JP2016529334A - 高温熱ポンプにおけるアルキルペルフルオロアルケンエーテル及びその混合物の使用 - Google Patents

Abstract

熱交換器を有する高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法が本明細書に開示される。本方法は、作動流体から熱を抽出することにより、冷却された作動流体を生成する工程を含み、該作動流体は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。高温熱ポンプ装置内の最大の実現可能な凝縮器動作温度を上昇させる方法も開示される。本方法は、高温熱ポンプに、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を充填する工程を含む。高温熱ポンプ装置も開示される。本装置は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を収容する。少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテル、及び高温熱ポンプに使用するための特別な添加剤又は潤滑剤を含む組成物も開示される。

Description

本発明は、多数の用途、特に高温熱ポンプにおいて実用性のある方法及びシステムに関する。

世界的なエネルギーの状況を形作る現在の傾向は、近い将来における低温の熱（すなわち、約２５０℃より低い温度の熱）の活用の拡大を提案する。そのような熱は、様々な商業的操作若しくは工業的操作から回収され得、地熱若しくは熱水貯留層から抽出することができるか、又は太陽集熱通して発生させることができる。低温熱の活用に対する誘因は、概して、上昇するエネルギー価格及び環境影響への増大する認識、並びに特に化石燃料の使用による地球の気候への脅威によってもたらされる。

加熱の必要条件を満たすための高温機械的圧縮熱ポンプ（ＨＴＨＰ）を通した利用可能な熱の温度の上昇は、低温熱の使用にとって１つの有望な取り組みである。逆ランキンサイクルに従って動作する熱ポンプは、作動流体の使用を必要とする。ＨＴＨＰ用に使用されるか、又は使用され得る市販の作動流体（例えば、ＨＦＣ−２４５ｆａ，Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＸＦ，ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）は、その比較的高い地球温暖化係数（ＧＷＰ）のため、ますます厳しい監視下に置かれている。明らかに、より環境的に持続可能なＨＴＨＰ用の作動流体の必要性が高まっている。

高温熱ポンプ用のハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）に基づくゼロＯＤＰの低ＧＷＰ作動流体の使用が以前に開示されている。しかしながら、これまでに開示されたＨＦＯ系作動流体の臨界温度は、従来の逆ランキンサイクルに従って動作する熱ポンプによって送達可能な最大の実用凝縮温度を約１６０℃に制限する。

本発明の組成物は、次世代の低地球温暖化係数材料の継続する探求の一部である。そのような材料は、低い地球温暖化係数及びオゾン層破壊係数ゼロで測定されるとき、低い環境影響を有さねばならない。新たな熱ポンプ及び高温熱ポンプ作動流体が必要とされる。

本発明は、高温熱ポンプが２３０℃に近付くか、又は更には２３０℃を超える凝縮温度を送達することができるように充分に高い臨界温度を有する低ＧＷＰ作動流体を開示する。

本発明の実施形態は、単独の、又は本明細書において下に詳細に記載されるような１つ若しくは２つ以上の他の化合物と組み合わされる、アルキルペルフルオロアルケンエーテルを伴う。

本発明に従って、熱交換器を有する高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法が提供される。本方法は、作動流体から熱を抽出することにより、冷却された作動流体を生成する工程を含み、該作動流体は少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

本発明に従って、高温熱ポンプ装置内の凝縮器動作温度を上昇させる方法も提供される。本方法は、高温熱ポンプに、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を充填する工程を含む。

本発明に従って、高温熱ポンプ装置も提供される。本装置は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を収容する。

本発明に従って、高温熱ポンプに使用するための組成物も提供される。本組成物は、（ｉ）少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になる作動流体、及び（ｉｉ）５５℃以上の温度での劣化を防止するための安定剤、又は（ｉｉｉ）５５℃以上での使用に好適な潤滑剤、又は（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の両方を含む。

本発明による満液式蒸発器熱ポンプ装置の一実施形態の概略図である。 本発明による直膨式熱ポンプ装置の一実施形態の概略図である。 本発明によるカスケード加熱ポンプシステムの概略図である。

下に記載される実施形態の詳細に言及する前に、いくつかの用語が定義又は明確化される。

地球温暖化係数（ＧＷＰ）は、１キログラムの二酸化炭素の排出と比較した、１キログラムの特定の温室効果ガスの大気排出による相対的な地球温暖化への寄与率を推定するための指数である。ＧＷＰは異なる対象期間について計算することができ、所与のガスの大気寿命の効果を示す。１００年という対象期間のＧＷＰが一般的に参照される値である。

オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）は、「Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｏｚｏｎｅ Ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ，２００２，Ａ ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｏｒｌｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ'ｓ Ｇｌｏｂａｌ Ｏｚｏｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ，」節１．４．４、ページ１．２８〜１．３１において定義される（この節の最初の段落を参照）。ＯＤＰは、フルオロトリクロロメタン（ＣＦＣ−１１）に対する、同様の質量のある化合物から予期される成層圏でのオゾン層破壊の程度を表す。

冷蔵能力（冷却能力と呼ばれることもある）は、循環する冷媒又は作動流体の単位質量当たりの、蒸発器中の冷媒又は作動流体のエンタルピーの変化を定義する用語である。体積冷却能力は、蒸発器を出る冷媒蒸気の単位体積当たりの、冷媒又は作動流体によって除去された熱の量を指す。冷蔵能力は、冷媒、作動流体、又は伝熱組成物の冷却を生み出す能力の尺度である。故に、作動流体の体積冷却能力が高いほど、所定の圧縮機で達成可能な最大体積流量を伴う蒸発器で生成可能な冷却率が大きくなる。冷却率は、単位時間当たりに蒸発器内の冷媒によって除去される熱を指す。

同様に、体積加熱能力は、圧縮機に入る冷媒又は作動流体蒸気の単位体積当たりの、凝縮器中の冷媒又は作動流体によって供給される熱の量を定義する用語である。冷媒又は作動流体の体積加熱能力が高いほど、所定の圧縮機で達成可能な最大体積流量を伴う凝縮器で生成される加熱率が大きくなる。

性能係数（ＣＯＰ）は、圧縮機を動作させるのに必要なエネルギーで割った、蒸発器で除去された熱の量である。ＣＯＰが高いほど、エネルギー効率が高くなる。ＣＯＰは、エネルギー効率比（ＥＥＲ）、すなわち特定の組の内部温度及び外部温度での冷蔵又は空調設備についての効率評定に直接的に関する。

本明細書で使用される場合、伝熱媒体（本明細書において加熱媒体とも呼ばれる）は、冷却される本体から冷却蒸発器へ、又は冷却凝縮器から冷却塔若しくは熱が周囲に対して放出され得る他の構成へ、熱を運ぶために使用される組成物を含む。

本明細書で使用される場合、作動流体は、あるサイクルで熱を伝達するように機能する化合物又は化合物の混合物を含み、作動流体は、繰り返しサイクルで液体から気体へ、そして液体へ戻るという相変化を経る。

亜冷却は、液体の、その液体の所定の圧力での飽和点を下回る温度への低下である。飽和点は、蒸気の組成物が完全に液体へと凝縮される温度である（泡立ち点とも呼ばれる）。しかし、亜冷却は、その液体を所定の圧力でのより低い温度の液体になるまで冷却する。液体を飽和温度を下回る温度に冷却することで、正味冷蔵能力が上昇し得る。それにより、亜冷却は、システムの冷蔵能力及びエネルギー効率を向上させる。亜冷却量は、飽和温度を下回る冷却の量（度単位）、又は液体組成物がその飽和温度をどれだけ下回って冷却されるかである。

過熱は、蒸気組成物がその飽和蒸気温度（組成物が冷却される場合に液体の最初の一滴が形成される温度、「露点」とも呼ばれる）をどれだけ上回って加熱されるかを定義する用語である。

温度グライド（単に「グライド」と呼ばれることもある）は、任意の亜冷却又は過熱を除く、冷蔵システムの構成要素内の冷媒による相変化プロセスの開始温度と終了温度との間の差異の絶対値である。この用語は、近共沸又は非共沸組成物の凝縮又は蒸発を説明するために使用され得る。

共沸組成物は、２つ以上の異なる構成成分の混合物であり、この混合物は、所定の圧力下で液体形態であるとき、実質的に一定の温度で沸騰し、この温度は個々の構成成分の沸騰温度より高くても低くてもよく、沸騰を経る全体的な液体組成物と本質的に同一な蒸気組成物を提供する。（例えば、Ｍ．Ｆ．Ｄｏｈｅｒｔｙ ａｎｄ Ｍ．Ｆ．Ｍａｌｏｎｅ，Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ），２００１，１８５〜１８６，３５１〜３５９を参照されたい）。

したがって、共沸組成物の本質的な特徴は、所定の圧力では液体組成物の沸点が不変であること、及び沸騰している組成物の上の蒸気の組成が本質的に、全体的な沸騰している液体組成物の組成である（すなわち、液体組成物の構成成分の分留が起こらない）ことである。また、共沸組成物が異なる圧力で沸騰に供されるとき、共沸組成物の各構成成分の沸点及び重量パーセントが変化し得ることが当該技術分野において認識される。したがって、共沸組成物は、構成成分中に存在する特有の関係性の観点から、又は構成成分の組成範囲の観点から、又は特定の圧力での固定された沸点により特徴付けられる組成物の各構成成分の正確な重量パーセントの観点から定義され得る。

本発明の目的のために、共沸様（又は近共沸）組成物は、実質的に共沸組成物のように挙動する組成物を意味する（すなわち、一定の沸騰特性又は傾向を有して、沸騰又は蒸発時に分留しない）。それ故、沸騰又は蒸発中、蒸気及び液体組成物は、変化する場合でも、最小又は無視できる程度しか変化しない。これは、沸騰又は蒸発中に蒸気及び液体組成物が実質的な度合いで変化する非共沸様組成物とは対照的である。

本明細書で使用される場合、用語「備える（comprises）」、「備える（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、「有する（has）」、「有する（having）」、又はそれらの任意の他の変形形態は、非排他的な包含を網羅することを意図する。例えば、要素のリストを含む、組成物、プロセス、方法、物品、若しくは装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されない、又はそのような組成物、プロセス、方法、物品、若しくは装置に内在する他の要素を含んでもよい。更に、明示的に反対に明記されていない限り、「又は」は、包括的な又はを指し、排他的な又はを指さない。例えば、条件Ａ又はＢは以下のうちのいずれか一つによって満たされる。Ａが真であり（又は存在し）Ｂが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在せず）Ｂが真である（又は存在する）、並びにＡ及びＢの両方が真である（又は存在する）。

移行句「からなる」は、特定されない任意の要素、工程、又は成分を排除する。特許請求の範囲の場合、材料に通常付随する不純物を除いて、このような句は列挙される材料以外の材料の包含に対して特許請求の範囲を閉鎖する。語句「からなる」が序文の直後ではなく請求項の本文の節内で現れるとき、この語句はその請求項内に示される要素のみを制限するものであり、他の要素が特許請求の範囲全体から除外されるわけではない。

移行句「から本質的になる」は、文字通り開示されたものに加えて、材料、工程、特徴、構成要素、若しくは要素を含む、組成物、方法、又は装置を定義するために使用されるが、但しこれらの追加的な含まれる材料、工程、特徴、構成要素、又は装置は、特許請求される発明の基本的及び新規の特性（複数可）に実質的に影響を及ぼす。用語「から本質的になる」は、「含む」と「からなる」との間の中間の立場を占める。

出願人が、発明又はその一部分を、「含む」等の非限定的な用語で定義する場合、（特に明記しない限り）その説明は用語「から本質的になる」又は「からなる」を用いる発明も説明しているように解釈されるべきであることが理解されるべきである。

また、「ａ」又は「ａｎ」の使用は、本明細書に記載される要素及び構成要素を説明するために採用される。これは、単に簡便さのため、並びに本発明の範囲の一般的な意味を与えるためになされる。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むように読まれるべきであり、単数形は、別様に意味することが明白でない限り、複数形も含む。

特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明の属する当該技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書に記載されるものと類似又は同等の方法及び材料を、本発明の実施形態の実践又は試験において使用することができるが、好適な方法及び材料を下に記載する。本明細書内で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、特定の一説が引用されない限り、その全体が参照により本明細書に援用される。抵触する場合には、本明細書が定義を含めて支配する。加えて、材料、方法、及び実施例は例証的であるに過ぎず、限定的であることを意図するものではない。

