[发明专利]用于提供非共沸制冷剂的方法和设备

说明书

本发明涉及用于提供非共沸制冷剂的方法和设备，其中所述制冷剂由至少两种组分的制冷剂共混物形成，所述组分以其各自与所述制冷剂的质量分数的比率添加到容器(11)中，并且在所述容器中形成制所述冷剂共混物，其中通过控制设备(21)设置所述容器中的温度和/或压力，使得所述制冷剂仅以气相或仅以液相存在。

本发明涉及用于提供非共沸制冷剂的方法和设备，其中所述制冷剂由至少两种组分的制冷剂共混物形成，这些组分以其各自与制冷剂的质量分数的比率添加到容器中，并且在容器中形成制冷剂共混物。

制冷剂通常在制冷机的封闭冷却回路内循环并连续经历各种相变。制冷剂应设计为使其可以在冷却回路中的预定温度差内使用。从现有技术中已知所谓的单组分制冷剂以及至少两种或更多种物质的制冷剂共混物。制冷剂根据DIN 8960第6段命名。

为了满足法律要求，制冷剂不得对大气中的臭氧降解或全球变暖产生实质贡献。此外，制冷剂不应是可燃的，尤其是避免由于必须遵守的任何安全规定而使冷却回路的填充、分配和操作更加困难。在这种情况下，可燃性是指制冷剂与环境氧气反应并释放热量的特性。如果制冷剂符合欧洲标准EN2的火C级或DIN 378 A2、A2L和A3级，则制冷剂尤其可燃。

此外，制冷剂应具有相对较低的CO₂当量(CO₂ equivalent)，即，相对温室潜能(relative greenhouse potential)或全球变暖潜能(global warming potential，GWP)应尽可能低，以避免制冷剂释放时对环境的间接损害。GWP表明限定质量的温室气体对全球变暖的贡献有多大，以二氧化碳作为比较值。该值描述了一定时期内的平均变暖效果；在这种情况下，定义了20年用于可比性。对于相对二氧化碳当量和GWP的定义，请参考政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)的第五次评估报告，附录8.A，表8.A.1。

共沸制冷剂共混物(azeotropic refrigerant blend)的行为类似于纯物质，具有恒定特性，即，共沸制冷剂共混物的露点曲线和泡点曲线至少在一点接触，因此，共沸制冷剂共混物的组成在气相或液相中始终相同。对于非共沸制冷剂共混物(zeotropicrefrigerant blend)，在温度范围内发生相变，其被称为温度滑移(temperature glide)。温度滑移被认为是恒压下沸腾温度和露点温度之间的差。因此，对于非共沸制冷剂共混物，露点曲线和泡点曲线在任何点都不接触，因此在露点曲线和泡点曲线之间存在其中制冷剂共混物不以稳定状态存在的状态空间。该状态空间也称为混溶间隙(miscibility gap)。在此，制冷剂共混物分开(demix)成具有不同组成的至少两个不同相。因此，液相可以包含较高浓度的制冷剂共混物的低沸点物质。如果随后将储存在容器中的制冷剂共混物从容器中去除，那么如果从液相或气相中除去，则总是存在制冷剂共混物浓度的变化。因此，随着容器填充水平的降低，制冷剂共混物的组成在气相和液相中变化。组成的这种变化可能意味着制冷剂共混物的组成不再对应于最初添加的制冷剂共混物的组成。在制冷技术中液化气的存储中经常发生此问题。

WO 02/084168A1描述了一种用于在容器中存储液化气的方法。一旦由于从容器中去除时的分开使得组成变化，则随后添加共混物的组分以恢复期望的组成。因此可以在一定耐受度内提供物质共混物。

因此，本发明解决了提出用于提供非共沸制冷剂的方法和设备的问题，通过该方法和设备，在从容器中去除期间可以实现相对精确的共混物组成。

该问题通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求10的特征的设备和具有权利要求20的特征的制冷机得以解决。

在根据本发明的用于提供非共沸制冷剂的方法中，制冷剂由至少两种组分的制冷剂共混物形成，所述组分以其各自与制冷剂的质量分数的比率添加到容器中，并且在容器中形成制冷剂共混物，其中通过控制设备设置容器中的温度和/或压力，使得制冷剂仅以气相或仅以液相存在。