专利名称：混合蒸气压缩-吸收循环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用包括至少一种制冷剂和至少一种吸收剂的制冷剂对(refrigerant pair)的混合蒸气压缩-吸收冷却或加热系统，其中优选实施方案中的吸收剂可为至少一种离子液体。
背景技术：
作为具有不可测量蒸气压的新溶剂，室温离子液体正用于化学分离和独特的反应介质。溶剂相行为是在这些应用中以及在新应用如吸收冷却或加热中使用离子液体的吸引力的重要因素。
蒸气压缩和吸收制冷循环是众所周知的冷却方法，并由Haaf，S.和Henrici，H.在“Refrigeration Technology”(Ullmann′sEncyclopedia ofIndustrial Chemistry，Sixth Edition，Wiley-VCH Verlag GmbH，Weinheim，Germany，31卷，269-312页)中描述。基本冷却循环对于吸收和蒸气压缩系统来说是相同的。两种系统都使用能从要被冷却的水、空气或任何介质中吸收热并转化成蒸气相(在蒸发器部分)的低温液体制冷剂。制冷剂蒸气然后被压缩至较高压力(通过压缩机或发生器)，通过排放热到外部环境转变回液体(在冷凝器部分)，然后膨胀成液体和蒸气的低压混合物(在膨胀器部分)，该混合物回到蒸发器部分并重复循环。蒸气压缩系统和吸收系统之间的基本差别在于蒸气压缩系统使用电动机操作用于升高制冷剂蒸气压力的压缩机，吸收系统使用热压缩制冷剂蒸气到高压。
吸收冷却器已在“混合”集中站中与蒸气压缩冷却器联合以最低能量成本提供冷却；例如，当负荷高时，吸收冷却器将在高的电峰值负荷期间工作，而当负荷低时，蒸气压缩冷却器将在低的电峰值负荷期间工作，产生更经济的系统。将希望具有能集成蒸气压缩和吸收循环两者的部件的一种系统。
蒸气压缩系统通常使用氨或碳氟化合物衍生物作为制冷剂，而吸收循环通常使用氨/水或溴化锂/水。由于碳氟化合物衍生物并不很溶于水，因此两种系统不相容。尽管氨可用于两种系统，但与氨相伴的毒性和可燃性使这种选择不太理想。
尽管美国专利申请No.11/346028公开了其中使用包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体的制冷剂对的吸收循环，本文引入其全部内容作为本发明的一部分，但仍需要能运行利用包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体的制冷剂对的混合蒸气压缩-吸收循环的系统。
概述 本文通过操作或运行适用于利用在重复循环过程中排放和吸收的热完成加热或冷却的系统或其它设备或装置来提供混合蒸气压缩-吸收循环的执行或性能。
本发明的一种实施方案提供一种温度调节装置，包括(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；(c)接收来自发生器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；(d)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；(e)接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的第一和第二部分的蒸发器；(f)接收制冷剂蒸气的第一部分、提高其压力并使制冷剂蒸气的第一部分通到冷凝器的压缩器，和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气的第二部分通到吸收器的管道。
本发明的另一种实施方案提供一种温度调节装置，包括(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；(c)从发生器接收蒸气并进一步提高其压力的压缩器；(d)接收来自压缩器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；(e)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；(f)接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的蒸发器；和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气通到吸收器的管道。
在这些实施方案的任何一种中，装置都可用于通过定位冷凝器靠近要被加热的物体、介质或空间来加热，或装置可用于通过定位蒸发器靠近要被冷却的物体、介质或空间来冷却。
在另一实施方案中，本发明提供一种通过以下调节物体、介质或空间的温度的方法(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；(c)在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；(d)降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气的第一部分和第二部分；(e-1)机械提高制冷剂蒸气第一部分的压力，然后重复步骤(c)使制冷剂蒸气的第一部分冷凝成液体；和(e-2)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气的第二部分。
在又一实施方案中，本发明提供一种调节物体、介质或空间的温度的方法，包括(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；(c)进一步机械提高制冷剂蒸气的压力；(d)在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；(e)降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气；和(f)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气。
在这些方法实施方案中的任何一个中，通过方法进行的温度调节可为温度升高，为此制冷剂蒸气靠近要被加热的物体、介质或空间被冷凝成液体；或通过方法进行的温度调节可为温度降低，为此液体制冷剂靠近要被冷却的物体、介质或空间被蒸发。
在上述实施方案的任何一种中，制冷剂可选自氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氟烃、N2、O2、CO2、NH3、Ar、H2、H2O和非氟化烃中的一种或多种，其中非氟化烃选自C1-C4直链、支链或环烷烃和C1-C4直链、支链或环烯烃；和/或吸收剂可为一种或多种离子液体。
附图简述
图1显示了运行简单蒸气压缩循环的系统的示意图。
图2显示了运行简单吸收循环的系统的示意图。
图3显示了运行简单混合蒸气压缩-吸收循环的系统(并联构造)的示意图。
图4显示了运行简单混合蒸气压缩-吸收循环的系统(串联构造)的示意图。
图5显示了测量的HFC-32在[bmim][PF6]中的等温溶解度数据(摩尔分数)与压力的关系。实心圆点(●)代表在10℃下测量的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的等温数据，实心方形(■)代表在50℃下测量的等温数据，实心钻石形(◆)代表在75℃下测量的等温数据。实线代表数据趋势。
图6显示了测量的HFC-125在[bmim][PF6]中的等温溶解度数据(摩尔分数)与压力的关系。实心圆点(●)代表在10℃下测量的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的等温数据，实心方形(■)代表在50℃下测量的等温数据，实心钻石形(◆)代表在75℃下测量的等温数据。实线代表数据趋势。
图7显示了测量的HFC-134a在[bmim][PF6]中的等温溶解度数据(摩尔分数)与压力的关系。实心圆点(●)代表在10℃下测量的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的等温数据，实心方形(■)代表在50℃下测量的等温数据，实心钻石形(◆)代表在75℃下测量的等温数据。实线代表数据趋势。
图8显示了测量的HFC-143a在[bmim][PF6]中的等温溶解度数据(摩尔分数)与压力的关系。实心圆点(●)代表在10℃下测量的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的等温数据，实心方形(■)代表在50℃下测量的等温数据，实心钻石形(◆)代表在75℃下测量的等温数据。实线代表数据趋势。
图9显示了测量的HFC-152a在[bmim][PF6]中的等温溶解度数据(摩尔分数)与压力的关系。实心圆点(●)代表在10℃下测量的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的等温数据，实心方形(■)代表在50℃下测量的等温数据，实心钻石形(◆)代表在75℃下测量的等温数据。实线代表数据趋势。
图10显示了测量的HFC-32在[bmim][BF4]中的等温溶解度数据(摩尔分数)与压力的关系。实心圆点(●)代表在10℃下测量的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的等温数据，实心方形(■)代表在50℃下测量的等温数据，实心钻石形(◆)代表在75℃下测量的等温数据。实线代表数据趋势。
图11显示了用于比较的体系HFC-32+八种不同离子液体在25℃下测量的等温溶解度数据与压力的关系。空心钻石形(◇)代表在25℃下测量的HFC-32+1-乙基-3-甲基咪唑双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺的等温数据，圆圈(○)代表在25℃下测量的HFC-32+1-丙基-2，3-二甲基咪唑三(三氟甲基磺酰基)甲基化物的等温数据，空心方形(□)代表在25℃下测量的HFC-32+1-丙基-2，3-二甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的等温数据，实心钻石形(◆)代表测量的HFC-32+3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的等温数据，空心三角形(△)代表在25℃下测量的HFC-32+1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的等温数据，实心圆点(●)代表在25℃下测量的HFC-32+1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的等温数据，实心方形(■)代表在25℃下测量的HFC-32+1，3-二辛基咪唑碘化物的等温数据，实心三角形(▲)代表在25℃下测量的HFC-32+1-辛基-3-甲基咪唑碘化物的等温数据。实线代表数据趋势。
图12显示了体系HFC-32、HFC-152a、HFC-134a、HFC-125和HFC-143a+[bmim][PF6]在10℃下测量的等温溶解度数据(摩尔分数)与用比例(P/P0)表示的10℃时的绝对压力除以气体饱和压之间的关系。叉号(x)代表P0＝11.069bar时在10℃下测量的HFC-32的等温数据，实心钻石形(◆)代表P0＝3.7277bar时在10℃下测量的HFC-152a的等温数据，实心圆点(●)代表P0＝4.1461bar时在10℃下测量的HFC-134a的等温数据，实心三角形(▲)代表P0＝9.0875bar时在10℃下测量的HFC-125的等温数据，实心方形(■)代表P0＝8.3628bar时在10℃下测量的HFC-143a的等温数据。实线代表数据趋势，虚线代表Raoult法则。
图13显示了用于测量离子液体中气体吸收的重量分析微量天平的示意图。在图中，j1、j2和j3分别指平衡锤、钩和链；i1、i2和i3分别指样品容器、线和链，Wg指重力产生的力；和B指浮力产生的力。
详细描述 在本公开中，对下面列表和下文其它地方中提到的各种术语提供定义 术语“离子液体”被定义为在约100℃或以下时为流体的有机盐。
术语“氟化离子液体”被定义为在阳离子或阴离子上具有至少一个氟的离子液体。“氟化阳离子”或“氟化阴离子”分别为包括至少一个氟的阳离子或阴离子。
术语“制冷剂对”和“制冷剂/离子液体对”被互换使用，并指包括制冷剂和离子液体两者的对或混合物。“制冷剂对组合物”为包括制冷剂对的组合物。“混合制冷剂”为包括至少两种制冷剂的制冷剂组合物。
“制冷剂”为可用作热能转移载体的流体物质，如氟烃(FC)、氢氟烃(HFC)、氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)或氨、烷烃、烯烃、芳香烃、二氧化碳或其它气体如氢气、氧气、氮气和氩气。当从液体到蒸气发生相变(蒸发)时，制冷剂从周围环境中移去热；当从蒸气到液体发生相变(冷凝)时，增加热到周围环境。尽管术语制冷剂可能带有仅仅用于冷却的物质的含义，但本文中以可在可用来加热或冷却的系统或装置中使用的热能转移载体或物质的一般意义使用该术语。
术语“氟化制冷剂”或“含氟制冷剂”指氟烃、氢氟烃、氯氟烃或氢氯氟烃。
术语“真空”指能实际用于吸收循环的小于约1bar但大于约1 0-4bar的压力。
术语“烷烃”指具有通式CnH2n+2且可为直链、支链或环状的饱和烃。环状化合物需要最少三个碳。
术语“烯烃”指包含一个或多个C＝C双键且可为直链、支链或环状的不饱和烃。烯烃需要最少两个碳。环状化合物需要最少三个碳。
术语“芳香烃”指苯和化学性质与苯类似的化合物。
“杂原子”为烷烃基、烯烃基、环状或芳香化合物结构中除了碳以外的原子。
“杂芳基”指具有杂原子的烷基。
两种或多种制冷剂的“共沸”或“恒沸”混合物为在冷却或加热循环中遇到的温度和压力下气相和液相组成基本相同的混合物。恒沸混合物的定义中包括“近共沸”混合物，如美国专利5709092中所述，其即使在蒸发损失后也保持基本恒定的蒸气压，从而表现出恒沸行为。
混合蒸气压缩-吸收循环 本发明涉及使用包括至少一种制冷剂和至少一种吸收剂的制冷剂对的混合蒸气压缩-吸收冷却和加热系统。在优选实施方案中，吸收剂可为一种或多种离子液体。本发明还提供一种温度调节方法，或冷却或加热，其在混合蒸气压缩-吸收冷却或加热系统中使用制冷剂/吸收剂对。
蒸气压缩和吸收循环和运行它们的系统描述在Application Guidefor Absorption Cooling/Refrigeration Using Recovered Heat[Dorgan等(American Society of Heating，Refrigeration and Air ConditioningEngineers，Inc.，1995，Atlanta，GA，Chapter 5)]中。图1中显示了运行简单蒸气压缩循环的系统的示意图。系统包括具有膨胀阀的冷凝器和蒸发器单元和能机械增加制冷剂蒸气压力的蒸气压缩器。图2显示了简单吸收循环的示意图。系统包括类似于图1中所示普通蒸气压缩循环的具有膨胀阀的冷凝器和蒸发器单元，，但吸收器-发生器溶液回路代替压缩器。回路可包括吸收器、发生器、热交换器、压力控制设备(A)和用于循环溶液的泵。在一些实施方案中，在吸收剂吸收制冷剂时吸收器释放的热可用于加热发生器中制冷剂和吸收剂的混合物以分离蒸气形式的制冷剂和吸收剂。
图3显示了利用并联构造运行简单混合蒸气压缩-吸收循环的系统的示意图。系统包括类似于图1所示普通蒸气压缩循环的具有膨胀阀的冷凝器单元和蒸发器单元、压缩器、吸收器-发生器溶液回路，回路具有蒸气吸收器、气体发生器、热交换器、压力控制(降低)阀(A)、溶液液体泵和引导制冷剂流路的隔离阀(B-E)。
并联构造可以以三种模式运行。模式1类似于常规吸收循环运行，其中隔离阀D和E关闭，隔离阀B和C打开，这再集合了与图2所示相同的流路。模式2类似于常规蒸气压缩循环运行，其中隔离阀D和E打开，隔离阀B和C关闭，这再集合了与图1所示相同的流路。模式3联合了蒸气压缩和吸收循环两者的使用，其中隔离阀B、C、D和E都打开，如图3所示。系统被称为“混合”系统是因为设备和/或装置的相同构造可在有或没有包括压缩器时运行。
图4显示了利用串联构造运行简单混合蒸气压缩-吸收循环的系统的示意图。系统包括具有膨胀阀的冷凝器单元和蒸发器单元(类似于图1所示的普通蒸气压缩循环)、压缩器、吸收器-发生器溶液回路，回路具有蒸气吸收器、气体发生器、热交换器、压力控制(降低)阀(A)、溶液液体泵和引导制冷剂流路的隔离阀(B-E)。
串联构造也可以以三种模式运行。模式1类似于常规吸收循环运行，其中隔离阀D和E关闭，隔离阀B和C打开，这再集合了与图2所示相同的流路。模式2类似于常规蒸气压缩循环运行，其中隔离阀E打开，隔离阀B、C和D关闭，这再集合了与图1所示相同的流路。在这种情况下，结果与前面并联构造模式2情况中描述的那些相同。模式3联合了蒸气压缩和吸收循环两者的使用，其中隔离阀C和D打开，隔离阀B和E关闭，如图4所示。系统被称为“混合”系统是因为在设备和/或装置的一种构造中(模式3)，可通过发生器和压缩器两者提高制冷剂蒸气的压力。
当使用离子液体作为吸收剂时，两个循环(吸收和蒸气压缩)可被直接连接，因为在两种循环中可使用相同的制冷剂气体，这消除了二级热交换器的需要并提高了整体循环效率。
本发明还提供一种调节温度的装置，该装置执行本文描述的混合蒸气压缩-吸收循环以冷却或加热物体(例如管道或容器)、介质(例如流体如水或空气)或空间。装置可包括部件如吸收器-发生器溶液回路(热的流出和流入提高了制冷剂蒸气的压力，就象压缩器机械工作一样)，其中回路可包括吸收器、发生器、热交换器、压力控制设备和用于循环溶液的泵。装置还包括类似于普通蒸气压缩循环中所用设备的具有膨胀阀的冷凝器和蒸发器单元。由于这是混合系统，因此与吸收制冷循环的上述元件一起以并联或串联构造使用常规压缩器。该装置能使用任何一种或多种本文描述的制冷剂和/或任何一种或多种吸收剂包括例如任何本文描述的离子液体执行混合蒸气压缩-吸收循环。该装置能执行任何一种或多种本文描述的方法。本发明的又一实施方案为基本如图3和4中任何一个所示或所述的装置。
本发明的装置可被配置用于冰箱、冷冻机、制冰机、空调机、工业冷却系统、加热器或热泵，或作为它们被制造或运行。这些设备中的每一个都可位于居住、商业或工业位置，或可被结合到移动设备如轿车、卡车、公共汽车、火车、飞机或其它运输设备内，或可被结合到一件设备如医疗器械内。
本发明还提供用于加热物体、介质或空间的装置，包括(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；(c)位于要被加热的物体、介质或空间附近接收来自发生器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；(d)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；(e)接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的第一和第二部分的蒸发器；(f)接收制冷剂蒸气的第一部分、提高其压力并使制冷剂蒸气的第一部分通到冷凝器的压缩器，和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气的第二部分通到吸收器的管道。
