CN103765129B - 基于四氟丙烯的超临界传热流体 - Google Patents

基于四氟丙烯的超临界传热流体 Download PDF

Info

Publication number
CN103765129B
CN103765129B CN201280042425.8A CN201280042425A CN103765129B CN 103765129 B CN103765129 B CN 103765129B CN 201280042425 A CN201280042425 A CN 201280042425A CN 103765129 B CN103765129 B CN 103765129B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
transfer fluid
tetrafluoeopropene
fluid
transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280042425.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103765129A (zh
Inventor
W.拉彻德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France SA filed Critical Arkema France SA
Publication of CN103765129A publication Critical patent/CN103765129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103765129B publication Critical patent/CN103765129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10—Components
    • C09K2205/12—Hydrocarbons
    • C09K2205/126—Unsaturated fluorinated hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/24—Only one single fluoro component present
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/12—Inflammable refrigerants
    • F25B2400/121—Inflammable refrigerants using R1234
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Abstract

本发明涉及使用包括含有四氟丙烯的传热流体的蒸气压缩回路加热流体或形体的方法，所述方法相继地和循环地包括传热流体的蒸发、传热流体的压缩、传热流体的冷却以及传热流体的膨胀，所述传热流体在压缩结束时为超临界状态。本发明还涉及适合实施该方法的设备。

