器系统中使用两个或更多个传感元件时，每个系统内 每个传感元件的长度可相同或不同。
在一些实施方案中，所述传感元件的长度为3英尺或更短(任何管、 线、管道、导管以及它们的组合的总长度)。在一些实施方案中，所述传 感元件的长度大于3英尺(任何管、线、管道、导管以及它们的组合的总 长度)。在一些实施方案中，所述传感元件的长度为3至10英尺(任何 管、线、管道、导管以及它们的组合的总长度)。在一些实施方案中，所 述传感元件的长度大于10英尺(任何管、线、管道、导管以及它们的组 合的总长度)。在一些实施方案中，所述传感元件的长度大于15英尺 (任何管、线、管道、导管以及它们的组合的总长度)。在一些实施方案 中，所述传感元件的长度大于20英尺(任何管、线、管道、导管以及它 们的组合的总长度)。
在一些实施方案中，所述传感元件具有足够的直径，以有效地与TXV 阀通信。在一些实施方案中，所述传感元件的直径不大于1/8英寸。在一 些实施方案中，所述传感元件的直径大于1/8英寸。在其他实施方案中， 所述传感元件为约1/16英寸或更窄。在其他实施方案中，所述传感元件 大于1/16英寸。在其他实施方案中，所述传感元件为约1/4英寸或更 窄。在其他实施方案中，所述传感元件大于1/4英寸。
一些实施方案是低温系统。在一些实施方案中，所述系统包括至少一 个在或约-25℉或更低的目标平均温度下运转的蒸发器。在一些实施方案 中，所述系统包括至少一个在或约-10℉或更低的目标平均温度下运转的 蒸发器。在一些实施方案中，系统包括至少一个在约0℉或更低的目标平 均温度下运转的蒸发器。
在一些实施方案中，所述系统具有目标温度，以使控温区域中的内容 物保持在冻结态。在一些实施方案中，运转所述系统，以使控温区域中的 内容物的温度保持在约0℉。在一些实施方案中，控温区域的目标温度低 于约-10℉。
一些实施方案是中温系统。在一些实施方案中，所述系统包括至少一 个在约0℉至最多高达约40℉的目标平均温度下运转的蒸发器。在一些实 施方案中，至少一个蒸发器在约0至约+20℉的目标平均温度下运转。
在一些实施方案中，所述系统具有使控温区域中的内容物保持在冷冻 的非冻结状态的目标温度。在一些实施方案中，控温区域中内容物的目标 温度被保持在约+20至约+45℉的温度。在一些实施方案中，控温区域的 目标温度为约+20至约+40℉。
在一些实施方案中，系统中的控温区域具有低于约-10℉的目标温 度。在一些实施方案中，系统中的控温区域具有约-10至约+5℉的目标 温度。在一些实施方案中，控温区域的目标温度等于或小于约0℉。在一 些实施方案中，除了任何解冻循环外，系统中的控温区域具有约-5至 +5℉以下的目标温度。在一些实施方案中，控温区域的目标温度等于或小 于约+32℉。
在一些实施方案中，控温区域的目标温度为约0至约+40℉。在一些 实施方案中，控温区域的目标温度为约+10至约+40℉。在一些实施方案 中，除了任何解冻循环外，系统中的控温区域具有约+25至+35℉以下的 目标温度。
在一些实施方案中，系统中的控温区域具有约+15至约+45℉的目标 温度。在一些实施方案中，控温区域的目标温度等于或小于约+20℉。
在一些实施方案中，所述系统被设计经历周期性解冻循环。解冻循环 是蒸发器的短期升温过程。在一些实施方案中，时间长短取决于经历解冻 的蒸发器的尺寸和状况。在一些实施方案中，解冻循环足够长，以移除任 何沉积在蒸发器上的冰。例如，在一些实施方案中，在60分钟或更短的 时间内发生短期升温；并且在其他实施方案中，升温可长达几小时或更 长。
在一些实施方案中，解冻循环不会影响控温区域的温度。在一些实施 方案中，解冻循环会影响控温区域的温度。在一些实施方案中，解冻循环 不会影响内容物的温度。
在一些实施方案中，可在通常的室温下运转空调系统以达到控温区域 中的温度。在其他实施方案中，可在约60至约80℉的温度下运转空调系 统以达到控温区域中的温度。并且在一些实施方案中，可在低于约60℉的 温度下使用空调系统，以将控温区域保持在需要保持的温度下。
