用于深度低溫的節流循環制冷系統中的不可燃的混合制冷劑(mr)的制作方法

專利名稱：用于深度低溫的節流循環制冷系統中的不可燃的混合制冷劑(mr)的制作方法
本申請要求獲得早先申請的且現在正在審查的臨時申請No.60/214562、60/214565和60/295237的優先權益，并且本申請是美國專利申請No.09/728501的一部分的連續，該美國專利申請No.09/728501在此將以參引的方式包含在本申請中。
背景技術：
本發明涉及一種無毒、無氟且不可燃的制冷劑混合物，該混合物用于深度低溫制冷系統中。
制冷系統早在1900-1910年就已經出現了，當時已經開發出了密封可靠的制冷系統。從那時起，在制冷技術方面的改進已經證明其既可以用于民用設備也可以用于工業設備中。特別是，低溫制冷系統目前為生物醫學應用、低溫電子學、涂漬操作以及半導體制造應用領域提供了基本的產業功能。
提供溫度低于223K(-50℃)的制冷具有非常重要的用途，特別是在工業制造和測試應用方面。本發明涉及能提供制冷溫度在223K和73K(-50℃和-200℃之間)之間的制冷系統。處于該范圍內的溫度不同地被稱為低溫、超低溫和深冷溫度。就本申請而言，術語“深度”或“深度低溫”將用來表示溫度范圍在223K到73K(-50℃和-200℃之間)之間的溫度。在許多在真空條件下進行的制造過程中，由于安裝有一個深度低溫制冷系統，需要對許多元件進行快速加熱。這種加熱過程是一種除霜循環。這種加熱過程能夠加熱蒸發器并使得制冷線路與室溫相連。這使得系統的這些部件能夠被接觸到并通向大氣，而不會使得空氣中的水分冷凝在這些部件上。整個除霜循環和隨后產生深度低溫的恢復時間越長，制造系統的生產率(througput)就越低。加快除霜和加快恢復對真空腔內低溫抽氣表面(蒸發器)的制冷能有利地增加真空工藝的生產率。
目前有許多需要這種深度低溫制冷的真空工藝。主要用途是用來為真空系統提供水蒸氣的低溫抽送。深度低溫表面俘獲并保持住水蒸氣分子的速率要比其釋放的速率要高。最終的結果是快速而顯著地降低腔體內的水蒸氣分壓力。在用于電子存儲介質、光反射器、金屬化部件、半導體裝置的真空涂漬工業中，水蒸氣的低溫抽氣過程對于許多物理(自然)蒸汽沉積過程是非常有用的。該工藝業可以用于在冷凍干燥操作時去除食品上的水分。
另一種應用涉及熱輻射屏蔽。在這種應用中，巨大的面板被冷卻到極低的溫度。這些經過冷卻后的面板截留真空腔表面和加熱器放出的輻射熱量。這能夠降低需要被冷卻到溫度低于面板溫度的表面上的熱負載。還有另一種用途是用來去除所制造物件上的熱量。在許多用途中，這種物件是一種用于計算機硬盤驅動器的鋁質盤、用于制造半導體裝置的硅晶片、或用于平板顯示器的象玻璃或塑料一樣的材料。在這些情況下，這種深度低溫提供了一種用于將熱量更快地從這些物件上去除掉的方法，盡管該物件在該工藝步驟的最后的最終溫度可能比室溫要高。而且，許多包括硬盤驅動介質、硅晶片或平板顯示器材料或其他基片的應用都涉及到這些物件上的材料沉積問題。在這種情況下，這種沉積的結果是熱量從該物件上釋放出來，且必須在保持該物件處于前述溫度內的同時將該熱量去除掉。冷卻一個象一塊平板一樣的表面是將熱量從這種物件上去除掉的典型方式。在所有這些情況下，制冷系統和待冷卻物件之間的相互作用在蒸發器內進行處理，制冷劑在該蒸發器內以極低的溫度將熱量從物件上帶走。
還有其他深度低溫的應用，包括，生物流體和生物組織的保存，化學工藝過程和制藥工藝過程的反應速度的控制。
歷史上，傳統的制冷系統都是采用含氯的制冷劑，現在已經確定其對環境有害，且已知其有助于破壞臭氧。因此，日益增多的限制性環境法規已經迫使制冷工業放棄采用氯氟烴(chlorinatedfluorocaborn，CFCs)而改用氫氯氟烴(hydrochloro fluorocarbon，HCFCs)。蒙特利爾協定的規定了一個停止使用氫氯氟烴(HCFCs)的階段，一項歐盟的法律也規定從2001年1月1日起禁止在制冷系統中采用氫氯氟烴(HCFC)。因此，開發一種替代制冷混合物成為必須。氫氟烴(hydroflurocarbon，HFC)制冷劑就是一種極好的候選，該制冷劑具有不可燃性，毒性低，且可采用工業方式獲得。HFC在工業和民用方面的使用現在已眾所周知。不過，這些應用不需要這種典型的制冷劑在深度低溫下使用。因此，其在低溫下在混合物中的性能和特性還并不知曉。
在選擇替代性制冷劑時，優選是采用非可燃性且無毒(可允許暴露極限大于400ppm)的制冷劑。
現有的深度低溫系統采用可燃的成分來構成油。這種采用含氯制冷劑的深度低溫系統中所使用的油與沸點較高的成分具有較好混合性，當該沸點較高的成分受到壓縮時能夠在室溫下液化。較沸點較低的HFC制冷劑，例如R-23，則不易與這些油相混合，且直到與制冷過程中的溫度較低的部件接觸才易于液化。這種不易混合性造成壓縮機的油分離和凍結(frezzeout)，而凍結會導致系統由于堵塞管道、過濾器、閥或節流裝置而失效。為了在這些較低的溫度下使其具有混合性，可以向這種制冷劑混合物中加入乙烷。不巧的是，乙烷具有可燃性，而這會限制用戶的接受程度，并會對系統的控制、安裝以及成本提出附加要求。因此，最好消除任何可燃性成分。
此外，采用有毒的制冷劑會限制用戶的接受程度，而且會對系統的控制、安裝以及成本提出附加要求。可允許的暴露極限(PEL)是指根據OSHA(職業安全和健康署)的規定一個工人暴露在一種化學品下可以承受的最大量或最大濃度。就混合制冷劑而言，任何成分的PEL低于400ppm話都被認為是有毒的并且會對可能會暴露在這種制冷劑下的任何人員的健康產生危險，例如維修技術員。因此，比較有利的是采用一種其成分的PEL大于400ppm的制冷劑。
對所要開發的制冷劑的混合物的另一種要求是，該制冷劑混合物不會凍結。制冷系統中的“凍結”狀態是指，一種或多種制冷劑成分、或壓縮機油變成固體或者變得極端粘稠而不能流動時。在制冷系統的正常運轉工況下，吸入壓力會隨著溫度降低而降低。如果凍結狀態出現，吸入壓力會趨向下降，甚至會進一步產生正反饋并進一步降低溫度，并造成更嚴重的凍結。目前所需要的是找到一種防止在MR制冷系統中產生凍結的方法。現在可得到制冷劑HFC的凝固溫度要高于其所替代的制冷劑HCFC以及CFC的凝固溫度。由于這些制冷劑比較新，且由于其在深度低溫下的使用并不普通，因此，沒有人能預測含有這些新型制冷劑的混合物的凍結特性。
采用氫碳氟化物(HFC)時的另一個挑戰是，這些制冷劑不易混合到烷基苯中，因此，采用多元醇型酯(polyolester，POE)(制冷手冊第7章，第7.4頁，美國采暖、制冷與空調工程師學會(ASHRAE)，1998年)壓縮機油與制冷劑HFC兼容。對于深度低溫系統而言選擇適當的油是必要的，因為油不僅必須為壓縮機提供較好的潤滑，而且它也應該不會在深度低溫下與制冷劑分離和凍結。
通常，在制冷工業中，制冷劑的改變會要求在硬件上進行改變，例如改變壓縮機或閥。因此，制冷劑改變會導致昂貴的設備改型和相應的停機時間。所需要的是提供一種方法，以便能使用現有的與一種近期開發出的混合制冷劑HFC結合的制冷設備，這種混合制冷劑HFC可與現有硬件和材料相適應。由于深度低溫系統必須在幾種不同的模式下運轉，因此這又進一步使這種要求復雜化。由于在穩定狀態下處于液態的多種制冷劑在系統處于室溫時會處于氣態，因此，甚至這些系統的啟動過程也會面臨著挑戰。而且，劇烈的運轉變化，例如提供快速除霜，要求用于該系統的制冷劑混合適當，以便在不超出運轉溫度或壓力的極限的情況下運轉。在表1(圖1)中示出了本發明的開發的各種混合物，且表示為混合物A、混合物B等。在該表中還列出了加利福尼亞的圣拉斐爾(San Rafael)的IGC Polycold Systems公司所開發的幾種商業產品的型號，這些產品中采用了這些混合物。
例如，現有的制冷單元，采用一種混合物，該混合物含有R-123、R-22、R-23、R-170、R-14、以及氬，該混合物已經被混合物A(表1)成功地替代，從而實現了在不使用HCFC和不使用可燃的或有毒的制冷劑的條件下提供同等制冷性能的目的。
而且，根據本發明，如果使所列舉的成分的比率彼此間保持相同的比例的話，可以向上述合成物中加入另一種成分。
背景專利授予Praxair Technology公司(Danbury，CT)的美國專利6,041,621“工業氣體的單回路深冷液化”，描述了一種用于比較有效地使工業氣體液化的方法，其中采用一種被稱為多成分制冷劑液體產生用于液化的制冷，并通過一條單流動回路在從環境溫度到低溫學溫度的較寬溫度范圍內提供制冷。
授予General Signal Corporation公司(Stamford，CT)的美國專利US5,702,632“無CFC的制冷劑混合物”，描述了一種制冷的熱交換器部分，該部分用于使得一種基本無CFC的制冷劑混合物循環，該制冷熱交換器部分包括壓縮機裝置，輔助冷凝器，第一冷凝器，第二冷凝器，第三冷凝器，再冷卻器以及液/氣分離器，其中被當作殘留物(bottom)從液/氣分離器中抽出的經過再冷的制冷劑液體混合物通過第一膨脹裝置和第二膨脹裝置而分配和膨脹，而分別形成第一和第二膨脹氣流，從而第一膨脹氣流返回到輔助冷凝器和壓縮機中，以避免壓縮機過熱。
授予General Signal Corporation公司(Stamford，CT)的美國專利US5,408,848“無CFC的自動級聯(auto-cascade)制冷系統”，描述了一種制冷熱交換器部分，該交換器部分在使得基本上無CFC的制冷劑混合物循環方面比較有用，該交換器部分包括一壓縮機裝置，一輔助冷凝器，一第一冷凝器，一第二冷凝器，一第三冷凝器，一再冷卻器以及一液/氣分離器，其中被當作殘留物從液/氣分離器中抽出的制冷劑液體混合物通過第一膨脹裝置和第二膨脹裝置而分配和膨脹，而分別形成第一和第二膨脹氣流，從而第一膨脹氣流返回到輔助冷凝器和壓縮機中，以便避免壓縮機過熱。

發明內容
本發明提供一種用于具有各種結構的深度低溫節流循環制冷系統的不可燃的、無氯、無毒的混合制冷劑(MR)。
本發明的不可燃的、無氯、無毒的混合制冷劑(MR)用于深度低溫制冷系統或過程中，例如混合制冷劑系統、自動制冷級聯循環、Kleemenko循環、或單膨脹裝置系統。該制冷系統包括至少一個壓縮機，一具有單級(沒有相分離器)或多級(至少有一個相分離器)結構的節流循環。多級節流循環還被稱之為自動制冷級聯循環，并且其特征在于在制冷過程中采用至少一個制冷劑氣-液相分離器。
本發明的不可燃的、無氯、無毒的混合制冷劑(MR)在具有延長的除霜循環的制冷系統中是有用的。
本發明的優點在于，在此公開的不可燃的、無氯、無毒的混合制冷劑(MR)可用于深度低溫制冷系統中。
本發明的另一優點在于，在此公開了與HFC制冷劑一起用于深度低溫制冷系統中的合適的壓縮機油。
本發明還有一優點在于，凝固點較高的制冷劑的極限值被確定，從而公開了在低于所述凝固點較高的成分的凝固點下使用這些混合物。
因此，本發明的目的是開發一種改進制冷劑混合物，該制冷劑混合物不含有HCFC，而且能夠用于提供與以前含有HCFC的混合物一樣的制冷性能，同時還不需要對壓縮機、制冷劑液-氣相分離器、節流裝置以及熱交換器布置進行改變。
因此，本發明包括制冷劑混合物和合適的壓縮機油，該壓縮機油具有在下文描述的混合物中以舉例的方式給出的成分的特征、特性以及成分之間的關系，且本發明的范圍由權利要求書限定。
本發明的其他目的和優點將在該說明書中清楚地顯示出來。因此，本發明包括的結構特征，元件的的組合，以及部件布置都將在下面所給出的構成中以舉例的方式進行說明，本發明的范圍由權利要求書限定。


為了更好地理解發明，下面的說明將參考結合附圖進行，其中圖1是深度低溫制冷系統的示意圖，該系統帶有除霜功能、采用了自動制冷級聯制冷過程、可以在不進行硬件改動的情況下采用本發明的制冷劑混合物而進行運轉；圖2是一可替代制冷過程的局部示意圖，一個單相分離器的自動制冷級聯，其用于本發明圖1的制冷系統；圖3是另一可替代制冷過程的局部示意圖，其用于本發明圖1的制冷系統；圖4為本發明的制冷劑混合物組成成分的表1；圖5是采用本發明的制冷劑混合物的制冷系統的對比性能的表2；圖6是本發明可在不產生制冷劑凍結情況下以用來獲得低到105K制冷效果的制冷劑混合物的表3；圖7是本發明可在不產生制冷劑凍結情況下以用來獲得低到118K制冷效果的制冷劑混合物的表4；圖8是本發明可在不產生制冷劑凍結情況下以用來獲得低到130K制冷效果的制冷劑混合物的表5；圖9是本發明可在不產生制冷劑凍結情況下以用來獲得低到140K制冷效果的制冷劑混合物的表6；圖10是本發明可在不產生制冷劑凍結情況下以用來獲得低到155K制冷效果的制冷劑混合物的表7；圖11是本發明用來進行測試以確定在表3-7中在不出現制冷劑凍結的情況下所使用到的極限值的制冷劑混合物的表8；
圖12是本發明的能夠與壓縮機油結合而沒有制冷劑或油凍結的各種制冷劑和制冷劑混合物的溫度的表9。