Description

基于四氟丙烯的超临界传热流体
技术领域
本发明涉及基于四氟丙烯的传热流体以超临界方式(regime)在热泵设备情况下下的用途。
背景技术
基于碳氟化合物的流体广泛地用于蒸气压缩传热系统，特别是空调、热泵、制冷或冷冻装置。这些装置的共同特征在于它们基于包括如下的热力学循环：在低压下的流体蒸发(其中该流体吸收热量)；该经蒸发的流体的压缩直至高压；在高压下该经蒸发的流体的冷凝为液体(其中该流体放出热量)；以及该流体的膨胀以完成该循环。
传热流体(其可为纯化合物或者化合物的混合物)的选择一方面受流体的热力学性质控制，且另一方面受额外的约束条件控制。因此，特别重要的标准是所考虑的流体对环境的影响。具体地说，氯化化合物(氯氟烃和氢氯氟烃)表现出破坏臭氧层的缺点。因此，现在，非氯化化合物例如氢氟烃、氟代醚和氟烯烃通常是优选的。
同时，仍然有必要开发表现出比当前使用的传热流体低的全球增温潜势(GWP)且表现出相等或改善的性能水平的其它传热流体。
通常，用于高温热泵的传热流体为CFC-114(1,2-二氯四氟乙烷)。在该用途中提议的其它氯化传热流体为HCFC-123(2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷)。
已知以上想起的环境限制，已经提议各种基于氢氟烃的传热流体作为CFC-114或HCFC-123的替代物用于高温热泵，例如含有HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)作为与其它化合物的混合物的流体。在这方面，可提及US6814884、WO2010/081990、WO2011/015737以及WO2011/033200。
然而，存在提供使用具有较低GWP并且显示较好的能量性能水平的流体运行的高温热泵的需求。
而且，在超临界方式下使用传热流体是已知的实践。
可特别提及文献WO2008/034828，其描述了机动车空调系统，在该系统中在超临界方式下使用CO2。
其它文献使用在超临界方式下的传热流体以产生电流(兰金循环)。在文献WO2007/131281中是这种情况，其中所使用的化合物为CO2，正戊烷以及一些氢氟烃。在文献US6964168中也是这种情况，其中所使用的化合物为氢氟烃或氨。在文献WO96/27739中还是这种状况，其中所使用的化合物也为氢氟烃或氨或其它的氢氯氟烃。
另外，氢氟烯烃，特别是HFO-1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)和HFO-1234ze(1,3,3,3-四氟丙烯)，也是公知的具有低GWP的化合物，其可以用于传热应用等。文献US2004/0256594、WO2005/105947和WO2007/002625提及了将在超临界方式下的氢氟烯烃用于十分特定的用途，例如清洗，生物物质的提取，或催化剂的沉积。
因此，如上所强调的，仍然存在提供使用具有较低GWP并且显示较好的能量性能水平的流体运行的高温热泵的需求。
发明内容
首先，本发明涉及通过含有包括四氟丙烯的传热流体的蒸气压缩回路加热流体或形体(body)的方法，所述方法连续地且循环地包括：传热流体的蒸发，传热流体的压缩，传热流体的冷却以及传热流体的膨胀，所述传热流体在压缩结束时为超临界状态。
根据一个实施方式，被加热的流体或形体在高于或等于100°C、优选高于或等于110°C、更特别高于或等于120°C并且特别优选高于或等于130°C的温度下加热。
根据一个实施方式，在冷却过程中，传热流体与被加热的流体或形体或者热交换流体热交换，且优选地，在热交换过程中，被加热的流体或形体或者热交换流体的温度升高大于或等于10°C、优选大于或等于20°C、更特别大于或等于30°C且特别优选大于或等于40°C。
根据一个实施方式，传热流体包括1,3,3,3-四氟丙烯或由1,3,3,3-四氟丙烯组成。
根据一个实施方式，传热流体包括2,3,3,3-四氟丙烯或由2,3,3,3-四氟丙烯组成。
根据一个实施方式，传热流体包括至少50%的四氟丙烯，优选至少75%并且更特别至少90%的四氟丙烯。
根据一个实施方式，传热流体还包括一种或多种氢氟烃，其优选选自1,1,1,2-四氟乙烷、二氟甲烷、1,1-二氟乙烷以及1,1,1,2,2-五氟乙烷。
根据一个实施方式，所述传热流体与一种或多种添加剂组合，所述添加剂选自润滑剂、稳定剂、表面活性剂、示踪剂、荧光剂、气味剂、增溶剂以及它们的混合物。
此外，本发明涉及热泵设备，其包括蒸气压缩回路以及在蒸气压缩回路中的包括四氟丙烯的传热流体，所述蒸气压缩回路包括蒸发器、压缩机、膨胀阀以及冷却装置，所述传热流体在回路的至少一部分中处于超临界状态。
根据一个实施方式，传热流体包括1,3,3,3-四氟丙烯或由1,3,3,3-四氟丙烯组成。
根据一个实施方式，传热流体包括2,3,3,3-四氟丙烯或由2,3,3,3-四氟丙烯组成。
根据一个实施方式，传热流体包括至少50%的四氟丙烯，优选至少75%并且更优选特别90%的四氟丙烯。
根据一个实施方式，传热流体还包括一种或多种氢氟烃，其优选选自1,1,1,2-四氟乙烷，二氟甲烷，1,1-二氟乙烷以及1,1,1,2,2-五氟乙烷。
根据一个实施方式，上述设备适合在高于或等于100°C、优选高于或等于110°C，更特别高于或等于120°C并且特别优选高于或等于130°C的温度下加热流体或形体。
本发明还涉及在超临界状态下的四氟丙烯用于加热流体或形体的用途。
根据一个实施方式，流体或形体在高于或等于100°C、优选高于或等于110°C、更特别高于或等于120°C并且特别优选高于或等于130°C的温度下加热。
根据一个实施方式，四氟丙烯为1,3,3,3-四氟丙烯和/或2,3,3,3-四氟丙烯。
根据一个实施方式，四氟丙烯不与其它传热化合物组合使用。
根据一个实施方式，四氟丙烯与一种或多种其它氢氟烃传热化合物组合使用，所述其它氢氟烃传热化合物优选选自1,1,1,2-四氟乙烷，二氟甲烷，1,1-二氟乙烷以及1,1,1,2,2-五氟乙烷。
本发明能够满足本领域现阶段中意识到的需要。更特别地，本发明提供了高温热泵，所述高温热泵使用与现有技术的流体相比具有较低GWP并且显示较好能量性能水平的流体运行。
本发明为使用CFC-114、HCFC-123或HFC-245fa运行的高温热泵提供了特别有利地替代。
特别地，与现有技术已知相似的应用相比，本发明能够获得较低的GWP、较高的性能系数以及较高的容量。
与传统地在超临界状态下使用的用于传热的流体例如CO2相比，本发明使得可在低得多的压力下运行，这意味着对于装置所使用的材料的低得多的应力(stress)。
附图说明
图1表示在超临界方式下用HCFC-123运行的热泵的热力学循环(沿x轴的以kJ/kg计的焓，沿y轴的以°C计的温度)。
图2表示在超临界状态下使用HFO-1234yf运行的根据本发明的热泵的热力学循环(沿x轴的以kJ/kg计的焓，沿y轴的以°C计的温度)。
具体实施方式
在随后的说明书中，将更详细地且非限制性地描述本发明。
除非另有说明，在整个本专利申请中，所示的化合物比例作为重量百分数给出。
根据本专利申请，全球增温潜势(GWP)是根据“Thescientificassessmentofozonedepletion,2002,areportoftheWorldMeteorologicalAssociation’sGlobalOzoneResearchandMonitoringProject”中表明的方法相对于二氧化碳并且相对于100年的持续时间定义的。
术语“传热化合物”(或相应地“传热流体”(或冷却剂流体))理解为是指在蒸气压缩回路中能够通过在低温和低压下蒸发吸收热量并且通过在高温和高压下凝结放出热量的化合物(或相应地流体)。通常地，传热流体可包含仅一种、两种、三种或超过三种的传热化合物。
术语“传热组合物”理解为是指包含传热流体以及任选的一种或多种添加剂(其不是用于设想应用的传热化合物)的组合物。
所述添加剂可特别地选自润滑剂、稳定剂、表面活性剂、示踪剂、荧光剂、气味剂以及增溶剂。
稳定剂(当它们存在时)在传热组合物中优选占不超过5质量%。在稳定剂中，可尤其提及硝基甲烷，抗坏血酸，对苯二甲酸，唑如甲基苯并三唑(tolutriazole)或苯并三唑，酚化合物如生育酚、氢醌、叔丁基氢醌、或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，环氧化物(烷基(任选地被氟化或全氟化)或链烯基或芳族的环氧化物)例如正丁基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、或丁基苯基缩水甘油醚，亚磷酸酯，膦酸酯，硫醇和内酯。
作为润滑剂，可尤其使用矿物来源的油、硅油、天然来源的石蜡、环烷、合成石蜡、烷基苯、聚α-烯烃、聚亚烷基二醇、多元醇酯和/或聚乙烯基醚。
作为示踪剂(其能够被检测的)，可提及氘化或未氘化的氢氟烃、氘化烃、全氟烃、氟代醚、溴化化合物、碘化化合物、醇、醛、酮、一氧化二氮、以及这些的组合。所述示踪剂不同于构成传热流体的传热化合物。
可提及的增溶剂的实例包括烃、二甲醚、聚氧亚烷基醚、酰胺、酮、腈、氯烃、酯、内酯、芳基醚、氟代醚和1,1,1-三氟烷烃。所述增溶剂不同于构成传热流体的传热化合物。
可提及的荧光剂包括萘二甲酰亚胺、苝、香豆素、蒽、菲、夹氧杂蒽、噻吨、苯并夹氧杂蒽、和荧光素、以及这些的衍生物和组合。
可提及的气味剂包括丙烯酸烷基酯、丙烯酸烯丙基酯、丙烯酸、丙烯酸酯、烷基醚、烷基酯、炔、醛、硫醇、硫醚、二硫化物、异硫氰酸烯丙基酯、链烷酸、胺、降冰片烯、降冰片烯的衍生物、环己烯、杂环芳族化合物、驱蛔萜、和邻甲氧基(甲基)苯酚、以及这些的组合。
根据本发明的传热方法基于使用包括蒸气压缩回路的设备，所述蒸气压缩回路含有上述定义的传热组合物。
蒸气压缩回路包括至少一个蒸发器、压缩机、凝结器(也称为超临界方式中的冷却装置)以及膨胀阀，以及用于在这些元件间传输传热流体的管线。蒸发器和凝结器(或冷却装置)包括用于在传热流体和另一流体或形体之间进行热交换的热交换器。
更具体地，本发明涉及加热方法。因此，在传热流体的凝结过程中，从传热流体向被加热的流体或形体产生(直接地或间接地，通过热交换流体)热量，相对于周围环境，这在相对高的温度下发生。因此，用于传热的设备称为"热泵"。
作为压缩机，可尤其使用单级或多级离心压缩机、或者离心式微型压缩机。还可使用旋转式压缩机、往复式压缩机或螺杆式压缩机。压缩机可通过电动机或通过燃气涡轮机或者通过传动装置驱动。
在本发明的情况下，传热流体在蒸气压缩回路中在超临界方式下使用，即其经历至少一次超临界状态，特别是在压缩结束/离开压缩机时。当流体处于高于其临界温度的温度下以及高于其临界压力的压力下时，获得超临界状态。超临界状态下的流体具有介于气态和液态之间的中间物理性质。
参考图1，用于热泵的蒸气压缩回路中的常规循环(次临界的，称为反向Hirn循环)包括：传热流体在相对低压下从液相(或液/气两相体系)到气相的状态变化(蒸发)，然后，压缩蒸气相的流体直至相对高压，在相对高压下传热流体从气相到液相的状态变化(凝结)，以及降低压力(膨胀)以重新开始循环。
在这样的循环中，传热流体保持在低于临界温度的温度下和/或低于临界压力的压力下。因此，在整个循环中，流体处于液态和/或气态。
参考图2，本发明情况下使用的超临界循环不同之处在于：在压缩结束时传热流体为超临界(既不是液体，也不是蒸气)状态。在称为冷却装置的热交换器中，在冷却步骤期间，其回归为液态。在膨胀和蒸发结束时，液体(部分地)转为气态，正如对于次临界循环一样。因此，流体蒸发温度低于临界温度。
根据本发明的设备还可任选地包括至少一个用于在传热流体回路和待加热的流体或形体之间传输热量(具有或没有状态变化)的热交换流体回路。
该设备还可以任选地包括两个(或更多个)蒸气压缩回路，其含有相同或不同的传热流体。例如，蒸气压缩回路可耦合到一起。
可使用任何类型的热交换器用于实施根据本发明的传热流体，并且尤其是并流热交换器，或者，优选逆流热交换器。
本发明所使用的传热流体是包括四氟丙烯的组合物。
四氟丙烯可为HFO-1234yf或HFO-1234ze或其混合物。对于HFO-1234ze，其可为顺式或反式形式，或者这两种形式的混合物的形式。
对于34巴的临界压力，HFO-1234yf具有95°C的临界温度。对于36巴的临界压力，HFO-1234ze具有110°C的临界温度。因此，这些化合物非常适合以超临界方式用于高温热泵中。
根据一个实施方式，用于本发明的传热流体可以包括一种或多种辅助的传热化合物。
这些另外的传热化合物可尤其选自烃、氢氟烃、醚、氢氟醚以及氟烯烃。
根据具体的实施方式，根据本发明的传热流体可为三元组合物(由三种传热化合物组成)或四元组合物(由四种传热化合物组成)，其与润滑油相组合以形成上述定义的传热组合物。
当存在辅助的传热化合物时，在上述的传热流体中，其总比例优选小于或等于50%、或45%、或40%、或35%、或30%、或25%、或20%、或15%或10%、或5%、或2%。
作为可能的辅助的传热化合物的示例，可提及HFC-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)、HFC-152a(1,1-二氟乙烷)、HFC-125(1,1,1,2,2-五氟乙烷)以及HFC-32(二氟甲烷)。因此，对于传热流体，可使用HFO-1234yf和HFC-134a；或HFO-1234ze和HFC-134a；或HFO-1234yf和HFC-32；或HFO-1234ze和HFC-32；或HFO-1234yf和HFC-152a；或HFO-1234ze和HFC-152a；或HFO-1234yf和HFC-125；或HFO-1234ze和HFC-125的混合物(优选以二元混合物形式)。
通常，考虑的传热流体的临界温度应当低于用于加热考虑的流体或形体的所需温度。
然而，太低的传热流体临界温度意味着不得不在非常高的压力下工作以实现高的加热温度，这对于实施是极其复杂的。例如，在31°C的临界温度下(CO2的临界温度)，加热物体或流体至100°C意味着使用极高的压力。
因此，传热流体的临界温度优选为75-160°C、更特别优选90-120°C并且理想地为95-110°C。
在上述二元传热流体的情况下，优选的配方如下：
-50-65%的HFO-1234yf以及35-50%的HFC-134a，优选53-58%的HFO-1234yf以及42-47%的HFC-134a(例如，约56%的HFO-1234yf和44%的HFC-134a);
-15-90%的HFO-1234yf以及10-85%的HFC-32;
-90-99%的HFO-1234yf以及1-10%的HFC-152a，优选93-97%的HFO-1234yf以及3-7%的HFC-152a(例如，约95%的HFO-1234yf以及约5%的HFC-152a);
-90-99%的HFO-1234yf以及1-10%的HFC-125，优选93-97%的HFO-1234yf以及3-7%的HFC-125(例如，约95%的HFO-1234yf以及约5%的HFC-125);
-65-85%的HFO-1234ze以及15-35%的HFC-134a，优选70-80%的HFO-1234ze以及20-30%的HFC-134a(例如，约75%的HFO-1234ze以及25%的HFC-134a);
-80-98%的HFO-1234ze以及2-20%的HFC-32，优选85-95%的HFO-1234ze以及5-15%的HFC-32(例如，约90%的HFO-1234ze以及10%的HFC-32);
-90-99%的HFO-1234ze以及1-10%的HFC-152a，优选93-97%的HFO-1234ze以及3-7%的HFC-152a(例如，约95%的HFO-1234ze以及约5%的HFC-152a);
-90-99%的HFO-1234ze以及1-10%的HFC-125，优选93-97%的HFO-1234ze以及3-7%的HFC-125(例如，约95%的HFO-1234ze以及约5%的HFC-125)。
根据另一实施方式，传热流体基本上由HFO-1234yf和/或HFO-1234ze组成，或者甚至由HFO-1234yf和/或HFO-1234ze组成。
在这样的传热流体中可以低于1%、优选低于0.5%、优选低于0.1%、优选低于0.05%并且优选低于0.01%的比例存在杂质。
根据具体实施方式，在传热流体中，HFO-1234yf的比例可为：0.1-5%；或5-10%；或10-15%；或15-20%；或20-25%；或25-30%；或30-35%；或35-40%；或40-45%；或45-50%；或50-55%；或55-60%；或60-65%；或65-70%；或70-75%；或75-80%；或80-85%；或85-90%；或90-95%；或95-99.9%。
根据具体实施方式，在传热流体中，HFO-1234ze的比例可为：0.1-5%；或5-10%；或10-15%；或15-20%；或20-25%；或25-30%；或30-35%；或35-40%；或40-45%；或45-50%；或50-55%；或55-60%；或60-65%；或65-70%；或70-75%；或75-80%；或80-85%；或85-90%；或90-95%；或95-99.9%。
有利地，在本发明的情况下使用的传热流体在ASHRAE34-2007标准的含义内并且优选使用60°C而不是100°C测试温度是不易燃的。
本发明应用于高温加热方法，即优选地其中被加热的流体或形体的温度高于或等于100°C、例如高于或等于110°C、或高于或等于120°C、或高于或等于130°C、并且优选低于或等于160°C的那些。
优选地，在蒸气压缩回路中，最大压力为25-85巴并且优选25-60巴。
本发明可尤其用于以下领域：
-食品产品例如牛奶的加热和杀菌，优选在130-150°C的温度下；
-压力下的水蒸气的生产，尤其是在化学工业、造纸工业、城市供暖中，优选涉及在105-135°C的温度下的加热；
-在工业方法的情况下通过低温放热回收的热量生产，例如通过在50-90°C温度下的放热回收的100-150°C温度下的加热。
根据一个实施方式，在与传热流体热交换的过程中被加热的流体或形体的温度升高(在称为冷却装置的热交换器中)大于或等于10°C、优选大于或等于20°C、更特别大于或等于30°C、并且特别优选大于或等于40°C。当被加热的流体或形体不与传热流体直接而是经由至少一种热交换流体进行热交换时，上述优选的温度升高可理解为是热交换流体的温度升高(在称为冷却装置的热交换器中)。该实施方式使得可获得最大的效率。
实施例
实施例在不限制本发明的情况下说明本发明。
使用Refrop软件中可得到的传热化合物的数据，分别对如下的能量性能水平进行评估：
(A)使用CFC-114、HFC-245fa或HCFC-123在次临界方式下(按照图1)运行的热泵，用于以在40°C下的低温排热将热流体由70°C的初始温度加热至120°C的最终温度；
(B)使用HFO-1234yf或HFO-1234ze在超临界方式下(按照图2)运行的用于加热相同热流体的热泵。
次临界循环(A)以80°C的蒸发器中的温度、140°C的凝结温度、10°C的过热、50°C的过冷以及60%的等熵效率运行。
超临界循环(B)以80°C的蒸发器中的温度、90°C的离开冷却装置的温度(相当于50°C的过冷)、10°C的过热、以及60%的等熵效率运行。
得到的结果示于下表中：
在该表中，CET表示压缩机的出口温度，EVEP表示膨胀阀的入口温度，PE表示蒸发器中的压力，CR表示压缩比，COP表示性能系数，CAP表示每单位被压缩质量的热容并且%CAP表示容量与CFC-114参比容量的比。

Claims (16)

1.通过含有包括四氟丙烯的传热流体的蒸气压缩回路加热流体或形体的方法，所述方法连续地并且循环地包括：传热流体的蒸发、传热流体的压缩、传热流体的冷却以及传热流体的膨胀，所述传热流体在压缩结束时为超临界状态，其中被加热的流体或形体在高于或等于100℃的温度下加热。
2.如权利要求1的方法，其中在冷却过程中，所述传热流体与被加热的流体或形体或者热交换流体热交换。
3.如权利要求1-2之一的方法，其中传热流体包括1,3,3,3-四氟丙烯或由1,3,3,3-四氟丙烯组成。
4.如权利要求1-2之一的方法，其中传热流体包括2,3,3,3-四氟丙烯或由2,3,3,3-四氟丙烯组成。
5.如权利要求1-2之一的方法，其中传热流体包括至少50％的四氟丙烯。
6.如权利要求1-2之一的方法，其中传热流体还包括一种或多种氢氟烃。
7.如权利要求1-2之一的方法，其中传热流体与一种或多种添加剂组合，所述添加剂选自润滑剂、稳定剂、表面活性剂、示踪剂、荧光剂、气味剂、增溶剂以及其混合物。
8.热泵设备，其包括蒸气压缩回路以及在蒸气压缩回路中的包括四氟丙烯的传热流体，所述蒸气压缩回路包括蒸发器、压缩机、膨胀阀以及冷却装置，传热流体在回路的至少一部分中处于超临界状态，所述传热流体适合在高于或等于100℃的温度下加热流体或形体。
9.如权利要求8的设备，其中传热流体包括1,3,3,3-四氟丙烯或由1,3,3,3-四氟丙烯组成。
10.如权利要求8或9的设备，其中传热流体包括2,3,3,3-四氟丙烯或由2,3,3,3-四氟丙烯组成。
11.如权利要求8-9之一的设备，其中传热流体包括至少50％的四氟丙烯。
12.如权利要求8-9之一的设备，其中传热流体还包括一种或多种氢氟烃。
13.四氟丙烯在超临界状态下用于加热流体或形体的用途，其中流体或形体在高于或等于100℃的温度下加热。
14.如权利要求13的用途，其中四氟丙烯为1,3,3,3-四氟丙烯和/或2,3,3,3-四氟丙烯。
15.如权利要求13-14之一的用途，其中四氟丙烯不与其它传热化合物组合使用。
16.如权利要求13-14之一的用途，其中四氟丙烯与一种或多种其它氢氟烃传热化合物组合使用。
CN201280042425.8A 2011-08-30 2012-07-12 基于四氟丙烯的超临界传热流体 Active CN103765129B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1157622 2011-08-30
FR1157622A FR2979419B1 (fr) 2011-08-30 2011-08-30 Fluides de transfert de chaleur supercritiques a base de tetrafluoropropene
PCT/FR2012/051650 WO2013030476A1 (fr) 2011-08-30 2012-07-12 Fluides de transfert de chaleur supercritiques a base de tetrafluoropropene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103765129A CN103765129A (zh) 2014-04-30
CN103765129B true CN103765129B (zh) 2016-01-20

Family

ID=46639613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280042425.8A Active CN103765129B (zh) 2011-08-30 2012-07-12 基于四氟丙烯的超临界传热流体

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9920961B2 (zh)
EP (1) EP2751501B1 (zh)
JP (3) JP6296981B2 (zh)
CN (1) CN103765129B (zh)
CA (1) CA2844478C (zh)
ES (1) ES2805733T3 (zh)
FR (1) FR2979419B1 (zh)
PL (1) PL2751501T3 (zh)
WO (1) WO2013030476A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015022958A1 (ja) * 2013-08-14 2015-02-19 セントラル硝子株式会社 熱伝達方法及び高温ヒートポンプ装置
EP3034579B1 (en) * 2013-08-14 2019-11-13 Central Glass Company, Limited Heat transmission method
FR3064275B1 (fr) * 2017-03-21 2019-06-07 Arkema France Procede de chauffage et/ou climatisation d'un vehicule
FR3102010B1 (fr) * 2019-10-15 2022-06-03 Arkema France Procédé de régulation de la température d’une batterie comprenant un sel de lithium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256475A (en) * 1977-07-22 1981-03-17 Carrier Corporation Heat transfer and storage system
CN1263243A (zh) * 1998-12-30 2000-08-16 普拉塞尔技术有限公司 带内循环的多组分致冷剂冷却
CN1278052A (zh) * 1999-06-08 2000-12-27 三菱重工业株式会社 超临界蒸气压缩循环
CN1179169C (zh) * 1998-12-30 2004-12-08 普莱克斯技术有限公司 制冷方法
CN101283071A (zh) * 2005-06-24 2008-10-08 霍尼韦尔国际公司 含有经氟取代烯烃的组合物

