EP2742298A1 - High-temperature heat pump and method of using a working medium in a high-temperature heat pump - Google Patents

High-temperature heat pump and method of using a working medium in a high-temperature heat pump

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Publication number
EP2742298A1
EP2742298A1 EP12769355.4A EP12769355A EP2742298A1 EP 2742298 A1 EP2742298 A1 EP 2742298A1 EP 12769355 A EP12769355 A EP 12769355A EP 2742298 A1 EP2742298 A1 EP 2742298A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat pump
temperature heat
reservoir
working medium
hydrofluoroether
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12769355.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Gromoll
Jochen SCHÄFER
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2742298A1 publication Critical patent/EP2742298A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • 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
    • F25B2400/13—Economisers

Definitions

  • the present invention relates to a high-temperature ⁇ turebenpumpe with a fluid circuit for receiving thermal energy by the fluid from at least one ers ⁇ th reservoir under application of technical work and for the delivery of thermal energy by the fluid at at least a second reservoir for heating the at least one second reservoir. Furthermore, the present invention relates to a method of using a working medium in such a high-temperature heat pump.
  • a heat pump is a machine which, by applying technical work, absorbs thermal energy from a reservoir at a lower temperature and, together with the drive energy, transfers it as useful heat to a system with a higher temperature to be heated.
  • the lower temperature reservoir may e.g. Be air from the environment or liquid and rock of the soil when using geothermal energy.
  • waste heat sources in industrial processes can also be used.
  • Heat pumps can be used to heat buildings or extract heat for industrial processes.
  • High-temperature heat pumps ⁇ lead to a useful heat to be heated system which be found ⁇ at a high temperature level.
  • the temperatures that can be achieved with the help of heat pumps for heating depend essentially on the working medium used in the heat pump.
  • the working medium is usually a fluid which is liquefied when compressed under pressure and gives off thermal energy. When expanded to a gas, the fluid cools and can absorb thermal energy from the first reservoir. In the cycle so can amount of heat be transmitted continuously or in pulses from a cooler reservoir by the application of mechanical energy to a warmer reservoir.
  • the temperature reached by a heat pump during heating depends not only on the working fluid used but also on the pressure in the condenser, which is also referred to as condenser or condenser.
  • the working fluid is liquefied by absorbing heat from the first, cooler reservoir.
  • carbon dioxide is used as the working medium.
  • the boiling point of carbon dioxide at 1 bar is, for example at -57 ° C and the Verflüs ⁇ s Trentstemperatur located at 26 bar, for example at -26 ° C.
  • carbon dioxide is an ideal working medium, but the critical temperature of carbon dioxide is only 31 ° C. Above the ⁇ ser temperature carbon dioxide can no longer be liquefied even by expending the highest pressures.
  • Hydrocarbons such as butane or pentane are more suitable for providing heat at a high temperature level because of their physical properties.
  • Butane has, for example, a boiling point at 1 bar of -12 ° C. and a liquefaction temperature at 26 bar of 114 ° C.
  • their use is problematic because of their good flammability for safety ⁇ technical reasons.
  • Object of the present invention is therefore to provide a high-temperature heat pump and a method for using a working medium in a high-temperature heat pump, which are suitable to provide heat at high temperatures such as higher 70 ° C, are environmentally friendly and simple, inexpensive and without high risk, for example by clotting ⁇ flammability can be operated.
  • the specified object is with respect to the high temperature heat pump with the features of claim 1 and with respect to the method for using a working medium in a high ⁇ temperature heat pump with the features of claim 7 ge ⁇ triggers.
  • the high-temperature heat pump comprises a fluid circuit for receiving thermal energy from a fluid from at least one first reservoir using technical work and for delivering thermal energy through the fluid to at least a second reservoir for heating the at least one second reservoir.
  • the fluid circuit is filled with a hydrofluoroether or with fluoroketone as fluid or working medium. It is also possible to use mixtures of hydrofluoroether and fluoroketone.
  • Hydrofluoroether or fluoroketone are not flammable and therefore safe to use eg in processes with high temperature. Hydrofluoroethers or fluoroketones are environmentally friendly, as they do not contribute to global warming or to increase the Ozone hole is done by these classes.
  • the known hydrofluoroethers or fluoroketones have higher critical temperatures than eg carbon dioxide. As a result, a large part of the amount of heat absorbed after compression at a temperature, especially the condensation temperature, can be released again. This facilitates, for example, the use of heat in the case of a process steam supply.
  • Transcritical in this context means that compared to subcritical process control, in which the working fluid is liquefied at a constant temperature, in transcritical process control, the heat release occurs in the supercritical region, ie when the temperature changes.
  • the high-temperature heat pump according to the invention may comprise at least one evaporator, at least one compressor, at least one condenser and / or at least one throttle as part of the fluid circuit.
  • the individual components are known in the art, e.g. from the
  • expansion valve ver ⁇ turns can be used for the compressor as a synonym and compressor, for condenser and condenser or condensers, and for the reactor, depending on the particular function of the component.
  • the fluid flowing in the fluid circuit fluid is compressed in the Kom ⁇ pressor cooled in the condenser, giving off heat to the second reservoir from flows depending on the opening of the throttle with a given speed and pressure reduction through the throttle into the evaporator where it is expanded and heat quantity deprives the first reservoir.
  • a multi-stage compressor can be used, in particular a two-stage compressor.
  • An economizer may be part of the fluid circuit.
  • An Econo miser is an additional intermediate heat exchanger in the fluid circuit. It transfers part of the heat which is present after the heat release to the second reservoir in the liquid working medium to the gaseously superheated working medium in front of the compressor.
  • a strong overheating of the Ar beitsmediums be achieved as a suction gas, whereby a Ver ⁇ seal in the wet steam region of the working mediumberichtge ⁇ can be made.
  • the economizer leads to an increase in the efficiency or the effectiveness of the high temperature ⁇ heat exchanger.
  • the fluid circuit may be closed or completed. Especially with regard to avoiding losses of working fluid, a closed fluid circuit can be selected.
  • the hydrofluoroether may be a hydrofluoroether having the chemical formula C x F y -O-C m H n , where x is 3, y is 7, 1 and n is 3, or x is 4, Y is 9, m is 1 and n is 3, or x is 4, Y is 9, m is 2 and n is 5, or x is 6, Y is 13,] is 1 and n is 3.
  • the hydrofluoroether may also be a hydrofluoroether having the chemical formula 1
  • hydrofluoroether may be a hydrofluoroether having the chemical formula
  • the inventive method for using a working ⁇ medium in a high-temperature heat pump comprises that the working fluid when flowing in a fluid circuit thermal energy from at least a first reservoir un ⁇ ter expenditure of technical work and receives thermal energy to a second reservoir for heating emits at least the at least one second reservoir.
