背景

傳熱裝置如制冷機(jī)、冷凍器、熱泵和空調(diào)系統(tǒng)是熟知的。簡(jiǎn)單地說，此類裝置典型地通過一種循環(huán)來運(yùn)行，其中合適沸點(diǎn)的制冷劑蒸發(fā)，從其環(huán)境帶走熱量。在壓縮后，蒸氣傳遞至冷凝器，在那里它冷凝為液體并釋放熱量到其新的環(huán)境中，之后通過膨脹裝置返回到該蒸發(fā)器并且完成該循環(huán)。除了機(jī)械部件例如壓縮機(jī)等以外，需要特別適合的材料，包括制冷劑、合適的傳熱材料、防止制冷劑損失的密封劑、和潤(rùn)滑劑以允許該裝置的可移動(dòng)部件發(fā)揮功能。在這些裝置中的潤(rùn)滑劑必須具有良好的低溫流動(dòng)特性，是熱穩(wěn)定的，提供對(duì)抗移動(dòng)部件例如軸承在負(fù)荷下的磨損的保護(hù)，從壓縮機(jī)中除去熱量并且密封間隙以確保將氣體從低壓有效壓縮至高壓。

制冷劑和潤(rùn)滑油必須在系統(tǒng)中循環(huán)而在寬的溫度范圍內(nèi)不經(jīng)受相分離。典型地，制冷劑和潤(rùn)滑油具有其中它們經(jīng)受相分離的低溫和高溫區(qū)域。總體上，預(yù)期制冷劑和潤(rùn)滑油經(jīng)受在低于0℃，例如-10℃、-20℃并且在一些情況下更低的溫度下的低溫區(qū)域中的相分離。預(yù)期在高溫區(qū)域中的相分離是高于室溫，例如50℃、60℃、或更高。如果制冷劑和潤(rùn)滑油的相分離例如在其中溫度是高的壓縮機(jī)中發(fā)生，可移動(dòng)部件可能是不充分潤(rùn)滑的，并且由于烘烤或類似物的損害可導(dǎo)致裝置的縮短的壽命。

另一方面，過度的可混溶性可能是有問題的。例如，在潤(rùn)滑劑中的高濃度的制冷劑可大大降低該潤(rùn)滑劑的粘度，不利地影響該潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑并且保護(hù)傳熱裝置的部件的能力，導(dǎo)致該裝置的增加的磨損、縮短的壽命和更低的性能。潤(rùn)滑劑中溶解的制冷劑在其從壓縮機(jī)的一個(gè)區(qū)域流向另一個(gè)區(qū)域(例如，低溫至高溫區(qū)域)時(shí)也可引起潤(rùn)滑劑混合物的發(fā)泡和鼓泡。此外，溶解在潤(rùn)滑劑中的制冷劑基本上被捕獲并且從循環(huán)中取出，由此降低系統(tǒng)的能力。

因?yàn)橹评錆?rùn)滑劑的有效運(yùn)行不僅要求合適的潤(rùn)滑特性和適當(dāng)?shù)恼扯龋疫€要求與制冷劑的適當(dāng)相容性，在制冷劑上的變化時(shí)常需要潤(rùn)滑劑上的相應(yīng)變化。

EP 0 422 182披露了通過季戊四醇和C_6-8一元羧酸的縮合制備的潤(rùn)滑劑，這些潤(rùn)滑劑與以下高度或完全氟化的烴幾乎完全可混溶：例如1,1,1,2-四氟乙烷(通常被稱為HFC-134a)、二氟甲烷(HFC-32)、三氟甲烷(HFC-23)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134)、1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a)和類似物。類似的潤(rùn)滑劑還被披露于美國(guó)專利號(hào)5,964,581中。

US 2013/0207023披露了用于傳熱裝置的工作流體，這些工作流體包含二氟甲烷和多元醇酯潤(rùn)滑劑組合物，該多元醇酯潤(rùn)滑劑組合物具有40℃下的從32cSt至120cSt的運(yùn)動(dòng)粘度、包含新戊基多元醇的混合物的直鏈和支鏈的C_5-10烷基羧基酯，其中所有新戊基多元醇酯的至少10wt％是具有4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇單體基團(tuán)的季戊四醇低聚物的酯，并且新戊基多元醇的烷基羧基酯的烷基羧基的大部分是戊?；?，其中這些戊?；?5％至45％是支鏈的。

美國(guó)專利6,444,626披露了包含多(季戊四醇)酯的潤(rùn)滑劑，這些多(季戊四醇)酯含有季戊四醇酯、二季戊四醇酯、三季戊四醇酯以及四-和更高級(jí)的低聚物季戊四醇酯的混合物，這些潤(rùn)滑劑是通過兩步法由單季戊四醇和羧酸制備的，其中在該方法期間使該單季戊四醇低聚化。US 8,318,647披露了包含季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇的羧基酯的所選擇混合物的制冷潤(rùn)滑劑。

對(duì)臭氧消耗的關(guān)注導(dǎo)致用替代材料如高度或完全氟化的烴替換氯氟烴制冷劑，并且對(duì)氣候變化的關(guān)注導(dǎo)致用具有較低全球變暖潛勢(shì)(GWP)的氟化烯烴、特別是氫氟-烯烴制冷劑至少部分替換目前使用的氟化烷烴。例如，然而氟化烷烴制冷劑R-410A具有1725的GWP，氟化鏈烯烴R-1234ze具有僅僅6或更少的GWP。

理想地，氫氟-烯烴(HFO)制冷劑將充當(dāng)在制冷工作流體中目前使用的氟化烷烴的“直接(drop-in)”替換物。然而，對(duì)于制冷工作流體并非不尋常的是在制冷劑、或者在使用工作流體的條件上的變化要求在潤(rùn)滑劑上的變化。雖然許多氫氟-烯烴在結(jié)構(gòu)上與商業(yè)飽和氫氟烷(HFC)相似，但是在現(xiàn)有潤(rùn)滑劑組合物中用氫氟-烯烴簡(jiǎn)單替換飽和氫氟烷已經(jīng)呈現(xiàn)了許多挑戰(zhàn)。已經(jīng)開發(fā)了氟化烯烴與氟化烷烴的混合物，以及與氟化制冷劑如氫氟-烯烴一起使用的可混溶性添加劑。

