KR20210099181A - 안정화된 열 전달 조성물, 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물에 관한 것으로, 상기 냉매는 39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32), 1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및 51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I)을 포함하고, 상기 윤활제는 폴리올 에스테르(POE) 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌, 및 선택적으로 그러나 바람직하게는 산 고갈 모이어티(acid depleting moiety)를 포함한다.
Description
본 발명은 공조 및 냉장 응용을 포함한 열 교환 응용에서 유용성을 갖는 조성물, 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특정 태양에서, 본 발명은 냉매 R-410A가 사용되었을 유형의 열 전달 시스템에 유용한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은, 특히, 가열 및 냉각 응용을 위한 냉매 R-410A의 대체물로서, 그리고 R-410A와 함께 사용하도록 설계된 시스템을 포함하는 열 교환 시스템을 개장(retrofit)하는 데 유용하다.
히트 펌프 및 공조기와 같은 기계적 냉장 시스템 및 관련 열 전달 장치는 산업용, 상업용 및 가정용 용도로 당업계에 잘 알려져 있다. 클로로플루오로카본(CFC)이 그러한 시스템을 위한 냉매로서 1930년대에 개발되었다. 그러나, 1980년대부터, 성층권 오존층에 대한 CFC의 영향에 대해 많은 관심이 집중되어 왔다. 1987년에, 다수의 정부가 지구 환경을 보호하기 위해 CFC 제품을 단계적으로 퇴출하기 위한 일정을 제시하는 몬트리올 의정서에 서명하였다. CFC는, 수소를 함유하는 더 환경적으로 허용가능한 재료, 즉 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)으로 대체되었다.
가장 일반적으로 사용되는 하이드로클로로플루오로카본 냉매 중 하나는 클로로다이플루오로메탄(HCFC-22)이었다. 그러나, 몬트리올 의정서의 후속 개정은 CFC의 단계적 퇴출을 가속화하였고 HCFC-22를 포함하는 HCFC의 단계적 퇴출을 예정하였다.
CFC 및 HCFC에 관한 불연성, 비독성 대안에 대한 요구에 따라, 업계는 오존 파괴 지수(ozone depletion potential)가 0인 다수의 하이드로플루오로카본(HFC)을 개발하였다. R-410A(다이플루오로메탄(HFC-32)과 펜타플루오로에탄(HFC-125)의 50:50 w/w 블렌드)는, 오존 파괴에 기여하지 않기 때문에, 공조 및 냉각기 응용에서 HCFC-22에 대한 산업 대체물로서 채택되었다. 그러나, R-410A는 R-22에 대한 드롭-인(drop-in) 대체물이 아니다. 따라서, R-22를 R-410A로 대체하는 것은, R-22와 비교할 때, R-410A의 실질적으로 더 높은 작동 압력 및 체적 용량을 수용하기 위한 압축기의 대체 및 재설계를 비롯한 열 교환 시스템 내의 주요 구성요소의 재설계를 필요로 하였다.
R-410A는 R-22보다 더 허용가능한 오존 파괴 지수(ODP)를 갖지만, R-410A의 지속적인 사용은 2088이라는 그의 높은 지구 온난화 지수(Global Warming Potential)로 인해 문제가 된다. 따라서, 더욱 환경적으로 허용가능한 대안으로 R-410A를 대체하는 것이 당업계에서 필요하다.
EU는, 표 1에 나타나 있는 바와 같이, 2015년부터 EU에서 시장에 출시될 수 있는 HFC를 제한하기 위해 F-가스 규제를 시행하였다. 2030년까지, 2015년에 판매된 HFC 양의 21%만이 이용가능할 것이다. 따라서, 장기적 해결책으로서 GWP를 427 미만으로 제한하는 것이 요구된다.
[표 1]
대체 열 전달 유체는 그 중에서도 탁월한 열 전달 특성(및 특히 특정 응용의 필요성에 잘 맞는 열 전달 특성), 화학적 안정성, 저독성 또는 무독성, 불연성, 윤활제 혼화성 및/또는 윤활제 상용성을 포함하는 특성들의 달성하기 어려운 모자이크(mosaic)를 갖는 것이 매우 바람직한 것으로 당업계에서 이해된다. 또한, R-410A에 대한 임의의 대체물은 시스템의 수정 또는 재설계를 피하기 위하여 R-410A의 작동 조건에 이상적으로 잘 맞을 것이다. 이들 요건 모두(이들 중 다수는 예측 불가함)를 충족시키는 열 전달 유체의 개발은 상당한 난제이다.
사용 중의 효율과 관련하여, 냉매 열역학적 성능 또는 에너지 효율의 손실은 전기 에너지에 대한 증가된 수요의 결과로서 화석 연료 사용량의 증가를 가져올 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 따라서, 그러한 냉매의 사용은 부정적인 이차적인 환경 영향을 가질 것이다.
가연성은 다수의 열 전달 응용을 위해 중요한 특성인 것으로 간주된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "불연성"은 규격[ASHRAE Standard 34-2016 Designation and Safety Classification of Refrigerants]에 기재되고, 규격[Appendix B1 to ASHRAE Standard 34-2016]에 기재된 조건에서 규격[ASTM standard E-681-2009 Standard Test Method for Concentration Limits of Flammability of Chemicals (Vapors and Gases)]에 따라 불연성인 것으로 결정된 화합물 또는 조성물을 지칭하며, 상기 규격은 본 명세서에 참고로 포함되고 본 명세서에서 편의상 "불연성 시험"으로 지칭된다.
증기 압축 열 전달 시스템에서 순환하는 윤활제가 압축기로 복귀되어 자신이 의도하는 윤활 기능을 수행하도록 하는 것이 압축기의 적절하고 신뢰성 있는 기능과 시스템 효율의 유지에 매우 중요하다. 그렇지 않으면, 윤활제는, 열 전달 구성요소 내를 비롯하여, 시스템의 코일 및 배관 내에 축적되어 머물러 있게 될 수 있다. 더욱이, 윤활제가 증발기의 내부 표면 상에 축적되는 경우, 윤활제는 증발기의 열 교환 효율을 저하시켜, 시스템의 효율을 감소시킨다.
R-410A는 현재 공조 응용에서 폴리올 에스테르(POE) 윤활유와 함께 일반적으로 사용되는데, R-410A가 그러한 시스템의 사용 동안 겪게 되는 온도에서 POE와 혼화성이기 때문이다. 그러나, R-410A는 저온 냉장 시스템 및 히트 펌프 시스템의 작동 동안 전형적으로 겪게 되는 온도에서는 POE와 불혼화성이다. 따라서, 이러한 불혼화성을 완화하기 위한 조치들이 취해지지 않는 한, POE 및 R-410A는 저온 냉장 또는 히트 펌프 시스템에서 사용될 수 없다.
본 출원인들은 공조 응용에서, 그리고 특히 주거용 공조 및 상업용 공조 응용 - 이는 옥상 공조, 가변 냉매 유동(VRF) 공조 및 냉각기 공조 응용을 포함함 - 에서 R-410A에 대한 대체물로서 사용될 수 있는 조성물을 제공할 수 있는 것이 바람직하다는 것을 이해하게 되었다. 본 출원인들은 또한 본 발명의 조성물, 방법 및 시스템이, 예를 들어, 히트 펌프 및 저온 냉장 시스템에서 이점을 갖는다는 것을 이해하게 되었는데, 여기서는 이들 시스템의 작동 동안 겪게 되는 온도에서의 POE와의 불혼화성의 결점이 제거된다.
본 발명은, R-410A에 대한 대체물로서 사용될 수 있으며, 바람직한 실시 형태에서는, 저 지구 온난화 지수(GWP) 및 거의 0의 ODP와 함께, 탁월한 열 전달 특성, 화학적 안정성, 저독성 또는 무독성, 불연성, 윤활제 혼화성 및 윤활제 상용성의 원하는 특성 모자이크를 나타내는 냉매 조성물을 제공한다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 폴리올 에스테르(POE) 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량% 미만의 양으로 상기 조성물 내에 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 1로 지칭된다.
확인된 화합물들의 목록에 기초한 백분율과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "상대 백분율"은 열거된 화합물들의 총 중량을 기준으로 한 확인된 화합물의 백분율을 의미한다.
중량%와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 확인된 성분의 양과 관련하여 용어 "약"은 확인된 성분의 양이 +/- 1 중량%의 양만큼 달라질 수 있음을 의미한다.
CF3I 냉매 및 POE 및/또는 PVE를 포함하는 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물에서의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정제의 사용과 관련하여, 본 출원인들은 임계 범위가 존재한다는 것을 알아내었는데, 이러한 임계 범위에서는 알킬화 나프탈렌의 안정화 효과가, 알킬화 나프탈렌과 윤활제를 기준으로 1 중량% 내지 10 중량% 미만, 또는 바람직하게는 1.5 중량% 내지 8 중량% 미만, 또는 바람직하게는 1.5 중량% 내지 약 6 중량%, 또는 바람직하게는 1.5 내지 5 중량%의 범위 밖에 있을 때의 안정화 효과와 대비하여 유익하게 그리고 예기치 않게도 향상된다. 이러한 임계 범위 내에서의 향상된 성능의 이유는 알킬화 나프탈렌의 안정화 성능이, 이하에 기재된 다른 용액의 부재 하에서, 약 10% 초과의 양으로 사용될 때 일부 응용에 바람직하지 않은 정도로 열화될 수 있다는 발견으로부터 유래한다. 더욱이, 본 출원인들은 1% 미만의 양으로 사용될 때, 알킬화 나프탈렌의 안정화 성능이 또한 일부 응용에 대해 결코 바람직하지 않다고 여긴다. 이러한 임계 범위의 존재는 예기치 않은 것이다.
따라서, 본 발명은 또한 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 2로 지칭된다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 8 중량%의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 3으로 지칭된다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 6 중량%의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 4로 지칭된다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량% 미만의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 5로 지칭된다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 6으로 지칭된다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1.5 내지 8 중량%의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 7로 지칭된다.
본 발명은 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1.5 내지 6 중량%의 양으로 존재한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 8로 지칭된다.
본 발명은 또한 임의의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8을 포함하며, 상기 안정제에는 이하에 정의된 바와 같은 ADM이 본질적으로 없다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 8A로 지칭된다.
본 발명은 또한 임의의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8을 포함하며, 상기 안정제에는 ADM이 본질적으로 없고, 상기 안정제는 BHT를 추가로 포함한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 8B로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌 및 산 고갈 모이어티(acid depleting moiety)를 포함한다. 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 9로 지칭된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "산 고갈 모이어티"(이는 때때로 본 명세서에서 편의상 "ADM"으로 지칭됨)는, 약 10 중량% 이상의 CF3I를 함유하는 냉매를 포함하는 열 전달 조성물 내에 존재할 때(상기 백분율은 열 전달 조성물 내의 모든 냉매들의 중량을 기준으로 함), 열 전달 조성물 내에 달리 존재하게 될 산 모이어티를 실질적으로 감소시키는 효과를 갖는 화합물 또는 라디칼을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 열 전달 조성물 내의 산 모이어티에 관하여 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 감소시키는"은 산 모이어티가 (이하에 정의된 바와 같은) TAN 값의 감소가 적어도 약 10 상대%가 되도록 하기에 충분히 감소됨을 의미한다.
알킬화 나프탈렌 및 ADM을 포함하는 안정제의 사용과 관련하여, 본 출원인들은 소정 재료가 알킬화 나프탈렌 안정제(들)를 포함하거나 또는 이로 본질적으로 이루어진 안정제의 성능을 실질적으로 그리고 예기치 않게도 향상시킬 수 있다는 것을 알아내었다. 특히, 본 출원인들은 소정 재료가 본 발명의 임의의 열 전달 조성물을 포함한, CF3I를 함유하는 열 전달 조성물에서 산성 모이어티의 제거를 도울 수 있다는 것을 알아내었다. 본 출원인들은 ADM을 갖도록 열 전달 조성물을 제형화함으로써 적어도 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌 안정제의 안정성 기능에 대해 예기치 않은 그리고 상승적인 향상을 제공한다는 것을 알아내었다. 이러한 상승적 효과에 대한 이유는 확실하게 이해되지는 않지만, 임의의 작동 이론에 의해 또는 그것에 구애됨이 없이, 본 발명의 알킬화 나프탈렌 안정제는 본 냉매의 CF3I로부터 형성된 자유 라디칼을 안정화시킴으로써 대부분 기능하지만, 이러한 안정화 효과는 산 모이어티의 존재 하에서 적어도 다소 감소되는 것으로 여겨진다. 그 결과, 본 발명의 ADM의 존재는 알킬화 나프탈렌 안정제가 예기치 않은 그리고 상승적으로 향상된 효과로 수행될 수 있게 한다. 더욱이, 본 출원인들은, 본 출원인들이 비교적 높은 농도의 알킬화 나프탈렌(즉, 약 10%)에서 관찰한 성능의 열화가 열 전달 조성물 내로의(또는 안정화된 윤활제 내로의) ADM의 혼입에 의해 상쇄될 수 있다는 것을 알아내었다.
따라서, 본 발명은 알킬화 나프탈렌 및 ADM을 포함하는 안정제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 1로 지칭된다.
본 발명은 또한 안정제를 포함하며, 상기 안정제는 안정제의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 99.9 중량%의 알킬화 나프탈렌 및 0.05 중량% 내지 약 50 중량%의 ADM을 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 2로 지칭된다.
본 발명은 또한 안정제를 포함하며, 상기 안정제는 안정제의 중량을 기준으로 약 50 중량% 내지 약 99.9 중량%의 알킬화 나프탈렌 및 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 ADM을 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 3으로 지칭된다.
본 발명은 또한 안정제를 포함하며, 상기 안정제는 안정제 내의 알킬화 나프탈렌 및 ADM의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 알킬화 나프탈렌 및 5 중량% 내지 약 30 중량%의 ADM을 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 4로 지칭된다.
본 발명은 또한 안정제를 포함하며, 상기 안정제는 안정제 내의 알킬화 나프탈렌 및 ADM의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 알킬화 나프탈렌 및 5 중량% 내지 약 20 중량%의 ADM을 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 5로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 2를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 10으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 4를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 11로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 5를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 12로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 1을 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 13으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 2를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 14로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 3을 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 15로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 4를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 16으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 냉매, POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하는 윤활제 및 안정제 5를 포함하는 열 전달 조성물을 포함하며, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재한다:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I). 이 단락에 따른 열 전달 조성물은 때때로 본 명세서에서 편의상 열 전달 조성물 17로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다.
도 1은 본 발명의 냉매 및 소정의 공지된 냉매 중 하나의 LCCP를 나타낸다.
설명
정의:
본 발명의 목적상, 섭씨도(℃)의 온도와 관련하여 용어 "약"은 언급된 온도가 +/- 5℃의 양만큼 달라질 수 있음을 의미한다. 바람직한 실시 형태에서, 약으로 명시된 온도는 확인된 온도의, 바람직하게는 +/-2℃, 더욱 바람직하게는 +/-1℃, 그리고 더욱 더 바람직하게는 +/-0.5℃이다.
용어 "용량"은 냉장 시스템에서 냉매에 의해 제공되는 냉각의 양(BTU/hr 단위)이다. 이는 증발기를 통과할 때의 냉매의 엔탈피 변화(BTU/lb 단위)를 냉매의 질량 유량과 곱함으로써 실험적으로 결정된다. 엔탈피는 냉매의 압력 및 온도의 측정으로부터 결정될 수 있다. 냉장 시스템의 용량은 냉각될 영역을 특정 온도로 유지하는 능력에 관한 것이다. 냉매의 용량은 냉매가 제공하는 냉각 또는 가열의 양을 나타내며, 냉매의 주어진 체적 유량에 대한 다량의 열을 펌핑하는 압축기의 능력의 일부 척도를 제공한다. 다시 말해, 특정 압축기를 고려할 때, 더 높은 용량을 갖는 냉매는 더 큰 냉각력 또는 가열력을 제공할 것이다.
어구 "성능 계수"(이하, "COP")는 냉매 성능의 보편적으로 허용되는 척도로서, 이는 특히, 냉매의 증발 또는 응축을 수반하는 특정 가열 또는 냉각 사이클에서 냉매의 상대 열역학적 효율을 나타내는 데 유용하다. 냉장 공학에서, 이 용어는 증기를 압축하는 데 있어서 압축기에 의해 가해지는 에너지에 대한 유용한 냉장 또는 냉각 용량의 비를 나타내며, 따라서 열 전달 유체, 예를 들어 냉매의 주어진 체적 유량에 대한 다량의 열을 펌핑하는 주어진 압축기의 능력을 나타낸다. 다시 말해, 특정 압축기를 고려할 때, 더 높은 COP를 갖는 냉매는 더 큰 냉각력 또는 가열력을 제공할 것이다. 특정 작동 조건에서의 냉매의 COP를 추정하는 한 가지 수단은 표준 냉장 사이클 분석 기술을 사용한 냉매의 열역학적 특성에 의한 것이다(예를 들어, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 문헌[R.C. Downing, FLUOROCARBON REFRIGERANTS HANDBOOK, Chapter 3, Prentice-Hall, 1988] 참조).
어구 "배출 온도"는 압축기의 출구에서의 냉매의 온도를 지칭한다. 낮은 배출 온도의 이점은, 바람직하게는 압축기 구성요소를 보호하도록 설계된 시스템의 열 보호 측면의 활성화 없이 기존의 장비를 사용할 수 있으며, 배출 온도를 감소시키기 위해 액체 주입과 같은 비용이 많이 드는 제어를 사용하지 않는다는 점이다.
어구 "지구 온난화 지수"(이하, "GWP")는 상이한 가스들의 지구 온난화 영향의 비교를 가능하게 하기 위해 개발되었다. 구체적으로, 이는 1 톤의 이산화탄소의 배출량(emission)에 비해, 주어진 기간에 걸쳐 1 톤의 소정 가스의 배출량이 얼마나 많은 에너지를 흡수하는지의 척도이다. GWP가 클수록, CO2에 비하여 주어진 가스가 그 기간에 걸쳐 지구를 더 많이 온난화한다. GWP에 보통 사용되는 기간은 100년이다. GWP는 분석자들이 상이한 가스들의 배출량 산정치(emission estimate)들을 합산할 수 있게 하는 공통의 척도를 제공한다. www.epa.gov를 참조한다.
어구 "생애 주기 기후 성능"(Life Cycle Climate Performance)(이하, "LCCP")은 공조 및 냉장 시스템을 그의 수명에 걸친 그의 지구 온난화 영향에 대해 평가할 수 있는 방법이다. LCCP는 냉매 배출량의 직접적인 영향, 및 시스템을 작동시키기 위해 사용되는 에너지 소비량, 시스템을 제조하기 위한 에너지, 및 시스템의 운송 및 안전한 폐기의 간접적인 영향을 포함한다. 냉매 배출량의 직접적인 영향은 냉매의 GWP 값으로부터 얻어진다. 간접 배출량의 경우, 측정된 냉매 특성을 사용하여 시스템 성능 및 에너지 소비량을 얻는다. LCCP는 하기와 같은 식 1 및 식 2를 사용하여 결정된다. 식 1은 "직접 배출량 = 냉매 충전량(kg) × (연간 손실률 × 수명 + 수명 종료 시 손실) × GWP"이다. 식 2는 "간접 배출량 = 연간 전력 소비량 × 수명 × 1 kW-hr의 전기 생산당 CO2"이다. 식 1에 의해 결정되는 바와 같은 직접 배출량과 식 2에 의해 결정되는 바와 같은 간접 배출량을 함께 더하여 LCCP를 제공한다. 미국 국립 재생 연구소(National Renewable Laboratory)에 의해 생성되고 빈메이커(BinMaker)(등록상표) 프로 버전 4 소프트웨어에서 이용가능한 TMY2 및 TMY3 데이터를 분석에 사용한다. 기후 변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 평가 보고서 4(AR4) 2007에 보고된 GWP 값을 계산에 사용한다. LCCP는 공조 또는 냉장 시스템의 수명에 걸친 이산화탄소 질량(kg-CO2eq)으로 표현된다.
용어 "질량 유량"은 시간 단위당 도관을 통과하는 냉매의 질량이다.
용어 "작업 노출 한계(Occupational Exposure Limit, OEL)"는 규격[ASHRAE Standard 34-2016 Designation and Safety Classification of Refrigerants]에 따라 결정된다.
종래의 특정 냉매"에 대한 대체물"로서, 본 발명의 특정 열 전달 조성물 또는 냉매와 관련하여 "~에 대한 대체물"은, 이 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 지금까지 종래 냉매와 함께 일반적으로 사용되어 온 열 전달 시스템에서 본 발명의 지시된 조성물을 사용하는 것을 의미한다. 예로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물이, 지금까지 R410A용으로 설계되고/되거나 이것과 함께 일반적으로 사용되어 온 열 전달 시스템, 예컨대 주거용 공조 및 상업용 공조(옥상 시스템, 가변 냉매 유동(VRF) 시스템 및 냉각기 시스템을 포함함)에 사용되는 경우, 본 발명의 냉매는 그러한 시스템에서 R410A에 대한 대체물이다.
어구 "열역학적 글라이드(thermodynamic glide)"는 일정 압력에서 증발기 또는 응축기에서의 상변화 과정 동안 변동하는 온도를 갖는 비공비(zeotropic) 냉매 혼합물에 적용된다.
어구 "열역학적 글라이드(thermodynamic glide)"는 일정 압력에서 증발기 또는 응축기에서의 상변화 과정 동안 변동하는 온도를 갖는 비공비(zeotropic) 냉매 혼합물에 적용된다.
"TAN 값"은, 이 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 가속 에이징에 의해 열 전달 조성물의 장기간 안정성을 시뮬레이션하기 위하여 규격[ASHRAE Standard 97 - "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems"]에 따라 결정된 바와 같은 총 산가(total acid number)를 지칭한다.
열 전달 조성물
본 출원인들은 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물이 이례적으로 유리한 특성, 및 특히 사용 중 안정성 및 불연성을 제공할 수 있음을 알아내었는데, 이는 특히, R-410A에 대한 대체물로서, 특히 종래의 410A 주거용 공조 시스템 및 종래의 R-410A 상업용 공조 시스템(종래의 R-410A 옥상 시스템, 종래의 R-410A 가변 냉매 유동(VRF) 시스템 및 종래의 R-410A 냉각기 시스템을 포함함)에서, 열 전달 조성물을 사용하는 경우에 그러하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 기준 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17은 열 전달 조성물 8A 및 열 전달 조성물 8B를 포함한, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 지칭한다.
