JP2019504985A - Multi-stage low GWP air conditioning system - Google Patents

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Abstract

好ましくは、少なくとも実質的に居住空間の外側に配置されている蒸気/圧縮循環ループ内に第1の熱伝達流体を含む第1の熱伝達回路、及び少なくとも実質的に居住空間の内側に配置されている第1の熱伝達流体とは異なる第2の熱伝達流体を含む第2の熱伝達回路を含む、人間又は他の動物によって使用される居住空間内に配置されている空気及び/又は物品を調整するための冷却システムを開示する。好ましい態様においては、第2の熱伝達回路は蒸気圧縮機を含まないが、このシステムは少なくとも1つの中間熱交換器を含み、これによって第1の熱伝達流体と第2の熱伝達流体の間の熱の交換を可能にして、熱を、第1の熱伝達流体に移して、好ましくはそれによって第1の熱伝達流体を蒸発させ、かつ第2の熱伝達流体から移して、それによって第2の熱伝達流体を凝縮させるようになっている。好ましくは、中間熱交換器は居住空間の外側に配置される。第1の熱伝達流体は約500以下のGWPを有する冷媒を含み、第2の熱伝達流体は、これも500未満のGWPを有し、低い燃焼性及び低い毒性、更により好ましくは第1の熱伝達流体中の冷媒の燃焼性よりも実質的に低い燃焼性及び/又は第1の熱伝達流体中の冷媒の毒性よりも実質的に低い毒性を有する冷媒を含む。
【選択図】図1
Preferably, a first heat transfer circuit comprising a first heat transfer fluid in a steam / compression circulation loop disposed at least substantially outside the living space, and at least substantially disposed inside the living space. Air and / or articles disposed in a living space used by a human or other animal, comprising a second heat transfer circuit comprising a second heat transfer fluid different from the first heat transfer fluid being Disclosed is a cooling system for adjusting. In a preferred embodiment, the second heat transfer circuit does not include a steam compressor, but the system includes at least one intermediate heat exchanger, whereby the first heat transfer fluid and the second heat transfer fluid are between. Heat exchange, transferring heat to the first heat transfer fluid, preferably thereby evaporating the first heat transfer fluid and transferring from the second heat transfer fluid, thereby Two heat transfer fluids are condensed. Preferably, the intermediate heat exchanger is arranged outside the living space. The first heat transfer fluid includes a refrigerant having a GWP of about 500 or less, and the second heat transfer fluid also has a GWP of less than 500, low flammability and low toxicity, and even more preferably the first A refrigerant having a flammability substantially lower than the flammability of the refrigerant in the heat transfer fluid and / or a toxicity substantially lower than the toxicity of the refrigerant in the first heat transfer fluid.
[Selection] Figure 1

Description

本出願は、2016年2月16日出願の米国仮出願62/295,731(その全ての内容を参照として本明細書中に包含する)に対する優先権を主張する。
本発明は、安全で有効な高効率で低地球温暖化係数(低GWP)の空調並びに関係する冷却システム及び方法に関する。
This application claims priority to US Provisional Application No. 62 / 295,731, filed Feb. 16, 2016, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
The present invention relates to safe, effective, high efficiency, low global warming potential (low GWP) air conditioning and related cooling systems and methods.

通常の空調及び冷媒システムにおいては、熱伝達蒸気をより低い圧力からより高い圧力へ圧縮して、それによって蒸気に熱を加えるために圧縮機を用いる。この加えられた熱は、一般的に、通常は凝縮器と呼ばれる熱交換器内で排出される。凝縮器においては、蒸気の少なくとも大部分が凝縮されて、比較的高圧の液体熱伝達流体が生成する。通常は、凝縮器は、周囲外気のような周囲環境において大量に入手できる流体をヒートシンクとして用いる。凝縮したら、高圧の熱伝達流体を、膨張装置又は弁を通して通過させることなどによって実質的に等エンタルピーの膨張にかけて、そこでより低い圧力に膨張させ、それによって流体に温度低下を起こさせる。膨張運転からのより低い圧力でより低い温度の熱伝達流体は、通常は次に蒸発器に送り、そこで熱を吸収してそれによって蒸発させる。この蒸発プロセスによって、次に冷却することを意図する流体又は物体の冷却が行われる。通常の空調用途においては、冷却される流体は、空調される居住空間の屋内空気である。冷却システムにおいては、冷却は保冷容器又は貯蔵ユニットの内側の空気の冷却を含むことがある。熱伝達流体が蒸発器内において低圧で蒸発した後、それを圧縮機に戻して、そこでサイクルを再度開始する。   In typical air conditioning and refrigerant systems, a compressor is used to compress heat transfer steam from a lower pressure to a higher pressure, thereby adding heat to the steam. This added heat is typically dissipated in a heat exchanger commonly referred to as a condenser. In the condenser, at least a majority of the vapor is condensed to produce a relatively high pressure liquid heat transfer fluid. Typically, a condenser uses a fluid that is available in large quantities in an ambient environment, such as ambient ambient air, as a heat sink. Once condensed, the high pressure heat transfer fluid is subjected to substantially isenthalpy expansion, such as by passing it through an expansion device or valve, where it expands to a lower pressure, thereby causing the fluid to cool. The lower pressure and lower temperature heat transfer fluid from the expansion operation is then typically sent to the evaporator where it absorbs heat and thereby evaporates. This evaporation process provides cooling of the fluid or object that is intended to be subsequently cooled. In normal air conditioning applications, the fluid to be cooled is indoor air in a living space that is air conditioned. In a cooling system, cooling may include cooling the air inside the cold container or storage unit. After the heat transfer fluid has evaporated at low pressure in the evaporator, it is returned to the compressor where the cycle begins again.

同時に環境に優しく、即ち低いGWP効果及び低いオゾン層破壊(ODP)効果の両方を有する、効率的で有効で且つ安全な空調システムの形成には、複数のファクター及び要件の複雑で相互に関連する組合せが関係する。効率性及び有効性に関しては、熱伝達流体を高いレベルの効率及び高い能力を有する空調システム内で運転することが重要である。同時に、熱伝達流体は時間と共に大気中に漏出する可能性があるので、流体がGWP及びODPの両方に関して低い値を有することが重要である。   The formation of an efficient, effective and safe air conditioning system that is simultaneously environmentally friendly, i.e., having both a low GWP effect and a low ozone depletion (ODP) effect, is a complex and interrelated factor and requirement A combination is involved. With regard to efficiency and effectiveness, it is important to operate the heat transfer fluid in an air conditioning system with a high level of efficiency and high capacity. At the same time, it is important that the fluid has a low value for both GWP and ODP since heat transfer fluid can leak into the atmosphere over time.

本出願人らは、幾つかの流体は、高いレベルの効率性及び有効性の両方を達成し、同時に低いレベルのGWP及びODPの両方を達成することができるが、この複数の要件の組合せを満足する多くの流体は、安全性に関して不備を有するという欠点を有することを認識するに至った。例えば、そうでなければ許容できる可能性がある流体は、燃焼特性及び/又は毒性の問題のために用いるのに好ましくない可能性がある。本出願人らは、かかる燃焼性及び/又は毒性の流体が、冷却する(又はヒートポンプ用途の場合には加熱する)居住空間中に非意図的に放出されて、それによってその使用者を危険な状態に曝すか又は曝す可能性があるので、かかる特性を有する流体を用いることは、通常の空調システムにおいて特に望ましくないことを認識するに至った。   Applicants believe that some fluids can achieve both high levels of efficiency and effectiveness, and at the same time achieve both low levels of GWP and ODP, but this combination of multiple requirements. It has been recognized that many satisfactory fluids have the disadvantage of having deficiencies with regard to safety. For example, fluids that may otherwise be acceptable may be undesirable for use due to combustion characteristics and / or toxicity issues. Applicants believe that such flammable and / or toxic fluids are unintentionally released into the cooling (or heating in the case of heat pump applications) unintentionally, thereby making the user unsafe. It has been recognized that the use of fluids having such properties is particularly undesirable in normal air conditioning systems because they are exposed to or can be exposed to conditions.

本発明の一形態によれば、人間又は他の動物が使用する居住空間内に配置されている空気及び/又は物品を調整するための冷媒システムが提供される。かかるシステムの好ましい態様は、好ましくは蒸気/圧縮循環ループ内に第1の熱伝達流体を含み、居住空間の実質的に外側に配置されている少なくとも第1の熱伝達回路を含む。この第1の回路は、本発明において時には便宜上「屋外ループ」と呼ぶ。屋外ループは、好ましくは、圧縮機、好ましくは屋外周囲空気との熱交換によって屋外ループ内の熱伝達流体を凝縮させるように働く熱交換器、及び膨張装置を含む。好ましいシステムはまた、第1の熱伝達流体と異なる第2の熱伝達流体を含み、居住空間の実質的に内側に配置されている少なくとも第2の熱伝達回路も含む。この第2の回路は、本発明において時には便宜上「屋内ループ」と呼ぶ。好ましくは屋内ループは、好ましくは屋内空気との熱交換によって屋内ループ内の第2の熱伝達流体を蒸発させるように働く蒸発器熱交換器を含む。好ましい態様においては、第2の熱伝達回路は蒸気圧縮機を含まない。   In accordance with one aspect of the present invention, a refrigerant system is provided for conditioning air and / or articles disposed within a living space for use by a human or other animal. A preferred embodiment of such a system includes at least a first heat transfer circuit, preferably including a first heat transfer fluid in the vapor / compression circulation loop and disposed substantially outside the living space. This first circuit is sometimes referred to as an “outdoor loop” in the present invention for convenience. The outdoor loop preferably includes a compressor, preferably a heat exchanger that serves to condense the heat transfer fluid in the outdoor loop by heat exchange with outdoor ambient air, and an expansion device. The preferred system also includes a second heat transfer fluid that is different from the first heat transfer fluid and includes at least a second heat transfer circuit disposed substantially inside the living space. This second circuit is sometimes referred to as an “indoor loop” in the present invention for convenience. Preferably, the indoor loop includes an evaporator heat exchanger that serves to evaporate the second heat transfer fluid in the indoor loop, preferably by heat exchange with indoor air. In a preferred embodiment, the second heat transfer circuit does not include a steam compressor.

好ましいシステムは、好ましくは少なくとも1つの中間熱交換器を含み、これによって第1の熱伝達流体と第2の熱伝達流体の間の熱の交換を可能にして、熱を第1の熱伝達流体に移して、好ましくはそれによって第1の熱伝達流体を蒸発させ、かつ第2の熱伝達流体から移して、それによって第2の熱伝達流体を凝縮させるようになっている。好ましくは、中間熱交換器は、居住空間の外側か、又は空調する領域の外側に配置される。   Preferred systems preferably include at least one intermediate heat exchanger, thereby allowing heat exchange between the first heat transfer fluid and the second heat transfer fluid to transfer heat to the first heat transfer fluid. Preferably, thereby evaporating the first heat transfer fluid and transferring from the second heat transfer fluid, thereby condensing the second heat transfer fluid. Preferably, the intermediate heat exchanger is arranged outside the living space or outside the area to be conditioned.

好ましいシステムの重要な特徴は、第1の熱伝達流体が約500以下、より好ましくは約400以下、更により好ましくは約150以下のGWPを有する冷媒を含み、第2の熱伝達流体が、これも約500以下、より好ましくは約400以下、更により好ましくは150未満のGWPを有し、低い燃焼性及び低い毒性、更により好ましくは第1の熱伝達流体中の冷媒の燃焼性よりも実質的に低い燃焼性及び/又は第1の熱伝達流体中の冷媒の毒性よりも実質的に低い毒性を有する冷媒を含むことである。   An important feature of the preferred system is that the first heat transfer fluid includes a refrigerant having a GWP of about 500 or less, more preferably about 400 or less, and even more preferably about 150 or less, the second heat transfer fluid being Also has a GWP of less than about 500, more preferably less than about 400, even more preferably less than 150, and is substantially less than the flammability of the refrigerant in the first heat transfer fluid, with low flammability and low toxicity. A refrigerant having low flammability and / or substantially lower toxicity than that of the refrigerant in the first heat transfer fluid.

好ましい態様においては、第1の熱伝達流体は約500以下のGWPを有する冷媒を含み、第2の熱伝達流体は、これも約500以下のGWPを有し、第1の熱伝達流体中の冷媒の燃焼性よりも実質的に低い燃焼性及び/又は第1の熱伝達流体中の冷媒の毒性よりも実質的に低い毒性を有する冷媒を含む。   In a preferred embodiment, the first heat transfer fluid includes a refrigerant having a GWP of about 500 or less, and the second heat transfer fluid also has a GWP of about 500 or less in the first heat transfer fluid. A refrigerant having a flammability substantially lower than the flammability of the refrigerant and / or a toxicity substantially lower than that of the refrigerant in the first heat transfer fluid.

