CN112585415A - 空气调节工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及借助主回路(1)和不具有压缩机的次回路(2)调节空气的工艺，所述主回路(1)为第一制冷剂在其中循环的蒸气压缩回路，不易燃的第二制冷剂在所述次回路(2)中循环，所述不易燃的第二制冷剂包括氢氟烯烃和/或氢氯氟烯烃，所述主回路(1)和所述次回路(2)彼此连接；所述工艺包括周围环境和第一制冷剂之间的热交换、第一和第二制冷剂之间的热交换、以及第二制冷剂和待调节的空气之间的热交换。本发明还涉及用于实施所述工艺的空气调节设备。

Description

空气调节工艺
技术领域
本发明涉及借助与不具有压缩机的次回路连接的蒸气压缩回路调节空气的工艺，第一制冷剂流体在所述蒸气压缩回路中循环，不易燃的第二制冷剂流体在所述次回路中循环。本发明还涉及适于进行该工艺的设备。
背景技术
建筑物的加热和/或冷却技术基于制冷剂流体在其中循环的蒸气压缩回路的使用。更准确地，就对建筑物或若干建筑物的多个(不同)房间进行空气调节(加热和冷却)而言，制冷剂流体必须在定位于建筑物外部的单元和定位于建筑物内部的多个单元之间循环。
例如，EP 1876398、EP 3048387、EP 3279576、EP 3318808、EP 3312527和WO 2018/005670记载用于加热和/或冷却建筑物的各种固定式空气调节系统。
R-410A为这种类型的系统中最常使用的流体。R-410A为由50重量％二氟甲烷(HFC-32)和50重量％五氟乙烷(HFC-125)组成的制冷剂流体。它具有-48.5℃的低沸点、高能效、并且是不易燃的和无毒的。然而，该传热流体具有高的全球变暖潜值(GWP)(2100)。
同样地，GWP为675的HFC-32本身很少可用于替代R-410A。具体地，HFC-32按照标准(ASHRAE 34)归类为轻度易燃的流体，这在其用在如上提到的集中系统和设备中时造成安全性问题。例如，应降低每回路的最大负荷以限制易燃流体在建筑物内的循环，这将导致所述系统的性能下降。
EP 2341297记载空气调节装置，其包括制冷剂流体在其中循环的回路，该回路与其中使用包含防冻剂流体的水作为单相传热流体的次回路连接。
然而，鉴于使用单相流体的后果为管路(pipework)规模的显著增加、较高的泵送能以及还有与将这种类型的系统整合到建筑物中相关的较高成本，该解决方案是对设备尺寸的制约。
WO 2017/099814记载使用从热源收取的热量并且也使用能够将热量从所述热源传递到水的制冷剂流体(其中特别地提到HCFO-1233zdE、HCFO-1233zdZ、HFO-1336mzzZ和HFO-1336mzzE)获得高温水的装置。
因此，需要提供用于空气调节、特别地用于固定式加热和冷却的如下方法：其是高效且安全的，而与此同时限制设备规模、能量成本(能源成本)、和与该方法的实施相关的成本。
发明内容
本发明首先涉及借助主回路和不包括压缩机的次回路的空气调节工艺，所述主回路为第一制冷剂流体在其中循环的蒸气压缩回路，在所述次回路中循环不易燃的第二制冷剂流体，所述不易燃的第二制冷剂流体包括氢氟烯烃和/或氢氯氟烯烃，所述主回路和所述次回路连接在一起；所述工艺包括环境和第一制冷剂流体之间的热交换、第一和第二制冷剂流体之间的热交换、以及第二制冷剂流体和待调节的空气之间的热交换。
在某些实施方式中，所述第一制冷剂流体包括氢氟烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟烃、氢氯氟烃、和/或其混合物；和优选地，所述第一制冷剂流体包括1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、二氟甲烷、五氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷、三氟碘甲烷、1,1,2-三氟乙烯和/或其混合物。
