[发明专利]CFC12替代物致冷剂

说明书

本发明涉及一种致冷剂，特别是用于、但不专门用于空调体系的致冷剂。所述的体系特别涉及对大气臭氧层没有不良影响的致冷剂组合物，以及涉及可加到与通常用于致冷和空调体系的润滑剂相容的现有致冷剂中的组合物。本发明还涉及一种改进致冷体系和空调体系的方法。

含氟氯碳(CFC_S)例如CFC11和CFC12是稳定的、低毒性的和不可燃的，用在致冷体系和空调体系有低危险的工作条件。当它们被释放时，它们能进入大气层并破坏使环境免受紫外线有害作用的臭氧层。由超过160个国家签署的蒙特利尔协议书—一个国际环境协议—要求根据同意的时间表逐渐停止使用CFC_S。现在它还包括对臭氧层也有不良影响的氢氟氯碳(HCFC_S)。

CFC12的任何替代物都必需没有消耗臭氧的能力。本发明的组合物不含氯原子，因此它们对臭氧层没有有害的影响，同时在致冷体系中提供类似CFC12工作流体的性能。

在专利文献中已使用各种术语来描述致冷剂混合物。它们可规定如下：

非共沸混合物：一种在规定温度下其蒸汽和液体组成不同的流体混合物。

温度滑移：如果非共沸混合物液体在恒压下蒸馏，那么它的沸点不断升高。从蒸馏开始一直到液相刚好消失时沸点的变化称为温度滑移。当非共沸混合物的饱和蒸汽在恒压下冷凝时，也观测到这一滑移。

共沸混合物：一种在规定温度下其蒸汽和液体组成相同的、规定组成的流体混合物。严格地说，例如在蒸发器条件下是共沸混合物的流体混合物在冷凝器条件下也可能不是共沸混合物。但是，只要混合物在其工作范围内、在某些温度下满足上述规定，致冷文献就可能将这种混合物称为共沸混合物。

近共混混合物：这样一种掺混物，它在很小的温度范围内沸腾，即有小的温度滑移。

改型致冷剂混合物：一种用来完全替代原CFC或HCFC致冷剂的不含氯的混合物。

充填剂致冷剂混合物：一种在对存留HCFC致冷剂进行维护时加入的、不含氯的混合物，它是一种顶上部的致冷剂以改善渗漏性。

密封压缩机：这样一种压缩机，电动机像压缩机一样在完全焊接密封的机壳中。电动机用返回压缩机的致冷剂蒸汽冷却。电动机产生的热量通过冷凝器除去。

半密封压缩机：类似密封压缩机；主要的差别是机壳有螺栓连接，它可打开，便于电动机和压缩机进行维修。

开式压缩机：一种用外部电动机通过压缩机机壳的驱动轴驱动的压缩机。电动机产生的热量直接消散到环境中，而不是通过冷凝器除去。这就使它比密封压缩机的性能稍更有效，但在轴密封处可出现致冷剂泄漏。

除非另加说明，本说明书涉及的百分数和比率都以重量表示，选择百分数和比率总计100％。

五氟乙烷(R125)和一种选自沸点范围为-5至+70℃的饱和烃或其混合物的添加物组成，其中R125和R134a的重量为

    R125         1-17％

    R134a        99-83％

优选的R125和R134a的重量为：

    R125         2-15％

    R134a        98-85％

在致冷体系中使用的正排量压缩机即活塞压缩机或旋转压缩机从曲轴箱吸入少量润滑剂，通过排出阀与致冷剂蒸汽一起排出。为了维持压缩机的润滑，润滑油必需强制通过致冷剂流围绕的循环回路，并返回曲轴箱。CFC和HCFC致冷剂可与烃油混溶，从而将烃油带到循环回路周围，但是HFC致冷剂和烃类润滑剂有低的互溶性，因此有效的烃油回流不可能出现。这一问题在蒸发器中特别严重，在那里低温可使烃油的粘度增加到足以阻止它们带到管壁。使用CFC_S和HCFC_S，足够多的致冷剂留在油中，使粘度降到使油回流出现。

当使用有烃类润滑剂的HFC_S时，通过将具有以下性质的烃类流体回到体系可使油回流变得容易：(a) 在蒸发器的温度下在润滑剂中有足够高的溶解性，以便

使其粘度下降；以及(b) 足够高的挥发性，在压缩机曲轴箱中能从润滑剂中蒸出。

烃类能满足这些要求。

优选的烃类添加物选自2-甲基丙烷、2，2-二甲基丙烷、丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、环戊烷、乙烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2，2-二甲基丁烷和甲基环戊烷。优选使用正戊烷、环戊烷、异戊烷及其混合物。特别优选使用正戊烷或异戊烷或其混合物。