好ましい態様においては、第1の熱伝達流体は約400以下のGWPを有する冷媒を含み、第2の熱伝達流体は、これも約400以下のGWPを有し、第1の熱伝達流体中の冷媒の燃焼性よりも実質的に低い燃焼性及び/又は第1の熱伝達流体中の冷媒の毒性よりも実質的に低い毒性を有する冷媒を含む。   In a preferred embodiment, the first heat transfer fluid includes a refrigerant having a GWP of about 400 or less, and the second heat transfer fluid also has a GWP of about 400 or less in the first heat transfer fluid. A refrigerant having a flammability substantially lower than the flammability of the refrigerant and / or a toxicity substantially lower than that of the refrigerant in the first heat transfer fluid.

好ましい態様においては、第1の熱伝達流体は約150以下のGWPを有する冷媒を含み、第2の熱伝達流体は、これも約150以下のGWPを有し、第1の熱伝達流体中の冷媒の燃焼性よりも実質的に低い燃焼性及び/又は第1の熱伝達流体中の冷媒の毒性よりも実質的に低い毒性を有する冷媒を含む。   In a preferred embodiment, the first heat transfer fluid includes a refrigerant having a GWP of about 150 or less, and the second heat transfer fluid also has a GWP of about 150 or less in the first heat transfer fluid. A refrigerant having a flammability substantially lower than the flammability of the refrigerant and / or a toxicity substantially lower than that of the refrigerant in the first heat transfer fluid.

好ましい態様においては、第2の冷媒は、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))を含み、より好ましくは少なくとも約50重量%、更により好ましくは少なくとも約75重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))を含み、第1の冷媒は、HCFO−1233zd(E)の燃焼性よりも高く、好ましくは実質的に高い燃焼性を有する。   In a preferred embodiment, the second refrigerant comprises trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd (E)), more preferably at least about 50% by weight, even more preferably Comprising at least about 75% by weight of trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd (E)), wherein the first refrigerant is higher than the flammability of HCFO-1233zd (E). , Preferably having substantially high flammability.

好ましい態様においては、第2の冷媒は、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))を含み、より好ましくは少なくとも約75重量%、更により好ましくは少なくとも約80重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))を含み、第1の冷媒は、HCFO−1233zd(E)の燃焼性よりも高く、好ましくは実質的に高い燃焼性を有する。   In a preferred embodiment, the second refrigerant comprises trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd (E)), more preferably at least about 75% by weight, even more preferably. Comprising at least about 80% by weight of trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd (E)), wherein the first refrigerant is higher than the flammability of HCFO-1233zd (E). , Preferably having substantially high flammability.

図1は、本発明による空調システムの1つの好ましい態様の一般化したプロセスフロー図である。FIG. 1 is a generalized process flow diagram of one preferred embodiment of an air conditioning system according to the present invention. 図2は、本発明による空調システムの他の好ましい態様の一般化したプロセスフロー図である。FIG. 2 is a generalized process flow diagram of another preferred embodiment of an air conditioning system according to the present invention. 図3は、本発明による空調システムの他の好ましい態様の一般化したプロセスフロー図である。FIG. 3 is a generalized process flow diagram of another preferred embodiment of an air conditioning system according to the present invention. 図4は、本発明の一態様による熱交換器の概要図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a heat exchanger according to an aspect of the present invention. 図5は、本発明による、冷却及び加熱の両方で運転することができる空調システムの他の好ましい態様の一般化したプロセスフロー図である。FIG. 5 is a generalized process flow diagram of another preferred embodiment of an air conditioning system that can operate with both cooling and heating in accordance with the present invention.

本明細書に記載する複数の態様のそれぞれにおいて、本システムは、第1の冷媒及び好ましくは圧縮機のための潤滑剤を含む第1の熱伝達組成物、並びに第2の冷媒を含む第2の熱伝達組成物を含む。好ましくは、少なくとも約50重量%、より好ましくは少なくとも約80重量%のトランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd(E))、又は少なくとも約75重量%、より好ましくは少なくとも約80重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))を含む第2の冷媒は、好ましくはASHRAE標準規格34にしたがってクラスAの毒性、及びクラス1又はクラス2或いはクラス2Lの燃焼性を有する低燃焼性で低毒性の冷媒である。非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、少なくとも約95重量%のHFCO−1233zd(E)を含み、幾つかの態様においてはこれから実質的に構成され、或いはこれから構成される。   In each of the aspects described herein, the system includes a first heat transfer composition that includes a first refrigerant and preferably a lubricant for the compressor, and a second that includes a second refrigerant. A heat transfer composition. Preferably, at least about 50 wt%, more preferably at least about 80 wt% of trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd (E)), or at least about 75 wt%, and more Preferably, the second refrigerant comprising at least about 80% by weight of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze (E)) is preferably class A toxic according to ASHRAE standard 34, And a low-flammability and low-toxic refrigerant having Class 1 or Class 2 or Class 2L flammability. In highly preferred embodiments, the second refrigerant comprises at least about 95% by weight HFCO-1233zd (E), and in some embodiments consists essentially of or consists of it.

非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、約95重量%〜約99重量%の5炭素飽和炭化水素、好ましくはイソペンタン、n−ペンタン、又はネオペンタンの1以上を含み、かかる態様の好ましい形態においては、HFCO−1233zd(E)とかかるペンタンの組み合わせは共沸性組成物の形態である。   In a highly preferred embodiment, the second refrigerant comprises about 95% to about 99% by weight of one or more of a five carbon saturated hydrocarbon, preferably isopentane, n-pentane, or neopentane, a preferred form of such embodiment. In, the combination of HFCO-1233zd (E) and such pentane is in the form of an azeotropic composition.

非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、約85重量%〜約90重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))及び約10重量%〜約15重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、更により好ましくは幾つかの態様においては、約88重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))及び約12重量%の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)を含む。   In a highly preferred embodiment, the second refrigerant comprises from about 85 wt% to about 90 wt% trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze (E)) and from about 10 wt% to About 15% by weight of 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ea), even more preferably in some embodiments about 88% by weight of trans-1,3,3 3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze (E)) and about 12% by weight of 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ea).

非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、約50重量%より多く約67.5重量%までのトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))及び約9.7重量%より多く約50重量%未満のHFCO−1233zd(E))、更により好ましくは幾つかの態様においては、約67重量%のトランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))及び約33重量%のHFCO−1233zd(E)を含む。本出願人らは、かかる好ましい態様は予期しなかったことに、同時にASHRAE標準規格34(冷媒の漏出の場合に起こるであろう混合物の分画からの初期の蒸気の燃焼性を測る)にしたがって不燃性であり、更に冷却システムの屋内ループ内で約1barより高い圧力を生成させる第2の冷媒を与えることができることを見出した。   In a highly preferred embodiment, the second refrigerant comprises greater than about 50 wt.% And up to about 67.5 wt.% Trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze (E)) and about 9.7% by weight to less than about 50% by weight HFCO-1233zd (E)), even more preferably in some embodiments about 67% by weight trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene. (HFO-1234ze (E)) and about 33% by weight HFCO-1233zd (E). In accordance with ASHRAE Standard 34 (measures initial steam flammability from the fraction of the mixture that would occur in the event of a refrigerant leak), Applicants unexpectedly anticipated such a preferred embodiment. It has been found that a second refrigerant can be provided that is non-flammable and that produces a pressure above about 1 bar in the indoor loop of the cooling system.

当業者であれば、本明細書に含まれる開示事項を考慮して、本発明の幾つかの態様は、比較的安全(低い毒性及び低い燃焼性)で低いGWP(これにより、これらは空調用途において通常遭遇する居住空間を使用する人又は他の動物に近接する位置において用いるのに非常に好ましくなる)の冷媒のみを用いる有利性を与えることを認識するであろう。   One skilled in the art, in view of the disclosure contained herein, some aspects of the present invention are relatively safe (low toxicity and low flammability) and low GWP (thus these are air conditioning applications). It will be appreciated that it provides the advantage of using only refrigerants (which are highly preferred for use in close proximity to people or other animals using the living space normally encountered in).

好ましくは、好ましい態様において、第1の冷媒には、かかる冷媒を毒性及び/又は燃焼性の基準から第2の冷媒よりも実質的により望ましくないものにする1以上の成分を含ませることができ、全てのかかる第1の冷媒は本発明の範囲内に含まれる。例えば、第1の冷媒には、HFC−32(好ましくは約0重量%〜約22重量%の量)、HFO−1234ze(好ましくは約0重量%〜約78重量%の量)、HFO−1234yf(好ましくは約0重量%〜78重量%の量)、及びプロパンの1以上を含む1以上のブレンドを含ませることができる。本発明の第2の熱伝達組成物は、第1の熱伝達組成物とは対照的に、この流体は圧縮機に通す必要がないので一般に潤滑剤を含まない。   Preferably, in a preferred embodiment, the first refrigerant may include one or more components that make such refrigerant substantially less desirable than the second refrigerant from a toxic and / or flammable standard. All such first refrigerants are included within the scope of the present invention. For example, the first refrigerant may include HFC-32 (preferably in an amount of about 0% to about 22% by weight), HFO-1234ze (preferably in an amount of about 0% to about 78% by weight), HFO-1234yf. (Preferably in an amount of about 0% to 78% by weight), and one or more blends including one or more of propane can be included. In contrast to the first heat transfer composition, the second heat transfer composition of the present invention is generally free of lubricant because the fluid does not need to pass through the compressor.

第1の熱伝達組成物はまた、一般に、システム内に存在する冷媒及び他の随意的な成分の合計重量を基準として、概して熱伝達組成物の約30〜約50重量%の量の潤滑剤も含む。他の随意的な成分としては、潤滑剤の相溶性及び/又は溶解性を促進する目的のプロパンのような相溶化剤が挙げられる。存在させる場合には、プロパン、ブタン類、及びペンタン類などのかかる相溶化剤は、好ましくは組成物の約0.5〜約5重量%の量で存在させる。また、米国特許6,516,837(その開示事項は参照として本明細書中に包含する)によって開示されているように、界面活性剤及び可溶化剤の組み合わせを本組成物に加えて油溶性を促進させることもできる。ヒドロフルオロカーボン(HFC)冷媒と共に冷却機内で用いられるポリオールエステル(POE)及びポリアルキレングリコール(PAG)、シリコーン油、鉱油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリ(α−オレフィン)(PAO)のような通常用いられる冷却潤滑剤を、本発明の冷媒組成物と共に用いることができる。好ましい潤滑剤はPOEである。   The first heat transfer composition is also generally a lubricant, generally in an amount of about 30 to about 50% by weight of the heat transfer composition, based on the total weight of refrigerant and other optional components present in the system. Including. Other optional ingredients include compatibilizers such as propane for the purpose of promoting the compatibility and / or solubility of the lubricant. When present, such compatibilizers such as propane, butanes, and pentanes are preferably present in an amount of about 0.5 to about 5% by weight of the composition. Also, as disclosed by US Pat. No. 6,516,837, the disclosure of which is incorporated herein by reference, a combination of surfactant and solubilizer is added to the composition to make it oil soluble. Can also be promoted. Commonly used such as polyol esters (POE) and polyalkylene glycols (PAG), silicone oils, mineral oils, alkylbenzenes (AB), and poly (α-olefins) (PAO) used in chillers with hydrofluorocarbon (HFC) refrigerants The resulting cooling lubricant can be used with the refrigerant composition of the present invention. A preferred lubricant is POE.

図1に示すタイプの態様:
以下の記載において、異なる態様において概して同一又は同様であるか、或いはそうである可能性があるシステムの構成部品又は部材は、同じ番号又は記号を用いて示す。
A type of embodiment shown in FIG.
In the following description, components or members of a system that are generally the same or similar in different aspects, or may be, are indicated using the same numbers or symbols.