加熱を生み出す方法に使用するための本明細書に開示されるアルキルペルフルオロアルケンエーテル作動流体は、米国特許第８，３９９，７１３号に詳細に記載されるように、強塩基の存在下、任意選択で相間移動触媒の存在下で、ペルフルオロ−３−ヘプテン、ペルフルオロ−２−ヘプテン、ペルフルオロ−２−ヘキセン、ペルフルオロ−３−ヘキセン、又はペルフルオロ−２−ペンテン等のペルフルオロアルケンをアルコールと接触させることによって調製され得る。例えば、ペルフルオロ−３−ヘプテンは、強塩基の水溶液の存在下で、メタノール又はエタノール等のアルコールと反応して、不飽和フルオロエーテルを生成し得る。

一実施形態において、ペルフルオロ−３−ヘプテンのメタノールとの反応からの生成物は、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、及び３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテンを含む。

一実施形態において、ペルフルオロ−２−ペンテンのメタノールとの反応からの生成物は、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、及び２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテンを含む。

一実施形態において、ペルフルオロ−２−オクテンのメタノールとの反応からの生成物は、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、並びに２−メトキシペルフルオロ−３−オクテンを含む。

高温熱ポンプ方法
本発明に従って、蒸気作動流体が凝縮されて伝熱媒体を加熱し、加熱された伝熱媒体が凝縮器から加熱される本体に輸送される、凝縮器を有する高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法が提供される。本方法は、凝縮器中で蒸気作動流体を凝縮することにより、液体作動流体を生成する工程を含み、該蒸気及び液体作動流体は少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

一実施形態において、作動流体から熱を抽出することにより、冷却された作動流体を生成する工程を含む、高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法が提供され、該作動流体は少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になる方法に注目すべきである。作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルからなる方法にも注目すべきである。

一実施形態において、加熱を生み出すための方法は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を使用する。

一実施形態において、作動流体は、
ａ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、又はそれらの混合物であって、式中、ＲがＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅のいずれか、又はそれらの混合物であり、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、又は３であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、又は３である、該式を有する、化合物、又はそれらの混合物、
ｂ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、及びそれらの混合物であって、式中、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、３、又は４であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、３、又は４であり、Ｒが、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロピル、２，２，２−トリフルオロ−１−エチル、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンチル、又は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルである、化合物、及びそれらの混合物、
ｃ）（ａ）及び（ｂ）からの化合物の混合物、からなる群から選択される少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、及びそれらの混合物を含む。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、及びそれらの混合物を含む。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、及びそれらの混合物を含む。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、作動流体は、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン（hydrochlorofluorolefin）、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの化合物を更に含む。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、作動流体は、共沸又は近共沸混合物を含む。一実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、及びトランス−１，２−ジクロロエテンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。別の実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、及び１−ブロモプロパンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

加熱を生み出すための方法の更に別の実施形態において、作動流体は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、任意にＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＨＦＥ−７０００（ＨＦＥ−３４７ｍｃｃ又はｎ−Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７１００（ＨＦＥ−４４９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７２００（ＨＦＥ−５６９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅としても知られる）、ＨＦＥ−７５００（３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−トリフルオロメチル−ヘキサン又は（ＣＦ₃）₂ＣＦＣＦ（ＯＣ₂Ｈ₅）ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₃）、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡによる商標、Ｎｏｖｅｃ（商標）１２３０の下に販売される）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、及びトルエンからなる群から選択される１つ又は２つ以上の流体とを含む。

作動流体が低ＧＷＰを有する実施形態も、加熱を生み出すための方法において特に実用的である。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、熱交換器は、超臨界作動流体冷却器及び凝縮器からなる群から選択される。

加熱を生み出すための方法のいくつかの実施形態において、高温熱ポンプは、約５５℃超の熱交換器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約６０℃超の熱交換器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約６５℃超の熱交換器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約７５℃超の熱交換器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１００℃超の熱交換器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１２０℃超の熱交換器動作温度で動作する。

加熱を生み出すための方法のいくつかの実施形態において、高温熱ポンプは、約５５℃超の凝縮器又は超臨界作動流体冷却器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約６０℃超の凝縮器又は超臨界作動流体冷却器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約６５℃超の凝縮器又は超臨界作動流体冷却器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約７５℃超の凝縮器又は超臨界作動流体冷却器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１００℃超の凝縮器又は超臨界作動流体冷却器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１２０℃超の凝縮器又は超臨界作動流体冷却器温度で動作する。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、本方法は、第１の伝熱媒体を熱交換器に通すことにより、該熱の抽出が第１の伝熱媒体を加熱する工程と、加熱された第１の伝熱媒体を、熱交換器から加熱されるべき本体へ通す工程と、を更に含む。

加熱されるべき本体は、加熱され得る任意の空間、対象、又は流体であってもよい。一実施形態において、加熱されるべき本体は、部屋、建物、又は自動車の車室であってもよい。あるいは、別の実施形態において、加熱されるべき本体は、伝熱媒体又は伝熱流体であってもよい。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、第１の伝熱媒体は水であり、加熱されるべき本体は水である。別の実施形態において、第１の伝熱媒体は水であり、加熱されるべき本体は空間加熱用の空気である。別の実施形態において、第１の伝熱媒体は工業用伝熱液であり、加熱されるべき本体は化学プロセス流である。

加熱を生み出すための方法の別の実施形態において、加熱を生み出すための方法は、動的（例えば、軸流若しくは遠心）圧縮機、又は容積式（例えば、往復式ねじ若しくはスクロール）圧縮機内で作動流体を圧縮する工程を更に含む。別の実施形態において、動的圧縮機は遠心圧縮機である。別の実施形態において、動的圧縮機はねじ圧縮機である。別の実施形態において、動的圧縮機はスクロール圧縮機である。

加熱を生み出すための方法の別の実施形態において、加熱を生み出すための方法は、遠心圧縮機内で作動流体蒸気を圧縮する工程を更に含む。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、加熱は、凝縮器を有する熱ポンプで生み出され、加熱されるべき伝熱媒体を該凝縮器に通すことで、その伝熱媒体を加熱する工程を含む。一実施形態において、伝熱媒体は空気であり、凝縮器からの加熱された空気は加熱されるべき空間に通される。別の実施形態において、伝熱媒体はプロセス流の一部であり、加熱された部分はプロセスに戻される。

加熱を生み出すための方法のいくつかの実施形態において、伝熱媒体（又は加熱媒体）は、水又はグリコール（エチレングリコール若しくはプロピレングリコール等）から選択されてもよい。第１の伝熱媒体が水であり、冷却されるべき本体が空間冷却用の空気である実施形態に特に注目すべきである。

加熱を生み出すための方法の別の実施形態において、伝熱媒体は工業用伝熱液であってもよく、加熱されるべき本体は、プロセス配管及び蒸留塔等のプロセス機器を含む、化学プロセス流である。イオン性液体、塩化カルシウム又は塩化ナトリウム水溶液等の塩水、プロピレングリコール又はエチレングリコール等のグリコール、メタノール、及び２００６ ＡＳＨＲＡＥ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｎ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎの４章に列挙されるもの等の他の伝熱媒体を含む工業用伝熱液に注目すべきである。

一実施形態において、加熱を生み出すための方法は、図１に関して上述されたように、満液式蒸発器高温熱ポンプ内で熱を抽出する工程を含む。この方法において、液体作動流体は蒸発して、第１の伝熱媒体の付近で作動流体蒸気を形成する。第１の伝熱媒体は水等の温かい液体であり、これは低温熱源からパイプを通して蒸発器に輸送される。温かい液体は冷却され、低温熱源に返されるか、又は建物等の冷却されるべき本体に通される。作動流体蒸気は次いで、加熱されるべき本体の付近から取り込まれる冷却液である、第２の伝熱媒体（ヒートシンク）の付近で凝縮される。第２の伝熱媒体は、作動流体が凝縮されて液体作動流体を形成するように、作動流体を冷却する。この方法において、満液式蒸発器熱ポンプも、上水若しくは用水又はプロセス流を加熱するために使用され得る。

別の実施形態において、加熱を生み出すための方法は、図２に関して上述されたように、直膨式高温熱ポンプ内で加熱を生み出す工程を含む。この方法において、液体作動流体は、蒸発器に通され、蒸発して作動流体蒸気を生成する。第１の液体伝熱媒体は、蒸発作動流体によって冷却される。第１の液体伝熱媒体は、蒸発器から低温熱源又は冷却されるべき本体に通される。作動流体蒸気は次いで、加熱されるべき本体の付近から取り込まれる冷却液である、第２の伝熱媒体（ヒートシンク）の付近で凝縮される。第２の伝熱媒体は、作動流体が凝縮されて液体作動流体を形成するように、作動流体を冷却する。この方法において、直膨式熱ポンプも、上水若しくは用水又はプロセス流を加熱するために使用され得る。

加熱を生み出すための方法の一実施形態において、高温熱ポンプは、遠心圧縮機である圧縮機を含む。

熱を生み出すための方法の一実施形態において、熱は少なくとも２つの加熱段階間で交換され、この方法は、選択される凝縮温度で動作する加熱段階中の作動流体の熱を吸収する工程と、この熱を、より高い凝縮温度で動作する別の加熱段階の作動流体に伝達する工程と、を含み、より高い凝縮温度で動作する加熱段階の作動流体は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

一実施形態において、熱がカスケード構成で配置された少なくとも２つの段階間で交換される、高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法が提供され、第１のカスケード段階において選択されたより低い温度で第１の作動流体の熱を吸収する工程と、この熱を、より高い温度の熱を供給する第２のカスケード段階の第２の作動流体に伝達する工程と、を含み、第２の作動流体は少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。別の実施形態において、第２のカスケード段階において供給される熱は、少なくとも１５０℃の温度である。

本発明の別の実施形態において、高温熱ポンプ装置内の凝縮器動作温度を上昇させる方法が開示され、高温熱ポンプに、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を充填する工程を含む。

高温中におけるアルキルペルフルオロアルケンエーテル熱ポンプの使用は、現在の類似のシステムにおいて使用される作動流体で達成可能な凝縮器温度よりも高い凝縮器温度での動作を可能にするため、これらの高温熱ポンプの性能を増加させる。

一実施形態において、高温熱ポンプ装置内の凝縮器動作温度を上昇させる方法は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を使用する。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、作動流体は、
ａ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、又はそれらの混合物であって、式中、ＲがＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅のいずれか、又はそれらの混合物であり、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、又は３であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、又は３である、該式を有する、化合物、又はそれらの混合物、
ｂ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、及びそれらの混合物であって、式中、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、３、又は４であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、３、又は４であり、Ｒが、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロピル、２，２，２−トリフルオロ−１−エチル、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンチル、又は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルである、化合物、及びそれらの混合物、
ｃ）（ａ）及び（ｂ）からの化合物の混合物、からなる群から選択される少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

最大の実現可能な凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、作動流体は、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの化合物を更に含む。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、作動流体は、共沸又は近共沸混合物を含む。一実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、開示されるように、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、及びトランス−１，２−ジクロロエテンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。別の実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、及び１−ブロモプロパンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の更に別の実施形態において、作動流体は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、任意にＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＨＦＥ−７０００（ＨＦＥ−３４７ｍｃｃ又はｎ−Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７１００（ＨＦＥ−４４９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７２００（ＨＦＥ−５６９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅としても知られる）、ＨＦＥ−７５００（３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−トリフルオロメチル−ヘキサン又は（ＣＦ₃）₂ＣＦＣＦ（ＯＣ₂Ｈ₅）ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₃）、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡによる商標、Ｎｏｖｅｃ（商標）１２３０の下に販売される）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、及びトルエンからなる群から選択される１つ又は２つ以上の流体とを含む。

作動流体が低ＧＷＰを有する実施形態も、凝縮器動作温度を上昇させる方法において特に実用的である。

ＣＦＣ−１１４が高温熱ポンプ内で作動流体として使用されるとき、最大の実用凝縮器動作温度は約１３５℃である。ＨＦＣ−２４５ｆａが高温熱ポンプ内で作動流体として使用されるとき、最大の実用凝縮器動作温度は約１４４℃である。凝縮器動作温度を上昇させる方法の一実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約１５０℃を超える温度に上昇される。

凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約１６０℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約１７０℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約１８０℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約１９０℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約２００℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約２１０℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約２２０℃を超える温度に上昇される。凝縮器動作温度を上昇させる方法の別の実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物が熱ポンプ作動流体として使用されるとき、凝縮器動作温度は、約２３０℃を超える温度に上昇される。