具體實施例方式
在第一實施例中，圖1所示的是一個深度低溫制冷系統100，該制冷系統采用了本發明的混合制冷劑。制冷系統100是一種深度低溫制冷系統，該制冷系統包括一個壓縮機102，該壓縮機連接到一可選擇的油分離器124上，該分離器經過一條排氣管路106連接到冷凝器104上。油分離器124的第二出口在制冷過程108和壓縮機102之間的節點處經回油管線130連接回到壓縮機吸氣管線122上。冷凝器104經液體管線110連接到制冷過程108的供給進口上。制冷過程108的供給進口經制冷劑供給管線114與蒸發器112的進口相連。在制冷劑供給管線114的位于制冷過程108和蒸發器112之間的管線中，有一個流動調節裝置(FMD)116，該裝置再與電磁閥118相連。蒸發器112的出口又經制冷劑返回管線120與制冷過程108的返回進口相連。制冷過程108的返回出口經壓縮機吸氣管線122返回到壓縮機102而使得該環路封閉。在其他結構中，電磁閥118位于制冷過程108和流動調節裝置116之間。
制冷系統100還包括除霜供給管線128，該除霜管線連接到電磁閥160上，該電磁閥在電磁閥118和蒸發器112之間的一個節點處傳送制冷劑。
如果采用的是無油壓縮機的話，就不需要油分離器124了。而且，在一些情況下，從壓縮機出來的排氣管線中的油濃度低到可足以不使用油分離器。在其他變化形式中，油分離器安裝在除霜供給管線128中。
如圖所示，蒸發器112有時作為一部件包含在整個制冷系統100中。在其他結構中，蒸發器112由用戶或其他第三方提供，并在安裝整個制冷系統100時組裝起來。蒸發器112的制造通常極其簡單，且可以由銅管或不銹鋼管構成。本發明主要通過對制冷系統100的其他部分的說明來實施。
在本發明的結構中另一個共同的元件是連接管線，這些管線使得蒸發器112距離制冷系統100的其他元件有較長的距離，例如6英尺到100英尺。這些連接管線并不作為一個獨立的元件示出。
所示的制冷過程108是一個自動制冷級聯系統，該制冷過程108包括一熱交換器132，一相分離器134，一熱交換器136，一相分離器138，一熱交換器140，一相分離器142，一熱交換器144，一流動調節裝置(FMD)146，一FMD148，以及一FMD150。這些熱交換器將熱量從高壓制冷劑傳遞給低壓制冷劑。FMD的節流將高壓制冷劑變成低壓制冷劑，并由于該節流過程而產生制冷效果。
經過制冷過程108的供給制冷劑的流動路徑如下熱交換器132的供給進口與液體管線110相連，而熱交換器132的供給出口與相分離器134的供給進口相連。相分離器134的供給出口連接到熱交換器136的供給進口，而熱交換器136的供給出口連接到相分離器138的供給進口。相分離器138的供給出口連接到熱交換器140的供給進口，而熱交換器140的供給出口連接到相分離器142的供給進口。相分離器142的供給出口連接到熱交換器144的供給進口，而熱交換器144的供給出口連接到制冷劑供給管線114上。
經過制冷過程108的制冷劑回流路徑如下熱交換器144的返回進口與制冷劑返回管線120相連，熱交換器144的返回出口連接到熱交換器140的返回進口。熱交換器140的返回出口連接到熱交換器136的返回進口。熱交換器136的返回出口連接到熱交換器132的返回進口。熱交換器132的返回出口連接到吸氣管線122上。
此外，相分離器134的第二出口與FMD146相連，該FMD146在熱交換器136和熱交換器140之間的節點處連接到制冷劑返回路徑中。相分離器138的第二出口與FMD148相連，該FMD148在熱交換器140和熱交換器144之間的節點處連接到制冷劑返回路徑中。同樣，相分離器142的第二出口與FMD150相連，該FMD150在熱交換器144和蒸發器112之間的節點處連接到返回管線120中。
在各種情況下，相分離器134、138、以及142都起作用而將液態的制冷劑從氣態制冷劑中分離出來。分離效率在40％到100％之間(也就是說無論如何將有60％到0％的液體通過第一出口排出)。第一出口優選為氣態出口。第二出口可選擇為液態出口。從各相分離器出來的液體通過節流裝置膨脹，該節流裝置通常為毛細管，被稱為流動調節裝置(FMD)的。更具體而言，來自相分離器134中的液體流進FMD146中，相分離器138中的液體流進FMD148中，相分離器143中的液體流進FMD150中。因此，當液體從相分離器134、138、和142排除時其壓力較高，而當液體與返回的低壓制冷劑混合時其壓力較低。
制冷系統100還包括一電磁閥152，該電磁閥與相分離器134的第一出口的一支路相連。電磁閥152的出口與膨脹箱154相連，該膨脹箱154又串聯到第二膨脹箱156上。此外，FMD158的進口連接在電磁閥152和膨脹箱154之間的節點處。FMD158的出口在熱交換器136和熱交換器132之間的節點處連接到制冷劑返回路徑上。
制冷系統100可以在三種模式中的其中一種模式下工作，這三種模式為制冷模式、除霜模式以及備用模式。所描述的制冷劑混合物能夠在三種模式中的其中每一種模式下運轉。當電磁閥160和118都處于關閉狀態時，系統的狀態稱之為備用模式。在這種模式下沒有制冷劑流向蒸發器。制冷劑僅僅在內部流動調節裝置(即，FMD146、FMD148、FMD150)的作用下在制冷過程108內流動，該流動調節裝置使得高壓制冷劑被輸送到該過程的低壓側。這樣就使得該能夠長期連續運轉的制冷過程108連續運轉。在這種采用單節流制冷過程的情況下，如果在備用模式期間有一種裝置能夠使得流體流過節流閥，那么備用運行模式才可能使得制冷劑從制冷過程108的高壓側流向低壓側。在許多結構中，這是可以通過一對電磁閥來實現，以便控制制冷劑流向蒸發器或回流到制冷過程。在其他結構中，可以采用附加的節流閥和電磁閥使得制冷劑在備用模式下進行這種內部流動。
通過開啟電磁閥118，系統則處于制冷模式。在這種運行模式下，電磁閥160處于關閉狀態。來自于制冷過程108的溫度極低的制冷劑通過FMD116而膨脹，并流經閥118而流向蒸發器112，然后該制冷劑通過制冷劑返回管線120返回到制冷過程108。制冷系統100能夠在這種模式下長期運轉下去。