概して10で示される1つの好ましい空調システムを図1に示す。ここで、破線は屋内ループと屋外ループの間のおおよその境界を表す。圧縮機11、凝縮器12、中間熱交換器13、及び膨張弁14は、任意の関連する導管15及び16、並びに他の接続装置及び関連する装置(図示せず)と一緒に屋外に配置される。屋外ループ(本発明においては時には「高温冷媒回路」とも呼ぶ)は、好ましくは、好ましくは上記に記載の好ましい態様の1以上にしたがう第1の熱伝達組成物を含み、これは第1の冷媒及び圧縮機のための潤滑剤を含み、少なくとも第1の冷媒は、導管15及び16、並びに他の関連する導管及び装置によって回路内を循環する。   One preferred air conditioning system, generally indicated at 10, is shown in FIG. Here, the broken line represents an approximate boundary between the indoor loop and the outdoor loop. The compressor 11, the condenser 12, the intermediate heat exchanger 13, and the expansion valve 14 are located outdoors along with any associated conduits 15 and 16 and other connection devices and associated devices (not shown). The The outdoor loop (sometimes also referred to herein as a “high temperature refrigerant circuit”) preferably comprises a first heat transfer composition, preferably in accordance with one or more of the preferred embodiments described above, which is the first refrigerant. And a lubricant for the compressor, at least a first refrigerant circulates in the circuit by conduits 15 and 16 and other related conduits and devices.

屋内ループ(これも本発明において時には「低温冷媒回路」とも呼ぶ)は、好ましくは、少なくとも、第2の冷媒を含む少なくとも第2の熱伝達組成物を含み、第2の冷媒は、第1の冷媒の対応する安全性特性よりも優れている燃焼性及び毒性のような少なくとも1つの安全性特性を有する。非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、好ましくはASHRAE標準規格34にしたがってクラスAとして表されるのに十分に低毒性のものであり、また好ましくはクラス1又は2Lの燃焼性等級を有するのに十分に低燃焼性のものである。非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、HFCO−1233zd、更により好ましくはトランス−HFCO−1233zdを含み、好ましくはこれから実質的に構成され、幾つかの態様においてはこれから構成される。他の非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、HFO−1234ze(E)及び1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)を含み、好ましくはこれらから実質的に構成され、幾つかの態様においてはこれらから構成される。当業者であれば、本明細書に含まれる開示事項を考慮して、本発明のかかる態様は、居住空間又は調整された空間内に存在するか又は存在する可能性がある人間又は動物を第1の冷媒から分離しながら、居住空間を使用するか又は調整された空間に立ち入る人間又は他の動物に近接する位置において、HFCO−1233zd(E)及びHFO−1234ze(E)/HFC−227eaのような比較的安全(低い毒性及び低い燃焼性)で低いGWPの冷媒のみを用いる有利性を与えることを認識するであろう。したがって、好ましい機器構成及び冷媒の選択によって、能力、効率、低いGWP及び低いODPのような多くの望ましい特性を有するが、同時に他の形態ではそれらを非常に不利なものにするか、及び/又は限定及び/又は閉止された場所内の人間又は他の動物に近接してそれらを使用することを不可能にする1以上の特性を有する冷媒を使用することからの恩恵を受けるシステムを提供することができる。かかる組合せによって、かかる冷媒システムに関する全ての望ましい特性の点で非常に優れた有利性が与えられる。   The indoor loop (also sometimes referred to as a “cold refrigerant circuit” in the present invention) preferably comprises at least a second heat transfer composition comprising at least a second refrigerant, the second refrigerant comprising a first refrigerant It has at least one safety characteristic, such as flammability and toxicity, that is superior to the corresponding safety characteristic of the refrigerant. In a highly preferred embodiment, the second refrigerant is preferably sufficiently toxic to be expressed as Class A according to ASHRAE Standard 34, and preferably has a flammability rating of Class 1 or 2L. It is sufficiently low in flammability to have. In a highly preferred embodiment, the second refrigerant comprises HFCO-1233zd, even more preferably trans-HFCO-1233zd, preferably consisting essentially of it, and in some embodiments consisting thereof. In other highly preferred embodiments, the second refrigerant comprises HFO-1234ze (E) and 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ea), preferably these And in some embodiments from these. In view of the disclosure contained herein, one of ordinary skill in the art would consider such an aspect of the present invention to identify a human or animal that is or may be present in a living space or a regulated space. Of HFCO-1233zd (E) and HFO-1234ze (E) / HFC-227ea in a location close to a human or other animal that uses the living space or enters the conditioned space while being separated from one refrigerant It will be appreciated that such a relatively safe (low toxicity and low flammability) and low GWP refrigerant provides the advantage of using only. Thus, depending on the preferred equipment configuration and refrigerant selection, it has many desirable properties such as capacity, efficiency, low GWP and low ODP, while at the same time making them very disadvantageous and / or To provide a system that benefits from the use of refrigerants having one or more properties that make it impossible to use them in close proximity to humans or other animals in a restricted and / or closed location Can do. Such a combination provides a very good advantage in terms of all desirable properties for such a refrigerant system.

好ましい態様においては、第1の冷媒には、例えば、HFC−32(好ましくは約0重量%〜約22重量%の量)、HFO−1234ze(好ましくは約0重量%〜約78重量%の量)、HFO−1234yf(好ましくは約0重量%〜78重量%の量)、及びプロパンの1以上を含む1以上のブレンドを含ませることができる。   In a preferred embodiment, the first refrigerant includes, for example, HFC-32 (preferably in an amount of about 0 wt% to about 22 wt%), HFO-1234ze (preferably in an amount of about 0 wt% to about 78 wt%). ), HFO-1234yf (preferably in an amount of from about 0% to 78% by weight), and one or more blends of propane.

屋外回路内の熱伝達流体は、一般に及び好ましくは、一般に熱伝達流体の約30〜約50重量%の量の圧縮機のための潤滑剤を含み、残りは冷媒、及び存在させることができる他の随意的な成分を含む。他の随意的な成分としては、潤滑剤の相溶性及び/又は溶解性を促進する目的のプロパンのような相溶化剤が挙げられる。存在させる場合には、プロパン、ブタン類、及びペンタン類などのかかる相溶化剤は、好ましくは組成物の約0.5〜約5重量%の量で存在させる。また、米国特許6,516,837(その開示事項は参照として本明細書中に包含する)にによって開示されているように、界面活性剤及び可溶化剤の組み合わせを本組成物に加えて油溶性を促進させることもできる。ヒドロフルオロカーボン(HFC)冷媒と共に冷却機内で用いられるポリオールエステル(POE)及びポリアルキレングリコール(PAG)、シリコーン油、鉱油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリ(α−オレフィン)(PAO)のような通常用いられる冷却潤滑剤を、本発明の冷媒組成物と共に用いることができる。好ましい潤滑剤はPOEである。   The heat transfer fluid in the outdoor circuit generally and preferably includes a lubricant for the compressor, generally in an amount of about 30 to about 50% by weight of the heat transfer fluid, with the remainder being a refrigerant, and others that can be present. Of optional ingredients. Other optional ingredients include compatibilizers such as propane for the purpose of promoting the compatibility and / or solubility of the lubricant. When present, such compatibilizers such as propane, butanes, and pentanes are preferably present in an amount of about 0.5 to about 5% by weight of the composition. Also, a combination of surfactant and solubilizer is added to the composition as disclosed in US Pat. No. 6,516,837, the disclosure of which is incorporated herein by reference. It can also promote solubility. Commonly used such as polyol esters (POE) and polyalkylene glycols (PAG), silicone oils, mineral oils, alkylbenzenes (AB), and poly (α-olefins) (PAO) used in chillers with hydrofluorocarbon (HFC) refrigerants The resulting cooling lubricant can be used with the refrigerant composition of the present invention. A preferred lubricant is POE.

運転においては、本発明による第2の冷媒を、中間熱交換器13に通して流すことによって回路を通して循環させ、中間熱交換器では、熱を第1の冷媒に移動させ、それによって第2の冷媒の少なくとも一部、好ましくは実質的に全部を液体形態に凝縮して、導管17を通して中間熱交換器から排出する。好ましい態様においては、中間熱交換器から排出される第2の冷媒は受容器18に導入し、第2の冷媒の液体貯留槽が与えられる。受容器18は図においては屋内に配置されているものとして示されているが、この容器はまた屋外に配置することもでき、また、存在させる場合にはポンプ20を屋外に配置することも好ましい場合がある。分離容器からの液体冷媒は、導管21を通して蒸発器に送られる。図1に示す実例においては、導管21、22、及び弁23を通して液体冷媒を蒸発器24に送るのを支援するものとして液体ポンプ20が示されている。しかしながら、他の態様においては、第2の冷媒液は、単独か又は液体ポンプと組み合わせて用いることができる他の手段又は技術を用いて受容器から送ることができる。例えば幾つかの態様においては、液体冷媒の移送は、液体の蒸発器への重力送りを用いることによって行うことができ、一方で他の態様においては、サーモサイフォンの構成を用いて、第2の液体冷媒を蒸発器24へ、及び蒸発器から中間熱交換器13へ送ることができる。   In operation, the second refrigerant according to the present invention is circulated through the circuit by flowing it through the intermediate heat exchanger 13, where the heat is transferred to the first refrigerant and thereby the second refrigerant. At least a portion, preferably substantially all, of the refrigerant is condensed into liquid form and discharged from the intermediate heat exchanger through conduit 17. In a preferred embodiment, the second refrigerant discharged from the intermediate heat exchanger is introduced into the receiver 18 to provide a liquid reservoir for the second refrigerant. Although the receptacle 18 is shown in the figure as being located indoors, the container can also be located outdoors and, if present, it is also preferred to place the pump 20 outdoors. There is a case. The liquid refrigerant from the separation container is sent to the evaporator through the conduit 21. In the example shown in FIG. 1, the liquid pump 20 is shown to assist in sending liquid refrigerant to the evaporator 24 through conduits 21, 22 and valve 23. However, in other aspects, the second refrigerant liquid can be delivered from the receiver using other means or techniques that can be used alone or in combination with a liquid pump. For example, in some embodiments, the transfer of liquid refrigerant can be performed by using gravity feed to the liquid evaporator, while in other embodiments, the thermosiphon configuration is used to Liquid refrigerant can be sent to the evaporator 24 and from the evaporator to the intermediate heat exchanger 13.

冷媒が少なくとも約90重量%のHCFO−1233zd(E)又はHFO−1234ze(E)のいずれかを含み、好ましくはこれから実質的に構成され、好ましくはこれから構成される好ましい態様においては、運転条件は下表に記載する値に対応する。   In a preferred embodiment, wherein the refrigerant comprises at least about 90% by weight of either HCFO-1233zd (E) or HFO-1234ze (E), and preferably consists essentially of it, preferably the operating conditions comprise Corresponds to the values listed in the table below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

Figure 2019504985
Figure 2019504985

図2に示すタイプの態様:
本発明の他の好ましい態様を図2に示す。圧縮機11、凝縮器12、中間熱交換器13、膨張弁14、及び吸入ライン熱交換器30は、任意の関連する導管15A、15B、16A、及び16B、並びに他の接続装置及び関連する装置(図示せず)と一緒に屋外に配置される。屋外ループ(本発明においては時には「高温冷媒回路」とも呼ぶ)は、好ましくは第1の冷媒及び圧縮機のための潤滑剤を含む第1の熱伝達組成物を含み、少なくとも冷媒は、導管17、19、21、及び22、並びに他の関連する導管及び装置によって回路内を循環する。
A type of embodiment shown in FIG.
Another preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. The compressor 11, the condenser 12, the intermediate heat exchanger 13, the expansion valve 14, and the suction line heat exchanger 30 are optional associated conduits 15A, 15B, 16A, and 16B, as well as other connection devices and associated devices. (Not shown) and placed outdoors. The outdoor loop (sometimes also referred to in the present invention as a “high temperature refrigerant circuit”) preferably includes a first heat transfer composition comprising a first refrigerant and a lubricant for the compressor, at least the refrigerant being in conduit 17. 19, 21, and 22, and other related conduits and devices circulate in the circuit.

屋内ループは、図1の屋内ループに関して上記に記載したものと実質的に同じように構成され、第1及び第2の熱伝達組成物もまた、好ましくは本明細書の他の箇所に示す通りである。   The indoor loop is constructed in substantially the same manner as described above with respect to the indoor loop of FIG. 1, and the first and second heat transfer compositions are also preferably as shown elsewhere herein. It is.