  • hydrofluoroether or fluoroketone is used as the working medium.
  • the thermal energy can be delivered to the at least one second reservoir after the compression of the working medium at or in the region of the condensation temperature of the working medium.
  • the thermal energy can be used for process steam ⁇ ready position.
  • the at least one second reservoir, to which the thermi ⁇ specific energy is emitted, a temperature of greater than 70 ° C may have.
  • the high temperature heat pump can be operated transcritical be to Errei ⁇ chen high temperatures at low pressure.
  • the compression of the working medium can be done more stages, in particular two stages.
  • the gaseous working medium can be greatly overheated, since each with the compression in front of a wet steam area of the high-temperature heat exchanger is completely completed.
  • the overheating can be carried out by an economizer, in particular with a heat transfer of heat at the end of a high-pressure heat exchanger or the condenser to the output of the working medium on the evaporator.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a high-temperature heat pump according to Fig. 1 with additional multi-stage compression and economizer.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an exporting ⁇ approximately example of a high-temperature heat ⁇ pump according to the invention is shown.
  • the high temperature heat pump comprises a fluid circuit 1, in which a hydrofluoroether or fluoro ketone flows as a working medium.
  • the hydrofluoroether or the fluoroketone is a fluid which may be liquid or gaseous.
  • the hydrofluoroethers include substances having the chemical formula C x F y -O-C m H n , where x is 3, y is 7, m is 1 and n is 3, or x is 4, y is 9, m is equal to 1 and n is 3, or x is 4, y is 9, m is 2 and n is 5, or x is 6, y is 13, m is 1 and n is 3, or substances with the chemical formula C 3 F 7 CF (OC 2 H 5 ) CF (CF 3 ) 2 ,
  • CH 3 CHO (CF2CFHCF 3 ) 2 or as fluoroketone is a substance with the chemical formula CF3CF2C (0) CF (CF3) 2 in question.
  • fluoroketones with suitable physical properties can be used to provide heat at a high temperature level.
  • a first reservoir 2 is in thermal contact with an evaporator 4.
  • a second reservoir 3 is in thermal contact with a condenser 6 for the working medium.
  • the first reservoir 2 has a temperature ⁇ on which is able to dress ⁇ ner than the temperature T2 of the second reservoir 3.
  • the temperature T2 GroE SSER may be 70 ° C.
  • the working fluid heat which the first reservoir. 2 is withdrawn.
  • a gaseous working medium is sucked from the evaporator 4 by a compressor 5 and compressed.
  • the working medium with the increased pressure p 2 from the compressor 5 flows into a condenser 6, where it is liquefied with the release of heat to the second reservoir 3.
  • Characterized by the first heat quantity Re ⁇ servoir 2 having a lower temperature ⁇ is pumped to the second reservoir 3 with the higher temperature T 2, with the expenditure of work by the compressor 5, and transported.
  • the first reservoir 2 serves as a heat source and heat is supplied to the second reservoir 3 via the condenser 6 as a heater.
  • the working medium from the condenser 6 can flow back into the evaporator 4 at high pressure p 2 via a throttle valve 7 at a pressure pi.
  • the fluid circuit 1 is closed.
  • the compressor 5 in the form of a compressor increases the pressure of the working medium from pi to p 2 and via the throttle 7 in the form of an expansion valve, the pressure of p 2 is reduced to pi.
  • the fluid circuit can be classified into a low-pressure cold side pi, ie, a low-pressure side, and a high-pressure hot side p 2 , that is, a high-pressure side.
  • the low-pressure side comprises the Ver ⁇ evaporator 4 and the high pressure side comprising the capacitor. 6
  • the efficiency of the high-temperature heat exchanger ie the ratio of pumped heat quantity to work done for pumping, eg in the form of mechanical work of the compressor 5, can be improved.
  • the economizer 8 may be designed as a heat exchanger, which receives heat quantity from the liquid working medium at the outlet of the condenser 6 and to the gaseous working medium at the outlet of the evaporator 4 emits. As a result, an overheating of the gaseous working medium can be achieved, whereby a compression in the wet steam region of the condenser 6 can be ensured.
  • hydrofluoroether or fluoroketone as a working medium or fluid in the inventive high temperature heat exchanger and process a safe, environmentally friendly and effective pumping of heat from the first re ⁇ servoir 2 with low temperature ⁇ is possible in the second reservoir 3 with a high temperature T 2 ,
  • Hydrofluoroethers and fluoroketones are non-flammable and therefore safe to use, eg in processes with high temperature and during compression. Hydrofluoroethers and fluoroketone are environmentally friendly, as no contribution to global warming or to increase the ozone hole by this class he ⁇ follows.
  • the known hydrofluoroethers and fluoroketones have higher critical temperatures than, for example, carbon dioxide, as a result of which a large part of the heat absorbed can be released again after compression.
  • hydrofluoroether and / or fluoroketone high-temperature heat pumps can be operated transcritically to achieve very high temperatures, as a result of which only moderate pressures are necessary, for example less than when using carbon dioxide.
  • hydrofluoroether and / or fluoroketone have fiction, modern ⁇ high temperature heat exchanger, and methods to a number of advantages over the prior art where, typical working media butane, pentane or carbon dioxide.
  • typical working media butane, pentane or carbon dioxide typically butane, pentane or carbon dioxide.

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Abstract

The present invention relates to a high-temperature heat pump having a fluid circuit (1) for absorbing thermal energy through the fluid from at least a first reservoir (2) while performing technical work and for outputting thermal energy through the fluid to at least a second reservoir (3) for heating the at least one second reservoir (3). The present invention also relates to a method of using a working medium in a high-temperature heat pump of this kind, wherein the working medium is hydrofluoroether or fluoroketone.

Description

Beschreibung description
Hochtemperaturwärmepumpe und Verfahren zur Verwendung eines Arbeitsmediums in einer Hochtemperaturwärmepumpe High temperature heat pump and method of using a working medium in a high temperature heat pump
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochtempera¬ turwärmepumpe mit einem Fluidkreislauf zum Aufnehmen von thermischer Energie durch das Fluid aus wenigstens einem ers¬ ten Reservoir unter Aufwendung von technischer Arbeit und zur Abgabe von thermischer Energie durch das Fluid an wenigstens ein zweites Reservoir zum Heizen des wenigstens einen zweiten Reservoirs. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Verwendung eines Arbeitsmediums in einer solchen Hochtemperaturwärmepumpe. The present invention relates to a high-temperature ¬ turwärmepumpe with a fluid circuit for receiving thermal energy by the fluid from at least one ers ¬ th reservoir under application of technical work and for the delivery of thermal energy by the fluid at at least a second reservoir for heating the at least one second reservoir. Furthermore, the present invention relates to a method of using a working medium in such a high-temperature heat pump.
Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, welche unter Aufwendung von technischer Arbeit thermische Energie aus einem Reservoir mit niedrigerer Temperatur aufnimmt, und zusammen mit der Antriebsenergie als Nutzwärme auf ein zu beheizendes System mit höherer Temperatur überträgt. Das Reservoir mit niedrigerer Temperatur kann z.B. Luft aus der Umgebung sein oder Flüssigkeit und Gestein des Erdreichs bei Nutzung von Erdwärme. Es können unter anderem aber auch Abwärmequellen in Industrieprozessen genutzt werden. A heat pump is a machine which, by applying technical work, absorbs thermal energy from a reservoir at a lower temperature and, together with the drive energy, transfers it as useful heat to a system with a higher temperature to be heated. The lower temperature reservoir may e.g. Be air from the environment or liquid and rock of the soil when using geothermal energy. However, among other things, waste heat sources in industrial processes can also be used.
Mit Wärmepumpen können Gebäude beheizt werden oder Wärme für technische Prozesse in der Industrie gewonnen werden. Hoch¬ temperaturwärmepumpen führen Nutzwärme einem zu beheizenden System zu, welches sich auf einem hohen Temperaturniveau be¬ findet. Unter hohem Temperaturniveau bzw. höherer Temperatur sind z.B. Temperaturen über 70°C zu verstehen. Die mit Hilfe von Wärmepumpen erreichbaren Temperaturen zum Heizen hängen wesentlich von dem in der Wärmepumpe verwendeten Arbeitsmedium ab. Das Arbeitsmedium ist in der Regel ein Fluid, welches bei einer Komprimierung unter Druck verflüssigt wird und thermische Energie abgibt. Bei einer Ausdehnung zu einem Gas kühlt sich das Fluid ab und kann thermische Energie aus dem ersten Reservoir aufnehmen. Im Kreislauf kann so Wärmemenge kontinuierlich oder pulsartig aus einem kühleren Reservoir unter Aufwendung von mechanischer Energie auf ein wärmeres Reservoir übertragen werden. Die von einer Wärmepumpe erreichbare Temperatur beim Heizen hängt neben dem verwendeten Arbeitsmedium auch vom Druck im Kondensor ab, welcher auch als Verflüssiger oder Kondensator bezeichnet wird. Im Kondensator wird das Arbeitsmedium verflüssigt unter Aufnahme von Wärmemenge aus dem ersten, kühle- ren Reservoir. Für Hochtemperaturwärmepumpen wird z.B. Kohlendioxid als Arbeitsmedium verwendet. Der Siedepunkt von Kohlendioxid bei 1 bar liegt z.B. bei -57°C und die Verflüs¬ sigungstemperatur bei 26 bar liegt z.B. bei -26°C. Aus Umweltverträglichkeitsgründen, z.B. bezüglich „Global Warming Potential" und „Ozone Depletion Potential", ist Kohledioxid zwar ein ideales Arbeitsmedium, jedoch liegt die kritische Temperatur von Kohlendioxid lediglich bei 31 °C. Oberhalb die¬ ser Temperatur ist Kohlendioxid auch unter Aufwendung höchster Drücke nicht mehr zu verflüssigen. Heat pumps can be used to heat buildings or extract heat for industrial processes. High-temperature heat pumps ¬ lead to a useful heat to be heated system which be found ¬ at a high temperature level. Under high temperature level or higher temperature, for example, temperatures above 70 ° C to understand. The temperatures that can be achieved with the help of heat pumps for heating depend essentially on the working medium used in the heat pump. The working medium is usually a fluid which is liquefied when compressed under pressure and gives off thermal energy. When expanded to a gas, the fluid cools and can absorb thermal energy from the first reservoir. In the cycle so can amount of heat be transmitted continuously or in pulses from a cooler reservoir by the application of mechanical energy to a warmer reservoir. The temperature reached by a heat pump during heating depends not only on the working fluid used but also on the pressure in the condenser, which is also referred to as condenser or condenser. In the condenser, the working fluid is liquefied by absorbing heat from the first, cooler reservoir. For high-temperature heat pumps, for example, carbon dioxide is used as the working medium. The boiling point of carbon dioxide at 1 bar is, for example at -57 ° C and the Verflüs ¬ sigungstemperatur located at 26 bar, for example at -26 ° C. For environmental compatibility reasons, eg regarding "Global Warming Potential" and "Ozone Depletion Potential", carbon dioxide is an ideal working medium, but the critical temperature of carbon dioxide is only 31 ° C. Above the ¬ ser temperature carbon dioxide can no longer be liquefied even by expending the highest pressures.
Hieraus folgen Besonderheiten für die Prozessführung jenseits der kritischen Temperatur. So erfolgt die Wärmeabgabe nach der Verdichtung nicht wie bei kondensierenden Arbeitsstoffen bei einer bestimmten Temperatur, sondern über einen großen Temperaturbereich. Dadurch wird die Nutzbarkeit der Wärme z.B. zur Dampferzeugung erschwert. Der Einsatz von Kohlendioxid als Arbeitsstoff in einer Wärmepumpe ist ferner aufgrund der Stoffeigenschaften mit sehr hohen Drücken verbunden und somit apparativ aufwendig. From this follow special features for the process control beyond the critical temperature. Thus, the heat release after compression does not take place at a certain temperature, as with condensing agents, but over a wide temperature range. Thereby, the usability of the heat e.g. difficult to generate steam. The use of carbon dioxide as a working substance in a heat pump is also due to the material properties associated with very high pressures and thus expensive in terms of apparatus.
Kohlenwasserstoffe wie Butan oder Pentan sind aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften besser für die Bereitstellung von Wärme bei einem hohen Temperaturniveau geeignet. Butan weist z.B. einen Siedepunkt bei 1 bar von -12°C und eine Ver- flüssigungstemperatur bei 26 bar von 114°C auf. Ihr Einsatz ist allerdings wegen ihrer guten Brennbarkeit aus sicher¬ heitstechnischen Gründen problematisch. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Hochtemperaturwärmepumpe und ein Verfahren zur Verwendung eines Arbeitsmediums in einer Hochtemperaturwärmepumpe anzugeben, welche geeignet sind Wärme bei hohen Temperaturen wie z.B. höher 70°C bereitzustellen, umweltfreundlich sind und einfach, kostengünstig sowie ohne hohes Risiko z.B. durch gerin¬ ge Brennbarkeit betrieben werden können. Hydrocarbons such as butane or pentane are more suitable for providing heat at a high temperature level because of their physical properties. Butane has, for example, a boiling point at 1 bar of -12 ° C. and a liquefaction temperature at 26 bar of 114 ° C. However, their use is problematic because of their good flammability for safety ¬ technical reasons. Object of the present invention is therefore to provide a high-temperature heat pump and a method for using a working medium in a high-temperature heat pump, which are suitable to provide heat at high temperatures such as higher 70 ° C, are environmentally friendly and simple, inexpensive and without high risk, for example by clotting ¬ flammability can be operated.