본 발명의 열 전달 조성물 내에 포함되는 냉매의 특별한 이점은, 이것이 불연성 시험에 따라 시험될 때 불연성이라는 것이며, 상기에 언급된 바와 같이, 다양한 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서 사용될 수 있고, 탁월한 열 전달 특성, 낮은 환경 영향(특히 낮은 GWP 및 거의 0의 ODP를 포함함), 탁월한 화학적 안정성, 저독성 또는 무독성, 및/또는 윤활제 상용성을 갖고, 사용 중에 불연성을 유지하는 냉매 및 열 전달 조성물을 제공하는 것에 대한 요망이 당업계에 있어 왔다. 이러한 바람직한 이점은 본 발명의 냉매 및 열 전달 조성물에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 열 전달 조성물의 40 중량% 초과의 양으로 냉매를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 열 전달 조성물의 50 중량% 초과, 또는 70 중량% 초과, 또는 80 중량% 초과, 또는 90 중량% 초과의 양으로 냉매를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 냉매, 윤활제 및 안정제로 본질적으로 이루어진다.
본 발명의 열 전달 조성물은, 바람직하게는 본 발명에 따라 제공되는 향상된 안정성을 무효화시키지 않으면서, 조성물에 소정 기능성을 향상 또는 제공하기 위한 목적으로 다른 성분을 포함할 수 있다. 그러한 다른 성분 또는 첨가제는 염료, 가용화제, 상용화제, 보조 안정제, 산화방지제, 부식 억제제, 극압 첨가제 및 마모 방지 첨가제를 포함할 수 있다.
안정제:
알킬화 나프탈렌
본 출원인들은 놀랍고도 예기치 않게 알킬화 나프탈렌이 본 발명의 열 전달 조성물을 위한 안정제로서 매우 효과적이라는 것을 알아내었다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "알킬화 나프탈렌"은 하기 구조를 갖는 화합물을 지칭한다:
(여기서, 각각의 R1 내지 R8은 독립적으로 선형 알킬 기, 분지형 알킬 기 및 수소로부터 선택됨). 알킬 사슬의 특정 길이 및 분지쇄 및 직쇄와 수소의 조합은 본 발명의 범위 내에서 변동될 수 있으며, 그러한 변동은, 특히 알킬화 화합물의 점도를 포함한, 알킬화 나프탈렌의 물리적 특성을 반영하고, 그러한 물질의 생산자는 빈번하게 특정 R 기의 사양의 대안으로서 하나 이상의 그러한 특성을 언급함으로써 그러한 물질을 정의한다는 것이 당업자에게 인식되고 이해될 것이다.
본 출원인들은 예기치 않게도 놀랍고 유리한 결과가 하기 특성을 갖는 본 발명에 따른 안정제로서의 알킬화 나프탈렌의 사용과 관련되어 있다는 것을 알아내었으며, 지시된 특성을 갖는 알킬화 나프탈렌 화합물은 본 명세서에서 편의상 알킬화 나프탈렌 1(또는 AN1) 내지 알킬화 나프탈렌 5(또는 AN5)로 지칭되며, 이들은 하기 표의 행 1 내지 행 5에 각각 나타나 있는 바와 같다:
알킬화 나프탈렌 표 1
ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 ±4 cSt를 의미한다.
ASTM D445에 따라 측정된 100℃에서의 점도와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 ±0.4 cSt를 의미한다.
ASTM D97에 따라 측정된 유동점과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 ±5℃를 의미한다.
본 출원인들은 또한 예기치 않게도 놀랍고 유리한 결과가 하기 특성을 갖는 본 발명에 따른 안정제로서의 알킬화 나프탈렌의 사용과 관련되어 있다는 것을 알아내었으며, 지시된 특성을 갖는 알킬화 나프탈렌 화합물은 본 명세서에서 편의상 알킬화 나프탈렌 6(또는 AN6) 내지 알킬화 나프탈렌 10(또는 AN10)으로 지칭되며, 이들은 하기 표의 행 6 내지 행 10에 각각 나타나 있는 바와 같다:
알킬화 나프탈렌 표 2
알킬화 나프탈렌 1 및 알킬화 나프탈렌 6의 의미 내의 알킬화 나프탈렌의 예에는 킹 인더스트리즈(King Industries)에 의해 상표명 NA-LUBE KR-007A; KR-008; KR-009; KR-015; KR-019; KR-005FG; KR-015FG; 및 KR-029FG로 판매되는 것들이 포함된다.
알킬화 나프탈렌 2 및 알킬화 나프탈렌 7의 의미 내의 알킬화 나프탈렌의 예에는 킹 인더스트리즈에 의해 상표명 NA-LUBE KR-007A; KR-008; KR-009; 및 KR-005FG로 판매되는 것들이 포함된다.
알킬화 나프탈렌 5 및 알킬화 나프탈렌 10의 의미의 범위 내에 있는 알킬화 나프탈렌의 예에는 킹 인더스트리즈에 의해 상표명 나-루베(NA-LUBE) KR-008로 판매되는 제품이 포함된다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1, AN2, 또는 AN3, 또는 AN4, 또는 AN5, 또는 AN6, 또는 AN7, 또는 AN8, 또는 AN9 또는 AN10이다.
산 고갈 모이어티(ADM)
당업자는 부당한 실험 없이, 본 발명에 따라 유용한 다양한 ADM을 결정할 수 있을 것이며, 모든 그러한 ADM은 본 발명의 범주 내에 있다.
에폭사이드
본 출원인들은 에폭사이드, 특히 알킬화 에폭사이드가 알킬화 나프탈렌 안정제와 조합하여 사용될 때 본 명세서에 논의된 향상된 안정성을 생성하는 데 효과적이라는 것을 알아내었으며, 본 출원인들은 반드시 이론에 의해 구애되고자 하지는 않지만, 이러한 상승적 향상은 본 발명의 열 전달 조성물에서의 ADM으로서의 효과적인 기능에 적어도 부분적으로 기인하는 것으로 여겨진다.
바람직한 실시 형태에서, 에폭사이드는 산과의 개환 반응을 거쳐서 달리 시스템에 유해한 영향을 미치지 않으면서 산의 시스템을 고갈시키는 에폭사이드들로 이루어진 군으로부터 선택된다.
유용한 에폭사이드에는 방향족 에폭사이드, 알킬 에폭사이드, 및 알케닐 에폭사이드가 포함된다.
바람직한 에폭사이드는 하기 화학식 I의 에폭사이드를 포함한다:
상기 식에서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 2 내지 15개의 탄소(C2 내지 C15) 비환형 기, C2 내지 C15 지방족 기 및 C2 내지 C15 에테르로부터 선택된다. 화학식 I에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM1로 지칭된다.
바람직한 실시 형태에서, 화학식 I의 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 구조를 갖는 에테르이다:
상기 식에서, 각각의 R5 및 R6은 독립적으로 C1 내지 C14 직쇄 또는 분지쇄, 바람직하게는 비치환된 알킬 기이다. 이 단락에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM2로 지칭된다.
바람직한 실시 형태에서, 화학식 I의 R1 내지 R4 중 하나는 하기 구조를 갖는 에테르이다:
상기 식에서, 각각의 R5 및 R6은 독립적으로 C1 내지 C14 직쇄 또는 분지쇄, 바람직하게는 비치환된 알킬 기이고, R1 내지 R4 중 나머지 3개는 H이다. 이 단락에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM3으로 지칭된다.
바람직한 실시 형태에서, 에폭사이드는 2-에틸헥실 글리시딜 에테르를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어진다. 이 단락에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM4로 지칭된다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM3을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM4를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM3을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM4를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM3을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM4를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM3을 추가로 포함한다.본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM4를 추가로 포함한다.
ADM이, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 존재할 때, 알킬화 나프탈렌은 바람직하게는 0.01% 내지 약 10%, 또는 약 1.5% 내지 약 4.5%, 또는 약 2.5% 내지 약 3.5%의 양으로 존재하며, 이때 양은 시스템 내의 알킬화 나프탈렌 + 냉매의 양을 기준으로 한 중량% 단위이다.
ADM이, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 존재할 때, 알킬화 나프탈렌은 바람직하게는 0.1% 내지 약 20%, 또는 1.5% 내지 약 10%, 또는 1.5% 내지 약 8%의 양으로 존재하며, 이때 양은 시스템 내의 알킬화 나프탈렌 + 윤활제의 양을 기준으로 한 중량% 단위이다.
카르보다이이미드
ADM은 카르보다이이미드를 포함할 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 카르보다이이미드는 하기 구조를 갖는 화합물을 포함한다:
기타 안정제
알킬화 나프탈렌 및 ADM 이외의 안정제가 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 포함될 수 있는 것으로 고려된다. 그러한 다른 안정제의 예가 이하에 기술된다.
페놀계 화합물
바람직한 실시 형태에서, 안정제는 페놀계 화합물을 추가로 포함한다.
페놀계 화합물은 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀)을 포함하는 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올; 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올의 유도체; 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-아이소프로필리덴비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-노닐페놀); 2,2'-아이소부틸리덴비스(4,6-다이메틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀); 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀(BHT); 2,6-다이-tert-부틸-4-에틸페놀; 2,4-다이메틸-6-tert-부틸페놀; 2,6-다이-tert-알파-다이메틸아미노-p-크레졸; 2,6-다이-tert-부틸-4(N,N'-다이메틸아미노메틸페놀); 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸벤질)설파이드; 비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질)설파이드, 토코페롤, 하이드로퀴논, 2,2',6,6'-테트라-tert-부틸-4,4'-메틸렌다이페놀 및 t-부틸 하이드로퀴논으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 BHT일 수 있다.
페놀 화합물, 특히 BHT는 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
페놀 화합물, 특히 BHT는 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물 내의 윤활제의 중량을 기준으로 한 중량을 지칭한다.
본 발명은 또한, 조성물 내의 모든 안정제 성분들의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 0.1 내지 약 10 중량%의 BHT를 포함하는 안정제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 6으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 조성물 내의 모든 안정제 성분들의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 5 중량% 내지 약 30 중량%의, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 0.1 내지 약 10 중량%의 BHT를 포함하는 안정제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 7로 지칭된다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 열 전달 조성물은 안정제 6을 포함한다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 26을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 열 전달 조성물은 안정제 7을 포함한다.
본 발명은, AN1 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN5 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN10 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN5, ADM4 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN10, ADM4 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
다이엔계 화합물
다이엔계 화합물은 C3 내지 C15 다이엔, 및 임의의 2개 이상의 C3 내지 C4 다이엔의 반응에 의해 형성된 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 다이엔계 화합물은 알릴 에테르, 프로파다이엔, 부타다이엔, 아이소프렌 및 테르펜으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 다이엔계 화합물은 바람직하게는, 테레벤, 레티날, 제라니올, 테르피넨, 델타-3 카렌, 테르피놀렌, 펠란드렌, 펜첸(fenchene), 미르센, 파르네센, 피넨, 네롤, 시트랄, 장뇌, 멘톨, 리모넨, 네롤리돌, 피톨, 카르노스산 및 비타민 A1을 포함하지만 이로 한정되지 않는 테르펜이다. 바람직하게는, 안정제는 파르네센이다. 바람직한 테르펜 안정제는 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 출원 공개 제2006/0167044A1호로 공개된, 2004년 12월 12일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/638,003호에 개시되어 있다.
또한, 다이엔계 화합물은 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
인계 화합물
인 화합물은 포스파이트 또는 포스페이트 화합물일 수 있다. 본 발명의 목적상, 포스파이트 화합물은 다이아릴, 다이알킬, 트라이아릴 및/또는 트라이알킬 포스파이트, 및/또는 혼합 아릴/알킬 이치환 또는 삼치환된 포스파이트, 특히 장애(hindered) 포스파이트, 트리스-(다이-tert-부틸페닐)포스파이트, 다이-n-옥틸 포스파이트, 아이소-옥틸 다이페닐 포스파이트, 아이소-데실 다이페닐 포스파이트, 트라이-아이소-데실 포스페이트, 트라이페닐 포스파이트 및 다이페닐 포스파이트로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 특히 다이페닐 포스파이트일 수 있다.
포스페이트 화합물은 트라이아릴 포스페이트, 트라이알킬 포스페이트, 알킬 일산 포스페이트, 아릴 이산 포스페이트, 아민 포스페이트, 바람직하게는 트라이아릴 포스페이트 및/또는 트라이알킬 포스페이트, 특히 트라이-n-부틸 포스페이트일 수 있다.
인 화합물은 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량은 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
질소 화합물
안정제가 질소 화합물인 경우, 안정제는 다이페닐아민, p-페닐렌다이아민, 트라이에틸아민, 트라이부틸아민, 다이아이소프로필아민, 트라이아이소프로필아민 및 트라이아이소부틸아민으로부터 선택되는 하나 이상의 2차 또는 3차 아민과 같은 아민계 화합물을 포함할 수 있다. 아민계 화합물은, 치환된 피페리딘 화합물, 즉, 알킬 치환된 피페리딜, 피페리디닐, 피페라지논, 또는 알킬옥시피페리디닐의 유도체와 같은 아민 산화방지제, 특히 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디놀; 비스-(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딜)세바케이트; 다이(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 폴리(N-하이드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-피페리딜 석시네이트; N-페닐-N'-(1,3-다이메틸-부틸)-p-페닐렌다이아민 또는 N,N'-다이-sec-부틸-p-페닐렌다이아민과 같은 알킬화 파라페닐렌다이아민, 및 탤로우 아민, 메틸 비스 탤로우 아민 및 비스 탤로우 아민과 같은 하이드록실아민, 또는 페놀-알파-나프틸아민 또는 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 765(시바(Ciba)), BLS(등록상표) 1944(메이조 인크(Mayzo Inc)) 및 BLS(등록상표) 1770(메이조 인크)로부터 선택되는 하나 이상의 아민 산화방지제일 수 있다. 본 발명의 목적상, 아민계 화합물은 또한 알킬다이페닐 아민, 예를 들어 비스(노닐페닐 아민), 다이알킬아민, 예를 들어 (N-(1-메틸에틸)-2-프로필아민, 또는 페닐-알파-나프틸 아민(PANA), 알킬-페닐-알파-나프틸-아민(APANA), 및 비스(노닐페닐)아민 중 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 아민계 화합물은 페닐-알파-나프틸 아민(PANA), 알킬-페닐-알파-나프틸-아민(APANA) 및 비스(노닐페닐)아민 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 페닐-알파-나프틸 아민(PANA)이다.
대안적으로, 또는 상기에서 확인된 질소 화합물에 더하여, 다이니트로벤젠, 니트로벤젠, 니트로메탄, 니트로소벤젠, 및 TEMPO[(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-일)옥실]로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이 안정제로서 사용될 수 있다.
질소 화합물은 0 중량% 초과, 및 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
아이소부틸렌
아이소부틸렌이 또한 본 발명에 따른 안정제로서 사용될 수 있다.
추가의 안정제 조성물
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 페놀을 포함하는 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 8로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 포스페이트로 본질적으로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 9로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 포스페이트와 페놀의 조합을 포함하는 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 10으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 존재하는, 포스페이트, 페놀 및 이들의 조합으로부터 선택되는 추가의 안정제를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 11로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 70 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 포스페이트, 페놀 및 이들의 조합으로부터 선택되는 추가의 안정제를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 12로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 BHT로 본질적으로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 13으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 BHTI로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 14로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, BHT 및 포스페이트로 본질적으로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 15로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, BHT 및 포스페이트로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 16으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 존재하는 BHT를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 17로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 70 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는 BHT를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 18로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 1 중량% 내지 약 55 중량%의 양으로 존재하는, BHT, 포스페이트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 제3 안정제 화합물을 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 19로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하는 BHT를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 20으로 지칭된다.
각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제는, 임의의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 임의의 열 전달 조성물에 사용될 수 있다.
각각의 안정제 1 내지 안정제 6을 포함한, 본 발명의 안정제는 또한 임의의 열 전달 조성물 8A 및 열 전달 조성물 8B에 사용될 수 있다.
윤활제
일반적으로, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 45를 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 POE 윤활제 및/또는 PVE 윤활제를 포함하며, 윤활제는 바람직하게는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
POE 윤활제
본 발명의 POE 윤활제는 바람직한 실시 형태에서 네오펜틸 POE 윤활제를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 네오펜틸 POE 윤활제는 네오펜틸 폴리올(바람직하게는 펜타에리트리톨, 트라이메틸올프로판, 또는 네오펜틸 글리콜, 그리고 더 높은 점도가 바람직한 실시 형태에서는, 다이펜타에리트리톨)과 선형 또는 분지형 카르복실산 사이의 반응으로부터 유도되는 폴리올 에스테르(POE)를 지칭한다.
구매가능한 POE에는 에머리(Emery) 2917(등록상표) 및 하트콜(Hatcol) 2370(등록상표)으로 입수가능한 네오펜틸 글리콜 다이펠라르고네이트, 및 씨피아이 플루이드 엔지니어링(CPI Fluid Engineering)에 의해 상표명 엠카레이트(Emkarate) RL32-3MAF 및 엠카레이트 RL68H로 판매되는 것들을 포함한 펜타에리트리톨 유도체가 포함된다. 엠카레이트 RL32-3MAF 및 엠카레이트 RL68H는 하기의 확인된 특성을 갖는 바람직한 네오펜틸 POE 윤활제이다:
다른 유용한 에스테르에는 포스페이트 에스테르, 이염기산 에스테르 및 플루오로 에스테르가 포함된다.
ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 cSt 내지 약 70 cSt이고, ASTM D445에 따라 100℃에서 측정된 점도가 약 5 cSt 내지 약 10 cSt인 POE로 본질적으로 이루어진 윤활제는 본 명세서에서 윤활제 1로 지칭된다.
ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 cSt 내지 약 70 cSt인 네오펜틸 POE로 본질적으로 이루어진 윤활제가 편의상 윤활제 2로 지칭된다.
본 발명은 또한, POE 윤활제를 포함하는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 제공한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 POE 윤활제로 본질적으로 이루어진 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 POE 윤활제로 이루어진 윤활제를 포함한다.
본 발명은 또한, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 제공하며, 여기서 윤활제는 윤활제 1 및/또는 윤활제 2이다.
PVE 윤활제
본 발명의 윤활제는 일반적으로 PVE 윤활제를 포함할 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, PVE 윤활제는 하기 화학식 II에 따른 PVE로서의 것이다:
[화학식 II]
상기 식에서, R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 내지 C10 탄화수소, 바람직하게는 C2 내지 C8 탄화수소이고, R1 및 R4는 각각 독립적으로 알킬, 알킬렌 글리콜, 또는 폴리옥시알킬렌 글리콜 단위이고, n 및 m은 바람직하게는 원하는 특성을 갖는 윤활제를 얻도록 당업자의 요구에 따라 선택되며, 바람직한 n 및 m은 ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 내지 약 70 cSt인 윤활제를 얻도록 선택된다. 바로 위의 설명에 따른 PVE 윤활제는 편의상 윤활제3으로 지칭된다. 구매가능한 폴리비닐 에테르에는 이데미츠(Idemitsu)로부터 상표명 FVC32D 및 FVC68D로 판매되는 윤활제가 포함된다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 PVE 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 PVE 윤활제로 본질적으로 이루어진 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 PVE 윤활제로 이루어진 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물 내의 PVE는 화학식 II에 따른 PVE이다.
본 발명은 또한, 윤활제 1, 또는 윤활제 2, 또는 윤활제 3을 포함하는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 제공한다.
안정화된 윤활제
본 발명은 또한, (a) POE 윤활제; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 1로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) 네오펜틸 POE 윤활제; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 2로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) 윤활제 1; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 3으로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) 윤활제 2; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 4로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 1을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 5로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 2를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 6으로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 3을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 7로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 4를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 8로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 5를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 9로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량% 미만의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 10으로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 11로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 8 중량%의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 12로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 6 중량%의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 13으로 지칭된다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 윤활제 및 안정제는 각각의 안정화된 윤활제 1 내지 안정화된 윤활제 13을 포함한, 본 발명의 안정화된 윤활제이다.
방법, 용도 및 시스템
본 명세서에 개시된 열 전달 조성물은 공조 응용을 포함한 열 전달 응용에 사용하기 위해 제공되며, 매우 바람직한 공조 응용에는 주거용 공조, 상업용 공조 응용(예컨대, 옥상 응용, VRF 응용 및 냉각기)이 포함된다.
본 발명은 또한 공조 방법을 포함한 열 전달을 제공하기 위한 방법을 포함하며, 매우 바람직한 공조 방법에는 주거용 공조를 제공하는 방법, 상업용 공조를 제공하는 방법(예를 들어, 옥상 공조를 제공하는 방법, VRF 공조를 제공하는 방법, 및 냉각기를 사용하여 공조를 제공하는 방법)이 포함된다.
본 발명은 또한 공조 시스템을 포함한 열 전달 시스템을 포함하며, 매우 바람직한 공조 시스템에는 주거용 공조, 상업용 공조 시스템(예컨대, 옥상 공조 시스템, VRF 공조 시스템 및 공조 냉각기 시스템)이 포함된다.
본 발명은 또한 열 전달 조성물의 용도, 열 전달 조성물의 사용 방법, 및 냉장과 관련된 열 전달 조성물, 히트 펌프 및 냉각기(휴대용 수냉각기 및 중앙 수냉각기를 포함함)를 포함하는 시스템을 제공한다.
본 발명의 열 전달 조성물에 대한 임의의 언급은 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 열 전달 조성물을 지칭한다. 따라서, 본 발명의 조성물의 용도, 방법, 시스템 또는 응용에 대한 하기의 논의를 위해, 열 전달 조성물은 임의의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함하거나 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
시스템 내에 압축기 및 압축기를 위한 윤활제를 포함하는 본 발명의 열 전달 시스템의 경우, 시스템은 시스템 내의 윤활제 로딩량이 약 5 중량% 내지 60 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 40 중량%가 되도록 하는 냉매 및 윤활제의 로딩을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "윤활제 로딩량"은 시스템 내에 포함된 윤활제와 냉매의 총계에 대한 백분율로서의 시스템 내에 포함된 윤활제의 총 중량을 지칭한다. 그러한 시스템은 또한 열 전달 조성물의 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 8 중량%의 윤활제 로딩량을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열 전달 시스템은 서로 유체 연통하는 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창 장치, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17 및 시스템 내의 격리 재료를 포함할 수 있으며, 상기 격리 재료는 바람직하게는 i. 구리 또는 구리 합금, 또는 ii. 활성 알루미나, 또는 iii. 구리, 은, 납 또는 이들의 조합을 포함하는 제올라이트 분자체, 또는 iv. 음이온 교환 수지, 또는 v. 수분-제거 재료, 바람직하게는 수분-제거 분자체, 또는 vi. 상기 중 둘 이상의 조합을 포함한다.