制冷系統100在電磁閥160開啟時處于除霜模式。在這種運行模式下，電磁閥118處于關閉狀態。在除霜模式下，來自于壓縮機102的熱氣體被輸送給蒸發器112。通常除霜是為了將蒸發器112的表面加熱到室溫，以便消除積累下來的凝結水蒸汽(即冰)，以防止在真空腔與大氣相通時在蒸發器112的表面上產生凝結，或者消除個人暴露在深度低溫下的危險。熱制冷劑流過油分離器124，并經過除霜管線128流向電磁閥160，然后熱制冷劑被供應到電磁閥118和蒸發器112之間的節點處，并流向蒸發器112。在除霜開始的時候，蒸發器112溫度極低，并使得氣態的熱制冷劑冷卻并完全或部分冷凝。接著制冷劑經過制冷劑返回管線120返回到制冷過程108。返回的除霜制冷劑起初處于深度低溫下，其與在制冷模式下通常提供的溫度十分近似。隨著除霜過程的進行，蒸發器112被加熱。最終，返回除霜氣體的溫度要比制冷模式下提供的溫度高得多。這就使得制冷過程108上的熱負載較大。這個過程可以承受比較短的一段時間，通常為2-7分鐘，這段時間通常足以將蒸發器112的整個表面加熱到室溫。通常有一個溫度傳感器(未示出)與制冷劑返回管線120熱接觸。當制冷劑返回管線120處達到理想的溫度時，溫度傳感器使得控制系統(未示出)結束除霜，關閉電磁閥160并將制冷系統100置于備用模式。通常在完成除霜后，需要有較短的一段備用模式，通常為5分鐘，以使得制冷過程108能在轉換到制冷模式之前使其溫度降低。
提供除霜的另一種裝置可能和在美國專利申請NO.09/870,385中描述的一樣，該裝置能夠連續運轉。
如上所述，將制冷系統100的所有元件之間互相聯接，以使得制冷劑能夠流動。制冷系統100的所有元件在工業領域是公知的(即，壓縮機102，冷凝器104，制冷過程108，蒸發器112，FMD116，電磁閥118，油分離器124，熱交換器132，相分離器134，熱交換器136，相分離器138，熱交換器140，相分離器142，熱交換器144，電磁閥152，膨脹箱154，膨脹箱156，以及FMD158)。盡管如此，還是要對這些元件作如下簡要的說明。
為了在本公開文本中進行解釋，圖1中所示的制冷系統100的制冷過程108是一種自動制冷級聯循環的型式(version)。但是，溫度制冷系統100的制冷過程108可以是采用混合制冷劑的任何深度低溫制冷系統。
更具體地說，制冷過程108可以是的IGC Polycold Systems公司(加利福尼亞San Rafael)的自動制冷級聯過程，或者是一種IGC-APDCryogenics公司(Allentown，PA.)的APD系統(即不進行相分離的單級低溫制冷機)、Missimer型循環(即Missimer專利US3768273公開的自動制冷級聯)、Kleemenko型(即兩相分離系統)、單個相分離器系統、或Longsworth的專利US5441658描述的單膨脹裝置類型。制冷過程108還可以是與這些過程相關的變化形式，例如，在Forrest的專利US4597276和Missimer的專利US4535597中描述的制冷過程，或者是沒有相分離或者有一級或多級相分離的任何深度低溫制冷過程。對于低溫和深度低溫方面的內容還可參見美國采暖、制冷與空調工程師學會編制的1998年版的ASHRAE制冷手冊的第39章。除了所用的相分離器的數量外，所采用的熱交換器的數量以及內部節流裝置也可以根據具體的應用情況以不同的布置方式適當增加或減少。
圖1中示出了制冷過程108的幾種可能的基本變化形式。圖1中所示的制冷系統100配有單個壓縮機。不過，需要指出的是采用兩個并聯的壓縮機也能獲得相同的壓縮效果，或者通過串聯在一起的幾個壓縮機或一個兩級壓縮機將壓縮過程分成幾級。所有這些可能的變化形式都可以被認為落入本公開的范圍之內。該優選實施例采用一種單個壓縮機是因為這能提高可靠性。采用兩個并聯的壓縮機有利于在制冷系統的負載較小時降低能耗。該方法的缺陷在于增加額外的部件、控制裝置、所需的地面空間以及成本，并且降低了可靠性。采用兩個串聯的壓縮機提供了一種降低每級壓縮比的方法。這有利于降低壓縮后的制冷劑氣體所達到的最高排氣溫度。不過，這也需要增加額外的部件、控制以及成本，并且這也會降低系統的可靠性。所以該優選實施例采用單個的壓縮機。對于單個壓縮機，在單級壓縮中的混合制冷劑的壓縮已經成功地顯示出其不會有過高的壓縮比或排氣溫度。由于依然采用了單個壓縮機，所以使用一個壓縮機來提供多級壓縮和在壓縮級之間冷卻制冷劑，這保持了獨立壓縮級的優點，這同時使得復雜性增加的缺陷最小化。
圖1中所示的制冷系統100配備有一個單個蒸發器。一種普通的變化形式是向多個蒸發器提供獨立的除霜控制和冷卻控制。在這樣一種布置中，這些蒸發器都是并聯的，每個蒸發器都具有一套例如閥160和118以及必要的聯接管線，這套閥用于控制冷的制冷劑或熱的除霜氣體的流動。這樣在例如其他蒸發器可以獨立地置于制冷、除霜或備用模式中時使得該系統能夠有一個或多個蒸發器處于制冷、除霜或備用模式中。
制冷系統100還包括一個電磁閥152，該電磁閥與相分離器134的第一出口的一支路相連。電磁閥152的出口與膨脹箱154相連，膨脹箱154與第二膨脹箱156串聯。此外，FMD158的進口連接到電磁閥152和膨脹箱154之間的節點上。FMD158的出口在熱交換器136和熱交換器132之間的節點處連接到制冷劑返回路徑上。
在啟動時，由于整個系統處于室溫狀態，因此對于整個制冷系統100內的絕大部分制冷劑來說通常都處于氣態。對制冷劑氣體進行控制而使得其冷卻下來的時間最優化是重要的。在啟動過程中有選擇性地從制冷系統100的循環中移動氣體將會對這種優化作用有利。此外，氣體被抽回到制冷系統100中的的速度也會影響到冷卻的速度。
在啟動時，系統控制器(未示出)使得電磁閥152短暫開啟，通常持續大約10到20秒。電磁閥152例如為一種Sporlan B6型閥(Washington Mo.)。結果，在啟動期間，制冷劑氣體從相分離器134中排出，并流進串聯在一起的膨脹箱154和膨脹箱156中。FMD158調節進出于膨脹箱154和156的制冷劑氣體的流動。關于設定通過FMD158的流動的兩方面的考慮如下流動必須緩慢到足以使得返回到制冷系統100的氣體能夠在任何給定時刻的任何運行工況下在冷凝器中冷凝，由此確保冷卻最優化。在啟動過程中，這種最初的液體形式使得冷卻下來的時間在15到60分鐘之間。不過，同時流經FMD158的流速同時要快到足以確保足夠的制冷劑正在制冷系統100內流動，從而防止由于吸入壓力較低而可能導致的運轉停止。進出膨脹箱154和156的氣流采用圖1中所示的FMD158進行被動控制。或者可以采用一種帶有傳感器的控制器來提供主動流動控制。
膨脹箱的結構包括至少一個壓力容器，并且可以具有串聯或并聯的幾個膨脹箱或膨脹箱組合。
圖2所示的是另一種制冷過程108的變化形式，該變化形式采用了本發明的實施例一或二中的混合制冷劑。通常，這種結構被稱之為單個相分離器自動制冷級聯過程。圖2的制冷過程200包括一熱交換器202，一相分離器204，一熱交換器206，一熱交換器208以及一FMD210。
經過制冷過程200的制冷劑供給流動路徑如下熱交換器202的供給進口與液體管線110相連，而熱交換器202的供給出口與相分離器204的供給進口相連。相分離器204的供給出口連接到熱交換器206的供給進口，而熱交換器206的供給出口連接到熱交換器208的供給進口。熱交換器208的供給出口連接到制冷劑供給管線114。
經過制冷過程200的制冷劑返回流動路徑如下熱交換器208的返回進口與制冷劑返回管線120相連，而熱交換器208的返回出口與熱交換器206的返回進口相連。熱交換器206的返回出口連接到熱交換器202的返回進口。熱交換器202的返回出口連接到壓縮級的吸氣管線122上。此外，來自相分離器204的中的液體流經FMD210并在熱交換器206和熱交換器208之間的節點處流進制冷劑返回路徑中。該液體在從相分離器204中排出時處于高壓，而與返回的低壓制冷劑混合處于低壓。
圖3所示的還是制冷過程108的另一個可替代的變化形式，該變化形式采用本發明實施例一或二的混合制冷劑。圖3的制冷過程300只含有一個熱交換器302。這種結構被稱之為無相分離的系統，且該結構與上面提到的Lngsworth所描述的結構相似。
經過制冷過程300的制冷劑供給流動路徑如下熱交換器302的供給進口與液體管線110相連，而熱交換器302的供給出口連接到制冷劑供給管線114上。
經過制冷過程300的制冷劑返回流動路徑如下熱交換器302的返回進口與制冷劑返回管線120相連，而熱交換器302的返回出口連接到壓縮機吸氣管線122上。
制冷過程300需要有附加元件以便能夠在除霜模式或備用模式下運轉。作為一種最小化配置，至少必須包括一個FMD，以便形成一個返回路徑，高壓制冷劑借助于該返回路徑經節流成低壓制冷劑，并由此返回到壓縮機。除此之外，還可以增加的附加元件，例如，與FMD串聯的電磁閥，以便使得流動只在備用模式下進行。
當制冷系統100啟動并在備用模式、除霜模式以及制冷模式下運轉時，使制冷系統100連續運轉須要求該公開文本中描述的制冷劑成分的適當平衡。當制冷劑混合物不具有在組合物的正確范圍之內的正確成分時，將會導致一種故障狀態，該故障使得制冷系統100被控制系統關閉。典型的故障狀態是吸入壓力較低、排氣壓力較高或排氣溫度較高。在制冷系統100中須包括檢測這些每個狀況的傳感器，并須包含在該控制系統的安全聯鎖裝置之中。已經證明，本申請中描述的這些制冷劑成分類型能用來提供深度低溫制冷而且這些成分的制冷劑也能在制冷、除霜和備用運行模式下運行。用來提供這三種運行模式(即備用、制冷、除霜模式)的充入的制冷劑實例列在表1(圖4)中，如混合物A、B和C。
這些制冷劑開發出來后可用于特定制造的設備型式，該設備先前采用含有HCFC成分的混合物。這種新制冷劑混合物可以用于原有硬件沒有改變的結構中。不需要采用任何改變就可以將相同的熱交換器、FMD、壓縮機、油分離器以及相分離器用于該系統的控制設備中。并且可以獲得和采用先前的含有MR的HCFC所獲得的制冷性能相同的制冷性能(除熱)。這些新的HFC混合制冷劑(MR)能夠進行啟動和除霜之間過渡，而沒有任何運轉困難。在不進行基本硬件變化的情況下要獲得這種擴展性功能范圍要求進行大量的試驗性測試和鑒定。
表1中所示的是本發明的混合物，該混合物用于和圖1中所示的類型相似的自動制冷級聯制冷過程，不過除了PGC-152之外。表1中所有的組合物都是充入所列出的每種型號中的全部混合組合物。
在表1(圖4)中列出了四種不同的主要混合。可以預期表1中所示的組分的范圍可以用于所提到的多種不同的制冷循環中。混合物A到D為混合物的幾種例子，這些混合物被實際應用到自動制冷級聯中以鑒定本發明。每種混合物都是根據制冷單元的特定要求而為之研制的一種變體。混合物被用于四種在市場上可購買到的制冷系統中，這些制冷系統可以作一些細小的改變，這些混合物可以提供和圖1中所示的裝置相同的制冷、除霜和備用運行模式。對于每種單元不同系統之間的變化源于每一單元性能方面的微小的差別。表2(圖5)給出了制冷系統采用含有HCFC的現有混合物和然后采用混合物A進行運轉時的重要的系統運行工況。數據證據表明，兩種混合物之間性能近似相同。在表2中也含有另一種替代制冷劑的例子，即混合物C。
混合物B用于一種和圖1中所示結構一樣的能提供制冷、除霜和備用運行模式的產品。
混合物C用于一種和圖1中所示結構一樣的能提供制冷、除霜和備用運行模式的產品。
混合物D用于一種能提供氣體冷卻的產品的應用。PGC-152是圖1中所示結構的一種變體。該PGC-152結構缺乏由部件128、160和116所提供的除霜性能。而且用于PGC-152的制冷過程還缺少部件142、144和150。PGC-152的主要目的是為了冷卻氣流。這通過將熱交換器132、136和140構形成三個流動熱交換器就可以實現，其中氣流反向流向低壓制冷劑并被低壓制冷劑冷卻。預先冷卻過的氣體接著反向流向制冷劑蒸發器。
表2給出了該系統采用現有的含有HCFC的混合物和另外采用混合物A進行運行時的重要的系統運行工況。數據證據表明，這兩種混合物的性能近似匹配。可以對混合物D進行相同的比較。
制冷劑混合物的開發可以在不需要對壓縮機、節流裝置、制冷劑氣-液相分離器以及不對熱交換器布置進行改變的情況下實現，該制冷劑混合物不含有HCFC，并且能夠和現有的含有以前充入HCFC一樣提供相同的制冷性能。
除了研制現有系統的替代制冷劑混合外，還開發了一些新的混合制冷劑系統。因此，根據這種經驗，已經將該范圍適當擴展到了標示在表1的整個范圍內和權利要求書中。
而且，已經對新的制冷劑進行了研究，以評估其在深度低溫制冷系統中的性能。這些制冷劑為R-245fa、R-134a、E-347以及R-4112。經檢測，R-245fa具有和R-236fa相似的性質。此外，對R-134a、E-347以及R-4112的檢測表明，這些制冷劑也能夠用于深度低溫制冷系統中。在對表3-8的說明中將會進一步給出詳細說明。
還需要指出的是，由于含有混合制冷的HCFC采用R-170(乙烷)和R-23進行互換，因此在這些新的制冷劑中可以采用R-170來替代R-23。當然，當R-170的摩爾濃度高于大約5％到10％時，采用這種可燃成分將會使得整個混合物具有可燃性。