Die angegebene Aufgabe wird bezüglich der Hochtemperaturwärmepumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens zur Verwendung eines Arbeitsmediums in einer Hoch¬ temperaturwärmepumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 7 ge¬ löst. The specified object is with respect to the high temperature heat pump with the features of claim 1 and with respect to the method for using a working medium in a high ¬ temperature heat pump with the features of claim 7 ge ¬ triggers.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hochtemperaturwärmepumpe und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ver¬ wendung eines Arbeitsmediums in einer Hochtemperaturwärmepumpe gehen aus den jeweils zugeordneten abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können die Merkmale der nebengeordneten, unabhängigen Ansprüche untereinander und mit Merkmalen der Unteransprüche sowie Merkmale der Unteransprüche untereinan¬ der kombiniert werden. Advantageous embodiments of the high temperature heat pump and method of the invention for the Ver ¬ use of a working medium in a high temperature heat pump will be apparent from the respectively assigned dependent subclaims. The features of the independent and independent claims may be combined with the untereinan ¬ with each other and features of the subclaims as well as features of the subclaims.
Die erfindungsgemäße Hochtemperaturwärmepumpe umfasst einen Fluidkreislauf zum Aufnehmen von thermischer Energie durch ein Fluid aus wenigstens einem ersten Reservoir unter Aufwendung von technischer Arbeit und zur Abgabe von thermischer Energie durch das Fluid an wenigstens ein zweites Reservoir zum Heizen des wenigstens einen zweiten Reservoirs. Erfindungsgemäß ist der Fluidkreislauf mit einem Hydrofluorether oder mit Fluorketon als Fluid bzw. Arbeitsmedium befüllt. Es ist auch die Verwendung von Mischungen aus Hydrofluorether und Fluorketon möglich. The high-temperature heat pump according to the invention comprises a fluid circuit for receiving thermal energy from a fluid from at least one first reservoir using technical work and for delivering thermal energy through the fluid to at least a second reservoir for heating the at least one second reservoir. According to the invention, the fluid circuit is filled with a hydrofluoroether or with fluoroketone as fluid or working medium. It is also possible to use mixtures of hydrofluoroether and fluoroketone.
Hydrofluorether oder Fluorketon sind nicht brennbar und somit sicher, z.B. in Prozessen mit hoher Temperatur zu verwenden. Hydrofluorether oder Fluorketon sind umweltfreundlich, da kein Beitrag zur globalen Erwärmung oder zur Vergrößerung des Ozonlochs durch diese Stoffklassen erfolgt. Die bekannten Hydrofluorether oder Fluorketone haben höher kritische Temperaturen als z.B. Kohlendioxid. Dadurch kann ein Großteil der aufgenommenen Wärmemenge nach der Verdichtung bei einer Tem- peratur, speziell der Kondensationstemperatur, wieder abgegeben werden. Dies erleichtert z.B. bei einer Prozessdampfbe- reitstellung die Nutzung der Wärme. Mit einem Arbeitsmedium Hydrofluorether oder Fluorketon können Hochtemperaturwärmepumpen zum Erreichen sehr hoher Temperaturen bei niedrigeren Drücken, als z.B. im Vergleich mit Kohlendioxid als Arbeits¬ medium, transkritisch betrieben werden. Transkritisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass im Vergleich zu subkritischer Prozessführung, bei welcher das Arbeitsmedium bei konstanter Temperatur verflüssigt wird, bei transkritischer Pro- zessführung die Wärmeabgabe im überkritischen Bereich gleitend, d.h. bei Temperaturänderung erfolgt. Hydrofluoroether or fluoroketone are not flammable and therefore safe to use eg in processes with high temperature. Hydrofluoroethers or fluoroketones are environmentally friendly, as they do not contribute to global warming or to increase the Ozone hole is done by these classes. The known hydrofluoroethers or fluoroketones have higher critical temperatures than eg carbon dioxide. As a result, a large part of the amount of heat absorbed after compression at a temperature, especially the condensation temperature, can be released again. This facilitates, for example, the use of heat in the case of a process steam supply. With a working medium hydrofluoroether or fluoroketon high-temperature heat pump to achieve very high temperatures at lower pressures than, for example, in comparison with carbon dioxide as working ¬ medium, trans-critical operation. Transcritical in this context means that compared to subcritical process control, in which the working fluid is liquefied at a constant temperature, in transcritical process control, the heat release occurs in the supercritical region, ie when the temperature changes.
Die erfindungsgemäße Hochtemperaturwärmepumpe kann wenigstens einen Verdampfer, wenigstens einen Verdichter, wenigstens einen Kondensator und/oder wenigstens eine Drossel als Teil des Fluidkreislaufs umfassen. Die Einzelkomponenten sind aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus der The high-temperature heat pump according to the invention may comprise at least one evaporator, at least one compressor, at least one condenser and / or at least one throttle as part of the fluid circuit. The individual components are known in the art, e.g. from the
DE 10 2007 010 646 AI. Im Weiteren kann für Verdichter als Synonym auch Kompressor, für Kondensator auch Kondensor oder Verflüssiger, und für die Drossel auch Expansionsventil ver¬ wendet werden, abhängig von der jeweiligen Funktion der Komponente. Das im Fluidkreislauf strömende Fluid wird im Kom¬ pressor verdichtet, kühlt sich im Kondensator unter Abgabe von Wärmemenge an das zweite Reservoir ab, strömt abhängig der Öffnung der Drossel mit gegebener Geschwindigkeit bzw. Druckreduzierung durch die Drossel in den Verdampfer, wo es expandiert und Wärmemenge dem ersten Reservoir entzieht. DE 10 2007 010 646 A1. Furthermore, also expansion valve ver ¬ turns can be used for the compressor as a synonym and compressor, for condenser and condenser or condensers, and for the reactor, depending on the particular function of the component. The fluid flowing in the fluid circuit fluid is compressed in the Kom ¬ pressor cooled in the condenser, giving off heat to the second reservoir from flows depending on the opening of the throttle with a given speed and pressure reduction through the throttle into the evaporator where it is expanded and heat quantity deprives the first reservoir.
