專利名稱：氟代醚制冷劑組合物及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氟代醚制冷劑或者傳熱流體組合物，其適合于在制冷和空調(diào)裝置中使用。此外，本發(fā)明涉及適合于在使用離心式壓縮機的制冷和空調(diào)裝置中使用的氟代醚組合物。
背景技術：
在過去的幾十年中，制冷工業(yè)一直努力尋找根據(jù)蒙特利爾草案被逐步限制的消耗臭氧的氯氟烴(CFCs)和氫氯氟烴(HCFCs)的替代制冷劑。對于大多數(shù)制冷劑生產(chǎn)者而言，解決方案是氫氟烴(HFC)制冷劑的工業(yè)化。新穎的HFC制冷劑，其中HFC-134a是目前最廣泛使用的，不具有消耗臭氧的可能性，因此不受目前按照蒙特利爾草案逐步限制的規(guī)定的影響。
其他環(huán)境保護法規(guī)可能最終在全球范圍內(nèi)逐步禁止使用某些HFC制冷劑。目前，汽車工業(yè)正面對與全球變暖可能性有關的針對汽車空調(diào)中使用的制冷劑的規(guī)定。因此，目前十分需要為汽車空調(diào)市場開發(fā)新穎的具有降低的全球變暖可能性的制冷劑。如果將來所述規(guī)定被更加廣泛地執(zhí)行，則對于可被用于所有制冷和空調(diào)工業(yè)領域的制冷劑將產(chǎn)生甚至更大的需求。
目前提出的HFC-134a的替代制冷劑包括HFC-152a，純的烴例如丁烷或者丙烷，或者“天然的”制冷劑例如CO2或者氨。這些建議的替代品中有許多是有毒的、易燃的和/或具有低能量效率。因此，人們在不斷地尋找新穎的替代方案。
本發(fā)明的目的是提供新穎的制冷劑組合物和傳熱流體，其能提供獨特的特征，以符合低或者零臭氧消耗可能性和與目前的制冷劑相比較低的全球變暖可能性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及制冷劑和傳熱流體組合物，其選自2-二氟甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1-二氟-2-三氟甲氧基乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-甲氧基乙烷；2-二氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1-(2，2，2-三氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；1，1，2，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1-(1，1-二氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，2，2-四氟丙烷；2-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-2，2-二氟乙烷；2-甲氧基-1，1，2-三氟乙烷；1，1-二氟-2-甲氧基乙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-甲氧基丙烷；1，1，3，3-四氟-1-(三氟甲氧基)丙烷；1-(2，2-二氟乙氧基)-1，1，2，2，2-五氟乙烷；1，1，2，2-四氟-3-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1，2-四氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-(氟甲氧基)丙烷；1，1，2，2-四氟-1-(1，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，2-三氟-1-甲氧基-2-(三氟甲氧基)乙烷；1，1，1，2，2-五氟-3-甲氧基丙烷；
2-(二氟甲氧基)-1，1，1-三氟丙烷；1-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1-三氟-2-乙氧基乙烷；1，1，1-三氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1-三氟-2-甲氧基丙烷；1-乙氧基-1，2，2-三氟乙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-(五氟乙氧基)丙烷；2-乙氧基-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，2，3，4，5，5-六氟四氫呋喃；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；和2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷。
本發(fā)明還涉及上述列出的組合物，其特別地適合于在制冷或者空調(diào)裝置中使用，所述制冷或者空調(diào)裝置使用離心式壓縮機，使用2-級離心式壓縮機或者使用單程/單一單元熱交換器。
本發(fā)明還涉及使用本發(fā)明組合物產(chǎn)生制冷作用、加熱作用和從熱源到熱沉的傳熱的方法。
發(fā)明的詳細說明本發(fā)明的制冷劑組合物由氟代醚化合物組成。本發(fā)明的氟代醚包括包含氫、氟、碳和至少一個醚基團氧的化合物。所述氟代醚可以由通式R1OR2表示，其中R1和R2獨立地選自直鏈或者支鏈脂族氟化烴基團。R1和R2可以連接形成環(huán)狀的氟代醚環(huán)。所述氟代醚可以包含大約2到8個碳原子。優(yōu)選的氟代醚具有3到6個碳原子。代表性的氟代醚列在表1中。
表1


列在表1中的化合物是市售可得的，或者可以通過本領域中已知的方法制備。C4F9OCH3和C4F9OC2H5兩者是異構體的混合物，如表1中指明的，并且可購自3MTM(St.Paul，Minnesota。
本發(fā)明的組合物沒有臭氧消耗可能性，并且具有低的全球變暖可能性。例如，氟代醚，單獨地或者作為混合物，具有低于目前使用的許多HFC制冷劑的全球變暖可能性。
除表1的氟代醚組合物之外，本發(fā)明的制冷劑或者傳熱組合物選自2-二氟甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1-二氟-2-三氟甲氧基乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-甲氧基乙烷；2-二氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1-(2，2，2-三氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；1，1，2，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1-(1，1-二氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，2，2-四氟丙烷；2-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-2，2-二氟乙烷；2-甲氧基-1，1，2-三氟乙烷；1，1-二氟1-2-甲氧基乙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-甲氧基丙烷；1，1，3，3-四氟-1-(三氟甲氧基)丙烷；1-(2，2-二氟乙氧基)-1，1，2，2，2-五氟乙烷；1，1，2，2-四氟-3-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1，2-四氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-(氟甲氧基)丙烷；1，1，2，2-四氟-1-(1，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，2-三氟-1-甲氧基-2-(三氟甲氧基)乙烷；1，1，1，2，2-五氟-3-甲氧基丙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1-三氟丙烷；1-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1-三氟-2-乙氧基乙烷；1，1，1-三氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1-三氟-2-甲氧基丙烷；1-乙氧基-1，2，2-三氟乙烷；