在某些实施方式中，所述第二制冷剂流体包括以下，或者由以下组成：呈顺式和/或反式形式的1-氯-3,3,3-三氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、或其混合物。
在某些实施方式中，所述第二制冷剂流体具有小于50℃和优选地小于40℃的沸点。
在某些实施方式中，所述工艺为用于冷却和/或加热空气的工艺。
在某些实施方式中，所述工艺为固定式空气调节工艺，优选为用于调节住宅房屋(premise，场所)、工业房屋和/或商业房屋的空气的工艺。
本发明还涉及空气调节设备，其包括：
-主回路，所述主回路为第一制冷剂流体在其中循环的蒸气压缩回路，该主回路包括用于在第一制冷剂流体和环境之间热交换的热交换器；和
-不包括压缩机的次回路，在所述次回路中循环不易燃的第二制冷剂流体，所述第二制冷剂流体包括氢氟烯烃和/或氢氯氟烯烃，该次回路包括用于在第二制冷剂流体和待调节的空气之间热交换的热交换器；
所述主回路和所述次回路经由至少一个热交换器连接在一起。
在某些实施方式中，所述第一制冷剂流体包括氢氟烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟烃、氢氯氟烃、和/或其混合物；和优选地，第一制冷剂流体包括1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、二氟甲烷、氯二氟甲烷、五氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷或其混合物。
在某些实施方式中，所述第二制冷剂流体包括呈顺式和/或反式形式的1-氯-3,3,3-三氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、或其混合物。
在某些实施方式中，所述第二制冷剂流体具有小于50℃和优选地小于40℃的沸点。
在某些实施方式中，所述次回路包括至少一个泵。
在某些实施方式中，所述设备配置用于冷却和/或加热空气，和优选地配置用于顺序地或任选地同时冷却和加热空气。
在某些实施方式中，所述设备配置用于固定式空气调节，优选地配置用于调节住宅房屋、工业房屋和/或商业房屋的空气。
在某些实施方式中，所述设备配置用于调节房屋的空气，其中所述主回路定位于所述房屋的外部，并且所述次回路至少部分地定位于所述房屋中。
在某些实施方式中，所述设备包括所述第一制冷剂流体和所述第二制冷剂流体在其中交换热以提供空气冷却的热交换器、以及所述第一制冷剂流体和所述第二制冷剂流体在其中交换热以提供空气加热的另外的热交换器。
如上所述的本发明工艺可在如上所述的本发明设备中进行。相互地，如上所述的本发明设备可配置用于进行如上所述的本发明工艺。
本发明使得可满足现有技术中明确的需要。本发明更特别地提供用于空气调节、特别地用于固定式加热和冷却的如下方法：其是高效且安全的，而与此同时限制设备规模、能量成本、和与方法的实施相关的成本。
这借助于次回路中的包括氢氟烯烃和/或氢氯氟烯烃的不易燃的制冷剂流体与包括另外的制冷剂流体的蒸气压缩回路连接使用而实现，所述另外的制冷剂流体可任选为易燃的。本发明能够实现所述不易燃的制冷剂流体在任何敏感区例如建筑物中的安全循环，而不限制每个回路的最大负荷。
更进一步地，根据本发明的不易燃的制冷剂液体优选地在所述次回路中、更优选地在小于50℃的温度下和在1巴的压力下经历相变，这容许在维持相对小的管路直径和还有低的流速的同时输送大量热量。因此，用于使制冷剂流体循环而消耗的能量低于单相系统的能量。
最后，在某些实施方式中，根据本发明的不易燃的制冷剂流体在所述交换器中保持恒定温度，这使得可减小与其它制冷剂流体的温度差并且因此增大所述系统的效率。
附图说明
图1示意性地显示根据一个实施方式的主回路。