US 2013/0096218披露了包含四氟丙烯、二氟甲烷和四氟乙烷的混合物的傳熱組合物。US 2013/0092869披露了包含多元醇酯以及四氟丙烯、五氟丙烯、和三氟丙炔的混合物的組合物。

US 2012/0011864披露了全氟-聚醚作為添加劑來改進(jìn)包括氫氟-烯烴的各種各樣的氟化制冷劑的特征的用途。

US 8,603,354披露了使用含氟有機(jī)化合物作為制冷劑的用于制冷機(jī)的潤(rùn)滑油組合物，該含氟有機(jī)化合物含有特定的極性結(jié)構(gòu)并且具有低全球變暖潛勢(shì)。例示的制冷劑包括氟化酮、氟化醚和氟化醇。

US 2013/0099154披露了包含多元醇酯和四氟丙烯的組合物，然而僅例證了ISO 68潤(rùn)滑劑。

到較低的全球變暖潛勢(shì)(GWP)制冷劑的轉(zhuǎn)變對(duì)于環(huán)境可持續(xù)的并且更加能量有效的制冷以及其他傳熱技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是關(guān)鍵的。替換在空調(diào)和熱泵應(yīng)用中的制冷劑R-22和R-410A的候選物包括具有在400-650范圍內(nèi)的GWP的R-32(二氟甲烷)和氫氟-烷烴/氫氟-烯烴共混物(HFC/HFO共混物)，例如，含有70％或更多的R-32與氫氟-烯烴的共混物，如L-41a&b(霍尼韋爾公司(Honeywell))和DR-5(杜邦公司(DuPon))。

盡管將潤(rùn)滑劑加入到系統(tǒng)中用于潤(rùn)滑壓縮機(jī)的移動(dòng)部件，但是潤(rùn)滑劑還起到熱流體的作用，影響能力和效率。例如，潤(rùn)滑劑可以通過改變傳熱系數(shù)、降低達(dá)到操作溫度需要的壓力、并且增加壓力降來影響能力。潤(rùn)滑劑還通過改變壓縮機(jī)的等熵效率影響效率，這將提高或降低對(duì)于給定排放壓力的排放溫度。目前商業(yè)上與制冷劑如R-410A一起使用的潤(rùn)滑劑未必是在所有使用條件下相容的R-32和HFC/HFO共混物，引起對(duì)系統(tǒng)中不充分的潤(rùn)滑、差的回油、以及過量潤(rùn)滑劑滯留(hold-up)的可能性的關(guān)注。

出于各種商業(yè)、安全性和生態(tài)考慮，將令人希望的是具有包含用于被設(shè)計(jì)為平衡成本、可燃性和性能的應(yīng)用的低GWP制冷劑的共混物的工作流體，這些應(yīng)用是例如熱泵和用于住宅的空調(diào)、用于汽車的空調(diào)以及其他傳熱裝置。如在其他含有氟化制冷劑的工作流體中，潤(rùn)滑劑必須展示適當(dāng)?shù)呐c該制冷劑的可混溶性，同時(shí)維持適合的對(duì)于潤(rùn)滑劑/制冷混合物的運(yùn)行粘度。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，目前在傳熱裝置中使用的工作流體可以用包含低GWP制冷劑共混物和具有比目前指定的更高粘度的潤(rùn)滑劑的工作流體替換，而不損失操作效率。例如，包含R-410A以及具有32的ISO粘度的傳統(tǒng)多元醇酯潤(rùn)滑劑的流體可以在傳熱裝置中被本發(fā)明的工作流體替換而不損失操作效率，本發(fā)明的工作流體包含低GWP的制冷劑共混物以及具有例如46、68或100的ISO等級(jí)粘度的潤(rùn)滑劑。除了較低的GWP、良好的潤(rùn)滑劑/制冷劑可混溶性、優(yōu)異的潤(rùn)滑和高水平的磨損保護(hù)之外，在本發(fā)明的工作流體中配對(duì)的潤(rùn)滑劑和制冷劑的適當(dāng)配對(duì)還提供整體傳熱效率改進(jìn)。

發(fā)明概述

本發(fā)明提供了一種適合于傳熱裝置的工作流體，該工作流體包含制冷劑和多元醇酯潤(rùn)滑劑，其中所述制冷劑包含按重量計(jì)超過15％的氟化烯烴(例如基于該制冷劑的總重量，包含按重量計(jì)從20％至40％的氟化烯烴(例如氫氟鏈烯)的制冷劑)、以及按重量計(jì)從60％至80％的氟化飽和烴(例如氫氟烷烴)，并且其中所述多元醇酯潤(rùn)滑劑具有在40℃下從32至120cSt(例如32至100cSt或40至100cSt)的運(yùn)動(dòng)粘度，并且包含季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇和包含4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇單體的低聚物的C_5-10烷基羧基酯的混合物，其中這些多元醇酯的所有C_5-10烷基羧基的60摩爾％或更多是直鏈或支鏈的C₅烷基羧基，并且在這些多元醇酯潤(rùn)滑劑中所有C_5-10烷基羧基的20％-60％是支鏈的。

本發(fā)明的潤(rùn)滑劑組合物理想地適于與包含氟鏈烯烴和氟烷烴的制冷共混物一起使用，這些制冷共混物例如氫氟烯烴制冷劑如R-1234ze(1,3,3,3-四氟丙烯)和氫氟烷烴制冷劑如R-32(二氟甲烷)的共混物。

本發(fā)明的潤(rùn)滑劑/低GWP制冷劑共混物展示了在寬范圍的操作條件下優(yōu)異的可混溶性，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該可混溶性改進(jìn)了該傳熱裝置的整體性能?？紤]到與氟化制冷劑、特別是氟化烯烴相關(guān)的強(qiáng)的潤(rùn)滑劑稀釋作用，在操作條件下工作流體的粘度，而不是單獨(dú)潤(rùn)滑劑的粘度，是在裝置的長(zhǎng)期性能中的重要因素。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)與本發(fā)明制冷劑共混物組合時(shí)，具有比對(duì)于特定裝置通常指定的更高粘度的本發(fā)明的潤(rùn)滑劑經(jīng)常是對(duì)于目前使用標(biāo)準(zhǔn)鹵化制冷劑和較低粘度的潤(rùn)滑劑的許多商業(yè)傳熱裝置的用于產(chǎn)生低GWP工作流體替換物的優(yōu)異選擇。本發(fā)明的工作流體還維持了可接受的粘度與良好的成膜性以及負(fù)荷承載特性，同時(shí)在許多情況下在具有挑戰(zhàn)性的條件下提供了改進(jìn)的潤(rùn)滑性和磨損保護(hù)。