1，1，1，2，3，3-六氟-3-(五氟乙氧基)丙烷；2-乙氧基-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，2，3，4，5，5-六氟四氫呋喃；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；和2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷。
本發(fā)明的組合物可以進一步包含紫外線(UV)染料和任選地增溶劑。紫外線染料提供了檢測制冷劑組合物的泄漏的手段，這通過在紫外線下視覺地觀察制冷或者空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)泄漏點處染料的熒光來進行。由于這類紫外線染料在某些制冷劑中具有差的溶解度，因此增溶劑可能是需要的。
“紫外線”染料是指紫外線熒光組合物，其吸收電磁波譜的紫外或者“近”紫外區(qū)域中的光。在紫外線照射(其發(fā)射波長在10納米到750納米的輻射)下，可以檢測到由紫外線熒光染料產(chǎn)生的熒光。因此，如果包含這種紫外線熒光染料的制冷劑從制冷或者空調(diào)裝置中的給定點泄漏，則在所述泄漏點可以檢測到熒光。這類紫外線熒光染料包括，但是不局限于，萘二甲酰亞胺、苝、香豆素、蒽、菲、呫噸、噻噸、苯并夾氧雜蒽、熒光素和其衍生物或者混合物。
本發(fā)明的增溶劑包括至少一種選自以下的化合物烴、烴醚、聚氧亞烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯碳化合物、酯、內(nèi)酯、芳基醚、氟代醚和1，1，1-三氟烷烴。
本發(fā)明的烴增溶劑包括烴，其包括直鏈、支鏈或者環(huán)狀的烷烴或者烯烴，它們包含5或者更少碳原子和僅僅氫，而沒有其他的官能團。代表性的烴增溶劑包括丙烷、丙烯、環(huán)丙烷、正丁烷、異丁烷和正戊烷。應當注意到，如果制冷劑是烴，則增溶劑可以不是相同的烴。
本發(fā)明的烴醚增溶劑包括僅僅包含碳、氫和氧的醚，例如二甲醚(DME)。
本發(fā)明的聚氧亞烷基二醇醚增溶劑由通式R1[(OR2)xOR3]y表示，其中x是1-3的整數(shù)；y是1-4的整數(shù)；R1選自氫和具有1到6個碳原子和y個鍵接位的脂族烴基團；R2選自具有2到4個碳原子的脂族亞烴基基團；R3選自氫和具有1到6個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；R1和R3的至少一個是所述烴基；并且其中所述聚氧亞烷基二醇醚具有的分子量為大約100到大約300原子質量單位。在由R1[(OR2)xOR3]y表示的本發(fā)明聚氧亞烷基二醇醚增溶劑中x優(yōu)選是1-2；y優(yōu)選是1；R1和R3優(yōu)選獨立地選自氫和具有1到4個碳原子的脂族烴基團；R2優(yōu)選選自具有2或者3個碳原子、最優(yōu)選3個碳原子的脂族亞烴基基團；所述聚氧亞烷基二醇醚分子量優(yōu)選為大約100到大約250原子質量單位，最優(yōu)選大約125到大約250原子質量單位。具有1到6個碳原子的R1和R3烴基可以是直鏈、支鏈或者環(huán)狀的。代表性的R1和R3烴基包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、環(huán)戊基和環(huán)己基。如果本發(fā)明聚氧亞烷基二醇醚增溶劑上的自由羥基可能與某些壓縮制冷裝置的結構材料(例如Mylar)不相容時，R1和R3優(yōu)選是具有1到4個碳原子、最優(yōu)選1個碳原子的脂族烴基團。具有2到4個碳原子的R2脂族亞烴基基團形成重復氧亞烷基基團-(OR2)x-，其包括氧亞乙基基團、氧亞丙基基團和氧亞丁基基團。在一種聚氧亞烷基二醇醚增溶劑分子中構成R2的氧亞烷基基團可以是相同的，或者一種分子可以包含不同的R2氧亞烷基基團。本發(fā)明聚氧亞烷基二醇醚增溶劑優(yōu)選包含至少一個氧亞丙基基團。當R1是具有1到6個碳原子和y個鍵接位的脂族或者脂環(huán)族烴基時，所述基團可以是直鏈、支鏈或者環(huán)狀的。代表性的具有兩個鍵接位的R1脂族烴基團包括，例如，亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基、亞己基、亞環(huán)戊基和亞環(huán)已基基團。代表性的具有三個或者四個鍵接位的R1脂族烴基團包括通過除去羥基而衍生自以下物質的殘基多元醇，例如三羥甲基丙烷、甘油、季戊四醇、1，2，3-三羥基環(huán)己烷和1，3，5-三羥基環(huán)己烷。
代表性的聚氧亞烷基二醇醚增溶劑包括，但是不局限于CH3OCH2CH(CH3)O(H或者CH3)(丙二醇甲基(或者二甲基)醚)，CH3O[CH2CH(CH3)O]2(H或者CH3)(二丙二醇甲基(或者二甲基)醚)，CH3O[CH3CH(CH3)O]3(H或者CH3)(三丙二醇甲基(或者二甲基)醚)，C2H5OCH2CH(CH3)O(H或者C2H5)(丙二醇乙基(或者二乙基)醚)，C2H5O[CH2CH(CH3)O]2(H或者C2H5)(二丙二醇乙基(或者二乙基)醚)，C2H5O[CH2CH(CH3)O]3(H或者C2H5)(三丙二醇乙基(或者二乙基)醚)，C3H7OCH2CH(CH3)O(H或者C3H7)(丙二醇正丙基(或者二正丙基)醚)，C3H7O[CH2CH(CH3)O]2(H或者C3H7)(二丙二醇正丙基(或者二正丙基)醚)，C3H7O[CH2CH(CH3)O]3(H或者C3H7)(三丙二醇正丙基(或者二正丙基)醚)，C4H9OCH2CH(CH3)OH(丙二醇正丁醚)，C4H9O[CH2CH(CH3)O]2(H或者C4H9)(二丙二醇正丁基(或者二正丁基)醚)，C4H9O[CH2CH(CH3)O]3(H或者C4H9)(三丙二醇正丁基(或者二正丁基)醚)，(CH3)3COCH2CH(CH3)OH(丙二醇叔丁基醚)，(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]2(H或者(CH3)3)(二丙二醇叔丁基(或者二叔丁基)醚)，(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]3(H或者(CH3)3)(三丙二醇叔丁基(或者二叔丁基)醚)，C5H11OCH2CH(CH3)OH(丙二醇正戊基醚)，C4H9OCH2CH(C2H5)OH(丁二醇正丁醚)，C4H9O[CH2CH(C2H5)O]2H(二丁二醇正丁醚)，三羥甲基丙烷三正丁醚(C2H5C(CH2O(CH2)3CH3)3)和三羥甲基丙烷二正丁醚(C2H5C(CH2OC(CH2)3CH3)2CH2OH)。
