×
20.03.2015
216.013.3383

Результат интеллектуальной деятельности: ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ВЫСОКОМОЩНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Правообладатели

№ охранного документа
0002544662
Дата охранного документа
20.03.2015
Аннотация: Изобретение относится к композициям, содержащим 2,3,3,3-тетрафторпропен, и их применению в качестве жидких теплоносителей, агентов расширения, растворителей и аэрозолей. Композиция содержит от 15 до 50 мас.% 2,3,3,3-тетрафторпропена, от 5 до 40 мас.% HFC-134a и от 45 до 60 мас.%, предпочтительно от 45 до 50 мас.%, HFC-32. Предложенная композиция имеет критическую температуру выше 87С, температуру на выходе из компрессора, эквивалентную для R-410A, и может заменить R-410A без изменения технологии, используемой в компрессорах. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Настоящее изобретение относится к композициям, содержащим 2,3,3,3-тетрафторпропен, и к их применению в качестве жидких теплоносителей, агентов расширения, растворителей и аэрозолей.

Проблемы, связанные с веществами, уменьшающими озоновый слой атмосферы (потенциал снижения озона), рассматривались в Монреале, где был подписан протокол, предусматривающий сокращение производства и применения карбидов хлора-фтора (CFC). В этот протокол были внесены изменения, предусматривающие отказ от CFC и распространяющие регламентирование на другие продукты, в том числе хлор-фтор-углеводороды (HCFC).

В области холодильной промышленности и производства кондиционированного воздуха были сделаны большие вложения в замену этих жидких хладагентов и таким образом перешли к выпуску водород-фтор-карбидов (HFC).

(Водород)хлор-фтор-карбиды, используемые в качестве агентов расширения или растворителей, также были заменены на HFC.

В автомобильной промышленности в системах кондиционирования автомобилей, выпускаемых во многих странах мира, перешли с жидких хладагентов, содержащих хлор-фтор-карбиды (CFC), на хладагенты, содержащие водород-фтор-карбид (1,1,1,2-тетрафторэтан: HFC-134а), менее вредный для озонового слоя. Однако в свете Киотского протокола, HFC-134а (GWP=1300) рассматривается как имеющий повышенную теплоспособность. Вклад жидкости в парниковый эффект оценивается по критерию GWP (Global Warming Potentials), который является критерием теплоспособности, при этом в качестве контрольной величины принимается 1 для диоксида углерода.

Поскольку диоксид углерода является нетоксичным, огнестойким и обладающим очень низким GWP, было предложено использовать его в системах кондиционирования в качестве жидкого хладагента вместо HFC-134а. Тем не менее использование диоксида углерода имеет ряд недостатков, связанных в частности с очень высоким давлением при его использовании в качестве жидкого хладагента в существующих устройствах и технологиях.

В документе WO2004/037913 раскрывается использование композиций, содержащих по меньшей мере один фторалкен, содержащий три или четыре атома углерода, в частности пентафторпропен и тетрафторпропен, предпочтительно имеющий GWP не более 150, в качестве жидких теплоносителей.

В документе WO2005/105947 раскрывается добавление к тетрафторпропену, предпочтительно 1,3,3,3-тетрафторпропену, соагента расширения, такого как дифторметан, пентафторэтан, тетрафторэтан, дифторэтан, гептафторпропан, гексафторпропан, пентафторпропан, петафторбутан, вода и диоксид углерода.

В документе WO2006/094303 раскрываются двухкомпонентные композиции 2,3,3,3-тетрафторпропена (HFO-1234yf) с дифторметаном (HFC-32) и 2,3,3,3-тетрафторпропена с 1,1,1,2-тетрафторэтаном (HFC-134а).

Четырехкомпонентные смеси, содержащие 1,1,1,2,3-пентафторпропен (HFO-1225ye) в комбинации с дифторметаном, 2,3,3,3-тетрафторпропеном и HFC-134а, были раскрыты в этом документе. Однако 1,1,1,2,3-пентафторпропен является токсичным.