發(fā)明說明

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種工作流體，該工作流體包含：

i)制冷劑共混物，包含基于該制冷劑共混物的重量按重量計(jì)從20％至40％的氫氟烯烴，如R-1234ze(1,3,3,3-四氟丙烯)，以及基于該制冷劑共混物的重量按重量計(jì)從60％至80％的氫氟烷烴制冷劑，如R-32(二氟甲烷)，以及

ii)多元醇酯潤(rùn)滑劑組合物，具有在40℃下從32至120cSt、典型地從32至100cSt、并且經(jīng)常從40至100cSt的運(yùn)動(dòng)粘度，包含季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇和包含4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇單體的低聚物的C_5-10烷基羧基酯的混合物，其中所有多元醇酯的至少10wt％是含有4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇多元醇單體單元的低聚物的酯，其中所有這些C_5-10烷基羧基酯的60摩爾％、例如75摩爾％或更多、或者更多是直鏈或支鏈的C₅烷基羧基酯，并且這些多元醇酯的所有C_5-10烷基羧基的20％-60％是支鏈的。

在一些實(shí)施例中，所有C_5-10烷基羧基酯的80摩爾％、85摩爾％或更多是直鏈或支鏈的C₅烷基羧基酯，并且在一些實(shí)施例中，所有C_5-10烷基羧基酯的90摩爾％或更多是直鏈或支鏈的C₅烷基羧基酯。

在典型的實(shí)施例中，該多元醇酯潤(rùn)滑劑組合物包含：

a)從30wt％至85wt％的季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，

b)從1wt％至20wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，

c)從1wt％至10wt％的三季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及

d)從10wt％至45wt％的具有4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇單體基團(tuán)的季戊四醇低聚物的C_5-10烷基羧基酯；

例如：

a)從30wt％至55wt％的季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，

b)從1wt％至20wt％的二季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，

c)從1wt％至10wt％的三季戊四醇的C_5-10烷基羧基酯，以及

d)從25wt％至45wt％的具有4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇單體基團(tuán)的季戊四醇低聚物的C_5-10烷基羧基酯，

其中wt％是基于該潤(rùn)滑劑中的所有多元醇酯的重量。

在大多數(shù)實(shí)施例中，所有C_5-10烷基羧基酯的70摩爾％或更多、例如75摩爾％或更多是直鏈或支鏈的C₅烷基羧基酯并且在該潤(rùn)滑劑中所有C_5-10烷基羧基的20％-60％是支鏈的，經(jīng)常25％至55％是支鏈的，并且在某些實(shí)施例中，在該潤(rùn)滑劑中所有C_5-10烷基羧基的30％至50％或30至45摩爾％是支鏈的。

除了這些C₅烷基羧基酯之外，還將典型地存在直鏈或支鏈的C₆、C₇、C₈、C₉和/或C₁₀烷基羧基酯。在某些實(shí)施例中，存在直鏈的C₇、C₈、C₉和/或C₁₀烷基羧基酯，和支鏈的C₈和/或C₉烷基羧基酯，例如，該潤(rùn)滑劑將經(jīng)常包含直鏈和支鏈的C₅烷基羧基酯，一種或多種直鏈的C₇、C₈、C₁₀烷基羧基酯，和/或支鏈的C₉烷基羧基酯如3,5,5-三甲基己酰基。

例如，該潤(rùn)滑劑包含季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇和具有4個(gè)或更多個(gè)季戊四醇單體基團(tuán)的季戊四醇低聚物的從60至99、70至95、或75至95摩爾％的C₅烷基羧基酯；從0至25摩爾％、例如1至25摩爾％的支鏈的C₉烷基羧基酯；以及從0至10摩爾％的直鏈的C₇烷基羧基酯的混合物。例如，典型地，這些多元醇潤(rùn)滑劑包含75至95摩爾％的C₅烷基羧基酯；從1至15摩爾％的支鏈的C₉烷基羧基酯；以及從1至10摩爾％的直鏈的C₇烷基羧基酯的混合物。

當(dāng)該潤(rùn)滑劑中的所有C_5-10烷基羧基的30至45摩爾％是支鏈的，所有C_5-10烷基羧基酯的85至95摩爾％是C₅烷基羧基酯并且C₅烷基羧基的至少30至45摩爾％是支鏈的時(shí)，已經(jīng)獲得了良好的結(jié)果。

本發(fā)明的多元醇酯潤(rùn)滑劑的烷基羧基是單羧酸酯，并且小于5摩爾％、典型地小于2摩爾％、并且經(jīng)常地沒有羧酸酯衍生自二元羧酸或多元羧酸。

本發(fā)明潤(rùn)滑劑，取決于在其中有待使用它們的裝置，典型地具有在40℃下至少32cSt、40cSt、46cSt、60cSt或更高的運(yùn)動(dòng)粘度，并且可以是高達(dá)80cSt、100cSt、或120cSt，但是可以考慮更高的粘度。在許多實(shí)施例中，該潤(rùn)滑劑在40℃下的粘度將是從40至120cSt、40至100cSt、46至100cSt、或從48至80cSt。

對(duì)于本發(fā)明的潤(rùn)滑劑還通常的是具有在100℃下從5至20cSt、例如從6至15cSt、并且經(jīng)常從7至14cSt的運(yùn)動(dòng)粘度。

本發(fā)明潤(rùn)滑劑的多元醇酯的混合物可以通過適當(dāng)?shù)募疚焖拇肌⒍疚焖拇?、和?季戊四醇)的簡(jiǎn)單酯化制備，然而這要求獲得這些單獨(dú)的多元醇作為起始材料。該多元醇酯組合物更便利地通過與例如美國(guó)專利3,670,013和6,444,626、8,318,647中的方法類似的兩步法制備。

其他潤(rùn)滑劑可以存在于該工作流體中，如其他多元醇酯、聚α烯烴、聚亞烷基二醇、烷基化的芳族化合物、聚醚、礦物油、磷酸酯、其他酯基潤(rùn)滑劑、植物油等，然而，以上定義的多元醇酯組合物是該潤(rùn)滑劑組合物的大部分潤(rùn)滑劑組分，典型地包含至少70、80、90、95、或98wt％，經(jīng)常至少90、95、或98wt％的潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)原料，并且在許多實(shí)施例中，以上描述的多元醇酯組合物是本發(fā)明的工作流體中的唯一潤(rùn)滑劑。當(dāng)加入其他潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)原料時(shí)必須小心，使得該多元醇酯組合物相對(duì)于其與氫氟烯烴一起使用所希望的特性不被減弱。