運転においては、本発明による第1の冷媒を、比較的高圧の冷媒蒸気(これは、同伴している潤滑剤を含む可能性がある)として圧縮機11から吐出し、これを次に凝縮器12に導入して、そこで熱を好ましくは周囲空気に移動させて、少なくとも部分的に凝縮させる。凝縮器12からの冷媒流出流は、導管15Aを通して吸入ライン熱交換器30に送って、そこで更なる熱が中間熱交換器13からの流出流に取られる。吸入/液体ライン熱交換器30からの流出流は、次に導管15Bを通して膨張弁14に送って、そこで冷媒の圧力を減少させ、これにより冷媒の温度を低下させる。膨張弁からの比較的低温の液体冷媒は、次に中間熱交換器13に導入して、そこで屋内ループ内の蒸発器24から排出される第2の冷媒蒸気から熱を得る。中間熱交換器からの第1の冷媒流出蒸気は、次に導管16Aを通して吸入/液体ライン熱交換器30に送り、そこで導管15Aからの凝縮器流出流から熱を得て、より高い温度の第2の冷媒蒸気を生成させ、これは導管16Bによって圧縮機11の入口に送る。   In operation, the first refrigerant according to the present invention is discharged from the compressor 11 as a relatively high pressure refrigerant vapor (which may contain entrained lubricant), which is then the condenser. 12 where heat is preferably transferred to ambient air and at least partially condensed. The refrigerant effluent from condenser 12 is sent through conduit 15A to suction line heat exchanger 30 where further heat is taken into the effluent from intermediate heat exchanger 13. The effluent stream from the suction / liquid line heat exchanger 30 is then routed through conduit 15B to the expansion valve 14 where it reduces the refrigerant pressure and thereby reduces the refrigerant temperature. The relatively cool liquid refrigerant from the expansion valve is then introduced into the intermediate heat exchanger 13 where it obtains heat from the second refrigerant vapor discharged from the evaporator 24 in the indoor loop. The first refrigerant effluent from the intermediate heat exchanger then passes through conduit 16A to suction / liquid line heat exchanger 30 where it obtains heat from the condenser effluent from conduit 15A and the higher temperature second. Two refrigerant vapors are generated and sent to the inlet of the compressor 11 by conduit 16B.

蒸発器流出流は、受容器導管19を通して中間熱交換器13に送って、そこで導管15Bを通して中間熱交換器に送られる吸入ライン熱交換器からの流出流に熱を取られて、第2の冷媒の比較的低温の流れが生成する。中間熱交換器13から排出されるこの第2の冷媒の低温の流れは、低温の液体冷媒の貯留槽を与える受容器タンク18に送り、タンクから導管21を通して送って、次に制御弁23を経由して蒸発器24中に供給する。幾つかの態様においては、制御弁23への液体の流れを与えるためにポンプ20が与えられている。冷却される周囲空気は、蒸発器24内で熱を低温の液体冷媒に取られて、これによって液体冷媒を気化させて、過熱を少ししか有しないか又は全く有しない冷媒蒸気を生成させ、この蒸気は次に中間熱交換器13に戻す。   The evaporator effluent is sent to the intermediate heat exchanger 13 through the receiver conduit 19, where heat is taken up by the effluent from the suction line heat exchanger which is sent to the intermediate heat exchanger through the conduit 15B, and the second A relatively cool flow of refrigerant is generated. This cold stream of the second refrigerant discharged from the intermediate heat exchanger 13 is sent to a receiver tank 18 which provides a reservoir for the cold liquid refrigerant, from the tank through a conduit 21 and then through a control valve 23. To be fed into the evaporator 24. In some embodiments, a pump 20 is provided to provide liquid flow to the control valve 23. The cooled ambient air takes heat in the evaporator 24 to a cold liquid refrigerant, thereby vaporizing the liquid refrigerant, producing a refrigerant vapor with little or no overheating, this The steam is then returned to the intermediate heat exchanger 13.

冷媒が少なくとも約90重量%のHCFO−1233zd(E)又はHFO−1234ze(E)のいずれかを含み、好ましくはこれから実質的に構成され、好ましくはこれから構成される好ましい態様においては、運転条件は下表に記載する値に対応する。   In a preferred embodiment, wherein the refrigerant comprises at least about 90% by weight of either HCFO-1233zd (E) or HFO-1234ze (E), and preferably consists essentially of it, preferably the operating conditions comprise Corresponds to the values listed in the table below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

図3に示すタイプの態様:
本発明の他の好ましい態様を図3に示す。2段圧縮機11、凝縮器12、中間熱交換器13、膨張弁14、及び蒸気噴射熱交換器40(関連する中間膨張弁41を含む)は、任意の関連する導管15A〜15並びに他の接続装置及び関連する装置(図示せず及び/又はラベル付けせず)と一緒に屋外に配置される。屋外ループ(本発明においては時には「高温冷媒回路」とも呼ぶ)は、好ましくは第1の冷媒及び圧縮機のための潤滑剤を含む第1の熱伝達組成物を含み、少なくとも冷媒は、導管15及び16、並びに他の関連する導管及び装置によって回路内を循環する。
A mode of the type shown in FIG.
Another preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. The two-stage compressor 11, the condenser 12, the intermediate heat exchanger 13, the expansion valve 14, and the steam injection heat exchanger 40 (including the associated intermediate expansion valve 41) include any associated conduits 15A-15 and other Placed outdoors with connecting devices and associated devices (not shown and / or not labeled). The outdoor loop (sometimes also referred to in the present invention as a “high temperature refrigerant circuit”) preferably includes a first heat transfer composition comprising a first refrigerant and a lubricant for the compressor, at least the refrigerant being in conduit 15. And 16 and other related conduits and devices circulate in the circuit.

屋内ループは、図1の屋内ループに関して上記に記載したものと実質的に同じように構成され、第1及び第2の熱伝達組成物もまた、好ましくは本明細書の他の箇所に示す通りである。   The indoor loop is constructed in substantially the same manner as described above with respect to the indoor loop of FIG. 1, and the first and second heat transfer compositions are also preferably as shown elsewhere herein. It is.

運転においては、本発明による第1の冷媒(同伴している潤滑剤を含む可能性がある)を、比較的高圧の冷媒蒸気(同伴している潤滑剤を含む可能性がある)として圧縮機11から吐出し、これを次に凝縮器12に導入して、そこで熱を好ましくは周囲空気に移動させて、少なくとも部分的に凝縮させる。凝縮器12からの冷媒流出流は、少なくとも部分的、好ましくは実施的に完全に凝縮した冷媒を含む。凝縮器12からの冷媒流出流は、導管15Aを通して送り、冷媒流出流の一部は導管15Bを通して中間膨張装置41に送り、流出流の他の部分、好ましくは流出流の残りは、蒸気噴射熱交換器40に送る。   In operation, the first refrigerant according to the present invention (which may contain entrained lubricant) is used as a relatively high pressure refrigerant vapor (which may contain entrained lubricant) as a compressor. 11 and is then introduced into a condenser 12 where heat is preferably transferred to ambient air to at least partially condense. The refrigerant effluent from the condenser 12 contains at least partially, preferably practically fully condensed refrigerant. The refrigerant effluent from the condenser 12 is sent through the conduit 15A, a part of the refrigerant effluent is sent through the conduit 15B to the intermediate expansion device 41, and the other part of the effluent, preferably the remainder of the effluent, is steam injection heat. Send to exchanger 40.

中間膨張装置41は、流出流の圧力を、好ましくは実質的に等エンタルピー低下させて、ほぼ圧縮機11の第2段吸入の圧力にするか、或いは熱交換器41及び関連する導管、設備などを通る圧力損失を考慮してかかる圧力よりも十分に高い圧力にする。膨張装置41を横切る圧力降下の結果として、熱交換器40に流れる冷媒の圧力は、熱交換器40に流れる高圧の冷媒の温度に比べて低下する。熱交換器40内で熱が、高圧の流れから、膨張弁41を通過した流れに移動する。その結果、熱交換器40から排出される中間圧力の流れの温度は、入口流の温度よりも高くなり、それにより過熱蒸気流が生成し、これを導管19Cを通して圧縮機11の第2段に送る。   The intermediate expansion device 41 preferably reduces the pressure of the outflow to substantially the same enthalpy to approximately the pressure of the second stage suction of the compressor 11, or the heat exchanger 41 and associated conduits, equipment, etc. Considering the pressure loss through the pressure, the pressure is sufficiently higher than the pressure. As a result of the pressure drop across the expansion device 41, the pressure of the refrigerant flowing through the heat exchanger 40 is lower than the temperature of the high-pressure refrigerant flowing through the heat exchanger 40. Within the heat exchanger 40, heat moves from the high pressure flow to the flow that has passed through the expansion valve 41. As a result, the temperature of the intermediate pressure stream exhausted from the heat exchanger 40 is higher than the temperature of the inlet stream, thereby producing a superheated steam stream, which is routed to the second stage of the compressor 11 through conduit 19C. send.

導管15Aによって送られるより高圧の流れが熱交換器40を通って送られる際に、それは膨張装置41から排出されるより低圧の流れに熱を取られ、導管15Cを通して熱交換器から排出され、次に膨張装置14に流れ、次に中間熱交換器に送られて、そこで熱を得て圧縮機吸入の第1段に送られる。   As the higher pressure stream sent by conduit 15A is sent through heat exchanger 40, it is taken up by the lower pressure stream discharged from expansion device 41 and discharged from the heat exchanger through conduit 15C. It then flows to the expansion device 14 and is then sent to an intermediate heat exchanger where it gets heat and is sent to the first stage of the compressor suction.

冷媒が少なくとも約90重量%のHCFO−1233zd(E)又はHFO−1234ze(E)のいずれかを含み、好ましくはこれから実質的に構成され、好ましくはこれから構成される好ましい態様においては、運転条件は下表に記載する値に対応する。   In a preferred embodiment, wherein the refrigerant comprises at least about 90% by weight of either HCFO-1233zd (E) or HFO-1234ze (E), and preferably consists essentially of it, preferably the operating conditions comprise Corresponds to the values listed in the table below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

図5に示すタイプの態様:
以下の記載において、異なる態様において概して同一又は同様であるか、或いはそうである可能性があるシステムの構成部品又は部材は、同じ番号又は記号を用いて示す。
A type of embodiment shown in FIG.
In the following description, components or members of a system that are generally the same or similar in different aspects, or may be, are indicated using the same numbers or symbols.

図5に開示する態様は、システムに可逆弁を装備しているので下記に記載するように加熱モードで運転することができることを除いて図1の態様と同様である。
冷却及び加熱モードの両方で運転することができる1つの好ましい空調システムを、図1において概して10で示し、示されている線は屋内ループと屋外ループの間の大まかな境界を表し、圧縮機11、屋外コイル12、中間熱交換器13、膨張弁14、及び可逆弁500は、任意の関連する導管15及び16、並びに他の接続装置及び関連する装置(図示せず)と一緒に屋外に配置される。屋外ループは、好ましくは、好ましくは上記に記載の好ましい態様の1以上にしたがう第1の冷媒及び圧縮機のための潤滑剤を含む第1の熱伝達組成物を含み、少なくとも第1の冷媒は導管15及び16並びに他の関連する導管及び装置によって回路内を循環する。
The embodiment disclosed in FIG. 5 is similar to the embodiment of FIG. 1 except that the system is equipped with a reversible valve so that it can be operated in heating mode as described below.
One preferred air conditioning system that can be operated in both cooling and heating modes is indicated generally at 10 in FIG. 1, and the line shown represents a rough boundary between the indoor and outdoor loops, and compressor 11 , Outdoor coil 12, intermediate heat exchanger 13, expansion valve 14, and reversible valve 500 are placed outdoors along with any associated conduits 15 and 16, and other connecting devices and associated devices (not shown). Is done. The outdoor loop preferably comprises a first heat transfer composition comprising a first refrigerant preferably according to one or more of the preferred embodiments described above and a lubricant for the compressor, wherein at least the first refrigerant is Circulation in the circuit by conduits 15 and 16 and other related conduits and devices.