Als Verdichter kann ein mehrstufiger Verdichter verwendet werden, insbesondere ein zweistufiger Verdichter. Durch eine mehrstufige Verdichtung steigt die Leistungszahl des Hochtemperaturwärmetauschers . Ein Economiser kann Teil des Fluidkreislaufs sein. Ein Econo miser ist ein zusätzlicher Zwischenwärmetauscher im Fluidkreislauf. Er überträgt einen Teil der nach der Wärmeabgabe an das zweite Reservoir im flüssigen Arbeitsmedium vorhandenen Wärme auf das gasförmig überhitzte Arbeitsmittel vor dem Verdichter. Dadurch kann z.B. eine starke Überhitzung des Ar beitsmediums als Sauggas erreicht werden, wodurch eine Ver¬ dichtung in das Nassdampfgebiet des Arbeitsmediums sicherge¬ stellt werden kann. Der Economiser führt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrads bzw. der Effektivität des Hochtemperatur¬ wärmetauschers . As a compressor, a multi-stage compressor can be used, in particular a two-stage compressor. Through a multi-stage compression increases the coefficient of performance of the high-temperature heat exchanger. An economizer may be part of the fluid circuit. An Econo miser is an additional intermediate heat exchanger in the fluid circuit. It transfers part of the heat which is present after the heat release to the second reservoir in the liquid working medium to the gaseously superheated working medium in front of the compressor. As a result, for example, a strong overheating of the Ar beitsmediums be achieved as a suction gas, whereby a Ver ¬ seal in the wet steam region of the working medium sicherge ¬ can be made. The economizer leads to an increase in the efficiency or the effectiveness of the high temperature ¬ heat exchanger.
Der Fluidkreislauf kann geschlossen oder abgeschlossen sein. Gerade in Hinblick auf eine Vermeidung von Verlusten an Arbeitsmedium kann ein abgeschlossener Fluidkreislauf gewählt werden . The fluid circuit may be closed or completed. Especially with regard to avoiding losses of working fluid, a closed fluid circuit can be selected.
Der Hydrofluorether kann ein Hydrofluorether mit der chemi- sehen Formel Cx Fy-0-CmHn sein , wobei x gleich 3, y gleich 7, gleich 1 und n gleich 3 ist, oder x gleich 4 , Y gleich 9, m gleich 1 und n gleich 3 ist, oder x gleich 4 , Y gleich 9, m gleich 2 und n gleich 5 ist, oder x gleich 6 , Y gleich 13, ] gleich 1 und n gleich 3 sein . Der Hydrofluorether kann auch ein Hydrofluorether mit der chemischen Forme 1 The hydrofluoroether may be a hydrofluoroether having the chemical formula C x F y -O-C m H n , where x is 3, y is 7, 1 and n is 3, or x is 4, Y is 9, m is 1 and n is 3, or x is 4, Y is 9, m is 2 and n is 5, or x is 6, Y is 13,] is 1 and n is 3. The hydrofluoroether may also be a hydrofluoroether having the chemical formula 1
C3 F7CF (OC2H5) CF ( CF3 ) 2 sein. Weiterhin kann der Hydrofluorether ein Hydrofluorether mit der chemischen Formel C 3 F 7 CF (OC 2 H 5) CF (CF 3) 2 to be. Furthermore, the hydrofluoroether may be a hydrofluoroether having the chemical formula
CH3CHO ( CF2CFHCF3 ) 2 sein. Es ist auch möglich als Fluid ein Fluorketon mit der chemischen Formel CF3CF2C (0) CF (CF3) 2 zu verwenden. Es können als Arbeitsmittel im erfindungsgemäßen Hochtemperaturwärmetauscher auch andere Hydrofluorether oder Fluorketone mit guten thermischen Eigenschaften verwendet werden sowie Mischungen aus verschiedenen Hydrofluorethern oder Fluorketonen . CH3CHO (CF2CFHCF3) 2. It is also possible to use as fluid a fluoroketone having the chemical formula CF 3 CF 2 C (O) CF (CF 3 ) 2 . It is also possible to use other hydrofluoroethers or fluoroketones having good thermal properties as working medium in the high-temperature heat exchanger according to the invention, as well as mixtures of different hydrofluoroethers or fluoroketones.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwendung eines Arbeits¬ mediums in einer Hochtemperaturwärmepumpe, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Hochtemperaturwärmepumpe, umfasst, dass das Arbeitsmedium beim Strömen in einem Fluidkreislauf thermische Energie aus wenigstens einem ersten Reservoir un¬ ter Aufwendung von technischer Arbeit aufnimmt und thermischer Energie an wenigstens ein zweites Reservoir zum Heizen des wenigstens einen zweiten Reservoirs abgibt. Dabei wird als Arbeitsmedium Hydrofluorether oder Fluorketon verwendet. The inventive method for using a working ¬ medium in a high-temperature heat pump, in particular in a high-temperature heat pump described above, comprises that the working fluid when flowing in a fluid circuit thermal energy from at least a first reservoir un ¬ ter expenditure of technical work and receives thermal energy to a second reservoir for heating emits at least the at least one second reservoir. In this case, hydrofluoroether or fluoroketone is used as the working medium.
Die thermische Energie kann an das wenigstens eine zweite Re servoir nach der Verdichtung des Arbeitsmediums bei oder im Bereich der Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums abgegeben werden. Die thermische Energie kann für eine Prozess¬ dampfbereitstellung genutzt werden. The thermal energy can be delivered to the at least one second reservoir after the compression of the working medium at or in the region of the condensation temperature of the working medium. The thermal energy can be used for process steam ¬ ready position.
Das wenigstens eine zweite Reservoir, an welches die thermi¬ sche Energie abgegeben wird, kann eine Temperatur von größer 70 °C aufweisen. Die Hochtemperaturwärmepumpe kann zum Errei¬ chen hoher Temperaturen bei niedrigem Druck transkritisch be trieben werden. Die Verdichtung des Arbeitsmediums kann mehr stufig, insbesondere zweistufig erfolgen. The at least one second reservoir, to which the thermi ¬ specific energy is emitted, a temperature of greater than 70 ° C may have. The high temperature heat pump can be operated transcritical be to Errei ¬ chen high temperatures at low pressure. The compression of the working medium can be done more stages, in particular two stages.