본 발명은 복수의 반복 사이클에서, 냉매 액체를 증발시켜 냉매 증기를 생성하는 단계, 압축기에서 냉매 증기의 적어도 일부분을 압축하는 단계, 및 냉매 증기를 응축시키는 단계를 포함하는 유형의 열 전달을 위한 방법을 또한 포함하며, 상기 방법은
(a) 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 열 전달 조성물을 제공하는 단계;
(b) 선택적으로 그러나 바람직하게는 상기 압축기에 윤활제를 제공하는 단계; 및
(c) 상기 냉매의 적어도 일부분 및/또는 상기 윤활제의 적어도 일부분을 격리 재료에 노출시키는 단계를 포함한다.
용도, 장비 및 시스템
바람직한 실시 형태에서, 주거용 공조 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 가열 모드로 사용되는 주거용 공조 시스템 및 방법은 약 -20℃ 내지 약 3℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 35℃ 내지 약 50℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 상업용 공조 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 순환수식 시스템 및 방법은 약 -20℃ 내지 약 3℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 50℃ 내지 약 90℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 중온 시스템 및 방법은 약 -12℃ 내지 약 0℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 저온 시스템 및 방법은 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 옥상 공조 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, VRF 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
본 발명은 주거용 공조 시스템에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 포함한다.
본 발명은 냉각기 시스템에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 포함한다.
본 발명의 목적상, 보통 사용되는 압축기의 예에는 왕복 압축기, 회전 압축기(롤링 피스톤(rolling piston) 및 회전식 베인(vane)을 포함함), 스크롤 압축기, 스크루 압축기, 및 원심 압축기가 포함된다. 따라서, 본 발명은 왕복 압축기, 회전 압축기(롤링 피스톤 및 회전식 베인을 포함함), 스크롤 압축기, 스크루 압축기, 또는 원심 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에 사용하기 위한 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 냉매 및/또는 열 전달 조성물을 제공한다.
본 발명의 목적상, 보통 사용되는 팽창 장치의 예에는 모세관, 고정 오리피스, 열 팽창 밸브 및 전자 팽창 밸브가 포함된다. 따라서, 본 발명은 모세관, 고정 오리피스, 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 포함하는 열 전달 시스템에 사용하기 위한 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 냉매 및/또는 열 전달 조성물을 제공한다.
본 발명의 목적상, 증발기 및 응축기는 각각, 바람직하게는 핀형 튜브(finned tube) 열 교환기, 미세채널(microchannel) 열 교환기, 쉘-앤드-튜브(shell and tube), 플레이트 열 교환기, 및 튜브-인-튜브(tube-in-tube) 열 교환기로부터 선택되는 열 교환기의 형태일 수 있다. 따라서, 본 발명은, 증발기 및 응축기가 함께 핀형 튜브 열 교환기, 미세채널 열 교환기, 쉘-앤드-튜브, 플레이트 열 교환기, 또는 튜브-인-튜브 열 교환기를 형성하는 열 전달 시스템에서 사용하기 위한 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 냉매 및/또는 열 전달 조성물을 제공한다.
따라서, 본 발명의 시스템은 바람직하게는 본 발명에 따른 냉매의 적어도 일부분 및/또는 윤활제의 적어도 일부분과 접촉하는 격리 재료를 포함하며, 상기 접촉 중에 상기 격리 재료의 온도 및/또는 상기 냉매의 온도 및/또는 상기 윤활제의 온도는 바람직하게는 약 10℃ 이상의 온도이고, 격리 재료는 바람직하게는 하기의 조합을 포함한다: 음이온 교환 수지, 활성 알루미나, 은을 포함하는 제올라이트 분자체, 및 수분-제거 재료, 바람직하게는 수분-제거 분자체.
본 출원에 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 일부분과 접촉하는"은, 상기 격리 재료들의 각각 및 격리 재료들의 임의의 조합이 시스템 내의 냉매 및/또는 윤활제의 동일하거나 개별적인 부분들과 접촉하는 것을 포함하도록 넓은 의미로 의도되며, 각각의 유형 또는 특정 격리 재료가 (i) 존재하는 경우, 각각의 다른 유형 또는 특정 재료와 함께 물리적으로 위치되는 것; (ii) 존재하는 경우, 각각의 다른 유형 또는 특정 재료와 물리적으로 분리되어 위치되는 것, 및 (iii) 2개 이상의 재료가 물리적으로 함께 있고 적어도 하나의 격리 재료가 적어도 하나의 다른 격리 재료로부터 물리적으로 분리된 조합인 실시 형태를 포함하지만 이로 반드시 제한되지는 않도록 의도된다.
본 발명의 열 전달 조성물은 가열 응용 및 냉각 응용에 사용될 수 있다.
본 발명의 특정 특징에서, 열 전달 조성물은 열 전달 조성물을 응축시키는 단계 및 후속적으로 상기 조성물을 냉각될 물품 또는 본체의 부근에서 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 방법에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 냉각 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 i) 본 명세서에 기재된 바와 같은 열 전달 조성물을 응축시키는 단계; 및
ii) 냉각될 본체 또는 물품의 부근에서 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하며;
상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -40℃ 내지 약 +10℃의 범위이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 열 전달 조성물은 가열될 물품 또는 본체의 부근에서 열 전달 조성물을 응축시키는 단계 및 후속적으로 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 가열 방법에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 가열 방법에 관한 것으로, 본 방법은 i) 본 명세서에 기재된 열 전달 조성물을, 가열될 본체 또는 물품의 부근에서 응축시키는 단계, 및
ii) 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하며, 상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위이다.
본 발명의 열 전달 조성물은 운송 공조 응용 및 고정식 공조 응용 둘 모두를 포함한 공조 응용에 사용하기 위해 제공된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 임의의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에 사용될 수 있다:
- 이동식 공조, 특히 열차 및 버스 공조를 포함한 공조 응용,
- 이동식 히트 펌프, 특히 전기 차량 히트 펌프;
- 냉각기, 특히 용적식 냉각기, 더욱 특히 모듈식이거나 통상적으로 단독으로 패키징된, 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창식 냉각기,
- 주거용 공조 시스템, 특히 덕트 분리형(ducted split) 또는 무덕트 분리형(ductless split) 공조 시스템,
- 주거용 히트 펌프,
- 주거용 공기-물 히트 펌프/순환수식 시스템,
- 산업용 공조 시스템,
- 상업용 공조 시스템, 특히 패키지형 옥상 유닛 및 가변 냉매 유동(VRF) 시스템;
- 상업용 공기열원, 수열원 또는 지열원 히트 펌프 시스템.
본 발명의 열 전달 조성물은 냉장 시스템에 사용하기 위해 제공된다. 용어 "냉장 시스템"은 냉각을 제공하기 위해 냉매를 이용하는 임의의 시스템 또는 장치 또는 그러한 시스템 또는 장치의 임의의 부품 또는 부분을 지칭한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 임의의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에 사용될 수 있다:
- 저온 냉장 시스템,
- 중온 냉장 시스템,
- 상업용 냉장고,
- 상업용 냉동고,
- 제빙기,
- 자동판매기,
- 운송 냉장 시스템,
- 가정용 냉동고,
- 가정용 냉장고,
- 산업용 냉동고,
- 산업용 냉장고 및
- 냉각기.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (냉각의 경우 약 0 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 7℃ 및/또는 가열의 경우 약 -20 내지 약 3℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 왕복 압축기, 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 0 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 4.5℃의 증발기 온도를 갖는) 공랭식 냉각기에서, 특히 용적식 압축기를 갖는 공랭식 냉각기, 더욱 특히 왕복 스크롤 압축기를 갖는 공랭식 냉각기에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -20 내지 약 3℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도 또는 약 -30 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -12 내지 약 0℃의 범위, 특히 약 -8℃의 증발기 온도를 갖는) 중온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -40 내지 약 -12℃, 특히 약 -40℃ 내지 약 -23℃의 범위 또는 바람직하게는 약 -32℃의 증발기 온도를 갖는) 저온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 예를 들어, 여름에 건물에 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 분리형 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 덕트 분리형 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 윈도우 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 휴대용 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
바로 앞의 선행하는 단락들에 기재된 것들을 포함한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 주거용 공조 시스템은 바람직하게는 공기-냉매 증발기(실내 코일), 압축기, 공기-냉매 응축기(실외 코일), 및 팽창 밸브를 갖는다. 증발기 및 응축기는 라운드 튜브 플레이트 핀(round tube plate fin) 열 교환기, 핀형 튜브 열 교환기 또는 미세채널 열 교환기일 수 있다. 압축기는 왕복 압축기 또는 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기일 수 있다. 팽창 밸브는 모세관, 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브일 수 있다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 0℃ 내지 10℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 40℃ 내지 70℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 주거용 히트 펌프 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 히트 펌프 시스템은 겨울에 건물에 따뜻한 공기(상기 공기는 예를 들어 약 18℃ 내지 약 24℃, 특히 약 21℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다. 이는 주거용 공조 시스템과 동일한 시스템일 수 있지만, 히트 펌프 모드에서는 냉매 유동이 역전되며 실내 코일은 응축기가 되고 실외 코일은 증발기가 된다. 전형적인 시스템 유형은 분리형 및 미니-분리형 히트 펌프 시스템이다. 증발기 및 응축기는 보통 라운드 튜브 플레이트 핀 열 교환기, 핀형 열 교환기 또는 미세채널 열 교환기이다. 압축기는 보통 왕복 압축기 또는 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기이다. 팽창 밸브는 보통 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브이다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 약 -20 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 약 35℃ 내지 약 50℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 상업용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 상업용 공조 시스템은 사무실 및 병원 등과 같은 대형 건물에 냉각된 물(상기 물은 예를 들어 약 7℃의 온도를 가짐)을 공급하는 데 사용되는 냉각기일 수 있다. 응용에 따라, 냉각기 시스템은 일년 내내 가동 중일 수 있다. 냉각기 시스템은 공랭식 또는 수냉식일 수 있다. 공랭식 냉각기는 보통 냉각된 물을 공급하기 위한 플레이트 증발기, 튜브-인-튜브 증발기 또는 쉘-앤드-튜브 증발기, 왕복 압축기 또는 스크롤 압축기, 주위 공기와 열을 교환하기 위한 라운드 튜브 플레이트 핀 응축기, 핀형 튜브 응축기 또는 미세채널 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 수냉식 시스템은 보통 냉각된 물을 공급하기 위한 쉘-앤드-튜브 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기, 스크루 압축기 또는 원심 압축기, 냉각탑 또는 호수, 바다 및 다른 천연 자원으로부터의 물과 열을 교환하기 위한 쉘-앤드-튜브 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템에 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템은 겨울에 바닥 난방 또는 유사한 응용을 위해 건물에 뜨거운 물(상기 물은 예를 들어 약 50℃ 또는 약 55℃의 온도를 가짐)을 공급하는 데 사용된다. 순환수식 시스템은 보통 주위 공기와 열을 교환하기 위한 라운드 튜브 플레이트 핀 증발기, 핀형 튜브 증발기 또는 미세채널 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기 또는 회전 압축기, 물을 가열하기 위한 플레이트 응축기, 튜브-인-튜브 응축기 또는 쉘-인-튜브(shell-in-tube) 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 약 -20℃ 내지 약 3℃, 또는 -30℃ 내지 약 5℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 90℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 중온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 냉매는, 바람직하게는 약 -12℃ 내지 약 0℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 그러한 시스템에서 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
따라서, 본 발명은 냉장고 또는 병 쿨러(bottle cooler)에서와 같이 식품 또는 음료를 냉각하는 데 사용되는 중온 냉장 시스템을 제공하며, 냉매는, 바람직하게는 약 -12 내지 약 0℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 그러한 시스템에서 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
바로 앞의 선행하는 단락들에 기재된 바와 같은 시스템을 포함한, 본 발명의 중온 시스템은 바람직하게는, 예를 들어 그 안에 들어 있는 식품 또는 음료에 냉각을 제공하기 위한 공기-냉매 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기, 또는 스크루 압축기, 또는 회전 압축기, 주위 공기와 열을 교환하기 위한 공기-냉매 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 저온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 냉매는, 바람직하게는 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
따라서, 본 발명은 냉동고에서 냉각을 제공하는 데 사용되는 저온 냉장 시스템을 제공하며, 냉매는, 바람직하게는 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한 아이스크림 제조기에서 냉각을 제공하는 데 사용되는 저온 냉장 시스템을 제공하며, 냉매는, 바람직하게는 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
바로 앞의 선행하는 단락들에 기재된 바와 같은 시스템을 포함한, 본 발명의 저온 시스템은 바람직하게는, 식품 또는 음료를 냉각하기 위한 공기-냉매 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기 또는 회전 압축기, 주위 공기와 열을 교환하기 위한 공기-냉매 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다.
따라서, 본 발명은 냉각기에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 제공되고, BHT는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 제공된다.
따라서, 본 발명은 냉각기에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하고, BHT는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 목적상, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물은 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위의 증발 온도 및 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위의 응축 온도를 갖는 냉각기에서 사용하기 위해 제공된다. 냉각기는 공조 또는 냉장에, 그리고 바람직하게는 상업용 공조에 사용하기 위해 제공된다. 냉각기는 바람직하게는 용적식 냉각기, 더욱 특히 모듈식이거나 통상적으로 단독으로 패키징된, 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창식 냉각기이다.
따라서, 본 발명은 고정식 공조, 특히 주거용 공조, 산업용 공조 또는 상업용 공조에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 26을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물의 용도를 제공한다.
따라서, 본 발명은 고정식 공조, 특히 주거용 공조, 산업용 공조 또는 상업용 공조에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하고, BHT는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다.
따라서, 본 발명은 고정식 공조, 특히 주거용 공조, 산업용 공조 또는 상업용 공조에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하고, BHT는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물은 냉매 R-410A에 대한 저 지구 온난화(GWP) 대체물로서 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물은 냉매 R-410A에 대한 저 지구 온난화(GWP) 개장물로서 제공된다.
따라서, 본 발명은 R-410A 냉매를 위해 설계되고 R-410A 냉매를 포함하는 기존의 열 전달 시스템을, 기존의 시스템의 실질적인 공학적 변경이 필요 없이, 특히 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 변경 없이 개장하는 방법을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 기존의 시스템의 실질적인 공학적 변경을 필요로 하지 않고서, 특히 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 변경 없이, R-410A에 대한 대체물로서 그리고 특히 주거용 공조 냉매에서 R-410A에 대한 대체물로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물을 사용하는 방법을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 R-410A에 대한 대체물로서, 그리고 특히 주거용 공조 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물을 사용하는 방법을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 R-410A에 대한 대체물로서, 그리고 특히 냉각기 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물을 사용하는 방법을 포함한다.
따라서, R-410A 냉매를 포함하는 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
대체하는 단계는, 본 발명의 냉매를 포함하기 위한 시스템의 임의의 실질적인 변경 없이, 바람직하게는 기존의 냉매(R-410A일 수 있으나 이로 한정되지 않음)의 적어도 상당 부분, 바람직하게는 실질적으로 전부를 제거하고, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 도입하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 시스템으로부터 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 25 중량%, 약 50 중량% 또는 약 75 중량% 이상의 R-410A를 제거하고 이를 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 열 전달 조성물은 R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매를 포함하는 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법에 사용될 수 있으며, 이 시스템은 본 발명의 열 전달 조성물과 함께 사용하기 위해 변경된다.
대안적으로, 열 전달 조성물은 R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 열 전달 시스템에서 대체물로서 사용될 수 있다.
본 발명은 R-410A에 대한 저 온난화 지수 대체물로서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 포함하거나, 또는 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법에 사용되거나, 또는 본 명세서에 기재된 바와 같은 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 열 전달 시스템에서 사용되는 것으로 이해될 것이다.
열 전달 조성물이 상기에 기재된 바와 같은 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법에 사용하기 위해 제공되는 경우, 본 방법은 바람직하게는 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을 시스템으로부터 제거하는 단계를 포함함이 당업자에 의해 이해될 것이다. 바람직하게는, 본 방법은 시스템으로부터 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 25 중량%, 약 50 중량% 또는 약 75 중량% 이상의 R-410A를 제거하고 이를, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
본 발명의 열 전달 조성물은, R-410A 냉매와 함께 사용되거나 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 시스템, 예를 들어 기존의 열 전달 시스템 또는 새로운 열 전달 시스템에서 대체물로서 이용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 R-410A의 바람직한 특징들 중 다수를 나타내지만, R-410A의 GWP보다 실질적으로 더 낮은 GWP를 갖는 동시에 작동 특성, 즉 R-410A와 실질적으로 유사하거나 실질적으로 일치하며, 바람직하게는 R-410A만큼 높거나 더 높은 용량 및/또는 효율(COP)을 갖는다. 이는 청구된 조성물이, 예를 들어 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 임의의 상당한 시스템 변경을 필요로 함이 없이 기존의 열 전달 시스템에서 R-410A를 대체할 수 있게 한다. 따라서, 조성물은 열 전달 시스템에서 R-410A에 대한 직접 대체물로서 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 열 전달 시스템에서 조성물의 효율(COP)은 R-410A의 효율의 90% 초과이다.
따라서, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 열 전달 시스템에서 용량은 R-410A의 용량의 95 내지 105%이다.
R-410A가 공비혼합물-유사 조성물임이 이해될 것이다. 따라서, 청구된 조성물이 R-410A의 작동 특성에 잘 맞도록 하기 위하여, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물에 포함된 임의의 냉매는 바람직하게는 낮은 수준의 글라이드를 나타낸다. 따라서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 포함되는 냉매는 2℃ 미만, 바람직하게는 1.5℃ 미만의 증발기 글라이드를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 열 전달 시스템에서 조성물의 효율(COP)은 R-410A의 효율의 100 내지 102%이고, 열 전달 시스템에서 용량은 R-410A의 용량의 92 내지 102%이다.
바람직하게는, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 본 발명의 조성물로 R-410A 냉매를 대체하고자 하는 열 전달 시스템에서,
- 조성물의 효율(COP)은 R-410A의 효율의 100 내지 105%이고/이거나;
- 용량은 R-410A의 용량의 92 내지 102%이다.
열 전달 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 본 발명의 열 전달 조성물은 R410A와 비교되는 하기의 특징을 추가로 나타내는 것이 바람직한데, 본 발명의 조성물이 R-410A 냉매를 대체하는 데 사용되는 열 전달 시스템에서,
- 배출 온도는 R-410A의 배출 온도보다 10℃ 이하로 더 높고/높거나;
- 압축기 압력비는 R-410A의 압축기 압력비의 98 내지 102%이다.
R-410A를 대체하는 데 사용되는 기존의 열 전달 조성물은 바람직하게는 이동식 및 고정식 공조 시스템 둘 모두를 포함하는 공조 열 전달 시스템에 사용된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이동식 공조 시스템이라는 용어는 이동식 비승객차 공조 시스템, 예컨대 트럭, 버스 및 열차에서의 공조 시스템을 의미한다. 따라서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에서 R-410A를 대체하는 데 사용될 수 있다:
- 이동식 공조 시스템, 특히 트럭, 버스 및 열차에서의 공조 시스템을 포함한 공조 시스템,
- 이동식 히트 펌프, 특히 전기 차량 히트 펌프;
- 냉각기, 특히 용적식 냉각기, 더욱 특히 모듈식이거나 통상적으로 단독으로 패키징된, 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창식 냉각기,
- 주거용 공조 시스템, 특히 덕트 분리형 또는 무덕트 분리형 공조 시스템,
- 주거용 히트 펌프,
- 주거용 공기-물 히트 펌프/순환수식 시스템,
- 산업용 공조 시스템 및
- 상업용 공조 시스템, 특히 패키지형 옥상 유닛 및 가변 냉매 유동(VRF) 시스템;
- 상업용 공기열원, 수열원 또는 지열원 히트 펌프 시스템.
본 발명의 열 전달 조성물은 대안적으로 냉장 시스템에서 R410A를 대체하도록 제공된다. 따라서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에서 R10A를 대체하는 데 사용될 수 있다:
- 저온 냉장 시스템,
- 중온 냉장 시스템,
- 상업용 냉장고,
- 상업용 냉동고,
- 제빙기,
- 자동판매기,
- 운송 냉장 시스템,
- 가정용 냉동고,
- 가정용 냉장고,
- 산업용 냉동고,
- 산업용 냉장고 및
- 냉각기.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (냉각의 경우 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 7℃ 및/또는 가열의 경우 약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 30 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공조 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 왕복 압축기, 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 주거용 공조 시스템에서 R-410A를 대체하기 위해 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 0 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 4.5℃의 증발기 온도를 갖는) 공랭식 냉각기에서, 특히 용적식 압축기를 갖는 공랭식 냉각기, 더욱 특히 왕복 스크롤 압축기를 갖는 공랭식 냉각기에서 R-410A를 대체하기 위해 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -12℃ 내지 약 0℃의 범위, 특히 약 -8℃의 증발기 온도를 갖는) 중온 냉장 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -40℃ 내지 약 -12℃, 특히 약 -40℃ 내지 약 -23℃의 범위 또는 바람직하게는 약 -32℃의 증발기 온도를 갖는) 저온 냉장 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다.
따라서, R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매를 포함하거나 또는 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
따라서, R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매를 포함하거나 또는 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
본 발명은 열 전달 시스템을 추가로 제공하며, 열 전달 시스템은 유체 연통하는 압축기, 응축기 및 증발기와, 상기 시스템 내의 열 전달 조성물을 포함하고, 본 발명에 따른 상기 열 전달 조성물은 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한다.
특히, 열 전달 시스템은 (냉각의 경우 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 7℃ 및/또는 가열의 경우 약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공조 시스템이다.
특히, 열 전달 시스템은 (약 0℃ 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 4.5℃의 증발기 온도를 갖는) 공랭식 냉각기, 특히 용적식 압축기를 갖는 공랭식 냉각기, 더욱 특히 왕복 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 공랭식 냉각기이다.
특히, 열 전달 시스템은 (약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템이다.
열 전달 시스템은 냉장 시스템, 예를 들어 저온 냉장 시스템, 중온 냉장 시스템, 상업용 냉장고, 상업용 냉동고, 제빙기, 자동판매기, 운송 냉장 시스템, 가정용 냉동고, 가정용 냉장고, 산업용 냉동고, 산업용 냉장고 및 냉각기일 수 있다.