２３０℃と同程度に高い温度が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを作動流体として活用する高温熱ポンプで達成可能であることが実現可能であり得る。しかしながら、１２０℃を超える温度では、圧縮機又は圧縮機の材料のいくらかの修正が必要であり得る。

本発明に従って、従来の冷却器作動流体を用いる冷却器（例えば、ＨＦＣ−１３４ａ又はＨＣＦＣ−１２３又はＨＦＣ−２４５ｆａを用いる冷却器）として元々は設計されたシステムにおいて、このシステムを高温熱ポンプシステムに変換する目的で、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を使用することも可能である。例えば、この目的を実現するために、従来の冷却器作動流体は、既存の冷却器システムにおいて、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体で置き換えられ得る。

本発明に従って、従来の快適（すなわち、低温）熱ポンプ作動流体を用いる快適熱ポンプシステム（例えば、ＨＦＣ−１３４ａ又はＨＣＦＣ−１２３又はＨＦＣ−２４５ｆａを用いる熱ポンプ）として元々は設計されたシステムにおいて、このシステムを高温熱ポンプシステムに変換する目的で、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を使用することも可能である。例えば、この目的を実現するために、従来の快適熱ポンプ作動流体は、既存の快適熱ポンプシステムにおいて、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体で置き換えられ得る。

少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物は、低温で利用可能な熱をより高い温度での加熱に対する要求を満たすように上昇させるための、動的（例えば、遠心）又は容積式（例えば、ねじ若しくはスクロール）熱ポンプの設計及び動作を可能にする。利用可能な低温熱は蒸発器に供給され、高温熱は凝縮器で抽出される。例えば、１４０℃で動作する凝縮器からの熱が乾燥操作のために使用され得る場所（例えば工業施設）において、１００℃で動作する熱ポンプの蒸発器に供給するために、廃熱が利用可能であり得る。

いくつかの場合、熱は、上で提案された温度よりも高い温度での様々な他のソースから利用可能である場合があり（例えば、プロセス流、地熱、又は太陽熱からの廃熱）、一方で更により高温での加熱が必要な場合もある。例えば、廃熱又は地熱は１２５℃で利用可能であり得るが、一方で工業用用途のためには１７５℃での加熱が必要とされる場合がある（例えば、高温水蒸気の発生）。より低温の熱は、所望の温度の１７５℃に上昇させるために、本発明の方法又はシステムにおいて動的（例えば遠心）又は容積式熱ポンプの蒸発器に供給され得、凝縮器で送達され得る。

高温熱ポンプ装置
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を収容する高温熱ポンプ装置が提供される。

高温熱ポンプ装置の一実施形態において、作動流体は、
ａ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、又はそれらの混合物であって、式中、ＲがＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅のいずれか、又はそれらの混合物であり、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、又は３であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、又は３である、該式を有する、化合物、又はそれらの混合物、
ｂ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、及びそれらの混合物であって、式中、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、３、又は４であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、３、又は４であり、Ｒが、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロピル、２，２，２−トリフルオロ−１−エチル、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンチル、又は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルである、化合物、及びそれらの混合物、
ｃ）（ａ）及び（ｂ）からの化合物の混合物、からなる群から選択される少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

高温熱ポンプ装置の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

高温熱ポンプ装置の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

高温熱ポンプ装置の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

高温熱ポンプ装置の一実施形態において、作動流体は、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの化合物を更に含む。

高温熱ポンプ装置の一実施形態において、作動流体は、共沸又は近共沸混合物を含む。一実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、開示されるように、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、及びトランス−１，２−ジクロロエテンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

別の実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、及び１−ブロモプロパンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

高温熱ポンプ装置の更に別の実施形態において、作動流体は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、任意にＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＨＦＥ−７０００（ＨＦＥ−３４７ｍｃｃ又はｎ−Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７１００（ＨＦＥ−４４９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７２００（ＨＦＥ−５６９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅としても知られる）、ＨＦＥ−７５００（３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−トリフルオロメチル−ヘキサン又は（ＣＦ₃）₂ＣＦＣＦ（ＯＣ₂Ｈ₅）ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₃）、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡによる商標、Ｎｏｖｅｃ（商標）１２３０の下に販売される）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、及びトルエンからなる群から選択される１つ又は２つ以上の流体とを含む。

熱ポンプは、加熱及び／又は冷却を生み出すための装置の種類である。熱ポンプは、蒸発器、圧縮機、凝縮器又は超臨界作動流体冷却器と、膨張デバイスとを含む。作動流体は、繰り返しサイクルでこれらの構成要素を通って循環する。加熱は、エネルギーが（熱の形態で）蒸気作動流体から抽出される凝縮器において、蒸気作動流体が凝縮されて液体作動流体を形成する際に生み出される。冷却は、エネルギーが吸収されて作動流体を蒸発させて蒸気作動流体が形成される蒸発器において生み出される。

一実施形態において、本発明の高温熱ポンプ装置は、（ａ）作動流体が流れて蒸発させられる、蒸発器と、（ｂ）蒸発させられた作動流体をより高圧に圧縮する、蒸発器と流体連通する圧縮機と、（ｃ）高圧作動流体蒸気が流れて凝縮される、圧縮機と流体連通する凝縮器と、（ｄ）凝縮器と流体連通する減圧デバイスと、を備え、凝縮された作動流体の圧力は低減され、該減圧デバイスは、作動流体がその後に繰り返しサイクルで構成要素（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を通る流れを繰り返すように、蒸発器と更に流体連通する。

一実施形態において、高温熱ポンプ装置は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を使用する。少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になる作動流体に注目すべきである。

作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になる実施形態が、高温熱ポンプ装置において特に実用的である。作動流体が共沸又は近共沸組成物を含む実施形態も特に実用的である。

作動流体が低ＧＷＰを有する実施形態も、高温熱ポンプ装置において特に実用的である。

熱ポンプは、その一実施形態が図１に示される満液式蒸発器、又はその一実施形態が図２に示される直膨式蒸発器を含んでもよい。

熱ポンプは、容積式圧縮機又は遠心圧縮機を活用してもよい。容積式圧縮機としては、往復式、ねじ、又はスクロール圧縮機が挙げられる。ねじ圧縮機を使用する熱ポンプに注目すべきである。遠心圧縮機を使用する熱ポンプにも注目すべきである。

住宅向け熱ポンプは、住宅又は住居（一戸建て住居又は集合住居を含む）を暖めるための加熱された空気を生成するため、かつ約３０℃〜約５０℃の最大凝縮器動作温度を生み出すために使用される。

空気、水、別の伝熱媒体、又は設備の一部、貯蔵区域、若しくはプロセス流等の工業用プロセスの一部を加熱するために使用され得る高温熱ポンプに注目すべきである。一実施形態において、高温熱ポンプは、約５５℃超の凝縮器動作温度を生み出すことができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約７５℃超の凝縮器動作温度を生み出すことができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１００℃超の凝縮器動作温度を生み出すことができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１２０℃超の凝縮器動作温度を生み出すことができる。高温熱ポンプ内の達成可能な最大の凝縮器動作温度は、使用される作動流体に依存する。この最大凝縮器動作温度は、作動流体の標準沸騰特性によって制限され、熱ポンプの圧縮機が蒸気作動流体圧力を上昇させることのできる圧力によっても制限される。この最大圧力は、熱ポンプにおいて使用される作動流体にも関連する。

いくつかの実施形態において、高温熱ポンプは、約５５℃超の凝縮器温度で動作することができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約６０℃超の凝縮器温度で動作することができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約６５℃超の凝縮器温度で動作することができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約７５℃超の凝縮器温度で動作することができる。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１００℃超の凝縮器温度で動作する。別の実施形態において、高温熱ポンプは、約１２０℃超の凝縮器動作温度を生み出すことができる。

１５０℃以上の凝縮器温度で動作する高温熱ポンプは特に価値がある。アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、多くの現行の利用可能な作動流体によって到達可能な温度よりも高い凝縮器温度で動作する遠心熱ポンプの設計及び動作を可能にする。少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体は、多くの現行の利用可能な作動流体によって到達可能な温度よりも高い凝縮器温度で動作する熱ポンプの設計及び動作を可能にし得る。

加熱及び冷却を同時に生み出すために使用される熱ポンプにも注目すべきである。例えば、単一の熱ポンプユニットが、工業用の高温水蒸気を発生させるために使用される加熱を生み出し得、また工業用プロセス流を冷却するために使用される冷却も生み出し得る。

満液式蒸発器及び直膨式蒸発器の両方を含む熱ポンプは、乾燥及び除湿を生み出すための空気処理システム及び分配システムと連結されてもよい。別の実施形態において、熱ポンプは、水を加熱するため、又は水蒸気を発生させるために使用され得る。

熱ポンプがどのように動作するかを例証するために、図への参照がなされる。満液式蒸発器熱ポンプが図１に示される。

この熱ポンプにおいて、いくつかの実施形態では水、及びいくつかの実施形態では添加剤又はグリコール（例えば、エチレングリコール若しくはプロピレングリコール）等の他の伝熱媒体を含み得る温かい液体である第２の伝熱媒体が、例えば工業用槽又はプロセス流等の低温ソース（図示せず）から熱を運んで熱ポンプに入り、入口及び出口を有する蒸発器６中の管束又はコイル９を通って矢印３で熱ポンプに入ることが示される。温かい第２の伝熱媒体が蒸発器６に送達され、ここで蒸発器６の下部に示される液体作動流体によって冷却される。液体作動流体は、管束又はコイル９を通って流れる温かい第１の伝熱媒体よりも低い温度で蒸発する。冷却された第２の伝熱媒体は、管束又はコイル９の戻り部分を介して、矢印４によって示されるように低温熱源へ戻って再循環する。図１の蒸発器６の下部に示される液体作動流体は、気化し、圧縮機７に引き込まれ、圧縮機７が作動流体蒸気の圧力及び温度を上昇させる。圧縮機７は、この蒸気が蒸発器６を出たときの作動流体蒸気の圧力及び温度よりも高い圧力及び温度で凝縮器５において凝縮され得るように、この蒸気を圧縮する。第１の伝熱媒体は、凝縮器５中の管束又はコイル１０を介して、上水加熱器又は水蒸気発生システム等の高温熱が提供される場所（「ヒートシンク」）から、図１の矢印１で凝縮器に入る。第１の伝熱媒体はこのプロセスで温められ、管束又はコイル１０の戻りループ及び矢印２を介してヒートシンクに戻される。第１の伝熱媒体は凝縮器５中の作動流体蒸気を冷却し、その蒸気を液体作動流体に凝縮させ、それによって図１に示されるように凝縮器５の下部に液体作動流体が存在する。凝縮器５中の凝縮された液体作動流体は、開口部、毛細管、又は膨張弁であり得る膨張デバイス８を通って蒸発器６に流れ戻る。膨張デバイス８は液体作動流体の圧力を低減させ、液体作動流体を少なくとも部分的に蒸気に変換し、すなわち、液体作動流体は凝縮器５と蒸発器６の間で圧力が低下する際に減圧沸騰する。減圧沸騰は作動流体、すなわち液体作動流体及び作動流体蒸気の両方を、蒸発器の圧力での飽和温度に冷却し、それによって液体作動流体及び作動流体蒸気の両方が蒸発器６中に存在する。

いくつかの実施形態において、作動流体蒸気は超臨界状態に圧縮され、凝縮器５は、作動流体蒸気が凝縮されることなく液体状態へ冷却される熱風冷却器に置き換えられる。

いくつかの実施形態において、図１に図示される装置内で使用される第２の伝熱媒体は、冷却が冷却されるべき流れ又は本体に提供される場所から戻ってくる媒体である。熱は戻ってくる第２の伝熱媒体から蒸発器６において抽出され、冷却された第２の伝熱媒体は、冷却されるべき場所又は本体に戻って供給される。この実施形態において、図１に図示される装置は、冷却されるべき本体（例えば、プロセス流）に冷却を提供する第２の伝熱媒体の冷却と、加熱されるべき本体（例えば、上水又は流れ又はプロセス流）に加熱を提供する第１の伝熱媒体の加熱とを同時に行うように機能する。