本發(fā)明的酰胺增溶劑包括由通式R1CONR2R3和環(huán)-[R4CON(R5)-]表示的那些，其中R1、R2、R3和R5獨立地選自具有1到12個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；R4選自具有3到12個碳原子的脂族亞烴基基團；并且其中所述酰胺具有的分子量為大約100到大約300原子質量單位。所述酰胺的分子量優(yōu)選為大約160到大約250原子質量單位。R1、R2、R3和R5可以任選地包括被取代的烴基，也就是說，包含選自以下的非烴取代基的基團鹵素(例如氟、氯)和醇化物(例如甲氧基)。R1、R2、R3和R5可以任選地包括雜原子-取代的烴基，也就是說，在否則由碳原子組成的基團鏈中包含原子氮(氮雜)、氧(氧雜)或者硫(硫雜)的基團。通常，在R1-3中，對于每10個碳原子存在不多于三個非烴取代基和雜原子，優(yōu)選不多于一個，并且在應用上述的分子量限制時必須考慮任何這類非烴取代基和雜原子的存在。優(yōu)選的酰胺增溶劑由碳、氫、氮和氧組成。代表性的R1、R2、R3和R5脂族和脂環(huán)族烴基包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基和其構型異構體。酰胺增溶劑的優(yōu)選的實施方案是其中在上述的通式環(huán)-[R4CON(R5)-]中的R4可以由亞烴基基團(CR6R7)n表示的那些，換言之具有通式環(huán)-[(CR6R7)nCON(R5)-]，其中前面敘述的分子量值適用；n是3到5的整數(shù)；R5是包含1到12個碳原子的飽和烴基團；R6和R7按照前面定義R1-3提供的規(guī)則獨立地選擇(對于每個n)。在由通式環(huán)-[(CR6R7)nCON(R5)-]表示的內(nèi)酰胺中，所有R6和R7優(yōu)選是氫，或者在n個亞甲基單元當中包含單一的飽和烴基團，并且R5是包含3到12個碳原子的飽和烴基團。例如，1-(飽和烴基團)-5-甲基吡咯烷-2-酮。
代表性的酰胺增溶劑包括，但是不局限于1-辛基吡咯烷-2-酮，1-癸基吡咯烷-2-酮，1-辛基-5-甲基吡咯烷-2-酮，1-丁基己內(nèi)酰胺，1-環(huán)己基吡咯烷-2-酮，1-丁基-5-甲基哌啶-2-酮，1-戊基-5-甲基哌啶-2-酮，1-己基己內(nèi)酰胺，1-己基-5-甲基吡咯烷-2-酮，5-甲基-1-戊基哌啶-2-酮，1，3-二甲基哌啶-2-酮，1-甲基己內(nèi)酰胺，1-丁基-吡咯烷-2-酮，1，5-二甲基哌啶-2-酮，1-癸基-5-甲基吡咯烷-2-酮，1-十二烷基吡咯烷-2-酮，N，N-二丁基甲酰胺和N，N-二異丙基乙酰胺。
本發(fā)明的酮增溶劑包括由通式R1COR2表示的酮，其中，R1和R2獨立地選自具有1到12個碳原子的脂族、脂環(huán)族和芳族烴基團，并且其中所述酮的分子量為大約70到大約300原子質量單位。所述酮中的R1和R2優(yōu)選獨立地選自具有1到9個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基。所述酮的分子量優(yōu)選為大約100到200原子質量單位。R1和R2可以一同形成連接的亞烴基基團，并且形成五、六或者七元環(huán)環(huán)酮，例如環(huán)戊酮、環(huán)己酮和環(huán)庚酮。R1和R2可以任選地包含取代的烴基，也就是說，包含非烴取代基的基團，所述取代基選自鹵素(例如氟、氯)和醇化物(例如甲氧基)。R1和R2可以任選地包括雜原子-取代的烴基，也就是說，在否則由碳原子組成的基團鏈中包含原子氮(氮雜)、氧(氧雜)或者硫(硫雜)的基團。通常，在R1和R2中，對于每10個碳原子存在不多于三個非烴取代基和雜原子，優(yōu)選不多于一個，并且在應用上述的分子量限制時必須考慮任何這類非烴取代基和雜原子的存在。通式R1COR2中的代表性的R1和R2脂族、脂環(huán)族和芳族烴基團包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基和其構型異構體，以及苯基、芐基、枯烯基、2，4，6-三甲苯基、甲苯基、二甲苯基和苯乙基。
代表性的酮增溶劑包括，但是不局限于2-丁酮、2-戊酮、苯乙酮、丁酰苯、己酰苯、環(huán)己酮、環(huán)庚酮、2-庚酮、3-庚酮、5-甲基-2-己酮、2-辛酮、3-辛酮、二異丁基酮、4-乙基環(huán)己酮、2-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、4-癸酮、2-萘烷酮、2-十三烷酮、二己基酮和二環(huán)己基酮。
本發(fā)明的腈增溶劑包括由通式R1CN表示的腈，其中R1選自具有5到12個碳原子的脂族、脂環(huán)族或者芳族烴基團，并且其中所述腈的分子量為大約90到大約200原子質量單位。所述腈增溶劑中的R1優(yōu)選選自具有8到10個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基。所述腈增溶劑的分子量優(yōu)選為大約120到大約140原子質量單位。R1可以任選地包括取代的烴基，也就是說，包含非烴取代基的基團，所述取代基選自鹵素(例如氟、氯)和醇化物(例如甲氧基)。R1可以任選地包括雜原子-取代的烴基，也就是說，在否則由碳原子組成的基團鏈中包含原子氮(氮雜)、氧(氧雜)或者硫(硫雜)的基團。通常，在R1中，對于每10個碳原子存在不多于三個非烴取代基和雜原子，優(yōu)選不多于一個，并且在應用上述的分子量限制時必須考慮任何這類非烴取代基和雜原子的存在。在通式R1CN中代表性的R1脂族、脂環(huán)族和芳族烴基團包括戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基和其構型異構體，以及苯基、芐基、枯烯基、2，4，6-三甲苯基、甲苯基、二甲苯基和苯乙基。代表性的腈增溶劑包括，但是不局限于1-氰基戊烷、2，2-二甲基-4-氰基戊烷、1-氰基己烷、1-氰基庚烷、1-氰基辛烷、2-氰基辛烷、1-氰基壬烷、1-氰基癸烷、2-氰基癸烷、1-氰基十一烷和1-氰基十二烷。
本發(fā)明的氯碳化合物增溶劑包括由通式RClX表示的氯碳化合物，其中x選自整數(shù)1或者2；R選自具有1到12個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；并且其中所述氯碳化合物具有的分子量為大約100到大約200原子質量單位。所述氯碳化合物增溶劑的分子量優(yōu)選為大約120到150原子質量單位。在通式RClX中代表性的R脂族和脂環(huán)族烴基包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、叔戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基和其構型異構體。
代表性的氯碳化合物增溶劑包括，但是不局限于3-(氯甲基)戊烷、3-氯-3-甲基戊烷、1-氯己烷、1，6-二氯己烷、1-氯庚烷、1-氯辛烷、1-氯壬烷、1-氯癸烷和1，1，1-三氯癸烷。
本發(fā)明的酯增溶劑包括由通式R1CO2R2表示的酯，其中R1和R2獨立地選自直鏈和環(huán)狀的、飽和和不飽和烷基和芳基。優(yōu)選的酯基本上由元素C、H和O組成，具有大約80到大約550原子質量單位的分子量。
代表性的酯包括，但是不局限于(CH3)2CHCH2OOC(CH2)2-4OCOCH2CH(CH3)2(二異丁基二價酸酯)、己酸乙酯、庚酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸正丙酯、苯甲酸乙酯、鄰苯二甲酸二正丙基酯、苯甲酸乙氧基乙基酯、碳酸二丙酯、“Exxate 700”(商品C7烷基乙酸酯)、“Exxate 800”(商品C8烷基乙酸酯)、鄰苯二甲酸二丁酯和乙酸叔丁酯。
本發(fā)明的內(nèi)酯增溶劑包括由結構[A]、[B]和[C]表示的內(nèi)酯 這些內(nèi)酯在六原子(A)、或者優(yōu)選的五原子(B)環(huán)中包含官能團-CO2-，其中對于結構[A]和[B]，R1到R8獨立地選自氫或者直鏈、支鏈、環(huán)狀、二環(huán)、飽和和不飽和的烴基基團。每個R1到R8可以與另一個R1到R8連接形成環(huán)。所述內(nèi)酯可以具有環(huán)外烷叉基基團，如在結構[C]中，其中R1到R6獨立地選自氫或者直鏈、支鏈、環(huán)狀、二環(huán)、飽和和不飽和烴基基團。每個R1到R6可以與另一個R1到R6連接形成環(huán)。內(nèi)酯增溶劑的分子量為大約80到大約300原子質量單位，優(yōu)選大約80到大約200原子質量單位。
代表性的內(nèi)酯增溶劑包括、但是不局限于列在表2中的化合物。