Das gasförmige Arbeitsmedium kann stark überhitzt werden, da mit jeweils die Verdichtung vor einem Nassdampfgebiet des Hochtemperaturwärmetauschers vollständig abgeschlossen ist. Die Überhitzung kann durch einen Economiser erfolgen, insbesondere mit einer Wärmeübertragung der Wärme am Ende eines Hochdruckwärmeüberträgers bzw. des Kondensators auf den Aus¬ gang des Arbeitsmediums am Verdampfer. The gaseous working medium can be greatly overheated, since each with the compression in front of a wet steam area of the high-temperature heat exchanger is completely completed. The overheating can be carried out by an economizer, in particular with a heat transfer of heat at the end of a high-pressure heat exchanger or the condenser to the output of the working medium on the evaporator.
Die mit dem Verfahren zur Verwendung eines Arbeitsmediums in einer Hochtemperaturwärmepumpe verbundenen Vorteile sind ana log den Vorteilen, welche zuvor im Bezug auf die Hochtempera turwärmepumpe beschrieben wurden. The advantages associated with the method of using a working fluid in a high temperature heat pump are analogous to the advantages previously described with respect to the high temperature turwärmepumpe.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es wird in den Figuren dargestellt: Preferred embodiments of the invention with advantageous developments according to the features of the dependent claims are explained in more detail with reference to the figures, but without being limited thereto. It is shown in the figures:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä¬ ßen Hochtemperaturwärmepumpe, und 1 is a schematic representation of an inventive ¬ Shen high-temperature heat pump, and
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Hochtemperaturwärmepumpe nach Fig. 1 mit zusätzlich mehrstufiger Verdichtung und Economiser. In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausfüh¬ rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochtemperaturwärme¬ pumpe gezeigt. Die Hochtemperaturwärmepumpe umfasst einen Fluidkreislauf 1, in welchem ein Hydrofluorether oder Fluor- keton als Arbeitsmedium strömt. Der Hydrofluorether oder das Fluorketon ist ein Fluid, welches flüssig oder gasförmig vorliegen kann. Als Hydrofluorether kommen unter anderem Stoffe mit der chemischen Formel CxFy-0-CmHn, wobei x gleich 3, y gleich 7, m gleich 1 und n gleich 3 ist, oder x gleich 4, y gleich 9, m gleich 1 und n gleich 3 ist, oder x gleich 4, y gleich 9, m gleich 2 und n gleich 5 ist, oder x gleich 6, y gleich 13, m gleich 1 und n gleich 3 ist, in Frage oder Stoffe mit der chemischen Formel C3F7CF (OC2H5) CF (CF3) 2, Fig. 2 is a schematic representation of a high-temperature heat pump according to Fig. 1 with additional multi-stage compression and economizer. In Fig. 1 is a schematic representation of an exporting ¬ approximately example of a high-temperature heat ¬ pump according to the invention is shown. The high temperature heat pump comprises a fluid circuit 1, in which a hydrofluoroether or fluoro ketone flows as a working medium. The hydrofluoroether or the fluoroketone is a fluid which may be liquid or gaseous. The hydrofluoroethers include substances having the chemical formula C x F y -O-C m H n , where x is 3, y is 7, m is 1 and n is 3, or x is 4, y is 9, m is equal to 1 and n is 3, or x is 4, y is 9, m is 2 and n is 5, or x is 6, y is 13, m is 1 and n is 3, or substances with the chemical formula C 3 F 7 CF (OC 2 H 5 ) CF (CF 3 ) 2 ,
CH3CHO ( CF2CFHCF3 ) 2 , oder als Fluorketon kommt ein Stoff mit der chemischen Formel CF3CF2C (0) CF (CF3) 2 in Frage. Es können auch andere Hydrofluorether oder Fluorketone mit geeigneten physikalischen Eigenschaften zur Bereitstellung von Wärme auf hohem Temperaturniveau verwendet werden. CH 3 CHO (CF2CFHCF 3 ) 2, or as fluoroketone is a substance with the chemical formula CF3CF2C (0) CF (CF3) 2 in question. Other hydrofluoroethers or fluoroketones with suitable physical properties can be used to provide heat at a high temperature level.
Ein erstes Reservoir 2 steht in thermischem Kontakt mit einem Verdampfer 4. Ein zweites Reservoir 3 steht in thermischem Kontakt mit einem Kondensator 6 für das Arbeitsmedium. Das erste Reservoir 2 weist eine Temperatur ΤΊ auf, welche klei¬ ner ist als die Temperatur T2 des zweiten Reservoirs 3. Bei einem Hochtemperaturwärmetauscher kann die Temperatur T2 grö- ßer 70°C sein. A first reservoir 2 is in thermal contact with an evaporator 4. A second reservoir 3 is in thermal contact with a condenser 6 for the working medium. The first reservoir 2 has a temperature ΤΊ on which is able to dress ¬ ner than the temperature T2 of the second reservoir 3. In a high-temperature heat exchanger, the temperature T2 GroE SSER may be 70 ° C.
Im Verdampfer 4 nimmt bei einer Expansion des Arbeitsmediums das Arbeitsmedium Wärme auf, welche dem ersten Reservoir 2 entzogen wird. Ein gasförmiges Arbeitsmedium wird aus dem Verdampfer 4 durch einen Verdichter 5 angesaugt und komprimiert. Dadurch erhöht sich der Druck des Arbeitsmediums von einem Wert pi auf einen Wert p2. Das Arbeitsmedium mit dem erhöhten Druck p2 vom Kompressor 5 strömt in einen Kondensator 6, wo es unter Abgabe von Wärme an das zweite Reservoir 3 verflüssigt wird. Dadurch wird Wärmemenge von dem ersten Re¬ servoir 2 mit einer niedrigeren Temperatur ΤΊ zu dem zweiten Reservoir 3 mit der höheren Temperatur T2, unter Aufwendung von Arbeit durch den Kompressor 5, transportiert bzw. gepumpt. Das erste Reservoir 2 dient dabei als Wärmequelle und über den Kondensator 6 als Heizer wird dem zweiten Reservoir 3 Wärme zugeführt. In the evaporator 4 takes on an expansion of the working medium, the working fluid heat, which the first reservoir. 2 is withdrawn. A gaseous working medium is sucked from the evaporator 4 by a compressor 5 and compressed. As a result, the pressure of the working medium increases from a value pi to a value p 2 . The working medium with the increased pressure p 2 from the compressor 5 flows into a condenser 6, where it is liquefied with the release of heat to the second reservoir 3. Characterized by the first heat quantity Re ¬ servoir 2 having a lower temperature ΤΊ is pumped to the second reservoir 3 with the higher temperature T 2, with the expenditure of work by the compressor 5, and transported. The first reservoir 2 serves as a heat source and heat is supplied to the second reservoir 3 via the condenser 6 as a heater.