本发明还提供用于冷却物体、介质或空间的装置，包括(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；(c)接收来自发生器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；(d)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；(e)位于要被冷却的物体、介质或空间附近接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的第一和第二部分的蒸发器；(f)接收制冷剂蒸气的第一部分、提高其压力并使制冷剂蒸气的第一部分通到冷凝器的压缩器，和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气的第二部分通到吸收器的管道。
本发明还提供用于加热物体、介质或空间的装置，包括(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；(c)接收来自发生器的蒸气并进一步提高其压力的压缩器，(d)位于要被加热的物体、介质或空间附近接收来自压缩器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；(e)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；(f)接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的蒸发器；和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气通到吸收器的管道。
本发明还提供用于冷却物体、介质或空间的装置，包括(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；(c)接收来自发生器的蒸气并进一步提高其压力的压缩器，(d)接收来自压缩器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；(e)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；(f)位于要被冷却的物体、介质或空间附近接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的蒸发器；和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气通到吸收器的管道。
本发明还提供一种用于加热物体、介质或空间的方法，包括(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；(c)靠近要被加热的物体、介质或空间在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；(d)降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气的第一部分和第二部分；(e-1)机械提高制冷剂蒸气第一部分的压力，然后重复步骤(c)使制冷剂蒸气的第一部分冷凝成液体；和(e-2)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气的第二部分。
本发明还提供一种用于冷却物体、介质或空间的方法，包括(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；(c)在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；(d)靠近要被冷却的物体、介质或空间降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气的第一部分和第二部分；(e-1)机械提高制冷剂蒸气第一部分的压力，然后重复步骤(c)使制冷剂蒸气的第一部分冷凝成液体；和(e-2)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气的第二部分。
本发明还提供一种用于加热物体、介质或空间的方法，包括(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；(c)进一步机械提高制冷剂蒸气的压力；(d)靠近要被加热的物体、介质或空间在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；(e)降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气；和(f)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气。
本发明还提供一种用于冷却物体、介质或空间的方法，包括(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；(c)进一步机械提高制冷剂蒸气的压力；(d)在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；(e)靠近要被冷却的物体、介质或空间降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气；和(f)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气。
本发明还提供一种用于在执行混合蒸气压缩-吸收循环的装置中通过如下步骤加热物体、介质或空间的方法(a)在吸收器中形成制冷剂和吸收剂的混合物；(b)使混合物通到发生器，在那里混合物被加热以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分离，并且提高制冷剂蒸气的压力；(c)使制冷剂蒸气通到靠近要被加热的物体、介质或空间的冷凝器，在那里蒸气在压力下被冷凝成液体；(d)使液体制冷剂通到膨胀设备，在那里液体制冷剂的压力被降低形成液体和蒸气制冷剂的混合物；(e)使液体和蒸气制冷剂的混合物通到蒸发器，在那里剩余的液体被蒸发形成制冷剂蒸气的第一和第二部分；(f-1)使制冷剂蒸气的第一部分通到压缩器以提高其压力，然后使制冷剂蒸气的第一部分通到冷凝器，在那里通过重复步骤(c)在压力下冷凝蒸气成液体；和(f-2)使制冷剂蒸气的第二部分通到吸收器以重复步骤(a)并形成制冷剂蒸气的第二部分和吸收剂的混合物。
本发明还提供一种用于在执行混合蒸气压缩-吸收循环的装置中通过如下步骤冷却物体、介质或空间的方法(a)在吸收器中形成制冷剂和吸收剂的混合物；(b)使混合物通到发生器，在那里混合物被加热以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分离，并且提高制冷剂蒸气的压力；(c)使制冷剂蒸气通到冷凝器，在那里蒸气在压力下被冷凝成液体；(d)使液体制冷剂通到膨胀设备，在那里液体制冷剂的压力被降低形成液体和蒸气制冷剂的混合物；(e)使液体和蒸气制冷剂的混合物通到靠近要被冷却的物体、介质或空间的蒸发器，在那里剩余的液体被蒸发形成制冷剂蒸气的第一和第二部分；(f-1)使制冷剂蒸气的第一部分通到压缩器以提高其压力，然后使制冷剂蒸气的第一部分通到冷凝器，在那里通过重复步骤(c)在压力下冷凝蒸气成液体；和(f-2)使制冷剂蒸气的第二部分通到吸收器以重复步骤(a)并形成制冷剂蒸气的第二部分和吸收剂的混合物。
本发明还提供一种用于在执行混合蒸气压缩-吸收循环的装置中通过如下步骤加热物体、介质或空间的方法(a)在吸收器中形成制冷剂和吸收剂的混合物；(b)使混合物通到发生器，在那里混合物被加热以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分离，并且提高制冷剂蒸气的压力；(c)使制冷剂蒸气通到压缩器以进一步提高其压力；(d)使制冷剂蒸气通到靠近要被加热的物体、介质或空间的冷凝器，在那里蒸气在压力下被冷凝成液体；(e)使液体制冷剂通到膨胀设备，在那里液体制冷剂的压力被降低形成液体和蒸气制冷剂的混合物；(f)使液体和蒸气制冷剂的混合物通到蒸发器，在那里剩余的液体被蒸发形成制冷剂蒸气；和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气通到吸收器以重复步骤(a)并重新形成制冷剂蒸气和吸收剂的混合物。
本发明还提供一种用于在执行混合蒸气压缩-吸收循环的装置中通过如下步骤冷却物体、介质或空间的方法(a)在吸收器中形成制冷剂和吸收剂的混合物；(b)使混合物通到发生器，在那里混合物被加热以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分离，并且提高制冷剂蒸气的压力；(c)使制冷剂蒸气通到压缩器以进一步提高其压力；(d)使制冷剂蒸气通到冷凝器，在那里蒸气在压力下被冷凝成液体；(e)使液体制冷剂通到膨胀设备，在那里液体制冷剂的压力被降低形成液体和蒸气制冷剂的混合物；(f)使液体和蒸气制冷剂的混合物通到靠近要被冷却的物体、介质或空间的蒸发器，在那里剩余的液体被蒸发形成制冷剂蒸气；和(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气通到吸收器以重复步骤(a)并重新形成制冷剂蒸气和吸收剂的混合物。
在任何上述方法中，在步骤(b)中与制冷剂分离的吸收剂可再循环用于后面的步骤。
制冷剂/吸收剂对 制冷剂 本发明提供用于混合蒸气压缩-吸收循环的制冷剂对组合物。混合蒸气压缩-吸收循环可用于冷却或产生热，取决于应用。制冷剂对的一个成员包括选自以下的至少一种制冷剂氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氟烃、氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)、氩气(Ar)、氢气(H2)、水(H2O)和非氟化烃，其中非氟化烃选自C1-C4直链、支链或环烷烃和C1-C4直链、支链或环烯烃。制冷剂对的第二个成员包括至少一种离子液体。
氢氟烃制冷剂可包括具有氢和氟与碳的任何组合的化合物和包括具有碳-碳双键且正常沸点低于0℃的化合物。用于本发明的氢氟烃制冷剂的例子包括二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)和氟乙烷(HFC-161)。在本发明的一种实施方案中，氢氟烃制冷剂选自二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)和1，1-二氟乙烷(HFC-152a)。
氯氟烃制冷剂可包括具有氯和氟与碳的任何组合的化合物和包括具有碳-碳双键且正常沸点低于0℃的化合物。用于本发明的氯氟烃制冷剂的例子为二氯二氟甲烷(CFC-12)。
氢氯氟烃制冷剂可包括具有氢、氯和氟与碳的任何组合的化合物和包括具有碳-碳双键且正常沸点低于0℃的化合物。用于本发明的氢氯氟烃制冷剂的例子包括氯二氟甲烷(HCFC-12)。
氟烃制冷剂可包括具有氟与碳的任何组合的化合物和包括具有碳-碳双键且正常沸点低于0℃的化合物。用于本发明的氟烃制冷剂的例子包括全氟甲烷(FC-14)和全氟乙烷(FC-116)。
用于本发明的非氟化烃制冷剂可包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷。
本文使用的制冷剂还可选自HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷。
制冷剂的混合物还用于获得适用于吸收设备的合适沸点或压力。尤其是形成共沸混合物或恒沸混合物的混合物是优选的，因为如果制冷剂从吸收冷却系统泄漏的话，将发生最小至没有混合物分级。例如，美国专利5709092公开了用作制冷剂的二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)和1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)的共沸或恒沸组合物。
吸收剂 在优选实施方案中，本发明中使用的吸收剂为离子液体。用于本发明的离子液体原则上可为能吸收制冷剂气体的任何离子液体。具有制冷剂气体最小吸收的离子液体作为吸收循环工作流体不太有效。理想地，需要高吸收和扩散以获得高能量效率吸收循环。WO 05/113702(和其中引用的文献)描述的离子液体可通过盐复分解、通过酸-碱中和反应或通过季铵化选择的含氮化合物来合成；或可在商业上从几个公司得到它们，如Merck(Darmstadt，德国)或BASF(Mount Olive，NJ)。本发明的离子液体的阳离子或阴离子原则上可为能使阳离子和阴离子一起形成在约100℃或以下为液体的有机盐的任何阳离子或阴离子。
在本发明的一种实施方案中，离子液体可具有选自以下式的阳离子
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自以下基团 (i)H； (ii)卤素； (iii)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代； (iv)包括选自O、N、Si和S的1到3个杂原子并任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代的-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃； (v)C6-C20未取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25未取代杂芳基；和 (vi)C6-C25取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25取代杂芳基； 其中所述取代芳基或取代杂芳基具有独立选自以下组中的1-3个取代基 (1)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代， (2)OH， (3)NH2，和 (4)SH；和 其中R7、R8、R9和R10各自独立地选自； (vii)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代； (viii)包括选自O、N、Si和S的1到3个杂原子并任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代的-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃； (ix)C6-C25未取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25未取代杂芳基；和 (x)C6-C25取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25取代杂芳基； 其中所述取代芳基或取代杂芳基具有独立选自以下组中的1-3个取代基 (1)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代， (2)OH， (3)NH2，和 (4)SH；和 其中任选地R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的至少两个可共同形成环状或双环烷烃基或烯烃基。
在另一实施方案中，用于本发明的离子液体可包括氟化阳离子，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的任何一个或一个以上的任何组包括F-。
在另一实施方案中，离子液体可具有选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-、SCN-的阴离子；和任何氟化阴离子。用于本文的氟化阴离子可包括[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、[CF3OCFHCF2SO3]-、[CF3CF2OCFHCF2SO3]-、[CF3CFHOCF2CF2SO3]-、[CF2HCF2OCF2CF2SO3]-、[CF2ICF2OCF2CF2SO3]-、[CF3CF2OCF2CF2SO3]-、[(CF2HCF2SO2)2N]-、[(CF3CFHCF2SO2)2N]-；和F-。
在另一实施方案中，离子液体可包括选自吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑、三唑、和铵阳离子中的阳离子；和选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-、SCN-中的阴离子；和任何氟化阴离子。在又一实施方案中，离子液体可包括选自吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑、三唑、和铵阳离子中的阳离子；和选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、[CF3OCFHCF2SO3]-、[CF3CF2OCFHCF2SO3]-、[CF3CFHOCF2CF2SO3]-、[CF2HCF2OCF2CF2SO3]-、[CF2ICF2OCF2CF2SO3]-、[CF3CF2OCF2CF2SO3]-、[(CF2HCF2SO2)2N]-、[(CF3CFHCF2SO2)2N]-和F-中的阴离子。
在另一实施方案中，离子液体可包括选自如上所述的吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑、三唑、和铵阳离子中的阳离子，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的任何一个或一个以上的任何组可包括F-；和选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-、SCN-中的阴离子；和任何氟化阴离子。在又一实施方案中，离子液体可包括选自如上所述的吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑、三唑、和铵阳离子中的阳离子，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的任何一个或一个以上的任何组包括F-；和选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、[CF3OCFHCF2SO3]-、[CF3CF2OCFHCF2SO3]-、[CF3CFHOCF2CF2SO3]-、[CF2HCF2OCF2CF2SO3]-、[CF2ICF2OCF2CF2SO3]-、[CF3CF2OCF2CF2SO3]-、[(CF2HCF2SO2)2N]-、[(CF3CFHCF2SO2)2N]-和F-中的阴离子。