図１に図示される装置は、太陽熱、地熱、及び廃熱を含む多様な熱源から蒸発器６において熱を抽出し、凝縮器５からの熱を多様なヒートシンクに供給することが理解される。

単一の構成成分の作動流体組成物に関して、蒸発器及び凝縮器中の蒸気作動流体の組成は、蒸発器及び凝縮器中の液体作動流体の組成と同じであることに留意されたい。この場合、蒸発は、一定温度で起こる。しかしながら、本発明において見られるように、作動流体ブレンド（又は混合物）が使用される場合、蒸発器中（又は凝縮器中）の液体作動流体と作動流体蒸気は、異なる組成を有し得る。これは、非効率的なシステム及び設備の扱いにおける困難に繋がり得る。共沸又は共沸様組成物は、液体組成物及び蒸気組成物が本質的に同一であり、非共沸又は非共沸用組成物の使用から生じ得る任意の非効率性を減少させるように、熱ポンプ内で本質的に単一の構成成分の作動流体として機能する。上の考察にもかかわらず、いくつかの実施形態において、非共沸作動流体が、作動流体とシンク及び／又はソースとの間の熱交換の有効性を増加させるように、それぞれ、ヒートシンク及び／又は熱源における温度のばらつきに概ね整合する、凝縮器及び／又は蒸発器温度グライドを作り出す際に有利であり得る。

直膨式熱ポンプの一実施形態が図２に例証される。図２に例証されるような熱ポンプにおいて、いくつかの実施形態においては温水等の温かい液体である液体の第２の伝熱媒体が、入口１４から蒸発器６’に入る。ほぼ液体の作動流体（少量の作動流体蒸気を伴う）が矢印３’で蒸発器中のコイル９’に入り、蒸発する。結果として、第２の液体伝熱媒体は蒸発器６’中で冷却され、冷却された第２の液体伝熱媒体は出口１６から蒸発器６’を出て、低温熱源（例えば、冷却塔に流れる温水）に送られる。作動流体蒸気は矢印４’で蒸発器６’を出て、圧縮機７’に送られ、圧縮され高温高圧作動流体蒸気として圧縮機７’を出る。この作動流体蒸気は、凝縮器コイル１０’を通って１’で凝縮器５’に入る。作動流体蒸気は、凝縮器５’において水等の液体の第１の伝熱媒体によって冷却され、液体になる。液体の第１の伝熱媒体は、凝縮器伝熱媒体入口２０を通って凝縮器５’に入る。液体の第１の伝熱媒体は、凝縮する作動流体蒸気から熱を抽出し、作動流体蒸気は液体作動流体になり、これが凝縮器５’中の液体の第１の伝熱媒体を温める。液体の第１の伝熱媒体は、凝縮器伝熱媒体出口１８を通って凝縮器５’から出る。凝縮された作動流体は図２に示されるように下側のコイル又は管束１０’を通って凝縮器５’を出て、開口部、毛細管、又は膨張弁であり得る膨張デバイス１２を通って流れる。膨張デバイス１２は、液体作動流体の圧力を低減させる。膨張の結果として生成された少量の蒸気がコイル９’を通って液体作動流体と共に蒸発器６’に入り、このサイクルが繰り返される。

いくつかの実施形態において、作動流体蒸気は超臨界状態に圧縮され、図２の槽５’は、作動流体蒸気が凝縮されることなく液体状態へ冷却される熱風冷却器を表す。

いくつかの実施形態において、図２に図示される装置内で使用される第１の液体加熱媒体は、冷却が冷却されるべき流れ又は本体に提供される場所から戻ってくる媒体である。熱は戻ってくる第２の伝熱媒体から蒸発器６’において抽出され、冷却された第２の伝熱媒体は、冷却されるべき場所又は本体に戻って供給される。この実施形態において、図２に図示される装置は、冷却されるべき本体（例えば、プロセス流）に冷却を提供する第２の伝熱媒体（作動流体に加熱を提供するため、液体加熱媒体と呼ばれ得る）の冷却と、加熱されるべき本体（例えば、上水又はプロセス流）に加熱を提供する第１の伝熱媒体（又は液体加熱媒体）の加熱とを同時に行うように機能する。

図２に図示される装置は、太陽熱、地熱、及び廃熱を含む多様な熱源から蒸発器６’において熱を抽出し、凝縮器５’からの熱を多様なヒートシンクに供給することが理解される。

本発明において有用な圧縮機としては、動的圧縮機が挙げられる。動的圧縮機の例としては、遠心圧縮機に注目すべきである。遠心圧縮機は回転要素を使用して作動流体を半径方向に加速させ、典型的にはケーシングに格納された羽根車及びディフューザを含む。遠心圧縮機は通常、作動流体を羽根車目玉、又は円運動をする羽根車の中央入口で取り込み、半径方向外側に作動流体を加速させる。いくらかの静圧上昇が羽根車内で起こるが、圧力上昇の大部分は、速度が静圧に変換されるケーシングのディフューザ部分で起こる。羽根車−ディフューザの各組が圧縮機の段階である。遠心圧縮機は、所望される最終圧力及び扱われる冷媒の体積に応じて、１〜１２以上の段階で構築される。

圧縮機の圧力比又は圧縮比は、絶対吐出圧の絶対吸入圧に対する比率である。遠心圧縮機によって送達される圧力は、相対的に広範な容積にわたって事実上一定である。遠心圧縮機が展開できる圧力は、羽根車の先端速度に依存する。先端速度は、羽根車の先端で測定される羽根車の速度であり、羽根車の直径及びその分当たりの回転数に関連する。特定の用途において必要とされる先端速度は、蒸発器から凝縮器条件へ作動流体の熱力学的状態を上昇させるのに必要な圧縮機の仕事量に依存する。遠心圧縮機の体積流量は、羽根車を通る流路の大きさによって決定される。これが圧縮機の大きさを、必要とされる体積流量よりも必要とされる圧力に依存させる。

動的圧縮機の例として、軸流圧縮機にも注目すべきである。流体が軸方向に出入りする圧縮機を、軸流圧縮機と呼ぶ。軸流圧縮機は、作動流体が主として回転の軸に対して平行に流れる、回転翼又は回転刃に基づく圧縮機である。これは、作動流体が軸方向に入り得るが、出て行く際に有意な半径方向の構成要素を有する遠心又は混流圧縮機とは対照的である。軸流圧縮機は圧縮された気体の連続的な流れを生成し、高い効率性という利点、及び特にその横断面に関して大きな質量流量を有する。しかしながら、軸流圧縮機は大きな圧力上昇を達成するために数列の翼を必要とし、このことが他の型に対して軸流圧縮機を複雑かつ高価にしている。

本発明において有用な圧縮機として、容積式圧縮機も挙げられる。容積式圧縮機はチャンバ内に蒸気を引き込み、チャンバの容積が減少して蒸気を圧縮する。圧縮された後、チャンバの容積をゼロ又はほぼゼロにまで更に減少させることで、蒸気はチャンバから押し出される。

容積式圧縮機の例としては、往復式圧縮機に注目すべきである。往復式圧縮機は、クランク軸によって駆動されるピストンを使用する。往復式圧縮機は設置型又は携帯型のいずれでもあり得、単段式又は多段式であり得、電気モータ又は内燃機関によって駆動され得る。３．７〜２２．４ｋＷ（５〜３０ｈｐ）の小型往復式圧縮機は、自動車用途において見られ、典型的には間欠稼動用である。最大７４．６ｋＷ（１００ｈｐ）までのより大型の往復式圧縮機は、大工業的用途において見出だされる。吐出圧は、低圧から非常に高圧（５０００ｐｓｉ又は３５ＭＰａ超）の範囲に亘り得る。

容積式圧縮機の例として、ねじ圧縮機にも注目すべきである。ねじ圧縮機は、気体をより小さな空間に押し込めるための２つのかみ合った回転容積式螺旋状ねじを使用する。ねじ圧縮機は通常、商業用途及び工業用途における連続動作用であり、設置型又は携帯型のいずれでもあり得る。ねじ圧縮機の用途は、３．７ｋＷ（５ｈｐ）〜３７５ｋＷ（５００ｈｐ）超であり、低圧から非常に高圧（１２００ｐｓｉ又は８．３ＭＰａ超）であり得る。

容積式圧縮機の例として、スクロール圧縮機にも注目すべきである。スクロール圧縮機はねじ圧縮機に類似しており、気体を圧縮するための２つの交互の渦巻き形状のスクロールを含む。出力は、回転ねじ圧縮機の出力よりもパルス変調される。

一実施形態において、高温熱ポンプ装置は、カスケード配置で２つ以上の加熱回路（又はループ、又は段階）を備え得る。作動流体として少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルで動作する高温熱ポンプの性能（加熱及び体積加熱能力の性能係数）は、蒸発器が、その用途に必要とされる凝縮器温度に近付く温度で動作するとき、大幅に改善される。蒸発器に供給される熱が低温でしか利用可能でなく、それ故に高い温度の引き上げが必要とされ不良な性能に繋がるとき、複数の回路（又はループ、又は段階）を伴うカスケードサイクル構成が有利である。各カスケード回路（又はループ、又は段階）において使用される作動流体は、流体が使用されるカスケード回路又は段階中で直面する温度範囲にとって最適な熱力学的及び化学的安定性特性を有するように選択される。

カスケード熱ポンプの一実施形態において、熱ポンプは、２つの回路又は段階を有する。一実施形態において、２つの回路又は段階を伴うカスケードサイクルの低段階又は低温回路は、より上又は高段階において使用される作動流体の沸点よりも低い沸点の作動流体で動作し得る。一実施形態において、カスケードサイクルの高段階又は高温回路は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、任意にハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択され、好ましくは低ＧＷＰを持つ１つ又は２つ以上の化合物とを含む作動流体で動作し得る。別の実施形態において、カスケードサイクルの低段階又は低温回路は、アルキルペルフルオロアルケンエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択され、より上又はより高段階の作動流体よりも低い温度で沸騰し、好ましくは低ＧＷＰを持つ少なくとも１つの化合物を含む作動流体で動作し得る。一実施形態において、カスケードサイクルの低段階又は低温回路は、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＨＦＥ−７０００（ＨＦＥ−３４７ｍｃｃ又はｎ−Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７１００（ＨＦＥ−４４９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７２００（ＨＦＥ−５６９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅としても知られる）、ＨＦＥ−７５００（３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−トリフルオロメチル−ヘキサン又は（ＣＦ₃）₂ＣＦＣＦ（ＯＣ₂Ｈ₅）ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₃）、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡによる商標、Ｎｏｖｅｃ（商標）１２３０の下に販売される）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、及びトルエンから選択される少なくとも１つの化合物を含む作動流体で動作する。作動流体が低ＧＷＰを有する実施形態も、加熱を生み出すための方法において特に実用的である。

カスケード熱ポンプの別の実施形態において、熱ポンプは３つの回路又は段階を有する。蒸発器に供給される熱が前の例の温度よりも更に低温でしか利用可能でなく、それ故に高い温度の引き上げが必要とされ不良な性能に繋がるとき、３つの段階又は３つの回路を伴うカスケードサイクル構成が有利である。一実施形態において、カスケードサイクルの最低段階又は最低温回路は、第２又は中間段階において使用される作動流体の沸点よりも低い沸点の作動流体で動作し得る。一実施形態において、カスケードサイクルの高段階又は高温回路は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、任意にハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択され、好ましくは低ＧＷＰを持つ１つ又は２つ以上の化合物とを含む作動流体で動作し得る。一実施形態において、カスケードサイクルの中間段階又は中間温回路は、アルキルペルフルオロアルケンエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択され、好ましくは低ＧＷＰを持つ少なくとも１つの化合物を含む作動流体で動作し得る。一実施形態において、カスケードサイクルの低段階又は低温回路は、アルキルペルフルオロアルケンエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択され、好ましくは低ＧＷＰを持つ少なくとも１つの化合物を含む作動流体で動作する。別の実施形態において、カスケードサイクルの低段階又は低温回路は、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）、ＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）、ＨＦＣ−１４３ａ（１，１，１−トリフルオロエタン）、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４（１，１，２，２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−２２７ｅａ（１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロペン）、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ（３，３，３−トリフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＨＦＥ−７０００（ＨＦＥ−３４７ｍｃｃ又はｎ−Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７１００（ＨＦＥ−４４９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７２００（ＨＦＥ−５６９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅としても知られる）、ＨＦＥ−７５００（３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−トリフルオロメチル−ヘキサン又は（ＣＦ₃）₂ＣＦＣＦ（ＯＣ₂Ｈ₅）ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₃）、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡによる商標、Ｎｏｖｅｃ（商標）１２３０の下に販売される）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、及びトルエンから選択される少なくとも１つの化合物を含む作動流体で動作し得る。