屋内ループは、好ましくは、少なくとも第2の冷媒を含む第2の熱伝達組成物を含み、第2の冷媒は、第1の冷媒の対応する安全性特性よりも優れている燃焼性及び毒性のような少なくとも1つの安全性特性を有する。非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、好ましくはASHRAE標準規格34にしたがってクラスAとして表されるのに十分に低毒性のものであり、また好ましくはクラス1又は2Lの燃焼性等級を有するのに十分に低燃焼性のものである。非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、HFCO−1233zd、更により好ましくはトランス−HFCO−1233zdを含み、好ましくはこれから実質的に構成され、幾つかの態様においてはこれから構成される。他の非常に好ましい態様においては、第2の冷媒は、HFO−1234ze(E)及び1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)を含み、好ましくはこれらから実質的に構成され、幾つかの態様においてはこれらから構成される。当業者であれば、本明細書に含まれる開示事項を考慮して、本発明のかかる態様は、居住空間又は調整された空間内に存在するか又は存在する可能性がある人間又は動物を第1の冷媒から分離しながら、居住空間を使用するか又は調整された空間に立ち入る人間又は他の動物に近接する位置において、HFCO−1233zd(E)及びHFO−1234ze(E)/HFC−227eaのような比較的安全(低い毒性及び低い燃焼性)で低いGWPの冷媒のみを用いる有利性を与えることを認識するであろう。したがって、好ましい機器構成及び冷媒の選択によって、能力、効率、低いGWP及び低いODPのような多くの望ましい特性を有するが、同時に他の形態ではそれらを非常に不利なものにするか、及び/又は限定及び/又は閉止された場所内の人間又は他の動物に近接してそれらを使用することを不可能にする1以上の特性を有する冷媒を使用することからの恩恵を受けるシステムを提供することができる。かかる組合せによって、かかる冷媒システムに関する全ての望ましい特性の点で非常に優れた有利性が与えられる。   The indoor loop preferably includes a second heat transfer composition comprising at least a second refrigerant, the second refrigerant being flammable and toxic that is superior to the corresponding safety characteristics of the first refrigerant. Having at least one safety characteristic. In a highly preferred embodiment, the second refrigerant is preferably sufficiently toxic to be expressed as Class A according to ASHRAE Standard 34, and preferably has a flammability rating of Class 1 or 2L. It is sufficiently low in flammability to have. In a highly preferred embodiment, the second refrigerant comprises HFCO-1233zd, even more preferably trans-HFCO-1233zd, preferably consisting essentially of it, and in some embodiments consisting thereof. In other highly preferred embodiments, the second refrigerant comprises HFO-1234ze (E) and 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ea), preferably these And in some embodiments from these. In view of the disclosure contained herein, one of ordinary skill in the art would consider such an aspect of the present invention to identify a human or animal that is or may be present in a living space or a regulated space. Of HFCO-1233zd (E) and HFO-1234ze (E) / HFC-227ea in a location close to a human or other animal that uses the living space or enters the conditioned space while being separated from one refrigerant It will be appreciated that such a relatively safe (low toxicity and low flammability) and low GWP refrigerant provides the advantage of using only. Thus, depending on the preferred equipment configuration and refrigerant selection, it has many desirable properties such as capacity, efficiency, low GWP and low ODP, while at the same time making them very disadvantageous and / or To provide a system that benefits from the use of refrigerants having one or more properties that make it impossible to use them in close proximity to humans or other animals in a restricted and / or closed location Can do. Such a combination provides a very good advantage in terms of all desirable properties for such a refrigerant system.

好ましい態様においては、第1の冷媒には、例えば、HFC−32(好ましくは約0重量%〜約22重量%の量)、HFO−1234ze(好ましくは約0重量%〜約78重量%の量)、HFO−1234yf(好ましくは約0重量%〜78重量%の量)、及びプロパンの1以上を含む1以上のブレンドを含ませることができる。   In a preferred embodiment, the first refrigerant includes, for example, HFC-32 (preferably in an amount of about 0 wt% to about 22 wt%), HFO-1234ze (preferably in an amount of about 0 wt% to about 78 wt%). ), HFO-1234yf (preferably in an amount of from about 0% to 78% by weight), and one or more blends of propane.

屋外回路内の熱伝達流体は、一般に及び好ましくは、一般に熱伝達流体の約30〜約50重量%の量の圧縮機のための潤滑剤を含み、残りは冷媒、及び存在させることができる他の随意的な成分を含む。他の随意的な成分としては、潤滑剤の相溶性及び/又は溶解性を促進する目的のプロパンのような相溶化剤が挙げられる。存在させる場合には、プロパン、ブタン類、及びペンタン類などのかかる相溶化剤は、好ましくは組成物の約0.5〜約5重量%の量で存在させる。また、米国特許6,516,837(その開示事項は参照として本明細書中に包含する)によって開示されているように、界面活性剤及び可溶化剤の組み合わせを本組成物に加えて油溶性を促進させることもできる。ヒドロフルオロカーボン(HFC)冷媒と共に冷却機内で用いられるポリオールエステル(POE)及びポリアルキレングリコール(PAG)、シリコーン油、鉱油、アルキルベンゼン(AB)、及びポリ(α−オレフィン)(PAO)のような通常用いられる冷却潤滑剤を、本発明の冷媒組成物と共に用いることができる。好ましい潤滑剤はPOEである。   The heat transfer fluid in the outdoor circuit generally and preferably includes a lubricant for the compressor, generally in an amount of about 30 to about 50% by weight of the heat transfer fluid, with the remainder being a refrigerant, and others that can be present. Of optional ingredients. Other optional ingredients include compatibilizers such as propane for the purpose of promoting the compatibility and / or solubility of the lubricant. When present, such compatibilizers such as propane, butanes, and pentanes are preferably present in an amount of about 0.5 to about 5% by weight of the composition. Also, as disclosed by US Pat. No. 6,516,837, the disclosure of which is incorporated herein by reference, a combination of surfactant and solubilizer is added to the composition to make it oil soluble. Can also be promoted. Commonly used such as polyol esters (POE) and polyalkylene glycols (PAG), silicone oils, mineral oils, alkylbenzenes (AB), and poly (α-olefins) (PAO) used in chillers with hydrofluorocarbon (HFC) refrigerants The resulting cooling lubricant can be used with the refrigerant composition of the present invention. A preferred lubricant is POE.

運転においては、本発明の図5の加熱モードの態様にしたがう第2の冷媒を、中間熱交換器13を通して流すことによって回路を通して循環させ、中間熱交換器においては、それによって第1の冷媒から熱を回収して、それによって第2の冷媒の少なくとも一部、好ましくは実質的に全部を蒸気形態に気化させて、導管17を通して中間熱交換器から排出する。蒸気状の冷媒は、導管21を通して凝縮器に送り、そこでそれを凝縮しながら、熱を居住空間中に排出する。図1に示す実例においては、導管21、22、及び弁23を通して液体冷媒を凝縮器24に送るのを助けるものとして液体ポンプ20が示されている。更に、この屋内ループはまた可逆弁501も含み、これによりシステムを加熱及び冷却モードの両方で運転することが可能になる。   In operation, a second refrigerant according to the heating mode embodiment of FIG. 5 of the present invention is circulated through the circuit by flowing through the intermediate heat exchanger 13, whereby in the intermediate heat exchanger, from the first refrigerant. Heat is recovered, whereby at least a portion, preferably substantially all, of the second refrigerant is vaporized into vapor form and discharged from the intermediate heat exchanger through conduit 17. The vaporous refrigerant is sent through a conduit 21 to a condenser where it is condensed while discharging heat into the living space. In the example shown in FIG. 1, the liquid pump 20 is shown to help route liquid refrigerant through the conduits 21, 22 and valve 23 to the condenser 24. In addition, the indoor loop also includes a reversible valve 501, which allows the system to operate in both heating and cooling modes.

冷媒が少なくとも約90重量%のHCFO−1233zd(E)及びHFO−1234ze(E)を含み、好ましくは実質的にこれから構成され、好ましくはこれから構成される好ましい態様においては。   In a preferred embodiment, the refrigerant comprises at least about 90% by weight of HCFO-1233zd (E) and HFO-1234ze (E), preferably consisting essentially of, preferably consisting of.

比較例1:
冷媒としてR−410Aを用いる通常の構成にしたがう空調システムを、以下のパラメーターにしたがって運転した。
Comparative Example 1:
An air conditioning system according to a normal configuration using R-410A as the refrigerant was operated according to the following parameters.

運転条件−R410Aの基本サイクル:
1.凝縮温度=45℃;対応する屋外周囲温度=35℃;
2.凝縮温度−周囲温度=10℃;
3.膨張装置過冷却=5.0℃;
4.蒸発温度=7℃;対応する屋内室温=27℃;
5.蒸発器過熱=5.0℃;
6.等エントロピー効率=72%;
7.体積効率=100%。
Operating conditions-R410A basic cycle:
1. Condensation temperature = 45 ° C .; corresponding outdoor ambient temperature = 35 ° C .;
2. Condensation temperature-ambient temperature = 10 ° C .;
3. Expansion device supercooling = 5.0 ° C .;
4). Evaporation temperature = 7 ° C; corresponding indoor room temperature = 27 ° C;
5). Evaporator overheating = 5.0 ° C;
6). Isentropic efficiency = 72%;
7). Volumetric efficiency = 100%.

このシステムの能力及びCOPを求めて、以下の実施例において相対能力及びCOPを求めるための基準値として用いた。
実施例1A:
実施例1A(図1)の運転条件:
図1に示すように構成したシステムを、以下の運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。
The capacity and COP of this system were determined and used as reference values for determining relative capacity and COP in the following examples.
Example 1A:
Operating conditions of Example 1A (FIG. 1):
The system configured as shown in FIG. 1 was operated with a series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants according to the following operating parameters.

1.凝縮温度=45℃;対応する屋外周囲温度=35℃;
2.凝縮温度−周囲温度=10℃;
3.膨張装置過冷却=5.0℃;
4.蒸発温度=7℃;対応する屋内室温=27℃;
5.蒸発器過熱=0.0℃(満液);
6.中間熱交換器過熱=5.0℃;
7.等エントロピー効率=72%;
8.体積効率=100%;
9.中間熱交換器飽和温度差(Difference of saturation temperatures intermediate heat exchanger)=5℃。
1. Condensation temperature = 45 ° C .; corresponding outdoor ambient temperature = 35 ° C .;
2. Condensation temperature-ambient temperature = 10 ° C .;
3. Expansion device supercooling = 5.0 ° C .;
4). Evaporation temperature = 7 ° C; corresponding indoor room temperature = 27 ° C;
5). Evaporator overheating = 0.0 ° C (full liquid);
6). Intermediate heat exchanger overheat = 5.0 ° C .;
7). Isentropic efficiency = 72%;
8). Volumetric efficiency = 100%;
9. Difference of saturation temperatures intermediate heat exchanger = 5 ° C.

結果を下表1Aに与える(ブレンドに関するパーセントは重量%で示す)。   The results are given in Table 1A below (percentages for blends are given in weight%).

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果から分かるように、本発明による空調システムのそれぞれは、示されているように運転した従来のR410A空調システムにちょうど匹敵する能力、及び全ての場合においてかかる従来のシステムに対して少なくとも85%のCOP(効率)を与えることができた。重要なことには、全ての場合において、本システムは、それぞれ150未満のGWP(R−410Aに基づく冷却システムの約10倍の向上である)を有する冷媒を用いている。この複数の特性の組合せを達成する能力は、非常に有益であるが、予期しなかった結果である。   As can be seen from the above results, each of the air conditioning systems according to the present invention is capable of just comparable to a conventional R410A air conditioning system operated as shown, and in all cases at least 85 relative to such a conventional system. % COP (efficiency) could be given. Significantly, in all cases, the system uses refrigerants each having a GWP of less than 150 (approximately 10 times improvement over cooling systems based on R-410A). The ability to achieve this combination of properties is very beneficial but is an unexpected result.

実施例1B(図1)の運転条件:
図1に示すように構成したシステムを、比較例1にしたがって達成された効率に実質的に匹敵する効率を得るようにそれぞれのブレンドに関して凝縮温度を調節したことを除いて同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。結果を下表1Bに与える。
Operating conditions of Example 1B (FIG. 1):
The system configured as shown in FIG. 1 is subject to the same operating parameters except that the condensation temperature was adjusted for each blend to obtain an efficiency substantially comparable to that achieved according to Comparative Example 1. A series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants were operated. The results are given in Table 1B below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、凝縮器温度の比較的小さな変化のみで、R−410Aに基づくシステムのものに実質的に匹敵する効率を生成させる本発明によるシステムを達成することが可能であることを示した。別の形態として、本発明による効率は、凝縮器における熱伝達面積を比較のR−410Aシステムに関して用いられる凝縮器における熱伝達面積の量と比べて僅かに増加させることによって、比較の凝縮器温度を低下又は変化させることなく好ましく増加する。更に、吸入ライン熱交換器を用いる図2によるシステムは、実施例1Aにおいて報告する熱交換器を用いない本発明の構成と比べても効率における有利な向上を示す。   The above results showed that it is possible to achieve a system according to the invention that produces an efficiency substantially comparable to that of a system based on R-410A with only a relatively small change in condenser temperature. . Alternatively, the efficiency according to the present invention can be achieved by increasing the heat transfer area in the condenser slightly compared to the amount of heat transfer area in the condenser used for the comparative R-410A system. Is preferably increased without lowering or changing. Furthermore, the system according to FIG. 2 using a suction line heat exchanger shows an advantageous improvement in efficiency compared to the configuration of the present invention without the heat exchanger reported in Example 1A.