在又一实施方案中，离子液体可包括选自1，2-二甲基-3-丙基咪唑、3-甲基-1-丙基吡啶、1-乙基-3-甲基咪唑、1-丙基-2，3-二甲基咪唑、1-丙基-3-甲基吡啶、1-丁基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基吡啶、1-庚基-3-甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1，3-二辛基咪唑、1-十二烷基-3-甲基咪唑、四癸基(三己基)和三丁基(四癸基)阳离子中的阳离子；和选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-、SCN-、[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、[CF3OCFHCF2SO3]-、[CF3CF2OCFHCF2SO3]-、[CF3CFHOCF2CF2SO3]-、[CF2HCF2OCF2CF2SO3]-、[CF2ICF2OCF2CF2SO3]-、[CF3CF2OCF2CF2SO3]-、[(CF2HCF2SO2)2N]-和[(CF3CFHCF2SO2)2N]-中的阴离子。
在另一实施方案中，适用于本文的离子液体可选自 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim][PF6]， 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim][BF4]， 1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰基)甲基化物[dmpim][TMeM]， 1-辛基-3-甲基咪唑碘化物[omim][I]， 1，3-二辛基咪唑碘化物[doim][I]， 1-乙基-3-甲基咪唑双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺[emim]BEI]， 1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺[dmpim]BMeI]， 3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺[pmpy]BMeI]， 1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[emim][PF6]， 1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟乙基磺酰基)酰亚胺[emim]BMeI]， 1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺[bmpy]BMeI]， 1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐[emim][TFES]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐[bmim][TFES]， 1-十二烷基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐[dmim][TFES]， 1-庚基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐[hmim][TFES]， 1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐[bmim][Ac]， 1-丁基-3-甲基咪唑2-(1，2，2，2-四氟乙氧基)-1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐[bmim][FS]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸盐[bmim][HFPS]， 1-丁基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐[bmim][MeSO4]， 1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐[bmim][SCN]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸盐[bmim][TPES]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸盐[bmim][TTES]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸盐[bmim][TTES]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸盐[bmim][TPES]， 1-乙基-3-甲基咪唑双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺[emim][BEI]， 1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2，3，3-六氟丙烷磺酸盐[bmim][HFPS]， 四癸基(三己基)1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸盐[6，6，6，14-P][TPES]，和 三丁基(四癸基)1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸盐[4，4，4，14-P][HFPS]。
制冷剂/离子液体对 本发明的混合蒸气压缩-吸收循环包括由至少一种制冷剂和至少一种离子液体组成的制冷剂对，制冷剂选自氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氟烃、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O和非氟化烃，非氟化烃选自C1-C4直链、支链或环烷烃和C1-C4直链、支链或环烯烃。在另一实施方案中，制冷剂对包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体，制冷剂选自 HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷。
在另一实施方案中，制冷剂对可包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体，制冷剂选自HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷，离子液体具有选自吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子。在另一实施方案中，制冷剂对可包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体，制冷剂选自HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷，离子液体具有选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-、SCN-、[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、[CF3OCFHCF2SO3]-、[CF3CF2OCFHCF2SO3]-、[CF3CFHOCF2CF2SO3]-、[CF2HCF2OCF2CF2SO3]-、[CF2ICF2OCF2CF2SO3]-、[CF3CF2OCF2CF2SO3]-、[(CF2HCF2SO2)2N]-、[(CF3CFHCF2SO2)2N]-和F-中的阴离子。
用于本文的制冷剂对可包括选自HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷中的至少一种制冷剂；和选自以下的至少一种离子液体 a)具有选自吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子的离子液体； b)具有选自如上所述的吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子的离子液体，其中R1至R6中的至少一个包括氟； c)具有选自吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子并具有选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-和任何氟化阴离子中的阴离子的离子液体； d)具有选自吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子并具有选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-和F-中的阴离子的离子液体； e)具有选自如上所述吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子并具有选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-和任何氟化阴离子中的阴离子的离子液体，其中R1至R6中的至少一个包括氟； f)具有选自如上所述吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、唑和三唑阳离子中的阳离子并具有选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3 SO2)3C]-、[CF3CO2]-和F-中的阴离子的离子液体，其中R1至R6中的至少一个包括氟。
有用制冷剂对的其它例子包括具有选自HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12、NH3、CO2、N2、O2、H2、Ar、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷中的至少一种制冷剂和选自以下的至少一种离子液体的那些 g)具有咪唑阳离子或氟化咪唑阳离子和选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-和[CF3CO2]-中的阴离子的离子液体； h)具有1-乙基-3-甲基咪唑作为阳离子和[(CF3CF2SO2)2N]-作为阴离子的离子液体； i)具有1-丁基-3-甲基咪唑阳离子或氟化1-丁基-3-甲基咪唑阳离子和选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-和[CF3CO2]-中的阴离子的离子液体； j)具有1-丙基-2，3-二甲基咪唑阳离子或氟化1-丙基-2，3-二甲基咪唑阳离子和选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3 SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-和[CF3CO2]-中并优选[(CF3SO2)2N]-和[(CF3SO2)3C]-中的阴离子的离子液体； k)具有1-丙基-3-甲基咪唑阳离子或氟化1-丙基-3-甲基咪唑阳离子和选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3 SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-和[CF3CO2]-中的阴离子并优选[(CF3SO2)2N]-作为阴离子的离子液体；和 1)具有选自1，3-二辛基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、氟化1，3-二辛基咪唑或氟化1-辛基-3-甲基咪唑的阳离子和[I]-作为阴离子的离子液体。
用于本发明的制冷剂对可构成包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体的组合物，其在从蒸发器温度到发生器温度的温度范围内和从真空到临界压力的压力下包含约0.05到约99.95mol％的制冷剂。运行吸收循环的系统在变化的蒸发器温度和加热温度下工作，取决于应用。运行用于冷却水的典型吸收循环的系统可在5-10℃的蒸发器温度下工作，或运行用于冷却盐水或乙二醇的典型吸收循环的系统在甚至更低温度(即0到-40℃)下工作，发生器可在75-240℃的温度范围内工作，取决于热源和使用的级数。运行混合蒸气压缩-吸收循环的系统可在相同的工作温度范围内运行。
但是，在另一实施方案中，包括制冷剂和离子液体的组合物可在从蒸发器温度(例如用于冷却水的5-10℃)到发生器温度[例如用于半效应的75-90℃，用于单一效应的75-90℃，用于双重效应的150-180℃，和用于三重效应的200-240℃(其中半效应、单一效应和双重效应描述在Application Guide for Absorption Cooling/Refrigeration UsingRecovered Heat，Dorgan等，American Society of Heating，Refrigerationand Air Conditioning Engineers，Inc.，1995，Atlanta，GA)]的温度范围内和从真空到临界压力的压力下包含约0.1到约99.9mol％的制冷剂。例如， 包括HFC-32和离子液体的组合物在-40到240℃的温度范围内和从真空到57.8bar的压力下包含约0.1到约99.9mol％的HFC-32； 包括HFC-125和离子液体的组合物在-40到240℃的温度范围内和从真空到36.2bar的压力下包含约0.1到约99.9mol％的HFC-125； 包括HFC-134a和离子液体的组合物在-40到240℃的温度范围内和从真空到40.6bar的压力下包含约0.1到约99.9mol％的HFC-134a； 包括HFC-143a和离子液体的组合物在-40到240℃的温度范围内和从真空到37.6bar的压力下包含约0.1到约99.9mol％的HFC-143a； 包括HFC-152a和离子液体的组合物在-40到240℃的温度范围内和从真空到45.2bar的压力下包含约0.1到约99.9mol％的HFC-152a。
适合作为本文在运行混合蒸气压缩-吸收冷却或加热系统的系统中使用的制冷剂对的其它组合物的例子包括以下这些 离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约10bar的压力下包含约0.3到约81.2mol％的HFC-32。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约10bar的压力下包含约0.1到约65.1mol％的HFC-125。
该一种离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约3.5bar的压力下包含约0.1到约72.1mol％的HFC-134a。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约10bar的压力下包含约0.1到约23.5mol％的HFC-143a。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约4.5bar的压力下包含约0.5到约79.7mol％的HFC-152a。
离子液体为[bmim][BF4]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约10bar的压力下包含约0.1到约76.5mol％的HFC-32。
离子液体为[dmpim][tTFMSmethide]，制冷剂对在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到约10bar的压力下包含约0.4到约80.2mol％的HFC-32。
离子液体为[omim][I]，制冷剂对在约25℃的温度下和约0.1到约10bar的压力下包含约0.4到约41.6mol％的HFC-32。
离子液体为[doim][I]，制冷剂对在约25℃的温度下和约0.1到约10bar的压力下包含约0.7到约46.8mol％的HFC-32。
离子液体为[emim][bPFESimide]，制冷剂对在约25℃的温度下和约0.1到约10bar的压力下包含约1.0到约66.6mol％的HFC-32。
离子液体为[dmpim][bTFMSimide]，制冷剂对在约25℃的温度下和约0.1到约10bar的压力下包含约0.8到约64.5mol％的HFC-32。
离子液体为[pmpy][bTFMSimide]，制冷剂对在约25℃的温度下和约0.1到约10bar的压力下包含约1.0到约63.9mol％的HFC-32。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10℃下和约0.1到约0.63的P/P0下包含约0.1到63mol％的HFC-32。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10℃下和约0.1到约0.88的P/P0下包含约0.1到约65mol％的HFC-125。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10℃下和约0.1到约0.84的P/P0下包含约0.1到约72mol％的HFC-134a。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10℃下和约0.1到约0.90的P/P0下包含约0.1到约25mol％的HFC-143a。
离子液体为[bmim][PF6]，制冷剂对在约10℃下和约0.1到约0.86的P/P0下包含约0.1到约80mol％的HFC-152a。
在具有离子液体的组合物中使用的制冷剂的其它例子以及每种制冷剂的正常沸点温度、临界温度和临界压力显示在下面的表1中，其中制冷剂占组合物的约0.1-99mol％。表1中的数据得自Reid等上面的文献；和REFPROP Version 7，Lemmon等，[NIST referenceFluidThermodynamic and Transport Properties-REFPROP，Version 7.0 User′sGuide(U.S.Department of Commerce，Technology Administration，National Institute of Standards and Technology，Standard Reference DataProgram，Gaithersburg，Maryland，2002)]。