Четырехкомпонентные смеси, содержащие 2,3,3,3-тетрафторпропен в сочетании с иодотрифторметаном (CF3I), HFC-32 и HFC-134a, также были раскрыты в WO2006/094303. Однако CF3I имеет ODP, не являющийся нулевым, и вызывает проблемы, связанные с устойчивостью и коррозией.

В настоящее время заявителем разработаны композиции, содержащие 2,3,3,3-тетрафторпропен, не имеющие указанных выше недостатков и в то же время имеющие нулевой ODP и GWP, являющийся ниже того, который имеют существующие жидкие теплоносители, такие как R-410А (двухкомпонентная смесь пентафторэтана (50% масс. HFC-32 (50% масс.)).

Композиции, применяемые в качестве жидкого теплоносителя в настоящем изобретении, имеют критическую температуру выше 87°С (критическая температура R-410А составляет 70,5°С). Эти композиции могут использоваться в тепловых насосах для подачи тепла при температурах до 65°С, но также при более высоких температурах до 87°С (область температур, где R-410А не может использоваться).

Композиции, используемые в качестве жидкого теплоносителя в настоящем изобретении, имеют температуры на выходе из компрессора, эквивалентные значениям, приведенным для R-410А. Давление в конденсаторе ниже, чем давление R-410А, и степени компрессии также являются более низкими. Эти композиции могут заменить R-410А без изменения технологии, используемой в компрессорах.

Композиции, используемые в качестве жидкого теплоносителя по настоящему изобретению, имеют плотность насыщенного пара более низкую, чем плотность насыщенного пара R-410А. Объемная производительность, приведенная для этих композиций, является эквивалентной объемной производительности R-410А (от 90 до 99%). За счет этих свойств эти композиции могут применяться при меньших диаметрах труб и, следовательно, с меньшей потерей нагрузки в паровых трубах, что увеличивает производительность установок.

Композиции по настоящему изобретению отличаются тем, что содержат по существу от 15 до 50% масс. 2,3,3,3-тетрафторпропена, от 5 до 40% масс. HFC-134a и от 45 до 60% масс, предпочтительно от 45 до 50% масс. HFC-32.

Композиции по настоящему изобретению могут применяться в качестве жидких теплоносителей, предпочтительно в системах с компрессорами и преимущественно в теплообменниках, работающих в режиме противотока или в перекрестном режиме с тенденцией противотока. Они особенно пригодны для систем охлаждения с высокой производительностью на единицу продуваемого объема компрессора.

В компрессионных системах теплообмен между жидким хладагентом и источниками тепла происходит посредством текучих теплоносителей. Эти текучие теплоносители находятся в газообразном состоянии (воздух в кондиционированном воздухе и охлаждение с прямым расширением), в жидком состоянии (вода в бытовых тепловых насосах, смесь воды с этиленгликолем) или в двухфазном состоянии.

Существуют разные способы передачи:

- обе текучие среды расположены параллельно и движутся в одном направлении: режим прямотока (антиметодический);

- обе текучие среды расположены параллельно, но движутся в противоположных направлениях: режим противотока (методический);

- обе текучие среды расположены перпендикулярно: режим перекрестного тока. Перекрестный ток может иметь прямоточную или противоточную тенденцию;

- одна из двух текучих сред делает полуоборот в более широкой трубе, которую пересекает вторая среда. Эту конфигурацию можно сравнить с обменом прямотоком на половине длины, а на второй половине длины с обменом противотоком: способ булавочной головки.

Композиции по настоящему изобретению преимущественно используют в стационарном кондиционированном воздухе, предпочтительно вместо R-410А.

Композиции по настоящему изобретению могут быть стабилизированы. Стабилизатор составляет предпочтительно не более 5% масс. по отношению к общей массе композиции.

