二氧化碳共流体制造技术

提供了用于制冷循环的二氧化碳/共流体混合物，其中由共流体交替地吸收和解吸二氧化碳。合适的共流体选自烷氧基化的羧酸酰胺类，其中酰胺是环状或非环状的。已发现N‑2,5,8,11‑四氧杂十二烷基‑2‑吡咯烷酮及其同系物表现出在较低温度下高的解吸速率的有利特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二氧化碳共流体相关申请的交叉引用本申请要求于2017年4月25日提交的美国技术专利申请第15/496,268号和于2017年4月25日提交的美国技术专利申请第15/496,237号的优先权，并且还要求于2016年4月29日提交的美国临时申请第62/329,586号和于2016年4月29日提交的美国临时申请第62/329,535号的权益，以上提及的申请的全部公开内容通过引入并入本文。
本公开内容涉及用于在加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统中与二氧化碳制冷剂一起使用的共流体(co-fluid)。
技术介绍
该部分提供了与本公开内容相关的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。由于二氧化碳(R744)具有仅为1的低的全球变暖潜能值(GWP)并且根本没有消耗臭氧潜能值(ODP为零)，因此与氢氟烷、氢氟烯烃和其他不太环保的制冷剂相比，其成为优异的环境友好的制冷剂。然而，将二氧化碳液化所需的压力证明太高而不能用于常规的加热和冷却系统。为了避免制冷循环中的高压力，可以将二氧化碳与所谓的共流体或共流体的混合物一起使用。在使用二氧化碳和共流体的HVAC&R系统的操作中，二氧化碳制冷剂被吸收到共流体中并从共流体中解吸出来。例如，二氧化碳在压缩和流过冷凝器或吸收器期间被吸收并且压力降低。随后流过膨胀装置和蒸发器需要一部分二氧化碳制冷剂的期望释放(解吸)。在使用二氧化碳作为制冷剂的共流体系统中通常已观察到吸收速率倾向于比解吸速率更快。这种速率不同可能潜在地导致操作加热和冷却系统时的问题。可能没有足够的时间使合适的热流动至冷却所需的蒸发器。另外，由于速率差异而可能在共流体中积聚二氧化碳，导致系统效率低或者甚至不能操作。一直需要提供更高的解吸速率以改善冷却系统的操作的共流体。
技术实现思路
本部分提供了本公开内容的大致概述，而并非其全部范围或其所有特征的全面公开。提供了用于制冷循环的二氧化碳/共流体混合物，其中由共流体交替地吸收和解吸二氧化碳。所述混合物包含50重量％至99重量％的共流体和1重量％至50重量％的二氧化碳。合适的共流体选自烷氧基化的羧酸酰胺类，其中酰胺是环状或非环状的。已发现N-2,5,8,11-四氧杂十二烷基-2-吡咯烷酮及其同系物表现出在较低温度下高的解吸速率的有利特性。提供了包含共流体作为润滑剂的泵或压缩机，其用于依次包括压缩机、吸收器(absorber或resorber)、膨胀装置(或膨胀器)和解吸器的系统。操作制冷系统的方法包括使共流体和制冷剂环绕这样的系统循环。适用性的其他领域从本文中提供的描述中将变得明显。在本概述中的描述和具体实例仅出于说明性目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。附图说明本文描述的附图仅用于所选择的实施方案而非所有可能的实施方式的说明性目的，并不旨在限制本公开内容的范围。图1是根据本公开内容的原理的一种环境控制系统的示意图。图2是可以并入图1的系统中的示例性解吸器的示意图。图3是根据本公开内容的原理的另一种环境控制系统的示意图。图4是根据本公开内容的原理的又一种环境控制系统的示意图。图5是可以并入图4的系统中的发电机的示意图。图6比较了润滑剂的解吸速率；图7至11示出了共流体的比较解吸速率；图12示出了共流体的二氧化碳解吸；以及图13比较了解吸速率与共流体的解吸速率。贯穿附图的若干视图，相应的附图标记表示相应的部件。具体实施方式现在将参照附图更全面地描述示例性实施方案。提供了用于其中使用二氧化碳作为制冷剂的共流体系统的共流体。共流体是能够吸收和解吸二氧化碳制冷剂的吸收剂。使用共流体消除了对高系统压力的需要，所述高系统压力是在其他情况下改变制冷剂二氧化碳的相态所需的。共流体选自具有以下通式的那些：其中m为1至10；R为具有1至26个碳原子的烷基、烯基或芳基；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中m为1至10；p为1至3；R为具有1至26个碳原子的烷基、烯基或芳基；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中x为1至4；n为1至10；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中y为1至4；n为1至10；p为1至3；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中z为1至4；n为1至10；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；和其中z为1至4；n为1至10；p为1至3；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H。