一実施形態において、３段階カスケードサイクルの低段階又は低温回路は、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）、ＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）、ＨＦＣ−１４３ａ（１，１，１−トリフルオロエタン）、ＨＦＣ−１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４（１，１，２，２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−２２７ｅａ（１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ（３，３，３−トリフルオロプロペン）から選択される少なくとも１つの化合物を含む作動流体で動作し得る。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／ＨＦＣ−２２７ｅａ等の３段階カスケード熱ポンプの低段階用の作動流体に注目すべきである。作動流体が低ＧＷＰを有する実施形態も、加熱を生み出すための方法において特に実用的である。

２段階カスケードサイクルの低温回路（又は低温ループ）の蒸発器は、利用可能な低温熱を受け取り、利用可能な低温熱の温度と必要とされる加熱稼動の温度との間の中間温度までその熱を引き上げ、カスケード熱交換器において、カスケードシステムの高段階又は高温回路（若しくは高温ループ）にその熱を伝達する。次いで、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体で動作する高温回路が、カスケード熱交換器で受け取った熱を、意図される加熱稼動を満たすのに必要な凝縮器温度まで更に引き上げる。カスケードの概念は、より広い温度範囲にわたって熱を引き上げる３つ以上の回路を伴い、性能を最適化するために異なる温度部分範囲にわたって異なる流体を使用する構成にまで延長することができる。

２つ以上の段階を有する高温熱ポンプ装置の一実施形態において、最低温度段階において使用される作動流体は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ（Ｅ又はＺ異性体）、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、及びＨＦＣ−１２４３ｚｆ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。

２つ以上の段階を有する高温熱ポンプ装置の別の実施形態において、最低温度段階において使用される作動流体は、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、及び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。

２つ以上の段階を有する高温熱ポンプ装置の別の実施形態において、最終又は最高温度段階に先行する段階の作動流体は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ（３，３，３−トリフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン、Ｅ又はＺ異性体）、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ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又はクロロフルオロレフィン（chlorofluorolefin）を含む。

２つ以上の段階を有する高温熱ポンプ装置の別の実施形態において、最終又は最高温度段階に先行する段階の作動流体は、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、及びＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ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。

本発明に従って、各ループを通して作動流体を循環させるための少なくとも２つの加熱ループを有するカスケード熱ポンプシステムが提供される。一実施形態において、高温熱ポンプ装置は、カスケード加熱システムとして配置された少なくとも２つの加熱段階を有し、各段階は次の段階と熱連通し、各段階はそれを通して作動流体を循環させ、熱は直前の先行段階から最終、又はより上の、又は最高温度段階に伝達され、最終段階の加熱流体は少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

別の実施形態において、高温熱ポンプ装置は、カスケード加熱システムとして配置された少なくとも２つの加熱段階を有し、各段階はそれを通して作動流体を循環させ、（ａ）第１の作動流体液の圧力及び温度を低減させるための第１の膨張デバイスと、（ｂ）第１の膨張デバイスと流体連通し、入口及び出口を有する蒸発器と、（ｃ）蒸発器と流体連通し、入口及び出口を有する第１の圧縮機と、（ｄ）第１の圧縮機と流体連通するカスケード熱交換器システムであって、（ｉ）第１の入口及び第１の出口、並びに（ｉｉ）第１の入口及び出口と熱連通する第２の入口及び第２の出口を有する、カスケード熱交換器システムと、（ｅ）カスケード熱交換器の第２の出口と流体連通し、入口及び出口を有する第２の圧縮機と、（ｆ）第２の圧縮機と流体連通し、入口及び出口を有する凝縮器と、（ｇ）凝縮器と流体連通する第２の膨張デバイスとを備え、第２の作動流体は少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。本発明に従って、各ループを通して作動流体を循環させるための少なくとも２つの加熱ループを有するカスケード熱ポンプシステムが提供される。そのようなカスケードシステムの一実施形態が図３の１１０において全般的に示される。本発明のカスケード熱ポンプシステム１１０は、図３に示されるように、低温ループである第１又は下部ループ１１２、及び高温ループ１１４である第２又は上部ループ１１４を含む、少なくとも２つの加熱ループを有する。それぞれが、それを通して作動流体を循環させる。

カスケード熱ポンプシステム１１０は、第１の膨張デバイス１１６を含む。第１の膨張デバイス１１６は、入口１１６ａ及び出口１１６ｂを有する。第１の膨張デバイス１１６は、第１又は低温ループ１１２を通って循環する第１の作動流体液の圧力及び温度を低減させる。

カスケード熱ポンプシステム１１０はまた、蒸発器１１８も含む。蒸発器１１８は、入口１１８ａ及び出口１１８ｂを有する。第１の膨張デバイス１１６からの第１の作動流体液は、蒸発器入口１１８ａを通って蒸発器１１８に入り、蒸発器１１８中で蒸発して第１の作動流体蒸気を形成する。次いで、第１の作動流体蒸気は、蒸発器出口１１８ｂに循環する。

カスケード熱ポンプシステム１１０はまた、第１の圧縮機１２０も含む。第１の圧縮機１２０は、入口１２０ａ及び出口１２０ｂを有する。蒸発器１１８からの第１の作動流体蒸気は、第１の圧縮機１２０の入口１２０ａに循環し、圧縮されることにより、第１の作動流体蒸気の圧力及び温度を上昇させる。次いで、圧縮された第１の作動流体蒸気は、第１の圧縮機１２０の出口１２０ｂに循環する。

カスケード熱ポンプシステム１１０はまた、カスケード熱交換器システム１２２も含む。カスケード熱交換器１２２は、第１の入口１２２ａ及び第１の出口１２２ｂを有する。第１の圧縮機１２０からの第１の作動流体蒸気は、熱交換器１２２の第１の入口１２２ａに入り、熱交換器１２２中で凝縮して第１の作動流体液を形成することにより、熱を放出する。次いで、第１の作動流体液は、熱交換器１２２の第１の出口１２２ｂに循環する。熱交換器１２２はまた、第２の入口１２２ｃ及び第２の出口１２２ｄも含む。第２の作動流体液は、第２の入口１２２ｃから熱交換器１２２の第２の出口１２２ｄに循環し、蒸発して第２の作動流体蒸気を形成することにより、第１の作動流体によって（それが凝縮する際に）放出された熱を吸収する。次いで、第２の作動流体蒸気は、熱交換器１２２の第２の出口１２２ｄに循環する。したがって、図３の実施形態において、第１の作動流体によって放出された熱は、第２の作動流体によって直接吸収される。

カスケード熱ポンプシステム１１０はまた、第２の圧縮機１２４を含む。第２の圧縮機１２４は、入口１２４ａ及び出口１２４ｂを有する。カスケード熱交換器１２２からの第２の作動流体蒸気は、入口１２４ａを通して圧縮機１２４に引き込まれ、圧縮されることにより、第２の作動流体蒸気の圧力及び温度を上昇させる。次いで、第２の作動流体蒸気は、第２の圧縮機１２４の出口１２４ｂに循環する。

カスケード熱ポンプシステム１１０はまた、入口１２６ａ及び出口１２６ｂを有する凝縮器１２６も含む。第２の圧縮機１２４からの第２の作動流体は、入口１２６ａから循環し、凝縮器１２６中で凝縮して第２の作動流体液を形成することで、熱を生み出す。第２の作動流体液は、出口１２６ｂを通って凝縮器１２６を出る。

カスケード熱ポンプシステム１１０はまた、入口１２８ａ及び出口１２８ｂを有する第２の膨張デバイス１２８も含む。第２の作動流体液は、凝縮器１２６を出る第２の作動流体液の圧力及び温度を低減させる第２の膨張デバイス１２８を通る。この液体は、この膨張中に部分的に蒸発し得る。圧力及び温度が低減した第２の作動流体液は、膨張デバイス１２８からカスケード熱交換器システム１２２の第２の入口１２２ｃに循環する。

その上、アルキルペルフルオロアルケンエーテルの、その臨界温度よりも高い温度での安定性は、熱が超臨界状態の作動流体によって放出され、ある範囲の温度（アルキルペルフルオロアルケンエーテルの臨界温度よりも高い温度を含む）にわたる使用にとって利用可能になる、超臨界又は遷臨界サイクルに従って動作する熱ポンプの設計を可能にする。超臨界流体は、等温凝縮遷移を通すことなく液体状態に冷却される。

高温凝縮器の動作（高温引き上げ及び高い圧縮機吐出温度に関連して）のためには、作動流体（例えば、メチルペルフルオロヘプテンエーテル）と、高い耐熱性を持つ潤滑剤との（油冷却又は圧縮段階中の流体圧入法等の他の緩和法とおそらく組み合わせた）調合が有利であろう。

高温凝縮器の動作（高温引き上げ及び高い圧縮機吐出温度に関連して）のためには、潤滑剤の使用を必要としない磁気遠心圧縮機（例えば、Ｄａｎｆｏｓｓ−Ｔｕｒｂｏｃｏｒ型）の使用が有利であろう。

高温凝縮器動作（高温引き上げ及び高い圧縮機吐出温度に関連して）のためには、高い耐熱性を持つ圧縮機材料（例えば、軸封等）の使用も必要とされ得る。

少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物は、湿気の除去に役立つような分子篩と組み合わせた高温熱ポンプ装置に使用されてもよい。乾燥剤は、活性アルミナ、シリカゲル、又はゼオライト系分子篩から構成され得る。いくつかの実施形態において、約３オングストローム〜６オングストロームの孔径を有する分子篩が最も有用である。代表的な分子篩としては、ＭＯＬＳＩＶ ＸＨ−７、ＸＨ−６、ＸＨ−９、及びＸＨ−１１（ＵＯＰ ＬＬＣ，Ｄｅｓ Ｐｌａｉｎｅｓ，ＩＬ）が挙げられる。

高温熱ポンプ組成物
高温熱ポンプに使用するための組成物が提供される。本組成物は、（ｉ）少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になる作動流体、及び（ｉｉ）５５℃以上の温度での劣化を防止するための安定剤、又は（ｉｉｉ）５５℃以上での使用に好適な潤滑剤、又は（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の両方を含む。作動流体構成成分が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になるか、又は作動流体構成成分が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルからなる組成物に注目すべきである。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、作動流体は、
ａ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、又はそれらの混合物であって、式中、ＲがＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅のいずれか、又はそれらの混合物であり、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、又は３であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、又は３である、該式を有する、化合物、又はそれらの混合物、
ｂ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、及びそれらの混合物であって、式中、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、３、又は４であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、３、又は４であり、Ｒが、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロピル、２，２，２−トリフルオロ−１−エチル、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンチル、又は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルである、化合物、及びそれらの混合物、
ｃ）（ａ）及び（ｂ）からの化合物の混合物、からなる群から選択される少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、本アルキルペルフルオロアルケンエーテルは、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、作動流体は、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの化合物を更に含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、作動流体は、共沸又は近共沸混合物を含む。一実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、トランス−１，２−ジクロロエテン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の別の実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、１−ブロモプロパン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

高温熱ポンプにおける使用のための共沸又は共沸様混合物である作動流体に注目すべきである。共沸又は共沸様ではない混合物は、高温熱ポンプにおける使用の間にある程度分留する。

高温熱ポンプに使用するための組成物の一実施形態において、作動流体は、共沸又は近共沸混合物を含む。一実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、トランス−１，２−ジクロロエテン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

高温熱ポンプに使用するための組成物の別の実施形態において、共沸又は近共沸混合物は、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、１−ブロモプロパン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む。

本明細書に開示される組成物のいずれも、高温熱ポンプにおいて使用することができる。共沸又は共沸様である、高温熱ポンプにおいて特に有用な、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物に注目すべきである。共沸組成物は、高温熱ポンプの熱変換器、例えば蒸発器及び凝縮器において、グライドを有さない。

少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルが共沸及び共沸様組成物を形成することが開示されている。具体的には、メチルペルフルオロヘプテンエーテルとヘプタンとの共沸及び近共沸ブレンドが、米国特許出願公開第２０１２／０１５７３６２ Ａ１号において開示される。また、メチルペルフルオロヘプテンエーテルとエタノールとの共沸及び近共沸ブレンドが、米国特許出願公開第２０１２／０１５７３６３ Ａ１号において開示される。また、メチルペルフルオロヘプテンエーテルとトランス−１，２−ジクロロエテンとの共沸及び近共沸ブレンドが、米国特許出願公開第２０１２／０２２７７６４ Ａ１号において開示される。