В качестве стабилизаторов можно, в частности, назвать нитрометан, аскорбиновую кислоту, терефталевую кислоту, азолы, такие как толутриазол или бензотриазол, фенольные соединения, такие как токоферол, гидрохинон, т-бутилгидрохинон, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, эпоксиды (алкил, возможно фторированный или перфторированный или алкенил или ароматические вещества), такие как н-бутилглицидиловый простой эфир, гександиолдиглицидиловый простой эфир, аллилглицидиловый простой эфир, бутилфенилглицидиловый простой эфир, фосфиты, фосфаты, фосфонаты, тиолы и лактоны.

Композиции по настоящему изобретению в качестве текучего теплоносителя могут применяться в присутствии смазывающего вещества, такого как минеральное масло, алкилбензол, полиалкиленгликоль и простой поливиниловый эфир.

Кроме того, композиции по настоящему изобретению являются пригодными в качестве агентов расширения, аэрозолей и растворителей.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Инструменты расчета

Равенство RK-Soave используют для вычисления плотности, энтальпии, энтропии и данных о равновесии жидкость-пар смесей. Использование этого равенства требует знания свойств чистых тел, используемых в смесях, о которых идет речь, а также коэффициентов взаимодействия для каждой двухкомпонентной композиции.

К данным, необходимым для каждого чистого тела, относятся:

температура кипения, критическая температура и давление, кривая давления в зависимости от температуры, начиная с точки кипения до критической точки, показатели плотности насыщенной жидкости и насыщенного пара в зависимости от температуры.

HFC-32, HFC-134a

Данные относительно этих продуктов опубликованы в ASHRAE Handbook 2005, глава 20, а также доступны в Refrop (программное обеспечение, разработанное NIST для вычисления свойств текучих хладагентов).

HFO-1234yf

Данные кривой температура-давление HFO-1234yf измеряют статическим методом. Критические температуру и давление измеряют калориметром С80, выпускаемым фирмой Setaram. Показатели плотности при насыщении в зависимости от температуры измеряют при помощи пикнометра с вибрационной трубкой, разработанного лабораториями школы Mine de Paris.

Коэффициент взаимодействия двухкомпонентных композиций

В равенстве RK-Soave используют коэффициенты бинарного взаимодействия для выражения поведения продуктов, находящихся в смеси. Коэффициенты вычисляют в зависимости от экспериментальных данных равновесия жидкость-пар.

Технология, применяемая для измерения равновесия жидкость-пар представляет собой метод аналитической статической ячейки. Ячейка равновесия содержит сапфировую трубку и снабжена двумя электромагнитными пробоотборниками ROLSITM. Ее погружают в криотермостатную ванну (HUBER HS40). Используют магнитное перемешивание, приводимое полем, с переменной скоростью вращения для ускорения достижения равновесия. Анализ образцов осуществляют хроматографией (НР5890 seriesll) в газообразной фазе с использованием катарометра (TCD).

HFC-32/HFO-1234yf, HFC-134a/HFO-1234yf

Измерения равновесия жидкость-пар двухкомпонентной композиции HFC-32/HFO-1234yf выполняют для следующих изотерм: -10°С, 30°С и 70°С.

Измерения равновесия жидкость-пар двухкомпонентной композиции HFC-134а/HFO-1234yf выполняют для следующих изотерм: 20°С.

HFC-32/HFO-134а

Данные равновесия жидкость-пар для двухкомпонентной композиции HFC-134а/HFO-32 являются доступными в Refprop. Две изотермы (-20°С и 20°С) и одну изобару (30 бар) использовали для вычисления коэффициентов взаимодействия для этой двухкомпонентной композиции.

Компрессионная система

Рассмотрим компрессионную систему, снабженную испарителем и противоточным конденсатором, шнековым компрессором и детандером.

Система функционирует при 15°С перегрева и 5°С переохлаждения. Минимальная разность температур между вторичной жидкостью и жидким хладагентом составляет порядка 5°С.