本發(fā)明的制冷劑共混物和潤(rùn)滑劑貫穿大多數(shù)傳熱裝置的操作范圍內(nèi)是可混溶的。例如，當(dāng)該工作流體的制冷劑是包含從20％至35％的R-1234ze以及從80％至65％的R-32(例如約27％的R-1234ze和約73％的R-32)的共混物時(shí)，在該制冷劑中在10％的油濃度下該工作流體的相分離在低溫側(cè)處低于0℃、典型地從-1℃至-50℃、并且在一些實(shí)施例中從-5℃至-50℃(例如從-5℃至-25℃)、并且在具體實(shí)施例中從-10℃至-20℃發(fā)生。在高溫側(cè)處的相分離典型地在60℃或更高的溫度下發(fā)生。

在使用條件下在制冷劑存在下該多元醇酯潤(rùn)滑劑的粘度被高度關(guān)注，但是這可能通過溶解在其中的制冷劑的量來降低。具有可接受的工作粘度的工作流體可以容易地通過將本發(fā)明的這些多元醇酯和氟化烯烴制冷劑共混物連同典型地在本領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)的任何添加劑組合來獲得?？紤]到與氟化制冷劑例如氟化烯烴相關(guān)的強(qiáng)的潤(rùn)滑劑稀釋作用，包含低GWP制冷劑的本發(fā)明工作流體在艱苦條件下維持優(yōu)越工作粘度的能力是制冷技術(shù)中向前的主要步驟?？傮w上，本發(fā)明的工作流體將在要求例如具有32、46、84、80、或100的ISO粘度等級(jí)的潤(rùn)滑劑的系統(tǒng)中很好地起作用。

本發(fā)明的制冷劑共混物包含基于該共混物中所有制冷劑按重量計(jì)在15％與50％之間的氟化烯烴和從50％至85％的氟化烷烴、例如從20％至40％的氟化烯烴以及從60％至80％的氟化烷烴、或從20％至35％的氟化烯烴和從80％至65％的氟化烷烴。

本發(fā)明的制冷劑共混物總體上包含氟化烯烴，例如從2至7個(gè)碳原子、典型地3、4或5個(gè)碳的氫氟化的烯烴，并且多于一種可以存在。在許多實(shí)施例中，該氟化烯烴包括氟化丙烯。全氟化烯烴還有可能也是存在的。

在一些實(shí)施例中，可能存在少量，例如小于10wt％、典型地小于5wt％的其他制冷劑如烷烴、鏈烯烴、CO₂等，但是在大多數(shù)實(shí)施例中，該制冷劑由氟化烯烴和氟化烷烴的混合物組成。

在具體的實(shí)施例中，該制冷劑共混物包含從25％至30％的氟化烯烴(例如多氟化的乙烯或丙烯如R-1234ze或R-1234yf)，以及從70％至75％的氟化烷烴(例如多氟化的甲烷、乙烷或丙烷，如R-32)。在本申請(qǐng)中，代詞“一個(gè)/一種(a)”或“一個(gè)/一種(an)”是指一個(gè)/一種或多于一個(gè)/一種。

本發(fā)明的許多氟化烯烴制冷劑在本領(lǐng)域例如US 2012/0011864中是已知的，并且包括例如以下各項(xiàng)的E和Z異構(gòu)體：

1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯；1,1,3,3,3-五氟-1-丙烯；1,1,2,3,3-五氟-1-丙烯；1,2,3,3-四氟-1-丙烯；2,3,3,3-四氟-1-丙烯；1,3,3,3-四氟-1-丙烯；1,1,2,3-四氟-1-丙烯；1,1,3,3-四氟-1-丙烯；1,2,3,3-四氟-1-丙烯；3,3,3-三氟-1-丙烯；2,3,3-三氟-1-丙烯；1,1,2-三氟-1-丙烯；1,2,3-三氟-1-丙烯；1,1,3-三氟-1-丙烯；1,3,3-三氟-1-丙烯；

1,1,1,2,4,4,4-七氟-2-丁烯；1,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯；1,1,1,2,3,4,4-七氟-2-丁烯；1,1,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯；1,1,2,3,4,4,4-七氟-1-丁烯；1,1,2,3,3,4,4-七氟-1-丁烯；2,3,3,4,4,4-六氟-1-丁烯；1,3,3,4,4,4-六氟-1-丁烯；1,2,3,4,4,4-六氟-1-丁烯；1,2,3,3,4,4-六氟-1-丁烯；1,1,2,3,4,4-六氟-2-丁烯；1,1,1,2,3,4-六氟-2-丁烯；1,1,1,2,4,4-六氟-2-丁烯；1,1,1,3,4,4-六氟-2-丁烯；1,1,2,3,3,4-六氟-1-丁烯；1,1,2,3,4,4-六氟-1-丁烯；1,1,1,2,4-五氟-2-丁烯；1,1,1,3,4-五氟-2-丁烯；3,3,4,4,4-五氟-1-丁烯；1,1,1,4,4-五氟-2-丁烯；1,1,1,2,3-五氟-2-丁烯；2,3,3,4,4-五氟-1-丁烯；1,1,2,4,4-五氟-2-丁烯；1,1,2,3,3-五氟-1-丁烯；1,1,2,3,4-五氟-2-丁烯；2,3,4,4,4-五氟-1-丁烯；1,2,4,4,4-五氟-1-丁烯；1,3,4,4,4-五氟-1-丁烯；1,3,3,4,4-五氟-1-丁烯；1,2,3,4,4-五氟-1-丁烯；3,3,4,4-四氟-1-丁烯；1,1,1,2-四氟-2-丁烯；1,1,1,3-四氟-2-丁烯；

3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯；1,1-二氟-2-(二氟甲基)-1-丙烯；1,3,3,3-四氟-2-甲基-1-丙烯；3,3-二氟-2-(二氟甲基)-1-丙烯；1,1,3,3,3-五氟-2-甲基-1-丙烯；2-(二氟甲基)-3,3,3-三氟-1-丙烯；1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯；

1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯；1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯；1,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟-1-戊烯；1,1,3,3,4,4,5,5,5-九氟-1-戊烯；1,1,2,3,3,4,4,5,5-九氟-1-戊烯；1,1,2,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯；1,1,1,2,3,4,4,5,5-九氟-2-戊烯；1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-2-戊烯；

2,3,3,4,4,5,5,5-八氟-1-戊烯；1,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊烯；

3,3,4,4,5,5,5-七氟-1-戊烯；2,3,3,4,4,5,5-七氟-1-戊烯；1,1,3,3,5,5,5-七氟-1-戊烯；3,4,4,5,5,5-六氟-2-戊烯；3,3,4,5,5,5-六氟-1-戊烯；

1,1,1,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)-2-丁烯；1,2,3,4,4,4-六氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,2,4,4,4-六氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,1,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)-2-丁烯；1,1,3,4,4,4-六氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；3,3,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,4,4,4-五氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,3,4,4,4-五氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,4,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-1-丁烯；3,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,1,2,4,4,4-七氟-3-甲基-2-丁烯；2,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,4,4,4-四氟-3-(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,1,4-四氟-2-(三氟甲基)-2-丁烯；1,1,1,3-四氟-2-(三氟甲基)-2-丁烯；1,1,1-三氟-2-(三氟甲基)-2-丁烯；1,1,1,4,4,4-六氟-2-甲基-2-丁烯；4,4,4-三氟-2-(三氟甲基)-1-丁烯；

3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己烯；3,4,4,5,5,6,6,6-八氟-2-己烯；3,3,4,4,5,5,6,6-八氟-1-己烯；4,4,5,5,6,6,6-七氟-2-己烯；4,4,5,5,6,6,6-七氟-1-己烯；1,1,1,2,2,3,4-七氟-3-己烯；

1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯；1,1,1,3,4,5,5,5-八氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯；4,4,4-三氟-3,3-雙(三氟甲基)-1-丁烯；1,1,1,4,4,4-六氟-3-甲基-2-(三氟甲基)-2-丁烯；2,3,3,5,5,5-六氟-4-(三氟甲基)-1-戊烯；1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-3-甲基-2-戊烯；1,1,1,5,5,5-六氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯；1,1,1,4,4-五氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯；,4,5,5,5-五氟-2-(三氟甲基)-1-戊烯；3,3,4,4,5,5,5-七氟-2-甲基-1-戊烯；

4,5,5,5-四氟-4-(三氟甲基)-1-戊烯；1,1,1,2,5,5,5-七氟-4-甲基-2-戊烯；

1,1,1,3-四氟-2-(三氟甲基)-2-戊烯；以及類似物；

可以任選存在的全氟化的烯烴包括：

1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯；1,1,2,3,3,4,4,4-八氟-1-丁烯，1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-十氟-2-戊烯；1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-十氟-1-戊烯；1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十二氟-1-己烯；1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6-十二氟-3-己烯；1,1,1,4,4,4-六氟-2,3-雙(三氟甲基)-2-丁烯；1,1,1,2,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-2-戊烯；以及類似物。

例如，在許多實(shí)施例中，該制冷劑共混物包含五氟丙烯、四氟丙烯、或三氟丙烯。

本發(fā)明的氟化烷烴制冷劑也是本領(lǐng)域中熟知的，并且典型地是多氟化的C_1-6烷烴，包括例如四氟化碳(R-14)、二氟甲烷(R-32)、1,1,1,2-四氟乙烷(R-134a)、1,1,2,2-四氟乙烷(R-134)、五氟乙烷(R-125)、1,1,1-三氟乙烷(R-143a)和類似物，并且多于一種可以存在。

包含超過20％的氟化烯烴制冷劑和氟化烷烴的各種制冷劑共混物是本領(lǐng)域中已知的，其中的許多是可商購(gòu)的，并且在本發(fā)明中可以是有用的。

本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例提供了具有優(yōu)異的潤(rùn)滑特性、抗磨損活性、和傳熱效率的低GWP工作流體，該工作流體能夠替換商業(yè)上接受的在空調(diào)或熱泵應(yīng)用中的較高GWP流體。要做到這一點(diǎn)，本發(fā)明的低GWP工作流體必須在減少摩擦、防止壓縮機(jī)部件的磨損、以及作為傳熱介質(zhì)的效率方面上表現(xiàn)得與商業(yè)上接受的流體一樣或更好。

為此，將本發(fā)明的潤(rùn)滑劑和工作流體的特性與商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)物和其他對(duì)比配制品進(jìn)行比較。進(jìn)行測(cè)試以便測(cè)量這些潤(rùn)滑劑自身的特性，例如，負(fù)荷承載和摩擦減小特性，以及包含這些潤(rùn)滑劑和制冷劑的工作流體的特性，例如工作粘度和傳熱效率。在實(shí)例中發(fā)現(xiàn)關(guān)于這些潤(rùn)滑劑組合物、工作流體組合物、測(cè)試和數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)。

以下討論比較了使用包含單-和二-季戊四醇的酯的商業(yè)ISO 32多元醇酯潤(rùn)滑劑(即，對(duì)比A)，包含單-和二-季戊四醇的酯的對(duì)比ISO 68多元醇酯潤(rùn)滑劑(即，對(duì)比C)，以及包含單-、二-、三-、四-季戊四醇和其他更高級(jí)季戊四醇低聚物的酯的本發(fā)明的ISO 68多元醇酯潤(rùn)滑劑(即，本發(fā)明2)，并且從通過將這些潤(rùn)滑劑中的每一種與制冷劑R-410A(一種包含50:50wt比率的氫氟烷烴R-32和R-125的共混物)、或制冷劑L-41b(一種包含73:27wt比率的氫氟烷烴R-32與氫氟烯烴R-1234ze的根據(jù)本發(fā)明的低GWP制冷劑共混物)組合獲得的工作流體而獲得的結(jié)果。

該潤(rùn)滑劑對(duì)比A被設(shè)計(jì)為用于HFC制冷劑并且是在負(fù)荷承載特性、潤(rùn)滑性和與選擇的制冷劑的可混溶性方面上優(yōu)化的潤(rùn)滑劑的實(shí)例。包含對(duì)比A的潤(rùn)滑劑與制冷劑R-410A的工作流體是商業(yè)上使用的、現(xiàn)有技術(shù)的例如在家用空調(diào)中使用的潤(rùn)滑劑和制冷劑配對(duì)。