실시예
냉매 A1, 냉매 A2 및 냉매 A3으로서 하기 표 2에 확인된 냉매 조성물은 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위 내의 냉매이다. 각각의 냉매에 대해 열역학적 분석을 행하여, 다양한 냉장 시스템에서의 R-4104A의 작동 특성과 일치하는 그의 능력을 결정하였다. 분석은 조성물에 사용된 성분들의 다양한 2원 쌍들의 특성에 대해 수집된 실험 데이터를 사용하여 수행하였다. HFC-32 및 R125의 각각을 갖는 일련의 2원 쌍에서 CF3I의 증기/액체 평형 거동을 결정하고 연구하였다. 실험 평가에서 각각의 2원 쌍의 조성을 일련의 상대 백분율에 걸쳐 변화시켰고, 각각의 2원 쌍에 대한 혼합물 파라미터를 실험적으로 얻어진 데이터에 회귀시켰다. 미국 국립 과학 기술 연구원(National Institute of Science and Technology; NIST) 기준 유체 열역학적 및 운송 특성 데이터베이스(Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database) 소프트웨어(Refprop 9,1 NIST Standard Database 2013)에서 입수가능한 2원 쌍 HFC-32와 HFC-125에 대한 증기/액체 평형 거동 데이터를 실시예에 사용하였다. 분석을 수행하기 위해 선택된 파라미터는 다음과 같다: 모든 냉매에 대해 동일한 압축기 용적(displacement), 모든 냉매에 대해 동일한 작동 조건, 모든 냉매에 대해 동일한 압축기 등엔트로피 효율 및 체적 효율. 각각의 실시예에서, 측정된 증기 액체 평형 데이터를 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과가 각각의 실시예에 대해 보고되어 있다.
[표 2]
냉매 A1은 표 2에 열거된 100 중량%의 3가지 화합물을 그들의 상대 백분율로 포함하며, 불연성이다. 냉매 A1은 상대 백분율로 표 2에 열거된 3가지 화합물로 이루어지며, 불연성이다. 냉매 A2는 표 2에 열거된 100 중량%의 3가지 화합물을 그들의 상대 백분율로 포함하며, 불연성이다. 냉매 A2는 상대 백분율로 표 2에 열거된 3가지 화합물로 이루어지며, 불연성이다. 냉매 A3은 표 2에 열거된 100 중량%의 3가지 화합물을 그들의 상대 백분율로 포함하며, 불연성이다. 냉매 A3은 상대 백분율로 표 2에 열거된 3가지 화합물로 이루어지며, 불연성이다.
실시예 1 - 환경/GWP
R410, 다른 공지의 냉매 및 본 발명의 냉매에 대해 LCCP를 결정하고 표 3에 보고하였다. 표 3에서, GWP가 400인 냉매는 본 발명의 냉매이다. 1, 150, 250, 750, 및 2088의 GWP에 대해 공지의 냉매를 사용하였다. GWP가 2088인 공지의 냉매는 R410A이다.
표 3은 4개 지역, 즉 미국, EU, 중국 및 브라질에서의 LCCP 결과를 나타낸다. GWP가 감소함에 따라, 직접 배출량이 더 낮다. 그러나, 시스템 효율이 더 낮아서 더 많은 에너지가 소비되며 간접 배출량이 증가된다. 따라서, 총 배출량(kg-CO2eq)은 GWP가 감소함에 따라 처음에는 감소하고 이어서 증가한다. 이들 지역에서의 상이한 에너지 구조는 최저 총 배출량을 갖는 최적의 GWP의 값을 보여준다. 이들 지역에서는 AC 유닛의 수가 또한 상이하다: 미국 및 EU는 중국 및 브라질보다 더 많은 AC 유닛을 갖는다. 도 1 및 표 3의 마지막 열은 4개 지역 전체 및 AC 유닛의 수를 고려한 총 배출량을 나타낸다. GWP가 400인 본 발명의 냉매에 대한 최저값에 도달할 때까지는, GWP가 감소함에 따라 총 배출량이 감소한다. 250 내지 750의 GWP 범위에서는, 총 배출량이 매우 유사하다. 그러나, GWP가 150보다 낮을 때에는 총 배출량이 상당히 증가하는데, 그 이유는 간접 배출량이 상당히 증가하기 때문이다. 따라서, 본 발명은 놀랍고 예기치 않은 결과를 나타낸다.
[표 3]
실시예 2A - 주거용 공조 시스템 (냉방)
주거용 공조 시스템은 여름에 건물에 차가운 공기(26.7℃)를 공급하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 주거용 공조 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 4에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 46℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 7℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃.
[표 4]
표 4는 R410A 시스템과 비교한 주거용 공조 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 92% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 2B. - 주거용 공조 시스템 (냉방)
주거용 공조 시스템이 실시예 2A에 따라 차가운 공기를 공급하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인된다.
실시예 3A - 주거용 히트 펌프 시스템 (난방)
주거용 히트 펌프 시스템을 사용하여 겨울에 건물에 따뜻한 공기(21.1℃)를 공급한다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 주거용 히트 펌프 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 5에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 41℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 0.5℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃.
[표 5]
표 5는 R410A 시스템과 비교한 주거용 히트 펌프 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1의 용량은 더 큰 압축기를 사용하여 회복될 수 있다. 냉매 A2 및 냉매 A3은 R410A보다 90% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 3B. - 주거용 히트 펌프 시스템 (난방)
히트 펌프 시스템이 실시예 3A에 따라 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있었으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있었다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 4A - 상업용 공조 시스템 - 냉각기
상업용 공조 시스템(냉각기)이 사무실 및 병원 등과 같은 대형 건물에 냉각된 물(7℃)을 공급하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 상업용 공조 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 6에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 46℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 4.5℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 2℃.
[표 6]
표 6은 R410A 시스템과 비교한 상업용 공조 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 92% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 4B. 상업용 공조 시스템 - 냉각기
상업용 공조 시스템이 실시예 4A에 따라 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 5A - 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템
주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템은 겨울에 바닥 난방 또는 유사한 응용을 위해 건물에 뜨거운 물(50℃)을 공급하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 주거용 히트 펌프 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 7에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 60℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 0.5℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 2℃.
[표 7]
표 7은 R410A 시스템과 비교한 주거용 히트 펌프 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 93% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 및 냉매 A2는 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 5B. - 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템
주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템이 실시예 5A에 따라 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 6A - 중온 냉장 시스템
중온 냉장 시스템은 냉장고 및 병 쿨러에서와 같이 식품 또는 음료를 냉각하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 중온 냉장 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 8에 있다. 작동 조건: 응축 온도 = 40.6℃; 응축기 과냉 = 0℃(수용기를 갖는 시스템); 증발 온도 = -6.7℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 과열도 = 19.5℃.
[표 8]
표 8은 R410A 시스템과 비교한 중온 냉장 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 94% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 및 냉매 A2는 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 6B. 중온 냉장 시스템
중온 냉장 시스템이, 실시예 6A에 따라 구성된 냉장고 및 병 쿨러에서와 같이, 식품 또는 음료를 냉각하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 7A - 저온 냉장 시스템
저온 냉장 시스템은 아이스크림 제조기 및 냉동고에서와 같이 식품을 냉동하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 저온 냉장 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 9에 있다. 작동 조건: 응축 온도 = 40.6℃; 응축기 과냉 = 0℃(수용기를 갖는 시스템); 증발 온도 = -28.9℃; 증발기 출구에서의 과열도 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 65%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 과열도 = 44.4℃.
[표 9]
표 9는 R410A 시스템과 비교한 저온 냉장 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 96% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 99% 또는 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 7B. 저온 냉장 시스템
저온 냉장 시스템이, 실시예 7A에 따라 구성된 아이스크림 제조기 및 냉동고에서와 같이, 식품을 냉동하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 8A. 상업용 공조 시스템 - 패키지형 옥상
건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성된 패키지형 옥상 상업용 공조 시스템을 시험한다. 이 실험 시스템은 패키지형 옥상 공조/히트 펌프 시스템을 포함하며, 공기-냉매 증발기(실내 코일), 압축기, 공기-냉매 응축기(실외 코일), 및 팽창 밸브를 갖는다. 본 명세서에 기재된 시험은 그러한 시스템으로부터의 결과를 나타낸다. 이 시험을 위한 작동 조건은 다음과 같다:
1. 응축 온도 = 약 46℃ (상응하는 실외 주위 온도 = 약 45℃)
2. 응축기 과냉 = 약 5.5℃
3. 증발 온도 = 약 7℃ (상응하는 실내 주위 온도 = 26.7℃)
4. 증발기 과열 = 약 5.5℃
5. 등엔트로피 효율 = 70%
6. 체적 효율 = 100%
7. 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃
각각의 냉매 A1 내지 냉매 A3에 대한 성능은 허용가능한 것으로 확인된다.
실시예 8A. 상업용 공조 시스템 - 패키지형 옥상
패키지형 옥상 상업용 공조 시스템이 실시예 8A에 따라 건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인된다.
실시예 9A. 상업용 공조 시스템 - 가변 냉매 유동 시스템
건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성된 가변 냉매 유동을 갖는 상업용 공조 시스템을 시험한다. 이 실험 시스템은 다수의(4개 이상의) 공기-냉매 증발기(실내 코일), 압축기, 공기-냉매 응축기(실외 코일), 및 팽창 밸브를 포함한다. 본 명세서에 기재된 시험은 그러한 시스템으로부터의 결과를 나타낸다. 이 시험을 위한 작동 조건은 다음과 같다:
1. 응축 온도 = 약 46℃ (상응하는 실외 주위 온도 = 45℃)
2. 응축기 과냉 = 약 5.5℃
3. 증발 온도 = 약 7℃ (상응하는 실내 주위 온도 = 26.7℃)
4. 증발기 과열 = 약 5.5℃
5. 등엔트로피 효율 = 70%
6. 체적 효율 = 100%
7. 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃.
각각의 냉매 A1 내지 냉매 A3에 대한 성능은 허용가능한 것으로 확인된다.
실시예 9B. 상업용 공조 시스템 - 가변 유동 냉매
가변 냉매 유동을 갖는 상업용 공조 시스템이 실시예 9A에 따라 구성된 건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
비교예 1 - 냉매 및 윤활제 및 BHT를 포함하는 열 전달 조성물
본 발명의 열 전달 조성물을 가속 에이징에 의해 열 전달 조성물의 장기간 안정성을 시뮬레이션하기 위하여 규격[ASHRAE Standard 97 - "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems"]에 따라 시험한다. 시험된 냉매는 41 중량%의 R-32, 3.5 중량%의 R-125 및 55.5 중량%의 CF3I와 함께, 냉매 내의 1.7 부피%의 공기로 이루어진다. 시험된 POE 윤활제는 40℃에서의 점도가 약 32 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 32 POE(윤활제 A)였다. 윤활제와 함께 안정제 BHT가 포함되지만, 알킬화 나프탈렌 및 ADM은 포함되지 않았다. 시험 후에, 유체를 투명도에 대해 관찰하고, 총 산가(TAN)를 결정한다. TAN 값은 열 전달 조성물에서의 사용 조건 하에서 유체 내의 윤활제의 안정성을 반영하는 것으로 여겨진다. 유체는 또한 트라이플루오로메탄(R-23)의 존재에 대해 시험되며, 이는 냉매 안정성을 반영하는 것으로 여겨지는데, 그 이유는, 이 화합물은 CF3I의 분해 생성물인 것으로 여겨지기 때문이다.
실험은, 각각 탈기된 50 중량%의 R-466a 냉매 및 50 중량%의 지시된 윤활제가 담긴 밀봉 튜브를 제조함으로써 수행된다. 각각의 튜브에는 강, 구리, 알루미늄 및 청동의 쿠폰이 들어 있다. 밀봉된 튜브를 약 175℃로 유지된 오븐 내에 14일 동안 넣어둠으로써 안정성을 시험한다. 결과는 하기와 같았다:
윤활제, 시각적 - 황색 내지 갈색
TAN - >2 mg KOH/g
R-23 - >1 중량%
실시예 10 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 2 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 1의 시험을 반복한다. 결과(E10으로 지정됨)가, 비교예 1(CE1로 지정됨)로부터의 결과와 함께, 하기 표 10에 보고되어 있다.
[표 10]
상기 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 알킬레이트 나프탈렌 안정제가 없는 냉매/윤활제 유체는 이상적이지 못한 시각적 외관, 및 비교적 높은 TAN 및 R-23 값을 나타낸다. 이러한 결과는 BHT 안정제가 포함됨에도 불구하고 달성된다. 대조적으로, 본 발명에 따른 2% 알킬화 나프탈렌의 첨가는 시험된 모든 안정성 결과에 있어서, TAN 및 R-23 농도 둘 모두에 있어서, 극적인 한 자릿수의 개선을 포함한, 극적이고 예기치 않은 개선을 생성한다.
실시예 11 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 4 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 10의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 10의 결과와 유사하다.
실시예 12 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 6 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 10의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 10과 유사하다.
실시예 13 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 8 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 10의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 10의 결과와 유사하다.
실시예 14 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 10 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 1의 시험을 반복한다. 결과(E14로 지정됨)가, 비교예 1(CE1로 지정됨) 및 실시예 10(E10으로 지정됨)으로부터의 결과와 함께, 하기 표 11에 보고되어 있다.
[표 11]
상기 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 10% 알킬화 나프탈렌 안정제를 갖는(그리고 ADM은 없는) 냉매/윤활제 유체는 예기치 않게도, 시험된 각각의 기준에 대해 성능을 안정화하는 데 있어서, 2%의 AN 수준을 갖는 유체에 비하여 실질적인 열화를 나타낸다.
실시예 15 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
첨가되는 윤활제의 중량을 기준으로 10 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)에 더하여, 1000 중량ppm(0.1 중량%)의 ADM(ADM4)을 또한 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 14의 시험을 반복한다. 결과(E15로 지정됨)가, 비교예 1(CE1로 지정됨), 실시예 10(E10으로 지정됨) 및 실시예 14(E14로 지정됨)로부터의 결과와 함께, 하기 표 12에 보고되어 있다.
[표 12]
상기 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 10 중량%의 알킬화 나프탈렌 안정제 및 0.1 중량%(1000 ppm)의 ADM을 갖는 냉매/윤활제 유체는 예기치 않게도 최상의 성능을 나타내며, 아울러 R-23 값은 실시예 10으로부터의 탁월한 결과보다 훨씬 더 우수하다.
실시예 16 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제가 40℃에서의 점도가 약 74 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 74 POE(윤활제 B)인 것을 제외하고는, 실시예 15의 시험을 반복한다. 결과는 하기와 같았다:
윤활제, 시각적 - 투명 내지 약한 황색
TAN - <0.1 mg KOH/g
R-23 - <0.05 중량%
실시예 17 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제가 40℃에서의 점도가 약 68 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 68 PVE(윤활제 C)인 것을 제외하고는, 실시예 15의 시험을 반복한다. 결과는 하기와 같았다:
윤활제, 시각적 - 고투명
TAN - <0.1 mg KOH/g
R-23 - 0.028 중량%
실시예 18 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제가 40℃에서의 점도가 약 32 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 32 PVE(윤활제 C)인 것을 제외하고는, 실시예 15의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 17의 결과와 유사하였다.
실시예 19 - POE 오일과의 혼화성
(40℃의 온도에서의 점도가 약 32 cSt인) ISO POE-32 오일의 혼화성을, 상기 실시예 1에 대한 표 1에 명시된 바와 같은, 윤활제와 냉매의 상이한 중량비에 대해, 그리고 R-410A 냉매에 대한 그리고 각각의 냉매 A1 및 냉매 A3에 대한 상이한 온도에 대해 시험한다. 이 시험의 결과가 하기 표 11에 보고되어 있다:
[표 13]
상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, R-410A는 약 -22℃ 미만에서 POE 오일과 불혼화성이며, 이에 따라 R-410A는 증발기에서의 POE 오일의 축적을 극복하기 위한 대책을 마련하지 않고서는 저온 냉장 응용에 사용될 수 없다. 더욱이, R-410A는 50℃ 초과에서 POE 오일과 불혼화성이며, 이는, R-410A가 높은 주위 조건에서 사용될 때 응축기 및 액체 라인에서 문제를 야기할 것이다(예를 들어, 분리된 POE 오일이 포집 및 축적될 것이다). 반대로, 본 출원인은 놀랍게도 그리고 예상치 않게도 본 발명의 냉매가 -40℃ 내지 80℃의 온도 범위에 걸쳐 POE 오일과 완전 혼화성이며, 이에 따라 그러한 시스템에서 사용될 때 실질적이고 예상치 못한 이점을 제공한다는 것을 알아내었다.
번호로 구별되는 실시 형태
이제 본 발명을 하기의 번호로 구별되는 실시 형태를 참조하여 예시할 것이다. 번호로 구별되는 실시 형태의 발명 요지는 상세한 설명으로부터의 또는 하나 이상의 청구항으로부터의 발명 요지와 추가로 조합될 수 있다.
제1 실시 형태. 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물로서,
상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32), 1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및 51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 폴리올 에스테르(POE) 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하는, 열 전달 조성물.
제2 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1% 내지 10% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제3 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 10% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제4 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 8% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제5 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 6% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제6 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 5% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제7 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하는, 열 전달 조성물:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I).
제8 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제7 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN1, 또는 AN2, 또는 AN3, 또는 AN4, 또는 AN5, 또는 AN6, 또는 AN7, 또는 AN8, 또는 AN9 또는 AN10으로부터 선택되는, 열 전달 조성물.
제9 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5를 포함하는, 열 전달 조성물.
제10 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제11 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5로 이루어진, 열 전달 조성물.
제12 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10을 포함하는, 열 전달 조성물.
제13 실시 형태.
제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10으로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제14 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제15 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제14 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 ADM을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제16 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 ADM은 ADM4를 포함하는, 열 전달 조성물.
제17 실시 형태.
제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 ADM은 ADM4로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제18 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 ADM 나프탈렌은 ADM4로 이루어진, 열 전달 조성물.
제19 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제9 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 안정제 1, 안정제 2, 안정제 3, 안정제 4, 안정제 5, 안정제 6, 안정제 7, 안정제 8, 안정제 9, 안정제 10, 안정제 11, 안정제 12, 안정제 13, 안정제 14, 안정제 15, 안정제 16, 안정제 17, 안정제 18, 안정제 19, 안정제 20으로부터 선택되는, 열 전달 조성물.
제20 실시 형태.
제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 POE를 포함하는, 열 전달 조성물.
제21 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 POE로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제22 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 POE로 이루어진, 열 전달 조성물.
제23 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 윤활제 1을 포함하는, 열 전달 조성물.
제24 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 윤활제 1로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제25 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 윤활제 1로 이루어진, 열 전달 조성물.
제26 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 PVE를 포함하는, 열 전달 조성물.
제27 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 PVE로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제28 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 PVE로 이루어진, 열 전달 조성물.
제29 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제28 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물은 염료, 가용화제, 상용화제, 부식 억제제, 극압 첨가제 및 마모방지 첨가제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제30 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제29 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 페놀계 화합물을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제31 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제30 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 인 화합물 및/또는 질소 화합물을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제32 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 및 제15 실시 형태 내지 제31 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 NA-LUBE KR-007A; KR-008, KR-009; KR-0105, KR-019 및 KR-005FG 중 하나 이상인, 열 전달 조성물.
제33 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 및 제15 실시 형태 내지 제31 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 NA-LUBE KR-007A, KR-008, KR-009 및 KR-005FG 중 하나 이상인, 열 전달 조성물.
제34 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 NA-LUBE KR-008인, 열 전달 조성물.
제35 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀)을 포함하는 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올; 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올의 유도체; 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-아이소프로필리덴비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-노닐페놀); 2,2'-아이소부틸리덴비스(4,6-다이메틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀); 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀(BHT); 2,6-다이-tert-부틸-4-에틸페놀; 2,4-다이메틸-6-tert-부틸페놀; 2,6-다이-tert-알파-다이메틸아미노-p-크레졸; 2,6-다이-tert-부틸-4(N,N'-다이메틸아미노메틸페놀); 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸벤질)설파이드; 비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질)설파이드, 토코페롤, 하이드로퀴논, 2,2',6,6'-테트라-tert-부틸-4,4'-메틸렌다이페놀 및 t-부틸 하이드로퀴논으로부터 선택되는 페놀계 화합물을 포함하는, 열 전달 조성물.
제36 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 BHT를 포함하는, 열 전달 조성물.
제37 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 BHT로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제38 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 BHT로 이루어진, 열 전달 조성물.
제39 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제35 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 0 중량% 초과, 그리고 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 상기 열 전달 조성물에 존재하며, 이때 중량%는 상기 열 전달 조성물의 중량을 지칭하는, 열 전달 조성물.
제40 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제35 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 0 중량% 초과, 그리고 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 4 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 1 중량% 내지 4 중량%의 양으로 상기 열 전달 조성물에 존재하며, 이때 중량%는 상기 윤활제 열 전달 조성물의 중량을 지칭하는, 열 전달 조성물.
제41 실시 형태. 서로 유체 연통하는 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창 장치와, 제1 실시 형태 내지 제40 실시 형태 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물을 포함하는, 열 전달 시스템.
제42 실시 형태. 제41 실시 형태에 있어서, 격리 재료를 추가로 포함하며, 상기 격리 재료는 i. 구리 또는 구리 합금, 또는 ii. 활성 알루미나, 또는 iii. 구리, 은, 납 또는 이들의 조합을 포함하는 제올라이트 분자체, 또는 iv. 음이온 교환 수지, 또는 v. 수분-제거 재료, 바람직하게는 수분-제거 분자체, 또는 vi. 이들 중 둘 이상의 조합을 포함하는, 열 전달 시스템.
제43 실시 형태. 제41 실시 형태 또는 제42 실시 형태에 있어서, 상기 시스템은 주거용 공조 시스템, 또는 산업용 공조 시스템, 또는 상업용 공조 시스템인, 열 전달 시스템.
제44 실시 형태. 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 냉각 방법으로서, 상기 방법은
i) 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물에 정해진 바와 같은 냉매를 응축시키는 단계; 및
ii) 냉각될 본체 또는 물품의 부근에서 냉매를 증발시키는 단계
를 포함하며;
상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -40℃ 내지 약 +10℃의 범위인, 냉각 방법.
제45 실시 형태. 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 냉각 방법으로서, 상기 방법은
i) 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물에 정해진 바와 같은 냉매를 응축시키는 단계; 및
ii) 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하며,
상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위인, 냉각 방법.
제46 실시 형태. 공조에서의 사용을 위한, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물에 정해진 것들 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 용도.