表2



在40℃下，內(nèi)酯增溶劑通常具有的運動粘度低于大約7厘沲。例如，在40℃下，γ-十一烷酸內(nèi)酯具有的運動粘度為5.4厘沲，順-(3-己基-5-甲基)二氫呋喃-2-酮具有的粘度為4.5厘沲。內(nèi)酯增溶劑可以是市售可得的或者通過如美國臨時專利申請10/910,495(發(fā)明人為P.J.Fagan和C.J.Brandenburg，2004年8月3日申請)中所述的方法制備，該專利申請在此引入作為參考文獻。
本發(fā)明的芳基醚增溶劑還包括由通式R1OR2表示的那些，其中R1選自具有6到12個碳原子的芳基烴基團；R2選自具有1到4個碳原子的脂族烴基團；并且其中所述芳基醚具有的分子量為大約150原子質量單位。在通式R1OR2中，代表性的R1芳基包括苯基、聯(lián)苯基、枯烯基、2，4，6-三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基和吡啶基。在通式R1OR2中，代表性的R2脂族烴基團包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基和叔丁基。代表性的芳族醚增溶劑包括，但是不局限于甲基·苯基醚(苯甲醚)、1，3-二甲氧基苯、乙基·苯基醚和丁基·苯基醚。
本發(fā)明的氟代醚增溶劑包括由通式R1OCF2CF2H表示的那些，其中R1選自具有大約5到大約15個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基，優(yōu)選伯、直鏈、飽和烷基。代表性的氟代醚增溶劑包括，但是不局限于C8H17OCF2CF2H和C6H13OCF2CF2H。應當注意到，如果制冷劑是氟代醚，則增溶劑可以不是相同的氟代醚。
本發(fā)明的1，1，1-三氟烷烴增溶劑包括由通式CF3R1表示的1，1，1-三氟烷烴，其中R1選自具有大約5到大約15個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基，優(yōu)選伯、直鏈、飽和烷基。代表性的1，1，1-三氟烷烴增溶劑包括，但是不局限于1，1，1-三氟己烷和1，1，1-三氟十二烷。
本發(fā)明的增溶劑可以作為單一的化合物存在，或者可以作為多于一種的增溶劑的混合物存在。增溶劑的混合物可以包含來自相同的化合物類別的兩種增溶劑，例如兩種內(nèi)酯，或者來自兩種不同的類別的增溶劑，例如內(nèi)酯和聚氧亞烷基二醇醚。
在包含制冷劑和紫外線熒光染料的本發(fā)明組合物中，組合物的大約0.001重量百分數(shù)到大約1.0重量百分數(shù)是紫外線染料，優(yōu)選大約0.005重量百分數(shù)到大約0.5重量百分數(shù)和最優(yōu)選0.01重量百分數(shù)到大約0.25重量百分數(shù)。
這些紫外線熒光染料在制冷劑中的溶解度可能是差的。因此，將這些染料引入制冷或者空調(diào)裝置中的方法一直是笨拙、昂貴和費時的。美國專利RE 36,951描述了一種方法，其利用染料粉末，固體顆?；蛘呷玖蠞{液，它們可以被插入到制冷或者空調(diào)裝置的組件中。當制冷劑和潤滑劑通過所述裝置循環(huán)時，染料被溶解或者分散，并且被輸送到裝置的各處。在文獻中描述了許多其他的用于將染料引入制冷或者空調(diào)裝置中的方法。
理想地，紫外線熒光染料可以被溶解在制冷劑本身中，借此不需要任何專門的方法用于引入到制冷或者空調(diào)裝置中。本發(fā)明涉及包含紫外線熒光染料的組合物，其可以直接地在制冷劑中被引入所述系統(tǒng)。本發(fā)明組合物，甚至在低溫下允許貯存和運輸包含染料的制冷劑，同時保持染料處于溶液中。
在包含制冷劑、紫外線熒光染料和增溶劑的本發(fā)明組合物中，總組合物的大約1到大約50重量百分數(shù)、優(yōu)選大約2到大約25重量百分數(shù)和最優(yōu)選大約5到大約15重量百分數(shù)是制冷劑中的增溶劑。在本發(fā)明的組合物中，紫外線熒光染料在制冷劑中的存在濃度為大約0.001重量百分數(shù)到大約1.0重量百分數(shù)，優(yōu)選0.005重量百分數(shù)到大約0.5重量百分數(shù)，并且最優(yōu)選0.01重量百分數(shù)到大約0.25重量百分數(shù)。
本發(fā)明的組合物還可以包含大約0.01重量百分數(shù)到大約5重量百分數(shù)的熱穩(wěn)定劑，例如硝基甲烷。
任選地，根據(jù)需要，可以任選地將通常使用的制冷系統(tǒng)添加劑加入本發(fā)明組合物，以便提高性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性。這些添加劑在制冷領域內(nèi)是已知的，并且包括，但是不局限于，抗磨劑，極壓潤滑劑，腐蝕和氧化抑制劑，金屬表面鈍化劑，自由基清除劑，和控泡劑。通常，這些添加劑相對于總的組合物以小的量存在于本發(fā)明組合物中。通常，使用濃度為低于大約0.1重量百分數(shù)到多至大約3重量百分數(shù)的每種添加劑。這些添加劑根據(jù)單獨的系統(tǒng)需求進行選擇。這些添加劑包括EP(極壓)潤滑添加劑的三芳基磷酸酯系列的成員，例如丁基化的磷酸三苯酯(BTPP)，或者其他的烷基化的三芳基磷酸酯，例如來自AkzoChemicals的Syn-0-Ad 8478，tricrecyl磷酸酯以及相關的化合物。此外，金屬二烷基二硫代磷酸鹽酯(例如二烷基二硫代磷酸鋅(或者ZDDP)，Lubrizol 1375及該化學品系列的其他成員，可以用于本發(fā)明的組合物。其他的抗磨添加劑包括天然產(chǎn)物油類和不對稱的多羥基潤滑添加劑，例如Synergol TMS(International Lubricants)。類似地，可以使用穩(wěn)定劑例如抗氧劑、自由基清除劑和水分清除劑。該類型的化合物可以包括，但是不局限于，丁基化的羥基甲苯(BHT)和環(huán)氧化物。
增溶劑例如酮可能具有不良的氣味，其可以通過添加氣味掩蔽劑或者香料來掩蔽。氣味掩蔽劑或者香料的典型實例可以包括冬青、鮮檸檬、櫻桃、肉桂、薄荷、花或者橙皮，或者由Intercontinental Fragrance銷售的，以及d-檸檬烯和蒎烯。這類氣味掩蔽劑可以以基于氣味掩蔽劑和增溶劑的總重量為大約0.001％到多至大約15％重量的濃度使用。
本發(fā)明進一步涉及在制冷或者空調(diào)裝置中使用制冷劑或者傳熱流體組合物的方法，所述制冷劑或者傳熱流體組合物還包含紫外線熒光染料和任選地增溶劑。所述方法包括將制冷劑或者傳熱流體組合物引入制冷或者空調(diào)裝置。這可以通過在增溶劑存在下將紫外線熒光染料溶解在制冷劑或者傳熱流體組合物中，并且將所述混合物引入所述裝置中來進行?？蛇x擇地，這可以通過將增溶劑和紫外線熒光染料混合并且將所述混合物引入包含制冷劑和/或傳熱流體的制冷或者空調(diào)裝置中來進行。得到的組合物可以被用于制冷或者空調(diào)裝置。
本發(fā)明進一步涉及使用包含紫外線熒光染料的制冷劑或者傳熱流體組合物來檢測泄漏的方法。在所述組合物中存在染料允許在制冷或者空調(diào)裝置中檢測泄漏的制冷劑。泄漏檢查有助于處理、解決或者防止裝置或者系統(tǒng)的無效操作或者設備故障。泄漏檢查還有助于引入用于裝置操作的化學品。
所述方法包括為制冷和空調(diào)裝置提供包含制冷劑、在此描述的紫外線熒光染料和在此描述的任選地增溶劑的組合物，并且使用合適的用于檢測包含紫外線熒光染料的制冷劑的手段。檢測染料的合適的手段包括，但是不局限于，紫外燈，通常稱為“黑燈”或者“藍燈”。這樣的紫外線燈可以從許多特別為此設計的市源得到。一旦包含紫外線熒光染料的組合物已經(jīng)被引入制冷或者空調(diào)裝置，并且已經(jīng)循環(huán)到系統(tǒng)各處，通過將所述紫外線燈在裝置上照射，并且觀察任何泄漏點附近的染料的熒光，可以發(fā)現(xiàn)泄漏。