在一些实施方案中，所述系统作为热力泵系统运转。在一些实施方案 中，所述热力泵系统将控温区域保持在高于60℉的温度下。在一些实施方 案中，所述热力泵将控温区域保持在高于70℉的温度下。
在一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却小于1/4吨的负荷。在 一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却小于1/2吨的负荷。在一些实 施方案中，所述系统被设计用来冷却小于1吨的负荷。在一些实施方案 中，所述系统被设计用来冷却约1至约3吨的负荷。在一些实施方案中， 所述系统被设计用来冷却约1吨至约5吨的负荷。在一些实施方案中，所 述系统被设计用来冷却大于5吨的负荷。在一些实施方案中，所述系统被 设计用来冷却8吨或大于8吨的负荷。在一些实施方案中，所述系统被设 计用来冷却10吨或大于10吨的负荷。
在一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却12吨或大于12吨的负 荷。在一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却15吨或大于15吨的负 荷。在一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却20吨或大于20吨的负 荷。在一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却22吨或大于22吨的负 荷。在一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却大于25吨的负荷。在 一些实施方案中，所述系统被设计用来冷却20至60吨的负荷。在一些实 施方案中，所述系统被设计用来冷却大于60吨的负荷。在这些系统的每 一个中，通过具有多个控温区域的各种多个子系统可达到总负荷，所述控 温区域具有不同的目标温度和不同的蒸发器运转温度。在一些实施方案 中，存在一个以上的压缩机和一个或多个冷凝器。
在一些实施方案中，所述系统包括冷藏机、冷冻机或空调、或它们的 组合。在一些实施方案中，所述系统具有一个或多个冷藏控温区域和一个 或多个冷冻控温区域。
本文所述系统中的管、线、管道和导管可由任何适宜的材料制成，所 述材料可在各种温度和压力下包含制冷剂，而不会显著地化学或物理改变 制冷剂。在一些实施方案中，管、线、管道和导管可由相同的材料或不同 的材料制成。在一些实施方案中，所述管、线、管道和导管材料选自玻 璃、铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢，以及它们的组合。在含有铜合金 的一些实施方案中，所述铜合金还包含钼、镍、或它们的混合物。
在一些实施方案中，系统中管、线、管道和导管的总长度为至少约40 英尺。在一些实施方案中，管、线、管道和导管的总长度大于40英尺。 在一些实施方案中，管、线、管道和导管的总长度为至少约60英尺。在 一些实施方案中，管、线、管道和导管的总长度大于60英尺。在一些实 施方案中，管、线、管道和导管的总长度为至少约120英尺。在一些实施 方案中，管、线、管道和导管的总长度大于120英尺。在一些实施方案 中，线、管道和导管的总长度为至少约200英尺。在一些实施方案中， 管、线、管道和导管的总长度大于200英尺。在一些实施方案中，管、 线、管道和导管的总长度为至少约500英尺。在一些实施方案中，线、管 道和导管的总长度大于500英尺。在一些实施方案中，线、管道和导管的 总长度为至少约1,000英尺。在一些实施方案中，线、管道和导管的总长 度大于1,000英尺。在一些实施方案中，线、管道和导管的总长度为至少 约2,000英尺。在一些实施方案中，线、管道和导管的总长度大于2,000 英尺。
在一些实施方案中，所述系统具有选自约-40至约+40℉的温度的平 均蒸发器温度，并且冷凝器温度在约+60至+130℉的范围内。在一些实 施方案中，所述系统具有选自约-40至约+40℉的温度的平均蒸发器温 度，并且冷凝器温度保持在约+70至约+105℉的范围内。