Изоэнтропийный выход компрессоров зависит от степени сжатия. Этот выход вычисляют при помощи следующего уравнения:

Для шнекового компрессора константы a, b, c, d и e уравнения (1) изоэнтропийного выхода вычисляют по типовым данным, опубликованным в Handbook “Handbook of air conditioning and refrigeration, стр. 11.52”.

%САР является процентным выражением отношения объемной производительности каждого продукта к производительности R-410A.

Коэффициент производительности (СОР) определяют как полезную мощность системы, отнесенную к мощности, производимой или потребляемой системой.

Коэффициент производительности Лоренца (COPLorenz) является контрольным коэффициентом производительности. Он зависит от температур и используется для сравнения показателей СОР разных текучих сред.

Коэффициент производительности Лоренца определяют следующим образом:

(Температуры Т выражены в К)

Тсредняя конденсаторконденсатор входконденсатор выход (2)

Тсредняя испарительиспаритель выходиспаритель вход (3)

СОР Лоренца в случае кондиционированного воздуха и охлаждения:

COPLorenz = Тсредняя испаритель (4)
Тсредняя конденсатор - Тсредняя испаритель

СОР по Lorenz в случае нагревания:

COPLorenz = Т средняя конденсатор (5)
Тсредняя конденсатор - Тсредняя испаритель

Для каждой композиции коэффициент производительности цикла Лоренца вычисляют в зависимости от соответствующих температур.

%СОР/COPLorenz является отношением СОР системы к СОР соответствующего цикла Лоренца.

Результаты режима нагревания

В режиме нагревания компрессионная система работает при температуре между температурой входа текучего хладагента в испаритель -5°С и температурой входа текучего хладагента в конденсатор 50°С. Система дает тепло с температурой 45°С.

Характеристики композиций по изобретению в условиях работы в режиме нагревания приведены в таблице 1. Величины компонентов (HFO-1234yf, HFC-32, HFC-134а) для каждой композиции приведены в весовых процентах.

Таблица 1
Темпе-ратура на выходе из испарителя (ºС) Темпе-ратура на выходе из компре-ссора (ºС) Темпе-ратура на выходе из конден-сатора (ºС) Испар Р (бар) Конд Р (бар) Степень (р/р) Glide выход комп %САР %СОР/СОР Lorenz
R416A -5 101 50 6,8 30,6 4,5 0,07 79,6 100 58,8
HFO-1234yf HFC-32 HFC-134a
45 50 5 -2 97 46 5,8 34,8 4,2 3,18 80,3 92 62,9
40 55 5 -2 101 47 6,0 25,8 4,3 2,63 80,1 95 62,6
25 50 25 -1 99 46 5,6 23,7 4,3 3,74 80,2 91 64,1
20 55 25 -2 102 46 5,7 24,5 4,3 3,47 80,1 93 63,8
15 60 25 -2 106 47 5,8 25,2 4,3 3,23 80,0 95 63,5

Результаты режима охлаждения или конденсированного воздуха

В режиме охлаждения компрессионная система работает при температуре между температурой входа текучего хладагента в испаритель -5°С и температурой входа текучего хладагента в конденсатор 50°С. Система дает холод при 0°С.

Характеристики композиций по изобретению в условиях работы в режиме охлаждения приведены в Таблице 2. Величины компонентов (HFO-1234yf, HFC-32, HFC-134а) для каждой композиции приведены в весовых процентах.

Таблица 2
Темпе-ратура на выходе из испарителя (ºС) Темпе-ратура на выходе из компре-ссора (ºС) Темпе-ратура на выходе из конден-сатора (ºС) Испар Р (бар) Конд Р (бар) Степень (р/р) Glide выход комп %САР %СОР/СОР Lorenz
R416A -5 101 50 6,8 30,6 4,5 0,07 79,6 100 50,4
HFO-1234yf HFC-32 HFC-134a
50 45 5 -1 94 45 5,7 23,7 4,2 3,76 80,5 92 55,5
45 50 5 -2 97 46 5,8 24,8 4,2 3,18 80,3 95 55,1
40 55 5 -2 101 47 6,0 25,8 4,3 2,63 80,1 98 54,8
30 45 25 -1 96 46 5,4 22,9 4,2 4,04 80,3 92 56,7
25 50 25 -1 99 46 5,6 23,7 4,3 3,84 80,2 94 56,4
20 55 25 -2 102 46 5,7 24,5 4,3 3,47 80,1 97 56,2
15 60 25 -2 106 47 5,8 25,2 4,3 3,23 80,0 99 55,9
15 45 40 -1 98 45 5,2 22,1 4,3 4,48 80,2 90 57,3

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 74 items.
21.12.2019
№219.017.f065

Способ получения меркаптанов путем ферментативного гидрогенолиза дисульфидов

Изобретение относится к способу получения меркаптанов формулы R-SH, включающему следующие стадии: a) приготовление смеси, содержащей: 1) дисульфид формулы R-S-S-R', где R и R', одинаковые или разные, независимо друг от друга означают линейный, разветвленный или циклический углеводородный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709486
Дата охранного документа: 18.12.2019
22.12.2019
№219.017.f096

Способ получения l-метионина

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения L-метионина. Способ включает получение смеси, содержащей диметилдисульфид, каталитическое количество содержащей тиольную группу аминокислоты или пептида с тиольной группой, каталитическое количество редуктазы, водород,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709715
Дата охранного документа: 19.12.2019
21.01.2020
№220.017.f799

Способ получения l-метионина

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу получения L-метионина ферментативной реакцией между предшественником L-метионина, диметилдисульфидом (DMDS) и органическим соединением-восстановителем. Получают смесь, содержащую 1) DMDS, 2) каталитическое количество аминокислоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711353
Дата охранного документа: 16.01.2020
05.03.2020
№220.018.08f5

Композиция на основе получаемого многостадийной полимеризацией полимера, способ ее получения, ее применение и содержащая ее композиция

Изобретение относится к получаемому многостадийной полимеризацией полимеру в форме полимерных частиц, его составу и способу его получения. Предложена полимерная композиция в форме полимерных частиц, изготовленной многостадийным способом, содержащей по меньшей мере три фазы, при этом последняя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715709
Дата охранного документа: 03.03.2020
22.04.2020
№220.018.1706

Способ активации катализаторов гидрообработки

Настоящее изобретение относится к применению в способе активации in situ катализатора гидрообработки для пассивации кислотных центров катализатора гидрообработки. Описано применение в способе активации in situ катализатора гидрообработки для пассивации кислотных активных центров катализатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719483
Дата охранного документа: 17.04.2020
26.04.2020
№220.018.1a27

Способ получения меркаптанов путем ферментативного гидрогенолиза дисульфидов с помощью водорода

Изобретение относится к способу получения меркаптанов из дисульфидов и водорода путем ферментативного катализа, включающий следующие стадии: a) приготовление смеси, содержащей: 1) дисульфид формулы R-S-S-R', где R и R', одинаковые или разные, независимо друг от друга означают линейный,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720091
Дата охранного документа: 24.04.2020
04.05.2020
№220.018.1ad9

Способ производства алкоксилированных полифенолов

Изобретение относится к способу производства алкоксилированных полифенолов, а именно алкоксилированных лигнинов. Способ производства алкоксилированного полифенола включает проведение реакции полифенола с алкоксилирующей добавкой в присутствии катализатора и алкоксилированного полифенола в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720508
Дата охранного документа: 30.04.2020
24.06.2020
№220.018.2a0c