本發(fā)明進一步涉及將本發(fā)明組合物用于產(chǎn)生制冷或者加熱作用的方法，其中所述方法包括通過在要被冷卻的主體附近蒸發(fā)所述組合物以產(chǎn)生制冷作用，然后冷凝所述組合物；或者通過在要被加熱的主體附近冷凝所述組合物而產(chǎn)生加熱作用，然后蒸發(fā)所述組合物。
機械制冷主要地是熱動力學的應用，其中冷卻介質例如制冷劑處在循環(huán)中，因此其可以被回收再利用。通常使用的循環(huán)包括蒸氣-壓縮、吸收、蒸汽噴射或者蒸汽-引射，和通風。
蒸氣-壓縮制冷裝置包括蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹裝置。蒸氣-壓縮循環(huán)在許多的步驟中重復使用制冷劑，在一個步驟中產(chǎn)生冷卻效應，并且在不同的步驟中產(chǎn)生加熱效應。所述循環(huán)可以簡單地描述如下。液體制冷劑通過膨脹裝置進入蒸發(fā)器，并且液體制冷劑在低溫下在蒸發(fā)器中沸騰，形成氣體并且產(chǎn)生冷卻作用。低壓氣體進入壓縮機，其中氣體被壓縮以提高其壓力和溫度。然后較高壓力的(壓縮的)氣體制冷劑進入冷凝器，其中制冷劑冷凝并且將其熱量釋放到環(huán)境中。制冷劑返回到膨脹裝置，通過膨脹裝置，液體從冷凝器中的較高壓力水平膨脹到蒸發(fā)器中的低壓力水平，如此重復所述循環(huán)。
存在各種類型的可以用于制冷應用的壓縮機。壓縮機通常可以分類為往復、旋轉、噴射、離心、渦旋、螺旋或者軸流式，這取決于壓縮流體的機械手段，或者分類為正位移(例如往復、渦旋或者螺桿)或者動態(tài)(例如離心或者噴射)，這取決于機械元件如何作用于被壓縮的流體。
正位移或者動態(tài)壓縮機都可以用于本發(fā)明方法。對于本發(fā)明制冷劑組合物，離心式壓縮機是優(yōu)選的設備。
離心式壓縮機使用旋轉元件將制冷劑徑向地加速，并且通常包括裝在外殼內(nèi)的葉輪和導向葉片。離心式壓縮機通常在葉輪進口或者旋轉葉輪的中央進口抽取流體，并且將其徑向地向外加速。某些靜壓升高出現(xiàn)在葉輪中，但是大部分壓力升高出現(xiàn)在外殼的導向葉片部分中，在那里速度被轉化為靜壓。每個葉輪-導向葉片組是壓縮機的級。離心式壓縮機被制造成具有1到12或以上個級，這取決于希望的最終壓力和要被處理的制冷劑的體積。
壓縮機的壓力比，或者壓縮比，是絕對排出壓力與絕對入口壓力的比。由離心式壓縮機提供的壓力在相對寬范圍的容量中是事實上恒定的。
正位移壓縮機將蒸氣抽到室中，并且減小所述室的體積以壓縮所述蒸氣。在被壓縮之后，通過進一步減小所述室的體積到零或者接近零而將蒸氣排出所述室。正位移壓縮機可以產(chǎn)生壓力，該壓力僅僅由容積效率和承受所述壓力的部件的強度限制。
不同于正位移壓縮機，離心式壓縮機完全取決于高速葉輪的離心力來壓縮通過葉輪的蒸氣。不存在正位移，而是所謂的動態(tài)-壓縮。
離心式壓縮機的壓力可能取決于葉輪的葉尖速度。葉尖速度是在葉輪頂端測量的葉輪速度，并且與葉輪的直徑和其每分鐘轉數(shù)有關。離心式壓縮機的容量由通過葉輪的通路尺寸決定。這使得壓縮機的尺寸更取決于所要求的壓力，而非容量。
因為其高速操作，離心式壓縮機是基本上高容量、低壓力機器。離心式壓縮機最適合于低壓力制冷劑，例如三氯氟甲烷(CFC-11)或者1，2，2-三氯三氟乙烷(CFC-113)。
大的離心式壓縮機通常在3000到7000轉數(shù)/分(rpm)下操作。小的渦輪離心式壓縮機設計成高速運行，大約40,000到大約70,000(rpm)，并且具有小的葉輪尺寸，通常小于0.15米。
多級葉輪可以被用于離心式壓縮機，以提高壓縮機效率，這樣在使用中要求較小的功率。對于二級系統(tǒng)，在操作中，第一級葉輪的排出進行第二葉輪的吸入口。兩個葉輪可以使用單一的軸(或者輪軸)操作。每個級可以產(chǎn)生大約4比1的壓縮比；即絕對排出壓力可以是絕對吸入壓力的四倍。兩級離心式壓縮機系統(tǒng)的實例，在用于汽車應用的情況下，描述在US5,065,990中，該文獻在此引入作為參考文獻。
氟代醚制冷劑或者傳熱流體組合物選自2-二-氟甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1-二氟-2-三氟甲氧基乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-甲氧基乙烷；2-二-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；
1-(2，2，2-三氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；1，1，2，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1-(1，1-二氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，2，2-四氟丙烷；1-(二氟甲氧基)-1，1，2-三氟乙烷；1-(二氟甲氧基)-1，2，2-三氟乙烷；2-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-2，2-二氟乙烷；2-甲氧基-1，1，2-三氟乙烷；1，1-二氟-2-甲氧基乙烷；1，1’-氧雙(1，2，2，2-四氟)乙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，1，2，2，3-六氟丙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-甲氧基丙烷；1，1，3，3-四氟-1-(三氟甲氧基)丙烷；1-(2，2-二氟乙氧基)-1，1，2，2，2-五氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，1，2，2-五氟丙烷；1，1，2，2-四氟-3-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1，2-四氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-(氟甲氧基)丙烷；1，1，2，2-四氟-1-(1，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，2-三氟-1-甲氧基-2-(三氟甲氧基)乙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-甲氧基丙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1-三氟丙烷；1，1，1，2，2-五氟-3-甲氧基丙烷；2-乙氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-乙氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；1-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1-三氟-2-乙氧基乙烷；
1，1，1-三氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1-三氟-2-甲氧基丙烷；1-乙氧基-1，2，2-三氟乙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-(1，2，2，2-四氟乙氧基)丙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-(五氟乙氧基)丙烷；2-乙氧基-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷；3-乙氧基-1，1，1，2，2，3，3-七氟丙烷；2-乙氧基-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，2，3，4，5，5-六氟四氫呋喃；2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷；包含1，1，1，2，2，3，3，4，4-九氟-4-甲氧基丁烷和2-(二氟甲氧基甲基)-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(C4F9OCH3)的混合物；和包含1-乙氧基-1，1，2，2，3，3，4，4，4-九氟丁烷和2-(乙氧基二氟甲基)-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(C4F9OC2H5)的混合物。
