JP2014505228A - Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む作動流体を用いた加熱生成 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の方法および装置に使用するために開示される組成物は、Z−1,1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン(Z−HFO−1336mzz)を含む作動流体を含む。
本発明の一実施形態において、Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む作動流体を含有するヒートポンプ装置が提供される。
一実施形態において、高温ヒートポンプを製造するための方法であって、凝縮器中で、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む蒸気作動流体を凝縮し、それによって、液体作動流体を生成する工程を含む方法が提供される。
過冷却=10.00℃
蒸発器で加えられる過熱=15.00℃
圧縮機効率=0.80(80%)
HFC−245faおよびCFC−114に対するZ−HFO−1336mzzについての、25℃で利用可能な熱源による加熱性能
水加熱ヒートポンプ中のZ−HFO−1336mzzの性能を測定し、HFC−245faおよびCFC−114についての性能と比較する。データは、表1(a)および1(b)に示される。データは、以下の条件に基づくものである:
蒸発器温度25℃
凝縮器温度85℃
HFC−245faおよびCFC−114に対するZ−HFO−1336mzzについての、50℃で利用可能な熱源による加熱性能
水加熱ヒートポンプ中のZ−HFO−1336mzzの性能を測定し、HFC−245faおよびCFC−114についての性能と比較する。データは、表2(a)および2(b)に示される。データは、以下の条件に基づくものである:
蒸発器温度50℃
凝縮器温度85℃
HFC−245faおよびCFC−114に対するZ−HFO−1336mzzについての同時の加熱および冷却性能
ヒートポンプを用いて、家庭用の温水を提供すると同時に、空調用の冷水を提供することができる。加熱および冷却を同時に提供する機械におけるZ−HFO−1336mzzの性能を測定し、HFC−245faおよびCFC−114についての性能と比較する。データは、表3(a)および3(b)に示される。データは、以下の条件に基づくものである:
蒸発器温度5℃
凝縮器温度85℃
HFC−245faおよびCFC−114に対するZ−HFO−1336mzzについての、75℃で利用可能な熱源による加熱性能
高温ヒートポンプ中のZ−HFO−1336mzzの性能を測定し、HFC−245faおよびCFC−114についての性能と比較する。データは、表4(a)および4(b)に示される。データは、以下の条件に基づくものである:
蒸発器温度75℃
凝縮器温度120℃
Z−HFO−1336mzzについての、100℃および120℃で利用可能な熱源による加熱性能
高温ヒートポンプ中のZ−HFO−1336mzzの性能を測定し、HFC−245faおよびCFC−114についての性能と比較する。データは、表5に示される。データは、以下の条件に基づくものである:
凝縮器温度155℃
Z−HFO−1336mzzの化学安定性および熱安定性
金属の存在下におけるZ−HFO−1336mzzの化学安定性を、ANSI/ASHRAE Standard 97−2007の密閉管試験方法にしたがって調べた。密閉管試験に使用されるZ−HFO−1336mzzのストックは、99.9864+重量%純粋(136ppmwの不純物)であり、水または空気を実質的に含有していなかった。
Z−HFO−1336mzz/2−クロロプロパン混合物の可燃性
Z−HFO−1336mzzおよび2−クロロプロパンを含む組成物の不燃性範囲を、ASHRAE Standard 34−2007によって定められ、ASHRAE Standard 34−2007の“Addendum p”に記載されるASTM E681−2001試験手順にしたがって測定した。試験条件は、50%の相対湿度で60℃であった。
作動流体としてのZ−HFO−1336mzz/2−クロロプロパンの80/20重量%の混合物を用いた高温ヒートポンプの性能
表8は、80重量%のZ−HFO−1336mzzおよび20重量%の2−クロロプロパンからなる作動流体(「ブレンドA」と呼ばれる)によるヒートポンプの性能をまとめたものである。
Claims (22)
- 高温ヒートポンプ中で加熱を生成するための方法であって、凝縮器中で、Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む蒸気作動流体を凝縮し、それによって、液体作動流体を生成する工程を含む方法。
- 伝熱媒体を、前記凝縮器に通過させ、それによって、作動流体の前記凝縮が、前記伝熱媒体を加熱する工程と、前記加熱された伝熱媒体を、前記凝縮器から加熱される物体へと送る工程とをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記伝熱媒体が水であり、前記加熱される物体が水である、請求項2に記載の方法。
- 前記伝熱媒体が水であり、前記加熱される物体が、暖房用の空気である、請求項2に記載の方法。
- 前記伝熱媒体が、産業用の伝熱液体であり、前記加熱される物体が、化学プロセス流である、請求項2に記載の方法。
- 動圧縮機(例えば軸流式または遠心圧縮機)あるいは容積式圧縮機(例えば往復式、スクリューまたはスクロール圧縮機)中で、前記作動流体蒸気を圧縮する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 加熱される流体を、前記凝縮器に通過させ、それによって、前記流体を加熱する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記流体が空気であり、前記凝縮器からの前記加熱される空気が、加熱される空間に送られる、請求項7に記載の方法。
- 前記流体が、プロセス流の一部であり、前記加熱された部分が、前記プロセスに戻される、請求項7に記載の方法。
- 熱が、少なくとも2つの加熱段階間で交換され、