在一些实施方案中，所述系统具有选自-20至+20℉的温度的平均蒸 发器温度，并且冷凝器温度保持在约+60至约+130℉的范围内。在一些 实施方案中，所述系统具有选自-20至+20℉的温度的平均蒸发器温度， 并且冷凝器温度保持在约+70至约+105℉的范围内。
在一些实施方案中，所述液体制冷剂在到达膨胀阀之前，经历约5℉ 的低温冷却。在其他实施方案中，所述液体制冷剂在到达膨胀阀之前，经 历介于约5和约10℉的低温冷却。在其他实施方案中，所述液体制冷剂在 到达膨胀阀之前，经历约10至约20℉的低温冷却。在一些实施方案中， 所述液体制冷剂经历大于20℉的低温冷却。在一些实施方案中，所述液体 制冷剂经历不超过50℉的低温冷却。在一些实施方案中，所述液体制冷剂 经历大于50℉的低温冷却。
在一些实施方案中，所述系统具有至少两个控温区域、至少两个R22 膨胀阀和至少两个蒸发器。在一些实施方案中，所述系统具有至少两个控 温区域、至少两个被选择用于上述组合物的膨胀阀、和至少两个蒸发器。
在具有两个或更多个传感元件的一些实施方案中，至少一个传感元件 包含R22，并且至少一个其他传感元件包含上述组合物。
在一些实施方案中，所述系统可包括4个液体回路管线、4个压缩机 和21个冷藏机和/或冷冻机柜，并且包括大于50个具有分配器的TXV，和 10个或更多个没有分配器的TXV。在其他实施方案中，所述系统可以是低 温制冷系统，所述系统具有9至15个液体回路管线，15至42个在沿着液 体回路管线的不同位置处与所述系统连接的冷冻柜，包括1个或更多个步 入式冷冻机，并且使用4至6个压缩机。
一些实施方案是中温系统，所述系统具有4个液体回路管线，21个制 冷展示柜作为控温区域，4个压缩机，和至少60个具有分配器的TXV，以 及10个没有分配器的TXV。一些实施方案仅包括步入式冷藏柜，其具有至 少7个具有分配器的TXV。一些中温系统具有15个液体回路管线，具有 42个柜(选自冷藏机、冷冻机、冷却器以及它们的组合)，使用6个压缩 机，34个具有分配器的TXV，和8个没有分配器的TXV。一些中温系统在 TXV上不使用分配器。一些中温系统包括10个液体回路管线，具有18个 冷藏柜和6个步入式冷却柜，使用4个压缩机，和18个具有分配器的 TXV，以及9个没有分配器的TXV。
一些实施方案是低温系统，所述系统包括9个液体回路管线，28个冷 冻柜，1个步入式冷冻机，多个压缩机，32个具有分配器的TXV，以及1 个没有分配器的TXV。一些系统包括4个步入式冷冻机，其使用5个具有 分配器的TXV。
在一些实施方案中，所述系统额定在至少1000BTU/h的负载下运转。 在一些实施方案中，所述系统额定在大于1,000BTU/h的负载下运转。在 一些实施方案中，所述系统额定在至少50,000BTU/h的负载下运转。在一 些实施方案中，所述系统额定在至少100,000BTU/h的负载下运转。在一 些实施方案中，所述系统额定在大于100,000BTU/h的负载下运转。
冷却器
在一个实施方案中，本公开的组合物可用作冷却器中的制冷剂。冷却 器是一种空调/制冷设备。有两种类型的水冷却器是可用的，即蒸汽压缩 式冷却器和吸收式冷却器。本公开涉及蒸汽压缩式冷却器。此类蒸汽压缩 式冷却器可以是示于图10中的满液蒸发式冷却器，或示于图12中的直接 蒸发式冷却器。满液蒸发式冷却器和直接蒸发式冷却器可以是气冷的或水 冷的。在其中冷却器为水冷式的实施方案中，此类冷却器一般与冷却塔相 关联，所述冷却塔用于排出来自系统的热量。在其中冷却器为气冷式的实 施方案中，所述冷却器配备有制冷剂至空气的翅式管冷凝器旋管和风扇， 以排出来自系统的热量。气冷式冷却器系统一般比同等制冷量的包括冷却 塔和水泵的水冷式冷却器系统更加经济。然而，在许多运转条件下，水冷 式系统由于更低的冷凝温度而更加有效。
冷却器可与空气调节和分配系统连接，以向包括旅馆、办公楼、医 院、大学等在内的大型商业建筑提供舒适的空调(将空气冷却和除湿)。 在另一个实施方案中，已发现冷却器还可用于海军潜水艇和水面舰船中。