以上列出的這些組合物還適合于在兩級離心式壓縮機裝置中使用。
本發(fā)明的組合物可以用于靜止空氣-調(diào)節(jié)、熱泵或者汽車空調(diào)和制冷機。靜止空氣調(diào)節(jié)和熱泵應用包括窗口、無通道、有通道、封裝終端、冷卻器和商品的，包括組合屋頂。制冷應用包括家庭或者家用制冷器和冷凍機，冰機，自備冷卻器和冷凍機，巨型(walk-in)冷卻器和冷凍機以及運輸制冷系統(tǒng)。
本發(fā)明的組合物還可以用于使用翅片和管式換熱器、微通道換熱器以及立式或者水平單程管式或者板式換熱器的空調(diào)、加熱以及制冷裝置。
普通的微通道換熱器對于本發(fā)明的低壓力制冷劑組合物可能不是理想的。低的操作壓力和密度導致高流速和所有組件中的高摩擦損失。在這些情況下，可以對蒸發(fā)器設計進行改進。代替(就制冷劑路徑而言)串聯(lián)的幾個微通道單元(slabs)，可以使用單一單元/單程換熱器設備。因此，對于本發(fā)明低壓力制冷劑，優(yōu)選的熱交換器是單一單元/單程換熱器。
除兩級壓縮機裝置之外，本發(fā)明的氟代醚組合物適合于在使用單一單元/單程換熱器的制冷或者空調(diào)裝置中使用。這些組合物選自2-二氟甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1-二氟-2-三氟甲氧基乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-甲氧基乙烷；2-二氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1-(2，2，2-三氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；1，1，2，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1-(1，1-二氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，2，2-四氟丙烷；1-(二氟甲氧基)-1，1，2-三氟乙烷；1-(二氟甲氧基)-1，2，2-三氟乙烷；2-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-2，2-二氟乙烷；2-甲氧基-1，1，2-三氟乙烷；1，1-二氟-2-甲氧基乙烷；1，1’-氧雙(1，2，2，2-四氟)乙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，1，2，2，3-六氟丙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-甲氧基丙烷；1，1，3，3-四氟-1-(三氟甲氧基)丙烷；1-(2，2-二氟乙氧基)-1，1，2，2，2-五氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，1，2，2-五氟丙烷；1，1，2，2-四氟-3-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1，2-四氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-(氟甲氧基)丙烷；
1，1，2，2-四氟-1-(1，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，2-三氟-1-甲氧基-2-(三氟甲氧基)乙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-甲氧基丙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1-三氟丙烷；1，1，1，2，2-五氟-3-甲氧基丙烷；2-乙氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-乙氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；1-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1-三氟-2-乙氧基乙烷；1，1，1-三氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1-三氟-2-甲氧基丙烷；1-乙氧基-1，2，2-三氟乙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-(1，2，2，2-四氟乙氧基)丙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-(五氟乙氧基)丙烷；2-乙氧基-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷；3-乙氧基-1，1，1，2，2，3，3-七氟丙烷；2-乙氧基-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，2，3，4，5，5-六氟四氫呋喃；2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷；包含1，1，1，2，2，3，3，4，4-九氟-4-甲氧基丁烷和2-(二氟甲氧基甲基)-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(C4F9OCH3)的混合物；和包含1-乙氧基-1，1，2，2，3，3，4，4，4-九氟丁烷和2-(乙氧基二氟甲基)-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(C4F9OC2H5)的混合物。
本發(fā)明的組合物特別適用于小的渦輪離心式壓縮機，其可被用于汽車和窗式空調(diào)或者熱泵以及其他的應用。這些高效率微型離心式壓縮機可以由電動機驅動，因此可以獨立于發(fā)動機轉速來運行。恒定的壓縮機速度允許系統(tǒng)在所有發(fā)動機轉速下提供相對恒定的致冷能力。與普通的R-134a汽車空調(diào)系統(tǒng)相比，尤其在較高的發(fā)動機轉速下，這提供了提高效率的可能性。當考慮在高驅動速度下周期運行的普通系統(tǒng)時，這些低壓系統(tǒng)的優(yōu)點變得甚至更加顯著。
本發(fā)明的某些低壓力制冷流體可以適合地作為現(xiàn)有離心設備中的CFC-113的混入替代物。
本發(fā)明涉及產(chǎn)生制冷作用的方法，其包括在要被冷卻的主體附近蒸發(fā)本發(fā)明組合物，然后將所述組合物冷凝。
本發(fā)明還涉及產(chǎn)生加熱作用的方法，其包括在要被加熱的主體附近冷凝本發(fā)明組合物，然后將所述組合物蒸發(fā)。
本發(fā)明還涉及從熱源到熱沉傳熱的方法，其中本發(fā)明的組合物充當傳熱流體。所述傳熱方法包括將本發(fā)明組合物的任何一種從熱源轉移到熱沉。
使用傳熱流體，通過輻射、傳導或者對流，將熱量從一個空間、位置、物體或者主體傳送、轉移或者移除到不同的空間、位置、物體或者主體。傳熱流體通過提供來自遠距離的制冷(或者加熱)系統(tǒng)的冷卻(或者加熱)作用的傳送手段，可以起二次冷卻劑的作用。在某些系統(tǒng)中，傳熱流體可能在傳送過程中保持恒定狀態(tài)(即不蒸發(fā)或者冷凝)。做為選擇，蒸發(fā)冷卻方法也可以利用傳熱流體。