更に、メチルペルフルオロペンテンエーテルとトランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ヘプタン、ヘキサン、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（ＣＦ₃ＣＨ₂ＣＦ₂ＣＨ₃）、及び／又は１−ブロモプロパンとの共沸及び近共沸ブレンドが、国際特許出願公開第ＷＯ ２０１３／０４０２６６ Ａ１号において開示される。

高温熱ポンプ装置の更に別の実施形態において、作動流体は、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、任意にＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＨＦＥ−７０００（ＨＦＥ−３４７ｍｃｃ又はｎ−Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７１００（ＨＦＥ−４４９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃としても知られる）、ＨＦＥ−７２００（ＨＦＥ−５６９ｍｃｃｃ又はＣ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅としても知られる）、ＨＦＥ−７５００（３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−トリフルオロメチル−ヘキサン又は（ＣＦ₃）₂ＣＦＣＦ（ＯＣ₂Ｈ₅）ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₃）、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡによる商標、Ｎｏｖｅｃ（商標）１２３０の下に販売される）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルトリシロキサン（ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、及びトルエンからなる群から選択される１つ又は２つ以上の流体とを含む。

少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、不燃性組成物に注目すべきである。少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテル及び本明細書に開示される他の化合物を含むある特定の組成物は、標準試験ＡＳＴＭ ６８１による不燃性であってもよい。

作動流体が低ＧＷＰを有する任意の組成物も特に実用的である。

少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む組成物のいずれもが、ポリアルキレングリコール、ポリオールエステル、ポリビニルエーテル、鉱物油、アルキルベンゼン、合成パラフィン、合成ナフテン、ペルフルオロポリエーテル、及びポリ（α）オレフィンから選択される少なくとも１つの潤滑剤も含み、かつ／又はそれと組み合わせて使用され得る。

有用な潤滑剤には、高温熱ポンプ装置と共に使用するのに好適なものが含まれる。これらの潤滑剤の中に、クロロフルオロカーボン冷媒を活用する蒸気圧縮冷蔵装置において従来使用されているものがある。一実施形態において、潤滑剤は、圧縮冷蔵潤滑の分野において「鉱物油」として一般的に知られるものを含む。鉱物油は、パラフィン（すなわち、直鎖及び分岐炭素鎖飽和炭化水素）、ナフテン（すなわち、環状パラフィン）、並びに芳香族（すなわち、交互二重結合によって特徴付けられる１つ又は２つ以上の環を含む不飽和環状炭化水素）を含む。一実施形態において、潤滑剤は、圧縮冷蔵潤滑の分野において「合成油」として一般的に知られるものを含む。合成油は、アルキルアリール（すなわち、直鎖状及び分岐状アルキルアルキルベンゼン）、合成パラフィン及びナフテン、並びにポリ（αオレフィン）を含む。代表的な従来の潤滑剤は、市販のＢＶＭ １００ Ｎ（ＢＶＡ Ｏｉｌｓより販売されるパラフィン系鉱物油）、商標Ｓｕｎｉｓｏ（登録商標）３ＧＳ及びＳｕｎｉｓｏ（登録商標）５ＧＳの下にＣｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏ．より市販されるナフテン系鉱物油、商標Ｓｏｎｔｅｘ（登録商標）３７２ＬＴの下にＰｅｎｎｚｏｉｌより市販されるナフテン系鉱物油、商標Ｃａｌｕｍｅｔ（登録商標）ＲＯ−３０の下にＣａｌｕｍｅｔ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓより市販されるナフテン系鉱物油、商標Ｚｅｒｏｌ（登録商標）７５、Ｚｅｒｏｌ（登録商標）１５０、及びＺｅｒｏｌ（登録商標）５００の下にＳｈｒｉｅｖｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓより市販される直鎖状アルキルベンゼン、並びにＨＡＢ ２２（Ｎｉｐｐｏｎ Ｏｉｌより販売される分岐状アルキルベンゼンである。

有用な潤滑剤として、ハイドロフルオロカーボン冷媒と共に使用するために設計されており、圧縮冷蔵及び空気調節装置の動作条件下で本発明の冷媒と混和できるものも含む。そのような潤滑剤としては、限定されるものではないが、Ｃａｓｔｒｏｌ（登録商標）１００（Ｃａｓｔｒｏｌ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）等のポリオールエステル（ＰＯＥ）、Ｄｏｗ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）からのＲＬ−４８８Ａ等のポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）、及びポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられる。

潤滑剤は、所与の圧縮機の必要条件、及び潤滑剤が晒される環境を考慮して選択される。

高温における安定性を持つ高温潤滑剤に注目すべきである。熱ポンプが達成する最高温度が、どの潤滑剤が必要とされるかを決定する。一実施形態において、潤滑剤は少なくとも５５℃の温度で安定でなければならない。別の実施形態において、潤滑剤は少なくとも１００℃の温度で安定でなければならない。別の実施形態において、潤滑剤は少なくとも１２５℃の温度で安定でなければならない。別の実施形態において、潤滑剤は少なくとも１５０℃の温度で安定でなければならない。最大約２００〜２５０℃の安定性を持つポリαオレフィン（ＰＯＡ）潤滑剤、及び最大約２００〜２５０℃の温度で安定性を持つポリオールエステル（ＰＯＥ）潤滑剤に特に注目すべきである。最大約２２０〜約３５０℃の温度で安定性を有するペルフルオロポリエーテル潤滑剤にも特に注目すべきである。ＰＦＰＥ潤滑剤としては、最大約３００〜３５０℃の耐熱性を持つＸＨＴシリーズ等の商標Ｋｒｙｔｏｘ（登録商標）の下にＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より入手可能なものが挙げられる。他のＰＦＰＥ潤滑剤としては、最大約２８０〜３３０℃の耐熱性を持つ商標Ｄｅｍｎｕｍ（商標）の下にＤａｉｋｉｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｊａｐａｎ）より販売されるもの、並びに最大約２２０〜２６０℃の耐熱性を持つ商標Ｆｏｍｂｌｉｎ（登録商標）−Ｙ又はＦｏｍｂｌｉｎ（登録商標）−Ｚの下に入手可能なもの等の、商標Ｆｏｍｂｌｉｎ（登録商標）及びＧａｌｄｅｎ（登録商標）の下にＡｕｓｉｍｏｎｔ（Ｍｉｌａｎ，Ｉｔａｌｙ）より入手可能なものが挙げられる。

高温凝縮器の動作（高温引き上げ及び高い圧縮機吐出温度に関連して）のためには、作動流体（例えば、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテル）と、高い耐熱性を持つ潤滑剤との、（油冷却又は他の緩和法とおそらく組み合わせた）調合が有利であろう。

一実施形態において、本発明は、（ａ）少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルと、（ｂ）少なくとも約１００℃の温度での使用に好適な少なくとも１つの潤滑剤とを含む、組成物を含む。潤滑剤が少なくとも約１５０℃の温度での使用に好適である実施形態に注目すべきである。潤滑剤が少なくとも約１６５℃の温度での使用に好適である実施形態にも注目すべきである。潤滑剤が少なくとも約１７５℃の温度での使用に好適である実施形態にも注目すべきである。潤滑剤が少なくとも約２００℃の温度での使用に好適である実施形態にも注目すべきである。潤滑剤が少なくとも約２２５℃の温度での使用に好適である実施形態にも注目すべきである。潤滑剤が少なくとも約２５０℃の温度での使用に好適である実施形態にも注目すべきである。

一実施形態において、本発明の組成物のいずれもが、０．０１重量パーセント〜５重量パーセントの安定剤、フリーラジカルスカベンジャー、又は抗酸化剤を更に含んでもよい。そのような他の添加剤としては、限定されるものではないが、ニトロメタン、ヒンダードフェノール、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスファイト、又はラクトンが含まれる。単一の添加剤又は組み合わせが使用されてもよい。

任意に、別の実施形態において、性能及びシステム安定性を改良するために、ある特定の冷蔵、空気調節、又は熱ポンプシステム添加剤が、所望されるように、本明細書に開示される作動流体のいずれにも添加され得る。これらの添加剤は、冷蔵及び空気調節の分野において既知であり、耐摩耗剤、極圧潤滑剤、腐食及び酸化阻害剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカルスカベンジャー、泡制御剤を含むが、これらに限定されない。一般的に、これらの添加剤は、作動流体中に組成物全体と比較して少量で存在し得る。典型的には、０．１重量パーセント未満から３重量パーセントの大きさの濃度の各添加剤が使用される。これらの添加剤は、個々のシステムの必要条件に基づいて選択される。これらの添加剤には、ブチル化トリフェニルホスフェート（ＢＴＰＰ）又は他のアルキル化リン酸トリアリールエステル、例えば、Ａｋｚｏ ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＳｙｎ−０−Ａｄ ８４７８、トリクレジルホスフェート、及び関連化合物等のＥＰ（極圧）潤滑性添加剤のリン酸トリアリールファミリーのメンバーを含む。加えて、金属ジアルキルジチオホスフェート（例えば、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート（又はＺＤＤＰ）、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ １３７５、及び化学物質のこのファミリーの他のメンバーが、本発明の組成物において使用され得る。他の耐摩耗添加剤としては、天然物油及びＳｙｎｅｒｇｏｌ ＴＭＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ）等の非対称ポリヒドロキシル潤滑添加剤が挙げられる。同様に、酸化防止剤、フリーラジカルスカベンジャー、及び水スカベンジャー等の安定剤が用いられ得る。この分類の化合物には、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、エポキシド、及びそれらの混合物が含まれ得るが、これらに限定されない。腐食阻害剤としては、ドデシルコハク酸（ＤＤＳＡ）、アミンホスフェート（ＡＰ）、オレオイルサルコシン、イミダゾン（imidazone）誘導体、及び置換スルホネート（sulfphonate）が挙げられる。金属表面不活性化剤としては、アレオキサリルビス（ベンジリデン）ヒドラジド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナモイルヒドラジン、２，２’−オキサミドビス−エチル−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート、Ｎ，Ｎ’−（ジサリチクリデン（disalicyclidene））−１，２−ジアミノプロパン、並びにエチレンジアミンテトラ酢酸及びその塩、並びにそれらの混合物が挙げられる。