表1 制冷剂对组合物可通过任何方便的方法来制备，包括在合适的容器中混合或组合所需数量的至少一种制冷剂和至少一种离子液体。
出于各种目的，可向制冷剂对组合物中加入添加剂如润滑剂、腐蚀抑制剂、稳定剂、染料和其它合适材料，只要它们不对组合物的预定应用具有反面影响即可。
为了评价吸收循环的性能，热力学性能图如温度-压力-浓度(TPX)和焓-温度(HT)图是有用的。这些图表在蒸气压缩循环分析中对应于熟悉的PH(压力-焓)或TS(温度-熵)图。但是，这些图表可能不能以和用压缩器进行蒸气压缩相同的方式适用于吸收循环，其中压缩过程在理论上为单一等熵途径，而吸收循环使用所谓的发生器-吸收器溶液回路，涉及几个热力学过程。
使用状态方程(EOS)构建蒸气压缩循环中的PH或TS图，并可计算循环性能和所有热力学性质。吸收循环的热力学图表通常根据经验关联方程来绘制，其中对于溶液性质而言经验关联方程被拟合到实验溶解度和热容数据，而用制冷剂EOS计算蒸气相性质。有时，使用理论溶液(常称为“活度”)模型关联溶解度数据，模型如Nezu等(Natural Working Fluids，2002，IIR Gustav Lorentzen Conf.5th，China，Sept.17-20，2002，446-45 3)；Fatouh等(Renewable Energy，1993，3，31-37)；Bhatt等(Heat Recovery System&CHP，1992，12，225-233)；和Ness等(Classical Thermodynamics of Nonelectrolyte Solutions withApplications to Phase Equilibria，1982，MacGraw-Hill，New York)中描述的那些。但是，这些模型被限制用于大大低于制冷剂临界温度的温度，在高的发生器温度下的建模方案可能变得无效。因此，经验拟合方程或部分修正方程与气相EOS的联合使用不可能总是完全一致。因此，希望用热力学上更完美的EOS建立吸收循环过程模型。或许，使用EOS的最大益处之一在于，即使在制冷剂的临界温度以上，也能正确地计算热力学性质，如Yokozeki，Int.J.Refrigeration，2004年4月(已投稿)中所讨论的。
尽管用EOS对制冷剂混合物建立模型是常见的，但空调和制冷工程师传统上用经验关联模型处理制冷剂和非挥发性化合物混合物，例如在制冷剂-润滑油溶解度方面。在对这类混合物使用EOS时的一个困难问题将是在没有关于临界参数和蒸气压数据的大量信息时建立非挥发性化合物的EOS参数。但是，EOS模型已成功应用于制冷剂-润滑油溶解度数据，如Yokozeki，Proc.Int.Compressor Eng.Conf.atPurdue，1994，1，335-340；Yokozeki，Int.J.Thermophys.，2001，22，1057-1071；和Yokozeki，Applied Energy，2005，80，383-399中所公开。类似于这些而且如Tillner-Roth，J.Phys.Chem.Ref.Data，1998，27，63-96中所述的EOS模型因此可用于一致地计算热力学性质，并且证明制冷剂和离子液体在本发明中作为吸收循环制冷剂对是有用的。
对于制冷剂/离子液体组合物的建模，使用如Shiflett等Ind.Eng.Chem.Res.，2004(已投稿)中讨论的一般Redlich-Kwong(RK)型立方状态方程(EOS) (1) (2) (3) 通过如Yokozeki，Int.J.Thermophys.，2001，22，1057-107；Yokozoki；Applied Energy，2005，80，383-399；和Shiflett等，Ind.Eng.Chem.Res.，2004(已投稿)中讨论的以下经验形式对纯化合物的EOS中α参数的温度相关部分建模。
(4) 确定系数βk以便重新得到每种纯化合物的蒸气压。
但是，对于吸收剂，通常没有蒸气压数据可用，或蒸气压在应用温度下实际上为0，而且，没有临界参数(Tc和Pc)数据。可通过各种方式估计吸收剂的临界参数，如Reid等在The Properties of Gases&Liquids，4th版(McGraw-Hill，New York 1987)中所讨论的。如Yokozeki，Int.J.Thermophys.，2001，22，1057-1071中所述，对高沸点化合物临界参数的估计能充分关联溶解度(PTx)数据。另一方面，当制冷剂-吸收剂混合物的PTx数据被关联时，吸收剂的α参数的温度相关部分是重要的，尽管吸收剂的蒸气压在所感兴趣的温度下基本为0。这里，通过方程4中的仅仅两项来建模吸收剂的α(T)，这适用于制冷剂-润滑油混合物的情况 其中kii＝0 (5) (6) 方程6中的系数β1被作为可调节的拟合参数处理。
于是，可依据二元相互作用参数建立一般性的N-组分混合物的a和b参数的模型(如Yokozeki A，[Applied Energy，2005，80，383-399]和Shiflett MB和Yokozeki A，同上中所讨论)，其可被视为修正的范德华-Berthelot混合式。
(7) f(T)＝1+τij/T， 其中τij＝τji，和τii＝0 (8) 其中mij＝mji，mji＝0 (9) Tci第i种物种的临界温度。
Pci第i种物种的临界压力。
xi第i种物种的摩尔分数。
在本模型中，对于每个二元对有四个二元相互作用参数lij，lji，mij和τij。应注意到，当方程式5中的lij＝lji且方程式8中的τij＝0时，方程式7变成α参数的普通二次混合法则。本EOS模型已成功应用于极性和大小极度不对称的混合物，如各种制冷剂/油混合物(参见例如，Yokozeki A，2001，同上)；和氨/丁烷混合物(参见例如，YokozekiA[Proc.Int.Congress of Refrigeration，Washington，D.C.2003]；和EcoLibriumTM[2004，3，20-24])。
对于相平衡(溶解度)计算，需要每种化合物的逸度系数φi，对于本混合法则，所述系数按这种方式导出 (10) 其中b’i和a’i由下面给出 (11) (12) 与本研究有关的热力学导出函数为焓(H)，其用下面的通式给出 (13) 其中C为任意常数，其可为选择的任何值，但必须为所讨论系统内的任何组分混合物的同一常数。用多项式对方程式13中每种化合物的理想气体热容C0pi建立模型 (14) 按如下对图2所示的运行吸收制冷循环的系统的理论循环性能建立模型。总能量平衡为 Qg+Qe+Wp＝Qc+Qa (15) 由吸收器或发生器中的物料平衡 msxa＝(ms-mr)xg； (16) 这提供了质量-流速比，f被定义为 (17) 其中x为溶液中吸收剂的质量分数，下标a和g代表吸收器和发生器溶液，mr和ms分别为气态制冷剂和吸收器出口溶液的质量流速(或溶液泵送速度)。
当假定热交换器单元的传热效率为一时，能量平衡方程变为 Qh≡(H2-H3)(ms-mr)＝(H1-H4)ms-Wp， (18) 其中H为焓，下标数字(1、2、3和4)对应于图2中所示的位置。从方程式18可得到发生器入口焓H1 H1＝H4+(H2-H3)(1-1/f)+Wp/mr. (19) 从发生器周围的能量平衡可给出发生器热输入Qg Qg＝H5mr+H2(ms-mr)-H1ms. (20) 通过用方程式19、方程式20从该方程中消去H1，可记为 Qg/mr＝H5-H4f+H3(f-1)-Wp/mr. (21) 类似地，吸收器中的放热Qn为 Qa/mr＝H3(f-1)+H7-H4f. (22) 每单位质量流量的冷凝器和蒸发器热分别为 Qc/mr＝H5-H6 (23) Qe/mr＝H7-H6. (24) 于是，用热比η定义系统性能(输出功率除以输入功率) 但是，溶液泵送功率Wp通常远远小于Qg，按惯例使用COP(性能系数) (25) 这可用H和f表达 (26) 通过使用上面讨论的EOS模型，以热力学一致的方式计算所有位置处的焓以及吸收器和发生器单元中的溶解度。
从Yokozeki A(2001，同上)，Yokozeki A(Proc.Int.Congress ofRefrigeration，Washington，D.C.2003)和EcoLibriumTM(2004，3，20-24)获取制冷剂的纯组分EOS常数，并列在实施例1表2中。对于本研究中选择的吸收剂，由基团贡献法(group contribution method，如ReidRC等同上中所讨论)估计临界参数，并也显示在实施例1表2中。对于关联溶解度数据，这些高沸点物质的临界参数的精确度不太重要(参见例如Yokozeki A 2001，同上)，但β1参数(在前文中提到的方程式6中)是重要的，并在二元溶解度数据分析中作为可调整参数处理。
为了用EOS计算热性质，需要每种纯化合物的理想气体热容作为温度的函数(见方程式14)。方程式14的系数列在实施例1表3中，其中吸收剂的那些全部由基团贡献法(如Reid RC等同上中所讨论)估计。然后，分析氟烃/离子液体二元混合物的溶解度(VLE气-液平衡)数据，以便确定混合物的EOS参数。通过用相对压差的目标函数进行非线性最小二乘方分析确定每个二元对的四个二元相互作用参数lij、lji、mij和τij以及吸收剂β1参数。所选二元混合物的结果显示在实施例1表4中。
吸收制冷循环的性能基于如图2所示的运行简单理想循环的系统和本理论模型。这里，泵送功率Wp被忽略，因为相对于其它热功率它通常不重要。另外，进行几个假定 (1)连接管线中没有压降。
(2)从冷凝器到蒸发器的制冷剂膨胀过程是等焓的，如同通常在蒸气压缩循环计算中采用的那样。图2中点7处(蒸发器出口)的条件为纯制冷剂露点，T＝Teva。
(3)点6处的条件为制冷剂泡点，并且没有过冷液体。点5处(冷凝器进口)的条件为纯制冷剂的过热状态，P＝Pcon，T＝Tg。
(4)冷凝器和发生器中的压力(Pcon和Pg)相同，类似地，蒸发器和吸收器压力(Peva和Pa)相等。
(5)点3处(到吸收器的溶液进口)的条件为指定有吸收器压力(Pa)的溶液泡点和发生器的溶液浓度(xg)。
(6)发生器(Tg)、吸收器(Ta)、冷凝器(Tcon)和蒸发器(Teva)中的温度被指定为给定循环条件。
(7)制冷剂气流速度(mr)被设为1kg·s-1，没有一般性损失，吸收剂蒸气被忽略。
循环计算的第一个步骤是得到Peva和Pcon作为给定温度下纯制冷剂的饱和蒸气压，使用例如Bubble-Point P程序(如Ness，HCV等中所述，同上)。然后，使用通用的TP(温度-压力)Flash程序(如Ness，HCV等中所述，同上)，计算发生器和吸收器单元中的吸收剂组成xg和xa。这给出了方程式17中的f(流速比)。由假定(5)、Bubble-PointT程序(如Ness，HCV等中所述，同上)确定点3处的热力学性质。由方程式19得到点1处的焓。利用已知的T、P和组成可容易地计算所有其它点处的焓。因此，可使用列出的方程得到性能评价的必需量。本二元体系的循环性能汇总在实施例1表5中，具有选定的热力学量，其中循环条件的指定温度为Tg/Tcon/Ta/Teva＝100/40/30/10℃，和mr＝1kg s-1。
为了比较，还计算了熟知的制冷剂-吸收剂对NH3/H2O和H2O/LiBr的性质，并显示在实施例1表5中。在NH3/H2O情况下，吸收剂H2O在发生器出口处具有不能忽略的蒸气压，在实际应用中，需要精馏器(蒸馏)单元以便分离制冷剂和吸收剂水。由于精馏器造成的蒸气压影响和额外功率需求被忽略；因此，计算的COP对于本性能比较而言被过估计。对于H2O/LiBr，使用热力学性质的经验关联图(按Stoecker等，Refrigeration and Air Conditioning[McGraw-Hill，NewYork，1982，328-350]中的温度-压力-浓度图和焓-温度图中提供的方式)代替EOS模型。
可按本文所述方式得到吸收制冷循环的循环计算，但结果评价不同于普通蒸气压缩循环的情况。在后一情况下，通过蒸气压缩器产生高压力/温度制冷剂气体，此时热力学过程在理论上为单一等熵步骤压缩器的进口和出口焓足以描述压缩器工作。但是，在吸收循环中，产生相应高压力/温度气体的过程涉及几个不同位置处的焓以及吸收器和发生器单元处的制冷剂-吸收剂溶解度差异(与f值有关)，参见方程式17、21和22。
冷凝器和蒸发器的性能对于给定温度下的两种循环来说是一样的，并可适当地从蒸发(或冷凝)潜热观察到。通常，制冷效果是在蒸发器处的潜热，其随Tc和Teva之间的温差增加而增加。因此，在给定Teva下，具有较高Tc的制冷剂的潜热较大。另外，在制冷剂沸点(或远离Tc)处，制冷剂之间的摩尔潜热(J/mol)通常没有那么大，而由于大的摩尔质量差异，比潜热(J/kg)可能有显著差异。这些因素影响实施例1表5中所示制冷剂之间的计算制冷功率Qe的差异。
吸收剂为理想地具有高的制冷剂溶解度并还相对于制冷剂具有非常高的沸点的化合物。例如，体系HFC-32+[bmim][PF6]、HFC-32+[bmim][BF4]、HFC-134a+[bmim][PF6]、HFC-152a+[bmim][PF6]和HFC-125+[bmim][PF6]分别具有0.385/7.35、0.330/6.41、0.254/10.66、0.300/13.27和0.128/16.49的COP/f值(见实施例1表5)。
图3显示了利用并联构造运行简单混合蒸气压缩-吸收循环的系统的示意图。系统包括类似于图1所示普通蒸气压缩循环的具有膨胀阀的冷凝器单元和蒸发器单元、压缩器、吸收器-发生器溶液回路，回路具有蒸气吸收器、气体发生器、热交换器、压力控制(降低)阀(A)、溶液液体泵和引导制冷剂流路的隔离阀(B-E)。这种联合循环的优点在于，当加热或冷却容量要求高时，蒸气压缩器可有助于高容量需求。使用对氟烃具有高气体溶解度的离子液体的优点在于能允许两个循环(吸收和蒸气压缩)被直接连接，这是因为可在两个循环中使用相同的制冷剂气体，这消除了二级热交换器的需要并提高了总循环效率。另外，由于离子液体具有0可测量蒸气压，因此可预料到几乎没有或没有离子液体从发生器串扰到制冷剂内。这减少了二级分离设备如精馏器的需要，二级分离设备会降低吸收循环的总能量效率。
并联构造可以以三种模式运行。模式1类似于常规吸收循环运行，其中隔离阀D和E关闭，隔离阀B和C打开，这再集合了与图2所示相同的流路，并具有如实施例1表5中所示的性能特性。模式2类似于常规蒸气压缩循环运行，其中隔离阀D和E打开，隔离阀B和C关闭，这再集合了与图1所示相同的流路，并具有如实施例2表6中所示的性能特性。模式3联合了蒸气压缩和吸收循环两者的使用，其中隔离阀B、C、D和E都打开，如图3所示，并具有如实施例2表6中所示的性能特性。
图4显示了利用串联构造运行简单混合蒸气压缩-吸收循环的系统的示意图。系统包括具有膨胀阀的冷凝器单元和蒸发器单元(类似于图1所示的普通蒸气压缩循环)、压缩器、吸收器-发生器溶液回路，回路具有蒸气吸收器、气体发生器、热交换器、压力控制(降低)阀(A)、溶液液体泵和引导制冷剂流路的隔离阀(B-E)。如上所述，这种联合循环的优点在于，当加热或冷却容量要求高时，蒸气压缩器可有助于高容量需求。使用对氟烃具有高气体溶解度的离子液体允许两个循环(吸收和蒸气压缩)被直接连接，这是因为可在两个循环中使用相同的制冷剂气体，这消除了二级热交换器的需要并提高了总循环效率。另外，由于离子液体具有0可测量蒸气压，因此可预料到几乎或没有离子液体从发生器串扰到制冷剂内。这减少了二级分离设备如精馏器的需要，二级分离设备会降低吸收循环的总能量效率。
串联构造也可以以三种模式运行。模式1类似于常规吸收循环运行，其中隔离阀D和E关闭，隔离阀B和C打开，这再集合了与图2所示相同的流路，并具有如实施例1表5中所示的性能特性。模式2类似于常规蒸气压缩循环运行，其中隔离阀E打开，隔离阀B、C和D关闭，这再集合了与图1所示相同的流路，并具有如实施例2表6中所示的性能特性。在这种情况下，结果与前面并联构造模式2情况中描述的那些相同。模式3联合了蒸气压缩和吸收循环两者的使用，其中隔离阀C和D打开，隔离阀B和E关闭，如图4所示，并具有如实施例2表6中所示的性能特性。
对于每种被试验的制冷剂/离子液体对，在并联和串联两种构造中，运行混合蒸气压缩-吸收循环的系统的结果(如实施例2表6中所示)具有比运行单独吸收循环的系统的结果(如实施例1表5中所示)高的COP。这些制冷剂对在10、25、50和75℃的恒定T下的溶解度曲线显示在图5-10中。事实上，在表现出上凹或近线性蒸气压的富含吸收剂侧处的良好溶解度对应于良好的性能。
在本发明的装置或方法被陈述或描述为包括、包含、含有、具有某些特征、部件或步骤、或由某些特征、部件或步骤组成或构成时，应认识到，除非陈述或描述明确相反地提供，则除了这些明确陈述或描述外的一个或多个特征、部件或步骤也可存在于装置或方法中。但是，在替换性实施方案中，本发明的装置或方法可被陈述或描述为基本由某些特征、部件或步骤组成，其中将会实质上改变装置或方法的工作原理或区别特征的实施方案特征、部件或步骤不存在于装置或方法中。在另一替换性实施方案中，本发明的装置或方法可被陈述或描述为由某些特征、部件或步骤组成，其中除了所述之外的实施方案特征、部件或步骤不存在于装置或方法中。
在本发明的各种实施方案中，其中在对本发明的装置或方法中的特征、部件或步骤存在的陈述或描述中使用不定冠词“某”或“某个”时，应认识到，除非陈述或描述明确相反地提供，这类不定冠词的使用在数量上不限制装置或方法中特征、部件或步骤的存在为一个。
在本发明的替换性实施方案中，制冷剂可为本文公开的制冷剂总组中全部成员的任何一个或多个。但是，在这些实施方案中，制冷剂还可为本文公开的制冷剂总组中亚组的这些成员中的任何一个或多个，其中通过从总组中排除任何一个或多个其它成员来形成亚组。因此，这些实施方案中的制冷剂可能不仅仅是从总组单个成员的所有各种不同组合中的制冷剂总组选择的任何大小的任何亚组中的任何一种或多种制冷剂，而是任何亚组中的成员可因此在缺少已被排除形成该亚组的总组的一个或多个成员时使用。此外，通过从制冷剂总组中排除各种成员形成的亚组可为总组的单个成员，从而可在除了所选单个成员外没有总组的全部其它成员时使用制冷剂。
相应地，在本发明的另一替换性实施方案中，离子液体可为本文公开的离子液体总组中全部成员的任何一个或多个。但是，在这些实施方案中，离子液体还可为本文公开的离子液体总组中亚组的这些成员中的任何一个或多个，其中通过从总组中排除任何一个或多个其它成员来形成亚组。因此，这些实施方案中的离子液体可能不仅仅是从总组单个成员的所有各种不同组合中的离子液体总组选择的任何大小的任何亚组中的任何一种或多种离子液体，而是任何亚组中的成员可因此在缺少已被排除形成亚组的总组的一个或多个成员时使用。此外，通过从离子液体总组中排除各种成员形成的亚组可为总组的单个成员，从而可在除了所选单个成员外没有总组的全部其它成员时使用离子液体。