제47 실시 형태. 제46 실시 형태에 있어서, 공조에서의 상기 용도는 주거용 공조 시스템, 산업용 공조 시스템, 또는 상업용 공조 시스템, 또는 옥상 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 가변 냉매 유동 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 냉각기 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 운송 공조 시스템, 또는 고정식 공조 시스템에서의 용도로부터 선택되는, 열 전달 조성물의 용도.
제48 실시 형태. 이동식 히트 펌프에, 또는 용적식 냉각기에, 또는 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창 냉각기에, 또는 거주용 히트 펌프, 거주용 공기-물 히트 펌프/순환수식 시스템, 또는 상업용 공기 열원, 수열원 또는 지열원 히트 펌프 시스템에, 또는 냉장 시스템, 저온 냉장 시스템에, 또는 중온 냉장 시스템에, 또는 상업용 냉장고에, 또는 상업용 냉동고에, 또는 제빙기에, 또는 운송 냉장 시스템에, 또는 가정용 냉동고에, 또는 가정용 냉장고에, 또는 산업용 냉동고에, 또는 산업용 냉장고에, 또는 냉각기에 사용하기 위한, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물로 정해진 것들 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 용도.
제49 실시 형태. 제46 실시 형태에 있어서, 공조에서의 상기 용도는 왕복 압축기, 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 주거용 공조 시스템, 또는 분리형 주거용 공조 시스템, 또는 덕트형 주거용 공조 시스템, 또는 윈도우 주거용 공조 시스템, 또는 휴대용 주거용 공조 시스템, 또는 중온 냉장 시스템에서의 용도로부터 선택되는, 열 전달 조성물의 용도.
제50 실시 형태. R410A에 대한 대체물로서 사용하기 위한, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나에 정해진 바와 같은 열 전달 조성물의 용도.
제51 실시 형태. R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 포함하는 또는 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법으로서, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함하는, 방법.
제52 실시 형태. 제51 실시 형태에 있어서, R410A를 대체하기 위한 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 사용은 상기 열 전달 시스템에서 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 변경을 필요로 하지 않는, 방법.
제53 실시 형태. 제51 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 사용은 냉각기 시스템, 또는 주거용 공조 시스템, 또는 산업용 공조 시스템에, 또는 상업용 공조 시스템, 또는 옥상 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 가변 냉매 유동 시스템인 상업용 공조 시스템에, 또는 냉각기 시스템인 상업용 공조 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서 제공되는, 방법.
제54 실시 형태. 제51 실시 형태 내지 제53 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 시스템으로부터 상기 R-410A를 적어도 약 5 중량% 제거하는 단계, 및 그것을 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함하는, 방법.
설명
정의:
본 발명의 목적상, 섭씨도(℃)의 온도와 관련하여 용어 "약"은 언급된 온도가 +/- 5℃의 양만큼 달라질 수 있음을 의미한다. 바람직한 실시 형태에서, 약으로 명시된 온도는 확인된 온도의, 바람직하게는 +/-2℃, 더욱 바람직하게는 +/-1℃, 그리고 더욱 더 바람직하게는 +/-0.5℃이다.
용어 "용량"은 냉장 시스템에서 냉매에 의해 제공되는 냉각의 양(BTU/hr 단위)이다. 이는 증발기를 통과할 때의 냉매의 엔탈피 변화(BTU/lb 단위)를 냉매의 질량 유량과 곱함으로써 실험적으로 결정된다. 엔탈피는 냉매의 압력 및 온도의 측정으로부터 결정될 수 있다. 냉장 시스템의 용량은 냉각될 영역을 특정 온도로 유지하는 능력에 관한 것이다. 냉매의 용량은 냉매가 제공하는 냉각 또는 가열의 양을 나타내며, 냉매의 주어진 체적 유량에 대한 다량의 열을 펌핑하는 압축기의 능력의 일부 척도를 제공한다. 다시 말해, 특정 압축기를 고려할 때, 더 높은 용량을 갖는 냉매는 더 큰 냉각력 또는 가열력을 제공할 것이다.
어구 "성능 계수"(이하, "COP")는 냉매 성능의 보편적으로 허용되는 척도로서, 이는 특히, 냉매의 증발 또는 응축을 수반하는 특정 가열 또는 냉각 사이클에서 냉매의 상대 열역학적 효율을 나타내는 데 유용하다. 냉장 공학에서, 이 용어는 증기를 압축하는 데 있어서 압축기에 의해 가해지는 에너지에 대한 유용한 냉장 또는 냉각 용량의 비를 나타내며, 따라서 열 전달 유체, 예를 들어 냉매의 주어진 체적 유량에 대한 다량의 열을 펌핑하는 주어진 압축기의 능력을 나타낸다. 다시 말해, 특정 압축기를 고려할 때, 더 높은 COP를 갖는 냉매는 더 큰 냉각력 또는 가열력을 제공할 것이다. 특정 작동 조건에서의 냉매의 COP를 추정하는 한 가지 수단은 표준 냉장 사이클 분석 기술을 사용한 냉매의 열역학적 특성에 의한 것이다(예를 들어, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 문헌[R.C. Downing, FLUOROCARBON REFRIGERANTS HANDBOOK, Chapter 3, Prentice-Hall, 1988] 참조).
어구 "배출 온도"는 압축기의 출구에서의 냉매의 온도를 지칭한다. 낮은 배출 온도의 이점은, 바람직하게는 압축기 구성요소를 보호하도록 설계된 시스템의 열 보호 측면의 활성화 없이 기존의 장비를 사용할 수 있으며, 배출 온도를 감소시키기 위해 액체 주입과 같은 비용이 많이 드는 제어를 사용하지 않는다는 점이다.
어구 "지구 온난화 지수"(이하, "GWP")는 상이한 가스들의 지구 온난화 영향의 비교를 가능하게 하기 위해 개발되었다. 구체적으로, 이는 1 톤의 이산화탄소의 배출량(emission)에 비해, 주어진 기간에 걸쳐 1 톤의 소정 가스의 배출량이 얼마나 많은 에너지를 흡수하는지의 척도이다. GWP가 클수록, CO2에 비하여 주어진 가스가 그 기간에 걸쳐 지구를 더 많이 온난화한다. GWP에 보통 사용되는 기간은 100년이다. GWP는 분석자들이 상이한 가스들의 배출량 산정치(emission estimate)들을 합산할 수 있게 하는 공통의 척도를 제공한다. www.epa.gov를 참조한다.
어구 "생애 주기 기후 성능"(Life Cycle Climate Performance)(이하, "LCCP")은 공조 및 냉장 시스템을 그의 수명에 걸친 그의 지구 온난화 영향에 대해 평가할 수 있는 방법이다. LCCP는 냉매 배출량의 직접적인 영향, 및 시스템을 작동시키기 위해 사용되는 에너지 소비량, 시스템을 제조하기 위한 에너지, 및 시스템의 운송 및 안전한 폐기의 간접적인 영향을 포함한다. 냉매 배출량의 직접적인 영향은 냉매의 GWP 값으로부터 얻어진다. 간접 배출량의 경우, 측정된 냉매 특성을 사용하여 시스템 성능 및 에너지 소비량을 얻는다. LCCP는 하기와 같은 식 1 및 식 2를 사용하여 결정된다. 식 1은 "직접 배출량 = 냉매 충전량(kg) × (연간 손실률 × 수명 + 수명 종료 시 손실) × GWP"이다. 식 2는 "간접 배출량 = 연간 전력 소비량 × 수명 × 1 kW-hr의 전기 생산당 CO2"이다. 식 1에 의해 결정되는 바와 같은 직접 배출량과 식 2에 의해 결정되는 바와 같은 간접 배출량을 함께 더하여 LCCP를 제공한다. 미국 국립 재생 연구소(National Renewable Laboratory)에 의해 생성되고 빈메이커(BinMaker)(등록상표) 프로 버전 4 소프트웨어에서 이용가능한 TMY2 및 TMY3 데이터를 분석에 사용한다. 기후 변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 평가 보고서 4(AR4) 2007에 보고된 GWP 값을 계산에 사용한다. LCCP는 공조 또는 냉장 시스템의 수명에 걸친 이산화탄소 질량(kg-CO2eq)으로 표현된다.
용어 "질량 유량"은 시간 단위당 도관을 통과하는 냉매의 질량이다.
용어 "작업 노출 한계(Occupational Exposure Limit, OEL)"는 규격[ASHRAE Standard 34-2016 Designation and Safety Classification of Refrigerants]에 따라 결정된다.
종래의 특정 냉매"에 대한 대체물"로서, 본 발명의 특정 열 전달 조성물 또는 냉매와 관련하여 "~에 대한 대체물"은, 이 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 지금까지 종래 냉매와 함께 일반적으로 사용되어 온 열 전달 시스템에서 본 발명의 지시된 조성물을 사용하는 것을 의미한다. 예로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물이, 지금까지 R410A용으로 설계되고/되거나 이것과 함께 일반적으로 사용되어 온 열 전달 시스템, 예컨대 주거용 공조 및 상업용 공조(옥상 시스템, 가변 냉매 유동(VRF) 시스템 및 냉각기 시스템을 포함함)에 사용되는 경우, 본 발명의 냉매는 그러한 시스템에서 R410A에 대한 대체물이다.
어구 "열역학적 글라이드(thermodynamic glide)"는 일정 압력에서 증발기 또는 응축기에서의 상변화 과정 동안 변동하는 온도를 갖는 비공비(zeotropic) 냉매 혼합물에 적용된다.
어구 "열역학적 글라이드(thermodynamic glide)"는 일정 압력에서 증발기 또는 응축기에서의 상변화 과정 동안 변동하는 온도를 갖는 비공비(zeotropic) 냉매 혼합물에 적용된다.
"TAN 값"은, 이 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 가속 에이징에 의해 열 전달 조성물의 장기간 안정성을 시뮬레이션하기 위하여 규격[ASHRAE Standard 97 - "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems"]에 따라 결정된 바와 같은 총 산가(total acid number)를 지칭한다.
열 전달 조성물
본 출원인들은 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물이 이례적으로 유리한 특성, 및 특히 사용 중 안정성 및 불연성을 제공할 수 있음을 알아내었는데, 이는 특히, R-410A에 대한 대체물로서, 특히 종래의 410A 주거용 공조 시스템 및 종래의 R-410A 상업용 공조 시스템(종래의 R-410A 옥상 시스템, 종래의 R-410A 가변 냉매 유동(VRF) 시스템 및 종래의 R-410A 냉각기 시스템을 포함함)에서, 열 전달 조성물을 사용하는 경우에 그러하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 기준 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17은 열 전달 조성물 8A 및 열 전달 조성물 8B를 포함한, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 지칭한다.
본 발명의 열 전달 조성물 내에 포함되는 냉매의 특별한 이점은, 이것이 불연성 시험에 따라 시험될 때 불연성이라는 것이며, 상기에 언급된 바와 같이, 다양한 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서 사용될 수 있고, 탁월한 열 전달 특성, 낮은 환경 영향(특히 낮은 GWP 및 거의 0의 ODP를 포함함), 탁월한 화학적 안정성, 저독성 또는 무독성, 및/또는 윤활제 상용성을 갖고, 사용 중에 불연성을 유지하는 냉매 및 열 전달 조성물을 제공하는 것에 대한 요망이 당업계에 있어 왔다. 이러한 바람직한 이점은 본 발명의 냉매 및 열 전달 조성물에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 열 전달 조성물의 40 중량% 초과의 양으로 냉매를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 열 전달 조성물의 50 중량% 초과, 또는 70 중량% 초과, 또는 80 중량% 초과, 또는 90 중량% 초과의 양으로 냉매를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 냉매, 윤활제 및 안정제로 본질적으로 이루어진다.
본 발명의 열 전달 조성물은, 바람직하게는 본 발명에 따라 제공되는 향상된 안정성을 무효화시키지 않으면서, 조성물에 소정 기능성을 향상 또는 제공하기 위한 목적으로 다른 성분을 포함할 수 있다. 그러한 다른 성분 또는 첨가제는 염료, 가용화제, 상용화제, 보조 안정제, 산화방지제, 부식 억제제, 극압 첨가제 및 마모 방지 첨가제를 포함할 수 있다.
안정제:
알킬화 나프탈렌
본 출원인들은 놀랍고도 예기치 않게 알킬화 나프탈렌이 본 발명의 열 전달 조성물을 위한 안정제로서 매우 효과적이라는 것을 알아내었다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "알킬화 나프탈렌"은 하기 구조를 갖는 화합물을 지칭한다:
(여기서, 각각의 R1 내지 R8은 독립적으로 선형 알킬 기, 분지형 알킬 기 및 수소로부터 선택됨). 알킬 사슬의 특정 길이 및 분지쇄 및 직쇄와 수소의 조합은 본 발명의 범위 내에서 변동될 수 있으며, 그러한 변동은, 특히 알킬화 화합물의 점도를 포함한, 알킬화 나프탈렌의 물리적 특성을 반영하고, 그러한 물질의 생산자는 빈번하게 특정 R 기의 사양의 대안으로서 하나 이상의 그러한 특성을 언급함으로써 그러한 물질을 정의한다는 것이 당업자에게 인식되고 이해될 것이다.
본 출원인들은 예기치 않게도 놀랍고 유리한 결과가 하기 특성을 갖는 본 발명에 따른 안정제로서의 알킬화 나프탈렌의 사용과 관련되어 있다는 것을 알아내었으며, 지시된 특성을 갖는 알킬화 나프탈렌 화합물은 본 명세서에서 편의상 알킬화 나프탈렌 1(또는 AN1) 내지 알킬화 나프탈렌 5(또는 AN5)로 지칭되며, 이들은 하기 표의 행 1 내지 행 5에 각각 나타나 있는 바와 같다:
알킬화 나프탈렌 표 1
ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 ±4 cSt를 의미한다.
ASTM D445에 따라 측정된 100℃에서의 점도와 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 ±0.4 cSt를 의미한다.
ASTM D97에 따라 측정된 유동점과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 ±5℃를 의미한다.
본 출원인들은 또한 예기치 않게도 놀랍고 유리한 결과가 하기 특성을 갖는 본 발명에 따른 안정제로서의 알킬화 나프탈렌의 사용과 관련되어 있다는 것을 알아내었으며, 지시된 특성을 갖는 알킬화 나프탈렌 화합물은 본 명세서에서 편의상 알킬화 나프탈렌 6(또는 AN6) 내지 알킬화 나프탈렌 10(또는 AN10)으로 지칭되며, 이들은 하기 표의 행 6 내지 행 10에 각각 나타나 있는 바와 같다:
알킬화 나프탈렌 표 2
알킬화 나프탈렌 1 및 알킬화 나프탈렌 6의 의미 내의 알킬화 나프탈렌의 예에는 킹 인더스트리즈(King Industries)에 의해 상표명 NA-LUBE KR-007A; KR-008; KR-009; KR-015; KR-019; KR-005FG; KR-015FG; 및 KR-029FG로 판매되는 것들이 포함된다.
알킬화 나프탈렌 2 및 알킬화 나프탈렌 7의 의미 내의 알킬화 나프탈렌의 예에는 킹 인더스트리즈에 의해 상표명 NA-LUBE KR-007A; KR-008; KR-009; 및 KR-005FG로 판매되는 것들이 포함된다.
알킬화 나프탈렌 5 및 알킬화 나프탈렌 10의 의미의 범위 내에 있는 알킬화 나프탈렌의 예에는 킹 인더스트리즈에 의해 상표명 나-루베(NA-LUBE) KR-008로 판매되는 제품이 포함된다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1, AN2, 또는 AN3, 또는 AN4, 또는 AN5, 또는 AN6, 또는 AN7, 또는 AN8, 또는 AN9 또는 AN10이다.
산 고갈 모이어티(ADM)
당업자는 부당한 실험 없이, 본 발명에 따라 유용한 다양한 ADM을 결정할 수 있을 것이며, 모든 그러한 ADM은 본 발명의 범주 내에 있다.
에폭사이드
본 출원인들은 에폭사이드, 특히 알킬화 에폭사이드가 알킬화 나프탈렌 안정제와 조합하여 사용될 때 본 명세서에 논의된 향상된 안정성을 생성하는 데 효과적이라는 것을 알아내었으며, 본 출원인들은 반드시 이론에 의해 구애되고자 하지는 않지만, 이러한 상승적 향상은 본 발명의 열 전달 조성물에서의 ADM으로서의 효과적인 기능에 적어도 부분적으로 기인하는 것으로 여겨진다.
바람직한 실시 형태에서, 에폭사이드는 산과의 개환 반응을 거쳐서 달리 시스템에 유해한 영향을 미치지 않으면서 산의 시스템을 고갈시키는 에폭사이드들로 이루어진 군으로부터 선택된다.
유용한 에폭사이드에는 방향족 에폭사이드, 알킬 에폭사이드, 및 알케닐 에폭사이드가 포함된다.
바람직한 에폭사이드는 하기 화학식 I의 에폭사이드를 포함한다:
상기 식에서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 2 내지 15개의 탄소(C2 내지 C15) 비환형 기, C2 내지 C15 지방족 기 및 C2 내지 C15 에테르로부터 선택된다. 화학식 I에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM1로 지칭된다.
바람직한 실시 형태에서, 화학식 I의 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 구조를 갖는 에테르이다:
상기 식에서, 각각의 R5 및 R6은 독립적으로 C1 내지 C14 직쇄 또는 분지쇄, 바람직하게는 비치환된 알킬 기이다. 이 단락에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM2로 지칭된다.
바람직한 실시 형태에서, 화학식 I의 R1 내지 R4 중 하나는 하기 구조를 갖는 에테르이다:
상기 식에서, 각각의 R5 및 R6은 독립적으로 C1 내지 C14 직쇄 또는 분지쇄, 바람직하게는 비치환된 알킬 기이고, R1 내지 R4 중 나머지 3개는 H이다. 이 단락에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM3으로 지칭된다.
바람직한 실시 형태에서, 에폭사이드는 2-에틸헥실 글리시딜 에테르를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어진다. 이 단락에 따른 에폭사이드는 때때로 본 명세서에서 편의상 ADM4로 지칭된다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM3을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN1이고, ADM4를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM3을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, ADM4를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM3을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN10이고, ADM4를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM1을 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM2를 추가로 포함한다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM3을 추가로 포함한다.본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 알킬화 나프탈렌은 AN2, 또는 AN3 또는 AN4 또는 AN6, 또는 AN7 또는 AN8 또는 AN9이고, ADM4를 추가로 포함한다.
ADM이, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 존재할 때, 알킬화 나프탈렌은 바람직하게는 0.01% 내지 약 10%, 또는 약 1.5% 내지 약 4.5%, 또는 약 2.5% 내지 약 3.5%의 양으로 존재하며, 이때 양은 시스템 내의 알킬화 나프탈렌 + 냉매의 양을 기준으로 한 중량% 단위이다.
ADM이, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 존재할 때, 알킬화 나프탈렌은 바람직하게는 0.1% 내지 약 20%, 또는 1.5% 내지 약 10%, 또는 1.5% 내지 약 8%의 양으로 존재하며, 이때 양은 시스템 내의 알킬화 나프탈렌 + 윤활제의 양을 기준으로 한 중량% 단위이다.
카르보다이이미드
ADM은 카르보다이이미드를 포함할 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 카르보다이이미드는 하기 구조를 갖는 화합물을 포함한다:
기타 안정제
알킬화 나프탈렌 및 ADM 이외의 안정제가 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 포함될 수 있는 것으로 고려된다. 그러한 다른 안정제의 예가 이하에 기술된다.
페놀계 화합물
바람직한 실시 형태에서, 안정제는 페놀계 화합물을 추가로 포함한다.
페놀계 화합물은 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀)을 포함하는 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올; 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올의 유도체; 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-아이소프로필리덴비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-노닐페놀); 2,2'-아이소부틸리덴비스(4,6-다이메틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀); 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀(BHT); 2,6-다이-tert-부틸-4-에틸페놀; 2,4-다이메틸-6-tert-부틸페놀; 2,6-다이-tert-알파-다이메틸아미노-p-크레졸; 2,6-다이-tert-부틸-4(N,N'-다이메틸아미노메틸페놀); 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸벤질)설파이드; 비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질)설파이드, 토코페롤, 하이드로퀴논, 2,2',6,6'-테트라-tert-부틸-4,4'-메틸렌다이페놀 및 t-부틸 하이드로퀴논으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 BHT일 수 있다.
페놀 화합물, 특히 BHT는 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
페놀 화합물, 특히 BHT는 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물 내의 윤활제의 중량을 기준으로 한 중량을 지칭한다.
본 발명은 또한, 조성물 내의 모든 안정제 성분들의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 0.1 내지 약 10 중량%의 BHT를 포함하는 안정제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 6으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 조성물 내의 모든 안정제 성분들의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 5 중량% 내지 약 30 중량%의, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 0.1 내지 약 10 중량%의 BHT를 포함하는 안정제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 7로 지칭된다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 열 전달 조성물은 안정제 6을 포함한다.
본 발명은, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 26을 포함한, 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 열 전달 조성물은 안정제 7을 포함한다.
본 발명은, AN1 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN5 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN10 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN5, ADM4 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
본 발명은, AN10, ADM4 및 BHT를 포함하는, 본 발명의 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 포함한다.
다이엔계 화합물
다이엔계 화합물은 C3 내지 C15 다이엔, 및 임의의 2개 이상의 C3 내지 C4 다이엔의 반응에 의해 형성된 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 다이엔계 화합물은 알릴 에테르, 프로파다이엔, 부타다이엔, 아이소프렌 및 테르펜으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 다이엔계 화합물은 바람직하게는, 테레벤, 레티날, 제라니올, 테르피넨, 델타-3 카렌, 테르피놀렌, 펠란드렌, 펜첸(fenchene), 미르센, 파르네센, 피넨, 네롤, 시트랄, 장뇌, 멘톨, 리모넨, 네롤리돌, 피톨, 카르노스산 및 비타민 A1을 포함하지만 이로 한정되지 않는 테르펜이다. 바람직하게는, 안정제는 파르네센이다. 바람직한 테르펜 안정제는 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 출원 공개 제2006/0167044A1호로 공개된, 2004년 12월 12일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/638,003호에 개시되어 있다.