Das Arbeitsmedium vom Kondensator 6 kann mit hohem Druck p2 über ein Drosselventil 7 wieder in den Verdampfer 4 mit einem Druck pi strömen. Damit ist der Fluidkreislauf 1 geschlossen. Bei Verwendung von fluiddichten Einrichtungen 4, 5, 6, 7 und Verbindungen wie z.B. Rohren und Dichtungen, kann der Fluidkreislauf für das Arbeitsmedium abgeschlossen sein, so dass kein Arbeitsmedium an die Umwelt abgegeben wird bzw. verloren geht. Der Verdichter 5 in Form eines Kompressors erhöht den Druck des Arbeitsmediums von pi auf p2 und über die Drossel 7 in Form eines Expansionsventils wird der Druck von p2 auf pi verringert. Somit kann der Fluidkreislauf eingeteilt werden in eine Kaltseite mit niedrigem Druck pi, d.h. eine Niederdruckseite, und in eine Warmseite mit hohem Druck p2, d.h. eine Hochdruckseite. Die Niederdruckseite umfasst den Ver¬ dampfer 4 und die Hochdruckseite umfasst den Kondensator 6. The working medium from the condenser 6 can flow back into the evaporator 4 at high pressure p 2 via a throttle valve 7 at a pressure pi. Thus, the fluid circuit 1 is closed. When using fluid-tight devices 4, 5, 6, 7 and compounds such as pipes and seals, the fluid circuit for the working fluid can be completed, so that no working fluid is released to the environment or is lost. The compressor 5 in the form of a compressor increases the pressure of the working medium from pi to p 2 and via the throttle 7 in the form of an expansion valve, the pressure of p 2 is reduced to pi. Thus, the fluid circuit can be classified into a low-pressure cold side pi, ie, a low-pressure side, and a high-pressure hot side p 2 , that is, a high-pressure side. The low-pressure side comprises the Ver ¬ evaporator 4 and the high pressure side comprising the capacitor. 6
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann mit Hilfe eines Economi- sers 8 der Wirkungsgrad des Hochtemperaturwärmetauschers, d.h. das Verhältnis von gepumpter Wärmemenge zu aufgewendeter Arbeit zum Pumpen, z.B. in Form von mechanischer Arbeit des Kompressors 5, verbessert werden. Der Economiser 8 kann als Wärmetauscher ausgeführt sein, welcher Wärmemenge vom flüssigen Arbeitsmedium am Ausgang des Kondensators 6 aufnimmt und an das gasförmige Arbeitsmedium am Ausgang des Verdampfers 4 abgibt. Dadurch kann eine Überhitzung des gasförmigen Arbeitsmediums erreicht werden, womit eine Verdichtung in das Nassdampfgebiet des Kondensators 6 sichergestellt werden kann . As shown in FIG. 2, with the aid of an economizer 8, the efficiency of the high-temperature heat exchanger, ie the ratio of pumped heat quantity to work done for pumping, eg in the form of mechanical work of the compressor 5, can be improved. The economizer 8 may be designed as a heat exchanger, which receives heat quantity from the liquid working medium at the outlet of the condenser 6 and to the gaseous working medium at the outlet of the evaporator 4 emits. As a result, an overheating of the gaseous working medium can be achieved, whereby a compression in the wet steam region of the condenser 6 can be ensured.
Eine Erhöhung der Leistungszahl, dem Verhältnis von gewonnener Nutzwärme zur eingesetzten Antriebsenergie, des Hochtem¬ peraturwärmetauschers ist möglich durch Verwendung einer mehrstufigen statt einer einstufigen Verdichtung des Arbeitsmediums . An increase in the coefficient of performance, the ratio of recovered useful heat to the drive energy used, the Hochtem ¬ peraturwärmetauschers is possible by using a multi-stage instead of a single-stage compression of the working medium.
Durch die Verwendung von Hydrofluorether oder Fluorketon als Arbeitsmedium bzw. Fluid in dem erfindungsgemäßen Hochtemperaturwärmetauscher und Verfahren ist ein sicheres, umweltschonendes und effektives Pumpen von Wärme aus dem ersten Re¬ servoir 2 mit niedriger Temperatur ΤΊ in das zweite Reservoir 3 mit hoher Temperatur T2 möglich. The use of hydrofluoroether or fluoroketone as a working medium or fluid in the inventive high temperature heat exchanger and process a safe, environmentally friendly and effective pumping of heat from the first re ¬ servoir 2 with low temperature ΤΊ is possible in the second reservoir 3 with a high temperature T 2 ,
Hydrofluorether und Fluorketon sind nicht brennbar und somit sicher, z.B. in Prozessen mit hoher Temperatur und beim Verdichten, zu verwenden. Hydrofluorether und Fluorketon sind umweltfreundlich, da kein Beitrag zur globalen Erwärmung oder zur Vergrößerung des Ozonlochs durch diese Stoffklasse er¬ folgt. Die bekannten Hydrofluorether und Fluorketon haben höhere kritische Temperaturen als z.B. Kohlendioxid, wodurch ein Großteil der aufgenommenen Wärmemenge nach der Verdichtung wieder abgegeben werden kann. Mit Hydrofluorether und/oder Fluorketon können Hochtemperaturwärmepumpen zum Erreichen sehr hoher Temperaturen transkritisch betrieben werden, wodurch nur moderate Drücke notwendig sind, z.B. kleiner als bei Verwendung von Kohlendioxid. Somit weisen erfindungs¬ gemäße Hochtemperaturwärmetauscher und Verfahren unter Verwendung von Hydrofluorether und/oder Fluorketon eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik auf, wo typische Arbeitsmedien Butan, Pentan oder Kohlendioxid umfassen. Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sind untereinander und mit Ausführungsbeispielen aus dem Stand der Technik kombinierbar . Hydrofluoroethers and fluoroketones are non-flammable and therefore safe to use, eg in processes with high temperature and during compression. Hydrofluoroethers and fluoroketone are environmentally friendly, as no contribution to global warming or to increase the ozone hole by this class he ¬ follows. The known hydrofluoroethers and fluoroketones have higher critical temperatures than, for example, carbon dioxide, as a result of which a large part of the heat absorbed can be released again after compression. With hydrofluoroether and / or fluoroketone, high-temperature heat pumps can be operated transcritically to achieve very high temperatures, as a result of which only moderate pressures are necessary, for example less than when using carbon dioxide. Thus, using hydrofluoroether and / or fluoroketone have fiction, modern ¬ high temperature heat exchanger, and methods to a number of advantages over the prior art where, typical working media butane, pentane or carbon dioxide. The embodiments described above can be combined with each other and with embodiments of the prior art.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hochtemperaturwärmepumpe mit einem Fluidkreislauf (1) zum Aufnehmen von thermischer Energie durch ein Fluid aus wenigstens einem ersten Reservoir (2) unter Aufwendung von technischer Arbeit und zur Abgabe von thermischer Energie durch das Fluid an wenigstens ein zweites Reservoir (3) zum Heizen des wenigstens einen zweiten Reservoirs (3) , dadurch gekennzeich- net, dass der Fluidkreislauf (1) mit dem Fluid Hydrofluor- ether oder Fluorketon als Arbeitsmedium befüllt ist. A high-temperature heat pump with a fluid circuit (1) for receiving thermal energy from a fluid from at least one first reservoir (2) by using technical work and for delivering thermal energy through the fluid to at least a second reservoir (3) for heating the at least one second reservoir (3), characterized in that the fluid circuit (1) is filled with the fluid hydrofluoroether or fluoroketone as the working medium.
2. Hochtemperaturwärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verdamp- fer (4), wenigstens ein Verdichter (5), wenigstens ein Kondensator (6) und/oder wenigstens eine Drossel (7) Teil des Fluidkreislaufs (1) sind. 2. High-temperature heat pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one evaporator (4), at least one compressor (5), at least one condenser (6) and / or at least one throttle (7) is part of the fluid circuit (1). are.
3. Hochtemperaturwärmepumpe nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrstufiger Ver¬ dichter (5) , insbesondere ein zweistufiger Verdichter (5) Teil des Fluidkreislaufs (1) ist. 3. High-temperature heat pump according to one of the preceding arrival claims, characterized in that a multi-stage Ver ¬ poet (5), in particular a two-stage compressor (5) is part of the fluid circuit (1).
4. Hochtemperaturwärmepumpe nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Economiser (8) Teil des Fluidkreislaufs (1) ist. 4. High-temperature heat pump according to one of the preceding arrival claims, characterized in that an economiser (8) is part of the fluid circuit (1).
5. Hochtemperaturwärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkreislauf (1) geschlossen oder abgeschlossen ist. 5. High temperature heat pump according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid circuit (1) is closed or completed.
6. Hochtemperaturwärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrofluorether ein Hydrofluorether mit der chemischen Formel CxFy-0-CmHn ist, wo- bei x gleich 3, y gleich 7, m gleich 1 und n gleich 3 ist, oder x gleich 4, y gleich 9, m gleich 1 und n gleich 3 ist, oder x gleich 4, y gleich 9, m gleich 2 und n gleich 5 ist, oder x gleich 6, y gleich 13, m gleich 1 und n gleich 3 ist, oder dass der Hydrofluorether ein Hydrofluorether mit der chemischen Formel C3F7CF (OC2H5) CF (CF3) 2 ist, oder dass der Hyd- rofluorether ein Hydrofluorether mit der chemischen Formel CH3CHO ( CF2CFHCF3 ) 2 ist, oder dass das Fluorketon ein Fluorke¬ ton mit der chemischen Formel CF3CF2C (0) CF (CF3) 2 ist. 6. High temperature heat pump according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrofluoroether is a hydrofluoroether having the chemical formula C x F y -0-C m H n , where x is equal to 3, y is equal to 7, m is equal to 1 and n is equal to 3, or x equals 4, y equals 9, m equals 1, and n equals 3, or x equals 4, y equals 9, m equals 2, and n equals 5, or x equals 6, y equals 13, m is equal to 1 and n is equal to 3, or that the hydrofluoroether is a hydrofluoroether with the chemical formula C 3 F 7 CF (OC 2 H 5 ) CF (CF 3 ) 2, or that the hydrofluoroether is a hydrofluoroether with the chemical formula CH 3 CHO (CF 2 CFFCF 3) 2 or the fluoroketone is a Fluorke ¬ ton with the chemical formula CF 3 CF 2 C (0) CF (CF 3). 2
7. Verfahren zur Verwendung eines Arbeitsmediums in einer Hochtemperaturwärmepumpe, insbesondere nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsmedium beim Strömen in einem Fluidkreislauf (1) thermische Energie aus wenigstens einem ersten Reservoir (2) unter Aufwendung von technischer Arbeit aufnimmt und thermische Energie an wenigstens ein zweites Reservoir (3) zum Heizen des wenigstens einen zweiten Reservoirs (3) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass als Ar¬ beitsmedium Hydrofluorether oder Fluorketon verwendet wird. 7. A method for using a working medium in a high-temperature heat pump , in particular according to one of the preceding ¬ claims, wherein the working fluid when flowing in a fluid circuit (1) receives thermal energy from at least a first reservoir (2) by using technical work and thermal energy write at least a second reservoir (3) for heating the at least one second reservoir (3), characterized in that is used as the Ar ¬ beitsmedium hydrofluoroether or fluoroketone.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Energie an das wenigstens eine zweite Reser¬ voir (3) abgegeben wird nach der Verdichtung des Arbeitsmediums, bei oder im Bereich der Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums, und/oder dass die thermische Energie für eine Prozessdampfbereitstellung genutzt wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the thermal energy to the at least one second Reser ¬ voir (3) is discharged after the compression of the working medium, at or in the region of the condensation temperature of the working medium, and / or that the thermal energy for a process steam supply is used.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Energie an das wenigstens eine zweite Reservoir (3) , welches eine Temperatur von größer 70°C aufweist, abgegeben wird. 9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the thermal energy to the at least one second reservoir (3), which has a temperature of greater than 70 ° C, is discharged.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperaturwärmepumpe zum Erreichen hoher Temperaturen bei niedrigem Druck transkritisch betrieben wird. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the high temperature heat pump is operated to achieve high temperatures at low pressure transcritical.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdichtung des Arbeitsmediums mehr¬ stufig, insbesondere zweistufig, erfolgt. 11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that a compression of the working medium more ¬ stage, in particular two stages takes place.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Arbeitsmedium stark über¬ hitzt wird, damit jeweils die Verdichtung vor einem Nass¬ dampfgebiet des Hochtemperaturwärmetauschers vollständig ab- geschlossen ist. 12. The method according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the gaseous working fluid is strongly over ¬ heated, so that each of the compression in front of a wet ¬ steaming the high-temperature heat exchanger is completely completed.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzung durch einen Economiser (8) erfolgt, insbesondere mit einer Wärmeübertragung der Wärme am Ende eines Hoch- druckwärmeüberträgers auf den Ausgang des Arbeitsmediums am Verdampfer (4) . 13. The method according to claim 12, characterized in that the overheating by an economizer (8), in particular with a heat transfer of heat at the end of a high-pressure heat transfer to the output of the working medium at the evaporator (4).
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