因此，在本发明的又一替换性实施方案中，制冷剂对可由(i)本文公开的制冷剂总组全部成员中任何一个或多个，按上述选择作为从该总组中单个成员的所有各种不同组合的制冷剂总组中取得的单一成员或或任何大小的任何亚组，连同(ii)本文公开的离子液体总组全部成员中任何一个或多个，按上述选择作为从该总组中单个成员的所有各种不同组合的离子液体总组中取得的单一成员或或任何大小的任何亚组，来形成。
提供下面的实施例来说明本发明的优点和帮助普通技术人员制造和使用它。这些实施例决不另外用于限制公开的范围。
一般方法和材料 各自从Fluka Chemika(可从Sigma-Aldrich，St.Louis，Missouri得到)得到各自纯度＞96到97％的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6]，C8H15N2F6P，284gmol-1)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4]，C8H15N2F4B，226gmol-1)、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰基)甲基化物([dmpim][tTFMSmethide]，C12H15N2F9O6S3，550gmol-1)、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺([dmpim][bTFMSimide]，C10H15N3F6O4S2，419gmol-1)、1-乙基-3-甲基咪唑双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺([emim][bPFESimide]，C10H11N3F10O4S2，491.33gmol-1)和1-丙基-3-甲基吡啶双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺([pmpy][bTFMSimide]，C11H14N2F6O4S2，416.36gmol-1)。
从DuPont Fluorochemicals(Wilmington，Delaware)得到二氟甲烷(HFC-32，CH2F2，52.02gmol-1)、五氟乙烷(HFC-125，C2HF5，120.02gmol-1)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a，C2H2F4，102.03gmol-1)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a，C2H3F3，82.04gmol-1)和1，1-二氟乙烷(HFC-152a，C2H4F2，66.05gmol-1)，最小纯度为99.99％。安装分子筛疏水器以从气体中除去痕量的水，在进行溶解度测量前对试验的每种离子液体脱气。
在下面的说明书中，(A)-(D)提供用于本发明的离子液体的阴离子的合成，(E)-(W)提供用于本发明的离子液体的合成。
一般不能从商业上得到的阴离子的制备 (A)1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K)([HCF2CF2SO3]-)的合成 向1加仑HastelloyC276反应容器中装入亚硫酸钾水合物(176g，1.0mol)、偏亚硫酸氢钾(610g，2.8mol)和去离子水(2000mL)的溶液。该溶液的pH为5.8。将容器冷却到18℃，抽空至0.10Mpa，用氮气吹扫。重复抽空/吹扫循环两次以上。然后向容器中加入四氟乙烯(TFE，66g)，并加热到100℃，此时内部压力为1.14MPa。提高反应温度到125℃并保持3小时。当TFE压力由于反应降低时，以小等分试样(20-30g每次)加入更多TFE以保持操作压力大致在1.14和1.48MPa之间。一旦在初始66g预装料后供应500g(5.0mol)TFE，就对容器通风并冷却到25℃。透明浅黄色反应溶液的pH为10-11。通过加入偏亚硫酸氢钾(16g)缓冲该溶液到pH7。
在旋转蒸发器上在真空下除去水产生湿固体。然后将固体放到冷冻干燥机(Virtis Freezemobile 35xl；Gardiner，NY)上72小时以减少水含量至大约1.5wt％(1387g粗材料)。全部固体的理论质量为1351g。质量平衡非常接近理想，分离的固体由于水分而具有稍高的质量。这种增加的冷冻干燥步骤具有产生自由流动白色粉末的优点，而在真空烘箱中的处理产生非常难以除去并且在离开烧瓶时不得不被切削和破碎的肥皂状固体块。
可通过用试剂级丙酮萃取、过滤和干燥进一步纯化和分离粗TFES-K。
19F NMR(D2O)δ.-122.0(dt，JFH＝6Hz，JFF＝6Hz，2F)；-136.1(dt，JFH＝53Hz，2F). 1H NMR(D2O)δ.6.4(tt，JFH＝53Hz，JFH＝6Hz，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％580ppm。
C2HO3F4SK的分析计算C，10.9；H，0.5；N，0.0。实验结果C，11.1；H，0.7；N，0.2。
Mp(DSC)242℃。
TGA(空气)10wt％损失@367℃，50wt％损失@375℃。
TGA(N2)10wt％损失@363℃，50wt％损失@375℃。
(B)1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸钾(TPES-K)的合成 向1加仑HastelloyC276反应容器中装入亚硫酸钾水合物(88g，0.56mol)、偏亚硫酸氢钾(340g，1.53mol)和去离子水(2000mL)的溶液。将容器冷却到7℃，抽空至0.05MPa，用氮气吹扫。重复抽空/吹扫循环两次以上。然后向容器中加入全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE，600g，2.78mol)，并加热到125℃，此时内部压力为2.31MPa。保持反应温度在125℃下10小时。压力下降到0.26MPa，此时对容器通风并冷却到25℃。粗反应产物为白色结晶沉淀物，上面具有无色含水层(pH＝7)。
白色固体的19F NMR光谱表明为纯的所需产物，但含水层的光谱显示有少量但可检测的氟化杂质。所需异构体不太溶于水，因而以同分异构纯形式沉淀。
通过烧结玻璃漏斗抽滤产物浆液，在真空烘箱(60℃，0.01MPa)中干燥湿滤饼48小时。得到为灰白色晶体的产物(904g，97％产率)。
19F NMR(D2O)δ-86.5(s，3F)；-89.2，-91.3(子分段ABq，JFF＝147Hz，2F)； -119.3，-121.2(子分段ABq，JFF＝258Hz，2F)；-144.3(dm，JFH＝53Hz，1F). 1HNMR(D2O)δ6.7(dm，JFH＝53Hz，1H). Mp(DSC)263℃。
C4HO4F8SK的分析计算C，14.3；H，0.3。实验结果C，14.1；H，0.3。
TGA(空气)10wt％损失@359℃，50wt％损失@367℃。
TGA(N2)10wt％损失@3 62℃，50wt％损失@374℃。
(C)1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸钾(TTES-K)的合成 向1加仑HastelloyC276反应容器中装入亚硫酸钾水合物(114g，0.72mol)、偏亚硫酸氢钾(440g，1.98mol)和去离子水(2000mL)的溶液。该溶液的pH为5.8。将容器冷却到-35℃，抽空至0.08MPa，用氮气吹扫。重复抽空/吹扫循环两次以上。然后向容器中加入全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE，600g，3.61mol)，并加热到125℃，此时内部压力为3.29MPa。保持反应温度在125℃下6小时。压力下降到0.27MPa，此时对容器通风并冷却到25℃。一旦冷却，形成所需产物的白色结晶沉淀物，上面具有无色透明含水溶液(pH＝7)。
白色固体的19F NMR光谱表明为纯的所需产物，但含水层的光谱显示有少量但可检测的氟化杂质。
通过烧结玻璃漏斗抽滤溶液6小时以除去大部分水。在真空烘箱中在0.01MPa和50℃下干燥湿滤饼48小时。得到854g(83％产率)白色粉末。最终产物为同分异构纯的(利用19F和1H NMR)，因为不想要的异构体在过滤过程中保留到水中。
19F NMR(D2O)δ-59.9(d，JFH＝4Hz，3F)；-119.6，-120.2(子分段ABq，J＝260Hz，2F)；-144.9(dm，JFH＝53Hz，1F). 1HNMR(D2O)δ6.6(dm，JFH＝53Hz，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％71ppm。
C3HF6SO4K的分析计算C，12.6；H，0.4；N，0.0。实验结果C，12.6；H，0.0；N，0.1。
Mp(DSC)257℃。
TGA(空气)10wt％损失@343℃，50wt％损失@358℃。
TGA(N2)10wt％损失@341℃，50wt％损失@357℃。
(D)1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸钠(HFPS-Na)的合成 向1加仑HastelloyC反应容器中装入无水亚硫酸钠(25g，0.20mol)、亚硫酸氢钠(73g，0.70mol)和去离子水(400mL)的溶液。该溶液的pH为5.7。将容器冷却到4℃，抽空至0.08MPa，然后装入六氟丙烯(HFP，120g，0.8mol，0.43MPa)。搅拌下加热容器到120℃并保持3小时。压力上升到最大1.83MPa，然后在30分钟内下降到0.27MPa。最后，冷却容器并排空剩余的HFP，用氮气吹扫反应器。最终溶液具有7.3的pH。
在旋转蒸发器上在真空下除去水产生湿固体。然后将固体放到真空烘箱(0.02MPa，140℃，48小时)中产生219g白色固体，其包含大约1wt％的水。全部固体的理论质量为217g。
可通过用试剂级丙酮萃取、过滤和干燥进一步纯化和分离粗HFPS-Na。
19F NMR(D2O)δ.-74.5(m，3F)；-113.1，-120.4(ABq，J＝264Hz，2F)；-211.6(dm，1F). 1HNMR(D2O)δ5.8(dm，JFH＝43Hz，1Hz). Mp(DSC)126℃。
TGA(空气)10wt％损失@326℃，50wt％损失@446℃。
TGA(N2)10wt％损失@322℃，50wt％损失@449℃。
离子液体的制备 E)1-丁基-2，3-二甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 在大的圆底烧瓶中混合1-丁基-2，3-二甲基咪唑氯化物(22.8g，0.121mol)和试剂级丙酮(250ml)并强烈搅拌。在另外的圆底烧瓶中向试剂级丙酮(250ml)中加入1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，26.6g，0.121mol)，将这种溶液小心加入到1-丁基-2，3-二甲基咪唑氯化物溶液中。将大烧瓶放低到油浴中，在回流下在60℃下加热10小时。然后使用大的烧结玻璃漏斗过滤反应混合物除去形成的白色KCl沉淀，将滤液放在旋转蒸发器上4小时除去丙酮。
反应示意图显示如下
F)1-丁基-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 在1L烧瓶中组合1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(60.0g)和高纯度干丙酮(＞99.5％，Aldrich，300ml)，并在磁力搅拌下升温到回流，直到固体完全溶解。在室温下，在另一1L烧瓶中，在高纯度干丙酮(500ml)中溶解1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，75.6g)。在室温下组合这两种溶液，并在正的氮气压力下磁力搅拌2小时。停止搅拌，使KCl沉淀沉降，然后通过具有硅藻土垫的烧结玻璃漏斗抽滤除去。在真空下除去丙酮得到黄色油。通过用高纯度丙酮(100ml)稀释并用脱色碳(5g)搅拌进一步纯化油。再次抽滤混合物，在真空中除去丙酮得到无色油。在4Pa和25℃下进一步干燥6小时得到83.6g产物。
19F NMR(DMSO-d6)δ-124.7(dt，J＝6Hz，J＝8Hz，2F)；-136.8(dt，J＝53Hz，2F). 1H MR(DMSO-d6)δ 0.9(t，J＝7.4Hz，3H)；1.3(m，2H)；1.8(m，2H)；3.9(s，3H)；4.2(t，J＝7Hz，2H)；6.3(dt，J＝53Hz，J＝6Hz，1H)；7.4(s，1H)；7.5(s，1H)8.7(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.14％。
C9H12F6N2O3S的分析计算C，37.6；H，4.7；N，8.8。实验结果C，37.6；H，4.6；N，8.7。
TGA(空气)10wt％损失@380℃，50wt％损失@420℃。
TGA(N2)10wt％损失@375℃，50wt％损失@422℃。
G)1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 向500ml圆底烧瓶中加入1-乙基-3-甲基咪唑氯化物(Emim-Cl，98％，61.0g)和试剂级丙酮(500ml)。轻微加热混合物(50℃)直到几乎全部Emim-Cl溶解。向另一500ml烧瓶中加入1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，90.2g)和试剂级丙酮(350ml)。在24℃下磁力搅拌该第二混合物直到所有TFES-K溶解。
在11烧瓶中组合这些溶液，产生乳状白色悬浮液。在24℃下搅拌混合物24小时。然后使KCl沉淀沉降，在它上面留下透明绿色溶液。
通过硅藻土/丙酮垫过滤反应混合物一次，再通过烧结玻璃漏斗过滤除去KCl。首先在离心蒸馏器(rotovap)上然后在高真空线路(4Pa，25℃)上2小时在真空中除去丙酮。产物为粘性浅黄色油(76.0g，64％产率)。
反应示意图显示如下
19F NMR(DMSO-d6)δ-124.7(dt，JFH＝6Hz，JFF＝6Hz，2F)；-138.4(dt，JFH＝53Hz，2F). 1H NMR(DMSO-d6)δ1.3(t，J＝7.3Hz，3H)；3.7(s，3H)；4.0(q，J＝7.3Hz，2H)； 6.1(tt，JFH＝53Hz，JFH＝6Hz，1H)；7.2(s，1H)；7.3(s，1H)；8.5(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.18％。
C8H12N2O3F4S的分析计算C，32.9；H，4.1；N，9.6。实验结果C，33.3；H，3.7；N，9.6。
Mp 45-46℃。
TGA(空气)10wt％损失@379℃，50wt％损失@420℃。
TGA(N2)10wt％损失@378℃，50wt％损失@418℃。
H)1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸盐的合成 向11圆底烧瓶中加入1-乙基-3-甲基咪唑氯化物(Emim-Cl，98％，50.5g)和试剂级丙酮(400ml)。轻微加热混合物(50℃)直到几乎全部Emim-Cl溶解。向另一500ml烧瓶中加入1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸钾(HFPS-K，92.2g)和试剂级丙酮(300ml)。在室温下磁力搅拌该第二混合物直到所有HFPS-K溶解。
组合这些溶液，并在26℃下在正N2压力下搅拌12小时，产生乳状白色悬浮液。然后使KCl沉淀沉降过夜，在它上面留下透明黄色溶液。
通过硅藻土/丙酮垫过滤反应混合物一次，再通过烧结玻璃漏斗过滤。首先在离心蒸馏器上然后在高真空线路(4Pa，25℃)上2小时在真空中除去丙酮。产物为粘性浅黄色油(103.8g，89％产率)。
反应示意图显示如下
19F NMR(DMSO-d6)δ-73.8(s，3F)；-114.5，-121.0(ABq，J＝258Hz，2F)；-210.6(m，1F，JHF＝41.5Hz). 1H NMR(DMSO-d6)δ1.4(t，J＝7.3Hz，3H)；3.9(s，3H)；4.2(q，J＝7.3Hz，2H，)； 5.8(m，JHF＝41.5Hz，1H，)；7.7(s，1H)；7.8(s，1H)；9.1(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.12％。
C9H12N2O3F6S的分析计算C，31.5；H，3.5；N，8.2。实验结果C，30.9；H，3.3；N，7.8。
TGA(空气)10wt％损失@342℃，50wt％损失@373℃。
TGA(N2)10wt％损失@341℃，50wt％损失@374℃。
I)1-己基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 在大圆底烧瓶中混合1-己基-3-甲基咪唑氯化物(10g，0.0493mol)和试剂级丙酮(100ml)，并在氮气保护下强烈搅拌。在另一圆底烧瓶中向试剂级丙酮(100ml)中加入1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，10g，0.0455mol)，将这种溶液小心加入到1-己基-3-甲基咪唑氯化物/丙酮混合物中。搅拌混合物过夜。然后使用大的烧结玻璃漏斗过滤反应混合物除去形成的白色KCl沉淀，将滤液放到旋转蒸发器上4小时除去丙酮。
反应示意图显示如下
J)1-十二烷基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 在大圆底烧瓶中将1-十二烷基-3-甲基咪唑氯化物(34.16g，0.119mol)部分溶解在试剂级丙酮(400ml)中，并强烈搅拌。在另一圆底烧瓶中向试剂级丙酮(400ml)中加入1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，26.24g，0.119mol)，将这种溶液小心加入到1-十二烷基-3-甲基咪唑氯化物溶液中。在60℃下回流下加热反应混合物大约16小时。然后使用大的烧结玻璃漏斗过滤反应混合物除去形成的白色KCl沉淀，将滤液放到旋转蒸发器上4小时除去丙酮。
反应示意图显示如下
