使用LGWP制冷劑的吸收式制冷循環(huán)制造技術(shù)

吸收式制冷方法和包含氟化有機(jī)化合物的制冷劑/吸收劑配對(duì)，所述氟化有機(jī)化合物例如具有1-8個(gè)碳原子（C1–C8）的氟化有機(jī)化合物，包括氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物。在某些實(shí)施方案中，將包含某些氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物（例如，C2–C4的氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物）的氟化有機(jī)化合物用作制冷劑，其中所述吸收劑部分為氟化有機(jī)化合物或非氟化油。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及經(jīng)濟(jì)型吸收式制冷系統(tǒng)，其使用具有低全球變暖潛勢(shì)(GWP)和低臭氧消耗潛值(ODP)的制冷劑。
技術(shù)介紹
當(dāng)廢熱源或其他低成本熱源(例如，太陽(yáng)能加熱)可用時(shí)，吸收式制冷是比壓縮制冷更經(jīng)濟(jì)的選擇。因此，吸收式制冷有潛力在降低在熱環(huán)境中運(yùn)行的冷卻系統(tǒng)的環(huán)境影響中起到非常重要的作用。吸收式制冷機(jī)和蒸汽壓縮制冷機(jī)都使用具有非常低沸點(diǎn)的制冷劑。在這兩種類型中，當(dāng)該制冷劑蒸發(fā)或沸騰時(shí)，它隨自身帶走一些熱量，提供了冷卻效果。然而，吸收式制冷和蒸汽壓縮式制冷在制冷劑從氣態(tài)變回成液態(tài)使得循環(huán)能夠反復(fù)進(jìn)行的方式上不同。蒸汽壓縮式制冷機(jī)利用機(jī)械功，由電動(dòng)壓縮機(jī)頻繁地供應(yīng)，以增大氣體壓力，然后通過(guò)與冷流體(通常為空氣)的熱交換使熱的、高壓的氣體冷凝回液體。吸收式制冷機(jī)不利用機(jī)械功來(lái)增大氣體壓力，并使用不同的方法來(lái)使氣體變回成液體，該方法僅需要低功率泵或任選地僅需要熱量，從而提供具有更少運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)，這增加了該系統(tǒng)的整體壽命。隨著需求不斷變化，住宅樓和商廈成為能量的大消費(fèi)群體和電力的主要消費(fèi)群體。在低至中等需求期間，通過(guò)利用核能、煤或水電能源的最有效率的設(shè)備來(lái)發(fā)電，因?yàn)樵撛O(shè)備幾乎連續(xù)運(yùn)行。然而，在峰值需求期間，使用通常依靠天然氣或燃油運(yùn)行的更低成本和更低效的設(shè)備，在用油的情況下這引起了關(guān)于燃料安全性的關(guān)注和而對(duì)于天然氣引起了價(jià)格穩(wěn)定性方面的關(guān)注。峰值需求還設(shè)定了包含發(fā)電和配送系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的整體規(guī)模。另夕卜，當(dāng)發(fā)電或傳送系統(tǒng)處于極限時(shí)，偶爾降低需求是改善電力供應(yīng)的可靠性和避免具有嚴(yán)重負(fù)面經(jīng)濟(jì)影響的斷電的有效方式。可以通過(guò)使用相對(duì)便宜的集熱板來(lái)利用太陽(yáng)能，其中太陽(yáng)能被傳遞至工作流體，該工作流體通常為水，其中添加了乙二醇來(lái)抑制凝固點(diǎn)。然后，該流體成為給吸收式冷卻系統(tǒng)供能的熱源。另外，當(dāng)不需要冷卻時(shí)，可以將其用于加熱飲用水。新裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是可以縮小基礎(chǔ)蒸汽壓縮冷卻系統(tǒng)的尺寸從而以更少的循環(huán)運(yùn)行這會(huì)改善該系統(tǒng)的性能。而且，吸收式制冷在這樣的環(huán)境中可具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗哂惺褂猛ǔ?huì)增大這些系統(tǒng)的負(fù)荷的相同能源，即太陽(yáng)能，來(lái)提供所需冷卻的潛力。制冷循環(huán)的常見(jiàn)實(shí)例為食物冰箱和冰柜以及空調(diào)。用于提供熱舒適度的可逆循環(huán)的熱泵也通過(guò)利用蒸發(fā)和冷凝制冷劑的物理性質(zhì)來(lái)工作。在加熱，通風(fēng)和冷卻(HVAC)應(yīng)用中，熱泵通常是指包括換向閥和優(yōu)化的熱交換機(jī)的制冷設(shè)備，從而可以倒轉(zhuǎn)熱流的方向。最通常地，在加熱周期期間，熱泵從空氣或從地面乃至從水中吸熱。盡管吸收系統(tǒng)已經(jīng)被限制使用很多年了，但申請(qǐng)人意識(shí)到常規(guī)的工作流體具有明顯的缺點(diǎn)而這些缺點(diǎn)限制了這些系統(tǒng)的成功。例如，兩種最普通的吸收式制冷配對(duì)為NH3-水和水-LiBr。NH3-水將NH3用作制冷劑，并將水用作吸收劑。盡管NH3在很多應(yīng)用中作為制冷劑表現(xiàn)很好，但NH3的毒性限制了它在可被公眾占據(jù)的區(qū)域中的用途。另外，與冷卻系統(tǒng)中的多種更常用的制造材料之一，銅，的相容性問(wèn)題會(huì)增大基于NH3-水的安裝系統(tǒng)的成本，因?yàn)椴坏貌皇褂酶幌Ｍ暮?或更昂貴的材料。對(duì)于水-LiBr，由于在很多所關(guān)注的重要情況下水不是適合的制冷劑而存在問(wèn)題。申請(qǐng)人已經(jīng)意識(shí)到水具有限制其在某些重要應(yīng)用中的可行性的兩個(gè)主要缺點(diǎn)。第一是由于低壓力使設(shè)備尺寸變得對(duì)很多應(yīng)用不可行。第二是由于水的凝固點(diǎn)，它不能在低于0°C的溫度下使用。因此，由于各種問(wèn)題如毒性·和/或易燃性和/或腐蝕性和/或設(shè)備成本，這樣的系統(tǒng)通常僅用于工業(yè)環(huán)境或僅要求非常少量制冷劑的應(yīng)用(低容量系統(tǒng)，即旅館和RV中的一些制冷機(jī)，不過(guò)即使這些也由于NH3的毒性而已經(jīng)大量消失)。因此，申請(qǐng)人已經(jīng)意識(shí)到不斷需要更安全和環(huán)境友好的用于吸收型制冷系統(tǒng)的制冷劑。申請(qǐng)人也已經(jīng)意識(shí)到通過(guò)可以提供有效和環(huán)境可接受的流體用于從工業(yè)熱回收到居民太陽(yáng)能輔助制冷的各種應(yīng)用的系統(tǒng)能夠獲得的潛在優(yōu)點(diǎn)。專利技術(shù)概要申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些制冷劑/吸收劑配對(duì)非常適和用于吸收式制冷并在吸收式制冷中具有特別的優(yōu)點(diǎn)，該制冷劑/吸收劑配對(duì)包含氟化有機(jī)化合物，包括具有1-8個(gè)碳原子(C1-C8)的氟化有機(jī)化合物，并且在某些實(shí)施例中，包括某些氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物。在某些實(shí)施方案中，本專利技術(shù)的氟化有機(jī)化合物，具體地但非窮舉地，某些氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物和/或C2 - C4的氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物用作制冷劑，其中吸收劑部分為氟化有機(jī)化合物和/或非氟化油。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氫氟烯烴，例如但不限于HF0-1234yf (例如I, I, I, 2-四氟丙烯)和HF0_1234ze (E)(例如I, I, I, 3-四氟丙烯)，具有良好的制冷性能和非常短的大氣壽命，這使它們環(huán)境友好并優(yōu)選用于本專利技術(shù)，優(yōu)選作為制冷劑。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氫氯氟烯烴，尤其是單氯三氟丙烯，例如但不限于HCF0-1234zd(I-氯_3，3，3-三氟丙烯)，具有良好的制冷性能和非常短的大氣壽命，這使它們環(huán)境友好并優(yōu)選用于本專利技術(shù)，優(yōu)選作為吸收劑。這些制冷劑還具有額外的與銅和鋁相容的優(yōu)點(diǎn)。由于改善的熱傳遞，銅和鋁的使用都會(huì)提高效能，并降低整體成本。在某些實(shí)施方案中，本專利技術(shù)的吸收式制冷流體包括作為吸收劑并具有相對(duì)高沸點(diǎn)的第一氟化有機(jī)化合物，和作為制冷劑并具有相對(duì)低沸點(diǎn)的第二氟化有機(jī)化合物。在某些實(shí)例中，所述包含第一氟化有機(jī)化合物的吸收劑的沸點(diǎn)比包含第二氟化有機(jī)化合物的溶質(zhì)的沸點(diǎn)高至少40°C。在其他實(shí)施方案中，所述吸收劑化合物為非離子化合物，并且具有的碳/氧原子的總數(shù)比制冷劑中碳/氧原子的總數(shù)至少多兩(2)個(gè)。因此，在所述制冷劑包含一種或多種Cl - C4的氟化化合物，或一種或多種C2 - C4的氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物的實(shí)施方案中，所述吸收劑化合物包含一種或多種C2 - C8的氟化化合物，并且在某些實(shí)施方案中，包含一種或多種C3 - C8的氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物。根據(jù)這樣的實(shí)施方案的某些方面，所述流體的吸收劑部分選自氟代醚、氟代酮、HFC,HFO (包括HFC0)、和這些物質(zhì)的組合，并且所述配對(duì)的制冷劑部分選自HFC、HF0 (包括HFCO)、CO2及這些物質(zhì)的組合。用作本專利技術(shù)吸收劑的氟代醚的非限制性的例子為甲基九氟丁基醚。用作本專利技術(shù)吸收劑的氟代酮的非限制性的例子為全氟(2-甲基-3-戊酮)。用作本專利技術(shù)吸收劑的HFC的非限制性的例子為HFC-245fa (例如I, I, I, 3，3-五氟丙烷)。用作本專利技術(shù)吸收劑溶劑的HFO的非限制性的例子為HF0-1233zd，包括HF0-1233zd(E)。用作本專利技術(shù)制冷劑的HFO的非限制性的例子為HF0-1234yf。用作本專利技術(shù)制冷劑的HFC的非限制性的例子為HFC-32 (二氟甲烷)。本專利技術(shù)特別優(yōu)選的，但非窮舉的，是制冷劑/吸收劑配對(duì)HFC32/HFC-245fa、HFC_32/HF01234yf、HFC_32/1233zd (E)和 HF0_1234yf/1233zd (E)，并且最優(yōu)選的，但非窮舉的，是結(jié)合使用這類配對(duì)和包括太陽(yáng)能形式的能量輸入的吸收式制冷系統(tǒng)，且更進(jìn)一步優(yōu)選的，但非窮舉的，是使用這樣的太陽(yáng)能能量輸入來(lái)減少商業(yè)系統(tǒng)的峰值需求。在某些其他的實(shí)施方案中，本專利技術(shù)配對(duì)的制冷劑部分選自某些氫氟烯烴和/或氫氯氟烯烴化合物，并且所述吸收劑和/或溶劑部分為或包含非氟化油，其可以選自有機(jī)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2010.04.01 US 61/320,305;2011.03.30 US 13/076,1201.提供制冷的方法，其包括 a.蒸發(fā)包含一種或多種具有1-8個(gè)碳原子的氟化有機(jī)化合物的第一液相制冷劑流，以生成低壓汽相制冷劑流，其中所述蒸發(fā)從待冷卻的系統(tǒng)傳熱； b.在有效條件下使所述低壓汽相制冷劑流與第一液相溶劑流接觸，所述第一液相溶劑流包含一種或多種碳/氧原子總數(shù)比所述制冷劑的碳/氧原子總數(shù)多至少兩(2)個(gè)的有機(jī)化合物，其中所述有效條件有效地使所述汽相制冷劑流的基本上所有所述制冷劑溶解到所述第一液相溶劑流的溶劑中以生成制冷劑-溶劑的溶液流； c.提高所述制冷劑-溶劑溶液流的壓力和溫度； d.將所述制冷劑-溶劑溶液流熱力學(xué)分離成高壓汽相制冷劑流和第二液相溶劑流； e.將所述第二液相溶劑流再循環(huán)至步驟(b)以生成所述第一液相溶劑流； f.使所述高壓汽相制冷劑流冷凝以生成第二液相制冷劑流；和 g.將所述第二液相制冷劑流再循環(huán)至步驟(a)以生成所述第一液相制冷劑流。2.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一液相溶劑流中的所述一種或多種有機(jī)化合物的沸點(diǎn)比所述第一液相制冷劑流中的所述一種或多種有機(jī)化合物的沸點(diǎn)高至少40°C。3.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一液相制冷劑流中的一種或多種有機(jī)化合物選自HFC、HFO、HFCO, CO2和它們的組合。4.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一液相制冷劑流中的所述一種或多種有機(jī)化合物選自1，I, 1,2-四氟丙烯、二氟甲烷、反-1，I, 1,3-四氟丙烯、順-1，I, 1,3-四氟丙烯、3，3，3-三氟丙烯和它們的組合中的一種或多種。5.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一液相溶劑流中的所述一種或多種有機(jī)化合物選自氟代醚、氟代酮、HFC、HFO、HFCO和它們的組合。6....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R赫爾斯，CJ西頓，MW斯帕茨，RR辛赫，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：霍尼韋爾國(guó)際公司，
類型：
國(guó)別省市：