実施例1C(図1)−周囲条件の変更:
図1に示すように構成したシステムを、周囲温度をそれぞれのブレンドに関して35℃、45℃、及び55℃に調節したことを除いて実施例1Aと同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。結果を下表1Cに与える。
Example 1C (FIG. 1) —Change of ambient conditions:
A system configured as shown in FIG. 1 is a series of different firsts according to the same operating parameters as Example 1A, except that the ambient temperature was adjusted to 35 ° C., 45 ° C., and 55 ° C. for each blend. It was operated using outdoor) and second (indoor) refrigerants. The results are given in Table 1C below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、本発明の幾つかの態様にしたがって、周囲温度が35℃を超えて上昇するにつれてR−410Aシステムと比べて優れた性能を与えることができることを示した。   The above results showed that, according to some aspects of the present invention, superior performance can be provided as compared to the R-410A system as ambient temperature increases above 35 ° C.

実施例2A
実施例2A(図2)の運転条件:
図2に示すように構成したシステムを、以下の運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。
Example 2A
Operating conditions of Example 2A (FIG. 2):
The system configured as shown in FIG. 2 was operated with a series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants according to the following operating parameters.

1.凝縮温度=45℃;対応する屋外周囲温度=35℃;
2.凝縮温度−周囲温度=10℃;
3.膨張装置過冷却=5.0℃;
4.蒸発温度=7℃;対応する屋内室温=27℃;
5.蒸発器過熱=0.0℃(満液);
6.中間熱交換器過熱=5.0℃;
7.等エントロピー効率=72%;
8.体積効率=100%;
9.中間熱交換器飽和温度差=5℃。
1. Condensation temperature = 45 ° C .; corresponding outdoor ambient temperature = 35 ° C .;
2. Condensation temperature-ambient temperature = 10 ° C .;
3. Expansion device supercooling = 5.0 ° C .;
4). Evaporation temperature = 7 ° C; corresponding indoor room temperature = 27 ° C;
5). Evaporator overheating = 0.0 ° C (full liquid);
6). Intermediate heat exchanger overheat = 5.0 ° C .;
7). Isentropic efficiency = 72%;
8). Volumetric efficiency = 100%;
9. Intermediate heat exchanger saturation temperature difference = 5 ° C.

結果を下表2Aに示す(ブレンドに関するパーセントは重量%で示す)。   The results are shown in Table 2A below (percent of blends are given in weight%).

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果から分かるように、本発明による空調システムのそれぞれは、示されているように運転した従来のR410A空調システムにちょうど匹敵する能力、及び全ての場合においてかかる従来のシステムに対して少なくとも90%のCOP(効率)を与えることができた。重要なことには、全ての場合において、本システムは、それぞれ150未満のGWP(R−410Aに基づく冷却システムの約10倍の向上である)を有する冷媒を用いている。この複数の特性の組合せを達成する能力は、非常に有益であるが、予期しなかった結果である。   As can be seen from the above results, each of the air conditioning systems according to the present invention is capable of just comparable to a conventional R410A air conditioning system operated as shown, and in all cases at least 90 relative to such a conventional system. % COP (efficiency) could be given. Significantly, in all cases, the system uses refrigerants each having a GWP of less than 150 (approximately 10 times improvement over cooling systems based on R-410A). The ability to achieve this combination of properties is very beneficial but is an unexpected result.

実施例2B:
実施例2B(図2)−凝縮器温度の変更:
図2に示すように構成したシステムを、比較例1にしたがって達成された効率に実質的に匹敵する効率を得るようにそれぞれのブレンドに関して凝縮温度を調節したことを除いて実施例2Aと同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。結果を下表2Bに与える。
Example 2B:
Example 2B (FIG. 2)-Changing the condenser temperature:
The system configured as shown in FIG. 2 operates the same as Example 2A, except that the condensation temperature was adjusted for each blend to obtain an efficiency substantially comparable to that achieved according to Comparative Example 1. According to the parameters, it was operated with a series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants. The results are given in Table 2B below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、凝縮器温度の比較的小さな変化のみで、R−410Aに基づくシステムのものに実質的に匹敵する効率を生成させる本発明によるシステムを達成することが可能であることを示している。別の形態として、本方法による効率は、凝縮器における熱伝達面積を比較のR−410Aシステムに関して用いられる凝縮器における熱伝達面積の量と比べて僅かに増加させることによって、比較の凝縮器温度を低下又は変化させることなく好ましく増加する。   The above results show that it is possible to achieve a system according to the invention that produces an efficiency substantially comparable to that of a system based on R-410A with only a relatively small change in condenser temperature. Yes. Alternatively, the efficiency of the method can be achieved by increasing the heat transfer area in the condenser slightly by comparing it to the amount of heat transfer area in the condenser used for the comparative R-410A system. Is preferably increased without lowering or changing.

実施例2C(図2)−周囲条件の変更
図2に示すように構成したシステムを、周囲温度をそれぞれのブレンドに関して35℃、45℃、及び55℃に調節したことを除いて実施例2Aと同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。結果を下表2Cに与える。
Example 2C (FIG. 2) —Modification of Ambient Conditions A system configured as shown in FIG. 2 was compared to Example 2A except that the ambient temperature was adjusted to 35 ° C., 45 ° C., and 55 ° C. for each blend. A series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants were operated according to the same operating parameters. The results are given in Table 2C below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、本発明の幾つかの態様にしたがって、周囲温度が35℃を超えて上昇するにつれてR−410Aシステムと比べて優れた性能を与えることができることを示した。   The above results showed that, according to some aspects of the present invention, superior performance can be provided as compared to the R-410A system as ambient temperature increases above 35 ° C.

実施例3A:
実施例3A(図3)の運転条件:
図3に示すように構成したシステムを、以下の運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)冷媒及び屋内冷媒として100%のトランス−HFCO−1233zdを用いて運転した。
Example 3A:
Operating conditions of Example 3A (FIG. 3):
The system configured as shown in FIG. 3 was operated using 100% trans-HFCO-1233zd as a series of different first (outdoor) refrigerants and indoor refrigerants according to the following operating parameters.

1.凝縮温度=45℃;対応する屋外周囲温度=35℃;
2.凝縮温度−周囲温度=10℃;
3.膨張装置過冷却=5.0℃;
4.蒸発温度=7℃;対応する屋内室温=27℃;
5.蒸発器過熱=0.0℃(満液);
6.中間熱交換器過熱=5.0℃;
7.両方の段に関する等エントロピー効率=72%;
8.体積効率=100%;
9.中間熱交換器における飽和温度差=5℃;
10.蒸気噴射熱交換器有効度(Effectiveness)=35%、55%、75%、85%。
1. Condensation temperature = 45 ° C .; corresponding outdoor ambient temperature = 35 ° C .;
2. Condensation temperature-ambient temperature = 10 ° C .;
3. Expansion device supercooling = 5.0 ° C .;
4). Evaporation temperature = 7 ° C; corresponding indoor room temperature = 27 ° C;
5). Evaporator overheating = 0.0 ° C (full liquid);
6). Intermediate heat exchanger overheat = 5.0 ° C .;
7). Isentropic efficiency for both stages = 72%;
8). Volumetric efficiency = 100%;
9. Saturation temperature difference in the intermediate heat exchanger = 5 ° C .;
10. Steam jet heat exchanger effectiveness = 35%, 55%, 75%, 85%.

結果を下表3Aに示す(ブレンドに関するパーセントは重量%で示す)。   The results are shown in Table 3A below (percentages for blends are given in weight%).

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果から分かるように、本発明による空調システムのそれぞれは、示されているように運転した従来のR410A空調システムにちょうど匹敵する能力、及び全ての場合においてかかる従来のシステムに対して少なくとも90%のCOP(効率)を与えることができた。重要なことには、全ての場合において、本システムは、それぞれ150未満のGWP(R−410Aに基づく冷却システムの約10倍の向上である)を有する冷媒を用いている。この複数の特性の組合せを達成する能力は、非常に有益であるが、予期しなかった結果である。   As can be seen from the above results, each of the air conditioning systems according to the present invention is capable of just comparable to a conventional R410A air conditioning system operated as shown, and in all cases at least 90 relative to such a conventional system. % COP (efficiency) could be given. Significantly, in all cases, the system uses refrigerants each having a GWP of less than 150 (approximately 10 times improvement over cooling systems based on R-410A). The ability to achieve this combination of properties is very beneficial but is an unexpected result.

実施例3B:
実施例3B(図3)−凝縮器温度の変更:
図3に示すように構成したシステムを、比較例1にしたがって達成された効率に実質的に匹敵する効率を得るようにそれぞれのブレンドに関して凝縮温度を調節したことを除いて実施例3Aと同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)冷媒、及び屋内冷媒として100%のトランス−HFCO−1233zdを用いて運転した。結果を下表3Bに与える。
Example 3B:
Example 3B (FIG. 3)-Changing condenser temperature:
The system configured as shown in FIG. 3 operates the same as Example 3A, except that the condensation temperature was adjusted for each blend to obtain an efficiency substantially comparable to that achieved according to Comparative Example 1. According to the parameters, it was operated with a series of different first (outdoor) refrigerants and 100% trans-HFCO-1233zd as the indoor refrigerant. The results are given in Table 3B below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、凝縮器温度の比較的小さな変化のみで、R−410Aに基づくシステムのものに実質的に匹敵する効率を生成させる本発明によるシステムを達成することが可能であることを示している。別の形態として、本方法による効率は、凝縮器における熱伝達面積を比較のR−410Aシステムに関して用いられる凝縮器における熱伝達面積の量と比べて僅かに増加させることによって、比較の凝縮器温度を低下又は変化させることなく好ましく増加する。   The above results show that it is possible to achieve a system according to the invention that produces an efficiency substantially comparable to that of a system based on R-410A with only a relatively small change in condenser temperature. Yes. Alternatively, the efficiency of the method can be achieved by increasing the heat transfer area in the condenser slightly by comparing it to the amount of heat transfer area in the condenser used for the comparative R-410A system. Is preferably increased without lowering or changing.

実施例3C(図3)−周囲条件の変更
図3に示すように構成したシステムを、周囲温度をそれぞれのブレンドに関して35℃、45℃、及び55℃に調節したことを除いて実施例2Aと同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。結果を下表3Cに与える。
Example 3C (FIG. 3) —Modification of Ambient Conditions A system configured as shown in FIG. 3 was compared to Example 2A except that the ambient temperature was adjusted to 35 ° C., 45 ° C., and 55 ° C. for each blend. A series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants were operated according to the same operating parameters. The results are given in Table 3C below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、本発明の幾つかの態様にしたがって、周囲温度が35℃を超えて上昇するにつれてR−410Aシステムと比べて優れた性能を与えることができることを示した。   The above results showed that, according to some aspects of the present invention, superior performance can be provided as compared to the R-410A system as ambient temperature increases above 35 ° C.

実施例4:
実施例1の空調システムを、トランス−HCFO−1233zd及びトランス−HFO−1234zeの種々の二元混合物を含む屋内冷媒を用い、多くの重要な空調システムにおいて用いられている凝縮器温度を概して包含する約−1℃〜約10℃の範囲の蒸発器温度を用いて運転した。試験の結果を下表4Aに報告する。
Example 4:
The air conditioning system of Example 1 uses an indoor refrigerant containing various binary mixtures of trans-HCFO-1233zd and trans-HFO-1234ze, and generally encompasses the condenser temperature used in many critical air conditioning systems. It was operated using an evaporator temperature in the range of about -1 ° C to about 10 ° C. The results of the test are reported in Table 4A below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

本出願人らは、トランス−HFO−1234zeの量が少なくとも約50重量%である組成物は、上表4において示すように1気圧より高い圧力下で屋内回路を運転することを可能にし、それによってパージシステムの必要性が回避され、同時に比較的低コストの容器及び導管の使用を可能にし、及び/又はそうでなければ高圧システムにおいて起こるであろう冷媒の漏出を有利に回避するのに十分に低いシステム圧力が与えられることを見出した。更に、本出願人らは、トランス−HFO−1234ze/トランス−HCFO−1233zdの燃焼性を試験し、即ち、このブレンドを分画燃焼性(fractionation flammability)(システムからの漏出の場合の冷媒の燃焼性に関する)に関して試験し、この研究の結果を下表4Bに報告する。   Applicants have found that compositions in which the amount of trans-HFO-1234ze is at least about 50% by weight allows operating indoor circuits under pressures greater than 1 atmosphere, as shown in Table 4 above. This avoids the need for a purge system, while at the same time allowing the use of relatively low cost containers and conduits and / or sufficient to advantageously avoid refrigerant leakage that would otherwise occur in high pressure systems. Has been found to be given a low system pressure. In addition, Applicants tested the flammability of trans-HFO-1234ze / trans-HCFO-1233zd, i.e., the blend was fractionated flammability (refrigerant combustion in case of leakage from the system). The results of this study are reported in Table 4B below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上表4Bに報告する結果に基づいて、本出願人らは、67重量%を超えるトランス−HFO−1234zeを有する液体ブレンドは、ASTM−34にしたがって行う分画試験にしたがって測定して可燃性であり、表4Aにおける結果によれば、約50重量%未満のトランス−HFO−1234ze(即ち50%より多いトランス−HFCO−1233zd)の量は、負のシステム圧の可能性を生成することを見出した。   Based on the results reported in Table 4B above, Applicants have found that liquid blends with more than 67% by weight trans-HFO-1234ze are flammable as measured according to fractionation tests conducted according to ASTM-34. Yes, according to the results in Table 4A, it has been found that an amount of less than about 50% by weight trans-HFO-1234ze (ie greater than 50% trans-HFCO-1233zd) creates the possibility of negative system pressure. It was.