图2示意性地显示根据一个实施方式的与主回路连接的次回路。
具体实施方式
现在下面的说明书中更详细且以非限制方式对本发明进行描述。
本发明涉及使用空气调节设备进行的空气-调节工艺。参考图1和图2，所述设备包括主回路1和次回路2，所述主回路1为使第一制冷剂流体在其中循环的蒸气压缩回路，使不易燃的第二制冷剂流体在所述次回路2中循环，所述主回路1和所述次回路2借助至少一个热交换器4a、4b连接在一起。
术语“制冷剂流体”意指根据所考虑的应用能够在蒸气压缩回路中通过在低温度和低压力下蒸发而吸热并且通过在高温度和高压力下凝结而放热的流体。通常，制冷剂流体可基本上由单一传热化合物组成或可为若干种传热化合物的混合物。
根据本发明的工艺可为固定式空气调节工艺。例如，根据本发明的工艺可为调节住宅房屋、工业房屋或商业房屋的空气而进行。
术语“空气调节"在本文中意指空气的特别地用于控制其温度(和在适当情况下其湿度)的处理。空气调节可特别地包括空气致冷(在本文中称为冷却)和空气加热。
因此根据本发明的工艺可为冷却工艺。
替代地，根据本发明的工艺可为加热工艺。
替代地，根据本发明的工艺可为其中一个或多个冷却相与一个或多个加热相交替的工艺。
替代地和有利地，根据本发明的工艺可为例如在不同房屋或不同的房屋部分中同时提供加热和冷却的工艺。
因此，该工艺在不同房间和/或不同房屋具有不同的空气调节需要时尤为有用。
主回路
主回路1或蒸气压缩回路包括优选地可逆的使第一制冷剂流体在其中循环的制冷环路。
主回路1根据常规的蒸气压缩循环运行。该循环包括：在相对低的压力下制冷剂流体的状态从液相(或液/气双相)变为气相，然后将气相中的制冷剂流体压缩到相对高的压力，在相对高的压力下制冷剂流体的状态从气相变为液相(凝结)，和降低压力以使循环重新开始。
因此，主回路1可包括：第一热交换器3，至少一个第二热交换器4a、4b，压缩机5，膨胀阀(图中未示出)，和还有用于反转可逆的制冷环路的运行的装置。所述主回路1还可包括其中使第一制冷剂流体在不同的交换器、膨胀阀、其它阀等之间循环的管道、导管、软管、槽等。
第一热交换器3能够实现第一制冷剂流体和环境(通常也就是外部空气)之间的热交换。该热交换可为直接的或间接的(经由传热流体)。其优选为直接的。因此，外部空气和第一制冷剂流体两者优选地通过第一热交换器3。经由用于反转可逆的制冷环路的运行的装置，第一热交换器3可在冷却模式中充当凝结器或在加热模式中充当蒸发器。
至少一个第二热交换器4a、4b能够实现在第一制冷剂流体和在次回路2中循环的第二制冷剂流体之间的热交换。因此，第一制冷剂流体和第二制冷剂流体两者通过第二热交换器4a、4b。因此，其也视作形成次回路2的部分。第二热交换器4a、4b可充当第一制冷剂流体的凝结器或蒸发器。
优选地，所述主回路1包括至少一个用于冷却空气的第二热交换器4a和至少一个用于加热空气的第二热交换器4b，如上所述。这使得所述设备能够在适当情况下同时提供冷却和加热。用于冷却的第二热交换器4a相对于第一制冷剂流体充当蒸发器，并且用于加热的第二热交换器4b相对于第一制冷剂流体充当凝结器。在该情形中，所述次回路2优选地包括两个单独的子回路，一个包括用于冷却的第二热交换器4a并且另一个包括用于加热的第二热交换器4b。
在本发明中可使用任意类型的热交换器，和特别地并流式热交换器或优选地逆流式热交换器。
术语"逆流式热交换器"意指在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器，在交换器入口处的第一流体与在交换器出口处的第二流体交换热量，并且在交换器出口处的第一流体与在交换器入口处的第二流体交换热量。
例如，逆流式热交换器包括其中第一流体流动和第二流体流动处于相反方向或实质上相反方向的装置。以具有逆流趋势的错流模式操作的交换器也包括在所述逆流式热交换器之中。