測(cè)試的一個(gè)方面在AHRI標(biāo)準(zhǔn)210/240條件下使用全系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估了用于在傳熱裝置中使用的工作流體。兩個(gè)獨(dú)立的能量平衡用于計(jì)算能力：(1)空氣側(cè)能量平衡和(2)制冷劑側(cè)能量平衡?？諝饬鲃?dòng)速率、溫度、和濕度變化的組合測(cè)量允許能力的計(jì)算。由溫度和壓力測(cè)量確定從部件入口到出口的比焓上的變化。到空調(diào)的室外單元的功率被認(rèn)為是通過壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)消耗的；到室內(nèi)單元的功率被認(rèn)為是通過風(fēng)扇和變壓器消耗的。每個(gè)單元的功率要求分別通過校準(zhǔn)換能器測(cè)量。

如以上所述的，為該工作流體選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑/制冷劑配對(duì)可以提供整體的傳熱效率改進(jìn)。COP(性能系數(shù))通過將空調(diào)的冷卻能力與該系統(tǒng)的功率要求相關(guān)聯(lián)來測(cè)量系統(tǒng)效率。它是每單位的能量(即，所使用的電力的BTU)傳遞的熱的量(即，所產(chǎn)生的BTU)的比率。各種對(duì)比工作流體和本發(fā)明的工作流體的COP使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)計(jì)算，并且示出了本發(fā)明的適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑和制冷劑的選擇可以導(dǎo)致最高達(dá)約12％的效率改進(jìn)。

還觀察了關(guān)于潤(rùn)滑劑和制冷劑選擇效率的作用的相關(guān)性。例如，在操作條件的全部范圍內(nèi)可混溶的潤(rùn)滑劑制冷劑配對(duì)勝過具有可混溶性間隙的那些，即，在操作條件的整個(gè)范圍內(nèi)不與該制冷劑充分可混溶的潤(rùn)滑劑。這些結(jié)果證實(shí)了制冷劑和潤(rùn)滑劑的可混溶性是與傳熱效率相關(guān)的重要部分。

下表示出了在該工作流體的低溫區(qū)域處制冷劑與各種濃度的所選擇的潤(rùn)滑劑的可混溶性，也就是說，所示出的溫度是高于該潤(rùn)滑劑/制冷劑配對(duì)可混溶的但低于該潤(rùn)滑劑和制冷劑分離的點(diǎn)。

如將預(yù)期的，對(duì)比A與R-410a的商業(yè)配對(duì)示出了在低于0℃的溫度下的良好的可混溶性。用對(duì)比A與L-41b的配對(duì)、以及本發(fā)明2與L-41b的本發(fā)明組合也看到了良好的低端可混溶性，而組合對(duì)比C和L-41b在此溫度區(qū)域中不是充分可混溶的。

關(guān)于在傳熱裝置中的潤(rùn)滑劑性能，壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)為在流體膜潤(rùn)滑的穩(wěn)定狀態(tài)條件下運(yùn)行，其中通過潤(rùn)滑劑的液壓產(chǎn)生的保護(hù)屏障使移動(dòng)部件分開。此種膜是潤(rùn)滑劑粘度、在這些移動(dòng)部件之間的相對(duì)速度、表面粗糙度和這些部件的接觸幾何的函數(shù)。然而，對(duì)于它們的操作時(shí)間的一部分，壓縮機(jī)將在苛刻的邊界潤(rùn)滑條件(即，處于其中負(fù)荷足以導(dǎo)致摩擦表面的金屬-金屬接觸的狀態(tài))下操作。邊界潤(rùn)滑條件是在啟動(dòng)和關(guān)閉、以及當(dāng)壓縮機(jī)在規(guī)定的操作窗的邊緣或外部處操作時(shí)的小時(shí)間段期間最經(jīng)常觀察到的。沒有適當(dāng)?shù)倪吔鐫?rùn)滑，壓縮機(jī)可能在這些條件下僅在幾秒后經(jīng)受災(zāi)難性故障。

潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性可以被認(rèn)為是除負(fù)荷承載性能之外的單獨(dú)特性。它是與由于在正常操作下在任一種混合膜潤(rùn)滑中(其中只有在金屬表面上的表面微凸體(asperities)是部分接觸的)部件的潤(rùn)滑造成的摩擦能量損失的量以及在流體膜潤(rùn)滑下物理移動(dòng)該潤(rùn)滑劑越過自身所要求的能量(被稱為粘性阻力)更相關(guān)的特性，也就是說，潤(rùn)滑性是與摩擦能量損失而不是由高負(fù)荷產(chǎn)生的潛在磨損更相關(guān)的。

使用Falex Pin和Vee Block測(cè)試估算在邊界潤(rùn)滑條件下本發(fā)明的潤(rùn)滑劑減少摩擦并且防止磨損的能力，其中所報(bào)道的失效負(fù)荷越高，預(yù)測(cè)該潤(rùn)滑劑越好地防止磨損；甚至當(dāng)已經(jīng)停止所有的流體膜潤(rùn)滑時(shí)。

在不存在制冷劑下使用微型牽引機(jī)(Mini Traction Machine)評(píng)估了與POE潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性相關(guān)的潤(rùn)滑特性，該微型牽引機(jī)用于通過測(cè)量在各種夾帶速度下的摩擦系數(shù)收集與在混合膜和流體膜(流體動(dòng)力學(xué)的)潤(rùn)滑的條件下的這些潤(rùn)滑劑的摩擦特性相關(guān)的信息。在非常低的夾帶速度下，存在一些直接的金屬與金屬的表面微凸體接觸(近邊界潤(rùn)滑條件)，但是隨著夾帶速度增加，由于增加到接觸入口內(nèi)的油吸入在接觸表面之間存在壓力累積，導(dǎo)致從近邊界到混合膜的前進(jìn)，以完成流體膜(流體動(dòng)力學(xué)的)潤(rùn)滑。在近邊界和混合膜潤(rùn)滑的條件下，接觸中的高壓產(chǎn)生了表面的局部彈性展平，并且增加了該潤(rùn)滑劑的粘度。在此類接觸中，F(xiàn)的C通過該潤(rùn)滑劑的分子結(jié)構(gòu)和接觸溫度確定。