所定の凝縮温度で運転される加熱段階において作動流体中の熱を吸収する工程と、この熱を、より高い凝縮温度で運転される別の加熱段階の前記作動流体に伝達する工程とを含む方法であって;前記より高い凝縮温度で運転される前記加熱段階の前記作動流体が、Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む、請求項1に記載の方法。 - CFC−114、HFC−134a、HFC−236fa、HFC−245fa、CFC−11およびHCFC−123からなる群から選択される第1の作動流体とともに使用するのに好適な高温ヒートポンプ装置における実行可能な最高凝縮器動作温度を、前記第1の作動流体がヒートポンプ作動流体として使用されるときの実行可能な最高凝縮器動作温度と比べて、上昇させる方法であって、Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む作動流体を前記高温ヒートポンプに充填する工程を含む方法。
- 前記実行可能な最高凝縮器動作温度が、約122℃を超える温度まで上昇される、請求項11に記載の方法。
- (a)Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンと;
(b)2−クロロプロパンと;(c)少なくとも約150℃の温度で使用するのに好適な少なくとも1つの潤滑剤とを含む組成物であって;前記2−クロロプロパンが、前記Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンとの、共沸混合物または共沸様混合物の組合せを形成するのに有効な量で存在する組成物。 - Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む作動流体を含有する高温ヒートポンプ装置。
- 動圧縮機(例えば軸流式または遠心圧縮機)あるいは容積式圧縮機(例えば往復式、スクリューまたはスクロール圧縮機)を含む、請求項14に記載の高温ヒートポンプ装置。
- 各段階がそれを通して作動流体を循環させる、カスケード加熱システムとして構成される少なくとも2つの加熱段階を有する高温ヒートポンプ装置であって、熱が、前の段階から最終段階へと伝達され、前記最終段階の前記加熱流体が、Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む、請求項14に記載の高温ヒートポンプ装置。
- 各段階がそれを通して作動流体を循環させる、カスケード加熱システムとして構成される少なくとも2つの加熱段階を有する高温ヒートポンプ装置であって:
(a)第1の作動流体液体の圧力および温度を低下させるための第1の膨張デバイスと;
(b)入口および出口を有する蒸発器であって、前記第1の膨張デバイスからの前記第1の作動流体液体が、前記蒸発器入口を通って前記蒸発器に入り、前記蒸発器中で蒸発されて、第1の作動流体蒸気が形成され、前記出口へと循環する蒸発器と;
(c)入口および出口を有する第1の圧縮機であって、前記蒸発器からの前記第1の作動流体蒸気が、前記第1の圧縮機の前記入口へと循環し、圧縮され、それによって、前記第1の作動流体蒸気の圧力および温度が上昇され、前記圧縮された第1の冷媒蒸気が、前記第1の圧縮機の前記出口へと循環する第1の圧縮機と;
(d)以下のもの:
(i)第1の入口および第1の出口であって、前記第1の作動流体蒸気が、前記第1の入口から前記第1の出口へと循環し、前記熱交換器システム中で凝縮されて、第1の作動流体液体が形成され、それによって、熱を放出する第1の入口および第1の出口、ならびに
(ii)第2の入口および第2の出口であって、第2の作動流体液体が、前記第2の入口から前記第2の出口へと循環し、前記第1の作動流体によって放出される前記熱を吸収し、第2の作動流体蒸気を形成する第2の入口および第2の出口
を有するカスケード熱交換器システムと;
(e)入口および出口を有する第2の圧縮機であって、前記カスケード熱交換器システムからの前記第2の作動流体蒸気が、前記圧縮機に吸い込まれ、圧縮され、それによって、前記第2の作動流体蒸気の圧力および温度が上昇される第2の圧縮機と;
(f)前記第2の作動流体蒸気を循環させるための入口および出口を有し、前記第2の圧縮機からの前記第2の作動流体蒸気を凝縮して、第2の作動流体液体を形成し、それによって、熱を生成するための凝縮器であって、前記第2の作動流体液体が、前記出口を通って前記凝縮器を出る凝縮器と;
(g)前記凝縮器を出て、前記カスケード熱交換器システムの前記第2の入口に入る前記第2の作動流体液体の圧力および温度を低下させるための第2の膨張デバイスと
を含み;
前記第2の作動流体が、Z−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンを含む、請求項14に記載の高温ヒートポンプ装置。 - 前記第1の作動流体が、HFO−1234yfおよびE−HFO−1234zeからなる群から選択される少なくとも1つのフルオロオレフィンを含む、請求項17に記載の高温ヒートポンプ装置。
- 前記第1の作動流体が、HFC−32、HFC−134a、HFC−134およびHFC−227eaからなる群から選択される少なくとも1つのフルオロアルカンを含む、請求項17に記載の高温ヒートポンプ装置。
- 前記第1の作動流体が、
HFC−32、
HFO−1234yf/HFC−32
HFO−1234yf/HFC−134a、
HFO−1234yf/HFC−134、
HFO−1234yf/HFC−134a/HFC−134、
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、および
HFO−1234yf/E−HFO−1234ze/HFC−134/HFC−134a/HFC−227ea
からなる組成物の群から選択される、請求項18に記載の高温ヒートポンプ装置。 - 前記最終段階の前の段階の前記作動流体が、HFO−1234yfおよびE−HFO−1234zeからなる群から選択される少なくとも1つのフルオロオレフィンを含む、請求項16に記載の高温ヒートポンプ装置。
- 前記最終段階の前の段階の前記作動流体が、HFC−32、HFC−134a、HFC−134およびHFC−227eaからなる群から選択される少なくとも1つのフルオロアルカンを含む、請求項16に記載の高温ヒートポンプ装置。
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