在本發明的制冷劑的一個擴展組中，用于深度低溫節流循環制冷系統的MR組成包括表3-7中所列的成分，其中各種成分都有極限范圍以確保防止制冷劑成分凍結(freezeout)。
表3-7標示了組合物的不同范圍，這些組合物有效地工作以產生低到在每個表頭列出的最小溫度的制冷效果，且不會產生任何成分的凍結。在各種情況下，所示的制冷劑組合物是在蒸發器線圈中循環的制冷劑組合物。對于自動制冷級聯系統的情況，在蒸發器中循環的制冷劑組合物與在壓縮機中循環的組合物不同。這種區別是由于對可以在較高的溫度下冷凝進行有意的分離制冷劑而產生的。本領域普通技術人員將會認識到，可以有各種方法來控制壓縮機中的制冷劑組合物和蒸發器中組合物之間的差別。關鍵的準則是蒸發器中的制冷劑組分要控制在本申請所述的極限值之內。在這些范圍內，組分的數目和其性能的變化可能是無限的。
在表3-7中，制冷劑組分R-236fa、R-245fa、R-4112以及E-347的使用是可以改變的，并且組分的范圍的低端為0％。優選實施例所采用的這些制冷劑中至少有一種的百分比有點小。當在一種沒有相分離的系統中采用這些制冷劑混合物時，最大濃度受到嚴格限制以防止出現凍結狀況，且該最大濃度是表3-7中所述的最冷的蒸發器溫度的函數。當在一種帶有多個相分離的系統中采用這些制冷劑混合物時，最大濃度可以增加到表3-7中所示的極限值之上，因為在制冷劑混合物流過蒸發器時，相分離器將會降低這些制冷劑的濃度從而使濃度位于表3-7所列出的極限值范圍之內。優選的是，使得這些制冷劑成分的濃度最大化，因為在冷凝器中所形成的液體的含量越高，就會使得所排出的熱量越高。這就提高了整個制冷系統的效率。當這些制冷劑成分從一制冷系統消除時，該系統的效率以及蒸發器的除熱性能將會顯著地降低。例如，這些制冷劑成分從制冷劑混合物中的消除會將降低冷凝器中排出的熱量，降低幅度件會高達大約70％。由于這樣會限制該系統所能排出的熱量的總量，因此，蒸發器的除熱量就會顯著地降低。另外，這些制冷劑成分的損失會造成系統啟動困難，且在除霜過程中導致壓力過高。
而且，考慮到采用R-236fa、R-245fa、R-4112以及E-347，R-236fa和R-245fa為HFC制冷劑，而-4112和E-347則不是。HFC由于其與POE型油之間的已被證明的可混合性而成為優選。R-4112為碳氟化合物，且與POE油不相容，并且具有相對較高的使全球變暖潛力。E-347是一種醚制冷劑。其不易與POE油混合且全球變暖潛力非常低。當所使用的壓縮機采用POE型油進行潤滑時，推薦使用R-236fa和R-245fa，以確保油能較好地返回到壓縮機和油/制冷劑在壓縮機中的控制。當E-247或R-4112與用于潤滑壓縮機的油共同使用時，就需要進行特別的鑒定以確保充足的油返回到壓縮機，且確保內部壓縮機部件與通常實際情況一樣具有良好的潤滑。
表8所示的是例示MR組分(Mol％)和相應的凍結溫度(TFR)；(試驗性數據)*)(TMIN)-在不出現凍結的情況下所能達到的最低溫度。通過在Longsworth的專利文獻中描述的一種具有單級節流的深度低溫系統上進行測試已經獲得這些數據。該數據是表3-7的基礎。
由美國臨時專利申請NO.60/214565公開的一相關發明采用一種蒸發器壓力控制閥，該壓力控制閥安裝在壓縮機吸氣管線122中，通過該閥至少將制冷過程的吸氣壓力維持在最小值，以防止制冷劑成分凍結，從而防止系統的吸氣壓力不會降得太低。吸氣壓力越低，則溫度就越冷。當出現凍結狀態時，吸氣壓力會下降而造成正反饋，并進一步降低溫度，造成更嚴重的凍結。這種閥與混合物B和C一起使用能確保防止出現凍結。
除了E-347和R-4112外，所列的所有制冷劑都是按照美國采暖、制冷與空調工程師學會(ASHRAE)第34號標準標示的。
E-347被稱之為1-(甲氧基)-1，1，2，2，3，3，3-七氟代丙烷(也稱之為CH3-O-CF2-CF2-CF3)，3M產品指的是氫氟代醚。此時，還沒有建立該化合物的允許暴露極限(PEL)。因此，還不知道其是否滿足無毒制冷劑的標準(PEL＞400ppm)。如果發現該化合物的PEL低于400ppm，那么可以采用其他成分進行稀釋從而得出一種其整體PEL被認為無毒的制冷劑混合物。
R-4112被稱之為十二氟代戊烷(也稱之為CF3CF2CF2CF2CF3)本發明的第三實施例用于一種制冷系統，該系統以采用油潤滑的壓縮機為基礎，該壓縮機采用表3-8中所列的不可燃的MR組成成分在低于200K的溫度下進行運轉。因此，根據本發明，油必須加到MR組成成分中。而且，可以要求油確保壓縮機長期運轉并避免混有油的制冷劑凍結。
采用標示為HFC成分的混合制冷劑進行運轉的壓縮機應采用多元醇型酯(POE)或聚亞烷基二醇(PAG)類油，以確保長期運轉。這種油的通常凝點溫度要高于220K(-53C)。且在該溫度范圍內，這種油的易于與稱為HFC的純或混合制冷劑組分混合。例如，POE油Solest LT-32的凝點溫度為223K，且該油易于與純的R-23完全混合。在T＞223K的時，混合制冷劑R-404a(R-125、R-143a以及R-134a的組合)以及R-407c(R-32、R-125以及R-134a的組合)也易于與這種油混合。下面的表9所示的是例示性制冷劑組成成分和相應的凍結溫度，其中包括帶有殘留油LT-32(CPI Engineering，Solest LT-32)的純的和混合的制冷劑。
現已發現，少量的油LT-32在深度低溫下能夠與混合物制冷劑混合而不會凍結。這顯示在表9中。這就使得該系統在其裝備有一種油潤滑的壓縮機和尺寸適當的油分離器時能夠長期運轉并將油的濃度保持在表9所示的水平以下。或者，在一種自動制冷級聯系統中，在制冷過程中也能采用相分離器來限制與流經系統的溫度最低部分的深度低溫的制冷劑混合在一起的油的濃度。要求相分離器的效率高到足以使得油濃度不會超過表9中所示的極限值。
也可以從市場上獲得顯示出相似特性的其他油，且這些油被認為落入本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種用于深度低溫制冷系統中的不含HCFC的制冷劑混合物，按摩爾百分數所述制冷劑混合物包括
2.一種不含HCFC的制冷劑混合物，該制冷劑混合物用于深度低溫制冷系統中，該系統的低溫(蒸發器)的溫度低到105K，所述制冷劑混合物包括