熱源可以被定義為任何空間、位置、物體或者主體，希望從其中傳送、轉移或者移除熱量。熱源的實例可以是需要致冷或者冷卻的空間(開放的或者密閉的)，例如超級市場中的冰箱或者冷凍機，需要空氣調(diào)節(jié)的建筑物空間，或者需要空氣調(diào)節(jié)的汽車旅客艙室。熱沉可以被定義為任何能夠吸收熱量的空間、位置、物體或者主體。蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)是這樣的熱沉的一個實例。
實施例實施例1產(chǎn)生壓力的葉尖速度通過為使用離心式壓縮機的制冷裝置建立某些基本的關系，可以估計葉尖速度。葉輪理想地給予氣體的轉矩被定義為T＝m*(v2*r2-v1*r1)方程1
其中T＝轉矩，N*mm＝質量流率，kg/sv2＝離開葉輪的制冷劑的切向速度(葉尖速度)，m/sr2＝出口葉輪的半徑，mv1＝進入葉輪的制冷劑的切向速度，m/sr1＝葉輪進口的半徑，m假設制冷劑基本上在徑向中進入葉輪，速度v1的切向分量＝0，因此T＝m*v2*r2方程2在軸處需要的功率是轉矩和轉速的乘積P＝T*w方程3其中P＝功率，Ww＝轉速，rez/s因此，P＝T*w＝m*v2*r2*w方程4在低的制冷劑流量下，葉輪的葉尖速度和制冷劑的切向速度是幾乎相同的；因此r2*w＝V2方程5和P＝m*v2*v2方程6理想功率的另一種表達是質量流量和壓縮等熵功的乘積，
P＝m*Hj*(1000J/kJ)方程7其中Hj＝制冷劑從蒸發(fā)條件下的飽和蒸汽到飽和的冷凝條件的焓差，kJ/kg。
將兩種表達方程6和7結合，得到v2*v2＝1000*Hj 方程8雖然方程8是基于某些基本假設，其提供了良好的葉輪葉尖速度的估計，并且提供了比較制冷劑葉尖速度的重要的方法。
以下表3顯示了對1，2，2-三氯三氟乙烷(CFC-113)和本發(fā)明組合物計算的理論葉尖速度。為了進行該對比，假設的條件是蒸發(fā)器溫度40.0 (4.4℃)冷凝器溫度110.0(43.3℃)液體過冷溫度10.0 (5.5℃)返回氣體溫度75.0 (23.8℃)壓縮機效率是70％這些是小渦輪離心式壓縮機運行的典型條件。
表3


該實施例顯示，本發(fā)明的化合物具有的葉尖速度在CFC-113的大約+/-30％范圍內(nèi)，并且在對壓縮機設計進行最小的改變下，是CFC-113的有效的替代物。許多組合物具有的葉尖速度在CFC-113的大約+/-15％內(nèi)。
實施例2性能數(shù)據(jù)表4顯示了各種制冷劑與CFC-113相比的性能。所述數(shù)據(jù)是基于以下條件。
蒸發(fā)器溫度40.0(4.4℃)冷凝器溫度110.0 (43.3℃)過冷溫度10.0 (5.5℃)返回氣體溫度75.0 (23.8℃)
壓縮機效率是70％表4

數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明的組合物具有與CFC-113相似的蒸發(fā)器和冷凝器壓力。某些組合物與CFC-113相比還具有較高的容量和/或能量效率(COP)。
權利要求
1.一種氟代醚制冷劑或者傳熱流體組合物，所述組合物選自2-二氟甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1-二氟-2-三氟甲氧基乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-甲氧基乙烷；2-二氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1-(2，2，2-三氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；1，1，2，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1-(1，1-二氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，2，2-四氟丙烷；2-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-2，2-二氟乙烷；2-甲氧基-1，1，2-三氟乙烷；1，1-二氟-2-甲氧基乙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-甲氧基丙烷；1，1，3，3-四氟-1-(三氟甲氧基)丙烷；1-(2，2-二氟乙氧基)-1，1，2，2，2-五氟乙烷；1，1，2，2-四氟-3-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1，2-四氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-(氟甲氧基)丙烷；1，1，2，2-四氟-1-(1，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，2-三氟-1-甲氧基-2-(三氟甲氧基)乙烷；1，1，1，2，2-五氟-3-甲氧基丙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1-三氟丙烷；1-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1-三氟-2-乙氧基乙烷；1，1，1-三氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1-三氟-2-甲氧基丙烷；1-乙氧基-1，2，2-三氟乙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-(五氟乙氧基)丙烷；2-乙氧基-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，2，3，4，5，5-六氟四氫呋喃；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；和2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷。
2.一種氟代醚制冷劑或者傳熱流體組合物，其適合于在制冷或者空調(diào)裝置中使用，所述制冷或者空調(diào)裝置使用(i)離心式壓縮機，(ii)多級離心式壓縮機，或者(iii)單一單元/單程換熱器，所述組合物選自2-二氟甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1-二氟-2-三氟甲氧基乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-甲氧基乙烷；2-二氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1-三氟乙烷；1，1，1，2，2-五氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1-(2，2，2-三氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；1，1，2，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1-(1，1-二氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，2，2-四氟丙烷；1-(二氟甲氧基)-1，1，2-三氟乙烷；1-(二氟甲氧基)-1，2，2-三氟乙烷；2-氟甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；2-甲氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-二氟甲氧基-2，2-二氟乙烷；2-甲氧基-1，1，2-三氟乙烷；1，1-二氟-2-甲氧基乙烷；1，1，1，2，2，3，3-七氟-3-甲氧基丙烷；1，1，3，3-四氟-1-(三氟甲氧基)丙烷；1-(2，2-二氟乙氧基)-1，1，2，2，2-五氟乙烷；3-(二氟甲