本組成物のいずれもが、ヒンダードフェノール、チオホスフェート、ブチル化トリフェニルホスホロチオネート、オルガノホスフェート又はホスファイト、アリールアルキルエーテル、テルペン、テルペノイド、エポキシド、フッ素化エポキシド、オキセタン、アスコルビン酸、チオール、ラクトン、チオエーテル、アミン、ニトロメタン、アルキルシラン、ベンゾフェノン誘導体、アリールスルフィド、ジビニルテレフタル酸、ジフェニルテレフタル酸、イオン性液体、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含む安定剤を含み得る。代表的な安定剤化合物としては、限定されるものではないが、トコフェロール；ヒドロキノン；ｔ−ブチルヒドロキノン；モノチオホスフェート；及び商標Ｉｒｇａｌｕｂｅ（登録商標）６３の下に、以下「Ｃｉｂａ」とするＣｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄより市販されるジチオホスフェート；商標Ｉｒｇａｌｕｂｅ（登録商標）３５３及びＩｒｇａｌｕｂｅ（登録商標）の下にそれぞれＣｉｂａより市販されるジアルキルチオホスフェートエステル；商標Ｉｒｇａｌｕｂｅ（登録商標）２３２の下にＣｉｂａより市販されるブチル化トリフェニルホスホロチオネート；商標Ｉｒｇａｌｕｂｅ（登録商標）３４９（Ｃｉｂａ）の下にＣｉｂａより市販されるアミンホスフェート；ＣｉｂａよりＩｇｒａｆｏｓ（登録商標）１６８として市販されるヒンダードホスファイト；商標Ｉｒｇａｆｏｓ（登録商標）ＯＰＨの下にＣｉｂａより市販される（トリス−（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）等のホスフェート；（ジ−ｎ−オクチルホスファイト）；及び商標Ｉｒｇａｆｏｓ（登録商標）ＤＤＰＰの下にＣｉｂａより市販されるイソデシルジフェニルホスファイト；アニソール；１，４−ジメトキシベンゼン；１，４−ジエトキシベンゼン；１，３，５−トリメトキシベンゼン；ｄ−リモネン；レチナール；ピネン；メントール；ビタミンＡ；テルピネン；ジペンテン；リコピン；βカロチン；ボルナン；１，２−プロピレンオキシド；１，２−ブチレンオキシド；ｎ−ブチルグリシジルエーテル；トリフルオロメチルオキシラン；１，１−ビス（トリフルオロメチル）オキシラン；ＯＸＴ−１０１（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ）等の３−エチル−３−ヒドロキシメチル−オキセタン；ＯＸＴ−２１１（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ）等の３−エチル−３−（（フェノキシ）メチル）−オキセタン；ＯＸＴ−２１２（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ）等の３−エチル−３−（（２−エチル−ヘキシルオキシ）メチル）−オキセタン；アスコルビン酸；メタンチオール（メチルメルカプタン）；エタンチオール（エチルメルカプタン）；補酵素Ａ；ジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）；グレープフルーツメルカプタン（（Ｒ）−２−（４−メチルシクロヘキセ−３−エニル）プロパン−２−チオール））；システイン（（Ｒ）−２−アミノ−３−スルファニル−プロパン酸）；リポアミド（１，２−ジチオラン−３−ペンタンアミド）；商標Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）ＨＰ−１３６の下にＣｉｂａより市販される５，７−ビス（１，１−ジメチルエチル）−３−［２，３（又は３，４）−ジメチルフェニル］−２（３Ｈ）−ベンゾフラノン；ベンジルフェニルスルフィド；ジフェニルスルフィド；ジイソプロピルアミン；商標Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）ＰＳ ８０２（Ｃｉｂａ）の下にＣｉｂａより市販される３，３’−チオジプロピオン酸ジオクタデシル；商標Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）ＰＳ ８００の下にＣｉｂａより市販される３，３’−チオプロピオン酸ジドデシル；商標Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０の下にＣｉｂａより市販されるジ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート；商標Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）６２２ＬＤ（Ｃｉｂａ）の下にＣｉｂａより市販されるポリ−（Ｎ−ヒドロキシエチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシ−ピペリジルスクシネート；メチルビスタローアミン；ビスタローアミン；フェノール−α−ナフチルアミン；ビス（ジメチルアミノ）メチルシラン（ＤＭＡＭＳ）；トリス（トリメチルシリル）シラン（ＴＴＭＳＳ）；ビニルトリエトキシシラン；ビニルトリメトキシシラン；２，５−ジフルオロベンゾフェノン；２’，５’−ジヒドロキシアセトフェノン；２−アミノベンゾフェノン；２−クロロベンゾフェノン；ベンジルフェニルスルフィド；ジフェニルスルフィド；ジベンジルスルフィド；イオン性液体；並びに他のものが挙げられる。

一実施形態において、イオン性液体安定剤は、少なくとも１つのイオン性液体を含む。イオン性液体は、液体であるか、又は１００℃未満の融点を有する有機塩である。別の実施形態において、イオン性液体安定剤は、ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、及びチアゾリウムからなる群から選択される陽イオンと、［ＢＦ₄］−、［ＰＦ₆］−、［ＳｂＦ₆］−、［ＣＦ₃ＳＯ₃］−、［ＨＣＦ₂ＣＦ₂ＳＯ₃］−、［ＣＦ₃ＨＦＣＣＦ₂ＳＯ₃］−、［ＨＣＣｌＦＣＦ₂ＳＯ₃］−、［（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ］−、［（ＣＦ₃ＣＦ₂ＳＯ₂）₂Ｎ］−、［（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃Ｃ］−、［ＣＦ₃ＣＯ₂］−、及びＦ−からなる群から選択される陰イオンを含有する塩を含む。代表的なイオン性液体安定剤としては、ｅｍｉｍ ＢＦ₄（１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート）、ｂｍｉｍ ＢＦ₄（１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラボレート）、ｅｍｉｍ ＰＦ₆（１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート）、及びｂｍｉｍ ＰＦ₆（１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート）が挙げられ、これらの全てがＦｌｕｋａ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）より入手可能である。

本明細書に記載される概念は、以下の実施例において更に説明されるが、これらの実施例は、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を制限するものではない。

（実施例１）
作動流体として２００℃の凝縮温度を送達する
Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０での熱ポンプ
Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡより入手可能な、メチルペルフルオロヘプテンエーテル異性体である。表１は、作動流体としてＶｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０で動作する熱ポンプの性能を、作動流体としてｎ−ヘプタンでの性能と比較する。熱ポンプを使用して、熱を１５０℃の蒸発温度から２００℃の凝縮温度に引き上げる。Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０及びｎ−ヘプタンの臨界温度は、２００℃の凝縮温度を可能にするのに充分に高い。熱ポンプのエネルギー効率は、送達される熱（圧縮された蒸気の脱過熱、凝縮、及び液体の亜冷却を含む）及び圧縮の仕事の比率として定義される、加熱に関する性能係数、ＣＯＰ_hに関して定量化される。体積加熱能力、ＣＡＰ_hは、圧縮機に入る作動流体の単位体積当たりの送達される熱（圧縮された蒸気の脱過熱、凝縮、及び液体の亜冷却を含む）として定義される。

Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０の熱ポンプ性能（ＣＯＰ_h＝７．５７３、ＣＡＰ_h＝３，１７７．７３ｋＪ／ｍ³）は魅力的である。Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０による加熱についてのエネルギー効率（ＣＯＰに関する）は、ｎ−ヘプタンによるものよりも４．２％高いが、一方でＶｅｒｔｒｅｌ（登録商標）による体積加熱能力は競合的なままである。その上、Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０は不燃性であるのに対し、ｎ−ヘプタンは可燃性である。Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０による圧縮機吐出温度は、ｎ−ヘプタンによるものよりも低い。高い吐出温度は、設備構築の好適な材料及び好適な高温潤滑剤（又はオイルレス圧縮機）を必要とする。

（実施例２）
Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０の化学的安定性
金属の存在下におけるＨＦＸ−１１０の化学的安定性を、ＡＮＳＩ／ＡＳＨＲＡＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９７−２００７の封管試験方法に従って評価した。Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）ＨＦＸ−１１０中に浸漬した鋼、銅、及びアルミニウムで作製した３つの金属試験片をそれぞれ含む封止ガラス管を、加熱されたオーブン内にて２２５℃で７日間エージングさせた。２つのエージングした液体試料におけるフッ化物イオンの測定濃度は平均で５３ｐｐｍであり、ＨＦＸ−１１０の劣化が最小限であったことを示した。エージング後の試料の純度は高いままであり、エージングしていない試料の純度と同等のままであった。

選択された実施形態
実施形態Ａ１：
ａ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、又はそれらの混合物であって、式中、ＲがＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅のいずれか、又はそれらの混合物であり、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、又は３であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、又は３である、該式を有する、化合物、又はそれらの混合物、
ｂ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物、及びそれらの混合物であって、式中、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、３、又は４であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、３、又は４であり、Ｒが、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロピル、２，２，２−トリフルオロ−１−エチル、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンチル、又は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルである、化合物、及びそれらの混合物、
ｃ）（ａ）及び（ｂ）からの化合物の混合物、からなる群から選択される少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、組成物。

実施形態Ａ２：アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、実施形態Ａ１に記載の組成物。

実施形態Ａ３：アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、実施形態Ａ１に記載の組成物。

実施形態Ａ４：アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、実施形態Ａ１に記載の組成物。

実施形態Ａ５：作動流体が、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル及び、それらの混合物から選択される少なくとも１つの化合物を更に含む、実施形態Ａ１〜Ａ４のいずれかに記載の組成物。

実施形態Ａ６：作動流体が、共沸混合物又は近共沸混合物を含む、実施形態Ａ１〜Ａ５のいずれかに記載の組成物。

実施形態Ａ７：共沸混合物又は近共沸混合物が、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、及びトランス−１，２−ジクロロエテンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む、実施形態Ａ１〜Ａ５のいずれかに記載の組成物。

実施形態Ａ８：共沸混合物又は近共沸混合物が、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ヘプタン、ヘキサン、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、及び１−ブロモプロパンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む、実施形態Ａ１〜Ａ５のいずれかに記載の組成物。

実施形態Ｂ１：熱交換器を有する高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法であって、作動流体から熱を抽出することにより、冷却された作動流体を生成する工程を含み、該作動流体が実施形態Ａ１〜Ａ８のいずれかに記載の組成物を含む、方法。

実施形態Ｂ２：熱交換器が、超臨界作動流体冷却器及び凝縮器からなる群から選択される、実施形態Ｂ１に記載の方法。

実施形態Ｂ３：熱交換器が、少なくとも５５℃の温度で動作する、実施形態Ｂ１又はＢ２のいずれかに記載の方法。

実施形態Ｂ４：熱交換器が、少なくとも１５０℃の温度で動作する、実施形態Ｂ１又はＢ２のいずれかに記載の方法。

実施形態Ｂ５：第１の伝熱媒体を熱交換器に通すことにより、該熱の抽出が第１の伝熱媒体を加熱する工程と、加熱された第１の伝熱媒体を、熱交換器から加熱されるべき本体へ通す工程と、を更に含む、実施形態Ｂ１に記載の方法。

実施形態Ｂ６：第１の伝熱媒体が工業用伝熱液であり、加熱されるべき本体が化学プロセス流である、実施形態Ｂ５に記載の方法。

実施形態Ｂ７：作動流体を膨張させ、次いで第２の熱交換器内で作動流体を加熱して加熱された作動流体を生成する工程を更に含む、実施形態Ｂ１〜Ｂ６のいずれかに記載の方法。

実施形態Ｂ８：該第２の熱交換器が蒸発器であり、加熱された作動流体が蒸気である、実施形態Ｂ７に記載の方法。

実施形態Ｂ９：動的圧縮機（例えば、軸流若しくは遠心）又は容積式圧縮機（例えば、往復式、ねじ、若しくはスクロール）内で作動流体蒸気を圧縮する工程を更に含む、実施形態Ｂ１〜Ｂ７のいずれかに記載の方法。

実施形態Ｂ１０：動的圧縮機が遠心圧縮機である、実施形態Ｂ９に記載の方法。

実施形態Ｂ１１：加熱されるべき流体を該凝縮器に通すことで、流体を加熱する工程を更に含む、実施形態Ｂ１〜Ｂ１０のいずれかに記載の方法。

実施形態Ｃ１：熱がカスケード構成で配置された少なくとも２つの段階間で交換される、高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法であって、第１のカスケード段階において選択されたより低い温度で第１の作動流体の熱を吸収する工程と、この熱を、より高い温度の熱を供給する第２のカスケード段階の第２の作動流体に伝達する工程と、を含み、第２の作動流体が実施形態Ａ１〜Ａ８のいずれかに記載の組成物を含む、方法。

実施形態Ｄ１：高温熱ポンプ装置内の凝縮器動作温度を上昇させる方法であって、高温熱ポンプに、実施形態Ａ１〜Ａ８のいずれかに記載の組成物を含む作動流体を充填する工程を含む、方法。

実施形態Ｄ２：凝縮器動作温度が、約１５０℃を超える温度に上昇される、実施形態Ｄ１に記載の方法。

実施形態Ｅ１：実施形態Ａ１〜Ａ８のいずれかに記載の組成物を含む作動流体を収容する、高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ２：該装置が、蒸発器、圧縮機、凝縮器又は超臨界作動流体冷却器と、膨張デバイスとを備える、実施形態Ｅ１に記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ３：凝縮器又は超臨界作動流体冷却器が、少なくとも５５℃の温度で動作する、実施形態Ｅ１〜Ｅ２のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ４：動的又は容積式圧縮機を備える、実施形態Ｅ１〜Ｅ３のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ５：遠心圧縮機を備える、実施形態Ｅ１〜Ｅ４のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ６：ねじ圧縮機を備える、実施形態Ｅ１〜Ｅ４のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ７：該装置が、（ａ）作動流体が流れて加熱される、第１の熱交換器と、（ｂ）加熱された作動流体をより高圧に圧縮する、第１の熱交換器と流体連通する圧縮機と、（ｃ）高圧作動流体が流れて冷却される、圧縮機と流体連通する第２の熱交換器と、（ｄ）第２の熱交換器と流体連通する減圧デバイスと、を備え、冷却された作動流体の圧力が低減され、該減圧デバイスが、作動流体がその後に繰り返しサイクルで構成要素（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を通る流れを繰り返すように、蒸発器と更に流体連通する、実施形態Ｅ１〜Ｅ６のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ８：カスケード加熱システムとして配置された少なくとも２つの加熱段階を有し、各段階がそれを通して作動流体を循環させ、熱が先行段階から最終段階又は最高温度段階に伝達され、最終段階の加熱流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、実施形態Ｅ１〜Ｅ７のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ９：カスケード加熱システムとして配置された、少なくとも２つの加熱段階、第１又はより低い温度段階、及び第２又はより高い温度段階を有し、各段階がそれを通して作動流体を循環させる、実施形態Ｅ１〜Ｅ８のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置であって、（ａ）第１の作動流体液の圧力及び温度を低減させるための第１の膨張デバイスと、（ｂ）第１の膨張デバイスと流体連通し、入口及び出口を有する蒸発器と、（ｃ）蒸発器と流体連通し、入口及び出口を有する第１の圧縮機と、（ｄ）第１の圧縮機の出口と流体連通するカスケード熱交換器システムであって、（ｉ）第１の入口及び第１の出口、並びに（ｉｉ）第１の入口及び出口と熱連通する第２の入口及び第２の出口、を有する、カスケード熱交換器システムと、（ｅ）カスケード熱交換器システムの第２の出口と流体連通し、入口及び出口を有する第２の圧縮機と、（ｆ）第２の圧縮機と流体連通し、入口及び出口を有する凝縮器と、（ｇ）凝縮器と流体連通する第２の膨張デバイスと、を備え、第２の作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ１０：第１又はより低い温度段階の作動流体が、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、及びＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ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又はクロロフルオロレフィンを含む、実施形態Ｅ８〜Ｅ９のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ１１：第１又はより低い温度段階の作動流体が、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、及びＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ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、実施形態Ｅ８〜Ｅ１０のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ１２：最終段階又は最高温度段階に先行する段階の作動流体が、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、及びＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ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又はクロロフルオロレフィンを含む、実施形態Ｅ８〜Ｅ１１のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ１３：最終段階又は最高温度段階に先行する段階の作動流体が、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、及びＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ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、実施形態Ｅ８〜Ｅ１２のいずれかに記載の高温熱ポンプ装置。

実施形態Ｅ１４：第１又は最低温度段階の作動流体が、ＣＯ₂又はＮ₂Ｏから選択される少なくとも１つの作動流体を含む、実施形態Ｅ８〜Ｅ１３のいずれかに記載の熱ポンプ装置。

実施形態Ｆ１：カスケード熱ポンプシステム内で同時加熱及び冷却を供給するための方法であって、ＣＯ₂、Ｎ₂Ｏ、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１５２ａ、及びＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン、Ｅ又はＺ異性体）、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される作動流体を収容する低温カスケード段階を提供する工程と、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を収容する高温カスケード段階を提供する工程と、を含み、該低温カスケード段階及び該高温カスケード段階が熱接触している、方法。

実施形態Ｇ１：（ｉ）実施形態Ａ１〜Ａ８のいずれかに記載の組成物から本質的になる作動流体、及び（ｉｉ）５５℃以上の温度での劣化を防止するための安定剤、又は（ｉｉｉ）５５℃以上での使用に好適な潤滑剤、又は（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の両方を含む、高温熱ポンプに使用するための組成物。

Claims (37)

1. 熱交換器を有する高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法であって、作動流体から熱を抽出することにより、冷却された作動流体を生成する工程を含み、前記作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、方法。
2. 前記熱交換器が、超臨界作動流体冷却器及び凝縮器からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
3. 前記熱交換器が、少なくとも５５℃の温度で動作する、請求項１に記載の方法。
4. 前記熱交換器が、少なくとも１５０℃の温度で動作する、請求項１に記載の方法。
5. 第１の伝熱媒体を前記熱交換器に通すことにより、前記熱の抽出が前記第１の伝熱媒体を加熱する工程と、前記加熱された第１の伝熱媒体を、前記熱交換器から加熱されるべき本体に通す工程と、を更に含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の伝熱媒体が工業用伝熱液であり、前記加熱されるべき本体が化学プロセス流である、請求項５に記載の方法。
7. 前記作動流体を膨張させ、次いで第２の熱交換器内で前記作動流体を加熱して、加熱された作動流体を生成する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第２の熱交換器が蒸発器であり、前記加熱された作動流体が蒸気である、請求項７に記載の方法。
9. 動的圧縮機又は容積式圧縮機内で前記作動流体蒸気を圧縮する工程を更に含む、請求項５に記載の方法。
10. 前記動的圧縮機が遠心圧縮機である、請求項５に記載の方法。
11. 加熱されるべき流体を前記凝縮器に通すことで、前記流体を加熱する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
12. 高温熱ポンプ内で加熱を生み出すための方法であって、カスケード構成で配置された少なくとも２つの段階間で熱が交換され、
    第１のカスケード段階において選択されたより低い温度で第１の作動流体の熱を吸収する工程と、この熱を、より高い温度の熱を供給する第２のカスケード段階の第２の作動流体に伝達する工程と、を含み、前記第２の作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、方法。
13. 高温熱ポンプ装置内の凝縮器動作温度を上昇させる方法であって、
    前記高温熱ポンプに、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を充填する工程を含む、方法。
14. 前記凝縮器動作温度が、約１５０℃を超える温度に上昇される、請求項１３に記載の方法。
15. 少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を収容する、高温熱ポンプ装置。
16. 前記装置が、蒸発器、圧縮機、凝縮器又は超臨界作動流体冷却器と、膨張デバイスとを備える、請求項１５に記載の高温熱ポンプ装置。
17. 前記凝縮器又は超臨界作動流体冷却器が、少なくとも５５℃の温度で動作する、請求項１６に記載の高温熱ポンプ装置。
18. 動的又は容積式圧縮機を備える、請求項１５に記載の高温熱ポンプ装置。
19. 遠心圧縮機を備える、請求項１５に記載の高温熱ポンプ装置。
20. 前記装置が、（ａ）作動流体が流れて加熱される、第１の熱交換器と、（ｂ）前記加熱された作動流体をより高圧に圧縮する、前記第１の熱交換器と流体連通する圧縮機と、（ｃ）前記高圧作動流体が流れて冷却される、前記圧縮機と流体連通する第２の熱交換器と、（ｄ）前記第２の熱交換器と流体連通する減圧デバイスと、を備え、前記冷却された作動流体の圧力が低減され、前記減圧デバイスが、前記作動流体がその後に繰り返しサイクルで構成要素（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を通る流れを繰り返すように、前記蒸発器と更に流体連通する、請求項１５に記載の高温熱ポンプ装置。
21. カスケード加熱システムとして配置された少なくとも２つの加熱段階を有し、各段階がそれを通して作動流体を循環させ、熱が先行段階から最終段階又は最高温度段階に伝達され、前記最終段階の前記加熱流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、請求項１５に記載の高温熱ポンプ装置。
22. カスケード加熱システムとして配置された、少なくとも２つの加熱段階、第１又はより低い温度段階、及び第２又はより高い温度段階を有し、各段階がそれを通して作動流体を循環させる、請求項２１に記載の高温熱ポンプ装置であって、
    （ａ）第１の作動流体液の圧力及び温度を低減させるための第１の膨張デバイスと、
    （ｂ）前記第１の膨張デバイスと流体連通し、入口及び出口を有する蒸発器と、
    （ｃ）前記蒸発器と流体連通し、入口及び出口を有する第１の圧縮機と、
    （ｄ）前記第１の圧縮機の出口と流体連通するカスケード熱交換器システムであって、
    （ｉ）第１の入口及び第１の出口と、
    （ｉｉ）前記第１の入口及び出口と熱連通する第２の入口及び第２の出口と、を有する、カスケード熱交換器システムと、
    （ｅ）前記カスケード熱交換器システムの前記第２の出口と流体連通し、入口及び出口を有する第２の圧縮機と、
    （ｆ）前記第２の圧縮機と流体連通し、入口及び出口を有する凝縮器と、
    （ｇ）前記凝縮器と流体連通する第２の膨張デバイスと、を備え、
    前記第２の作動流体が少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む、高温熱ポンプ装置。
23. 前記第１又はより低い温度段階の作動流体が、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、及びＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ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又はクロロフルオロレフィンを含む、請求項２１に記載の高温熱ポンプ装置。
24. 前記第１又はより低い温度段階の作動流体が、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、及びＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ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２１に記載の高温熱ポンプ装置。
25. 前記最終段階又は最高温度段階に先行する前記段階の前記作動流体が、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、Ｅ−ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、及びＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ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又はクロロフルオロレフィンを含む、請求項２０に記載の高温熱ポンプ装置。
26. 前記最終段階又は最高温度段階に先行する前記段階の前記作動流体が、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、及びＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ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２１に記載の高温熱ポンプ装置。
27. 前記第１又は最低温度段階の作動流体が、ＣＯ₂又はＮ₂Ｏから選択される少なくとも１つの作動流体を含む、請求項２１に記載の熱ポンプ装置。
28. 前記アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、
    ａ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物であって、式中、Ｒが、ＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅のいずれか、又はそれらの混合物であり、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、又は３であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、又は３である、前記式を有する、化合物、又はそれらの混合物、
    ｂ）式ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣ（ＯＲ）＝ＣＦＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃ＣＦ＝ＣＦＣＦ（ＯＲ）（ＣＦ₂）_x（ＣＦ₂）_yＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）_xＣＦ＝Ｃ（ＯＲ）ＣＦ₂（ＣＦ₂）_yＣＦ₃の化合物であって、式中、ｘ及びｙが独立して、０、１、２、３、又は４であり、ｘ＋ｙ＝０、１、２、３、又は４であり、Ｒが、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロピル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロピル、２，２，２−トリフルオロ−１−エチル、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンチル、又は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルである、化合物、又はそれらの混合物、
    ｃ）（ａ）及び（ｂ）からの化合物の混合物、からなる群から選択される、請求項１、１２、若しくは１３に記載の方法、又は請求項１５に記載の装置。
29. 前記アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の方法又は装置。
30. 前記アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の方法又は装置。
31. 前記アルキルペルフルオロアルケンエーテルが、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、又はそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の方法又は装置。
32. 前記作動流体が、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロレフィン、シロキサン、炭化水素、アルコール、ペルフルオロポリエーテル、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの化合物を更に含む、請求項２８に記載の方法又は装置。
33. 前記作動流体が、共沸混合物又は近共沸混合物を含む、請求項３２に記載の方法又は装置。
34. 前記共沸混合物又は近共沸混合物が、少なくとも１つのメチルペルフルオロヘプテンエーテルと、ヘプタン、エタノール、及びトランス−１，２−ジクロロエテンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む、請求項３３に記載の方法又は装置。
35. 前記共沸混合物又は近共沸混合物が、少なくとも１つのメチルペルフルオロペンテンエーテルと、トランス−１，２−ジクロロエテン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ヘプタン、ヘキサン、シクロペンタン、ギ酸エチル、ギ酸メチル、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣ₂Ｈ₅、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、及び１−ブロモプロパンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物とを含む、請求項３３に記載の方法又は装置。
36. カスケード熱ポンプシステム内で同時加熱及び冷却を供給するための方法であって、ＣＯ₂、Ｎ₂Ｏ、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−２４５ｃｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１５２ａ、及びＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−２４５ｅｂ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ−４３１０ｍｅｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１２４３ｚｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１２３４ｙｅ−Ｅ又はＺ（１，２，３，３−テトラフルオロプロペン、Ｅ又はＺ異性体）、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ−Ｚ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｅ、ＨＦＯ−１４３８ｅｚｙ−Ｚ、ＨＦＯ−１３３６ｙｆ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｅ、ＨＦＯ−１３３６ｚｅ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｅ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ−Ｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、５−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−３−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ヘプテン、４−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、３−メトキシペルフルオロ−２−ペンテン、２−メトキシペルフルオロ−３−ペンテン、シス及びトランス−２−メトキシペルフルオロ−２−オクテン、２−メトキシペルフルオロ−３−オクテン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される作動流体を収容する低温カスケード段階を提供する工程と、少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルを含む作動流体を収容する高温カスケード段階を提供する工程と、を含み、前記低温カスケード段階及び前記高温カスケード段階が熱接触している、方法。
37. （ｉ）少なくとも１つのアルキルペルフルオロアルケンエーテルから本質的になる作動流体、及び（ｉｉ）５５℃以上の温度での劣化を防止するための安定剤、又は（ｉｉｉ）５５℃以上での使用に好適な潤滑剤、又は（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の両方を含む、高温熱ポンプに使用するための組成物。

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