Способ синтеза молекул, содержащих функциональную группу нитрилоксида

Изобретение относится к способу синтеза соединения формулы (I), которое после реагирования с полимером и смешивания с наполнителем способно не образовывать ковалентные связи с наполнителем и, следовательно, не вызывать слишком сильного увеличения вязкости смеси. Способ включает две следующие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724105
Дата охранного документа: 22.06.2020
04.07.2020
№220.018.2ece

Многослойная структура, включающая слой, содержащий фторполимер и акриловый сополимер, соответствующие способ получения и труба

Изобретение относится к многослойной структуре, подходящей для применения, в частности для транспортировки, воды. Многослойная структура включает в указанном порядке факультативно слой A, содержащий по меньшей мере один фторполимер, слой B, содержащий по меньшей мере один фторполимер и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725379
Дата охранного документа: 02.07.2020
31.07.2020
№220.018.3a5b

Способ производства алкоксилированных полифенолов

Изобретение относится к способу производства алкоксилированных полифенолов. Способ производства алкоксилированного полифенола включает следующие далее последовательные стадии: (а) проведение реакции для по меньшей мере одного полифенола, по меньшей мере одной алкоксилирующей добавки, по меньшей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727972
Дата охранного документа: 28.07.2020
Showing 31-36 of 36 items.
10.05.2016
№216.015.3a4a

Модификатор ударной прочности и композиция ударопрочного термопласта

Изобретение относится к модификатору ударной прочности, применяемому для улучшения ударной прочности термопластов и термореактопластов. Модификатор ударной прочности содержит, по меньшей мере, 10 мас.% 2-октилакрилата, и представляет собой полимерную частицу, имеющую структуру ядро-оболочка....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583810
Дата охранного документа: 10.05.2016
10.06.2016
№216.015.47a5

Процесс получения 2-хлор-3, 3, 3-трифторпропена (hcfo 1233xf) фторированием пентахлорпропана в жидкой фазе

Изобретение относится к способу каталитического фторирования в жидкой фазе продукта 1,1,1,2,3-пентахлорпропана и/или 1,1,2,2,3-пентахлорпропана в продукт 2-хлор-3,3,3-трифторпропен в присутствии катализатора и растворителя путем добавления HF в органическую фазу, состоящую из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585672
Дата охранного документа: 10.06.2016
12.01.2017
№217.015.6106

Сшитые наноструктурированные листы, полученные способом полива

Изобретение относится к области повышения ударопрочности листов, полученных из полиакрилата способом полива. Прозрачная и ударопрочная сшитая акриловая композиция состоит из хрупкой матрицы (I), имеющей температуру стеклования, большую чем 0°C, и эластичных доменов, имеющих характеристический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591150
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.77a4

Гибкая композиция на основе полуароматического полиамида, технология получения подобной и ее использование

Изобретение относится к композиции для изготовления изделий, содержащей, вес.%: от 33 до 40 по меньшей мере одного сшитого полиолефина, где полиолефин получен из по меньшей мере одного продукта (А), содержащего ненасыщенный эпоксид, и, по меньшей мере, одного продукта (В), включающего ангидрид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599754
Дата охранного документа: 10.10.2016
25.08.2017
№217.015.a8ee

Способ получения пастообразного состава на основе проводящих углеродных наполнителей

Настоящее изобретение касается пастообразного состава, содержащего проводящие углеродные наполнители, способа получения ее, а также применения ее для получения тонких проводящих пленок, красок или покрытий, в частности для изготовления Li-ионных батарей или суперконденсаторов, или для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611508
Дата охранного документа: 27.02.2017
26.08.2017
№217.015.e041

Применение меркаптометиловых сложных эфиров в качестве агентов передачи цепи

Изобретение относится к соединению формулы (1'): в которой R' представляет собой линейный, разветвленный или циклический, насыщенный или ненасыщенный радикал на углеводородной основе, содержащий от 1 до 20 атомов углерода и замещенный одним или более алкоксикарбонильными радикалами, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625314
Дата охранного документа: 13.07.2017
+ добавить свой РИД