在某些实施方式中，用于反转主回路1的可逆的制冷环路的运行的装置为用于反转所述制冷环路在冷却模式中的位置和在加热模式中的位置之间的运行的装置。
上述的反转装置可为用于改变第一制冷剂流体在可逆的制冷环路中的进程的装置、或用于反转第一制冷剂流体在所述环路中的循环方向的装置。
上述的反转装置可为四通阀、切换阀、截流(开/关)阀、膨胀阀或其组合。
压缩机5可为封闭、半封闭或开放的。封闭压缩机包括容纳在不可拆卸的封闭包封体内的马达部分和压缩部分。半封闭压缩机包括直接组装在一起的马达部分和压缩部分。马达部分和压缩部分之间的连接可通过经由拆卸将这两部分分开而达成。开放的压缩机包括单独的马达部分和压缩部分。它们可通过带驱动或通过直接连接而操作。
所使用的压缩机可特别地为动态压缩机或正排出(容积式)压缩机。
动态压缩机包括可具有一级或多级的轴流式压缩机和离心压缩机。还可使用离心小型压缩机。
正排出压缩机包括旋转压缩机和往复式压缩机。
往复式压缩机包括膜片式压缩机和活塞压缩机。
旋转压缩机包括螺杆压缩机、叶片压缩机、涡旋式(或螺旋式)压缩机、液环压缩机和叶轮压缩机。螺杆压缩机可优选为双螺杆或单螺杆的。
所述压缩机可包括用于注射蒸气或液体的装置。注射在于，将制冷剂以液体或蒸气状态引入到在压缩开始和结束之间的中间阶段下的压缩机中。
压缩机可通过电动机或通过燃气涡轮或通过齿轮而驱动。
当空气调节设备意图用于调节一个或多个建筑物的空气时，主回路1可整体定位在建筑物外部。替代地，主回路1可在建筑物内部定位于包括通风装置的地点例如房间(不同于调节其中的空气的地点)中。还替代地，主回路1的第一部分(包括压缩机5和第一热交换器3)可定位于建筑物外部，而第二部分(包括第二热交换器4a、4b)可定位于包括通风装置的地点例如房间(不同于调节其中的空气的地点)。
在主回路1中循环的第一制冷剂流体可包括选自氢氟烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟烃、氢氯氟烃及其组合的一种或多种传热化合物。在氢氟烯烃中，可特别地提到呈顺式和/或反式形式和优选地呈反式形式的1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)、和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。在氢氟烃中，可特别地提到二氟甲烷(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)、1,1-二氟乙烷(HFC-152a)、氟乙烷(HFC-161)、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea)、1,1,1-三氟丙烷(HFC-263fb)、三氟碘甲烷和1,1,2-三氟乙烯(HFO-1123)。
第一制冷剂流体基本上由一种或多种传热化合物组成或甚至由其组成。
在某些实施方式中，第一制冷剂流体由如下组成或基本上由如下组成：HFC-32、R-459A(68％HFC-32、26％HFO-1234yf、6％HFO-1234zeE)、R-454B(68.9％HFC-32、31.1％HFO-1234yf)、R-454A(35％HFC-32、65％HFO-1234yf)、R-452B(67％HFC-32、7％HFC-125、26％HFO-1234yf)R-463A(6％CO2或R-744、36％HFC-32、30％HFC-125、14％HFC-134a、14％HFO-1234yf)、R-513A(56％HFO-1234yf、44％HFC-134a)、R-446A(68％HFC-32、29％HFO-1234zeE、3％正丁烷或R-600)R-447A(68％HFC-32、8％HFC-125、24％HFO-1234zeE)、R-447B(68％HFC-32、3.5％HFC-125、28.5％HFO-1234zeE)、AMOLEA 460X(68％HFC-32、32％HFO-1123)、AMOLEA 400X(60％HFC-32、40％HFO-1123)、AMOLEA 370X(55％HFC-32、45％HFO-1123)、AMOLEA 300X(40％HFC-32、60％HFO-1123)、HFO-1234yf或HFO-1234ze以及还有其组合。