K)1-十六烷基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 在大圆底烧瓶中将1-十六烷基-3-甲基咪唑氯化物(17.0g，0.0496mol)部分溶解在试剂级丙酮(100ml)中，并强烈搅拌。在另一圆底烧瓶中向试剂级丙酮(100ml)中加入1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，10.9g，0.0495mol)，将这种溶液小心加入到1-十六烷基-3-甲基咪唑氯化物溶液中。在60℃下回流下加热反应混合物大约16小时。然后使用大的烧结玻璃漏斗过滤反应混合物除去形成的白色KCl沉淀，将滤液放到旋转蒸发器上4小时除去丙酮。
反应示意图显示如下
L)1-十八烷基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 在大圆底烧瓶中将1-十八烷基-3-甲基咪唑氯化物(17.0g，0.0458mol)部分溶解在试剂级丙酮(200ml)中，并强烈搅拌。在另一圆底烧瓶中向试剂级丙酮(200ml)中加入1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾(TFES-K，10.1g，0.0459mol)，将这种溶液小心加入到1-十八烷基-3-甲基咪唑氯化物溶液中。在60℃下回流下加热反应混合物大约16小时。然后使用大的烧结玻璃漏斗过滤反应混合物除去形成的白色KCl沉淀，将滤液放到旋转蒸发器上4小时除去丙酮。
反应示意图显示如下
M)1-丙基-3-(1，1，2，2-TFES)咪唑1，1，2，2-四氟乙烷磺酸盐的合成 将咪唑(19.2g)加入到四氢呋喃(80ml)中。向玻璃振动管反应容器中装入含THF的咪唑溶液。冷却容器到18℃，抽空到0.08MPa，并用氮气吹扫。重复抽空/吹扫循环两次以上。然后向容器中加入四氟乙烯(TFE，5g)，将其加热到100℃，此时内部压力为约0.72MPa。当TFE压力由于反应降低时，以小等分试样(每次5g)加入更多TFE以保持操作压力大致在0.34MPa和0.86MPa之间。一旦加入40g TFE，对容器通风并冷却到25℃。然后在真空下除去THF，在40℃下真空蒸馏产物产生纯产物，如1H和19F NMR所示(产量44g)。在干乙腈(100ml)中混合碘代丙烷(16.99g)和1-(1，1，2，2-四氟乙基)咪唑(16.8g)，使混合物回流3天。在真空下除去溶剂，产生黄色蜡状固体(产量29g)。通过1H NMR(在CD3CN中)证实产物为1-丙基-3-(1，1，2，2-四氟乙基)咪唑碘化物
。
然后向60ml干丙酮中加入碘化物(24g)，然后是15.4g在75ml干丙酮中的1，1，2，2-四氟乙烷磺酸钾。在60℃下加热混合物过夜，形成致密的白色沉淀物(碘化钾)。冷却混合物，过滤，使用旋转蒸发器从滤液中除去溶剂。在过滤下除去一些进一步的碘化钾。通过加入50g丙酮、1g木炭、1g硅藻土和1g硅胶进一步纯化产物。搅拌混合物2小时，过滤并除去溶剂。产生15g液体，NMR表明为所需产物。
N)1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸盐(Bmim-HFPS)的合成 在1L烧瓶中混合1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(Bmim-Cl，50.0g)和高纯度干丙酮(＞99.5％，500ml)，并在磁力搅拌下升温至回流直到固体全部溶解。在室温下在另一1L烧瓶中，在高纯度干丙酮(550ml)中溶解1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸钾(HFPS-K)。在室温下混合这两种溶液，并在正氮气压力下磁力搅拌12小时。停止搅拌，使KCl沉淀物沉降。通过具有硅藻土垫的烧结玻璃漏斗抽滤除去这种固体。在真空下除去丙酮得到黄色油。通过用高纯度丙酮(100ml)稀释和用脱色碳(5g)搅拌进一步纯化油。抽滤混合物并在真空下除去丙酮得到无色油。在4Pa和25℃下进一步干燥2小时得到68.6g产物。
19F NMR(DMSO-d6)δ-73.8(s，3F)；-114.5，-121.0(ABq，J＝258 Hz，2F)；-210.6(m，J＝42Hz，1F). 1H NMR(DMSO-d6)δ 0.9(t，J＝7.4Hz，3H)；1.3(m，2H)；1.8(m，2H)；3.9(s，3H)；4.2(t，J＝7Hz，2H)；5.8(dm，J＝42Hz，1H)；7.7(s，1H)；7.8(s，1H)；9.1(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.12％。
C9H12F6N2O3 S的分析计算C，35.7；H，4.4；N，7.6。实验结果C，34.7；H，3.8；N，7.2。
TGA(空气)10wt％损失@340℃，50wt％损失@367℃。
TGA(N2)10wt％损失@335℃，50wt％损失@361℃。
离子色谱法可萃取的氯化物27ppm。
O)1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸盐(Bmim-TTES)的合成 在室温下在200ml烧瓶中组合1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(Bmim-Cl，10.0g)和去离子水(15ml)。在室温下在另一200ml烧瓶中，在去离子水(90ml)中溶解1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸钾(TTES-K，16.4g)。在室温下组合这两种溶液，并在正氮气压力下磁力搅拌30分钟得到具有所需离子液体作为底相的两相混合物。分离层，用2×50ml二氯甲烷萃取水相。在硫酸镁上干燥合并的有机层并在真空下浓缩。在5Pa和25℃下干燥无色油产物4小时得到15.0g产物。
19F NMR(DMSO-d6)δ-56.8(d，JFH＝4Hz，3F)；-119.5，-119.9(子分段ABq，J＝260Hz，2F)；-142.2(dm，JFH＝53Hz，1F). 1HNMR(DMSO-d6)δ 0.9(t，J＝7.4Hz，3H)；1.3(m，2H)；1.8(m，2H)；3.9(s，3H)；4.2(t，J＝7.0Hz，2H)；6.5(dt，J＝53Hz，J＝7Hz，1H)；7.7(s，1H)；7.8(s，1H)；9.1(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％613ppm。
C11H16F6N2O4S的分析计算C，34.2；H，4.2；N，7.3。实验结果C，34.0；H，4.0；N，7.1。
TGA(空气)10wt％损失@328℃，50wt％损失@354℃。
TGA(N2)10wt％损失@324℃，50wt％损失@351℃。
离子色谱法可萃取的氯化物＜2ppm。
P)1-丁基-3-甲基咪唑1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸盐(Bmim-TPES)的合成 在室温下在500ml烧瓶中组合1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(Bmim-Cl，7.8g)和干丙酮(150ml)。在室温下在另一200ml烧瓶中，在干丙酮(300ml)中溶解1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸钾(TPES-K，15.0g)。组合这两种溶液，并在正氮气压力下磁力搅拌12小时。然后使KCl沉淀物沉降，在它上面留下无色溶液。通过硅藻土/丙酮垫过滤反应混合物一次，再通过烧结玻璃漏斗过滤除去KCl。首先在离心蒸馏器上在真空下然后在高真空线路(4Pa，25℃)上保持2小时除去丙酮。残余KCl仍沉淀出溶液，因而向粗产物中加入二氯甲烷(50ml)，然后用去离子水(2×50ml)洗涤。在硫酸镁上干燥溶液，在真空中除去溶剂得到产物，为粘性浅黄色油(12.0g，62％产率)。
19F NMR(CD3CN)δ-85.8(s，3F)；-87.9，-90.1(子分段ABq，JFF＝147Hz，2F)； -120.6，-122.4(子分段ABq，JFF＝258Hz，2F)；-142.2(dm，JFH＝53Hz，1F). 1H NMR(CD3CN)δ1.0(t，J＝7.4Hz，3Hz)；1.4(m，2H)；1.8(m，2H)；3.9(s，3H)； 4.2(t，J＝7.0Hz，2H)；6.5(dm，J＝53Hz，1H)；7.4(s，1H)；7.5(s，1H)； 8.6(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.461。
C12H16F8N2O4S的分析计算C，33.0；H，3.7。实验结果C，32.0；H，3.6。
TGA(空气)10wt％损失@3 34℃，50wt％损失@353℃。
TGA(N2)10wt％损失@330℃，50wt％损失@365℃。
Q)十四烷基(三正丁基)1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸盐([4.4.4.14]P-HFPS)的合成 向41圆底烧瓶中加入离子液体十四烷基(三正丁基)氯化物(CyphosIL 167，345g)和去离子水(1000ml)。磁力搅拌混合物直到它成为一个相。在另一21烧瓶中，在去离子水(1100ml)中溶解1，1，2，3，3，3-六氟丙烷磺酸钾(HFPS-K，214.2g)。组合这些溶液，并在26℃下在正N2压力下搅拌1小时，产生乳状白色油。油缓慢凝固(439g)，并通过抽滤除去，然后溶解在氯仿(300ml)中。用氯仿(100ml)萃取剩余的水层(pH＝2)一次。合并氯仿层，并用碳酸钠水溶液(50ml)洗涤除去任何酸性杂质。然后在硫酸镁上干燥，抽滤，并首先在离心蒸馏器上在真空中然后在高真空线路(4Pa，100℃)上保持16小时浓缩，产生最终产物，为白色固体(380g，76％产率)。
19F NMR(DMSO-d6)δ-73.7(s，3F)；-114.6，-120.9(ABq，J＝258Hz，2F)；-210.5(m，JHF＝41.5Hz，1F). 1HNMR(DMSO-d6)δ 0.8(t，J＝7.0 Hz，3H)；0.9(t，J＝7.0Hz，9H)；1.3(br s，20H)；1.4(m，16H)；2.2(m，8H)；5.9(m，JHF＝42Hz，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％895ppm。
C29H57F6O3PS的分析计算C，55.2；H，9.1；N0.0。实验结果C，55.1；H，8.8；N0.0。
TGA(空气)10wt％损失@373℃，50wt％损失@421℃。
TGA(N2)10wt％损失@383℃，50wt％损失@436℃。
R)十四烷基(三正己基)1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸盐([6.6.6.14]P-TPES)的合成 向500ml圆底烧瓶中加入丙酮(光谱级，50ml)和离子液体十四烷基(三正己基)氯化物(CyphosIL 101，33.7g)。磁力搅拌混合物直到它成为一个相。在另一11烧瓶中，在丙酮(400ml)中溶解1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸钾(TPES-K，21.6g)。组合这些溶液，并在26℃下在正N2压力下搅拌12小时，产生白色KCl沉淀。通过抽滤除去沉淀，在离心蒸馏器上在真空下除去丙酮，产生粗产物，为混浊油(48g)。加入氯仿(100ml)，该溶液用去离子水(50ml)洗涤一次。然后在硫酸镁上干燥，并首先在离心蒸馏器上在真空中然后在高真空线路(8Pa，24℃)上保持8小时浓缩，产生最终产物，为浅黄色油(28g，56％产率)。
19F NMR(DMSO-d6)δ-86.1(s，3F)；-88.4，-90.3(子分段ABq，JFF＝147Hz，2F)；-121.4，-122.4(子分段ABq，JFF＝258Hz，2F)；-143.0(dm，JFH＝53Hz，1F). 1H NMR(DMSO-d6)δ0.9(m，12H)；1.2(m，16H)；1.3(m，16H)；1.4(m，8H)； 1.5(m，8H)；2.2(m，8H)；6.3(dm，JFH＝54Hz，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.11。
C36H69F8O4PS的分析计算C，55.4；H，8.9；N0.0。实验结果C，55.2；H，8.2；N0.1。
TGA(空气)10wt％损失@311℃，50wt％损失@339℃。
TGA(N2)10wt％损失@315℃，50wt％损失@343℃。
S)十四烷基(三正己基)1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸盐([6.6.6.14]P-TTES)的合成 向100ml圆底烧瓶中加入丙酮(光谱级，50ml)和离子液体十四烷基(三正己基)氯化物(CyphosIL 101，20.2g)。磁力搅拌混合物直到它成为一个相。在另一100ml烧瓶中，在丙酮(100ml)中溶解1，1，2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烷磺酸钾(TTES-K，11.2g)。组合这些溶液，并在26℃下在正N2压力下搅拌12小时，产生白色KCl沉淀。
通过抽滤除去沉淀，在离心蒸馏器上在真空下除去丙酮，产生粗产物，为混浊油。用乙醚(100ml)稀释产物，然后用去离子水(50ml)洗涤一次，用碳酸钠水溶液(50ml)洗涤二次，以除去任何酸性杂质，再用去离子水(50ml)洗涤二次。然后在硫酸镁上干燥醚溶液，并首先在离心蒸馏器上在真空中然后在高真空线路(4Pa，24℃)上保持8小时浓缩，产生最终产物，为油(19.0g，69％产率)。
19F NMR(CD2Cl2)δ-60.2(d，JFH＝4Hz，3F)；-120.8，-125.1(子分段ABq，J＝260Hz，2F)；-143.7(dm，JFH＝53Hz，1F). 1H NMR(CD2Cl2)δ0.9(m，12H)；1.2(m，16H)；1.3(m，16H)；1.4(m，8H)；1.5(m，8H)；2.2(m，8H)；6.3(dm，JFH＝54Hz，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％412ppm。
C35H69F6O4PS的分析计算C，57.5；H，9.5；N0.0。实验结果C，57.8；H，9.3；N0.0。
TGA(空气)10wt％损失@331℃，50wt％损失@359℃。
TGA(N2)10wt％损失@328℃，50wt％损失@360℃。
T)1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟-2-(五氟乙氧基)磺酸盐(Emim-TPENTAS)的合成 向500ml圆底烧瓶中加入1-乙基-3-甲基咪唑氯化物(Emim-Cl，98％，18.0g)和试剂级丙酮(150ml)。轻微加热(50℃)混合物直到全部Emim-Cl溶解。在另一500ml烧瓶中，在试剂级丙酮(450ml)中溶解1，1，2，2-四氟-2-(五氟乙氧基)磺酸钾(TPENTAS-K，43.7g)。
在11烧瓶中组合这些溶液，产生白色沉淀(KCl)。在24℃下搅拌混合物8小时。然后使KCl沉淀沉降，在它上面留下透明黄色溶液。通过硅藻土/丙酮垫过滤除去KCl。在真空中除去丙酮得到黄色油，然后用氯仿(100ml)稀释。用去离子水(50ml)洗涤氯仿三次，在硫酸镁上干燥，过滤，并首先在离心蒸馏器上在真空中然后在高真空线路(4Pa，25℃)上保持8小时浓缩。产物为浅黄色油(22.5g)。
19F NMR(DMSO-d6)δ-82.9(m，2F)；-87.3(s，3F)；-89.0(m，2F)；-118.9(s，2F). 1H NMR(DMSO-d6)δ.1.5(t，J＝7.3Hz，3H)；3.9(s，3H)；4.2(q，J＝7.3Hz，2H)； 7.7(s，1H)；7.8(s，1H)；9.1(s，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.17％。
C10H11N2O4F9S的分析计算C，28.2；H，2.6；N6.6。实验结果C，28.1；H，2.9；N6.6。
TGA(空气)10wt％损失@351℃，50wt％损失@401℃。
TGA(N2)10wt％损失@349℃，50wt％损失@406℃。
U)四丁基1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸盐(TBP-TPES)的合成 向200ml圆底烧瓶中加入去离子水(100ml)和四正丁基溴化物(Cytec Canada Inc，20.2g)。磁力搅拌混合物直到固体全部溶解。在另一300ml烧瓶中，在加热到70℃的去离子水(400ml)中溶解1，1，2-三氟-2-(全氟乙氧基)乙烷磺酸钾(TPES-K，20.0g)。组合这些溶液，并在26℃下在正N2压力下搅拌2小时，产生下部油状层。分离产物油层并用氯仿(30ml)稀释，然后用碳酸钠水溶液(4ml)洗涤一次除去任何酸性杂质，并用去离子水(20ml)洗涤三次。然后在硫酸镁上干燥，并首先在离心蒸馏器上在真空中然后在高真空线路(8Pa，24℃)上保持2小时浓缩，产生最终产物，为无色油(28.1g，85％产率)。
19F NMR(CD2Cl2)δ-86.4(s，3F)；-89.0，-90.8(子分段ABq，JFF＝147Hz，2F)；-119.2，-125.8(子分段ABq，JFF＝254Hz，2F)；-141.7(dm，JFH＝53Hz，1F). 1HNMR(CD2Cl2)δ 1.0(t，J＝7.3Hz，12H)；1.5(m，16H)；2.2(m，8H)；6.3(dm，JFH＝54Hz，1H). 通过Karl-Fisher滴定得到的水％0.29。
C20H37F8O4PS的分析计算C，43.2；H，6.7；N0.0。实验结果C，42.0；H，6.9；N0.1。
离子色谱法可萃取的溴化物21ppm。
(V)1，3-二辛基咪唑碘化物[doim][I]的制备 按L.Xu等在Journal of Organometallic Chemistry，2000，598，409-416中所述制备1，3-二辛基咪唑碘化物[ooim][I] 将咪唑(2.72g，0.04mmol)和辛基溴(3.1g，0.016mmol)溶解在55ml乙酸乙酯中。在氮气氛围下回流混合物。开始时，溶液透明且无色，但是，当回流大约1小时时，混合物变混浊，呈微褐色。使混合物回流过夜。然后冷却混合物到室温(RT)，此时形成白色沉淀。用水(2x30ml)萃取混合物。用硫酸镁干燥溶剂后，使用真空除去溶剂，产生微褐色油。
向油状残余物中加入60ml甲苯，然后是1-碘代辛烷(4.8g；0.02)。在氮气氛围下使混合物回流过夜，产生暗黄色混合物。通过分离漏斗收集黄色油，用甲苯(2x20ml)冲洗，并在真空下干燥。