또한, 다이엔계 화합물은 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
인계 화합물
인 화합물은 포스파이트 또는 포스페이트 화합물일 수 있다. 본 발명의 목적상, 포스파이트 화합물은 다이아릴, 다이알킬, 트라이아릴 및/또는 트라이알킬 포스파이트, 및/또는 혼합 아릴/알킬 이치환 또는 삼치환된 포스파이트, 특히 장애(hindered) 포스파이트, 트리스-(다이-tert-부틸페닐)포스파이트, 다이-n-옥틸 포스파이트, 아이소-옥틸 다이페닐 포스파이트, 아이소-데실 다이페닐 포스파이트, 트라이-아이소-데실 포스페이트, 트라이페닐 포스파이트 및 다이페닐 포스파이트로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 특히 다이페닐 포스파이트일 수 있다.
포스페이트 화합물은 트라이아릴 포스페이트, 트라이알킬 포스페이트, 알킬 일산 포스페이트, 아릴 이산 포스페이트, 아민 포스페이트, 바람직하게는 트라이아릴 포스페이트 및/또는 트라이알킬 포스페이트, 특히 트라이-n-부틸 포스페이트일 수 있다.
인 화합물은 0 중량% 초과 및 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량은 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
질소 화합물
안정제가 질소 화합물인 경우, 안정제는 다이페닐아민, p-페닐렌다이아민, 트라이에틸아민, 트라이부틸아민, 다이아이소프로필아민, 트라이아이소프로필아민 및 트라이아이소부틸아민으로부터 선택되는 하나 이상의 2차 또는 3차 아민과 같은 아민계 화합물을 포함할 수 있다. 아민계 화합물은, 치환된 피페리딘 화합물, 즉, 알킬 치환된 피페리딜, 피페리디닐, 피페라지논, 또는 알킬옥시피페리디닐의 유도체와 같은 아민 산화방지제, 특히 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디놀; 비스-(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딜)세바케이트; 다이(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 폴리(N-하이드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-피페리딜 석시네이트; N-페닐-N'-(1,3-다이메틸-부틸)-p-페닐렌다이아민 또는 N,N'-다이-sec-부틸-p-페닐렌다이아민과 같은 알킬화 파라페닐렌다이아민, 및 탤로우 아민, 메틸 비스 탤로우 아민 및 비스 탤로우 아민과 같은 하이드록실아민, 또는 페놀-알파-나프틸아민 또는 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 765(시바(Ciba)), BLS(등록상표) 1944(메이조 인크(Mayzo Inc)) 및 BLS(등록상표) 1770(메이조 인크)로부터 선택되는 하나 이상의 아민 산화방지제일 수 있다. 본 발명의 목적상, 아민계 화합물은 또한 알킬다이페닐 아민, 예를 들어 비스(노닐페닐 아민), 다이알킬아민, 예를 들어 (N-(1-메틸에틸)-2-프로필아민, 또는 페닐-알파-나프틸 아민(PANA), 알킬-페닐-알파-나프틸-아민(APANA), 및 비스(노닐페닐)아민 중 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 아민계 화합물은 페닐-알파-나프틸 아민(PANA), 알킬-페닐-알파-나프틸-아민(APANA) 및 비스(노닐페닐)아민 중 하나 이상, 더욱 바람직하게는 페닐-알파-나프틸 아민(PANA)이다.
대안적으로, 또는 상기에서 확인된 질소 화합물에 더하여, 다이니트로벤젠, 니트로벤젠, 니트로메탄, 니트로소벤젠, 및 TEMPO[(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-일)옥실]로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이 안정제로서 사용될 수 있다.
질소 화합물은 0 중량% 초과, 및 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 열 전달 조성물에 제공될 수 있다. 각각의 경우에, 중량%는 열 전달 조성물의 중량을 지칭한다.
아이소부틸렌
아이소부틸렌이 또한 본 발명에 따른 안정제로서 사용될 수 있다.
추가의 안정제 조성물
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 페놀을 포함하는 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 8로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 포스페이트로 본질적으로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 9로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 포스페이트와 페놀의 조합을 포함하는 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 10으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 존재하는, 포스페이트, 페놀 및 이들의 조합으로부터 선택되는 추가의 안정제를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 11로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 70 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 포스페이트, 페놀 및 이들의 조합으로부터 선택되는 추가의 안정제를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 12로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 BHT로 본질적으로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 13으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 BHTI로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 14로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, BHT 및 포스페이트로 본질적으로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 15로 지칭된다.
본 발명은 또한, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 및 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, BHT 및 포스페이트로 이루어진 안정제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 16으로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 존재하는 BHT를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 17로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 70 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는 BHT를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 18로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 1 중량% 내지 약 55 중량%의 양으로 존재하는, BHT, 포스페이트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 제3 안정제 화합물을 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 19로 지칭된다.
본 발명은 또한, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 AN1 내지 AN10을 포함한, 알킬화 나프탈렌, 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재하는, 각각의 ADM1 내지 ADM4를 포함한, ADM, 및 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하는 BHT를 포함하는 안정제를 제공하며, 이때 상기 중량%는 안정제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 단락에 따른 안정제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정제 20으로 지칭된다.
각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제는, 임의의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 8 및 열 전달 조성물 9 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 임의의 열 전달 조성물에 사용될 수 있다.
각각의 안정제 1 내지 안정제 6을 포함한, 본 발명의 안정제는 또한 임의의 열 전달 조성물 8A 및 열 전달 조성물 8B에 사용될 수 있다.
윤활제
일반적으로, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 45를 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 POE 윤활제 및/또는 PVE 윤활제를 포함하며, 윤활제는 바람직하게는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
POE 윤활제
본 발명의 POE 윤활제는 바람직한 실시 형태에서 네오펜틸 POE 윤활제를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 네오펜틸 POE 윤활제는 네오펜틸 폴리올(바람직하게는 펜타에리트리톨, 트라이메틸올프로판, 또는 네오펜틸 글리콜, 그리고 더 높은 점도가 바람직한 실시 형태에서는, 다이펜타에리트리톨)과 선형 또는 분지형 카르복실산 사이의 반응으로부터 유도되는 폴리올 에스테르(POE)를 지칭한다.
구매가능한 POE에는 에머리(Emery) 2917(등록상표) 및 하트콜(Hatcol) 2370(등록상표)으로 입수가능한 네오펜틸 글리콜 다이펠라르고네이트, 및 씨피아이 플루이드 엔지니어링(CPI Fluid Engineering)에 의해 상표명 엠카레이트(Emkarate) RL32-3MAF 및 엠카레이트 RL68H로 판매되는 것들을 포함한 펜타에리트리톨 유도체가 포함된다. 엠카레이트 RL32-3MAF 및 엠카레이트 RL68H는 하기의 확인된 특성을 갖는 바람직한 네오펜틸 POE 윤활제이다:
다른 유용한 에스테르에는 포스페이트 에스테르, 이염기산 에스테르 및 플루오로 에스테르가 포함된다.
ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 cSt 내지 약 70 cSt이고, ASTM D445에 따라 100℃에서 측정된 점도가 약 5 cSt 내지 약 10 cSt인 POE로 본질적으로 이루어진 윤활제는 본 명세서에서 윤활제 1로 지칭된다.
ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 cSt 내지 약 70 cSt인 네오펜틸 POE로 본질적으로 이루어진 윤활제가 편의상 윤활제 2로 지칭된다.
본 발명은 또한, POE 윤활제를 포함하는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 제공한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 POE 윤활제로 본질적으로 이루어진 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 POE 윤활제로 이루어진 윤활제를 포함한다.
본 발명은 또한, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 제공하며, 여기서 윤활제는 윤활제 1 및/또는 윤활제 2이다.
PVE 윤활제
본 발명의 윤활제는 일반적으로 PVE 윤활제를 포함할 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, PVE 윤활제는 하기 화학식 II에 따른 PVE로서의 것이다:
[화학식 II]
상기 식에서, R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1 내지 C10 탄화수소, 바람직하게는 C2 내지 C8 탄화수소이고, R1 및 R4는 각각 독립적으로 알킬, 알킬렌 글리콜, 또는 폴리옥시알킬렌 글리콜 단위이고, n 및 m은 바람직하게는 원하는 특성을 갖는 윤활제를 얻도록 당업자의 요구에 따라 선택되며, 바람직한 n 및 m은 ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 내지 약 70 cSt인 윤활제를 얻도록 선택된다. 바로 위의 설명에 따른 PVE 윤활제는 편의상 윤활제3으로 지칭된다. 구매가능한 폴리비닐 에테르에는 이데미츠(Idemitsu)로부터 상표명 FVC32D 및 FVC68D로 판매되는 윤활제가 포함된다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 PVE 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 PVE 윤활제로 본질적으로 이루어진 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물은 PVE 윤활제로 이루어진 윤활제를 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 열 전달 조성물 내의 PVE는 화학식 II에 따른 PVE이다.
본 발명은 또한, 윤활제 1, 또는 윤활제 2, 또는 윤활제 3을 포함하는, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 제공한다.
안정화된 윤활제
본 발명은 또한, (a) POE 윤활제; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 1로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) 네오펜틸 POE 윤활제; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 2로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) 윤활제 1; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 3으로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) 윤활제 2; 및 (b) 각각의 안정제 1 내지 안정제 20을 포함한, 본 발명의 안정제를 포함하는 안정화된 윤활제를 제공한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 4로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 1을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 5로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 2를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 6으로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 3을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 7로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 4를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 8로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제; 및 (b) 안정제 5를 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 9로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량% 미만의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 10으로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 11로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 8 중량%의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 12로 지칭된다.
본 발명은 또한 (a) POE 윤활제; 및 (b) 윤활제 및 알킬화 나프탈렌의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 6 중량%의 알킬화 나프탈렌을 포함하는 안정화된 윤활제를 포함한다. 이 단락에 따른 안정화된 윤활제는 때때로 본 명세서에서 편의상 안정화된 윤활제 13으로 지칭된다.
본 발명은, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물을 포함하며, 여기서 윤활제 및 안정제는 각각의 안정화된 윤활제 1 내지 안정화된 윤활제 13을 포함한, 본 발명의 안정화된 윤활제이다.
방법, 용도 및 시스템
본 명세서에 개시된 열 전달 조성물은 공조 응용을 포함한 열 전달 응용에 사용하기 위해 제공되며, 매우 바람직한 공조 응용에는 주거용 공조, 상업용 공조 응용(예컨대, 옥상 응용, VRF 응용 및 냉각기)이 포함된다.
본 발명은 또한 공조 방법을 포함한 열 전달을 제공하기 위한 방법을 포함하며, 매우 바람직한 공조 방법에는 주거용 공조를 제공하는 방법, 상업용 공조를 제공하는 방법(예를 들어, 옥상 공조를 제공하는 방법, VRF 공조를 제공하는 방법, 및 냉각기를 사용하여 공조를 제공하는 방법)이 포함된다.
본 발명은 또한 공조 시스템을 포함한 열 전달 시스템을 포함하며, 매우 바람직한 공조 시스템에는 주거용 공조, 상업용 공조 시스템(예컨대, 옥상 공조 시스템, VRF 공조 시스템 및 공조 냉각기 시스템)이 포함된다.
본 발명은 또한 열 전달 조성물의 용도, 열 전달 조성물의 사용 방법, 및 냉장과 관련된 열 전달 조성물, 히트 펌프 및 냉각기(휴대용 수냉각기 및 중앙 수냉각기를 포함함)를 포함하는 시스템을 제공한다.
본 발명의 열 전달 조성물에 대한 임의의 언급은 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 열 전달 조성물을 지칭한다. 따라서, 본 발명의 조성물의 용도, 방법, 시스템 또는 응용에 대한 하기의 논의를 위해, 열 전달 조성물은 임의의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함하거나 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
시스템 내에 압축기 및 압축기를 위한 윤활제를 포함하는 본 발명의 열 전달 시스템의 경우, 시스템은 시스템 내의 윤활제 로딩량이 약 5 중량% 내지 60 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 40 중량%가 되도록 하는 냉매 및 윤활제의 로딩을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "윤활제 로딩량"은 시스템 내에 포함된 윤활제와 냉매의 총계에 대한 백분율로서의 시스템 내에 포함된 윤활제의 총 중량을 지칭한다. 그러한 시스템은 또한 열 전달 조성물의 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 8 중량%의 윤활제 로딩량을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열 전달 시스템은 서로 유체 연통하는 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창 장치, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17 및 시스템 내의 격리 재료를 포함할 수 있으며, 상기 격리 재료는 바람직하게는 i. 구리 또는 구리 합금, 또는 ii. 활성 알루미나, 또는 iii. 구리, 은, 납 또는 이들의 조합을 포함하는 제올라이트 분자체, 또는 iv. 음이온 교환 수지, 또는 v. 수분-제거 재료, 바람직하게는 수분-제거 분자체, 또는 vi. 상기 중 둘 이상의 조합을 포함한다.
본 발명은 복수의 반복 사이클에서, 냉매 액체를 증발시켜 냉매 증기를 생성하는 단계, 압축기에서 냉매 증기의 적어도 일부분을 압축하는 단계, 및 냉매 증기를 응축시키는 단계를 포함하는 유형의 열 전달을 위한 방법을 또한 포함하며, 상기 방법은
(a) 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 열 전달 조성물을 제공하는 단계;
(b) 선택적으로 그러나 바람직하게는 상기 압축기에 윤활제를 제공하는 단계; 및
(c) 상기 냉매의 적어도 일부분 및/또는 상기 윤활제의 적어도 일부분을 격리 재료에 노출시키는 단계를 포함한다.
용도, 장비 및 시스템
바람직한 실시 형태에서, 주거용 공조 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 가열 모드로 사용되는 주거용 공조 시스템 및 방법은 약 -20℃ 내지 약 3℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 35℃ 내지 약 50℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 상업용 공조 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 순환수식 시스템 및 방법은 약 -20℃ 내지 약 3℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 50℃ 내지 약 90℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 중온 시스템 및 방법은 약 -12℃ 내지 약 0℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 저온 시스템 및 방법은 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, 옥상 공조 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
바람직한 실시 형태에서, VRF 시스템 및 방법은 약 0℃ 내지 약 10℃ 범위의 냉매 증발 온도를 가지며, 응축 온도는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
본 발명은 주거용 공조 시스템에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 포함한다.
본 발명은 냉각기 시스템에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 포함한다.
본 발명의 목적상, 보통 사용되는 압축기의 예에는 왕복 압축기, 회전 압축기(롤링 피스톤(rolling piston) 및 회전식 베인(vane)을 포함함), 스크롤 압축기, 스크루 압축기, 및 원심 압축기가 포함된다. 따라서, 본 발명은 왕복 압축기, 회전 압축기(롤링 피스톤 및 회전식 베인을 포함함), 스크롤 압축기, 스크루 압축기, 또는 원심 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에 사용하기 위한 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 냉매 및/또는 열 전달 조성물을 제공한다.
본 발명의 목적상, 보통 사용되는 팽창 장치의 예에는 모세관, 고정 오리피스, 열 팽창 밸브 및 전자 팽창 밸브가 포함된다. 따라서, 본 발명은 모세관, 고정 오리피스, 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 포함하는 열 전달 시스템에 사용하기 위한 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 냉매 및/또는 열 전달 조성물을 제공한다.
본 발명의 목적상, 증발기 및 응축기는 각각, 바람직하게는 핀형 튜브(finned tube) 열 교환기, 미세채널(microchannel) 열 교환기, 쉘-앤드-튜브(shell and tube), 플레이트 열 교환기, 및 튜브-인-튜브(tube-in-tube) 열 교환기로부터 선택되는 열 교환기의 형태일 수 있다. 따라서, 본 발명은, 증발기 및 응축기가 함께 핀형 튜브 열 교환기, 미세채널 열 교환기, 쉘-앤드-튜브, 플레이트 열 교환기, 또는 튜브-인-튜브 열 교환기를 형성하는 열 전달 시스템에서 사용하기 위한 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 및 임의의 냉매 및/또는 열 전달 조성물을 제공한다.
따라서, 본 발명의 시스템은 바람직하게는 본 발명에 따른 냉매의 적어도 일부분 및/또는 윤활제의 적어도 일부분과 접촉하는 격리 재료를 포함하며, 상기 접촉 중에 상기 격리 재료의 온도 및/또는 상기 냉매의 온도 및/또는 상기 윤활제의 온도는 바람직하게는 약 10℃ 이상의 온도이고, 격리 재료는 바람직하게는 하기의 조합을 포함한다: 음이온 교환 수지, 활성 알루미나, 은을 포함하는 제올라이트 분자체, 및 수분-제거 재료, 바람직하게는 수분-제거 분자체.
본 출원에 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 일부분과 접촉하는"은, 상기 격리 재료들의 각각 및 격리 재료들의 임의의 조합이 시스템 내의 냉매 및/또는 윤활제의 동일하거나 개별적인 부분들과 접촉하는 것을 포함하도록 넓은 의미로 의도되며, 각각의 유형 또는 특정 격리 재료가 (i) 존재하는 경우, 각각의 다른 유형 또는 특정 재료와 함께 물리적으로 위치되는 것; (ii) 존재하는 경우, 각각의 다른 유형 또는 특정 재료와 물리적으로 분리되어 위치되는 것, 및 (iii) 2개 이상의 재료가 물리적으로 함께 있고 적어도 하나의 격리 재료가 적어도 하나의 다른 격리 재료로부터 물리적으로 분리된 조합인 실시 형태를 포함하지만 이로 반드시 제한되지는 않도록 의도된다.
본 발명의 열 전달 조성물은 가열 응용 및 냉각 응용에 사용될 수 있다.
본 발명의 특정 특징에서, 열 전달 조성물은 열 전달 조성물을 응축시키는 단계 및 후속적으로 상기 조성물을 냉각될 물품 또는 본체의 부근에서 증발시키는 단계를 포함하는 냉각 방법에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 냉각 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 i) 본 명세서에 기재된 바와 같은 열 전달 조성물을 응축시키는 단계; 및
ii) 냉각될 본체 또는 물품의 부근에서 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하며;
상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -40℃ 내지 약 +10℃의 범위이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 열 전달 조성물은 가열될 물품 또는 본체의 부근에서 열 전달 조성물을 응축시키는 단계 및 후속적으로 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하는 가열 방법에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 가열 방법에 관한 것으로, 본 방법은 i) 본 명세서에 기재된 열 전달 조성물을, 가열될 본체 또는 물품의 부근에서 응축시키는 단계, 및
ii) 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하며, 상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위이다.
본 발명의 열 전달 조성물은 운송 공조 응용 및 고정식 공조 응용 둘 모두를 포함한 공조 응용에 사용하기 위해 제공된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 임의의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에 사용될 수 있다:
- 이동식 공조, 특히 열차 및 버스 공조를 포함한 공조 응용,
- 이동식 히트 펌프, 특히 전기 차량 히트 펌프;
- 냉각기, 특히 용적식 냉각기, 더욱 특히 모듈식이거나 통상적으로 단독으로 패키징된, 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창식 냉각기,
- 주거용 공조 시스템, 특히 덕트 분리형(ducted split) 또는 무덕트 분리형(ductless split) 공조 시스템,
- 주거용 히트 펌프,
- 주거용 공기-물 히트 펌프/순환수식 시스템,
- 산업용 공조 시스템,
- 상업용 공조 시스템, 특히 패키지형 옥상 유닛 및 가변 냉매 유동(VRF) 시스템;
- 상업용 공기열원, 수열원 또는 지열원 히트 펌프 시스템.
본 발명의 열 전달 조성물은 냉장 시스템에 사용하기 위해 제공된다. 용어 "냉장 시스템"은 냉각을 제공하기 위해 냉매를 이용하는 임의의 시스템 또는 장치 또는 그러한 시스템 또는 장치의 임의의 부품 또는 부분을 지칭한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 임의의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에 사용될 수 있다:
- 저온 냉장 시스템,
- 중온 냉장 시스템,
- 상업용 냉장고,
- 상업용 냉동고,
- 제빙기,
- 자동판매기,
- 운송 냉장 시스템,
- 가정용 냉동고,
- 가정용 냉장고,
- 산업용 냉동고,
- 산업용 냉장고 및
- 냉각기.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (냉각의 경우 약 0 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 7℃ 및/또는 가열의 경우 약 -20 내지 약 3℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 왕복 압축기, 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 0 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 4.5℃의 증발기 온도를 갖는) 공랭식 냉각기에서, 특히 용적식 압축기를 갖는 공랭식 냉각기, 더욱 특히 왕복 스크롤 압축기를 갖는 공랭식 냉각기에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -20 내지 약 3℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도 또는 약 -30 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -12 내지 약 0℃의 범위, 특히 약 -8℃의 증발기 온도를 갖는) 중온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -40 내지 약 -12℃, 특히 약 -40℃ 내지 약 -23℃의 범위 또는 바람직하게는 약 -32℃의 증발기 온도를 갖는) 저온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공된다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 예를 들어, 여름에 건물에 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 분리형 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 덕트 분리형 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 윈도우 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
따라서, 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 휴대용 주거용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공조 시스템은 차가운 공기(상기 공기는 예를 들어 약 10℃ 내지 약 17℃, 특히 약 12℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다.
바로 앞의 선행하는 단락들에 기재된 것들을 포함한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 주거용 공조 시스템은 바람직하게는 공기-냉매 증발기(실내 코일), 압축기, 공기-냉매 응축기(실외 코일), 및 팽창 밸브를 갖는다. 증발기 및 응축기는 라운드 튜브 플레이트 핀(round tube plate fin) 열 교환기, 핀형 튜브 열 교환기 또는 미세채널 열 교환기일 수 있다. 압축기는 왕복 압축기 또는 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기일 수 있다. 팽창 밸브는 모세관, 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브일 수 있다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 0℃ 내지 10℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 40℃ 내지 70℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 주거용 히트 펌프 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 주거용 히트 펌프 시스템은 겨울에 건물에 따뜻한 공기(상기 공기는 예를 들어 약 18℃ 내지 약 24℃, 특히 약 21℃의 온도를 가짐)를 공급하는 데 사용된다. 이는 주거용 공조 시스템과 동일한 시스템일 수 있지만, 히트 펌프 모드에서는 냉매 유동이 역전되며 실내 코일은 응축기가 되고 실외 코일은 증발기가 된다. 전형적인 시스템 유형은 분리형 및 미니-분리형 히트 펌프 시스템이다. 증발기 및 응축기는 보통 라운드 튜브 플레이트 핀 열 교환기, 핀형 열 교환기 또는 미세채널 열 교환기이다. 압축기는 보통 왕복 압축기 또는 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기이다. 팽창 밸브는 보통 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브이다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 약 -20 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 약 35℃ 내지 약 50℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 상업용 공조 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 상업용 공조 시스템은 사무실 및 병원 등과 같은 대형 건물에 냉각된 물(상기 물은 예를 들어 약 7℃의 온도를 가짐)을 공급하는 데 사용되는 냉각기일 수 있다. 응용에 따라, 냉각기 시스템은 일년 내내 가동 중일 수 있다. 냉각기 시스템은 공랭식 또는 수냉식일 수 있다. 공랭식 냉각기는 보통 냉각된 물을 공급하기 위한 플레이트 증발기, 튜브-인-튜브 증발기 또는 쉘-앤드-튜브 증발기, 왕복 압축기 또는 스크롤 압축기, 주위 공기와 열을 교환하기 위한 라운드 튜브 플레이트 핀 응축기, 핀형 튜브 응축기 또는 미세채널 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 수냉식 시스템은 보통 냉각된 물을 공급하기 위한 쉘-앤드-튜브 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기, 스크루 압축기 또는 원심 압축기, 냉각탑 또는 호수, 바다 및 다른 천연 자원으로부터의 물과 열을 교환하기 위한 쉘-앤드-튜브 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템에 사용하기 위해 제공되며, 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템은 겨울에 바닥 난방 또는 유사한 응용을 위해 건물에 뜨거운 물(상기 물은 예를 들어 약 50℃ 또는 약 55℃의 온도를 가짐)을 공급하는 데 사용된다. 순환수식 시스템은 보통 주위 공기와 열을 교환하기 위한 라운드 튜브 플레이트 핀 증발기, 핀형 튜브 증발기 또는 미세채널 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기 또는 회전 압축기, 물을 가열하기 위한 플레이트 응축기, 튜브-인-튜브 응축기 또는 쉘-인-튜브(shell-in-tube) 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 냉매 증발 온도는 바람직하게는 약 -20℃ 내지 약 3℃, 또는 -30℃ 내지 약 5℃의 범위이다. 응축 온도는 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 90℃의 범위이다.