在某些实施方式中，第一制冷剂流体在主回路1中与润滑剂和/或添加剂结合-以形成第一传热组合物。
可与第一制冷剂流体组合存在的添加剂可特别地选自纳米粒子、稳定剂、表面活性剂、示踪剂、荧光剂、着嗅剂和增溶剂。
添加剂的总量优选地不超过第一制冷剂流体的5重量％、特别地4％、更特别地3％、和最特别地2重量％、或甚至1重量％。
在某些实施方式中，第一制冷剂流体包含杂质。当其存在时，其相对于第一制冷剂流体可占小于1％、优选地小于0.5％、优选地小于0.1％、优选地小于0.05％和优选地小于0.01％(以重量计)。
一种或多种润滑剂可与第一制冷剂流体组合地存在。这些润滑剂可选自多元醇酯(POE)、聚亚烷基二醇(PAG)或聚乙烯醚(PVE)。
所述润滑剂相对于第一制冷剂流体可占0-60％、优选地1％至40％和更优选地2％至30％(以重量计)。
优选地，主回路1中的第一制冷剂流体包含一种或多种易燃传热化合物；或该第一制冷剂流体本身是易燃的。
流体的“易燃”性质在标准ASHRAE 34-2007的条款下在测试温度为60℃而非100℃的情况下评估。
次回路
使第二制冷剂流体在其中循环的次回路2不包括压缩机。
次回路2可包括在本文中称为另外的热交换器6a、6b、6c的一个或多个热交换器，其能够实现第二制冷剂流体和被调节的空气之间的热交换。该热交换可为直接的或间接的(经由传热流体)。其优选为直接的。
因此，第二制冷剂流体和被调节的空气两者优选地通过另外的热交换器6a、6b、6c。取决于是将所述空气加热还是相应地冷却，另外的热交换器6a、6b、6c可充当第二制冷剂流体的凝结器或蒸发器。例如，若根据本发明的工艺用于调节不同建筑物房间的空气，则另外的热交换器6a、6b、6c的数量优选地至少等于调节其空气的房间数量。
热交换器优选为如上关于主回路1所述的。
次回路2提供有将第二热交换器4a、4b与次回路2的另外的热交换器6a、6b、6c连接的管道、导管等。
次回路2优选地包括用于迫使次回路2中的第二制冷剂流体在所述主回路1的至少一个第二热交换器4a和所述次回路2的另外的热交换器6a、6b、6c之间循环的至少一个泵7a。
当根据本发明的设备包括至少一个用于冷却的第二热交换器4a和至少一个用于加热的第二热交换器4b时，次回路2可包括与用于冷却的第二热交换器4a相关的泵7a(其优选地配置成将第二制冷剂流体从第二热交换器4a泵送到另外的热交换器6a、6b、6c)、和与用于加热的第二热交换器4b相关的另外的泵7b(其优选地配置成将第二制冷剂流体从另外的热交换器6a、6b、6c泵送到第二热交换器4b)。
当空气调节设备意图用于调节一个或多个建筑物的空气时，次回路2可全部地或部分地、和优选地部分地位于建筑物C内部。如上所述，第二交换器4a、4b可位于建筑物C外部，如图2中说明的。替代地，第二交换器4a、4b可定位于包括通风装置的地点例如房间(不同于调节其中空气的地点)。
在次回路2中循环的第二制冷剂流体可包括选自氢氟烯烃、氢氯氟烯烃及其组合的一种或多种传热化合物。在氢氟烯烃中，可特别地提到呈顺式或反式形式的1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(HFO-1336mzz)。在氢氯氟烯烃中，可特别地提到呈顺式或反式形式的1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)和呈顺式或反式形式的1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯(HCFO-1224yd)。优选地，HCFO-1233zd和HCFO-1224yd是呈反式形式的。