虽然本专利技术不应受任何科学假设或操作理论的限制，但是式(I)至(VI)的化合物共有被认为有助于其作为用于与二氧化碳制冷剂一起使用的共流体的一般用途的化学特征。据信，羧酸酰胺(环状或开链)和聚氧化烯部分结合以提供以高速率解吸二氧化碳的组合物，该速率高于没有这些特征的同系化合物，即使同系化合物就尚未被作为共流体公开的程度而言被认为是所述专利技术的一部分。一般而言，具有高的解吸速率的物质由于因具有高的解吸而有望流动的操作优点而优选作为二氧化碳制冷系统中的共流体。式(I)至(VI)的化合物的特征在于“侧链”，所述侧链具有由式中的m或n个重复单元表示的聚氧化烯结构。如果R”和R”’二者为氢(H)，则该链为聚氧乙烯；如果其中一个为甲基(另一个为H)，则该链为聚氧丙烯；如果其中一个为乙基，则该链为聚氧丁烯。因为重复单元m和n的范围为1至10，所以还可以提供包含聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧丁烯的组合的所谓的混嵌聚氧化烯链。换言之，该式应被理解为允许至多10个重复单元，其中各重复单元独立地基于环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷。式(I)和(II)的非环状酰胺“烷氧基化物”基于具有至少两个且至多27个碳原子的羧酸酰胺(因为R具有1至26个碳原子)。预期R基团的性质(尺寸、支化水平、是否存在不饱和度)会影响共流体的当量和粘度。这些是可以考虑在内的设计因素。在所有式中，聚氧化烯链的末端羟基可选择地被任选经取代的烷基(优选易于合成的甲基)封端。尽管是本专利技术的一部分，但是羟基化合物(R’＝H)在一些实施方案中是不太优选的，因为羟基可能导致不期望的反应性、高粘度或甚至腐蚀。封端使羟基不起作用。R’上的取代被允许到它们不会破坏作为共流体的化合物的操作的程度。在一个特定实施方案中，烷基R’经羧酸酰胺基取代，如以下描述和实施例中所示。因此，以上任一者中的R’可以为经由以下结构表示的烷基脲基或烯基脲基取代的C1-6烷基，其中R为烷基或烯基：式(I)至(VI)的化合物在形式上是所示的羧酸酰胺或羧酸酰亚胺的烷氧基化物。(I)、(III)和(V)的化合物可以通过酰胺/酰亚胺起始基团的直接烷氧基化来合成，因为酰胺/酰亚胺基团是反应性的并且可以打开相应的环氧烷烃的环氧乙烷环。另一方面，(II)、(IV)和(VI)的化合物可以通过使包含连接至酰胺或酰亚胺的羟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含润滑剂的压缩机，其中所述润滑剂包含选自以下的化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 US 62/329,535;2016.04.29 US 62/329,586;1.一种包含润滑剂的压缩机，其中所述润滑剂包含选自以下的化合物：其中m为1至10；R为具有1至26个碳原子的烷基、烯基或芳基；R’为H或C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中m为1至10；R为具有1至26个碳原子的烷基、烯基或芳基；p为1至3；R’为H或C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中x为1至4；n为1至10；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中y为1至4；n为1至10；p为1至3；R’为H或C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；其中z为1至4；n为1至10；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H；以及其中z为1至4；n为1至10；p为1至3；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H。2.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述润滑剂包含下式的化合物：其中y为1至4；n为1至10；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H、甲基或乙基；R”’为H、甲基或乙基；并且R”和R”’中的至少一个为H。3.根据权利要求2所述的压缩机，其中y为2或4。4.根据权利要求2所述的压缩机，其中n为1至4。5.根据权利要求2所述的压缩机，其中R’为甲基。6.根据权利要求2所述的压缩机，其中R”和R”’为H。7.根据权利要求2所述的压缩机，其中y为2或4，n为3，R’为甲基，并且R”和R”’二者均为H。8.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述润滑剂包含下式的化合物：其中x为1至4；n为1至10；R’为H或任选经取代的C1-6烷基；R”为H...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯·列布罗维奇，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US