(W)1-甲基-3-辛基咪唑碘化物[omim][I]的制备 按L.Xu等(Journal of Organometallic Chemistry，2000，598，409-416)所述制备1-甲基-3-辛基咪唑碘化物[omim][I] 将1-甲基咪唑(1.65g，0.02mmol)和1-碘代辛烷(5.31g，0.022mmol)溶解在30ml甲苯中。使反应物回流，于是混合物立即变成黄色且混浊。使混合物回流过夜，期间形成浅黄色油状沉淀物。收集浅黄色油并在真空下干燥。
使用下面的术语和缩写 ai＝第i种物种的一般PK EOS参数(m6·MPa·mol-2) bi＝第i种物种的一般PK EOS参数(m3·mol-1) C＝浓度(mol·m-3) Cb＝浮力(N) Cf＝校正系数(kg) C0pi＝第i种物种的理想气体热容(J·mol-1·K-1) C0＝初始浓度(mol·m-3) Cs＝饱和浓度(mol·m-3) <C>＝空间平均浓度(mol·m-3) COP＝性能系数 D＝扩散常数(m2·s-1) g＝重力加速度(9.80665m·s-2) f＝质量流速比 f(T)＝二元相互作用参数的温度相关项，1+τij/T Hi＝点i处的焓(J·kg-1) kij，kji，lij，lji＝二元相互作用参数 L＝长度(m) ma＝吸收的质量(kg) mi＝天平样品侧第i种物种的质量(kg) mj＝天平砝码侧第j个砝码的质量(kg) mij＝二元相互作用参数 ms＝溶液的质量流速(kg·sec-1) mr＝制冷剂的质量流速(kg·sec-1) mIL＝离子液体样品的质量(kg) MWi＝第i种物种的分子量(kg·mol-1) N＝第n种组分 P＝压力(MPa) Pci＝第i种物种的临界压力(MPa) P0＝初始压力(MPa) Qi＝热(kW) R＝气体常数(8.31434m3·Pa·mol-1·K-1) t＝时间(s) Tci＝第i种物种的临界温度(K) Ti＝第i种物种的温度(K) Tj＝第j种物种的温度(K) Ts＝样品的温度(K) Vi＝第i种物种的体积(m3) VIL＝离子液体的体积(m3) Vm＝液体样品体积(m3)
(m3·mol-1)
(m3·mol-1)
(m3·mol-1)
(m3·mol-1)
(m3·mol-1)
(m3·mol-1) Wi＝功(kW) xi＝第i种物种的摩尔分数 z＝深度(m) α＝EOS温度相关参数 βk＝温度相关参数的系数 λn＝本征值(m-1) ρg＝气体密度(kg·m-3) ρi＝天平样品侧第i种组分的密度(kg·m-3) ρj＝天平砝码侧第j种组分的密度(kg·m-3) ρ空气＝空气密度(kg·m-3) ρs＝样品密度(kg·m-3) η＝热比，输出功率除以输入功率 τij＝温度相关项f(T)的二元相互作用参数(K) 单位 Pa≡帕斯卡 MPa≡百万帕斯卡 mol≡摩尔 m≡米 cm≡厘米 kW≡千瓦 K≡开尔文 N≡牛顿 J≡焦耳 kJ≡千焦耳 kg≡千克 mg≡毫克 μg≡微克 T≡温度 P≡压力 mbar≡毫巴 min≡分钟 ℃≡摄氏度 sec≡秒 使用重量分析微量天平(Hiden Isochema Ltd，IGA 003，Warrington，UK)进行气体溶解度和扩散率测量。IGA设计集成了重量变化、压力和温度的精确计算机控制和测量，以能充分自动和再现地确定气体吸收-解吸等温线和等压线。微量天平由在不锈钢压力容器内部具有样品和砝码部件的电动天平组成，如图13所示，并描述在实施例16表20中。天平具有0-100mg的重量范围，精度为0.1μg。安装能在20.0bar和100℃下工作的增强压力不锈钢(SS316LN)反应器。向样品容器中加入大约60mg离子液体样品并密封反应器。通过首先用隔膜泵(Pfeiffer，型号MVP055-3，Asslar，Germany)对样品施加大致真空然后用涡轮泵(Pfeiffer，型号TSH-071)对反应器充分抽真空至10-8bar，将样品干燥和除气。在高度真空下，用连接到远程控制恒温浴(Huber Ministat，型号cc-S3，Offenburg，Germany)的外部水夹套加热样品到75℃保持10小时。使用以体积计30％乙二醇和70％水的混合物作为循环流体，温度范围为5-90℃。当除去残余水和气体时，样品质量缓慢减少。一旦质量稳定至少60分钟，就记录样品干质量。测试的各种离子液体的重量损失％在1-3％范围内。
IGA003能以动态和静态两种模式工作。动态模式操作提供了经过样品的连续气体流(最大500cm3min-1)，排气阀控制设定点压力。静态模式操作引入气体到远离样品的天平顶部，进气和排气阀两者控制设定点压力。所有吸收测量都在静态模式下进行。用精确度为±0.1℃的K型热电偶测量样品温度。热电偶位于反应器内部，靠近样品容器。水夹套保持设定点温度自动在±0.1℃的典型调节精度内。从10℃开始测量四个等温线(在10、25、50和75℃下)。一旦达到所需温度并稳定，进气和排气阀自动打开和关闭以调节压力到第一设定点。使用电容压力计(Pfeiffer，型号PKR 251)测量从10-9到10-1bar的压力，使用压阻应变仪(Druck，型号PDCR4010，New Fairfield，CT)测量从10-1到20.0bar的压力。调节保持反应器压力设定点在±4-8mbar内。压力匀变速度设定为200mbar.min-1，温度匀变速度设定为1℃min-1。不锈钢反应器的压力上限为20.0bar，测量几bar直到10bar(即0.1、0.5、1、4、7、10bar)。为确保充足的气液平衡时间，保持离子液体样品在设定点保持最少3小时和最大8小时。
IGA方法利用压力和温度变化后的弛豫行为同时评价时间相关的吸收和渐进吸收。使用实时处理器确定每个等温线的终点。用作实时分析终点的弛豫％为99％。实时分析的最小重量变化设定为1μg，模型与获取数据的可接收平均偏差设定为7μg，重量获取的目标间隔设定为1μg的典型值。等温过程中的温度变化保持小于0.1℃min-1。
IGA003的安全特征包括用于反应器的泄压阀和超温控制器。用DuPont导线泄压阀(Circle-Seal，设定点压力24.5bar；DuPont，Wilmington，Delaware)替换工厂安装的泄压阀。为了进一步保护微量天平系统免于超压，在定制供气歧管上和每个气瓶上安装辅助泄压阀；如果压力超过25bar，就设置这些泄压阀打开。如果温度超过100℃，IGA003上标准的反应器超温互锁控制器就被设置关闭水浴。由于部分被测试气体(即HFC-32、HFC-143a和HFC-152a)可燃的事实，将IGA003安装在用氮气吹扫的定制不锈钢舱内，使燃烧的可能性最小。
对于大量在高压下引入的重力平衡力校正热重测量，如Pinkerton，E.P.等在High-pressure gravimetric measurement ofhydrogen capacity in vapor-grown carbon nanofibers and relatedmaterials[Proceedings of the 11th Canadian Hydrogen Conference，Victoria，BC，2001，633-642]中所述。这些包括 (1)由于压力和温度变化造成的浮力变化。
(2)气流产生的气动阻力。
(3)由于温度和压力变化造成的天平灵敏度变化。
(4)膨胀引起的样品体积变化。
前面描述的重力平衡力经常与样品的总体重量变化有相同量级(0.1-5mg)，如果不精确地解释，会导致不准确的结果。对小的和有时受限的样品数量上精度为0.01wt％的质量变化进行区分要求认识样品重量的确认在约5-10μg内。
浮力校正遵循Archimedes原理施加在物体上的向上力等于被排开流体的质量。使用方程式27计算由于浮力产生的向上力(Cb)，其中被排开气体的质量等于沉没物体的体积(Vi)乘以给定(T，P)下气体的密度(ρg)和重力加速度(g)。如果物体的体积保持不变，则通过获知物体的质量(mi)和密度(ρi)计算Vi。
(27) 取代使用Hiden Isochema IGA软件中提供的气体密度，使用National Institute of Standards and Technology(NIST)(Lemmon EW等[NIST reference fluid thermodynamic and transport properties-REFPROP，version 7.0 user′s guide，U.S.Department of Commerce，Technology Administration，National Institute of Standards andTechnology，Standard Reference Data Program，Gaithersburg，Maryland，2002])开发的计算机程序(REFPROP v.7)计算每种气体的气体密度。
使用IGA003系统的浮力校正涉及用于称量样品的多个辅助物体。表20提供了每个关键部件以及重量、材料、密度和温度的列表。图13中的部件排列产生方程式28所示的质量平衡。该表达式考虑了所有部件的总和以及吸收的气体质量(ma)和考虑天平对T、P的灵敏度的校正因数(Cf)的贡献。从ρi和ρj中减去环境温度和压力下的空气密度(ρ空气)，因为部件开始是在空气中称量。
(28) 方程式28中最大的贡献通常为样品容器、样品和砝码的那些；表20中提到的其它物体贡献较小，因为它们的密度较大(方程式28中的分母)。使用精度为±0.001gcm-3的Micromeritics Accupyc 1330氦比重计(Micromeritics Instrument Corp.，Norcross，GA)测量离子液体的物理密度。开始时，由比重瓶法测量的密度(ρs)和干质量样品重量(ρs)计算每个样品的体积(VIL)，但以后按下文所述考虑由于气体吸收引起的体积膨胀
以更精确地确定浮力影响。
系统在基本消除由于流动气体造成的任何气动阻力的静态模式下工作。电子天平对梁臂和内部电子仪器上的温度和压力波动敏感。为了使这种影响最小，用带式加热器从外部加热天平电子仪器到45±0.1℃的温度。另外，测量样品的表20中提供的部件温度(Ts)并估计所有其它那些。因此，通过测量没有样品时的浮力作用并计算最小二乘方拟合来配衡(tare)天平以确定校正系数(Cf)和T、P的函数关系。校正系数为大约0.1-0.3mg，并预计随温度降低和压力增加而增加。
开始时，离子液体样品体积被视为不变，不考虑由于样品膨胀引起的浮力作用计算摩尔分数溶解度。为了进行由于液体体积变化引起的适当浮力校正，使用摩尔体积
的简单摩尔分数平均值。
(29) 其中和x 表示溶液中气体的摩尔分数 (30) (31) 作为第一次近似，使用方程式29和30估计液体样品体积Vm在测量的T、P条件下的变化。方程式31可被代入到方程式28中以考虑相对于样品膨胀率的浮力变化。
除了平衡溶解度外，还使用Hiden重力分析微量天平得到每个T、P设定点的时间相关吸收数据。为了理解溶解在液体中的气体的时间相关行为，我们应用基于简化质量扩散过程的数学模型。设想平底样品容器装有特定液位高度(L)的离子液体。通过获知样品容器的圆柱几何形状、抽空和加热后的干样品重量以及适当温度下的离子液体密度来确定高度。抽空后，在给定温度下将气体引入到恒定压力的Pyrex样品容器内。少量气体将开始溶解到离子液体中，经过充分的时间后，达到热力学平衡，即气体在给定T和P下在离子液体中的溶解度极限。对这种随时间的瞬时行为建立模型，如Shiflett MB和Yokozeki A，同上；以及Yokozeki A(Int.J.Refrigeration，2002，22，695-704)所述。
由于可能的混合热形成、局部温度差异造成的随后液体对流以及密度差异造成的自由对流和可能的液体热物理学性质变化，气体溶解在液体中的过程可能是非常复杂的现象。对溶解气体作出下面的假设(Shiflett，MB，和Yokozeki，A，同上；和Yokozeki A，Time-dependentbehavior of gas absorption in lubricant oil[Int.J.Refrigeration 2002，22，695-704]) (1)气体通过一维(垂直)扩散过程溶解，其中在液体中没有对流。
(2)气相和液相之间存在薄的边界层，在这里能利用饱和浓度(Cs)即刻建立热力学平衡，并且在给定温度和压力下浓度在所有时间内不变。
(3)温度和压力保持不变。
(4)溶解有气体的液体为非常稀的溶液，因而溶液的有关热物理学性质没有变化。
然后通过由于局部浓度差异造成的一维质量扩散描述该过程。基本微分方程为 (32) 初始条件C＝C0 当t＝0且0＜z＜L时 (33) 边界条件C＝Cs 当t＞0且z＝0时 (34) z＝L时， (35) 其中C为离子液体中溶解物质的浓度，为时间t和垂直位置z的函数，其中L为离子液体在容器中的深度，z＝0对应于气-液边界。C0为溶解气体的初始均匀浓度，并为0(开始时)或在t＞0时为小的有限量。D为扩散系数，假定为常数。
可通过标准方法如分离变量或拉普拉斯变换针对初始和边界条件方程33-35对方程32进行分析求解并得到 (36) 其中 在指定时间时实验观察到的数量为离子液体中溶解气体的总浓度(或质量)，不是z中的浓度分布曲线。可由方程式37计算这种给定时间时的空间平均浓度<C>。
(37) (38) 尽管方程式3 8包含无限的求和，但除开始小的时间段外，仅仅开始几项在实际应用中就足够。在该研究中可在10项后终止求和，此时对<C>中求和的数值贡献变得小于10-12。当C0已知时，通过用该方程分析实验数据，得到给定T和P下的饱和浓度(Cs)和扩散常数(D)。
实施例3-7和图5-9显示几种氢氟烃(HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-143a和HFC-152a)在一种离子液体[bmim][PF6]中在10、25、50和75℃下的溶解度和扩散率结果。制备由HFC-32和[bmim][PF6]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到10bar的压力下有约0.3到约81.2mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-125和[bmim][PF6]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到10bar的压力下有约0.1到约65.1mol％的HFC-125的组合物。制备由HFC-134a和[bmim][PF6]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到3.5bar的压力下有约0.1到约72.1mol％的HFC-134a的组合物。制备由HFC-143a和[bmim][PF6]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到10bar的压力下有约0.1到约23.5mol％的HFC-143a的组合物。制备由HFC-152a和[bmim][PF6]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到4.5bar的压力下有约0.5到约79.7mol％的HFC-152a的组合物。
实施例8-14和图10和11显示HFC-32在几种其它离子液体([bmim][PF6]、[bmim][BF4]、[dmpim][tTFMSmethide]、[omim][I]、[doim][I]、[emim][bPFESimide]、[dmpim][bTFMSimide]和[pmpy][bTFMSimide])中的溶解度和扩散率结果。制备由HFC-32和[bmim][BF4]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到10bar的压力下有约0.1到约76.5mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-32和[dmpim][tTFMSmethide]组成且在约10到约75℃的温度范围内和约0.1到10bar的压力下有约0.4到约80.2mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-32和[omim][I]组成且在约25℃的温度下和约0.1到10bar的压力下有约0.4到约41.6mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-32和[doim][I]组成且在约25℃的温度下和约0.1到10bar的压力下有约0.7到约46.8mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-32和[emim][bPFESimide]组成且在约25℃的温度下和约0.1到10bar的压力下有约1.0到约66.6mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-32和[dmpim][tTFMSimide]组成且在约25℃的温度下和约0.1到10bar的压力下有约0.8到约64.5mol％的HFC-32的组合物。制备由HFC-32和[pmpy][bTFMSimide]组成且在约25℃的温度下和约0.1到10bar的压力下有约1.0到约63.9mol％的HFC-32的组合物。
图12显示了体系HFC-32、HFC-152a、HFC-134a、HFC-125和HFC-143a+[bmim][PF6]在10℃下测量的等温溶解度数据(摩尔分数)与用比例(P/P0)表示的10℃时的绝对压力除以气体饱和压(P0)之间的关系。HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-143a和HFC-152a在10℃下的饱和压分别为P0＝11.069bar、P0＝3.7277bar、P0＝4.1461bar、P0＝9.0875bar和P0＝8.3628bar。与Raoult定律的负偏差(即虚线下方的曲率)是不平常的，表明制冷剂和离子液体之间的强烈相互作用。这又转化成对于吸收循环工作流体理想的高溶解度。尤其是HFC-32具有与Raoult定律的负偏差，如图12中所示。制备包括HFC-32和[bmim][PF6]且在约10℃下和约0.1到约0.63的P/P0下有约0.1到63mol％的HFC-32的组合物。与Raoult定律的强正偏差(即虚线上方的曲率)是更常见的，表明制冷剂和离子液体不太溶并最终可能形成液-液相分离。制备包括HFC-152a和[bmim][PF6]且在约10℃下和约0.1到约0.86的P/P0下有约0.1到约80mol％的HFC-152a的组合物。制备包括HFC-134a和[bmim][PF6]且在约10℃下和约0.1到约0.84的P/P0下有约0.1到约72mol％的HFC-134a的组合物。制备包括HFC-125和[bmim][PF6]且在约10℃下和约0.1到约0.88的P/P0下有约0.1到约65mol％的HFC-125的组合物。制备包括HFC-143a和[bmim][PF6]且在约10℃下和约0.1到约0.90的P/P0下有约0.1到约25mol％的HFC-143a的组合物。