3.一種不含HCFC的制冷劑混合物，該制冷劑混合物用于深度低溫制冷系統中，該系統的低溫(蒸發器)的溫度低到118K，所述制冷劑混合物包括
4.一種不含HCFC的制冷劑混合物，該制冷劑混合物用于深度低溫制冷系統中，該系統的低溫(蒸發器)的溫度低到130K，所述制冷劑混合物包括
5.一種不含HCFC的制冷劑混合物，該制冷劑混合物用于深度低溫制冷系統中，該系統的低溫(蒸發器)的溫度低到140K，所述制冷劑混合物包括<p>表1大約的邊界
作為能量形式的電磁輻射能被吸收或發射，因此許多不同類型的光譜學可用于本發明中以測定光譜催化劑所需的譜型(如物理催化劑譜型)，其包括但不限于X-射線、紫外、紅外、微波、原子吸收、火焰發射、原子發射、誘導耦合的等離子體、DC氬等離子體、電弧光源發射、火花源發射、高分辨激光、無線電、拉曼等。</p><p>為研究電子躍遷，待研究的物質需要加熱至高溫，如在火焰中，其中分子是原子化的和激發的。使氣體原子化的另一個有效途徑是采用氣體放電。當氣體放置在帶電的電極間，產生電場，電子從電極和氣體原子本身釋放出來，并可形成等離子體或類等離子體條件。這些電子將與即將原子化、激發或離子化的氣體原子碰撞。通過使用高頻場，有可能誘導氣體放電而無需使用電極。通過改變場強度，可改變激發能。在固體物質的情況下，能使用電火花或電弧激發。在電火花或電弧中，待分析的物質蒸發，原子被激發。</p><p>發射分光光度計的基本流程圖包括純化的二氧化硅樣品室，含有準備激發的樣品。樣品輻射經過狹縫并借助色散元件分成光譜。光譜在每種所述混合物中的至少一種附加成分，在加入所述附加成分后，上述成分相對彼此之間保持相同的比例。
11.如權利要求5所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括在每種所述混合物中的至少一種附加成分，在加入所述附加成分后，上述成分相對彼此之間保持相同的比例。
12.如權利要求6所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括在每種所述混合物中的至少一種附加成分，在加入所述附加成分后，上述成分相對彼此之間保持相同的比例。
13.如權利要求1所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統是一具有液/氣相分離器的自動制冷級聯、一節流裝置制冷系統和一Klimenko型系統中的一個中的壓縮機循環。
14.如權利要求2所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統是一具有液/氣相分離器的自動制冷級聯、一節流裝置制冷系統和一Klimenko型系統中的一個中的壓縮機循環。
15.如權利要求3所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統是一具有液/氣相分離器的自動制冷級聯、一節流裝置制冷系統和一Klimenko型系統中的一個中的壓縮機循環。
16.如權利要求4所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統是一具有液/氣相分離器的自動制冷級聯、一節流裝置制冷系統和一Klimenko型系統中的一個中的壓縮機循環。
17.如權利要求5所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統是一具有液/氣相分離器的自動制冷級聯、一節流裝置制冷系統和一Klimenko型系統中的一個中的壓縮機循環。
18.如權利要求6所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統是一具有液/氣相分離器的自動制冷級聯、一節流裝置制冷系統和一Klimenko型系統中的一個中的壓縮機循環。
19.如權利要求1所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統可容許冷的制冷劑或熱的制冷劑交替地流向蒸發器。
20.如權利要求2所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統可容許冷的制冷劑或熱的制冷劑交替地流向蒸發器。
21.如權利要求3所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統可容許冷的制冷劑或熱的制冷劑交替地流向蒸發器。
22.如權利要求4所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統可容許冷的制冷劑或熱的制冷劑交替地流向蒸發器。
23.如權利要求5所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統可容許冷的制冷劑或熱的制冷劑交替地流向蒸發器。
24.如權利要求6所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述制冷系統可容許冷的制冷劑或熱的制冷劑交替地流向蒸發器。
25.如權利要求1所述的不含HCF的制冷劑混合物，其特征在于，所述混合物作為替代在制冷系統中運轉，以便在所述系統中提供與由原有成分的混合物所提供的熱動力性能大致相同的熱動力性能，在原有的所述混合物中HCF大于0摩爾百分比。
26.如權利要求2所述的不含HCF的制冷劑混合物，其特征在于，所述混合物作為替代在制冷系統中運轉，以便在所述系統中提供與由原有成分的混合物所提供的熱動力性能大致相同的熱動力性能，在原有的所述混合物中HCF大于0摩爾百分比。
27.如權利要求1所述的不含HCF的制冷劑混合物，其特征在于，所述混合物作為替代在制冷系統中運轉，以便在所述系統中提供與由原有成分的混合物所提供的熱動力性能大致相同的熱動力性能，在原有的所述混合物中HCF大于0摩爾百分比。
28.如權利要求4所述的不含HCF的制冷劑混合物，其特征在于，所述混合物作為替代在制冷系統中運轉，以便在所述系統中提供與由原有成分的混合物所提供的熱動力性能大致相同的熱動力性能，在原有的所述混合物中HCF大于0摩爾百分比。
29.如權利要求5所述的不含HCF的制冷劑混合物，其特征在于，所述混合物作為替代在制冷系統中運轉，以便在所述系統中提供與由原有成分的混合物所提供的熱動力性能大致相同的熱動力性能，在原有的所述混合物中HCF大于0摩爾百分比。