因此，第二制冷剂流体可由呈顺式形式的HFO-1336mzz组成(或基本上由其组成)。第二制冷剂流体可由呈反式形式的HFO-1336mzz组成(或基本上由其组成)。第二制冷剂流体可由呈顺式和反式形式的HFO-1336mzz的混合物组成(或基本上由其组成)。
第二制冷剂流体还可由呈顺式形式的HCFO-1233zd组成(或基本上由其组成)。第二制冷剂流体可由呈反式形式的HCFO-1233zd组成(或基本上由其组成)。第二制冷剂流体可由呈顺式和反式形式的HCFO-1233zd的混合物组成(或基本上由其组成)。
第二制冷剂流体还可由呈顺式形式的HCFO-1224yd组成(或基本上由其组成)。第二制冷剂流体可由呈反式形式的HCFO-1224yd组成(或基本上由其组成)。第二制冷剂流体可由呈顺式和反式形式的HCFO-1224yd的混合物组成(或基本上由其组成)。
在其它实施方式中，第二制冷剂流体为可包括以下化合物的一种或多种的混合物：HCFO-1233zdE、HFO-1336mzzZ、HFO-1336mzzE、HCFO-1224yd。
第二制冷剂流体基本上由一种或多种传热化合物组成或甚至由其组成。
在某些实施方式中，第二制冷剂流体在次回路2中与润滑剂和/或添加剂结合-以形成第二传热组合物。
可与第二制冷剂流体组合存在的添加剂可特别地选自纳米粒子、稳定剂、表面活性剂、示踪剂、荧光剂、着嗅剂和增溶剂。
添加剂的总量优选地不超过第二制冷剂流体的5重量％、特别地4％、更特别地3％、和最特别地2重量％或甚至1重量％。
在某些实施方式中，第二制冷剂流体包含杂质。当其存在时，其相对于第二制冷剂流体可占小于1％、优选地小于0.5％、优选地小于0.1％、优选地小于0.05％和优选地小于0.01％(以重量计)。
优选地，在次回路2中循环的第二制冷剂流体不包含任何易燃传热化合物，或起码其本身是不易燃的。
流体的“不易燃"性质在标准ASHRAE 34-2007条款下在测试温度为60℃而非100℃的情况下评估。
在某些实施方式中，第二制冷剂流体具有以下的GWP：小于或等于1100；或者小于或等于1000；或者小于或等于900；或者小于或等于800；或者小于或等于700；或者小于或等于600；或者小于或等于500；或者小于或等于400；或者小于或等于300；或者小于或等于200；或者小于或等于150；或者小于或等于100；或者小于或等于50。
在某些实施方式中，第二制冷剂流体可具有小于50℃和优选地小于40℃的沸点。因此，第二制冷剂流体的沸点可特别地为0至5℃；或5至10℃；或10至15℃；或15至20℃；或20至25℃；或25至30℃；或30至35℃；或35至40℃；或40至45℃；或45至50℃。
根据本发明的设备还可包括用于单独控制另外的热交换器6a、6b、6c的供应的一个或多个分线箱8a、8b。然而，某些另外的热交换器6a、6b、6c可连接并且由此共同供应，如所示的。
更准确地，所述一个或多个分线箱8a、8b可定位于调节其空气的建筑物C的内部或外部，并且其可包括能够控制次回路2的供应(即向多个另外的热交换器6a、6b、6c供应第二制冷剂流体)的一系列阀。
空气调节工艺
主回路1的蒸气压缩系统优选地根据常规蒸气压缩循环运行。该循环包括在相对低的压力下第一制冷剂流体状态从液相(或液/气双相)变为气相、然后将气相中的流体压缩到相对高的压力、在相对高的压力下传热流体的状态从气相变为液相(凝结)、和降低压力以使所述循环重新开始。
在次回路2中，第二制冷剂流体还优选地在分别的热交换器中将状态从气相(或双重状态)变为液相(或双重状态)、和从液相(或双重状态)变为气相(或双重状态)。然而，第二制冷剂流体不经历任何压缩或任何膨胀。将其泵送单纯是为了克服所述回路的压力损失和能够实现其循环。