实施例1 吸收冷却过程 表2.纯制冷剂和吸收剂的EOS常数 表3.方程式14中理想气体热容[J·mol-1·K-1]的系数 表4.由实施例2-7中所示实验PTx数据确定的制冷剂-吸收剂对的二元相互作用参数 表5.理论吸收循环性能比较(a) (a)吸收循环条件Tg/Tcon/Ta/Teva＝100/40/30/10℃，mr＝1kg·s-1。
实施例2 表6.理论蒸气压缩和混合蒸气压缩-吸收循环性能比较(a，b) (a)吸收循环条件Tg/Tcon/Ta/Teva＝100/40/30/10℃，mr＝1kg·s-1。
(b)蒸气压缩循环条件Tcon/Teva＝40/10℃，mr＝1kg·s-1。
(c)吸收循环条件Tg/Tcon/Ta/Teva＝60/40/30/10℃，mr＝1kg·s-1。
实施例3 二氟甲烷(HFC-32)在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表7a、7b、7c和7d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表7a 表7b 表7c 表7d 实施例4 五氟乙烷(HFC-125)在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表8a、8b、8c和8d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表8a 表8b 表8c 表8d 实施例5 1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])中的溶解度 在0-3.5bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表9a、9b、9c和9d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表9a 表9b 表9c 表9d 实施例6 1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])中的溶解度 在0-7.5bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表10a、10b、10c和10d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表10a 表10b 表10c 表10d 实施例7 1，1-二氟乙烷(HFC-152a)在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])中的溶解度 在0-4.5bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表9a、9b、9c和9d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表11a 表11b 表11c 表11d 实施例8 二氟甲烷(HFC-32)在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表12a、12b、12c和12d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表12a 表12b 表12c 表12d 实施例9 二氟甲烷(HFC-32)在1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰基)甲基化物([dmpim][tTFMSmethide])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表13a、13b、13c和13d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表13a 表13b 表13c 表13d 实施例10 二氟甲烷(HFC-32)在1-辛基-3-甲基咪唑碘化物([omim][I])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在25℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表14提供了在25℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表14 实施例11 二氟甲烷(HFC-32)在1，3-二辛基咪唑碘化物([doim][I])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在25℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表15提供了在25℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表15 实施例12 二氟甲烷(HFC-32)在1-乙基-3-甲基咪唑双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺([emim][bPFESimide])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在25℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表16提供了在25℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表16 实施例13 二氟甲烷(HFC-32)在1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺([dmpim][bTFMSimide])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在25℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表17提供了在25℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表17 实施例14 二氟甲烷(HFC-32)在1-丙基-3-甲基吡啶双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺([pmpy][bTFMSimide])中的溶解度 在0-10bar的压力范围内在25℃温度下进行溶解度和扩散率研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.)，使用一维扩散模型分析计算扩散率(D)。表中还提供了开始浓度(Co)、最终饱和浓度(Cs)和计算的溶解度(Xcalc.)。
表18提供了在25℃温度下的Co、Cs、D、Xcalc.和Xmeas.数据。
表18 实施例15 1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])中的溶解度 在0-3.5bar的压力范围内在10、25、50和75℃温度下进行溶解度研究，其中使用重量分析微量天平测量溶解度(Xmeas.) 表20a、20b、20c和20d分别提供了在10、25、50和75℃温度下的Xmeas.数据。
表19a 表19b 表19c 表19d 实施例16 表20中提供了图13所示微量天平部件的描述。
表20.有助于浮力计算的微量天平部件
权利要求
1.一种温度调节装置，包括
(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；
(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；
(c)接收来自发生器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；
(d)使离开冷凝器的液体制冷剂通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；
(e)接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的第一和第二部分的蒸发器；
(f)接收制冷剂蒸气的第一部分、提高其压力并使制冷剂蒸气的第一部分通到冷凝器的压缩器，和
(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气的第二部分通到吸收器的管道。
2.一种温度调节装置，包括
(a)形成制冷剂和吸收剂的混合物的吸收器；
(b)从吸收器接收混合物并加热混合物以将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气压力的发生器；
(c)从发生器接收蒸气并进一步提高其压力的压缩器；
(d)接收来自压缩器的蒸气并在压力下冷凝蒸气成液体的冷凝器；
(e)使离开冷凝器的液体制冷剂从中通过以降低液体压力形成液体和蒸气制冷剂的混合物的减压设备；
(f)接收通过减压设备的液体和蒸气制冷剂的混合物以蒸发剩余液体形成制冷剂蒸气的蒸发器；和
(g)使离开蒸发器的制冷剂蒸气通到吸收器的管道。
3.根据权利要求1的装置，其中冷凝器位置靠近要被加热的物体、介质或空间。
4.根据权利要求2的装置，其中冷凝器位置靠近要被加热的物体、介质或空间。
5.根据权利要求1的装置，其中蒸发器位置靠近要被冷却的物体、介质或空间。
6.根据权利要求2的装置，其中蒸发器位置靠近要被冷却的物体、介质或空间。
7.根据权利要求1或2的装置，其中制冷剂选自氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氟烃、N2、O2、CO2、NH3、Ar、H2、H2O和非氟化烃中的一种或多种，其中非氟化烃选自C1-C4直链、支链或环烷烃和C1-C4直链、支链或环烯烃。
8.根据权利要求7的装置，其中氢氟烃选自二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-1 34)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)和氟乙烷(HFC-161)。
9.根据权利要求7的装置，其中氢氯氟烃为氯二氟甲烷(HCFC-22)。
10.根据权利要求7的装置，其中氯氟烃为二氯二氟甲烷(CFC-12)。
11.根据权利要求7的装置，其中氟烃选自全氟甲烷(FC-14)和全氟乙烷(FC-116)。
12.根据权利要求7的装置，其中非氟化烃选自甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、环丙烷、丙烯、丙烯、丁烷、丁烯和异丁烷。
13.根据权利要求7的装置，其中制冷剂选自HFC-32、HFC-125、HFC-134、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HCFC-22、FC-14、FC-116、CFC-12。
14.根据权利要求1或2的装置，其中吸收剂包括一种或多种离子液体。
15.根据权利要求7的装置，其中吸收剂包括一种或多种离子液体。
16.根据权利要求14的装置，其中离子液体包括选自以下组中的阳离子
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自以下基团
(i) H；
(ii)卤素；
(iii)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代；
(iv)包括选自O、N、Si和S的1到3个杂原子并任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代的-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃；
(v)C6-C20未取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25未取代杂芳基；和
(vi)C6-C25取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25取代杂芳基；
其中所述取代芳基或取代杂芳基具有独立选自以下组中的1-3个取代基
1.-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代，
2.OH，
3.NH2，和
4.SH；和
其中R7、R8、R9和R10各自独立地选自；
(vii)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代；
(viii)包括选自O、N、Si和S的1到3个杂原子并任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代的-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃；
(ix)C6-C25未取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25未取代杂芳基；和
(x)C6-C25取代芳基，或具有独立选自O、N、Si和S的1到3个杂原子的C3-C25取代杂芳基；
其中所述取代芳基或取代杂芳基具有独立选自以下组中的1-3个取代基
(1)-CH3、-C2H5或C3-C25直链、支链或环状烷烃或烯烃，它们任选地被选自Cl、Br、F、I、OH、NH2和SH中的至少一个取代，
(2)OH，
(3)NH2，和
(4)SH；和
其中任选地R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的至少两个可共同形成环状或双环烷烃基或烯烃基。
17.根据权利要求16的装置，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的任何一个或一个以上的任何组包括F-。
18.根据权利要求14的装置，其中离子液体包括选自[CH3CO2]-、[HSO4]-、[CH3OSO3]-、[C2H5OSO3]-、[AlCl4]-、[CO3]2-、[HCO3]-、[NO2]-、[NO3]-、[SO4]2-、[PO4]3-、[HPO4]2-、[H2PO4]-、[HSO3]-、[CuCl2]-、Cl-、Br-、I-、SCN-和任何氟化阴离子中的阴离子。
19.根据权利要求18的装置，其中氟化阴离子选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-、[CF3OCFHCF2SO3]-、[CF3CF2OCFHCF2SO3]-、[CF3CFHOCF2CF2SO3]-、[CF2HCF2OCF2CF2SO3]-、[CF2ICF2OCF2CF2SO3]-、[CF3CF2OCF2CF2SO3]-、[(CF2HCF2SO2)2N]-、[(CF3CFHCF2SO2)2N]-和F-。
20.根据权利要求7的装置，其中吸收剂包括一种或多种离子液体，并且在从蒸发器温度到发生器温度的温度范围内和从真空到临界压力的压力下制冷剂占制冷剂和吸收剂的混合物的约0.05到约99.95mol％。
21.根据权利要求1或2的装置，其中制冷剂和吸收剂的混合物包括选自润滑剂、腐蚀抑制剂、稳定剂和染料中的添加剂。
22.根据权利要求1或2的装置，被制成冰箱、冷冻机、制冰机、空调机、工业冷却系统、加热器或热泵。
23.一种调节物体、介质或空间的温度的方法，包括
(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；
(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；
(c)在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；
(d)降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气的第一部分和第二部分；
(e-1)机械提高制冷剂蒸气第一部分的压力，然后重复步骤(c)使制冷剂蒸气的第一部分冷凝成液体；和
(e-2)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气的第二部分。
24.根据权利要求23的方法，其中在步骤(c)中，制冷剂蒸气靠近物体、介质或空间被冷凝成液体以加热物体、介质或空间。
25.根据权利要求23的方法，其中在步骤(d)中，液体制冷剂靠近物体、介质或空间被蒸发形成制冷剂蒸气以冷却物体、介质或空间。
26.一种调节物体、介质或空间的温度的方法，包括
(a)用吸收剂吸收制冷剂蒸气形成混合物；
(b)加热混合物将蒸气形式的制冷剂与吸收剂分开并提高制冷剂蒸气的压力；
(c)进一步机械提高制冷剂蒸气的压力；
(d)在压力下冷凝制冷剂蒸气成液体；
(e)降低液体制冷剂的压力，并蒸发制冷剂形成制冷剂蒸气；和
(f)重复步骤(a)用吸收剂再吸收制冷剂蒸气。
27.根据权利要求26的方法，其中在步骤(d)中，制冷剂蒸气靠近物体、介质或空间被冷凝成液体以加热物体、介质或空间。
28.根据权利要求26的方法，其中在步骤(e)中，液体制冷剂靠近物体、介质或空间被蒸发形成制冷剂蒸气以冷却物体、介质或空间。
29.根据权利要求23或26的方法，其中在步骤(b)中与制冷剂分离的吸收剂再循环以用于后面的步骤。
30.根据权利要求23或26的方法，其中制冷剂包括氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氟烃、N2、O2、CO2、NH3、Ar、H2、H2O和非氟化烃中的一种或多种，其中非氟化烃选自C1-C4直链、支链或环烷烃和C1-C4直链、支链或环烯烃。
31.根据权利要求23或26的方法，其中吸收剂包括一种或多种离子液体。
32.根据权利要求30的方法，其中吸收剂包括一种或多种离子液体。
全文摘要
本发明涉及包括制冷剂对的混合蒸气压缩-吸收循环，所述制冷剂对包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体。本发明还提供在氟化离子液体中利用氟烃气体的混合蒸气压缩-吸收循环。本发明还提供使用包括制冷剂对的混合蒸气压缩-吸收循环的冷却方法，其中制冷剂对包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体。本发明还提供使用包括制冷剂对的混合蒸气压缩-吸收循环的加热方法，其中制冷剂对包括至少一种制冷剂和至少一种离子液体。
文档编号F25B25/00GK101175953SQ200680017067
公开日2008年5月7日 申请日期2006年5月16日 优先权日2005年5月18日
发明者M·B·斯夫勒特, A·约科泽基 申请人:纳幕尔杜邦公司