30.如權利要求6所述的不含HCF的制冷劑混合物，其特征在于，所述混合物作為替代在制冷系統中運轉，以便在所述系統中提供與由原有成分的混合物所提供的熱動力性能大致相同的熱動力性能，在原有的所述混合物中HCF大于0摩爾百分比。
31.如權利要求1所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述的制冷系統包括一被制冷劑冷卻的物件，所述物件是以下物件中的一種(a)一位于真空室中的金屬元件，該金屬元件冷凍并收集不希望有的氣體，例如水蒸氣；(b)一熱交換器，該熱交換器除去第二流體流中的熱量，該第二流體流包括液體、氣體、冷凝氣體和冷凝氣體混合物中的至少一種；(c)一具有內部制冷劑流動通道的金屬元件，并且該金屬元件冷卻硅片、玻璃件、塑料件和其上帶有或不帶有磁涂層的鋁盤中的至少一個；以及(d)一生物冷凍器，以用于冷凍、儲存、或冷凍并儲存生物組織。
32.如權利要求2所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述的制冷系統包括一個被制冷劑冷卻的物件，所述物件是以下物件中的一種(a)一位于真空室中的金屬元件，該金屬元件冷凍并收集不希望有的氣體，例如水蒸氣；(b)一熱交換器，該熱交換器除去第二流體流中的熱量，該第二流體流包括液體、氣體、冷凝氣體和冷凝氣體混合物中的至少一種；(c)一具有內部制冷劑流動通道的金屬元件，并且該金屬元件冷卻硅片、玻璃件、塑料件和其上帶有或不帶有磁涂層的鋁盤中的至少一個；以及(d)一生物冷凍器，以用于冷凍、儲存、或冷凍并儲存生物組織。
33.如權利要求3所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述的制冷系統包括一個被制冷劑冷卻的物件，所述物件是以下物件中的一種(a)一位于真空室中的金屬元件，該金屬元件冷凍并收集不希望有的氣體，例如水蒸氣；(b)一熱交換器，該熱交換器除去第二流體流中的熱量，該第二流體流包括液體、氣體、冷凝氣體和冷凝氣體混合物中的至少一種；(c)一具有內部制冷劑流動通道的金屬元件，并且該金屬元件冷卻硅片、玻璃件、塑料件和其上帶有或不帶有磁涂層的鋁盤中的至少一個；以及(d)一生物冷凍器，以用于冷凍、儲存、或冷凍并儲存生物組織。
34.如權利要求4所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述的制冷系統包括一個被制冷劑冷卻的物件，所述物件是以下物件中的一種(a)一位于真空室中的金屬元件，該金屬元件冷凍并收集不希望有的氣體，例如水蒸氣；(b)一熱交換器，該熱交換器除去第二流體流中的熱量，該第二流體流包括液體、氣體、冷凝氣體和冷凝氣體混合物中的至少一種；(c)一具有內部制冷劑流動通道的金屬元件，并且該金屬元件冷卻硅片、玻璃件、塑料件和其上帶有或不帶有磁涂層的鋁盤中的至少一個；以及(d)一生物冷凍器，以用于冷凍、儲存、或冷凍并儲存生物組織。
35.如權利要求5所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述的制冷系統包括一個被制冷劑冷卻的物件，所述物件是以下物件中的一種(a)一位于真空室中的金屬元件，該金屬元件冷凍并收集不希望有的氣體，例如水蒸氣；(b)一熱交換器，該熱交換器除去第二流體流中的熱量，該第二流體流包括液體、氣體、冷凝氣體和冷凝氣體混合物中的至少一種；(c)一具有內部制冷劑流動通道的金屬元件，并且該金屬元件冷卻硅片、玻璃件、塑料件和其上帶有或不帶有磁涂層的鋁盤中的至少一個；以及一生物冷凍器，以用于冷凍、儲存、或冷凍并儲存生物組織。
36.如權利要求6所述的制冷劑混合物，其特征在于，所述的制冷系統包括一個被制冷劑冷卻的物件，所述物件是以下物件中的其中一種(d)一位于真空室中的金屬元件，該金屬元件冷凍并收集不希望有的氣體，例如水蒸氣；(e)一熱交換器，該熱交換器除去第二流體流中的熱量，該第二流體流包括液體、氣體、冷凝氣體和冷凝氣體混合物中的至少一種；(f)一具有內部制冷劑流動通道的金屬元件，并且該金屬元件冷卻硅片、玻璃件、塑料件和其上帶有或不帶有磁涂層的鋁盤中的至少一個；以及一生物冷凍器，以用于冷凍、儲存、或冷凍并儲存生物組織。
37.如權利要求1所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括重量百分比的范圍大約在1％到10％內的潤滑油，所述油為POE型和PAG型中的一種。
38.如權利要求2所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括重量百分比的范圍大約在1％到10％內的潤滑油，所述油為POE型和PAG型中的一種。
39.如權利要求3所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括重量百分比的范圍大約在1％到10％內的潤滑油，所述油為POE型和PAG型中的一種。
40.如權利要求1所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括重量百分比的范圍大約在1％到10％內的潤滑油，所述油為POE型和PAG型中的一種。
41.如權利要求5所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括重量百分比的范圍大約在1％到10％內的潤滑油，所述油為POE型和PAG型中的一種。
42.如權利要求6所述的制冷劑混合物，其特征在于，其還包括重量百分比的范圍大約在1％到10％內的潤滑油，所述油為POE型和PAG型中的一種。
全文摘要
采用一種新的混合物來代替含有HCFC的制冷劑,這種新的混合物采用R－236fa和R－125、或帶有R－245fa的R－125、或R－236fa、或者帶有R－236fa的R－134a來替代HCFC。不需要改變硬件或油組成成分就可以大致維持制冷系統中的溫度、壓力以及容量基本不變。
文檔編號F25D31/00GK1388887SQ01802606
公開日2003年1月1日 申請日期2001年6月28日 優先權日2000年6月28日
發明者K·P·弗林, O·波德特切尼埃夫, M·波伊爾斯基, V·莫戈里希尼, T·V·V·R·阿帕勞, B·于丁 申請人:Igc珀利克爾德系統公司