仍然参考图1和图2，在冷却模式中，将以气体形式离开压缩机5的第一制冷剂流体引向在该情形中充当凝结器的第一热交换器3，实现从第一制冷剂流体到环境(典型地外部空气)的传热。这导致第一制冷剂流体的凝结。之后，第一制冷剂流体通过膨胀阀(图中未示出)并且引向充当第一制冷剂流体的蒸发器(和第二制冷剂流体的凝结器)的第二热交换器4a。因此，热量从第二制冷剂流体传递到第一制冷剂流体。然后，将第一制冷剂流体引向压缩机5以使制冷循环重新开始。借助次回路2的泵7a将第二制冷剂流体以其部分引向一个或多个另外的热交换器6a、6b、6c。另外的热交换器6a、6b、6c在此处充当用于将热量从待调节的空气传递到第二制冷剂流体的蒸发器。这导致第二制冷剂流体的蒸发和待调节的空气的冷却。然后，将第二制冷剂流体引向第二热交换器4a以使所述循环重新开始。
在加热模式中，将处于液相或双相中的第一制冷剂流体引向在该情形中充当蒸发器且将热量从环境(典型地外部空气)传递到第一制冷剂流体的第一热交换器3。这导致第一制冷剂流体的蒸发。之后，第一制冷剂流体通过压缩机5并引向充当第一制冷剂流体的凝结器(和第二制冷剂流体的蒸发器)的第二热交换器4b。因此，热量从第一制冷剂流体传递到第二制冷剂流体。第一制冷剂流体然后通过膨胀阀并且引向第一热交换器3以使所述循环重新开始。第二制冷剂流体以其部分地引向一个或多个另外的热交换器6a、6b、6c。另外的热交换器6a、6b、6c在此处充当用于将热量从第二制冷剂流体传递到待调节的空气的凝结器。这导致第二制冷剂流体的凝结和待调节的空气的加热。然后借助泵7b将第二制冷剂流体引向第二热交换器4b以使所述循环重新开始。
特别地，当加热和冷却同时进行时，可联想到能量回收，例如借助于将热量经由第二制冷剂流体的简单循环从次回路2的一部分直接传递到次回路2的另一部分而进行。
实施例
下面的实施例说明本发明而非限制本发明。该实施例是针对当使用根据本发明的设备将建筑物以1kW功率冷却到10℃时第二制冷剂流体的所需流速的比较。被调节的空气的温度为15℃。
水、HFO-1233zdE和HFO-1336mzzE用作根据本发明的设备的热交换器中循环的制冷剂流体，并且与常规设备中的R410A进行比较。结果在以下两个表中列出，其中标明在蒸发器的入口和出口处的温度以及由系统传输的每单位质量的能量。
Figure BDA0002945611140000121
第一表的这些结果表明，根据本发明的制冷剂流体例如HFO-1233zdE和HFO-1336mzzE的使用使得可施加比当使用水作为传热流体时应当施加的流速低的流速。其结果是，减轻振动和噪音问题。该流速相当于(等同于)通过参照产品(R410A)获得的流速。
Figure BDA0002945611140000122
第二表的这些结果表明，根据本发明的制冷剂流体例如HFO-1233zdE和HFO-1336mzzE的使用使得可为了传输相同功率而使用直径比当水用作制冷剂流体时使用的管道直径小的管道。这些直径与通过参照产品R410A使用的直径是相同的。更进一步地，根据本发明的制冷剂流体具有的压力比R-410A的压力低，这使得可降低泄露风险。

Claims (15)

1.借助主回路(1)和不包括压缩机的次回路(2)的空气调节工艺，所述主回路(1)为第一制冷剂流体在其中循环的蒸气压缩回路，在所述次回路(2)中循环不易燃的第二制冷剂流体，所述不易燃的第二制冷剂流体包括氢氟烯烃和/或氢氯氟烯烃，所述主回路(1)和所述次回路(2)连接在一起；所述工艺包括环境和第一制冷剂流体之间的热交换、第一和第二制冷剂流体之间的热交换、以及第二制冷剂流体和待调节的空气之间的热交换。