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5186196A (en) 1995-03-07 1996-09-23 Rtw Power Foundation, Inc. Improved rankine engine power systems
DE10056606A1 (de) 2000-11-15 2002-05-23 Solvay Fluor & Derivate Verwendung von Gemischen,die 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan enthalten, als Kältemittel oder Wärmerträger
US20120097885A9 (en) * 2003-10-27 2012-04-26 Honeywell International Inc. Compositions Containing Difluoromethane and Fluorine Substituted Olefins
US7279451B2 (en) 2002-10-25 2007-10-09 Honeywell International Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
US6964168B1 (en) 2003-07-09 2005-11-15 Tas Ltd. Advanced heat recovery and energy conversion systems for power generation and pollution emissions reduction, and methods of using same
EP2258789A3 (en) * 2004-12-21 2012-10-24 Honeywell International Inc. Stabilized iodocarbon compositions
US20060243944A1 (en) * 2005-03-04 2006-11-02 Minor Barbara H Compositions comprising a fluoroolefin
EP2021587B1 (en) 2006-05-15 2017-05-03 Granite Power Limited A method and system for generating power from a heat source
WO2007139554A1 (en) * 2006-06-01 2007-12-06 Carrier Corporation System and method for controlled expansion valve adjustment
US8974688B2 (en) * 2009-07-29 2015-03-10 Honeywell International Inc. Compositions and methods for refrigeration
US20100242677A1 (en) * 2006-07-03 2010-09-30 Honeywell International Inc. Non-ferrous metal cover gases
FR2905897B1 (fr) 2006-09-19 2008-11-07 Valeo Systemes Thermiques Systeme de gestion thermique de la climatisation et du refroidissement moteur d'un vehicule automobile, comprenant notamment un refroidisseur de gaz
FR2910016B1 (fr) * 2006-12-19 2009-02-20 Arkema France Compositions utilisables comme fluide frigorigene
JP5407157B2 (ja) * 2008-03-18 2014-02-05 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
JP2009300023A (ja) 2008-06-16 2009-12-24 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置
JP4906792B2 (ja) * 2008-06-19 2012-03-28 三菱電機株式会社 蒸気圧縮式ヒートポンプ装置
WO2009157320A1 (ja) 2008-06-24 2009-12-30 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置及び空気調和装置
JP5118578B2 (ja) * 2008-08-20 2013-01-16 サンデン株式会社 内燃機関の廃熱利用装置
FR2937906B1 (fr) 2008-11-03 2010-11-19 Arkema France Procede de chauffage et/ou climatisation d'un vehicule.
US8871112B2 (en) * 2008-11-19 2014-10-28 E I Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising 2,3,3,3-tetrafluoropropene and hydrocarbons and uses thereof
MX2011005211A (es) 2008-11-19 2011-06-01 Du Pont Composiciones de tetrafluoropropeno y sus usos.
US20100122545A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Tetrafluoropropene compositions and uses thereof
JP5150472B2 (ja) * 2008-12-17 2013-02-20 日立アプライアンス株式会社 ヒートポンプ装置
FR2941039B1 (fr) 2009-01-14 2013-02-08 Arkema France Procede de transfert de chaleur
JP5242434B2 (ja) * 2009-01-30 2013-07-24 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム
US8327651B2 (en) * 2009-07-07 2012-12-11 Hamilton Sundstrand Corporation Transcritical fluid cooling for aerospace applications
FR2948678B1 (fr) 2009-07-28 2011-10-14 Arkema France Procede de transfert de chaleur
JP2011038054A (ja) 2009-08-18 2011-02-24 Central Glass Co Ltd フッ素化プロピン
FR2950069B1 (fr) * 2009-09-11 2011-11-25 Arkema France Utilisation de compositions ternaires
FR2950354B1 (fr) 2009-09-18 2012-08-10 Arkema France Procede de transfert de chaleur
JP2013510286A (ja) * 2009-11-03 2013-03-21 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フルオロオレフィン冷媒を用いるカスケード冷凍システム
FR2954463B1 (fr) * 2009-12-17 2013-08-02 Valeo Systemes Thermiques Bloc de distribution d'un fluide refrigerant circulant a l'interieur d'une boucle de climatisation et boucle de climatisation comprenant un tel bloc de distribution
FR2954342B1 (fr) * 2009-12-18 2012-03-16 Arkema France Fluides de transfert de chaleur a inflammabilite reduite
RU2012131163A (ru) 2009-12-21 2014-01-27 Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани Композиции, содержащие тетрафторпропен и дифторметан, и их применение
MY161767A (en) * 2010-12-14 2017-05-15 Du Pont Combinations of e-1,3,3,3-tetrafluoropropene and at least one tetrafluoroethane and their use for heating