열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 중온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 냉매는, 바람직하게는 약 -12℃ 내지 약 0℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 그러한 시스템에서 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
따라서, 본 발명은 냉장고 또는 병 쿨러(bottle cooler)에서와 같이 식품 또는 음료를 냉각하는 데 사용되는 중온 냉장 시스템을 제공하며, 냉매는, 바람직하게는 약 -12 내지 약 0℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 그러한 시스템에서 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
바로 앞의 선행하는 단락들에 기재된 바와 같은 시스템을 포함한, 본 발명의 중온 시스템은 바람직하게는, 예를 들어 그 안에 들어 있는 식품 또는 음료에 냉각을 제공하기 위한 공기-냉매 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기, 또는 스크루 압축기, 또는 회전 압축기, 주위 공기와 열을 교환하기 위한 공기-냉매 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다. 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물은 저온 냉장 시스템에서 사용하기 위해 제공되며, 냉매는, 바람직하게는 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
따라서, 본 발명은 냉동고에서 냉각을 제공하는 데 사용되는 저온 냉장 시스템을 제공하며, 냉매는, 바람직하게는 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한 아이스크림 제조기에서 냉각을 제공하는 데 사용되는 저온 냉장 시스템을 제공하며, 냉매는, 바람직하게는 약 -40℃ 내지 약 -12℃ 범위의 증발 온도를 가지며, 냉매는, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 70℃, 또는 약 20℃ 내지 약 70℃ 범위의 응축 온도를 갖는다.
바로 앞의 선행하는 단락들에 기재된 바와 같은 시스템을 포함한, 본 발명의 저온 시스템은 바람직하게는, 식품 또는 음료를 냉각하기 위한 공기-냉매 증발기, 왕복 압축기, 스크롤 압축기 또는 회전 압축기, 주위 공기와 열을 교환하기 위한 공기-냉매 응축기, 및 열 팽창 밸브 또는 전자 팽창 밸브를 갖는다.
따라서, 본 발명은 냉각기에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 제공되고, BHT는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 제공된다.
따라서, 본 발명은 냉각기에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하고, BHT는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 목적상, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물은 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위의 증발 온도 및 약 40℃ 내지 약 70℃의 범위의 응축 온도를 갖는 냉각기에서 사용하기 위해 제공된다. 냉각기는 공조 또는 냉장에, 그리고 바람직하게는 상업용 공조에 사용하기 위해 제공된다. 냉각기는 바람직하게는 용적식 냉각기, 더욱 특히 모듈식이거나 통상적으로 단독으로 패키징된, 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창식 냉각기이다.
따라서, 본 발명은 고정식 공조, 특히 주거용 공조, 산업용 공조 또는 상업용 공조에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 26을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물의 용도를 제공한다.
따라서, 본 발명은 고정식 공조, 특히 주거용 공조, 산업용 공조 또는 상업용 공조에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하고, BHT는 윤활제의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다.
따라서, 본 발명은 고정식 공조, 특히 주거용 공조, 산업용 공조 또는 상업용 공조에 있어서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 제공하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5이고, 상기 열 전달 조성물은 BHT를 추가로 포함하며, AN5는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하고, BHT는 열 전달 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물은 냉매 R-410A에 대한 저 지구 온난화(GWP) 대체물로서 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물은 냉매 R-410A에 대한 저 지구 온난화(GWP) 개장물로서 제공된다.
따라서, 본 발명은 R-410A 냉매를 위해 설계되고 R-410A 냉매를 포함하는 기존의 열 전달 시스템을, 기존의 시스템의 실질적인 공학적 변경이 필요 없이, 특히 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 변경 없이 개장하는 방법을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 기존의 시스템의 실질적인 공학적 변경을 필요로 하지 않고서, 특히 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 변경 없이, R-410A에 대한 대체물로서 그리고 특히 주거용 공조 냉매에서 R-410A에 대한 대체물로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물을 사용하는 방법을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 R-410A에 대한 대체물로서, 그리고 특히 주거용 공조 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물을 사용하는 방법을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 R-410A에 대한 대체물로서, 그리고 특히 냉각기 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서, 본 발명의 냉매 또는 열 전달 조성물을 사용하는 방법을 포함한다.
따라서, R-410A 냉매를 포함하는 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
대체하는 단계는, 본 발명의 냉매를 포함하기 위한 시스템의 임의의 실질적인 변경 없이, 바람직하게는 기존의 냉매(R-410A일 수 있으나 이로 한정되지 않음)의 적어도 상당 부분, 바람직하게는 실질적으로 전부를 제거하고, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 열 전달 조성물을 도입하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 시스템으로부터 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 25 중량%, 약 50 중량% 또는 약 75 중량% 이상의 R-410A를 제거하고 이를 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 열 전달 조성물은 R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매를 포함하는 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법에 사용될 수 있으며, 이 시스템은 본 발명의 열 전달 조성물과 함께 사용하기 위해 변경된다.
대안적으로, 열 전달 조성물은 R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 열 전달 시스템에서 대체물로서 사용될 수 있다.
본 발명은 R-410A에 대한 저 온난화 지수 대체물로서의, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물의 용도를 포함하거나, 또는 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법에 사용되거나, 또는 본 명세서에 기재된 바와 같은 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 열 전달 시스템에서 사용되는 것으로 이해될 것이다.
열 전달 조성물이 상기에 기재된 바와 같은 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법에 사용하기 위해 제공되는 경우, 본 방법은 바람직하게는 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을 시스템으로부터 제거하는 단계를 포함함이 당업자에 의해 이해될 것이다. 바람직하게는, 본 방법은 시스템으로부터 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 25 중량%, 약 50 중량% 또는 약 75 중량% 이상의 R-410A를 제거하고 이를, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
본 발명의 열 전달 조성물은, R-410A 냉매와 함께 사용되거나 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 시스템, 예를 들어 기존의 열 전달 시스템 또는 새로운 열 전달 시스템에서 대체물로서 이용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 R-410A의 바람직한 특징들 중 다수를 나타내지만, R-410A의 GWP보다 실질적으로 더 낮은 GWP를 갖는 동시에 작동 특성, 즉 R-410A와 실질적으로 유사하거나 실질적으로 일치하며, 바람직하게는 R-410A만큼 높거나 더 높은 용량 및/또는 효율(COP)을 갖는다. 이는 청구된 조성물이, 예를 들어 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 임의의 상당한 시스템 변경을 필요로 함이 없이 기존의 열 전달 시스템에서 R-410A를 대체할 수 있게 한다. 따라서, 조성물은 열 전달 시스템에서 R-410A에 대한 직접 대체물로서 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 열 전달 시스템에서 조성물의 효율(COP)은 R-410A의 효율의 90% 초과이다.
따라서, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 열 전달 시스템에서 용량은 R-410A의 용량의 95 내지 105%이다.
R-410A가 공비혼합물-유사 조성물임이 이해될 것이다. 따라서, 청구된 조성물이 R-410A의 작동 특성에 잘 맞도록 하기 위하여, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물에 포함된 임의의 냉매는 바람직하게는 낮은 수준의 글라이드를 나타낸다. 따라서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물 내에 포함되는 냉매는 2℃ 미만, 바람직하게는 1.5℃ 미만의 증발기 글라이드를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 열 전달 시스템에서 조성물의 효율(COP)은 R-410A의 효율의 100 내지 102%이고, 열 전달 시스템에서 용량은 R-410A의 용량의 92 내지 102%이다.
바람직하게는, 본 발명의 열 전달 조성물은 바람직하게는 R-410A와 비교되는 작동 특성을 나타내는데, 본 발명의 조성물로 R-410A 냉매를 대체하고자 하는 열 전달 시스템에서,
- 조성물의 효율(COP)은 R-410A의 효율의 100 내지 105%이고/이거나;
- 용량은 R-410A의 용량의 92 내지 102%이다.
열 전달 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 본 발명의 열 전달 조성물은 R410A와 비교되는 하기의 특징을 추가로 나타내는 것이 바람직한데, 본 발명의 조성물이 R-410A 냉매를 대체하는 데 사용되는 열 전달 시스템에서,
- 배출 온도는 R-410A의 배출 온도보다 10℃ 이하로 더 높고/높거나;
- 압축기 압력비는 R-410A의 압축기 압력비의 98 내지 102%이다.
R-410A를 대체하는 데 사용되는 기존의 열 전달 조성물은 바람직하게는 이동식 및 고정식 공조 시스템 둘 모두를 포함하는 공조 열 전달 시스템에 사용된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이동식 공조 시스템이라는 용어는 이동식 비승객차 공조 시스템, 예컨대 트럭, 버스 및 열차에서의 공조 시스템을 의미한다. 따라서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에서 R-410A를 대체하는 데 사용될 수 있다:
- 이동식 공조 시스템, 특히 트럭, 버스 및 열차에서의 공조 시스템을 포함한 공조 시스템,
- 이동식 히트 펌프, 특히 전기 차량 히트 펌프;
- 냉각기, 특히 용적식 냉각기, 더욱 특히 모듈식이거나 통상적으로 단독으로 패키징된, 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창식 냉각기,
- 주거용 공조 시스템, 특히 덕트 분리형 또는 무덕트 분리형 공조 시스템,
- 주거용 히트 펌프,
- 주거용 공기-물 히트 펌프/순환수식 시스템,
- 산업용 공조 시스템 및
- 상업용 공조 시스템, 특히 패키지형 옥상 유닛 및 가변 냉매 유동(VRF) 시스템;
- 상업용 공기열원, 수열원 또는 지열원 히트 펌프 시스템.
본 발명의 열 전달 조성물은 대안적으로 냉장 시스템에서 R410A를 대체하도록 제공된다. 따라서, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 각각의 열 전달 조성물은 하기 중 어느 하나에서 R10A를 대체하는 데 사용될 수 있다:
- 저온 냉장 시스템,
- 중온 냉장 시스템,
- 상업용 냉장고,
- 상업용 냉동고,
- 제빙기,
- 자동판매기,
- 운송 냉장 시스템,
- 가정용 냉동고,
- 가정용 냉장고,
- 산업용 냉동고,
- 산업용 냉장고 및
- 냉각기.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (냉각의 경우 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 7℃ 및/또는 가열의 경우 약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 30 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공조 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 왕복 압축기, 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 주거용 공조 시스템에서 R-410A를 대체하기 위해 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 0 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 4.5℃의 증발기 온도를 갖는) 공랭식 냉각기에서, 특히 용적식 압축기를 갖는 공랭식 냉각기, 더욱 특히 왕복 스크롤 압축기를 갖는 공랭식 냉각기에서 R-410A를 대체하기 위해 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -12℃ 내지 약 0℃의 범위, 특히 약 -8℃의 증발기 온도를 갖는) 중온 냉장 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다.
각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 명세서에 기재된 각각의 열 전달 조성물은 특히 (약 -40℃ 내지 약 -12℃, 특히 약 -40℃ 내지 약 -23℃의 범위 또는 바람직하게는 약 -32℃의 증발기 온도를 갖는) 저온 냉장 시스템에서 R-410A를 대체하도록 제공된다.
따라서, R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매를 포함하거나 또는 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명의 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
따라서, R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 R-410A 냉매를 포함하거나 또는 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을, 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한, 본 발명에 따른 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
본 발명은 열 전달 시스템을 추가로 제공하며, 열 전달 시스템은 유체 연통하는 압축기, 응축기 및 증발기와, 상기 시스템 내의 열 전달 조성물을 포함하고, 본 발명에 따른 상기 열 전달 조성물은 각각의 열 전달 조성물 1 내지 열 전달 조성물 17을 포함한다.
특히, 열 전달 시스템은 (냉각의 경우 약 0℃ 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 7℃ 및/또는 가열의 경우 약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공조 시스템이다.
특히, 열 전달 시스템은 (약 0℃ 내지 약 10℃의 범위, 특히 약 4.5℃의 증발기 온도를 갖는) 공랭식 냉각기, 특히 용적식 압축기를 갖는 공랭식 냉각기, 더욱 특히 왕복 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 공랭식 냉각기이다.
특히, 열 전달 시스템은 (약 -20℃ 내지 약 3℃ 또는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위, 특히 약 0.5℃의 증발기 온도를 갖는) 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템이다.
열 전달 시스템은 냉장 시스템, 예를 들어 저온 냉장 시스템, 중온 냉장 시스템, 상업용 냉장고, 상업용 냉동고, 제빙기, 자동판매기, 운송 냉장 시스템, 가정용 냉동고, 가정용 냉장고, 산업용 냉동고, 산업용 냉장고 및 냉각기일 수 있다.
실시예
냉매 A1, 냉매 A2 및 냉매 A3으로서 하기 표 2에 확인된 냉매 조성물은 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위 내의 냉매이다. 각각의 냉매에 대해 열역학적 분석을 행하여, 다양한 냉장 시스템에서의 R-4104A의 작동 특성과 일치하는 그의 능력을 결정하였다. 분석은 조성물에 사용된 성분들의 다양한 2원 쌍들의 특성에 대해 수집된 실험 데이터를 사용하여 수행하였다. HFC-32 및 R125의 각각을 갖는 일련의 2원 쌍에서 CF3I의 증기/액체 평형 거동을 결정하고 연구하였다. 실험 평가에서 각각의 2원 쌍의 조성을 일련의 상대 백분율에 걸쳐 변화시켰고, 각각의 2원 쌍에 대한 혼합물 파라미터를 실험적으로 얻어진 데이터에 회귀시켰다. 미국 국립 과학 기술 연구원(National Institute of Science and Technology; NIST) 기준 유체 열역학적 및 운송 특성 데이터베이스(Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database) 소프트웨어(Refprop 9,1 NIST Standard Database 2013)에서 입수가능한 2원 쌍 HFC-32와 HFC-125에 대한 증기/액체 평형 거동 데이터를 실시예에 사용하였다. 분석을 수행하기 위해 선택된 파라미터는 다음과 같다: 모든 냉매에 대해 동일한 압축기 용적(displacement), 모든 냉매에 대해 동일한 작동 조건, 모든 냉매에 대해 동일한 압축기 등엔트로피 효율 및 체적 효율. 각각의 실시예에서, 측정된 증기 액체 평형 데이터를 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과가 각각의 실시예에 대해 보고되어 있다.
[표 2]
냉매 A1은 표 2에 열거된 100 중량%의 3가지 화합물을 그들의 상대 백분율로 포함하며, 불연성이다. 냉매 A1은 상대 백분율로 표 2에 열거된 3가지 화합물로 이루어지며, 불연성이다. 냉매 A2는 표 2에 열거된 100 중량%의 3가지 화합물을 그들의 상대 백분율로 포함하며, 불연성이다. 냉매 A2는 상대 백분율로 표 2에 열거된 3가지 화합물로 이루어지며, 불연성이다. 냉매 A3은 표 2에 열거된 100 중량%의 3가지 화합물을 그들의 상대 백분율로 포함하며, 불연성이다. 냉매 A3은 상대 백분율로 표 2에 열거된 3가지 화합물로 이루어지며, 불연성이다.
실시예 1 - 환경/GWP
R410, 다른 공지의 냉매 및 본 발명의 냉매에 대해 LCCP를 결정하고 표 3에 보고하였다. 표 3에서, GWP가 400인 냉매는 본 발명의 냉매이다. 1, 150, 250, 750, 및 2088의 GWP에 대해 공지의 냉매를 사용하였다. GWP가 2088인 공지의 냉매는 R410A이다.
표 3은 4개 지역, 즉 미국, EU, 중국 및 브라질에서의 LCCP 결과를 나타낸다. GWP가 감소함에 따라, 직접 배출량이 더 낮다. 그러나, 시스템 효율이 더 낮아서 더 많은 에너지가 소비되며 간접 배출량이 증가된다. 따라서, 총 배출량(kg-CO2eq)은 GWP가 감소함에 따라 처음에는 감소하고 이어서 증가한다. 이들 지역에서의 상이한 에너지 구조는 최저 총 배출량을 갖는 최적의 GWP의 값을 보여준다. 이들 지역에서는 AC 유닛의 수가 또한 상이하다: 미국 및 EU는 중국 및 브라질보다 더 많은 AC 유닛을 갖는다. 도 1 및 표 3의 마지막 열은 4개 지역 전체 및 AC 유닛의 수를 고려한 총 배출량을 나타낸다. GWP가 400인 본 발명의 냉매에 대한 최저값에 도달할 때까지는, GWP가 감소함에 따라 총 배출량이 감소한다. 250 내지 750의 GWP 범위에서는, 총 배출량이 매우 유사하다. 그러나, GWP가 150보다 낮을 때에는 총 배출량이 상당히 증가하는데, 그 이유는 간접 배출량이 상당히 증가하기 때문이다. 따라서, 본 발명은 놀랍고 예기치 않은 결과를 나타낸다.
[표 3]
실시예 2A - 주거용 공조 시스템 (냉방)
주거용 공조 시스템은 여름에 건물에 차가운 공기(26.7℃)를 공급하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 주거용 공조 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 4에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 46℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 7℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃.
[표 4]
표 4는 R410A 시스템과 비교한 주거용 공조 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 92% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 2B. - 주거용 공조 시스템 (냉방)
주거용 공조 시스템이 실시예 2A에 따라 차가운 공기를 공급하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인된다.
실시예 3A - 주거용 히트 펌프 시스템 (난방)
주거용 히트 펌프 시스템을 사용하여 겨울에 건물에 따뜻한 공기(21.1℃)를 공급한다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 주거용 히트 펌프 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 5에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 41℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 0.5℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃.
[표 5]
표 5는 R410A 시스템과 비교한 주거용 히트 펌프 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1의 용량은 더 큰 압축기를 사용하여 회복될 수 있다. 냉매 A2 및 냉매 A3은 R410A보다 90% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 3B. - 주거용 히트 펌프 시스템 (난방)
히트 펌프 시스템이 실시예 3A에 따라 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있었으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있었다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 4A - 상업용 공조 시스템 - 냉각기
상업용 공조 시스템(냉각기)이 사무실 및 병원 등과 같은 대형 건물에 냉각된 물(7℃)을 공급하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 상업용 공조 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 6에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 46℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 4.5℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 2℃.
[표 6]
표 6은 R410A 시스템과 비교한 상업용 공조 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 92% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 4B. 상업용 공조 시스템 - 냉각기
상업용 공조 시스템이 실시예 4A에 따라 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 5A - 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템
주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템은 겨울에 바닥 난방 또는 유사한 응용을 위해 건물에 뜨거운 물(50℃)을 공급하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 주거용 히트 펌프 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 7에 있다. 작동 조건은 다음과 같다: 응축 온도 = 60℃; 응축기 과냉 = 5.5℃; 증발 온도 = 0.5℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 온도 상승 = 2℃.
[표 7]
표 7은 R410A 시스템과 비교한 주거용 히트 펌프 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 93% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 및 냉매 A2는 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 5B. - 주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템
주거용 공기-물 히트 펌프 순환수식 시스템이 실시예 5A에 따라 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 6A - 중온 냉장 시스템
중온 냉장 시스템은 냉장고 및 병 쿨러에서와 같이 식품 또는 음료를 냉각하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 중온 냉장 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 8에 있다. 작동 조건: 응축 온도 = 40.6℃; 응축기 과냉 = 0℃(수용기를 갖는 시스템); 증발 온도 = -6.7℃; 증발기 과열 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 70%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 과열도 = 19.5℃.
[표 8]
표 8은 R410A 시스템과 비교한 중온 냉장 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 94% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 및 냉매 A2는 R410A와 비교하여 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 6B. 중온 냉장 시스템
중온 냉장 시스템이, 실시예 6A에 따라 구성된 냉장고 및 병 쿨러에서와 같이, 식품 또는 음료를 냉각하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 7A - 저온 냉장 시스템
저온 냉장 시스템은 아이스크림 제조기 및 냉동고에서와 같이 식품을 냉동하는 데 사용된다. 냉매 A1, 냉매 A2, 및 냉매 A3을 상기에 기재된 바와 같은 저온 냉장 시스템의 시뮬레이션에서 사용하였으며, 성능 결과가 하기 표 9에 있다. 작동 조건: 응축 온도 = 40.6℃; 응축기 과냉 = 0℃(수용기를 갖는 시스템); 증발 온도 = -28.9℃; 증발기 출구에서의 과열도 = 5.5℃; 등엔트로피 효율 = 65%; 체적 효율 = 100%; 및 흡입 라인 내의 과열도 = 44.4℃.
[표 9]
표 9는 R410A 시스템과 비교한 저온 냉장 시스템의 열역학적 성능을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A보다 96% 이상의 용량 및 더 높은 효율을 나타낸다. 이는 시스템 성능이 R410A와 유사함을 나타낸다. 냉매 A1 내지 냉매 A3은 R410A와 비교하여 99% 또는 100% 압력비를 나타낸다. 이는 압축기 효율이 R410A와 유사하고, R410A 압축기에서의 변화가 필요하지 않음을 나타낸다.
실시예 7B. 저온 냉장 시스템
저온 냉장 시스템이, 실시예 7A에 따라 구성된 아이스크림 제조기 및 냉동고에서와 같이, 식품을 냉동하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
실시예 8A. 상업용 공조 시스템 - 패키지형 옥상
건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성된 패키지형 옥상 상업용 공조 시스템을 시험한다. 이 실험 시스템은 패키지형 옥상 공조/히트 펌프 시스템을 포함하며, 공기-냉매 증발기(실내 코일), 압축기, 공기-냉매 응축기(실외 코일), 및 팽창 밸브를 갖는다. 본 명세서에 기재된 시험은 그러한 시스템으로부터의 결과를 나타낸다. 이 시험을 위한 작동 조건은 다음과 같다:
1. 응축 온도 = 약 46℃ (상응하는 실외 주위 온도 = 약 45℃)
2. 응축기 과냉 = 약 5.5℃
3. 증발 온도 = 약 7℃ (상응하는 실내 주위 온도 = 26.7℃)
4. 증발기 과열 = 약 5.5℃
5. 등엔트로피 효율 = 70%
6. 체적 효율 = 100%
7. 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃
각각의 냉매 A1 내지 냉매 A3에 대한 성능은 허용가능한 것으로 확인된다.
실시예 8A. 상업용 공조 시스템 - 패키지형 옥상
패키지형 옥상 상업용 공조 시스템이 실시예 8A에 따라 건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인된다.
실시예 9A. 상업용 공조 시스템 - 가변 냉매 유동 시스템
건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성된 가변 냉매 유동을 갖는 상업용 공조 시스템을 시험한다. 이 실험 시스템은 다수의(4개 이상의) 공기-냉매 증발기(실내 코일), 압축기, 공기-냉매 응축기(실외 코일), 및 팽창 밸브를 포함한다. 본 명세서에 기재된 시험은 그러한 시스템으로부터의 결과를 나타낸다. 이 시험을 위한 작동 조건은 다음과 같다:
1. 응축 온도 = 약 46℃ (상응하는 실외 주위 온도 = 45℃)
2. 응축기 과냉 = 약 5.5℃
3. 증발 온도 = 약 7℃ (상응하는 실내 주위 온도 = 26.7℃)
4. 증발기 과열 = 약 5.5℃
5. 등엔트로피 효율 = 70%
6. 체적 효율 = 100%
7. 흡입 라인 내의 온도 상승 = 5.5℃.
각각의 냉매 A1 내지 냉매 A3에 대한 성능은 허용가능한 것으로 확인된다.
실시예 9B. 상업용 공조 시스템 - 가변 유동 냉매
가변 냉매 유동을 갖는 상업용 공조 시스템이 실시예 9A에 따라 구성된 건물에 냉각 또는 가열된 공기를 공급하도록 구성되며, 여기서는 POE 윤활제가 상기 시스템 내에 포함되어 있으며, 본 발명에 따른 알킬화 나프탈렌(윤활제의 중량을 기준으로 약 6% 내지 약 10%의 양으로 존재하는 AN4) 및 본 발명에 따른 ADM(윤활제의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 ADM4)으로 안정화되어 있다. 그렇게 구성된 시스템은 연장된 일수 기간 동안 연속적으로 작동하며, 그러한 작동 후에는 윤활제를 시험하며, 그러한 실제 작동 동안 안정하게 유지된 것으로 확인되었다.
비교예 1 - 냉매 및 윤활제 및 BHT를 포함하는 열 전달 조성물
본 발명의 열 전달 조성물을 가속 에이징에 의해 열 전달 조성물의 장기간 안정성을 시뮬레이션하기 위하여 규격[ASHRAE Standard 97 - "Sealed Glass Tube Method to Test the Chemical Stability of Materials for Use within Refrigerant Systems"]에 따라 시험한다. 시험된 냉매는 41 중량%의 R-32, 3.5 중량%의 R-125 및 55.5 중량%의 CF3I와 함께, 냉매 내의 1.7 부피%의 공기로 이루어진다. 시험된 POE 윤활제는 40℃에서의 점도가 약 32 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 32 POE(윤활제 A)였다. 윤활제와 함께 안정제 BHT가 포함되지만, 알킬화 나프탈렌 및 ADM은 포함되지 않았다. 시험 후에, 유체를 투명도에 대해 관찰하고, 총 산가(TAN)를 결정한다. TAN 값은 열 전달 조성물에서의 사용 조건 하에서 유체 내의 윤활제의 안정성을 반영하는 것으로 여겨진다. 유체는 또한 트라이플루오로메탄(R-23)의 존재에 대해 시험되며, 이는 냉매 안정성을 반영하는 것으로 여겨지는데, 그 이유는, 이 화합물은 CF3I의 분해 생성물인 것으로 여겨지기 때문이다.
실험은, 각각 탈기된 50 중량%의 R-466a 냉매 및 50 중량%의 지시된 윤활제가 담긴 밀봉 튜브를 제조함으로써 수행된다. 각각의 튜브에는 강, 구리, 알루미늄 및 청동의 쿠폰이 들어 있다. 밀봉된 튜브를 약 175℃로 유지된 오븐 내에 14일 동안 넣어둠으로써 안정성을 시험한다. 결과는 하기와 같았다:
윤활제, 시각적 - 황색 내지 갈색
TAN - >2 mg KOH/g
R-23 - >1 중량%
실시예 10 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 2 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 1의 시험을 반복한다. 결과(E10으로 지정됨)가, 비교예 1(CE1로 지정됨)로부터의 결과와 함께, 하기 표 10에 보고되어 있다.
[표 10]
상기 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 알킬레이트 나프탈렌 안정제가 없는 냉매/윤활제 유체는 이상적이지 못한 시각적 외관, 및 비교적 높은 TAN 및 R-23 값을 나타낸다. 이러한 결과는 BHT 안정제가 포함됨에도 불구하고 달성된다. 대조적으로, 본 발명에 따른 2% 알킬화 나프탈렌의 첨가는 시험된 모든 안정성 결과에 있어서, TAN 및 R-23 농도 둘 모두에 있어서, 극적인 한 자릿수의 개선을 포함한, 극적이고 예기치 않은 개선을 생성한다.
실시예 11 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 4 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 10의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 10의 결과와 유사하다.
실시예 12 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 6 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 10의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 10과 유사하다.
실시예 13 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 8 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 10의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 10의 결과와 유사하다.
실시예 14 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제의 중량을 기준으로 10 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 1의 시험을 반복한다. 결과(E14로 지정됨)가, 비교예 1(CE1로 지정됨) 및 실시예 10(E10으로 지정됨)으로부터의 결과와 함께, 하기 표 11에 보고되어 있다.
[표 11]
상기 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 10% 알킬화 나프탈렌 안정제를 갖는(그리고 ADM은 없는) 냉매/윤활제 유체는 예기치 않게도, 시험된 각각의 기준에 대해 성능을 안정화하는 데 있어서, 2%의 AN 수준을 갖는 유체에 비하여 실질적인 열화를 나타낸다.
실시예 15 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
첨가되는 윤활제의 중량을 기준으로 10 중량%의 알킬화 나프탈렌(AN4)에 더하여, 1000 중량ppm(0.1 중량%)의 ADM(ADM4)을 또한 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 14의 시험을 반복한다. 결과(E15로 지정됨)가, 비교예 1(CE1로 지정됨), 실시예 10(E10으로 지정됨) 및 실시예 14(E14로 지정됨)로부터의 결과와 함께, 하기 표 12에 보고되어 있다.
[표 12]
상기 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 10 중량%의 알킬화 나프탈렌 안정제 및 0.1 중량%(1000 ppm)의 ADM을 갖는 냉매/윤활제 유체는 예기치 않게도 최상의 성능을 나타내며, 아울러 R-23 값은 실시예 10으로부터의 탁월한 결과보다 훨씬 더 우수하다.
실시예 16 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제가 40℃에서의 점도가 약 74 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 74 POE(윤활제 B)인 것을 제외하고는, 실시예 15의 시험을 반복한다. 결과는 하기와 같았다:
윤활제, 시각적 - 투명 내지 약한 황색
TAN - <0.1 mg KOH/g
R-23 - <0.05 중량%
실시예 17 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제가 40℃에서의 점도가 약 68 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 68 PVE(윤활제 C)인 것을 제외하고는, 실시예 15의 시험을 반복한다. 결과는 하기와 같았다:
윤활제, 시각적 - 고투명
TAN - <0.1 mg KOH/g
R-23 - 0.028 중량%
실시예 18 - 냉매 및 윤활제를 포함하는 열 전달 조성물을 위한 안정제
윤활제가 40℃에서의 점도가 약 32 cSt이고 수분 함량이 300 ppm 이하인 ISO 32 PVE(윤활제 C)인 것을 제외하고는, 실시예 15의 시험을 반복한다. 결과는 실시예 17의 결과와 유사하였다.
실시예 19 - POE 오일과의 혼화성
(40℃의 온도에서의 점도가 약 32 cSt인) ISO POE-32 오일의 혼화성을, 상기 실시예 1에 대한 표 1에 명시된 바와 같은, 윤활제와 냉매의 상이한 중량비에 대해, 그리고 R-410A 냉매에 대한 그리고 각각의 냉매 A1 및 냉매 A3에 대한 상이한 온도에 대해 시험한다. 이 시험의 결과가 하기 표 11에 보고되어 있다:
[표 13]
상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, R-410A는 약 -22℃ 미만에서 POE 오일과 불혼화성이며, 이에 따라 R-410A는 증발기에서의 POE 오일의 축적을 극복하기 위한 대책을 마련하지 않고서는 저온 냉장 응용에 사용될 수 없다. 더욱이, R-410A는 50℃ 초과에서 POE 오일과 불혼화성이며, 이는, R-410A가 높은 주위 조건에서 사용될 때 응축기 및 액체 라인에서 문제를 야기할 것이다(예를 들어, 분리된 POE 오일이 포집 및 축적될 것이다). 반대로, 본 출원인은 놀랍게도 그리고 예상치 않게도 본 발명의 냉매가 -40℃ 내지 80℃의 온도 범위에 걸쳐 POE 오일과 완전 혼화성이며, 이에 따라 그러한 시스템에서 사용될 때 실질적이고 예상치 못한 이점을 제공한다는 것을 알아내었다.
번호로 구별되는 실시 형태
이제 본 발명을 하기의 번호로 구별되는 실시 형태를 참조하여 예시할 것이다. 번호로 구별되는 실시 형태의 발명 요지는 상세한 설명으로부터의 또는 하나 이상의 청구항으로부터의 발명 요지와 추가로 조합될 수 있다.
제1 실시 형태. 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물로서,
상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32), 1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및 51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 폴리올 에스테르(POE) 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하는, 열 전달 조성물.
제2 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1% 내지 10% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제3 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 10% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제4 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 8% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제5 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 6% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제6 실시 형태. 제1 실시 형태에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 1.5% 내지 5% 미만의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 열 전달 조성물.
제7 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하는, 열 전달 조성물:
41 중량% ± 1 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
3.5 중량% ± 0.5 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
55.5 중량% ± 0.5 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I).
제8 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제7 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN1, 또는 AN2, 또는 AN3, 또는 AN4, 또는 AN5, 또는 AN6, 또는 AN7, 또는 AN8, 또는 AN9 또는 AN10으로부터 선택되는, 열 전달 조성물.
제9 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5를 포함하는, 열 전달 조성물.
제10 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제11 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5로 이루어진, 열 전달 조성물.
제12 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10을 포함하는, 열 전달 조성물.
제13 실시 형태.
제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10으로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제14 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제15 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제14 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 ADM을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제16 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 ADM은 ADM4를 포함하는, 열 전달 조성물.
제17 실시 형태.
제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 ADM은 ADM4로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제18 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 ADM 나프탈렌은 ADM4로 이루어진, 열 전달 조성물.
제19 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제9 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 안정제 1, 안정제 2, 안정제 3, 안정제 4, 안정제 5, 안정제 6, 안정제 7, 안정제 8, 안정제 9, 안정제 10, 안정제 11, 안정제 12, 안정제 13, 안정제 14, 안정제 15, 안정제 16, 안정제 17, 안정제 18, 안정제 19, 안정제 20으로부터 선택되는, 열 전달 조성물.
제20 실시 형태.
제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 POE를 포함하는, 열 전달 조성물.
제21 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 POE로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제22 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 POE로 이루어진, 열 전달 조성물.
제23 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 윤활제 1을 포함하는, 열 전달 조성물.
제24 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 윤활제 1로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제25 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 윤활제 1로 이루어진, 열 전달 조성물.
제26 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 PVE를 포함하는, 열 전달 조성물.
제27 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 PVE로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제28 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 윤활제는 PVE로 이루어진, 열 전달 조성물.
제29 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제28 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물은 염료, 가용화제, 상용화제, 부식 억제제, 극압 첨가제 및 마모방지 첨가제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제30 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제29 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 페놀계 화합물을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제31 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제30 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 인 화합물 및/또는 질소 화합물을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
제32 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 및 제15 실시 형태 내지 제31 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 NA-LUBE KR-007A; KR-008, KR-009; KR-0105, KR-019 및 KR-005FG 중 하나 이상인, 열 전달 조성물.
제33 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 및 제15 실시 형태 내지 제31 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 NA-LUBE KR-007A, KR-008, KR-009 및 KR-005FG 중 하나 이상인, 열 전달 조성물.
제34 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 NA-LUBE KR-008인, 열 전달 조성물.
제35 실시 형태. 제1 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 4,4'-비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀)을 포함하는 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올; 2,2- 또는 4,4-바이페닐다이올의 유도체; 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4-아이소프로필리덴비스(2,6-다이-tert-부틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-노닐페놀); 2,2'-아이소부틸리덴비스(4,6-다이메틸페놀); 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀); 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀(BHT); 2,6-다이-tert-부틸-4-에틸페놀; 2,4-다이메틸-6-tert-부틸페놀; 2,6-다이-tert-알파-다이메틸아미노-p-크레졸; 2,6-다이-tert-부틸-4(N,N'-다이메틸아미노메틸페놀); 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀); 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀); 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸벤질)설파이드; 비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질)설파이드, 토코페롤, 하이드로퀴논, 2,2',6,6'-테트라-tert-부틸-4,4'-메틸렌다이페놀 및 t-부틸 하이드로퀴논으로부터 선택되는 페놀계 화합물을 포함하는, 열 전달 조성물.
제36 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 안정제는 BHT를 포함하는, 열 전달 조성물.
제37 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 BHT로 본질적으로 이루어진, 열 전달 조성물.
제38 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 BHT로 이루어진, 열 전달 조성물.
제39 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제35 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 0 중량% 초과, 그리고 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 2.5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 상기 열 전달 조성물에 존재하며, 이때 중량%는 상기 열 전달 조성물의 중량을 지칭하는, 열 전달 조성물.
제40 실시 형태. 제30 실시 형태 내지 제35 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 페놀은 0 중량% 초과, 그리고 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 약 4 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 1 중량% 내지 4 중량%의 양으로 상기 열 전달 조성물에 존재하며, 이때 중량%는 상기 윤활제 열 전달 조성물의 중량을 지칭하는, 열 전달 조성물.
제41 실시 형태. 서로 유체 연통하는 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창 장치와, 제1 실시 형태 내지 제40 실시 형태 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물을 포함하는, 열 전달 시스템.
제42 실시 형태. 제41 실시 형태에 있어서, 격리 재료를 추가로 포함하며, 상기 격리 재료는 i. 구리 또는 구리 합금, 또는 ii. 활성 알루미나, 또는 iii. 구리, 은, 납 또는 이들의 조합을 포함하는 제올라이트 분자체, 또는 iv. 음이온 교환 수지, 또는 v. 수분-제거 재료, 바람직하게는 수분-제거 분자체, 또는 vi. 이들 중 둘 이상의 조합을 포함하는, 열 전달 시스템.
제43 실시 형태. 제41 실시 형태 또는 제42 실시 형태에 있어서, 상기 시스템은 주거용 공조 시스템, 또는 산업용 공조 시스템, 또는 상업용 공조 시스템인, 열 전달 시스템.
제44 실시 형태. 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 냉각 방법으로서, 상기 방법은
i) 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물에 정해진 바와 같은 냉매를 응축시키는 단계; 및
ii) 냉각될 본체 또는 물품의 부근에서 냉매를 증발시키는 단계
를 포함하며;
상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -40℃ 내지 약 +10℃의 범위인, 냉각 방법.
제45 실시 형태. 증발기, 응축기 및 압축기를 포함하는 열 전달 시스템에서의 냉각 방법으로서, 상기 방법은
i) 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물에 정해진 바와 같은 냉매를 응축시키는 단계; 및
ii) 상기 조성물을 증발시키는 단계를 포함하며,
상기 열 전달 시스템의 증발기 온도는 약 -30℃ 내지 약 5℃의 범위인, 냉각 방법.
제46 실시 형태. 공조에서의 사용을 위한, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물에 정해진 것들 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 용도.
제47 실시 형태. 제46 실시 형태에 있어서, 공조에서의 상기 용도는 주거용 공조 시스템, 산업용 공조 시스템, 또는 상업용 공조 시스템, 또는 옥상 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 가변 냉매 유동 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 냉각기 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 운송 공조 시스템, 또는 고정식 공조 시스템에서의 용도로부터 선택되는, 열 전달 조성물의 용도.
제48 실시 형태. 이동식 히트 펌프에, 또는 용적식 냉각기에, 또는 공랭식 또는 수냉식 직접 팽창 냉각기에, 또는 거주용 히트 펌프, 거주용 공기-물 히트 펌프/순환수식 시스템, 또는 상업용 공기 열원, 수열원 또는 지열원 히트 펌프 시스템에, 또는 냉장 시스템, 저온 냉장 시스템에, 또는 중온 냉장 시스템에, 또는 상업용 냉장고에, 또는 상업용 냉동고에, 또는 제빙기에, 또는 운송 냉장 시스템에, 또는 가정용 냉동고에, 또는 가정용 냉장고에, 또는 산업용 냉동고에, 또는 산업용 냉장고에, 또는 냉각기에 사용하기 위한, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 열 전달 조성물로 정해진 것들 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 용도.
제49 실시 형태. 제46 실시 형태에 있어서, 공조에서의 상기 용도는 왕복 압축기, 회전(롤링 피스톤 또는 회전식 베인) 압축기 또는 스크롤 압축기를 갖는 주거용 공조 시스템, 또는 분리형 주거용 공조 시스템, 또는 덕트형 주거용 공조 시스템, 또는 윈도우 주거용 공조 시스템, 또는 휴대용 주거용 공조 시스템, 또는 중온 냉장 시스템에서의 용도로부터 선택되는, 열 전달 조성물의 용도.
제50 실시 형태. R410A에 대한 대체물로서 사용하기 위한, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나에 정해진 바와 같은 열 전달 조성물의 용도.
제51 실시 형태. R-410A 냉매를 포함하도록 설계되거나 포함하는 또는 R-410A 냉매와 함께 사용하기에 적합한 기존의 열 전달 시스템을 개장하는 방법으로서, 상기 방법은 기존의 R-410A 냉매의 적어도 일부분을 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함하는, 방법.
제52 실시 형태. 제51 실시 형태에 있어서, R410A를 대체하기 위한 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 사용은 상기 열 전달 시스템에서 응축기, 증발기 및/또는 팽창 밸브의 변경을 필요로 하지 않는, 방법.
제53 실시 형태. 제51 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물의 사용은 냉각기 시스템, 또는 주거용 공조 시스템, 또는 산업용 공조 시스템에, 또는 상업용 공조 시스템, 또는 옥상 시스템인 상업용 공조 시스템, 또는 가변 냉매 유동 시스템인 상업용 공조 시스템에, 또는 냉각기 시스템인 상업용 공조 시스템에서 R-410A에 대한 대체물로서 제공되는, 방법.
제54 실시 형태. 제51 실시 형태 내지 제53 실시 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 시스템으로부터 상기 R-410A를 적어도 약 5 중량% 제거하는 단계, 및 그것을 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 열 전달 조성물로 대체하는 단계를 포함하는, 방법.
Claims (15)
- 냉매, 윤활제 및 안정제를 포함하는 열 전달 조성물로서,
상기 냉매는 하기 3가지 화합물로 본질적으로 이루어지며, 각각의 화합물은 하기 상대 백분율로 존재하고:
39 내지 45 중량%의 다이플루오로메탄(HFC-32),
1 내지 4 중량%의 펜타플루오로에탄(HFC-125), 및
51 내지 57 중량%의 트라이플루오로요오도메탄(CF3I),
상기 윤활제는 폴리올 에스테르(POE) 윤활제 및/또는 폴리비닐 에테르(PVE) 윤활제를 포함하고, 상기 안정제는 알킬화 나프탈렌을 포함하며, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량% 미만의 양으로 상기 조성물 내에 존재하는, 열 전달 조성물. - 제1항에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%의 양으로 상기 조성물 내에 존재하는, 열 전달 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 8 중량%의 양으로 상기 조성물 내에 존재하는, 열 전달 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 상기 알킬화 나프탈렌과 상기 윤활제의 중량을 기준으로 1.5 중량% 내지 6 중량%의 양으로 상기 조성물 내에 존재하는, 열 전달 조성물.
- 제4항에 있어서, 상기 윤활제는 PVE 윤활제인, 열 전달 조성물.
- 제4항에 있어서, 상기 안정제는 산 고갈 모이어티(acid depleting moiety, ADM)를 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 안정제는 상기 안정제의 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 99.9 중량%의 알킬화 나프탈렌 및 0.05 중량% 내지 약 50 중량%의 ADM을 포함하는, 열 전달 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN5를 포함하는, 열 전달 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 알킬화 나프탈렌은 AN10을 포함하는, 열 전달 조성물.
- 제9항에 있어서, 상기 안정제는 페놀을 추가로 포함하는, 열 전달 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 페놀은 BHT를 포함하고, 상기 ADM은 ADM4를 포함하는, 열 전달 조성물.
- 제11항에 있어서, 상기 페놀은 BHT로 본질적으로 이루어지고, 상기 ADM은 ADM4로 본질적으로 이루어지는, 열 전달 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 윤활제는 POE인, 열 전달 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 윤활제는 ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 cSt 내지 약 70 cSt이고, ASTM D445에 따라 100℃에서 측정된 점도가 약 5 cSt 내지 약 10 cSt인 네오펜틸 POE인, 열 전달 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 윤활제는 ASTM D445에 따라 측정된 40℃에서의 점도가 약 30 cSt 내지 약 70 cSt인 네오페닐 POE인, 열 전달 조성물.
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