2.如权利要求1所述的工艺，其中所述第一制冷剂流体包括氢氟烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟烃、氢氯氟烃、和/或其混合物；和优选地，所述第一制冷剂流体包括1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、二氟甲烷、五氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷、三氟碘甲烷、三氟乙烯或其混合物。
3.如权利要求1和2的任一项所述的工艺，其中所述第二制冷剂流体包括以下，或者由以下组成：呈顺式和/或反式形式的1-氯-3,3,3-三氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、或其混合物。
4.如权利要求1至3之一所述的工艺，其中所述第二制冷剂流体具有小于50℃和优选地小于40℃的沸点。
5.如权利要求1至4之一所述的工艺，其为冷却和/或加热空气的工艺。
6.如权利要求1至5所述的工艺，其为固定式空气调节工艺，优选为用于调节住宅房屋、工业房屋和/或商业房屋的空气的工艺。
7.空气调节设备，其包括：
-主回路(1)，所述主回路(1)为第一制冷剂流体在其中循环的蒸气压缩回路，该主回路(1)包括用于第一制冷剂流体和环境之间热交换的热交换器(3)；和
-不包括压缩机的次回路(2)，不易燃的第二制冷剂流体在次回路(2)中循环，所述不易燃的第二制冷剂流体包括氢氟烯烃和/或氢氯氟烯烃，该次回路(2)包括用于在第二制冷剂流体和待调节的空气之间热交换的热交换器(6a、6b、6c)；
所述主回路(1)和所述次回路(2)经由至少一个热交换器(4a、4b)连接在一起。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述第一制冷剂流体包括氢氟烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟烃、氢氯氟烃、和/或其混合物；和优选地，所述第一制冷剂流体包括1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、二氟甲烷、氯二氟甲烷、五氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、氟乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷或其混合物。
9.如权利要求7和8的任一项所述的设备，其中所述第二制冷剂流体包括呈顺式和/或反式形式的1-氯-3,3,3-三氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯、呈顺式和/或反式形式的1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、或其混合物。
10.如权利要求7至9之一所述的设备，其中所述第二制冷剂流体具有小于50℃和优选地小于40℃的沸点。
11.如权利要求7至10之一所述的设备，其中所述次回路(2)包括至少一个泵(7a)。
12.如权利要求7至11之一所述的设备，其配置用于冷却和/或加热空气，和优选地配置用于顺序地或任选地同时冷却和加热空气。
13.如权利要求7至12所述的设备，其配置用于固定式空气调节，优选地配置用于调节住宅房屋、工业房屋和/或商业房屋的空气。
14.如权利要求7至13之一所述的设备，其配置用于调节房屋的空气，其中所述主回路(1)定位在所述房屋外部，并且所述次回路(2)至少部分地定位在所述房屋中。
15.如权利要求7至14之一所述的设备，其包括热交换器(4a)和另外的热交换器(4b)，所述第一制冷剂流体和所述第二制冷剂流体在所述热交换器(4a)中交换热以提供所述空气的冷却，所述第一制冷剂流体和所述第二制冷剂流体在所述另外的热交换器(4b)中交换热以提供所述空气的加热。
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