実施例5−低圧システムにおいて有用なプラスチックとの適合性:
本出願人らは、種々のプラスチックの試料を、大気圧条件下、室温(約24℃〜25℃)においてトランス−HFCO−1233zd中に2週間浸漬した後、試料をトランス−HFCO−1233zdから取り出して24時間脱ガスすることによって、トランス−HFCO−1233zdに曝露した際の種々のプラスチック材量の安定性を試験した。結果を下表5に報告する。
Example 5-Compatibility with plastics useful in low pressure systems:
Applicants have immersed samples of various plastics in trans-HFCO-1233zd under atmospheric pressure at room temperature (about 24 ° C. to 25 ° C.) for 2 weeks, and then removed the samples from trans-HFCO-1233zd. The stability of various plastic material amounts when exposed to trans-HFCO-1233zd was tested by degassing for 24 hours. The results are reported in Table 5 below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上表5における結果によって示されるように、試験したプラスチック材料のそれぞれに関する平均体積変化(%)は5%未満であった。
実施例6:
実施例1の空調システムを、A2L冷媒である高温冷媒の、HFO−1234ze(E)、HFCO−1233zd(E)、及びこれらの組合せを含む冷媒などの本発明の任意の好ましい低温冷媒を含むASHRAE34にしたがう低温不燃性冷媒中への非意図的な漏出が存在する条件下で運転した。かかる場合において、中間熱交換器の内部で非意図的な漏出が起こる場合には、A2L(弱い可燃性)の冷媒が不燃性の低温冷媒と混合する。形成される低温冷媒(例えば、R1233zd(E))とA2L冷媒との混合物は、最終的に屋内中に漏出する可能性がある。しかしながら、多くの場合において、屋内中へ漏出したのは不燃性の材料になる。幾つかの態様においては、アキュムレーターを適切な制御装置と一緒に用いて、高温側(high side)と低温側(low side)と間に適切な充填比を維持することを確保して不燃性の混合物を確保することができる。また、屋内ループ中への可燃性の冷媒の漏出を検出し、全てのかかる冷媒を住居の外側に放出することができる1つ又は複数の装置を本システム中に導入することができる可能性もある。1つのかかる漏出検出システムは、2017年1月6日出願の米国出願15/400,891(特に図4A及び4Bを参照)、並びに2016年1月6日出願の仮出願62/275,382(それぞれを参照として本明細書中に包含する)に開示されている。
As shown by the results in Table 5 above, the average volume change (%) for each of the tested plastic materials was less than 5%.
Example 6:
The air conditioning system of Example 1 includes an ASHRAE 34 that includes any preferred low-temperature refrigerant of the present invention, such as a high-temperature refrigerant that is an A2L refrigerant, such as HFO-1234ze (E), HFCO-1233zd (E), and combinations thereof. Therefore, it was operated under conditions where there was unintentional leakage into the low temperature non-flammable refrigerant. In such a case, if unintentional leakage occurs inside the intermediate heat exchanger, A2L (weakly flammable) refrigerant is mixed with nonflammable low-temperature refrigerant. The mixture of the low-temperature refrigerant (for example, R1233zd (E)) and the A2L refrigerant that is formed may eventually leak into the room. However, in many cases it is non-flammable material that leaks into the room. In some embodiments, the accumulator is used in conjunction with a suitable control device to ensure that an appropriate fill ratio is maintained between the high side and the low side (non-flammable). Can be ensured. There is also the possibility of introducing one or more devices into the system that can detect the leakage of flammable refrigerant into the indoor loop and release all such refrigerant to the outside of the residence. is there. One such leak detection system is described in US application 15 / 400,891 filed Jan. 6, 2017 (see particularly FIGS. 4A and 4B) and provisional application 62 / 275,382 filed Jan. 6, 2016 ( Each of which is incorporated herein by reference).

表6は、漏出発生の場合に居住空間の内側で危険な状況が起こるのを阻止することができる充填比を示す。   Table 6 shows the filling ratio that can prevent dangerous situations from occurring inside the living space in the event of a leak.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

比較例2:
冷媒としてR−410Aを用いる通常の従来技術の構成にしたがう可逆ヒートポンプシステムを、以下のパラメーターにしたがって加熱モードで運転した。
Comparative Example 2:
A reversible heat pump system according to a conventional prior art configuration using R-410A as the refrigerant was operated in heating mode according to the following parameters.

運転条件−R410A基本サイクル:
1.凝縮温度=40℃;対応する屋内室温=21.1℃;
2.凝縮温度−周囲温度=19℃;:
3.膨張装置過冷却=5.0℃;
4.蒸発温度=0℃;対応する屋外周囲温度=8.3℃;
5.蒸発器過熱=5.0℃;
6.等エントロピー効率=72%;
7.体積効率=100%。
Operating conditions-R410A basic cycle:
1. Condensation temperature = 40 ° C .; corresponding indoor room temperature = 21.1 ° C .;
2. Condensation temperature-ambient temperature = 19 ° C .:
3. Expansion device supercooling = 5.0 ° C .;
4). Evaporation temperature = 0 ° C; corresponding outdoor ambient temperature = 8.3 ° C;
5). Evaporator overheating = 5.0 ° C;
6). Isentropic efficiency = 72%;
7). Volumetric efficiency = 100%.

このシステムの能力及びCOPを求め、本発明による以下の実施例7A及び7Bにおいて相対的な能力及びCOPを求めるための基準値として用いた。
実施例7A:
図6に示すように構成したシステムを、以下の運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。
The capacity and COP of this system were determined and used as reference values for determining relative capacity and COP in the following Examples 7A and 7B according to the present invention.
Example 7A:
The system configured as shown in FIG. 6 was operated with a series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants according to the following operating parameters.

1.凝縮温度=40℃;対応する屋内室温=21.1℃;
2.凝縮温度−周囲温度=19℃;:
3.膨張装置過冷却=5.0℃;
4.蒸発温度=0℃;対応する屋外周囲温度=8.3℃;
5.蒸発器過熱=0.0℃(満液);
6.中間熱交換器過熱=5.0℃;
7.等エントロピー効率=72%;
8.体積効率=100%;
9.中間熱交換器飽和温度差=5℃。
1. Condensation temperature = 40 ° C .; corresponding indoor room temperature = 21.1 ° C .;
2. Condensation temperature-ambient temperature = 19 ° C .:
3. Expansion device supercooling = 5.0 ° C .;
4). Evaporation temperature = 0 ° C; corresponding outdoor ambient temperature = 8.3 ° C;
5). Evaporator overheating = 0.0 ° C (full liquid);
6). Intermediate heat exchanger overheat = 5.0 ° C .;
7). Isentropic efficiency = 72%;
8). Volumetric efficiency = 100%;
9. Intermediate heat exchanger saturation temperature difference = 5 ° C.

結果を下表1Aに与える(ブレンドに関するパーセントは重量%で示す)   The results are given in Table 1A below (percentages for blends are given in weight%)

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果から分かるように、本発明による空調システムのそれぞれは、示されているように運転した従来のR410A空調システムにちょうど匹敵する能力、及び全ての場合においてかかる従来のシステムに対して少なくとも90%のCOP(効率)を与えることができた。重要なことには、全ての場合において、本システムは、それぞれ150未満のGWP(R−410Aに基づく冷却システムの約10倍の向上である)を有する冷媒を用いている。この複数の特性の組合せを達成する能力は、非常に有益であるが、予期しなかった結果である。   As can be seen from the above results, each of the air conditioning systems according to the present invention is capable of just comparable to a conventional R410A air conditioning system operated as shown, and in all cases at least 90 relative to such a conventional system. % COP (efficiency) could be given. Significantly, in all cases, the system uses refrigerants each having a GWP of less than 150 (approximately 10 times improvement over cooling systems based on R-410A). The ability to achieve this combination of properties is very beneficial but is an unexpected result.

実施例7B(図5)の運転条件:
図5に示すように構成したシステムを、比較例2にしたがって達成された効率に実質的に匹敵する効率を得るようにそれぞれのブレンドに関して凝縮温度を調節したことを除いて同じ運転パラメーターにしたがって、一連の異なる第1(屋外)及び第2(屋内)冷媒を用いて運転した。結果を下表7Bに与える。
Operating conditions of Example 7B (FIG. 5):
A system configured as shown in FIG. 5 is subject to the same operating parameters except that the condensation temperature was adjusted for each blend to obtain an efficiency substantially comparable to that achieved according to Comparative Example 2. A series of different first (outdoor) and second (indoor) refrigerants were operated. The results are given in Table 7B below.

Figure 2019504985
Figure 2019504985

上記の結果は、凝縮器温度の比較的小さな変化のみで、R−410Aに基づくシステムのものに実質的に匹敵する効率を生成する本発明によるシステムを達成することが可能であることを示した。別の形態として、本方法による効率は、凝縮器における熱伝達面積を比較のR−410Aシステムに関して用いられる凝縮器における熱伝達面積の量と比べて僅かに増加させることによって、比較の凝縮器温度を低下又は変化させることなく好ましく増加する。   The above results showed that it is possible to achieve a system according to the invention that produces an efficiency substantially comparable to that of a system based on R-410A with only a relatively small change in condenser temperature. . Alternatively, the efficiency of the method can be achieved by increasing the heat transfer area in the condenser slightly by comparing it to the amount of heat transfer area in the condenser used for the comparative R-410A system. Is preferably increased without lowering or changing.

Claims (11)