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256475A (en) * 1977-07-22 1981-03-17 Carrier Corporation Heat transfer and storage system
CN1263243A (zh) * 1998-12-30 2000-08-16 普拉塞尔技术有限公司 带内循环的多组分致冷剂冷却
CN1179169C (zh) * 1998-12-30 2004-12-08 普莱克斯技术有限公司 制冷方法
CN1278052A (zh) * 1999-06-08 2000-12-27 三菱重工业株式会社 超临界蒸气压缩循环
CN101283071A (zh) * 2005-06-24 2008-10-08 霍尼韦尔国际公司 含有经氟取代烯烃的组合物

Also Published As

Publication number Publication date
PL2751501T3 (pl) 2020-11-02
EP2751501B1 (fr) 2020-06-03
JP6640043B2 (ja) 2020-02-05
US20140223935A1 (en) 2014-08-14
FR2979419A1 (fr) 2013-03-01
US20180149392A1 (en) 2018-05-31
CA2844478C (fr) 2019-01-08
CA2844478A1 (fr) 2013-03-07
WO2013030476A1 (fr) 2013-03-07
JP2014529661A (ja) 2014-11-13
FR2979419B1 (fr) 2018-03-30
ES2805733T3 (es) 2021-02-15
JP2016217697A (ja) 2016-12-22
JP6296981B2 (ja) 2018-03-20
US9920961B2 (en) 2018-03-20
CN103765129A (zh) 2014-04-30
EP2751501A1 (fr) 2014-07-09
JP2018199815A (ja) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6449966B2 (ja) ジフルオロメタンと、ペンタフルオロエタンと、テトラフルオロプロペンとをベースにした三元熱伝導流体
US9676984B2 (en) Heat-transfer compositions exhibiting improved miscibility with the lubricating oil
JP6392272B2 (ja) 熱伝達流体と、その向流熱交換器での使用
CN104066809B (zh) 具有改善的与润滑油的混溶性的传热组合物
JP5936604B2 (ja) 熱伝達流体と、その向流熱交換器での使用
CN102634321B (zh) 2,3,3,3-四氟丙烯和氨的二元组合物
JP2021095576A (ja) 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム
JP6392527B2 (ja) 高温ヒートポンプ用途のための低ｇｗｐ流体
KR20170069303A (ko) 열 펌프 온수기용 하이드로플루오로카본 냉매 조성물
CN106244112A (zh) 传热方法
JP7226623B2 (ja) 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム
CN103765129B (zh) 基于四氟丙烯的超临界传热流体
JP7081600B2 (ja) 共沸または共沸様組成物、熱サイクル用作動媒体および熱サイクルシステム
CN103459545B (zh) 包含3,3,3-三氟丙烯和氨的组合物
CN102803429B (zh) 用于高温传热的制冷剂
US20090049856A1 (en) Working fluid of a blend of 1,1,1,3,3-pentafluoropane, 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane, and 1,1,1,2-tetrafluoroethane and method and apparatus for using
CN104046331A (zh) 用于高温热泵应用的低gwp流体
CN104220552B (zh) 2,4,4,4-四氟丁-1-烯与1-甲氧基七氟丙烷的组合物
AU2016231462B2 (en) Heat-transfer compositions exhibiting improved miscibility with the lubricating oil
AU2015202362B2 (en) Heat-transfer compositions exhibiting improved miscibility with the lubricating oil

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant