CN104011165A - E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷在高温热泵中的用途 - Google Patents

E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷在高温热泵中的用途 Download PDF

Info

Publication number
CN104011165A
CN104011165A CN201280063001.XA CN201280063001A CN104011165A CN 104011165 A CN104011165 A CN 104011165A CN 201280063001 A CN201280063001 A CN 201280063001A CN 104011165 A CN104011165 A CN 104011165A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hfc
hfo
working fluid
1438mzz
heat pump
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.)
Pending
Application number
CN201280063001.XA
Other languages
English (en)
Inventor
K.康托马里斯
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.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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 EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of CN104011165A publication Critical patent/CN104011165A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
    • 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
    • C09K2205/22—All components of a mixture being fluoro compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

本发明涉及在高温热泵中产生加热的方法。所述方法包括在冷凝器中冷凝包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的蒸汽工作流体冷凝，从而产生液体工作流体。本发明还涉及提升在高温热泵设备中的最高可行冷凝器操作温度的方法。该方法包括向高温热泵中装入包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。本发明还涉及含工作流体的高温热泵设备，所述工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。本发明还涉及组合物，所述组合物包含：(i)E-HFO-1438mzz和HFC-245eb；与(ii)防止在55℃或更高温度下的降解的稳定剂，(iii)适于在55℃或更高温度下使用的润滑剂，或(ii)和(iii)两者。

Description

E-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-戊烯和任选的1,1,1,2,3-五氟丙烷在高温热泵中的用途
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2011年12月21日提交的美国临时专利申请61/578,370的优先权利益。
技术领域
本发明涉及在许多应用中，并且具体地，在高温热泵中具有用途的方法和系统。
背景技术
本发明的组合物是持续寻找下一代的低全球变暖潜能值材料的一部分。此类材料必须具有通过超低全球变暖潜能值和零臭氧损耗潜势衡量的低环境影响。需要新型高温热泵工作流体。
发明内容
本发明涉及包含E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯(即E-HFO-1438mzz)和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷(即HFC-245eb)的组合物，以及在冷却器中使用E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的方法和系统。
本发明的实施例涉及化合物E-HFO-1438mzz自身或其与一种或多种下文详述的其它化合物的组合。
根据本发明提供了在高温热泵中产生加热的方法。所述方法包括在冷凝器中冷凝包含E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯(E-HFO-1438mzz)和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷(即HFC-245eb)的蒸汽工作流体，从而产生液体工作流体。
根据本发明还提供了提升高温热泵设备中的最高可行冷凝器操作温度的方法。所述方法包括向高温热泵中装入包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。
根据本发明还提供了高温热泵设备。所述设备包含工作流体，所述工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
根据本发明还提供了组合物。所述组合物包含：(i)基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的工作流体；与(ii)防止在55℃或更高温度下的降解的稳定剂，(iii)适于在55℃或更高温度下使用的润滑剂，或(ii)和(iii)两者。
附图说明
图1为根据本发明的溢流式蒸发器热泵设备的一个实施例的示意图。
图2为根据本发明的直接膨胀式热泵设备的一个实施例的示意图。
图3为根据本发明的级联热泵系统的示意图。
具体实施方式
在提出下述实施例详情之前，先定义或阐明一些术语。
全球变暖潜能值(GWP)是由空气排放一千克具体温室气体与排放一千克二氧化碳相比而得的评估相对全球变暖影响的指数。计算不同时间范围的GWP，显示指定气体的大气寿命效应。100年时间范围的GWP是通常所参考的值。
“The Scientific Assessment of Ozone Depletion，2002，A report of theWorld Meteorological Association’s Global Ozone Research and MonitoringProject”第1.4.4部分，第1.28-1.31页(参见该部分的第一段)中定义了臭氧损耗潜势(ODP)。ODP代表一种化合物相对于同质量的三氯氟甲烷(CFC-11)在平流层中导致的臭氧损耗程度。
制冷却量(有时称为冷却容量)是定义每单体质量的循环产生冷却剂或工作流体在蒸发器中制冷剂或工作流体的焓的变化的术语。体积冷却容量是指在蒸发器中每单位体积的制冷剂蒸汽离开蒸发器，由制冷剂或工作流体移除的热量。制冷量是制冷剂、工作流体或热传递组合物产生冷却的能力的量度。因此，工作流体的体积冷却容量越高，可在蒸发器处产生的冷却速率越大，并且用指定压缩机可达到的最大体积流量越大。冷却速率是指每单位时间内被蒸发器中制冷剂移除的热量。
相似地，体积热容量是定义每单位体积进入压缩机的制冷剂或工作流体蒸汽在冷凝器中被制冷剂或工作流体提供的热量的术语。制冷剂或工作流体的体积热容量越高，在冷凝器处产生的加热速率越大，并且用指定压缩机可达到的最大体积流量越大。
性能系数(COP)是在蒸发器中移除的热量除以操作压缩机所需的能量。COP越高，能量效率越高。COP与能量效率比率(EER)直接相关，所述能量效率比率为制冷设备或空调设备在一组具体内温和外温下的效率等级。
如本文所用，热传递介质(本文还称为加热介质)包含用于从待冷却的物体携带热至冷却器蒸发器或从冷却器冷凝器至冷却塔或其中热能够被排放到环境中的其它构造的组合物。
如本文所用，工作流体包含在循环中用来传递热的化合物或化合物的混合物，其中工作流体经历从液体至气体并再回至液体的反复循环的相变。
过冷为液体温度降至给定压力下液体的饱和点以下。饱和点是蒸汽组合物被完全冷凝成液体时的温度(还被称为泡点)。但是在给定压力下，过冷持续将液体冷却成更低温度的液体。通过将液体冷却至低于饱和温度，能够提高净制冷量。因而，过冷改善了系统的制冷量和能量效率。过冷量是冷却低于饱和温度的量(以度为单位)或液体组合物被冷却至低于其饱和温度的程度
过热为定义蒸汽组合物被加热高于其饱和蒸汽温度(如果组合物被冷却，则形成第一液滴的温度也称为“露点”)的程度的术语。
温度滑移(有时简称为“滑移”)是除任何过冷或过热外，因制冷系统组件内的制冷剂而致的相变过程的起始温度与最终温度之间的绝对差值。该术语可用于描述近共沸或非共沸组合物的冷凝或蒸发。
共沸组合物是两种或更多种不同组分的混合物，当在给定压力下为液体形式时，所述混合物将在基本上恒定的温度下沸腾，所述温度可以高于或低于单独组分的沸腾温度，并且将提供基本上与经历沸腾的整个液体组成相同的蒸汽组成。(参见例如M.F.Doherty和M.F.Malone的“ConceptualDesign of Distillation Systems”，McGraw-Hill(New York)，2001，185-186，351-359)。
因此，共沸组合物的基本特征在于：在给定压力下，液体组合物的沸点是固定的，并且沸腾组合物上方的蒸汽组成基本上就是整个沸腾液体组合物的组成(即，未发生液体组合物组分的分馏)。本领域还认识到，当共沸组合物在不同压力下经历沸腾时，共沸组合物中每种组分的沸点和重量百分比均可变化。因此，特征在于在特定压力下具有固定沸点的共沸组合物可从以下几方面进行定义：存在于组分之间的独特关系、或所述组分的组成范围、或所述组合物中每种组分的精确重量百分比。
对于本发明的目的而言，类共沸组合物是指行为基本上类似共沸组合物的组合物(即沸腾或蒸发时具有恒沸特性或无分馏趋势)。因此，在沸腾或蒸发期间，如果蒸汽和液体组成发生一些变化，则也仅发生最小程度或可忽略程度的变化。这与非类共沸组合物形成对比，在所述非类共沸组合物中，蒸汽和液体组成在沸腾或蒸发期间发生显著程度的变化。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其它变型均旨在涵盖非排他性的包括。例如，包含一系列元素的组合物、工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些元素，而可包括其它未明确列出的元素，或此类组合物、工艺、方法、制品或设备固有的元素。此外，除非有相反的明确说明，“或”是指包含性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，以下中任一者均满足条件A或B：A是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)，以及A和B都是真的(或存在的)。
连接短语“由...组成”不包括任何没有指定的元素、步骤或成分。如果是在权利要求中，则此类词限制权利要求，以不包含除了通常与之伴随的杂质以外不是所述那些的物质。当短语“由...组成”出现在权利要求正文的条款中，而不是紧接在前序之后时，该短语只限定在该条款中列出的要素；其它元素没有被排除在作为整体的权利要求之外。
连接短语“基本上由...组成”用于限定组合物、方法或设备除了照字面所公开的那些以外，还包括物质、步骤、部件、组分或元素，前提条件是这些另外包括的物质、步骤、部件、组分或元素确实在很大程度上影响了受权利要求书保护的本发明的一个或多个基本特征和新颖特征。术语“基本上由...组成”居于“包含”和“由...组成”之间。
当申请人已经用开放式术语如“包含”定义了本发明或其一部分，则应易于理解(除非另外指明)，说明书应被解释为，还使用术语“基本上由...组成”或“由...组成”描述本发明。
同样，使用“一个”或“一种”来描述本文所描述的要素和组分。这样做仅是为了方便并且对本发明的范围给出一般含义。该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且除非明显地另有所指，单数还包括复数。
除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语具有如本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管与本文所述的那些方法和材料的类似者或等同者均可用于本发明实施例的实践或检验，但合适的方法和材料是如下文所述的那些。除非引用具体段落，本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其它参考文献全文均以引用方式并入本文。如发生矛盾，以本说明书及其包括的定义为准。此外，材料、方法和例子仅是例证性的，并且不旨在进行限制。
E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯还称为E-HFO-1438mzz，可由本领域已知的方法制得，如PCT专利公布WO2009/079525中所述，在脱卤催化剂存在下使CF3CF2CCl2CF2CF3(CFC-41-10mca)与氢气反应生成CF3CF2CCl＝CFCF3(CFC-1419myx)；在脱卤催化剂存在下使CF3CF2CCl＝CFCF3(CFC-1419myx)与氢气反应生成CF3CF2C≡CCF3(八氟-2-戊炔)；并且在压力容器中，CF3CF2C≡CCF3与氢化催化剂反应生成CF3CF2CH＝CHCF3(1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯)。
HFC-245eb或1，1，1，2，3-五氟丙烷(CF3CHFCH2F)可通过1，1，1，2，3-五氟-2，3，3-三氯丙烷(CF3CClFCCl2F或CFC-215bb)在碳载钯催化剂之上的氢化来制备，如美国专利公布2009-0264690A1中所公开的，其全文并入本文中，或通过1，2，3，3，3-五氟丙烯(CF3CF＝CFH或HFO-1225ye)的氢化来制备，如美国专利5,396,000中所公开的，其以引用方式并入本文。
高温热泵方法
根据本发明，提供用于在具有冷凝器的高温热泵中产生加热的方法，其中将蒸汽工作流体冷凝以加热热传递介质并且将经加热的热传递介质传送出冷凝器至待加热的主体。所述方法包括在冷凝器中冷凝包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的蒸汽工作流体。
在一个实施例中提供了在高温热泵中产生加热的方法，所述方法包括在冷凝器中冷凝包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的蒸汽工作流体，从而产生液体工作流体。值得注意的是其中蒸汽工作流体基本上由E-HFO-1438mzz组成的方法。还值得注意的是其中将基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的蒸汽工作流体冷凝的方法。
在一个实施例中，产生加热的方法使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。值得注意的是基本上由E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb组成的工作流体，其中E-HFO-1438mzz的量为至少1重量％。还值得注意的是基本上由E-HFO-1438mzz组成的工作流体组合物。尤其值得注意的是基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的工作流体。还尤其值得注意的是包含1重量％至99重量％E-HFO-1438mzz和99重量％至重量％HFC-245eb的工作流体。
值得注意的是在产生加热的方法中使用不易燃的包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的组合物。期望经由标准测试ASTM681，包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的某些组合物是不易燃的。尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少35重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少36重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少37重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少38重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少39重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少40重量％E-HFO-1438mzz的组合物。
产生加热方法中特别有用的是其中工作流体基本上由E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb组成的那些实施例。还特别有用的是其中制冷剂是共沸或类共沸的那些实施例。
在产生加热的方法中还特别有用的是其中工作流体具有低GWP的那些实施例。当E-HFO-1438mzz的量为至少54重量％时，用于产生加热的方法中的组合物将具有小于150的GWP。
在一个实施例中，所述热量在包括所述冷凝器的热泵中产生，还包括使热传递介质通过所述冷凝器，从而所述工作流体的冷凝加热了所述热传递介质，以及将经加热的热传递介质从所述冷凝器传送到待加热的主体。
待加热的主体可为可被加热的任何空间、物体或流体。在一个实施例中，待加热的主体可为房间、建筑物、或机动车的乘客室。作为另外一种选择，在另一个实施例中，待加热的主体可为热传递介质或热传递流体。
在一个实施例中，所述热传递介质为水，并且所述待加热的主体为水。在另一个实施例中，所述热传递介质为水，并且所述待加热的主体为用于供暖的空气。在另一个实施例中，所述热传递介质为工业热传递液体，并且所述待加热的主体为化学工艺物流。
在另一个实施例中，产生加热的方法还包括在离心式压缩机中压缩工作流体蒸汽。
在一个实施例中，在具有冷凝器的热泵中产生加热包括使待加热的热传递介质通过所述冷凝器，从而加热所述热传递介质。在一个实施例中，所述热传递介质为空气，并且将经加热的空气从冷凝器传送到待加热的空间。在另一个实施例中，所述热传递介质为工艺物流的一部分，并且使所述经加热的部分返回至所述工艺中。
在一些实施例中，热传递介质(或加热介质)可选自水或二醇(如乙二醇或丙二醇)。尤其值得注意的是其中第一热传递介质为水并且待冷却的主体为用于空间冷却的空气的实施例。
在另一个实施例中，热传递介质可为工业热传递液体，其中待加热的主体为化学工艺物流，其包括工艺管道和工艺设备如蒸馏塔。值得注意的是工业热传递液体，所述液体包括离子液体、多种盐水如含水氯化钙或氯化钠、二醇如丙二醇或乙二醇、甲醇，以及其它热传递介质如“2006ASHRAE Handbook on Refrigeration”第4部分中所列的那些。
在一个实施例中，产生加热的方法包括在如上所述的与图1相关的溢流式蒸发器高温热泵中提取热量。在该方法中，液体工作流体在第一热传递介质附近蒸发形成工作流体蒸汽。第一热传递介质为温热液体如水，其经由管从低温热源传送到蒸发器中。温热液体被冷却，并且返回至低温热源，或传送到待冷却的主体如建筑物。然后工作流体蒸汽在第二热传递介质附近被冷凝，所述第二热传递介质为冷冻液体，来自待加热的主体(散热器)附近。第二热传递介质冷却工作流体，使得它冷凝形成液体工作流体。在该方法中，溢流式蒸发器热泵也可用于加热家用或工业用水或工艺物流。
在另一个实施例中，产生加热的方法包括在如上所述的关于图2的直接膨胀式高温热泵中产生加热。在该方法中，液体工作流体通过蒸发器并蒸发以产生工作流体蒸汽。第一液体热传递介质通过蒸发工作流体而冷却。第一液体热传递介质离开蒸发器至低温热源或待冷却的主体。然后工作流体蒸汽在第二热传递介质附近被冷凝，所述第二热传递介质为冷冻液体，来自待加热的主体(散热器)附近。第二热传递介质冷却工作流体，使得它冷凝形成液体工作流体。在该方法中，直接膨胀式热泵也可用于加热家用或工业用水或工艺物流。
在产生加热方法的一个实施例中，高温热泵包括为离心式压缩机的压缩机。
在本发明的另一个实施例中，公开了提升在高温热泵设备中的最高可行冷凝器操作温度的方法，所述方法包括向所述高温热泵中装入包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。
在高温热泵中使用E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb增加了这些热泵的容量，因为其允许在高于可由用于目前类似系统中的工作流体所实现的冷凝器温度下操作。用CFC-114达到的冷凝器温度是当前系统可达到的最高温度。表1提供了包含HFC-245eb和E-HFO-1438mzz的组合物的临界温度(Tcr)。使用对于这些高温所设计的设备，可实现为或略低于表1中所示临界温度的冷凝器操作温度。
表1
当使用CFC-114作为高温热泵中的工作流体时，最高可行冷凝器操作温度为约120℃。在提升最高可行冷凝器操作温度的方法的一个实施例中，当使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物作为热泵工作流体时，最高可行冷凝器操作温度提升至大于约100℃的温度。
在提升最高可行冷凝器操作温度的方法的另一个实施例中，当使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物作为热泵工作流体时，最高可行冷凝器操作温度提升至大于约120℃的温度。在提升最高可行冷凝器操作温度的方法的另一个实施例中，当使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物作为热泵工作流体时，最高可行冷凝器操作温度提升至大于约135℃的温度。
在提升最高可行冷凝器操作温度的方法的另一个实施例中，当使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物作为热泵工作流体时，最高可行冷凝器操作温度提升至大于约170℃的温度。
用使用E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的高温热泵达到高达170℃的温度可能是可行的。然而在高于155℃的温度下，压缩机或压缩机材料的某些变更可能是必要的。
根据本发明，为了提升冷凝器操作温度，有可能在原本设计用于所述高温热泵流体的系统中，用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体替换高温热泵流体(例如CFC-114或HFC-245fa)。
根据本发明，为了将所述系统转换成高温热泵系统的目的，还有可能在原本设计成使用常规冷却器工作流体的冷却器(例如使用HFC-134a或HCFC-123或HFC-245fa的冷却器)的系统中，使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。例如，在现有的冷却器系统中，可用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体替换常规的冷却器工作流体来达到该目的。
根据本发明，为了将所述系统转换成高温热泵系统的目的，还有可能在原本设计成使用常规适宜热泵工作流体的适宜(即，低温)热泵系统(例如使用HFC-134a或HCFC-123或HFC-245fa的热泵)的系统中，使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。例如，在现有的适宜热泵系统中，可用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体替换常规的适宜热泵工作流体来达到该目的。
包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物能够设计并操作动力式(例如，离心式)或容积式(例如螺杆式或涡旋式)热泵用于升级可在低温下获得的热量从而满足对在更高温度下加热的要求。将可用的低温热量供应给蒸发器并且在冷凝器处提取高温热量。例如，在可将来自85℃下操作的冷凝器的热量用于加热水(例如用于热水供暖或其它服务)的位置处(例如医院)，废热可用于被供应给在25℃下操作的热泵的蒸发器。
在一些情况下，热量可在高于上文建议的温度下从各种其它来源获得(例如来自工艺物流、地热或太阳能)，然而可能需要在甚至更高的温度下加热。例如，废热可在100℃下获得，然而就工业应用而言可能要求在130℃下加热。在本发明的方法或系统中，可将低温热量供应给动力式(例如离心式)或容积式热泵，以提升至130℃的期望温度并递送到冷凝器处。
高温热泵设备
在本发明的一个实施例中，提供了热泵设备，所述热泵设备包含工作流体，所述工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。值得注意的是其中工作流体基本上由E-HFO-1438mzz组成或其中工作流体基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的实施例。
热泵为用于产生加热和/或冷却的一类设备。热泵包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀装置。工作流体在反复循环中循环通过这些组件。在冷凝器处产生加热，其中当蒸汽工作流体冷凝形成液体工作流体时，从蒸汽工作流体中提取能量(以热能形式)。在蒸发器中产生冷却，其中吸收能量以蒸发工作流体形成蒸汽工作流体。
在一个实施例中，本发明的高温热泵设备包括(a)蒸发器，工作流体流动通过所述蒸发器并蒸发；(b)与所述蒸发器流体连通的压缩机，其将经蒸发的工作流体压缩至更高的压力；(c)与压缩机流体连通的冷凝器，高压工作流体蒸汽流动通过所述冷凝器并冷凝；和(d)与所述冷凝器流体连通的减压装置，其中降低经冷凝的工作流体的压力并且所述减压装置还与所述蒸发器流体连通，使得工作流体随后在反复循环中反复流动通过组件(a)、(b)、(c)和(d)。
在一个实施例中，所述高温热泵设备使用包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。值得注意的是基本上由E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb组成的工作流体，其中E-HFO-1438mzz的量为至少约1重量％。还尤其值得注意的是包含约1重量％至约99重量％E-HFO-1438mzz和约99重量％至约1重量％HFC-245eb的工作流体。
本文所述的组合物中任一种均可用于高温热泵中。值得注意的是高温热泵设备中使用不易燃的组合物E-HFO-1438mzz和HFC-245eb。期望经由标准测试ASTM681，包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的某些组合物是不易燃的。尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少35重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少36重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少37重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少38重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少39重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少40重量％E-HFO-1438mzz的组合物。
高温热泵设备中特别有用的是其中工作流体基本上由E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb组成的那些实施例。还特别有用的是其中制冷剂是共沸或类共沸的那些实施例。
高温热泵设备中还特别有用的是其中工作流体具有低GWP的那些实施例。当基本上由E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb组成的组合物中E-HFO-1438mzz的量为至少54重量％时，用于高温热泵设备中的组合物将具有低于150的GWP。
热泵可包括其一个实施例示于图1中的溢流式蒸发器，或其一个实施例示于图2中的直接膨胀式蒸发器。
热泵可使用容积式压缩机或离心式压缩机。容积式压缩机包括往复式、螺杆式或涡旋式压缩机。值得注意的是使用螺杆式压缩机的热泵。还值得注意的是使用离心式压缩机的热泵。
使用家用热泵产生加热的空气来加热住宅或居室(包括独户住宅或多户联排住宅)，并且产生约30℃至约50℃的最高冷凝器操作温度。
值得注意的是高温热泵，所述高温热泵可用于加热空气、水、另一种热传递介质或工业过程的某些部分如一件设备、储存区域或工艺物流。这些热泵可产生大于约55℃的最高冷凝器操作温度。高温热泵中可达到的最高冷凝器操作温度将取决于所用的工作流体。该最高冷凝器工作温度受限于工作流体的标准沸腾特性，并且还受限于热泵的压缩机可使蒸汽工作流体压力升至的压力。该最大压力还涉及热泵中所用的工作流体。
尤其有价值的是在至少约100℃的冷凝器温度下操作的高温热泵。E-HFO-1438mzz使离心式热泵的设计和操作成为可能，所述离心式热泵在高于许多当前可得工作流体可达到的那些冷凝器温度的冷凝器温度下操作。包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的工作流体能够设计并且操作热泵，其在高于与任何当前可用工作流体相关联的那些冷凝器的冷凝器温度下操作。
还值得注意的是用于同时产生加热和冷却的热泵。例如，独立热泵单元可产生家用热水，并且也可产生冷却以在夏季提供舒适的空调。
热泵，包括溢流式蒸发器和直接膨胀式，可与空气处理和分配系统连接在一起，以提供舒适的空调(冷却空气并且将空气除湿)和/或加热住宅(独户住宅或联排住宅)和大型商业建筑，包括旅馆、办公楼、医院、大学等。在另一个实施例中，热泵可用于加热水。
为说明热泵如何运行，图中做出注释。溢流式蒸发器热泵示于图1中。
在该热泵中，如箭头3处进入热泵所示，第一热传递介质进入携带来自低温源(未示出)的热量的热泵，通过具有入口和出口的蒸发器6中的管束或旋管9，所述第一热传递介质为包含水的温热液体，并且在一些实施例中包含添加剂或其它热传递介质如二醇(例如乙二醇或丙二醇)，所述低温源例如建筑物空气处理系统或从制冷设备的冷凝器流向冷却塔的热水。温热的第一热传递介质被递送到蒸发器6中，其中所述第一热传递介质被示于蒸发器6下部的液体工作流体冷却。液体工作流体在比流动通过管束或旋管9的温热的第一热传递介质更低的温度下蒸发。冷却的第一热传递介质如箭头4所示经由管束或旋管9的返回部分再循环回至低温热源。蒸发器6的下部所示的液体工作流体蒸发并进入压缩机7中，该压缩机使工作流体蒸汽的压力和温度升高。压缩机7压缩此蒸汽，使得在冷凝器5中，它可在比工作流体蒸汽离开蒸发器6时的压力和温度更高的压力和温度下冷凝。第二热传递介质在箭头1处经由冷凝器5中的管束或旋管10进入冷凝器，所述冷凝器来自提供高温热量的位置(“散热器”)如家用或工业用水加热器或热水供暖系统。所述第二热传递介质在过程中升温，并且经由管束或旋管10的归返环路和箭头2返回至散热器。该第二热传递介质使冷凝器5中的工作流体蒸汽冷却，并将蒸汽冷凝为液体工作流体，使得冷凝器5的下部存在液体工作流体。冷凝器5中的经冷凝的液体工作流体经过膨胀装置8流回到蒸发器6中，该膨胀装置可为孔口、毛细管或膨胀阀。膨胀装置8降低了液体工作流体的压力，并且将液体工作流体部分地转化为蒸汽，换句话讲，当冷凝器5与蒸发器6之间的压力下降时，液体工作流体闪蒸。将工作流体即液体工作流体和工作流体蒸汽快速冷却至蒸发器压力下的饱和温度，使得液体工作流体和工作流体蒸汽均存在于蒸发器6中。
在一些实施例中，将工作流体蒸汽压缩至超临界状态，并且冷凝器5被气体冷却器代替，其中工作流体蒸汽被冷却成液态而不冷凝。
在一些实施例中，用于图1所示设备中的第一热传递介质为冷冻水，所述冷冻水从其中提供空调的建筑物或从某些其它待冷却主体返回。在蒸发器6处从返回的冷冻水中提取热量，并且将冷却的冷冻水供回至建筑物或其它待冷却的主体。在该实施例中，图1中所示设备同时用于冷却第一热传递介质和加热第二热传递介质，所述第一热传递介质向待冷却的主体(例如建筑物空气)供冷，所述第二热传递介质向待加热的主体(例如家用或工业用水或工艺物流)供热。
应当理解，图1中所示设备可在蒸发器6处从多种热源中提取热量，所述热源包括太阳热、地热和废热，并且将热量从冷凝器5供往多个散热器。
应该指出的是，就单组分工作流体组合物而言，蒸发器和冷凝器中蒸汽工作流体的组成与蒸发器和冷凝器中液体工作流体的组成相同。在这种情况下，蒸发将在恒定温度下发生。然而，如果如本发明中一样使用工作流体共混物(或混合物)，则蒸发器中(或冷凝器中)的液体工作流体和工作流体蒸汽可具有不同的组成。这可导致系统无效和设备服务困难，因此单一组分的工作流体更为可取。共沸物或类共沸物组合物在热泵中起到基本上如同单一组分工作流体的作用，使得液体组成和蒸汽组成基本上相同，减少了可能因使用非共沸或非类共沸物组合物而造成的任何低效能。
直接膨胀式热泵的一个实施例示于图2中。在如图2所示的热泵中，第一液体热传递介质为温热液体如温水，其从入口14处进入蒸发器6′。大多数液体工作流体(和少量工作流体蒸汽)在箭头3′处进入蒸发器的旋管9′并且蒸发。因此，第一液体加热介质在蒸发器6′中冷却，并且经冷却的第一液体加热介质在出口16处离开蒸发器6′，并被送至低温热源(例如流至冷却塔的温水)。工作流体蒸汽在箭头4′处离开蒸发器6′，并被送至压缩机7′，其中所述工作流体蒸汽被压缩并且作为高温高压工作流体蒸汽离开。该工作流体蒸汽通过1′处的冷凝器旋管10′进入冷凝器5′。所述工作流体蒸汽由冷凝器5′中的第二液体加热介质如水冷却并且变成液体。第二液体加热介质通过冷凝器热传递介质入口20进入冷凝器5′。该第二液体加热介质提取来自冷凝工作流体蒸汽的热量，所述冷凝工作流体蒸汽变为液体工作流体，这温热了冷凝器5′中的第二液体加热介质。第二液体加热介质通过冷凝器热传递介质出口18离开冷凝器5′。经冷凝的工作流体通过较低的旋管10′离开冷凝器5′并流动通过膨胀装置12，所述膨胀装置可为孔口、毛细管或膨胀阀。膨胀装置12降低液体工作流体的压力。由于膨胀而产生的少量蒸汽与液体工作流体一起通过旋管9′进入到蒸发器6′中，并且反复循环。在一些实施例中，将工作流体蒸汽压缩至超临界状态，并且图2中的容器5′代表气体冷却器，其中工作流体蒸汽被冷却成液态而不冷凝。
在一些实施例中，用于图2所示设备中的第一液体加热介质为冷冻水，所述冷冻水从其中提供空调的建筑物或从某些其它待冷却主体返回。在蒸发器6′处从返回的冷冻水中提取热量，并且将冷却的冷冻水供回至建筑物或其它待冷却的主体。在该实施例中，图2中所示的设备用于冷却向待冷却的主体(例如建筑物空气)供冷的第一热传递介质(可被称为液体加热介质但是在这种情况下实际用于冷却)，并且同时加热向待加热的主体(例如家庭或工业用水或工艺物流)供热的第二热传递介质(或液体加热介质)。
应当理解，图2中所示的设备可在蒸发器6′处从多种热源中提取热量，所述热源包括太阳热、地热和废热，并且将热量从冷凝器5′供往多个散热器。
可用于本发明中的压缩机包括动力式压缩机。值得注意的是，动力式压缩机的例子为离心式压缩机。离心式压缩机使用旋转元件来径向加速工作流体，并且通常包括封装于壳体中的叶轮和扩散器。离心式压缩机通常在叶轮入口处或循环叶轮的中心入口处吸入工作流体，并且将其径向向外离心加速。一定的静压升出现在叶轮中，但是大多数压升出现在壳体的扩散器段，其中速度被转化成静压。每个叶轮-扩散器组为压缩机的一级。离心式压缩机可由1至12级或更多的级组成，这取决于所需的最终压力以及待处理的制冷剂体积。
压缩机的压力比或压缩比为绝对出口压力与绝对入口压力的比率。由离心式压缩机递送的压力在较宽的容量范围内几乎是恒定的。离心式压缩机可产生的压力取决于叶轮的端速。端速是在叶轮的顶端处测量的叶轮速度，并且与叶轮直径及其每分钟转速相关。具体应用中所需的端速取决于将工作流体热力学状态从蒸发器提升至冷凝器条件所需的压缩功。离心式压缩机的容积流通能力由通过叶轮的通道尺寸而定。这使得压缩机的尺寸比所需的容积流通能力更取决于所需的压力。
还值得注意的是，动力式压缩机的例子为轴流式压缩机。流体以轴向进入和离开的压缩机称为轴流式压缩机。轴流式压缩机为旋转型、翼面型或桨叶型压缩机，其中工作流体基本上平行于旋转轴线流动。这与其中工作流体可轴向进入但在出口上将具有显著径向组分的其它旋转压缩机如离心式流压缩机或混合流式压缩机形成对比。轴流式压缩机产生连续的压缩气流，并且具有高效率和大质量流量的有益效果，尤其与它们的横截面有关。然而，它们确实需要多排翼面来达到大的压升，使得它们相对于其它设计更显得复杂和昂贵。
可用于本发明的压缩机还包括容积式压缩机。容积式压缩机将蒸汽吸入室中，并且使所述室的体积减小以压缩蒸汽。在压缩后，通过进一步将所述室的体积减小至零或几乎为零而迫使蒸汽离开所述室。
值得注意的是，容积式压缩机的例子为往复式压缩机。往复式压缩机使用由机轴驱动的活塞传动。它们可以是固定式的或便携式的，可以是单极的或多级的，并且可由电动马达或内燃机驱动。5至30hp的小型往复式压缩机见于机动车应用中，并且通常用于间歇负载。至多100hp的较大型往复式压缩机存在于大型工业应用中。出口压力在低压至超高压(高于5000psi或35MPa)的范围内。
还值得注意的是，容积式压缩机的例子为螺杆式压缩机。螺杆式压缩机使用两个啮合的旋转容积式螺旋状螺杆，以迫使气体进入更小的空间中。螺杆式压缩机通常用于商业和工业应用的连续操作中，并且可以是固定式的或便携式的。它们的应用可为5hp(3.7kW)至超过500hp(375kW)，并且可从低压至超高压(高于1200psi或8.3MPa)。
还值得注意的是，容积式压缩机的例子为涡旋式压缩机。涡旋式压缩机与螺杆式压缩机相似，并且包括两个交错的螺旋形涡轮来压缩气体。该出口比旋转螺杆式压缩机的出口更加脉冲化。
在一个实施例中，高温热泵设备可包括多于一个的加热回路(或环路)。当蒸发器在接近应用所需的冷凝器温度的温度下操作时，用E-HFO-1438mzz或E-HFO-1438mzz和HFC-245eb作为工作流体操作的高温热泵的性能(加热性能系数和体积加热容量)将大为改善。如果供给蒸发器的热量仅可用于低温，从而要求高温升而导致性能不佳，则双流体/双回路级联循环构型将是有利的。级联循环的低段或低温回路将用沸点比E-HFO-1438mzz(或E-HFO-1438mzz和HFC-245eb)低并且优选具有低GWP的流体来操作，如Z-HFO-1336mzz、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(1，2，3，3-四氟丙烯)、HFO-1243zf(3，3，3-三氟丙烯)、HFC-32(二氟甲烷)、HFC-125(五氟乙烷)、HFC-134a(1，1，1，2-四氟乙烷)、HFC-134(1，1，2，2-四氟乙烷)、HFC-143a(1，1，1-三氟乙烷)、HFC-152a(1，1-二氟乙烷)、HFC-227ea(1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烯)，以及它们的共混物，如HFO-1234yf/HFC-32、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125、HFO-1234yf/HFC-134a、HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-32、HFO-1234yf/HFC-134、HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-134、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125/HFC-134a、E-HFO-1234ze/HFC-32、E-HFO-1234ze/HFC-32/HFC-125、E-HFO-1234ze/HFC-134a、E-HFO-1234ze/HFC-134、E-HFO-1234ze/HFC-134a/HFC-134、E-HFO-1234ze/HFC-227ea、E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-227ea、E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea、HFO-1234yf/E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HEC-227ea等。
级联循环的低温回路(或低温环路)的蒸发器接收可用的低温热，使热升至介于可用低温热的温度与所需供热负载的温度之间的温度，并且在级联换热器中将热传送至级联系统的高段或高温回路(或高温环路)。然后，用E-HFO-1438mzz(或E-HFO-1438mzz和HFC-245eb)操作的高温回路进一步使在级联换热器中所接收的热升至所需的冷凝器温度，以符合所期望的热负载。级联概念可延伸至具有三个或更多个回路的构型，将热升至更广泛的温度范围，并且在不同的温度亚范围内使用不同的流体，以使性能最佳化。
在具有多于一个级的高温热泵设备的一个实施例中，第一工作流体包含至少一种选自HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(E-或Z-离聚物)和HFC-1243zf的氟代烯烃。
在具有多于一个级的高温热泵设备的另一个实施例中，第一工作流体包含至少一种选自HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a和HFC-227ea的氟代烷烃。
在具有多于一个段的高温热泵设备的另一个实施例中，最终段之前的段的工作流体包含至少一种选自HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(E-或z-离聚物)和HFC-1243zf的氟代烯烃。
在具有多于一个段的高温热泵设备的另一个实施例中，其中最终段之前的段的工作流体包含至少一种选自HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a和HFC-227ea的氟代烷烃。根据本发明，提供了级联热泵系统，所述系统具有至少两个使工作流体循环通过各环路的加热环路。在一个实施例中，高温热泵设备具有至少两个布置为级联加热系统的加热段，其中每一段与下一阶热连通，并且其中每一段均使工作流体从其中循环通过，其中将热量紧接从在前段传递至最终段，并且其中所述最终段的加热流体包含HFC-245eb和任选的Z-HFO-1336mzz。
在另一个实施例中，高温热泵设备具有至少两个布置为级联加热系统的加热段，每一段均使工作流体从其中循环通过，所述级联加热系统包括(a)用于降低第一工作流体液体的压力和温度的第一膨胀装置；(b)与所述第一膨胀装置流体连通的具有入口和出口的蒸发器；(c)与所述蒸发器流体连通并具有入口和出口的第一压缩机；(d)级联换热器系统，所述系统与所述第一压缩机流体连通并且具有：(i)第一入口和第一出口，与(ii)与第一入口和第一出口热连通的第二入口和第二出口；(e)与所述级联换热器系统的第二出口流体连通并具有入口和出口的第二压缩机；(f)与所述第二压缩机流体连通并具有入口和出口的冷凝器；以及(g)与所述冷凝器流体连通的第二膨胀装置；其中所述第二工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
根据本发明，提供了级联热泵系统，所述系统具有至少两个使工作流体循环通过各环路的加热环路。此类级联系统的一个实施例一般性地示于图3的110处。本发明的级联热泵系统110具有至少两个加热环路，包括第一或低环路112，其为低温环路，和第二或高环路114，其为高温环路114。各自使工作流体循环通过。
级联热泵系统110包括第一膨胀装置116。第一膨胀装置116具有入口116a和出口116b。第一膨胀装置116降低循环通过第一或低温环路112的第一工作流体液体的压力和温度。
级联热泵系统110还包括蒸发器118。蒸发器118具有入口118a和出口118b。来自第一膨胀装置116的第一工作流体液体通过蒸发器入口118a进入蒸发器118，并且在蒸发器118中蒸发以形成第一工作流体蒸汽。然后使第一工作流体蒸汽循环至蒸发器出口118b。
级联热泵系统110还包括第一压缩机120。第一压缩机120具有入口120a和出口120b。来自蒸发器118的第一工作流体蒸汽循环至第一压缩机120的入口120a并被压缩，从而提高第一工作流体蒸汽的压力和温度。然后经压缩的第一工作流体蒸汽循环至第一压缩机120的出口120b。
级联热泵系统110还包括级联换热器系统122。级联换热器122具有第一入口122a和第一出口122b。来自第一压缩机120的第一工作流体蒸汽进入换热器122的第一入口122a，并且在换热器122中被冷凝以形成第一工作流体液体，从而排放热量。然后第一工作流体液体循环至换热器122的第一出口122b。换热器122还包括第二入口122c和第二出口122d。第二工作流体液体从第二入口122c循环至换热器122的第二出口122d，并被蒸发以形成第二工作流体蒸汽，从而吸收由第一工作流体排放的热量(当其被冷凝时)。然后第二工作流体蒸汽循环至换热器122的第二出口122d。因此，在图3的实施例中，第二工作流体直接吸收由第一工作流体排放的热量。
级联热泵系统110还包括第二压缩机124。第二压缩机124具有入口124a和出口124b。来自级联换热器122的第二工作流体蒸汽通过入口124a被吸入压缩机124中并被压缩，从而提高第二工作流体蒸汽的压力和温度。然后第二工作流体蒸汽循环至第二压缩机124的出口124b。
级联热泵系统110还包括具有入口126a和出口126b的冷凝器126。来自第二压缩机124的第二工作流体从入口126a循环，并且在冷凝器126中冷凝以形成第二工作流体液体，从而产生热量。第二工作流体液体通过出口126b离开冷凝器126。
级联热泵系统110还包括具有入口128a和出口128b的第二膨胀装置128。第二工作流体液体通过第二膨胀装置128，所述第二膨胀装置降低离开冷凝器126的第二工作流体液体的压力和温度。该液体在该膨胀期间可为部分蒸发的。降低压力和温度的第二工作流体液体从膨胀装置128循环至级联换热器系统122的第二入口122c。
此外，E-HFO-1438mzz在高于其临界温度的温度下的稳定性，能够设计根据超临界/跨临界循环操作的热泵，其中热量由超临界状态下的工作流体排放，并且可用于一定范围的温度(包括高于E-HFO-1438mzz临界温度的温度)。超临界流体在不通过等温冷凝过渡时期的情况下被冷却至液态。
就高温冷凝器操作(与高温升和压缩机高排放温度相关联)而言，工作流体(例如E-HFO-1438mzz或E-HFO-1438mzz和HFC-245eb)和具有高度热稳定性的润滑剂(可能与油冷却或其它缓和方法结合)的制剂将是有利的。
就高温冷凝器操作(与高温升和压缩机高排放温度相关联)而言，使用无需使用润滑剂的磁性离心式压缩机(例如Danfoss-Turbocor型)将是有利的。
就高温冷凝器操作(与高温升和压缩机高排放温度相关联)而言，也可能需要使用具有高度热稳定性的压缩机材料(例如轴封等)。
包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物可用于与有助于除去水分的分子筛结合的高温热泵设备。干燥剂可由活性氧化铝、硅胶或基于沸石的分子筛组成。在一些实施例中，最常用的分子筛具有约3埃至6埃的孔尺寸。代表性的分子筛包括MOLSIV XH-7、XH-6、XH-9和XH-11(UOP LLC，Des Plaines，IL)。
高温热泵组合物
提供了组合物用于高温热泵中。所述组合物包含(i)基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的工作流体；与(ii)防止在55℃或更高温度下的降解的稳定剂；(iii)适于在55℃或更高温度下使用的润滑剂，或(ii)和(iii)两者。值得注意的是其中工作流体组分基本上由E-HFO-1438mzz组成或其中工作流体组分基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的组合物。值得注意的是高温热泵中使用为共沸或类共沸混合物的工作流体。当用于高温热泵中时，为非共沸或类共沸的混合物分馏至一定程度。
本文所述的组合物中的任一种均可用于高温热泵中。值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的组合物，所述组合物尤其可用于高温热泵中，是共沸或类共沸的。共沸组合物在高温热泵的换热器例如蒸发器和冷凝器中将具有零滑移。
在2011年2月4日提交的美国临时专利申请序列号61/439,389(现公布为PCT国际专利申请公开WO2012/106656，于2012年8月9日公布)中已发现，E-HFO-1438mzz和HFC-245eb形成共沸和类共沸组合物。
值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的不易燃的任何组合物。期望经由标准测试ASTM681，包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的某些组合物是不易燃的。尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少35重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少36重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少37重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少38重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少39重量％E-HFO-1438mzz的组合物。还尤其值得注意的是包含E-HFO-1438mzz和HFC-245eb并且具有至少40重量％E-HFO-1438mzz的组合物。
还尤其可用的是其中工作流体具有低GWP的任何组合物。当基本上由E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb组成的组合物中E-HFO-1438mzz的量为至少54重量％时，用于高温热泵中的组合物将具有低于150的GWP。
包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的组合物中的任一种还可包含至少一种润滑剂和/或与至少一种润滑剂组合使用，所述润滑剂选自聚亚烷基二醇、多元醇酯、聚乙烯醚、矿物油、烷基苯、合成链烷烃、合成环烷烃、和聚(α)烯烃。
可用的润滑剂包括适合与高温热泵设备一起使用的那些。在这些润滑剂中包括通常用于采用氯氟烃制冷剂的蒸汽压缩制冷设备中的那些。在一个实施例中，润滑剂包括在压缩制冷润滑领域中通常称为“矿物油”的那些矿物油包括链烷烃(即直链和支碳链饱和烃)、环烷烃(即环状链烷烃)和芳烃(即包含一个或多个环的不饱和环状烃，所述环的特征在于交替的双键)。在一个实施例中，润滑剂包含在压缩制冷润滑领域中通常称为“合成油”的那些。合成油包括烷基芳烃(即直链和支化的烷基烷基苯)、合成链烷烃和环烷烃和聚(α-烯烃)。代表性的常规润滑剂为可商购获得的BVM 100N(由BVA Oils出售的链烷烃矿物油)、以商标3GS和5GS从Crompton Co.商购获得的环烷烃矿物油、以商标372LT从Pennzoil商购获得的环烷烃矿物油、以商标RO-30从CalumetLubricants商购获得的环烷烃矿物油、以商标75、150和500从Shrieve Chemicals商购获得的直链烷基苯，以及HAB22(由NipponOil出售的支化烷基苯)。
可用的润滑剂还可包括设计与氢氟烃制冷剂一起使用并且可在压缩制冷和空调设备的操作条件下与本发明制冷剂混溶的那些。此类润滑剂包括但不限于多元醇酯(POE)，例如100(Castrol(United Kingdom))、聚亚烷基二醇(PAG)(例如得自Dow(Dow Chemical(Midland，Michigan))的RL-488A)、聚乙烯醚(PVE)，以及聚碳酸酯(PC)。
通过考虑给定压缩机的要求和润滑剂将暴露的环境来选择润滑剂。
值得注意的是高温下具有稳定性的高温润滑剂。热泵将达到的最高温度将决定需要哪种润滑剂。在一个实施例中，润滑剂在至少55℃的温度下必须稳定。在另一个实施例中，润滑剂在至少150℃的温度下必须稳定。在另一个实施例中，润滑剂在至少155℃的温度下必须稳定。在另一个实施例中，润滑剂在至少165℃的温度下必须稳定。尤其值得注意的是在最高约200℃下稳定的聚(α-烯烃)(POA)润滑剂，和在最高约200至220℃的温度下稳定的多元醇酯(POE)润滑剂。还尤其值得注意的是在约220至约350℃的温度下具有稳定性的全氟聚醚润滑剂。PFPE润滑剂包括以商品名购自DuPont(Wilmington，DE)的那些，如热稳定性最高约300至350℃的XHT系列。其它PFPE润滑剂包括以商品名DemnumTM由DaikinIndustries(Japan)出售的热稳定性最高约280至330℃的那些，以及以商品名和购自Ausimont(Milan，Italy)的那些，如以商品名-Y或-Z获得的热稳定性最高约220至260℃的那些。
就高温冷凝器操作(与高温升和压缩机高排放温度相关联)而言，工作流体(例如E-HFO-1438mzz或E-HFO-1438mzz和HFC-245eb)和具有高度热稳定性的润滑剂(可能与油冷却或其它缓和方法结合)的制剂将是有利的。
在一个实施例中，本发明包括组合物，所述组合物包含：(a)E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb；与(b)适于在至少约100℃的温度下使用的至少一种润滑剂；值得注意的是其中润滑剂适于在至少约150℃的温度下使用的实施例。还值得注意的是其中润滑剂适于在至少约165℃的温度下使用的实施例。
在一个实施例中，本发明的组合物的中任一种还可包含0.01重量％至5重量％的稳定剂、自由基清除剂或抗氧化剂。其它此类添加剂包括但不限于硝基甲烷、受阻酚、羟胺、硫醇、亚磷酸盐、或内酯。可以使用单一的添加剂或组合。
任选地，在另一个实施例中，可按需要向本文所公开的任何工作流体中加入某些制冷、空调、或热泵系统添加剂，以增强性能和系统稳定性。这些添加剂是制冷和空调领域中已知的，并且包括但不限于抗磨剂、极压润滑剂、腐蚀和氧化抑制剂、金属表面去活化剂、自由基清除剂，以及泡沫控制剂。一般来讲，这些添加剂可以相对于总组合物而言较小的量存在于工作流体中。通常使用浓度小于0.1重量％至多达3重量％的每种添加剂。这些添加剂根据单独的系统要求来选择。这些添加剂包括磷酸三芳基酯系列的EP(极压)润滑添加剂，例如丁基化磷酸三苯基酯(BTPP)，或其它烷基化磷酸三芳基酯(如得自Akzo Chemicals的Syn-0-Ad8478)、磷酸三甲苯酯以及相关的化合物。此外，二烷基二硫代磷酸金属盐(例如二烷基二硫代磷酸锌或ZDDP，Lubrizol1375)以及此类化学物质的其它成员可被用于本发明的组合物中。其它抗磨添加剂包括天然成品油和非对称性多羟基润滑添加剂，例如Synergol TMS(Intemational Lubricants)。类似地，可采用稳定剂，例如抗氧化剂、自由基清除剂，以及水清除剂。此类化合物可包括但不限于丁基化羟基甲苯、环氧化物，以及它们的混合物。腐蚀抑制剂包括十二烷基琥珀酸(DDSA)、磷酸胺(AP)、油酰肌氨酸、咪唑衍生物、和取代的磺酸酯。金属表面去活化剂包括草酰基双(亚苄基)酰肼(CAS注册号6629-10-3)、N，N′-双(3，5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰肼)(CAS注册号32687-78-8)、2，2，′-草酰胺基双-(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸乙酯)(CAS注册号70331-94-1)、N，N′-(二亚水杨基)-1，2-二氨基丙烷(CAS注册号94-91-7)和乙二胺四乙酸(CAS注册号60-00-4)及其盐，以及它们的混合物。
本发明组合物中的任一种可包含稳定剂，所述稳定剂包含至少一种选自以下的化合物：受阻酚、硫代磷酸盐、丁基化硫代磷酸三苯酯、有机磷酸酯或亚磷酸酯、芳基烷基醚、萜烯、萜类化合物、环氧化物、氟化环氧化物、氧杂环丁烷、抗坏血酸、硫醇、内酯、硫醚、胺、硝基甲烷、烷基硅烷、二苯甲酮衍生物、芳基硫醚、二乙烯基对苯二甲酸、二苯基对苯二甲酸、离子液体，以及它们的混合物。代表性的稳定剂化合物包括但不限于生育酚；对苯二酚；叔丁基对苯二酚；单硫代磷酸酯；和二硫代磷酸酯，可以商品名63从Ciba Specialty Chemicals(Basel，Switzerland)商购获得，下文称为“Ciba”；二烷基硫代磷酸酯，可分别以商品名353知350从Ciba商购获得；丁基化的硫代磷酸三苯酯，可以商品名232从Ciba商购获得；磷酸胺，可以商品名349(Ciba)从Ciba商购获得；可以168从Ciba商购获得的受阻亚磷酸酯；磷酸酯诸如可以商品名OPH从Ciba商购获得的亚磷酸三(二叔丁基苯基)酯；亚磷酸二正辛基酯；以及可以商品名DDPP从Ciba商购获得的亚磷酸二苯基异癸基酯；苯甲醚；1，4-二甲氧基苯；1，4-二乙氧基苯；1，3，5-三甲氧基苯；右旋柠檬烯；视黄醛；蒎烯；薄荷醇；维生素A；萜品烯；二戊烯；番茄红素；β胡萝卜素；莰烷；1，2-环氧丙烷；1，2-环氧丁烷；正丁基缩水甘油醚；三氟甲基环氧乙烷；1，1-双(三氟甲基)环氧乙烷；3-乙基-3-羟甲基环氧丙烷，例如OXT-101(Toagosei Co.，Ltd)；3-乙基-3-((苯氧基)甲基)-环氧丙烷，例如OXT-211(Toagosei Co.，Ltd)；3-乙基-3-((2-乙基己氧基)甲基)-环氧丙烷，例如OXT-212(Toagosei Co.，Ltd)；抗坏血酸；甲硫醇(甲基硫醇)；乙硫醇(乙基硫醇)；辅酶A；二巯基琥珀酸(DMSA)；圆柚硫醇((R)-2-(4-甲基环己-3-烯基)丙烷-2-硫醇))；半胱氨酸((R)-2-氨基-3-磺酰基丙酸)；硫辛酰胺(1，2-二硫戊环-3-戊酰胺)；5，7-双(1，1-二甲基乙基)-3-[2，3(或3，4)-二甲基苯基]-2(3H)-苯并呋喃酮，可以商品名HP-136从Ciba商购获得；苄基苯基硫醚；二苯硫醚；二异丙基胺；3，3′-硫代二丙酸双十八烷基酯，可以商品名PS802(Ciba)从Ciba商购获得；3，3′-硫代丙酸双十二烷基酯，可以商品名PS800从Ciba商购获得；癸二酸二-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，可以商品名770从Ciba商购获得；琥珀酸聚(N-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基-哌啶基)酯，可以商品名622LD(Ciba)从Ciba商购获得；甲基双牛脂胺；双牛脂胺；苯酚-α-萘胺；双(二甲基氨基)甲基硅烷(DMAMS)；三(三甲基甲硅烷基)硅烷(TTMSS)；乙烯基三乙氧基硅烷；乙烯基三甲氧基硅烷；2，5-二氟二苯甲酮；2′，5′-二羟基苯乙酮；2-氨基二苯甲酮；2-氯二苯甲酮；苄基苯基硫醚；二苯硫醚；二苄硫醚；离子液体等。
在一个实施例中，离子液体稳定剂包括至少一种离子液体。离子液体是为液体或具有低于100℃的熔点的有机盐。在另一个实施例中，离子液体稳定剂包含含有阳离子和阴离子的盐，所述阳离子选自吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、噁唑鎓，以及三唑鎓；所述阴离子选自[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-，以及F-。代表性的离子液体稳定剂包括emimBF4(1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐)；bmim BF4(1-丁基-3-甲基咪唑四硼酸盐)；emim PF6(1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)；以及bmim PF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)，以上所有化合物均得自Fluka(Sigma-Aldrich)。
实例
本文所描述的概念将在下列实例中进一步描述，所述实例不限制权利要求中描述的本发明的范围。
实例1
用纯E-HFO-1438mzz作为工作流体操作，使用热泵高温加热：T cond ＝85 ℃；T evap ＝25℃
表2总结了在以下条件下使用E-HFO-1438mzz，在介于蒸发器和冷凝器温度之间操作的热泵性能：
表2
E-HFO-1438mzz
蒸发器压力(kPa) 86.0
冷凝器压力(kPa) 577
COP加热 4.246
热容量(kJ/m3) 858
E-HFO-1438mzz可使动力式(例如，离心式)或容积式(例如螺杆式或涡旋式)热泵的设计和操作能够提升可在低温下获得的热量，从而满足在更高温度下加热的要求。将可用的低温热量供应给蒸发器，并且在冷凝器处提取高温热量。例如，在可将来自在85℃下操作的冷凝器的热量用于加热水(例如用于热水供暖或其它服务)的位置处(例如医院)，废热可用于被供应给在25℃下操作的热泵的蒸发器。
E-HFO-1438mzz能够提供良好性能，同时提供不易燃性和有吸引力的环境性能(即无ODP和低GWP)。
实例2
用纯E-HFO-1438mzz作为工作流体操作，使用热泵高温加热： T cond ＝130℃；T evap ＝100℃
在一些情况下，热量可在高于实例1中建议的温度下从各种其它来源获得(例如来自工艺物流、地热或太阳能)，然而可能需要在甚至更高的温度下加热。例如，废热可在100℃下获得，然而就工业应用而言可能要求在130℃下加热。可将低温热量供应给动力式(例如离心式)或容积式(例如往复式、螺杆式或涡旋式)热泵的蒸发器，以提升至130℃的期望温度并且递送到冷凝器处。
表3总结了在以下条件下用E-HFO-1438mzz操作以将热量从100℃提升至130℃的热泵性能：
表3
E-HFO-1438mzz
蒸发器压力(kPa) 828
冷凝器压力(kPa) 1,546
COP加热 6.567
热容量(kJ/m3) 3863
E-HFO-1438mzz能够提供良好性能，同时提供不易燃性和有吸引力的环境性能(即无ODP和低GWP)。
实例3
在100℃的冷凝温度下用E-HFO-1438mzz/HFC-245eb(35/65重量％) 共混物操作的热泵
表4总结了在以下条件下与HFC-245fa相比，使用E-HFO-1438mzz/HFC-245eb(35/65重量％)共混物(“共混物B”)，在介于蒸发器和冷凝器温度之间操作的热泵性能：
表4
共混物B HFC-245fa
E-HFO-1438mzz(重量％) 35
HFC-(重量)245eb 65
共混物GWP 197 1030
Tcr(℃) 154.1 154.0
Pevap(MPa) 0.28 0.34
Pcond(MPa) 1.06 1.26
PR 3.81 3.68
Tdisch(℃) 100 101
COPh 4.316 4.346
CAPh 2233 2707
冷凝器滑移(℃) 0.07 n/a
蒸发器滑移(℃) 0.01 n/a
表4中，Pevap是蒸发器的压力；Pcond是冷凝器的压力；PR是压力比率(Pcond/Pevap)；Tdisch为压缩机排放处的温度；COP是性能系数(能量效率的量度)；并且体积CAP为体积容量。表4示出共混物B将使热泵操作实现100℃的冷凝温度，具有与HFC-245fa相当的性能。共混物B的蒸发器和冷凝器滑移忽略不计，这对于具有溢流式蒸发器和冷凝器的大型热泵而言是有利的。共混物B具有显著低于HFC-245fa的GWP，并且预计是不易燃的。通过增加共混物中E-HFO-1438mzz的比例，可形成GWP低于共混物B的E-HFO-1438mzz/HFC-245eb共混物，而不显著损失性能。例如，包含大于54重量％E-HFO-1438mzz的E-HFO-1438mzz/HFC-245eb共混物将具有低于150的GWP。
实例4
在135℃的冷凝温度下用E-HFO-1438mzz/HFC-245eb(35/65重量％) 共混物操作的热泵
表5将在135℃的冷凝温度下使用E-HFO-1438mzz/HFC-245eb(35/65重量％)共混物(“共混物B”)作为工作流体操作的热泵性能与使用HFC-245fa的性能进行比较。蒸发器接收在Tevap＝80℃下的热量。
表5
共混物B HFC-245fa
E-HFO-1438mzz(重量％) 35
HFC-245eb(重量％) 65
共混物GWP 197
Tcr(℃) 154.1 154.0
Pevap(MPa) 0.65 0.79
Pcond(MPa) 2.16 2.58
PR 3.31 3.27
Tdisch(℃) 139 141
COP加热 3.951 3.986
CAP加热 4056 4892
冷凝器滑移(℃) 0.1O n/a
蒸发器滑移(℃) 0.03 n/a
表5中，Pevap是蒸发器的压力；Pcond是冷凝器的压力；PR是压力比率(Pcond/Pevap)；T disch为压缩机排放处的温度；COP是性能系数(能量效率的量度)；并且体积CAP为体积容量。表5示出共混物B将使热泵操作实现135℃的冷凝温度，具有与HFC-245fa相当的性能。共混物B的蒸发器和冷凝器滑移忽略不计，这对于具有溢流式蒸发器和冷凝器的大型热泵而言是有利的。共混物B具有显著低于HFC-245fa的GWP，并且预计是不易燃的。此外，共混物B的冷凝压力2.16MPa完全在最常见的大型离心式热泵界限内。此外，HFC-245fa的冷凝压力2.58MPa超过最常见的大型离心式热泵的最高可行工作压力。对于共混物B和HFC-245fa，非常可能需要一些压缩机改型，以适应表5中较高的排放温度。
选择的实施例
实施例A1：在高温热泵中产生加热的方法，所述方法包括在冷凝器中冷凝包含E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯(E-HFO-1438mzz)和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷(即HFC-245eb)的蒸汽工作流体，从而产生液体工作流体。
实施例A2：实施例A1的方法，还包括使热传递介质通过所述冷凝器，从而所述工作流体的冷凝加热了所述热传递介质，以及将所述经加热的热传递介质从所述冷凝器传送到待加热的主体。
实施例A3：实施例A1或A2的方法，其中所述工作流体基本上由E-HFO-1438mzz组成。
实施例A4：实施例A1至A3中任一项的方法，其中所述工作流体基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成，并且其中基于E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的总量计所述工作流体中的E-HFO-1438mzz为至少约1重量％。
实施例A5：实施例A2至A4中任一项的方法，其中所述热传递介质为水，并且待加热的主体为水。
实施例A6：实施例A2至A4中任一项的方法，其中所述热传递介质为水，并且待加热的主体为用于空间加热的空气。
实施例A7：实施例A2至A4中任一项的方法，其中所述热传递介质为工业热传递液体，并且所述待加热的主体为化学工艺物流。
实施例A8：实施例A1至A7中任一项的方法，还包括在动力式(例如轴流式或离心式)压缩机或容积式(例如往复式、螺杆式或涡旋式)压缩机中压缩所述工作流体蒸汽。
实施例A9：实施例A1至A8中任一项的方法，还包括使待加热流体通过所述冷凝器，从而加热所述流体。
实施例A10：实施例A9的方法，其中所述流体为空气，并且将加热的空气从所述冷凝器传送到待加热的空间。
实施例A11：实施例A9的方法，其中所述流体为工艺物流的一部分，并且使所述加热的部分返回至所述工艺中。
实施例A12：实施例A1至A11中任一项的方法，其中在至少两个加热段之间换热，包括：
吸收在选择的冷凝器温度下操作的加热段中的工作流体的热量，以及将该热量传递至在更高冷凝器温度下操作的另一加热段的工作流体；
其中在更高冷凝器温度下操作的加热段工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
实施例B1：提升在高温热泵设备中的最高可行冷凝器操作温度的方法，包括向所述高温热泵中加入包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。
实施例B2：实施例B1的方法，其中将所述最高可行冷凝器操作温度提升至大于约120℃的温度。
实施例C1：包含工作流体的高温热泵设备，所述工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
实施例C2：根据权利要求10所述的高温热泵设备，所述设备包括(a)蒸发器，工作流体流动通过所述蒸发器并蒸发；(b)与所述蒸发器流体连通的压缩机，其将经蒸发的工作流体压缩至更高的压力；(c)与压缩机流体连通的冷凝器，高压工作流体蒸汽流动通过所述冷凝器并冷凝；和(d)与所述冷凝器流体连通的减压装置，其中降低经冷凝的工作流体的压力并且所述减压装置还与所述蒸发器流体连通，使得工作流体随后在反复循环中反复流动通过组件(a)、(b)、(c)和(d)。
实施例C3：实施例C1-C2中任一项的高温热泵设备，所述设备包括动力式压缩机或容积式压缩机。
实施例C4：实施例C1至C3中任一项的设备，所述设备具有至少两个布置为级联加热系统的加热段，每一段使工作流体从其中循环通过，其中热量从在前段传递至所述最终段，并且其中所述最终段的加热流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
实施例C5：实施例C1至C4中任一项的设备，所述设备具有至少两个布置为级联加热系统的加热段，每一段均使工作流体从其中循环通过，所述设备包括：
(a)用于降低第一工作流体液体的压力和温度的第一膨胀装置；
(b)与所述第一膨胀装置流体连通的具有入口和出口的蒸发器；
(c)与所述蒸发器流体连通并具有入口和出口的第一压缩机；
(d)与所述第一压缩机流体连通的级联换热器系统，并且所述系统具有：
(i)第一入口和第一出口，和
(ii)与所述第一入口和出口热连通的第二入口和第二出口；
(e)与所述级联换热器系统的第二出口流体连通并具有入口和出口的第二压缩机；
(f)与所述第二压缩机流体连通并具有入口和出口的冷凝器；和
(g)与所述冷凝器流体连通的第二膨胀装置；
其中所述第二工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
实施例C6：实施例C1至C5中任一项的高温热泵设备，其中所述第一工作流体包含至少一种选自HFO-1234yf和E-1234ze的氟代烯烃。
实施例C7：实施例C1至C6中任一项的高温热泵设备，其中所述第一工作流体包含至少一种选自HFC-134a、HFC-134和HFC-227ea的氟代烷烃。
实施例C8：实施例C1至C7中任一项的高温热泵设备，其中所述第一工作流体选自由以下组成的组合物：
HFO-1234yf/HFC-32、
HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125、
HFO-1234yf/HFC-134a、
HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-32、
HFO-1234yf/HFC-134、
HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-134、
HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125/HFC-134a、
E-HFO-1234ze/HFC-32、
E-HFO-1234ze/HFC-32/HFC-125、
E-HFO-1234ze/HFC-134a、
E-HFO-1234ze/HFC-134、
E-HFO-1234ze/HFC-134a/HFC-134、
E-HFO-1234ze/HFC-227ea、
E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-227ea、
E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea和
HFO-1234yf/E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea。
实施例C9：实施例C1至C8中任一项的高温热泵设备，其中所述最终段之前的所述段的工作流体包含至少一种氟代烯烃，所述氟代烯烃选自HFO-1234yf和E-1234ze。
实施例C10：实施例C1至C9中任一项的高温热泵设备，其中所述最终段之前的段的工作流体包含至少一种氟代烯烃，所述氟代烯烃选自HFC-134a、HFC-134和HFC-227ea。
实施例D1：组合物，包含：(i)基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的工作流体；与(ii)防止在55℃或更高温度下的降解的稳定剂，(iii)适于在55℃或更高温度下使用的润滑剂，或(ii)和(iii)两者。