來自Falex Pin和Vee Block測(cè)試(即，失效負(fù)荷)和微型牽引測(cè)試(即，在40℃下的F的C)的結(jié)果在下表中示出。

商業(yè)潤(rùn)滑劑對(duì)比A和潤(rùn)滑劑本發(fā)明2示出了相似的負(fù)荷承載和潤(rùn)滑性特征。

確定潤(rùn)滑劑就其本身而言的負(fù)荷承載和潤(rùn)滑性性能可以僅僅提供關(guān)于潤(rùn)滑劑是否在裝置所遇到的操作條件下在作為工作流體的一部分的制冷劑存在下表現(xiàn)良好的初步指導(dǎo)。包含前一表格的潤(rùn)滑劑和制冷劑的工作流體的工作粘度是在AHRI標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件A、B和C下以冷卻模式運(yùn)行的傳熱系統(tǒng)中獲得的。

商業(yè)共混物對(duì)比A/R-410a的低GWP工作流體替換物在每個(gè)AHRI條件A、B和C下應(yīng)該具有等于或大于對(duì)于該對(duì)比A/R-410a共混物所觀察到的工作粘度的工作粘度。數(shù)據(jù)在以下示出：

在每個(gè)測(cè)試條件下用低GWP制冷劑L-41b替換商業(yè)共混物中的制冷劑R-410a導(dǎo)致具有比商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)物更低工作粘度的工作流體。另一方面，包含R-41b與潤(rùn)滑劑對(duì)比C或本發(fā)明2的共混物的工作粘度各自大于商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)物的粘度。然而，如以上示出的，對(duì)比C的潤(rùn)滑劑不能與R-41b充分可混溶以在傳熱裝置中有用。

在這個(gè)具體實(shí)例中，具有比在商業(yè)接受的工作流體中使用的粘度更高粘度的包含低GWP制冷劑共混物R-41b和本發(fā)明的潤(rùn)滑劑本發(fā)明2的本發(fā)明的工作流體是用于目前使用的商業(yè)流體的優(yōu)異替換物。

在許多實(shí)施例中，本發(fā)明的工作流體將經(jīng)常含有一種或多種在本領(lǐng)域中常見的添加劑，該一種或多種添加劑包括抗氧化劑、極壓添加劑、抗磨損添加劑、減摩擦添加劑、消泡劑、促泡沫劑、金屬減活化劑、酸清除劑等。

可以使用的抗氧化劑的實(shí)例包括酚類抗氧化劑，例如2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚和4,4'-亞甲基雙(2,6-二-叔丁基苯酚)；胺類抗氧化劑，例如p,p-二辛基苯基胺、單辛基二苯基胺、吩噻嗪、3,7-二辛基吩噻嗪、苯基-1-萘基胺、苯基-2-萘基胺、烷基苯基-1-萘基胺、和烷基苯基-2-萘基胺；含硫抗氧化劑，例如烷基二硫化物、硫代二丙酸酯和苯并噻唑；以及二烷基二硫代磷酸鋅和二芳基二硫代磷酸鋅。

可以使用的極壓添加劑、抗磨添加劑、減摩擦添加劑的實(shí)例包括鋅化合物，例如二烷基二硫代磷酸鋅和二芳基二硫代磷酸鋅；硫化合物，例如硫代二丙酸酯，二烷基硫醚，二芐基硫醚，二烷基多硫化物，烷基硫醇，二苯并噻吩和2,2'-二硫代雙(苯并噻唑)；硫/氮無灰抗磨添加劑，例如二烷基二巰基噻二唑和亞甲基雙(N,N-二烷基二硫代氨基甲酸酯)；磷化合物，例如磷酸三芳基酯如磷酸三甲苯基酯和磷酸三烷基酯；磷酸二烷基酯或磷酸二芳基酯；亞磷酸三烷基酯或亞磷酸三芳基酯；磷酸烷基酯和磷酸二烷基酯的胺鹽，例如磷酸二甲酯的十二烷基胺鹽；亞磷酸二烷基酯或亞磷酸二芳基酯；亞磷酸單烷基酯或亞磷酸單芳基酯；氟化合物，例如全氟烷基聚醚，三氟氯乙烯聚合物和石墨氟化物；硅化合物，例如脂肪酸改性的硅酮；二硫化鉬，石墨等。有機(jī)摩擦改良劑的實(shí)例包括長(zhǎng)鏈脂肪胺和甘油酯。

可以使用的消泡劑和促泡沫劑的實(shí)例包括硅酮油例如二甲基聚硅氧烷和有機(jī)硅酸酯例如硅酸二乙酯。可以使用的金屬減活化劑的實(shí)例包括苯并三唑，甲苯基三唑，茜素，醌茜和巰基苯并噻唑。而且，可以添加環(huán)氧化合物如苯基縮水甘油基醚，烷基縮水甘油基醚，烷基縮水甘油基酯，環(huán)氧硬脂酸酯和環(huán)氧化植物油，有機(jī)錫化合物和硼化合物作為酸清除劑或穩(wěn)定劑。

濕氣清除劑的實(shí)例包括原甲酸三烷基酯，例如原甲酸三甲酯和原甲酸三乙酯；縮酮，例如1,3-二氧雜環(huán)戊烷，和氨基縮酮，例如2,2-二烷基噁唑烷。

包含本發(fā)明多元醇酯和制冷劑的工作流體可以用于各種各樣的制冷和熱能傳遞應(yīng)用中。實(shí)例包括空調(diào)設(shè)備，如小的窗式空調(diào)，家用中央空調(diào)單元，用于工廠、辦公樓、公寓樓和倉(cāng)庫(kù)的輕型工業(yè)空調(diào)和大型工業(yè)單元；制冷應(yīng)用包括家用制冷機(jī)、冷凍器、水冷卻器、自動(dòng)售貨機(jī)和制冰機(jī)、大型冷凍倉(cāng)庫(kù)和溜冰場(chǎng)。也包括在工業(yè)應(yīng)用中的是級(jí)聯(lián)式食品雜貨商店制冷和冷凍器系統(tǒng)。熱能傳遞應(yīng)用包括用于住宅供暖和熱水加熱器的熱泵。運(yùn)輸相關(guān)的應(yīng)用包括汽車和卡車空調(diào)、冷凍的半掛車以及冷凍的海上和鐵路運(yùn)輸容器。

對(duì)于這些應(yīng)用有用的壓縮機(jī)可以被分類成兩個(gè)寬的類別；正排量壓縮機(jī)和動(dòng)態(tài)壓縮機(jī)。正排量壓縮機(jī)通過施加于壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)的功來降低壓縮室的體積而增加制冷劑蒸氣壓力。正排量壓縮機(jī)包括如往復(fù)式，旋轉(zhuǎn)式(滾動(dòng)活塞，旋轉(zhuǎn)葉片，單螺桿，雙螺桿)，和軌道式(渦旋(scroll)或擺動(dòng)(trochoidal))。動(dòng)態(tài)壓縮機(jī)通過從旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連續(xù)傳遞動(dòng)能至蒸氣，接著將此能量轉(zhuǎn)化成壓力上升，來增加制冷劑蒸氣壓力。離心壓縮機(jī)基于這些原理發(fā)揮功能。

實(shí)例

潤(rùn)滑劑

表L1列出了三種對(duì)比潤(rùn)滑劑對(duì)比A、對(duì)比B和對(duì)比C以及本發(fā)明的兩種潤(rùn)滑劑本發(fā)明1和本發(fā)明2的ISO粘度等級(jí)、多元醇組分以及相對(duì)羧酸酯量?！癙olyPE”代表包含如以上本發(fā)明報(bào)道的單-與二-與三-和更高級(jí)季戊四醇酯的比率的組合物，羧酸酯基團(tuán)是就每種酸相對(duì)于在酯化過程期間加入的羧酸的組合總數(shù)的摩爾百分比而言報(bào)道的，i-C5是工業(yè)化學(xué)產(chǎn)品，其是約34％的2-甲基丁酸和66％的正戊酸的混合物例如(陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company))，并且i-C9代表衍生自3,5,5-三甲基己酸(例如異壬酸)的羧酸酯(歐克新亞公司(Oxea Corporation))。

表L1

潤(rùn)滑劑特性

表L2示出了如通過ASTM D 3233失效負(fù)荷(方法A)使用Falex Pin和Vee Block測(cè)試確定的失效負(fù)荷(在銷失效處的力lbs.)，以及如使用微型牽引機(jī)確定的隨在40℃下的夾帶速度變化的摩擦系數(shù)(F的C)。所報(bào)道的失效負(fù)荷越高，預(yù)測(cè)潤(rùn)滑劑越好地防止磨損；F的較低C與較好的潤(rùn)滑性和較小的摩擦能量損失相關(guān)。

表L2

工作流體

R-410A是包含50:50wt比率的兩種氫氟烷烴R-32和R-125的制冷劑共混物

L-41b是包含73:27wt比率的氫氟烷烴R-32與氫氟烯烴R-1234ze的低GWP制冷劑共混物。

包含對(duì)比A的潤(rùn)滑劑與制冷劑R-410A的工作流體是商業(yè)上使用的、現(xiàn)有技術(shù)的例如在家用空調(diào)中使用的潤(rùn)滑劑和制冷劑的配對(duì)。

制冷劑/潤(rùn)滑劑組合的可混溶性

表WF 1列出了示出如通過使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法確定的邊界的溫度，在這些邊界處該制冷劑中的所指定濃度的潤(rùn)滑劑分離。

表WF 1

傳熱能力和效率

在AHRI標(biāo)準(zhǔn)210/240條件下使用全系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估了傳熱裝置中使用的本發(fā)明的工作流體。兩個(gè)獨(dú)立的能量平衡用于計(jì)算能力：(1)空氣側(cè)能量平衡和(2)制冷劑側(cè)能量平衡?？諝饬鲃?dòng)速率、溫度、和濕度變化的組合測(cè)量允許由測(cè)量值計(jì)算能力。由溫度和壓力測(cè)量確定從部件入口到出口的比焓上的變化。

在進(jìn)行這些測(cè)試中，按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)⒍嘣减?rùn)滑劑和制冷劑裝入到該系統(tǒng)中，直到液體管線中的過冷卻匹配制造商所指定的。在實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臏y(cè)試條件的同時(shí)，該系統(tǒng)運(yùn)行持續(xù)若干小時(shí)。在穩(wěn)定狀態(tài)下30分鐘后，收集每個(gè)測(cè)試條件的數(shù)據(jù)持續(xù)30分鐘，并且對(duì)于每個(gè)AHRI測(cè)試條件重復(fù)平衡測(cè)試循環(huán)。在完成對(duì)于制冷劑-潤(rùn)滑劑對(duì)的數(shù)據(jù)收集后，徹底沖洗該系統(tǒng)以便從所有的部件上去除任何殘余的工作流體。然后，將該系統(tǒng)抽空到75毫托并且裝入下一個(gè)潤(rùn)滑劑-制冷劑對(duì)。

COP通過將冷卻能力與該系統(tǒng)的功率要求相關(guān)聯(lián)來測(cè)量系統(tǒng)效率。到室外單元的功率通過壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)消耗。到室內(nèi)單元的功率通過風(fēng)扇和24伏特的變壓器使用。每個(gè)單元的功率要求分別通過校準(zhǔn)換能器測(cè)量。COP使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行計(jì)算。

本發(fā)明的適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑的選擇取決于制冷劑可以導(dǎo)致最高達(dá)約12％的效率改進(jìn)。

工作流體粘度

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方案，在代表在制冷或空調(diào)單元的壓縮機(jī)內(nèi)發(fā)現(xiàn)那些的條件下對(duì)測(cè)試流體進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)在AHRI標(biāo)準(zhǔn)條件A、B、和C的冷卻模式下操作該系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量并且在以下列出該壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度和壓力條件。因此，該工作流體在這些溫度和壓力下的粘度與評(píng)估本發(fā)明的潤(rùn)滑劑的性能相關(guān)。

表WF 2示出了對(duì)于測(cè)試流體在所指定的條件下溶解的制冷劑的粘度和量。

表WF 2

在含有L-41b的流體之中，在每種測(cè)試條件下，包含本發(fā)明的潤(rùn)滑劑本發(fā)明2和對(duì)比潤(rùn)滑劑對(duì)比C的那些顯示出的工作粘度等于或高于對(duì)于對(duì)比A與R-410A的商業(yè)配對(duì)發(fā)現(xiàn)的工作粘度。在條件B和C下，本發(fā)明的潤(rùn)滑劑本發(fā)明1與L-41b產(chǎn)生了具有可接受的粘度的組合物。