人間が使用する空間の空気を冷却又は加熱するため、或いは人間が使用する空間内の空気を用いて人間が使用する空間内に配置されている物品を冷却又は加熱するための冷却システムであって、
(a)(i)屋外回路の少なくとも一部を通って流れて、熱をシステムから排出するか、又は熱をシステム中に吸収する、約500未満のGWPを有する屋外冷媒(ここで、屋外回路の、少なくともそれを通って屋外冷媒が流れる部分は、人間が使用する空間内には配置されていない);
(ii)相変化熱交換器;
(iii)屋外冷媒の蒸気流を与える圧縮機;及び
(iv)屋外冷媒流の少なくとも一部によって熱を吸収又は排出する中間熱交換器;
を含む屋外冷媒回路;並びに
(b)(i)屋内回路の少なくとも一部を通って流れて、人間が使用する空間から熱を吸収するか、又はそれに熱を排出する屋内冷媒(ここで、屋内回路の、少なくともそれを通って屋内冷媒が流れる部分は、人間が使用する空間内に配置されており、屋内冷媒は、少なくとも約50重量%のHCFO−1233zd(E)を含み、(1)ASHRAE標準規格34にしたがって不燃性であり;(2)400より高い職業曝露限界(OEL)を有し、ASHRAE標準規格34によってクラスAとして分類され;及び(3)約500未満のGWPを有する);及び
(ii)屋外冷媒流によって熱を屋内冷媒から吸収するか又は熱をそれに排出する、屋外冷媒回路の中間熱交換器;
を含む屋内冷媒回路;
を含む上記システム。
A cooling system for cooling or heating air in a space used by humans, or for cooling or heating articles disposed in a space used by humans using air in the space used by humans. ,
(A) (i) an outdoor refrigerant having a GWP of less than about 500, wherein the outdoor circuit flows through at least a portion of the outdoor circuit and either exhausts heat from the system or absorbs heat into the system, wherein the outdoor circuit At least the part through which the outdoor refrigerant flows is not located in the space used by humans);
(Ii) a phase change heat exchanger;
(Iii) a compressor that provides a vapor stream of outdoor refrigerant; and (iv) an intermediate heat exchanger that absorbs or discharges heat by at least a portion of the outdoor refrigerant stream;
And (b) (i) an indoor refrigerant that flows through at least a portion of the indoor circuit and absorbs heat from or expells heat from the space used by humans (wherein indoor At least a portion of the circuit through which the indoor refrigerant flows is disposed in a space for human use, the indoor refrigerant comprising at least about 50 wt% HCFO-1233zd (E), and (1) ASHRAE Non-flammable according to Standard 34; (2) has an occupational exposure limit (OEL) higher than 400, classified as Class A by ASHRAE Standard 34; and (3) has a GWP less than about 500); And (ii) an intermediate heat exchanger of the outdoor refrigerant circuit that absorbs heat from or exhausts heat to the indoor refrigerant by the outdoor refrigerant flow;
Indoor refrigerant circuit including:
Including the above system.
人間が使用する空間の空気を冷却するため、或いは人間が使用する空間内の空気を用いて人間が使用する空間内に配置されている物品を冷却するための冷却システムであって、
(a)(i)高温回路の少なくとも一部を通って流れて熱をシステムから排出する、約500未満のGWPを有する高温冷媒(ここで、高温回路の、少なくともそれを通って高温冷媒が流れる部分は、人間が使用する空間内には配置されていない);
(ii)少なくとも、第1の温度の液体高温冷媒流を含む第1の凝縮器流出流を与える凝縮器;
(iii)凝縮器からの液体高温冷媒流に流体接続されていて、第1の温度よりも低い第2の温度の高温冷媒流を与える膨張弁;
(iv)冷媒の少なくとも一部を含む蒸気流を凝縮器に供給する圧縮機;及び
(v)膨張弁からの高温冷媒流の少なくとも一部によって熱を吸収して高温冷媒を含む蒸気流を生成させる中間熱交換器(中間熱交換器からの蒸気流は圧縮機の入口と流体連絡している);
を含む高温冷媒回路;並びに
(b)(i)低圧回路の少なくとも一部を通って流れて、人間が使用する空間から熱を吸収する低温冷媒(ここで、低温回路の、少なくともそれを通って低温冷媒が流れる部分は、人間が使用する空間内に配置されており、低温冷媒は、少なくとも約50重量%のHCFO−1233zd(E)を含み、(1)ASHRAE標準規格34にしたがって不燃性であり;(2)400より高い職業曝露限界(OEL)を有し、ASHRAE標準規格34によってクラスAとして分類され;及び(3)約500未満のGWPを有する);
(ii)液体状態の低温冷媒の少なくとも一部を含むアキュムレーター;
(iii)アキュムレーターからの液体低温冷媒を受容し、それから蒸気状態の低温冷媒流を生成させる、アキュムレーターに流体接続されている蒸発器;及び
(iv)膨張弁からの高温冷媒流によって蒸発器からの低温冷媒蒸気から熱を吸収する高温冷媒回路の中間熱交換器(中間熱交換器は低温冷媒を含む液体流出流を生成し、中間熱交換器からの低温液体流出流はアキュムレーターの入口と流体連絡している);
を含む低温冷媒回路;
を含む上記システム。
A cooling system for cooling air in a space used by a human or for cooling an article disposed in a space used by a human using air in the space used by a human,
(A) (i) a high temperature refrigerant having a GWP of less than about 500 that flows through at least a portion of the high temperature circuit and exhausts heat from the system, where the high temperature refrigerant flows through at least the high temperature circuit; The part is not located in the space used by humans);
(Ii) a condenser providing at least a first condenser effluent stream comprising a liquid hot refrigerant stream at a first temperature;
(Iii) an expansion valve fluidly connected to the liquid hot refrigerant stream from the condenser and providing a hot refrigerant stream at a second temperature lower than the first temperature;
(Iv) a compressor that supplies a vapor stream containing at least a portion of the refrigerant to the condenser; and (v) generating a vapor flow containing the high temperature refrigerant by absorbing heat by at least a portion of the high temperature refrigerant flow from the expansion valve. Intermediate heat exchanger (vapor flow from the intermediate heat exchanger is in fluid communication with the compressor inlet);
(B) (i) a low-temperature refrigerant that flows through at least a portion of the low-pressure circuit and absorbs heat from the space used by humans, where the low-temperature circuit passes through at least it The portion through which the cryogenic refrigerant flows is located in a space for human use, and the cryogenic refrigerant comprises at least about 50% by weight HCFO-1233zd (E) and is (1) non-flammable according to ASHRAE Standard 34. Yes; (2) have an occupational exposure limit (OEL) higher than 400, classified as Class A by ASHRAE Standard 34; and (3) have a GWP less than about 500);
(Ii) an accumulator comprising at least a portion of a low-temperature refrigerant in a liquid state;
(Iii) an evaporator fluidly connected to the accumulator that receives liquid cryogen from the accumulator and then generates a vaporized cryogen stream; and (iv) an evaporator by the hot refrigerant stream from the expansion valve The intermediate heat exchanger of the high-temperature refrigerant circuit that absorbs heat from the low-temperature refrigerant vapor from the intermediate heat exchanger (the intermediate heat exchanger generates a liquid outflow containing the low-temperature refrigerant, and the low-temperature liquid outflow from the intermediate heat exchanger is In fluid communication);
Low temperature refrigerant circuit including:
Including the above system.
アキュムレーターからの液体の少なくとも一部を、サーモサイフォン効果によって蒸発器の入口に送る、請求項2に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 2, wherein at least a portion of the liquid from the accumulator is sent to the evaporator inlet by a thermosiphon effect. 高温冷媒が約22重量%以下のR−32を含む、請求項2に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 2, wherein the high temperature refrigerant comprises about 22 wt% or less of R-32. 高温冷媒が、約78重量%以下のR−1234ze又は約78重量%以下のR−1234yfを含む、請求項2に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 2, wherein the high temperature refrigerant comprises no more than about 78 wt% R-1234ze or no more than about 78 wt% R-1234yf. 高温冷媒が約10重量%〜約100重量%のプロパンを含む、請求項2に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 2, wherein the high temperature refrigerant comprises about 10 wt% to about 100 wt% propane. 凝縮器を約35℃〜約70℃の範囲の温度で運転する、請求項2に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 2, wherein the condenser is operated at a temperature in the range of about 35 ° C. to about 70 ° C. 人間が使用する空間の空気を冷却するため、或いは人間が使用する空間内の空気を用いて人間が使用する空間内に配置されている物品を冷却するための冷却システムであって、
(a)(i)高圧回路の少なくとも一部を通って流れて熱をシステムから排出する高温冷媒(ここで、高温回路の、少なくともそれを通って高温冷媒が流れる部分は、人間が使用する空間内には配置されていない);
(ii)少なくとも、第1の温度の液体高温冷媒流を含む第1の凝縮器流出流を与える凝縮器;
(iii)凝縮器からの液体高温冷媒流に流体接続されていて、第1の温度よりも低い第2の温度の高温冷媒流を与える膨張弁;
(iv)冷媒の少なくとも一部を含む蒸気流を凝縮器に供給する圧縮機;
(v)膨張弁からの高温冷媒流の少なくとも一部によって熱を吸収して、膨張弁からの流れの温度よりも高い温度の高温冷媒を含む高温流出流をそれから生成させる中間熱交換器;及び
(vi)凝縮器と膨張弁の間、及び中間熱交換器と圧縮機入口の間で接続されていて、(1)吸入ライン熱交換器が凝縮器からの液体高温冷媒流の少なくとも一部を受容して、液体高温冷媒流が膨張弁に導入される前に、液体高温冷媒流から熱が排出されるようになっており;且つ(2)吸入ライン熱交換器が、中間熱交換器から排出される高温冷媒の少なくとも一部を受容して、凝縮器からの液体高温冷媒流から熱を吸収するようになっている吸入ライン熱交換器(ここで、熱を吸収した後の流れは圧縮機の入口と流体連絡している);
を含む高温冷媒回路;並びに
(b)(i)低圧回路の少なくとも一部を通って流れて、人間が使用する空間から熱を吸収する低温冷媒(ここで、低温回路の、少なくともそれを通って低温冷媒が流れる部分は、人間が使用する空間内に配置されており、低温冷媒は、少なくとも約50重量%のHCFO−1233zd(E)を含み、(1)ASHRAE標準規格34にしたがって不燃性であり;(2)400より高い職業曝露限界(OEL)を有し、ASHRAE標準規格34によってクラスAとして分類され;及び(3)約500未満のGWPを有する);
(ii)液体状態の低温冷媒の少なくとも一部を含むアキュムレーター;
(iii)アキュムレーターからの液体低温冷媒を受容し、それから蒸気状態の低温冷媒流を生成させる、アキュムレーターに流体接続されている蒸発器;及び
(iv)膨張弁からの高温冷媒流によって蒸発器からの低温冷媒蒸気から熱を吸収する高温冷媒回路の中間熱交換器(中間熱交換器は、低温冷媒を含む液体流出流を生成し、中間熱交換器からの低温液体流出流はアキュムレーターの入口と流体連絡している);
を含む低温冷媒回路;
を含む上記システム。
A cooling system for cooling air in a space used by a human or for cooling an article disposed in a space used by a human using air in the space used by a human,
(A) (i) A high-temperature refrigerant that flows through at least a portion of the high-pressure circuit and exhausts heat from the system (here, at least a portion of the high-temperature circuit through which the high-temperature refrigerant flows is a space used by humans) Is not located within);
(Ii) a condenser providing at least a first condenser effluent stream comprising a liquid hot refrigerant stream at a first temperature;
(Iii) an expansion valve fluidly connected to the liquid hot refrigerant stream from the condenser and providing a hot refrigerant stream at a second temperature lower than the first temperature;
(Iv) a compressor that supplies a vapor stream comprising at least a portion of the refrigerant to the condenser;
(V) an intermediate heat exchanger that absorbs heat by at least a portion of the hot refrigerant stream from the expansion valve and produces a hot effluent stream containing hot refrigerant at a temperature higher than the temperature of the flow from the expansion valve; (Vi) connected between the condenser and the expansion valve and between the intermediate heat exchanger and the compressor inlet; (1) the suction line heat exchanger removes at least a portion of the liquid hot refrigerant stream from the condenser; And heat is expelled from the liquid hot refrigerant stream before the liquid hot refrigerant stream is introduced into the expansion valve; and (2) the suction line heat exchanger is from the intermediate heat exchanger A suction line heat exchanger that receives at least a portion of the discharged hot refrigerant and absorbs heat from the liquid hot refrigerant stream from the condenser (where the flow after absorbing heat is compressed) In fluid communication with the machine inlet);
(B) (i) a low-temperature refrigerant that flows through at least a portion of the low-pressure circuit and absorbs heat from the space used by humans, where the low-temperature circuit passes through at least it The portion through which the cryogenic refrigerant flows is located in a space for human use, and the cryogenic refrigerant comprises at least about 50% by weight HCFO-1233zd (E) and is (1) non-flammable according to ASHRAE Standard 34. Yes; (2) have an occupational exposure limit (OEL) higher than 400, classified as Class A by ASHRAE Standard 34; and (3) have a GWP less than about 500);
(Ii) an accumulator comprising at least a portion of a low-temperature refrigerant in a liquid state;
(Iii) an evaporator fluidly connected to the accumulator that receives liquid cryogen from the accumulator and then generates a vaporized cryogen stream; and (iv) an evaporator by the hot refrigerant stream from the expansion valve The intermediate heat exchanger of the high-temperature refrigerant circuit that absorbs heat from the low-temperature refrigerant vapor from the intermediate heat exchanger (the intermediate heat exchanger generates a liquid outflow containing the low-temperature refrigerant, and the low-temperature liquid outflow from the intermediate heat exchanger In fluid communication with the inlet);
Low temperature refrigerant circuit including:
Including the above system.
高温冷媒が、R−32、R−1234ze、R−1234yf、及びプロパンの1以上を含む、請求項8に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 8, wherein the high temperature refrigerant comprises one or more of R-32, R-1234ze, R-1234yf, and propane. 凝縮器を約35℃〜約70℃の範囲の温度で運転する、請求項8に記載の冷却システム。   The cooling system of claim 8, wherein the condenser is operated at a temperature in the range of about 35 ° C. to about 70 ° C. 低温冷媒中への高温冷媒の漏出を検知するセンサー、及びセンサーに応答して更なる量の低温冷媒を低温冷却回路に充填して、低温冷媒が不燃性の冷媒として維持されることを確保する低温冷媒充填コントローラーを更に含む、請求項2に記載の冷却システム。   A sensor that detects leakage of high temperature refrigerant into the low temperature refrigerant, and filling the low temperature cooling circuit with an additional amount of low temperature refrigerant in response to the sensor to ensure that the low temperature refrigerant is maintained as an incombustible refrigerant. The cooling system of claim 2 further comprising a low temperature refrigerant charge controller.
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