为图示冷却器如何运行，参见附图。水冷式满液蒸发型冷却器图示于 图10中。在此冷却器中，温热的液体自冷却系统诸如建筑物冷却系统， 通过蒸发器旋管9进入到冷却器中(在箭头3处示意进入)。在一些实施 方案中，温热的流体是水。在其他实施方案中，温热的流体是水，还包括 乙二醇或丙二醇。所述液体被递送至蒸发器214，在其中所述液体被液体 制冷剂冷却，这示于蒸发器的下部。所述液体制冷剂在比流动通过旋管9 的温热液体更低的温度下蒸发。被冷却的液体经由旋管9的回返部分地再 循环回至建筑物冷却系统中，如箭头4所示。图10中蒸发器214下部所 示的液体制冷剂蒸发，并且进入到压缩机70中，所述压缩机使所述制冷 剂蒸汽的压力和温度升高。所述压缩机压缩此蒸汽，使得它可在比从蒸发 器中出来时的制冷剂蒸汽温度更高的温度下，在冷凝器80中冷凝。在水 冷式冷却器情况下为液体的冷却介质自图10中箭头1处的冷却塔，经由 冷凝器旋管10进入到冷凝器中。所述冷却介质在进程中升温，并且经由 旋管10归返回路和箭头2分别返回至冷却塔或外界。此冷却介质使冷凝 器中的蒸汽冷却，并且将蒸汽转变成液体制冷剂，使得在如图10所示的 冷凝器下部存在液体制冷剂。冷凝器中被冷凝的液体制冷剂经由膨胀装置 或孔口8流回到蒸发器中。孔口8降低了液体制冷剂的压力，并且将液体 制冷剂部分地转变成蒸汽。换句话讲，当冷凝器与蒸发器之间的压力降低 时，液体制冷剂部分地变成蒸汽(瞬间)。在蒸发器压力下将液态和蒸汽 态制冷剂骤冷至饱和温度，使得液体制冷剂和制冷剂蒸汽均存在于蒸发器 中。
应当指出的是，对于单组分制冷剂组合物而言，蒸发器中蒸汽制冷剂 的组成与蒸发器中液体制冷剂的组成相同。在此情况下，蒸发将在恒定温 度下发生。然而，如果如本发明组合物的情况，使用制冷剂共混物，则蒸 发器和冷凝器中的液体制冷剂和制冷剂蒸汽可具有不同的组成。
制冷量高于700kW的冷却器一般使用满液式蒸发器，其中所述制冷剂 被包含于蒸发器和冷凝器中(即，在壳程上)。满液式蒸发器需要更高的 制冷剂负荷，但是可产生更近的接近温度，并且效率更高。制冷量低于 700kW的冷却器一般使用具有制冷剂和冷冻的冷却介质的蒸发器，所述制 冷剂在管内流动，并且所述冷冻的冷却介质在蒸发器和冷凝器中，即在壳 程上。此类冷却器被称为直接膨胀型(DX)冷却器。水冷式直接膨胀型冷 却器图示于图12中。在如图12所示的冷却器中，温热的冷却介质诸如水 在入口14处进入蒸发器。大部分液体制冷剂在箭头3’处进入蒸发器旋管 9，，并且蒸发。因此，在蒸发器中发生水的冷却，并且冷却的液体在出口 16处离开蒸发器。所述制冷剂蒸汽在箭头4’处离开蒸发器，并且送至压 缩机7，，其中它被压缩并且作为高温高压的蒸汽离开。此蒸汽通过1’处 的冷凝器旋管进入冷凝器。所述蒸汽被冷凝器中的水冷却，并且变成液 体。冷却水通过冷凝器进水口入口20进入冷凝器，并且它从冷凝蒸汽吸 取热量，所述热量将水加热。水通过冷凝器出水口18离开。冷凝的制冷 剂液体在箭头2’处离开冷凝器，并且通过膨胀阀12，所述膨胀阀使液体 制冷剂的压力降低。由于膨胀而产生的少量蒸汽与液体制冷剂一起进入蒸 发器。
蒸汽压缩式冷却器可由它们所用的压缩机类型来辨别。在一个实施方 案中，所公开的组合物可用于使用离心式压缩机的离心式冷却器中。在另 一个实施方案中，所公开的组合物可用于容积式冷却器中，所述冷却器中 使用容积式压缩机、活塞式压缩机、螺杆式压缩机或涡旋式压缩机。
以往使用R22的系统的改型方法
还描述的是对下述热传递系统的改型方法，所述热传递系统在其系统 的冷凝器至蒸发器回路中具有R22，并且具有R22膨胀阀，并且具有含 R22的传感元件，所述方法包括：
(i)从系统的冷凝器至蒸发器回路中移除R22；
(ii)用替代组合物装填系统的冷凝器至蒸发器回路，所述替代组合 物的饱和蒸汽压与R22的饱和蒸汽压基本上相同，在相同系统运转条件下 具有至少90％的R22制冷量，并且不会使膨胀阀负荷容量增加超出所述 R22膨胀阀的130％以上。
在一个实施方案中，所述方法包括在步骤(ii)中使用具有零臭氧损 耗潜势的替代制冷剂。
在一些实施方案中，所述替代制冷剂具有可接受的全球变暖潜势 (“GWP”)。在一些实施方案中，所述全球变暖潜势低于2600。在一些 实施方案中，所述全球变暖潜势低于2300。在一些实施方案中，所述全球 变暖潜势低于2000。
全球变暖潜势(GWP)是用于评估在100年时间范围内由于与一千克 二氧化碳的排放相比一千克具体温室气体的大气排放而致的相对全球变暖 贡献的指数，如联合国政府间气候变化专门委员会的第二次评估报告 (SAR-1995)中所述。
在一个实施方案中，所述方法包括使用上述组合物作为步骤(ii)中 的填装制冷剂。在一个实施方案中，所述方法还包括用与步骤(ii)中使 用的相同的制冷剂来替代传感元件中的R22。
在一个实施方案中，所述方法还包括在装料步骤(ii)之前，替换系 统的冷凝器至蒸发器回路中所有的密封件。
系统的冷凝器至蒸发器回路中的密封件位于系统中的多个位置，包括 介于两个金属表面或配件以及其他金属组件诸如螺线管阀门、Schraeder 阀、球形阀等之间的界面。密封件的类型可简单地为O形环或垫圈，并且 它们通常由多种材料制成，诸如塑料、橡胶以及其他弹性体。在一些实施 方案中，这些材料为氯丁橡胶、氢化丁腈橡胶、NBR、三元乙丙橡胶、 EPDM、硅氧烷，以及它们的混合物和组合。
在一些实施方案中，不需要调整R22膨胀阀中的过热调节弹簧，以在 冷凝器至蒸发器回路中容纳本文所述的组合物。在其他实施方案中，将过 热调节弹簧调整不超过3psig(正向或反向)，以在冷凝器至蒸发器回路 中容纳替代组合物。
技术人员意识到，图中的物体是为了简单和清楚而图示说明的，并 且未必按比例绘制，或代表仅有的实施方案。例如，可相对于其他物体来 放大图中某些物体的尺寸，以有助于改善对某些实施方案的理解。
附图详述
图1是使用上述组合物的热传递系统的示意图。此示意图示出了系统 100，所述系统在传感元件101和传感球102中使用上述组合物。待冷却 的控温区域为冷却区域103。冷却区域中的内容物由内容物104示出。液 体制冷剂管线110通入膨胀阀112，并且液体制冷剂流入蒸发器114中， 其中它膨胀、蒸发并且作为吸入管线140中的过热蒸汽120离开蒸发器。
此系统中的冷凝器和压缩机未示出。在本文所述的一个实施方案中，此类 系统可经历改型，由此冷凝器至蒸发器回路中的R22被上述制冷剂组合物 替代。膨胀阀无需改变。在一些实施方案中，可将过热调节弹簧(参见下 图3)调整不超过±3psig。
图2是具有恒温膨胀阀的制冷剂系统的示意图。在此示意图中，具有 液体制冷剂(对于本文所述的实施方案，可为现有技术中的R22，或本文 所述的组合物)的系统使所述液体制冷剂移动通过TXV212)，由此所述制 冷剂作为半液半气相离开，进入到所连接的蒸发器214)中，其中所述半 液半气的制冷剂移动进入到蒸发器中，以气相从其中离开，并且进入到吸 入管线240中。气相制冷剂接着向前移动，并且移动进入到所连接的压缩 机250中，由此它被压缩并且返回至热气体状态。然后所述制冷剂移出压 缩机，进入到所连接的热气管线260中，接着向前移动，并且移动进入到 冷凝器270)中，由此所述气体制冷剂被冷凝并且返回至液相。所述液体 制冷剂管线280使所述液体制冷剂返回到TXV中。
图3是一种膨胀阀的示意图，所述膨胀阀包括与传感元件201连接的 阀体92)和液体制冷剂进口97，所述传感元件201具有传感球202。传感 球202是传感元件201的一部分，其与具有隔膜84的恒温元件99连接。 在一些实施方案中，所述隔膜可由导流板系统替代(未示出)。当恒温元 件99感应到传感球202)中温度上升时，P1被施加在隔膜上，使其下压 (并且在本文所述系统的实施方案中，所述传感元件可包含R22或上述组 合物中的一种)，并且压力积聚在传感毛细管82中，推动推杆98)，从 而推动阀塞96离开阀座88)，使液体制冷剂从进口流入到蒸发器中(始 终推动过热弹簧94)。可经由过热调节螺杆90)对TXV进行一些调节， 这可增加或降低P3。在一些实施方案中，可使用过热调节螺杆90以+/- 3psig的量调节P3。在一些实施方案中，可使用过热调节螺杆90以大于 +/-3psig的量调节P3。半液半气的制冷剂经由出口95离开阀体92。在系 统运转期间，施加在隔膜(或导流板)上的压力为P1(恒温元件99的蒸 汽压)，并且与P2(经由内平衡器86的蒸发器压力)和P3(过热调节弹 簧94弹力的等效压力)的组合压力相抗。
图4是具有喷嘴和分配器的恒温膨胀阀的示意图。液体回路管线210 与TXV主体92的进口97连接，所述TXV主体具有与传感元件101连接的 隔膜84。TXV主体92具有出口95。与出95连接的是喷嘴205)，所述 喷嘴具有与其连接的分配器207。分配器207具有两个分配器出口209， 其与具有两个蒸发器旋管216的蒸发器连接。
图5是使用R22和上述组合物之一的制冷剂系统的示意图。此示意图 示出了在传感元件101和传感球102中使用R22的系统200。在此示意图 中，待冷却区域是控温区域203。控温区域中的内容物由内容物204示 出。所述液体制冷剂210进入到R22的膨胀阀212中，并且流入到蒸发器 214)中，其中它膨胀并蒸发，并且作为过热蒸汽220离开蒸发器，并且 进入到吸入管线240中。在一些实施方案中，不需要调整R22膨胀阀，以 在蒸发器中容纳上述组合物。此系统中的冷凝器和压缩机未示出。
图6是所公开热传递系统的一个实施方案的另一个实施方案系统300 的示意图，所述系统是使用R22和上述组合物的制冷剂系统。液体回路管 线210包含上述组合物，其进入阀入口管33)，经由阀进口97进入到膨 胀阀92)中。膨胀阀92包括与传感元件101连接的隔膜84。所述膨胀阀 具有喷嘴205以及与之连接的分配器207。所述分配器207具有与蒸发器 旋管216)连接的分配器出口209，其中一部分此旋管位于蒸发器214之 外。当上述组合物进入到蒸发器旋管216中时，它离开蒸发器214时达到 饱和蒸汽条件，然后经历过热变成过热蒸汽220时，上述组合物在两相 (液相和气相)间循环。在一些实施方案中，使上述组合物过热不超过 5℉；在一些实施方案中，使上述组合物过热不超过6℉；在一些实施方案 中，使上述组合物过热不超过7℉；在其他实施方案中，使上述组合物过 热不超过8℉；并且在一些实施方案中，使过热不超过10℉；在一些实施 方案中，使上述组合物的过热保持在10至15℉；在其他实施方案中，使 上述组合物过热不超过15℉；并且在其他实施方案中，使上述组合物的过 热不超过20℉。在一些实施方案中，使过热保持在5至10℉过热。
含有R22的传感球102)感应过热蒸汽的温度，经由传感元件101) 中R22的压力来传达，所述传感元件与膨胀阀92)中的隔膜84连接，以 根据需要使额外的液体流入到膨胀阀92中，或限制上述组合物进入到膨 胀阀92中。过热蒸汽220移动进入到吸入管线240中，并且与蒸汽回路 管线28相遇。蒸汽回路管线28与其他制冷系统连接，所述其他制冷系统 可与系统300相同或不同。上述组合物之一的蒸汽进入到压缩机70的吸 入集管29中。压缩机70可以是一个或多个在一起工作的压缩机(例如一 机架压缩机)，其可以是相同或不同类型的压缩机，或者可具有相同或不 同的负载容量。在将上述组合物热蒸汽压缩后，所述气体离开压缩机，并 且移动进入到蒸汽回路管线74中，直到进入冷凝器(未示出)中。使空 气经由风扇或其他机械装置(未示出)通过蒸发器旋管。蒸发器中的上述 组合物将控温区域203中的空气冷却至所期望的标称温度，并且将内容物 204冷却至内容物温度190。所述内容物的温度可相同或不同于控温区域 的温度。在一些实施方案中，需要不超过±3psig的R22膨胀阀调节，以 在蒸发器中容纳上述组合物。
图7是根据本文所述热传递系统的一个实施方案，使用R22和上述组 合物的制冷剂系统，即系统400，的另一个实施方案示意图。此系统是比 系统200和300更大的系统，并且是15个连接在一起的系统200的示意 图，并且所述系统200共享通向冷凝器80的液体制冷剂干线管线82。此 外，系统400具有3个或更多个液体制冷剂回路管线210，每个管线具有 至少5个与之连接的系统200。每个系统200具有出口管线20)，其与多 个蒸汽回路管线28)中的一个连接，所述蒸汽回路管线继而与吸入管线 240连接。所述吸入管线与吸入集管29连接，所述吸入集管接着与压缩机 70连接。压缩机70可以是单个压缩机，或者也可以是一机架的平行或串 行工作的两个或更多个压缩机。在一些实施方案中，所述系统可具有至少 4个回路管线、至少4个压缩机，有多达20个控温区域与之连接。
每个控温区域可以由每个区域一个以上的蒸发器冷却。在一些系统 中，不是所有的TXV都具有分配器。并且，在一些系统中，一些TXV具有 分配器，而其他的不具有。在一些实施方案中，不需要调整R22膨胀阀， 以在蒸发器中容纳上述组合物。
图8是用于本文所述制冷系统的一个实施方案的制冷系统的示意图。 此系统示出了油分离器280和接收器290的进一步使用。在一些实施方案 中，不需要调整R22膨胀阀，以在蒸发器中容纳上述组合物。
图9是用于本文所述制冷系统一个实施方案的制冷系统的示意图。此 系统示出了再冷却器270的进一步使用。在一些实施方案中，不需要调整 R22膨胀阀，以在蒸发器中容纳上述组合物。
图10是满液式冷却器系统的示意图，其中所述液体制冷剂组合物存 在于蒸发器214中，并且此类冷却器具有本文所述的蒸汽组合物循环。蒸 汽制冷剂从蒸发器经由吸入管线140循环至压缩机70。然后所述压缩机经 由蒸汽制冷剂管线120与冷凝器80连接。
图11是与恒温膨胀阀连接的外平衡器600的示意图。外平衡器600 与蒸发器出口管线20连接(参见图6)。蒸发器压力P2经由外平衡器被 传递至隔膜84的底部。为更好地理解此实施方案，可将外平衡器P2与内 平衡器86(图3)进行对照。
图12是使用本发明的制冷剂组合物的直接膨胀式蒸发器冷却器的示 意图。
实施例
本文所描述的概念将在下列实施例中进一步描述，所述实施例不限制 在权利要求中描述的本发明的范围。
量热计性能数据
-25℉蒸发器温度下的量热计数据(评定用于低温制冷状态的条件)
如空调和制冷协会(ARI)标准540-2004所述，对于以下指定的条件 来展示制冷性能：
蒸发器温度                              -25℉
冷凝器温度                              105℉
返回温度(压缩机吸入)                    65℉
低温冷却                                10℉
本文描述的组合物的制冷量和能量效率(EER)示于下表中，以与R22 进行比较。量热计性能数据是基于R22制冷量和EER的Discus压缩机和 活塞式压缩机考核单。在这两种情况下，在涡旋式压缩机中测定本发明的 组合物的实验室系统实验室量热计数据(实施例)，并且与R22的性能进 行比较，所述R22的性能是基于Discus压缩机和活塞式压缩机考核单的 R22制冷量/EER值。
实施例组合物是：
R32       8.5重量％
R125      45重量％
R134a 44.2重量％
正丁烷    1.7重量％
异戊烷    0.6重量％
                      表1

20℉蒸发器温度下的量热计数据(评定中温制冷应用的条件)
根据空调和制冷协会(ARI)标准540-2004，对于以下指定的条件来 展示制冷性能：
蒸发器温度                    20℉
冷凝器温度                    120℉
返回温度(压缩机吸入)          65℉
低温冷却                      10℉
本文描述的组合物的制冷量和能量效率(EER)示于下表中，以与R22 进行比较。量热计性能数据是基于R22制冷量和EER的Discus压缩机和 活塞式压缩机考核单。在这两种情况下，在涡旋式压缩机中测定本发明的 组合物的实验室系统实验室量热计数据(实施例)，并且与R22的性能进 行比较，R22的性能是基于Discus压缩机和活塞式压缩机考核单的R22制 冷量/EER值。
实施例组合物是：
R32             8.5重量％
R125            45重量％
R134a           44.2重量％
正丁烷          1.7重量％
异戊烷          0.6重量％
                     表2

易燃性
可通过如ASHRAE标准34-2004中所述的ASHRAE(American Society of Heating，Refrigerating and Air-Conditioning Engineers，Inc) 来测定易燃性，以将制冷剂分级。为获得“A1”等级，制冷剂在液相和蒸 汽相中必须无毒并且不易燃。对易燃性而言，最差情形制剂(WCF)是标 称制剂(包括组成误差)，对于给定的制冷剂组分混合物，这会导致最易 燃的组分浓度。在导致根据ASHRAE标准34-2004确定的易燃组分在蒸汽 相和液相中具有最高浓度的WCF的分馏期间制得的组合物，是对易燃性而 言最差情形的馏分(WCFF)。为获得“A1”等级，这也必须是非易燃的。
通过计算总等效烃(TEH)值(TEH＝烃重量％+0.10*重量％的 R32)来确定包含R125、R134a、R 32和烃的组合物的易燃性评估。包含一 定量R125的组合物诸如本文所述的那些组合物的“TEH”值详细说明于美 国专利6,783,691中。对于包含约60重量％R125的组合物而言，所述 TEH必须小于或等于4.7％，以使所述组合物为非易燃。下表示出了WCF (基于上述组合物)和WCFF，以及列于表1中的实施例组合物的TEH值与 存在于现有领域中的另一种组合物的比较(均在-33℃，由ASHRAE指 定，比沸点高10℃)。
                           表3
  起始组成  液态WCF组成   蒸汽态WCFF组成   WCFF的THE值   实施例＝   R32      8.5   R125     45   R134a    44.2   正丁烷   1.7   异戊烷   0.6  9  43.5  45  1.8  0.7   15.1   58.9   23   2.65   0.35   4.5(不易燃)   (小于4.7％)   比较   R32      10   R125     45   R134a    42.5   正丁烷   2.0   异戊烷   0.5  10.5  43.5  43.3  2.1  0.6   17.2   57.8   21.7   3.0   0.3   5.0(易燃)   (大于4.7％)
实施例组合物WCFF的TEH小于4.7％，表明此组合物不易燃。此外， 比较组合物WCFF实施例的TEH值大于4.7％，表明此组合物易燃。
蒸汽渗漏的影响
在23℃温度下向容器中加入起始组合物，并且测定所述组合物的起始 蒸汽压。使所述组合物从容器中渗漏出，同时使温度保持恒定，直至50 重量％的起始组合物被移除，此时测定保留于容器中的组合物的蒸汽压。 计算结果示于表4中。
                                      表4
  组合物(R32/R125/R134a/正丁   烷/异戊烷)   初始压力   (kPa)   50％渗漏   后的压力   (kPa)   压力变化   (％)   8.5/45/44.2/1.7/0.6   105   963   8.5   9/44.21/44.3/1.8/0.7   105   964   8.7
  9/43.4/45.7/1.5/0.4   105   958   8.8   7/46.5/44.6/1.5/0.4   103   952   8.4   7/45/45.5/1.8/0.7   103   942   8.5
对于本发明的组合物，原组合物与50重量％被移除后剩余的组合物 之间的蒸汽压差小于约10％。这表明本发明的组合物是类共沸组合物。