氧基)-1，1，1，2，2-五氟丙烷；1，1，2，2-四氟-3-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1，2-四氟-2-(2，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-(氟甲氧基)丙烷；1，1，2，2-四氟-1-(1，2，2-三氟乙氧基)乙烷；1，1，2-三氟-1-甲氧基-2-(三氟甲氧基)乙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1，3，3，3-六氟-2-甲氧基丙烷；2-(二氟甲氧基)-1，1，1-三氟丙烷；1，1，1，2，2-五氟-3-甲氧基丙烷；2-乙氧基-1，1，1，2-四氟乙烷；1-乙氧基-1，1，2，2-四氟乙烷；1-(三氟甲氧基)丙烷；1，1，1-三氟-2-乙氧基乙烷；1，1，1-三氟-3-甲氧基丙烷；1，1，1-三氟-2-甲氧基丙烷；1-乙氧基-1，2，2-三氟乙烷；1，1，1，2，3，3-六氟-3-(五氟乙氧基)丙烷；2-乙氧基-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷；3-乙氧基-1，1，1，2，2，3，3-七氟丙烷；2-乙氧基-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，2，3，4，5，5-六氟四氫呋喃；2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷；1-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；3-乙氧基-1，1，2，2-四氟丙烷；2-(1，1，2，2-四氟乙氧基)丙烷；2，3-二氟-4-(三氟甲基)氧雜環(huán)丁烷；包含1，1，1，2，2，3，3，4，4-九氟-4-甲氧基丁烷和2-(二氟甲氧基甲基)-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(C4F9OCH3)的混合物；和包含1-乙氧基-1，1，2，2，3，3，4，4，4-九氟丁烷和2-(乙氧基二氟甲基)-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(C4F9OC2H5)的混合物。
3.使用權利要求2的組合物的方法，所述方法包括在制冷或者空調(diào)裝置中產(chǎn)生加熱或者制冷作用，其中所述裝置使用多級離心式壓縮機。
4.用于產(chǎn)生制冷作用的方法，所述方法包括在要被冷卻的主體附近蒸發(fā)權利要求1或者2的組合物，然后冷凝所述組合物。
5.用于產(chǎn)生加熱作用的方法，所述方法包括在要被冷卻的主體附近蒸發(fā)權利要求1或者2的組合物，然后蒸發(fā)所述組合物。
6.使用權利要求1或者2的組合物進行傳熱的方法，所述方法包括將所述組合物從熱源輸送到熱沉。
7.權利要求1的組合物，所述組合物還包含至少一種紫外線熒光染料，其選自萘二甲酰亞胺、苝、香豆素、蒽、菲、呫噸、噻噸、苯并夾氧雜蒽、熒光素、所述染料的衍生物和其混合物。
8.權利要求2的組合物，所述組合物還包含至少一種紫外線熒光染料，其選自萘二甲酰亞胺、苝、香豆素、蒽、菲、呫噸、噻噸、苯并夾氧雜蒽、熒光素、所述染料的衍生物和其混合物。
9.權利要求7的組合物，其還包含至少一種增溶劑，其選自烴、二甲醚、聚氧亞烷基二醇醚、酰胺、酮、腈、氯碳化合物、酯、內(nèi)酯、芳基醚、氟代醚和1，1，1-三氟烷烴；并且其中制冷劑和增溶劑不是相同的化合物。
10.權利要求9的組合物，其中所述增溶劑選自a)由通式R1[(OR2)xOR3]y表示的聚氧亞烷基二醇醚，其中x是1到3的整數(shù)；y是1到4的整數(shù)；R1選自氫和具有1到6個碳原子和y個鍵接位的脂族烴基團；R2選自具有2到4個碳原子的脂族亞烴基基團；R3選自氫和具有1到6個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；R1和R3的至少一個選自所述烴基；并且其中所述聚氧亞烷基二醇醚具有的分子量為大約100到大約300原子質量單位；b)由通式R1CONR2R3和環(huán)-[R4CON(R5))-]表示的酰胺，其中R1、R2、R3和R5獨立地選自具有1到12個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基，和至多一個具有6到12個碳原子的芳基；R4選自具有3到12個碳原子的脂族亞烴基基團；并且其中所述酰胺具有的分子量為大約100到大約300原子質量單位；c)由通式R1COR2表示的酮，其中R1和R2獨立地選自具有1到12個碳原子的脂族、脂環(huán)族和芳族烴基團，并且其中所述酮的分子量為大約70到大約300原子質量單位；d)由通式R1CN表示的腈，其中R1選自具有5到12個碳原子的脂族、脂環(huán)族或者芳族烴基團，并且其中所述腈的分子量為大約90到大約200原子質量單位；e)由通式RClX表示的氯碳化合物，其中X選自整數(shù)1或者2；R選自具有1到12個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；并且其中所述氯碳化合物具有的分子量為大約100到大約200原子質量單位；f)由通式R1OR2表示的芳基醚，其中R1選自具有6到12個碳原子的芳基烴基團；R2選自具有1到4個碳原子的脂族烴基團；并且其中所述芳基醚具有的分子量為大約100到大約150原子質量單位；g)由通式CF3R1表示的1，1，1-三氟烷烴，其中R1選自具有大約5到大約15個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；i)由通式R1OCF2CF2H表示的氟代醚，其中R1選自具有大約5到大約15個碳原子的脂族和脂環(huán)族烴基；和j)由結構[B]、[C]和[D]表示的內(nèi)酯 其中，R1到R8獨立地選自氫、直鏈、支鏈、環(huán)狀、二環(huán)、飽和和不飽和烴基基團；并且分子量為大約100到大約300原子質量單位；和k)由通式R1CO2R2表示的酯，其中R1和R2獨立地選自直鏈和環(huán)狀的、飽和和不飽和烷基和芳基；并且其中所述酯具有的分子量為大約80到大約550原子質量單位。
11.使用權利要求9的組合物的方法，所述方法包括通過以下步驟將所述組合物引入壓縮制冷或者空調(diào)裝置中(i)在增溶劑存在下將所述紫外線熒光染料溶解在制冷劑或者傳熱流體組合物中，并且將混合物引入所述裝置；或者(ii)將增溶劑和紫外線熒光染料混合，并且將所述組合物引入包含制冷劑或者傳熱流體組合物的所述裝置中。
12.使用權利要求7或者9的組合物的方法，所述方法包括將所述組合物提供到所述裝置，并且提供合適的用于在泄漏點或者在所述裝置附近檢測所述組合物的手段。
13.使用權利要求7或者9的組合物的方法，所述方法包括(i)通過在要被冷卻的主體附近蒸發(fā)所述組合物產(chǎn)生制冷作用，然后冷凝所述組合物；或者(ii)通過在要被加熱的主體附近冷凝所述組合物產(chǎn)生加熱作用，然后蒸發(fā)所述組合物。
14.權利要求1或者2的組合物，其還包含熱穩(wěn)定劑或者氣味掩蔽劑。
15.權利要求14的組合物，其中所述熱穩(wěn)定劑是硝基甲烷。
16.權利要求3的方法，其中所述多級離心式壓縮機是兩級離心式壓縮機。
全文摘要
本文公開了氟代醚制冷劑或者傳熱流體組合物，其可用于制冷或者空調(diào)裝置或者作為傳熱流體。本發(fā)明的組合物還可用于離心式壓縮機系統(tǒng)，其使用兩級壓縮機或者單一單元/單程換熱器。
文檔編號C09K5/04GK1981013SQ200580002510
公開日2007年6月13日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權日2004年1月14日
發(fā)明者B·H·米諾爾, M·J·納帕, A·C·西弗特 申請人:納幕爾杜邦公司