Claims (20)

1.在高温热泵中产生加热的方法，包括在冷凝器中冷凝包含E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯(E-HFO-1438mzz)和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷(即HFC-245eb)的蒸汽工作流体，从而产生液体工作流体。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括使热传递介质通过所述冷凝器，从而工作流体的所述冷凝加热了所述热传递介质，以及将经加热的热传递介质从所述冷凝器传送到待加热的主体。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述工作流体基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成，并且其中基于E-HFO-1438mzz和HFC-245eb的总量计所述工作流体中的E-HFO-1438mzz为至少约1重量％。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述热传递介质为工业热传递液体，并且所述待加热的主体为化学工艺物流。
5.根据权利要求2所述的方法，还包括在动力式(例如轴流式或离心式)压缩机或容积式(例如往复式、螺杆式或涡旋式)压缩机中压缩所述工作流体蒸汽。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括使待加热的流体通过所述冷凝器，从而加热所述流体。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在至少两个加热段之间交换热量，所述方法包括：
吸收在选择的冷凝器温度下操作的加热段中的工作流体中的热量，并且将该热量传递至在更高冷凝器温度下操作的另一加热段的工作流体；其中在更高冷凝器温度下操作的所述加热段的工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
8.提升在高温热泵设备中的最高可行冷凝器操作温度的方法，包括向所述高温热泵中装入包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb的工作流体。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述最高可行冷凝器操作温度提升至大于约120℃的温度。
10.包含工作流体的高温热泵设备，所述工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
11.根据权利要求10所述的高温热泵设备，包括动力式压缩机或容积式压缩机。
12.根据权利要求10所述的高温热泵设备，所述设备包括(a)蒸发器，工作流体流动通过所述蒸发器并蒸发；(b)与所述蒸发器流体连通的压缩机，其将经蒸发的工作流体压缩至更高的压力；(c)与所述压缩机流体连通的冷凝器，高压工作流体蒸汽流动通过所述冷凝器并冷凝；和(d)与所述冷凝器流体连通的减压装置，其中降低经冷凝的工作流体的压力并且所述减压装置还与所述蒸发器流体连通，使得所述工作流体随后在反复循环中反复流动通过组件(a)、(b)、(c)和(d)。
13.根据权利要求10所述的高温热泵设备，所述设备具有至少两个布置为级联加热系统的加热段，每一段均使工作流体从其中循环通过，其中热量从在前段传递至最终段，并且其中所述最终段的加热流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
14.根据权利要求13所述的高温热泵设备，所述设备具有至少两个布置为级联加热系统的加热段，每一段均使工作流体从其中循环通过，所述设备包括：
(a)用于降低第一工作流体液体的压力和温度的第一膨胀装置；
(b)与所述第一膨胀装置流体连通的具有入口和出口的蒸发器；
(c)与所述蒸发器流体连通并具有入口和出口的第一压缩机；
(d)与所述第一压缩机出口流体连通的级联换热器系统，其具有：
(i)第一入口和第一出口，和
(ii)与所述第一入口和出口热连通的第二入口和第二出口；
(e)与所述级联换热器系统的第二出口流体连通并具有入口和出口的第二压缩机；
(f)与所述第二压缩机流体连通并具有入口和出口的冷凝器；和
(g)与所述冷凝器流体连通的第二膨胀装置；
其中所述第二工作流体包含E-HFO-1438mzz和任选的HFC-245eb。
15.根据权利要求13所述的高温热泵设备，其中所述第一工作流体包含至少一种选自HFO-1234yf和E-1234ze的氟代烯烃。
16.根据权利要求13所述的高温热泵设备，其中所述第一工作流体包含至少一种选自HFC-134a、HFC-134和HFC-227ea的氟代烷烃。
17.根据权利要求16所述的高温热泵设备，其中所述第一工作流体选自由以下组成的组合物：
HFO-1234yf/HFC-32，
HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125，
HFO-1234yf/HFC-134a，
HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-32，
HFO-1234yf/HFC-134，
HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-134，
HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125/HFC-134a，
E-HFO-1234ze/HFC-32，
E-HFO-1234ze/HFC-32/HFC-125，
E-HFO-1234ze/HFC-134a，
E-HFO-1234ze/HFC-134，
E-HFO-1234ze/HFC-134a/HFC-134，
E-HFO-1234ze/HFC-227ea，
E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-227ea，
E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea和
HFO-1234yf/E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea。
18.根据权利要求13所述的高温热泵设备，其中所述最终段之前的所述段的工作流体包含至少一种选自HFO-1234yf和E-1234ze的氟代烯烃。
19.根据权利要求13所述的高温热泵设备，其中所述最终段之前的所述段的工作流体包含至少一种选自HFC-134a、HFC-134和HFC-227ea的氟代烷烃。
20.一种组合物，包含：(i)基本上由E-HFO-1438mzz和HFC-245eb组成的工作流体；与(ii)防止在55℃或更高温度下的降解的稳定剂，(iii)适于在55℃或更高温度下使用的润滑剂，或(ii)和(iii)两者。
CN201280063001.XA 2011-12-21 2012-12-19 E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷在高温热泵中的用途 Pending CN104011165A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161578370P 2011-12-21 2011-12-21
US61/578,370 2011-12-21
PCT/US2012/070731 WO2013096513A1 (en) 2011-12-21 2012-12-19 Use of e-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene and optionally 1,1,1,2,3-pentafluoropropane in high temperature heat pumps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104011165A true CN104011165A (zh) 2014-08-27

Family

ID=47436299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280063001.XA Pending CN104011165A (zh) 2011-12-21 2012-12-19 E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷在高温热泵中的用途

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130160478A1 (zh)
EP (2) EP2995667A1 (zh)
JP (1) JP2015507666A (zh)
CN (1) CN104011165A (zh)
WO (1) WO2013096513A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105315967A (zh) * 2014-07-01 2016-02-10 富士通将军股份有限公司 混合制冷剂及使用该混合制冷剂的空调设备
CN106715635A (zh) * 2014-09-23 2017-05-24 科慕埃弗西有限公司 (2e)‑1，1，1，4，5，5，5‑七氟‑4‑(三氟甲基)戊‑2‑烯在高温热泵中的用途
CN108368417A (zh) * 2016-02-10 2018-08-03 三菱重工制冷空调系统株式会社 热源机及其运转方法
TWI632234B (zh) * 2013-11-22 2018-08-11 杜邦股份有限公司 含四氟丙烯及四氟乙烷的組合物、其於動力循環中的應用、及動力循環裝置
CN110964485A (zh) * 2019-11-18 2020-04-07 珠海格力电器股份有限公司 一种混合制冷剂
CN111194343A (zh) * 2017-10-16 2020-05-22 大金工业株式会社 含有HFO-1234ze(E)和HFC-134的制冷剂组合物及其使用

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8463441B2 (en) 2002-12-09 2013-06-11 Hudson Technologies, Inc. Method and apparatus for optimizing refrigeration systems
EP3112438B1 (en) * 2014-02-24 2021-03-24 AGC Inc. Composition for heat cycle systems, and heat cycle system
WO2016010634A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 The Chemours Company Fc, Llc Use of 1,1,2,2-tetrafluoroethane in high temperature heat pumps
CN107353973B9 (zh) 2016-05-10 2022-12-06 特灵国际有限公司 减少制冷剂溶解度的润滑剂共混物
EP3634931A4 (en) 2017-06-07 2020-12-23 3M Innovative Properties Company FLUIDS FOR IMMERSION COOLING
JP2020525745A (ja) 2017-06-21 2020-08-27 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ． 冷凍システム及び方法
CN115638554A (zh) * 2017-06-21 2023-01-24 霍尼韦尔国际公司 制冷系统和方法
US11629279B2 (en) * 2018-05-15 2023-04-18 Srf Limited Azeotrope or azeotrope like compositions comprising 1234yf
DE102018114352A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Airbus Operations Gmbh Gasentfeuchtungsvorrichtung und Transportmittel mit einer Gasentfeuchtungsvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070108403A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-17 Sievert Allen C Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof
WO2010062888A2 (en) * 2008-11-26 2010-06-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Absorption cycle system having dual absorption circuits
WO2011015737A1 (fr) * 2009-07-28 2011-02-10 Arkema France Procede de transfert de chaleur
WO2011015738A1 (fr) * 2009-07-28 2011-02-10 Arkema France Procede de transfert de chaleur
WO2011056824A2 (en) * 2009-11-03 2011-05-12 E.I. Du Pont De Nemours And Company Cascade refrigeration system with fluoroolefin refrigerant

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025326A (en) * 1975-05-30 1977-05-24 Carrier Corporation Heat reclaiming system
DE3018450C2 (de) * 1980-05-14 1985-10-03 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur Bereitstellung von Prozeßwärme für Hochtemperaturprozesse unter Verwendung einer Wärmepumpe
US4452535A (en) * 1982-05-13 1984-06-05 Reid Samuel I Concrete production apparatus
US5396000A (en) 1993-05-24 1995-03-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the manufacture of 1,1,1,2,3,-pentafluoropropane
US7279451B2 (en) * 2002-10-25 2007-10-09 Honeywell International Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
US7524805B2 (en) * 2004-04-29 2009-04-28 Honeywell International Inc. Azeotrope-like compositions of tetrafluoropropene and hydrofluorocarbons
US9499729B2 (en) * 2006-06-26 2016-11-22 Honeywell International Inc. Compositions and methods containing fluorine substituted olefins
US7641809B2 (en) * 2004-02-26 2010-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Tracer-containing compositions
KR101350620B1 (ko) * 2005-11-01 2014-02-06 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 플루오로올레핀을 포함하는 조성물 및 그의 용도
US8974688B2 (en) * 2009-07-29 2015-03-10 Honeywell International Inc. Compositions and methods for refrigeration
CN101479218B (zh) 2006-06-27 2013-08-21 纳幕尔杜邦公司 1,2,3,3,3-五氟丙烯制备方法
AU2008296223B2 (en) * 2007-09-06 2013-07-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Azeotropic and azeotrope-like compositions of E-1,1,1,4,4,5,5,5-Octafluoro-2-pentene
JP2011506611A (ja) 2007-12-17 2011-03-03 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー ３−クロロパーフルオロ−２−ペンテン、オクタフルオロ−２−ペンチン、および１，１，１，４，４，５，５，５−オクタフルオロ−２−ペンテンの合成方法
JP2010531970A (ja) * 2008-03-07 2010-09-30 アーケマ・インコーポレイテッド 液体冷却装置におけるｒ−１２３３の使用
CN102713470B (zh) * 2010-01-25 2015-06-17 阿科玛股份有限公司 氧合润滑剂与氢氟烯烃和氢氯氟烯烃制冷剂的热传递组合物
WO2012064477A2 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene and 2-difluoromethoxy-1,1,1,2-tetrafluoroethane and uses thereof
BR112013019770A2 (pt) 2011-02-04 2016-10-25 Du Pont composição azeotrópica, processo de preparação de uma espuma termoplástica, processo de produção de refrigeração e processo de extinção ou supressão de incêncio
US8373540B2 (en) 2011-02-04 2013-02-12 Worthwhile Products Anti-identity theft and information security system process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070108403A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-17 Sievert Allen C Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof
WO2010062888A2 (en) * 2008-11-26 2010-06-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Absorption cycle system having dual absorption circuits
US20110219811A1 (en) * 2008-11-26 2011-09-15 E.I. Du Pont De Nemours And Company Absorption cycle system having dual absorption circuits
WO2011015737A1 (fr) * 2009-07-28 2011-02-10 Arkema France Procede de transfert de chaleur
WO2011015738A1 (fr) * 2009-07-28 2011-02-10 Arkema France Procede de transfert de chaleur
WO2011056824A2 (en) * 2009-11-03 2011-05-12 E.I. Du Pont De Nemours And Company Cascade refrigeration system with fluoroolefin refrigerant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡斌，等: "高温热泵技术在工业制冷领域的应用", 《制冷学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI632234B (zh) * 2013-11-22 2018-08-11 杜邦股份有限公司 含四氟丙烯及四氟乙烷的組合物、其於動力循環中的應用、及動力循環裝置
CN105315967A (zh) * 2014-07-01 2016-02-10 富士通将军股份有限公司 混合制冷剂及使用该混合制冷剂的空调设备
CN106715635A (zh) * 2014-09-23 2017-05-24 科慕埃弗西有限公司 (2e)‑1，1，1，4，5，5，5‑七氟‑4‑(三氟甲基)戊‑2‑烯在高温热泵中的用途
US10703948B2 (en) 2014-09-23 2020-07-07 The Chemours Company Fc, Llc Use of (2E)-1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4-(trifluoromethyl) pent-2-ene in high temperature heat pumps
CN106715635B (zh) * 2014-09-23 2020-09-15 科慕埃弗西有限公司 (2e)-1，1，1，4，5，5，5-七氟-4-(三氟甲基)戊-2-烯在高温热泵中的用途
CN108368417A (zh) * 2016-02-10 2018-08-03 三菱重工制冷空调系统株式会社 热源机及其运转方法
CN111194343A (zh) * 2017-10-16 2020-05-22 大金工业株式会社 含有HFO-1234ze(E)和HFC-134的制冷剂组合物及其使用
CN110964485A (zh) * 2019-11-18 2020-04-07 珠海格力电器股份有限公司 一种混合制冷剂

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013096513A1 (en) 2013-06-27
EP2794804A1 (en) 2014-10-29
US20130160478A1 (en) 2013-06-27
EP2995667A1 (en) 2016-03-16
JP2015507666A (ja) 2015-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104080878A (zh) 包含1，1，1，2，3-五氟丙烷和任选的z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的组合物在高温热泵中的用途
CN103502380B (zh) 使用包含z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的工作流体产生加热
CN104011165A (zh) E-1，1，1，4，4，5，5，5-八氟-2-戊烯和任选的1，1，1，2，3-五氟丙烷在高温热泵中的用途
CN105637059B (zh) 烷基全氟烯烃醚及其混合物在高温热泵中的用途
CN104508397B (zh) E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯在热泵中的用途
CN103261360B (zh) E-1,3,3,3-四氟丙烯和至少一种四氟乙烷的组合以及它们的加热用途
US10703948B2 (en) Use of (2E)-1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4-(trifluoromethyl) pent-2-ene in high temperature heat pumps
CN102695772B (zh) 装有反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的冷却器设备以及在其中制冷的方法
CN103261359A (zh) 包含e-1，3，3，3-四氟丙烯和至少一种四氟乙烷的制冷剂的冷却应用
CN104487163A (zh) 使用最终级联段中的包含z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的工作流体在级联热泵中产生供热

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140827

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication