JP2021535350A - 空調プロセス - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の冷媒流体が循環する、蒸気圧縮回路である主回路（１）と、ハイドロフルオロオレフィンおよび／またはハイドロクロロフルオロオレフィンを含む不燃性の第２の冷媒流体が循環する、圧縮機を伴わない二次回路（２）とを用いた、空調のためのプロセスに関し、主回路（１）および二次回路（２）は、互いに結合されており、このプロセスは、環境と第１の冷媒流体との間における熱交換、第１の冷媒流体と第２の冷媒流体との間における熱交換、および第２の冷媒流体と、調整されることになる空気との間における熱交換を含む。本発明はまた、このプロセスを実施するための空調プラントに関する。【選択図】図１

Description

本発明は、不燃性の第２の冷媒流体が循環する、圧縮機を有していない二次回路と結合された、第１の冷媒流体が循環する蒸気圧縮回路を用いて空気を調整するためのプロセスに関する。本発明はまた、このプロセスを実行するのに適した設備に関する。

建物の暖房および／または冷房の技術は、冷媒流体が循環する蒸気圧縮回路の使用に基づく。より正確には、１つの建物の、またはいくつかの建物のさまざまな部屋の空調（暖房および冷房）を行うという問題の場合には、冷媒流体は、建物の外側に配置されたユニットと、建物の内側に配置されたさまざまなユニットとの間において循環しなければならない。

たとえば、ＥＰ １８７６３９８、ＥＰ ３０４８３８７、ＥＰ ３２７９５７６、ＥＰ ３３１８８０８、ＥＰ ３３１２５２７、およびＷＯ ２０１８／００５６７０は、建物の暖房および／または冷房を行うために使用されるさまざまな固定式空調システムについて記述している。

Ｒ−４１０Ａが、このタイプのシステムにおいて最も一般的に使用される流体である。Ｒ−４１０Ａは、５０重量％のジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）と、５０重量％のペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）とから構成される冷媒流体である。これは、−４８．５°Ｃという低い沸点と、高いエネルギー効率とを有しており、不燃性であり、毒性がない。しかしながら、この伝熱流体は、高い地球温暖化係数（ＧＷＰ）（２１００）を有する。

６７５というＧＷＰを有しているＨＦＣ−３２そのものが、そのようなものとしてＲ−４１０Ａに取って代わるために使用されることは、ほとんど不可能である。具体的には、ＨＦＣ−３２は、規格（ＡＳＨＲＡＥ ３４）によれば、わずかに可燃性の流体として分類されており、このことは、上述されているように集中型のシステムおよび設備においてＨＦＣ−３２が使用される場合に安全上の問題をもたらす。たとえば、建物内における可燃性流体の循環を制限するためには、回路あたりの最大負荷が低減されるべきであり、このことは、システムのパフォーマンスの低下をもたらす。

ＥＰ ２３４１２９７は、冷媒流体が循環する回路を含む空調デバイスについて記述しており、この回路は、不凍流体を含む水が単相伝熱流体として使用される二次回路と結合されている。

しかしながら、単相流体を使用した結果、配管寸法がかなり増大し、ポンピングエネルギーが高くなり、そしてまた、建物へのこのタイプのシステムの統合に関連付けられているコストが高くなるということを考えると、このソリューションは、設備のサイズ上の制約である。

ＷＯ ２０１７／０９９８１４は、熱源から回収された熱を使用して、そしてまた、熱源からの熱を水に伝達することが可能である冷媒流体（数ある中でも、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄＥ、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄＺ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＺ、およびＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＥが言及されている）を使用して、高温での水を得るためのデバイスについて記述している。

したがって、効率的かつ安全であり、その一方で同時に、設備の寸法、エネルギーコスト、および方法の実施に関連付けられているコストを制限する、空調のための、特に固定式の暖房および冷房のための方法を提供する必要がある。

本発明は第１に、第１の冷媒流体が循環する、蒸気圧縮回路である主回路と、ハイドロフルオロオレフィンおよび／またはハイドロクロロフルオロオレフィンを含む不燃性の第２の冷媒流体が循環する、圧縮機を含まない二次回路とを用いた、空調のためのプロセスに関し、主回路および二次回路は、ともに結合されており、このプロセスは、環境と第１の冷媒流体との間における熱交換、第１の冷媒流体と第２の冷媒流体との間における熱交換、および第２の冷媒流体と、調整されることになる空気との間における熱交換を含む。

特定の実施形態においては、第１の冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、および／またはそれらの混合物を含み、好ましくは、第１の冷媒流体は、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、フルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、トリフルオロヨードメタン、１，１，２−トリフルオロエチレン、またはそれらの混合物を含む。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン、またはそれらの混合物を含むか、またはそれらから構成される。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、５０°Ｃ未満の、好ましくは４０°Ｃ未満の沸点を有する。

特定の実施形態においては、このプロセスは、空気を冷却するための、および／または加熱するためのプロセスである。

特定の実施形態においては、このプロセスは、固定式空調プロセス、好ましくは、住宅施設の、工業施設の、および／または商業施設の空気を調整するためのプロセスである。

本発明はまた、
− 第１の冷媒流体が循環する、蒸気圧縮回路である主回路であって、第１の冷媒流体と環境との間における熱交換のための熱交換器を含む主回路と、
− ハイドロフルオロオレフィンおよび／またはハイドロクロロフルオロオレフィンを含む不燃性の第２の冷媒流体が循環する、圧縮機を含まない二次回路であって、第２の冷媒流体と、調整されることになる空気との間における熱交換のための熱交換器を含む二次回路とを含む空調設備に関し、
主回路および二次回路は、少なくとも１つの熱交換器を介してともに結合されている。

特定の実施形態においては、第１の冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、および／またはそれらの混合物を含み、好ましくは、第１の冷媒流体は、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ジフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、フルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、またはそれらの混合物を含む。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン、またはそれらの混合物を含む。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、５０°Ｃ未満の、好ましくは４０°Ｃ未満の沸点を有する。

特定の実施形態においては、二次回路は、少なくとも１つのポンプを含む。

特定の実施形態においては、この設備は、空気を冷却および／または加熱するように構成されており、好ましくは、順次または任意選択で同時に空気を冷却および加熱するように構成されている。

特定の実施形態においては、この設備は、固定式空調のために構成されており、好ましくは、住宅施設の、工業施設の、および／または商業施設の空気を調整するように構成されている。

特定の実施形態においては、この設備は、施設の空気を調整するように構成されており、主回路は、施設の外側に配置されており、二次回路は、施設内に少なくとも部分的に配置されている。

特定の実施形態においては、この設備は、第１の冷媒流体および第２の冷媒流体が熱を交換して空気の冷却を提供する熱交換器と、第１の冷媒流体および第２の冷媒流体が熱を交換して空気の加熱を提供する別の熱交換器とを含む。

上述されている本発明のプロセスは、上述されている本発明の設備において実行されることが可能である。相互に、上述されている本発明の設備は、上述されている本発明のプロセスを実行するように構成されることが可能である。

本発明は、従来技術において表明されている必要性を満たすことを可能にする。本発明は、より詳細には、空調のための、特に固定式の暖房および冷房のための方法を提供し、この方法は、効率的かつ安全であり、その一方で同時に、設備の寸法、エネルギーコスト、および方法の実施に関連付けられているコストを制限する。

これは、二次回路において、ハイドロフルオロオレフィンおよび／またはハイドロクロロフルオロオレフィンを含む不燃性の冷媒流体を、任意選択で可燃性であることが可能である別の冷媒流体を含む蒸気圧縮回路と組み合わせて使用することによって達成される。本発明は、回路あたりの最大負荷を制限することなく、任意の敏感なゾーン、たとえば建物における不燃性の冷媒流体の安全な循環を可能にする。

さらに、本発明による不燃性の冷媒液体は、好ましくは二次回路における相変化を、より好ましくは５０°Ｃ未満の温度および１ｂａｒの圧力で受け、これは、大量の熱が移送されることを可能にし、その一方で比較的小さな配管径を、そしてまた低い流量を保持する。したがって、冷媒流体の循環のために消費されるエネルギーは、単相システムのエネルギーよりも低い。

最後に、特定の実施形態においては、本発明による不燃性の冷媒流体は、交換器において一定の温度のままであり、これは、他の冷媒流体との温度差を低減すること、ひいてはシステムの効率を高めることを可能にする。

一実施形態による主回路を概略的に示す図である。 一実施形態による、主回路に結合されている二次回路を概略的に示す図である。

次いで本発明について、以降の記述において、より詳細に非限定的な様式で記述する。

本発明は、空調設備を使用して実行される空調プロセスに関する。図１および図２を参照すると、この設備は、第１の冷媒流体が循環する蒸気圧縮回路である主回路１と、不燃性の第２の冷媒流体が循環する二次回路２とを含み、主回路１および二次回路２は、少なくとも１つの熱交換器４ａ、４ｂを用いてともに結合されている。

「冷媒流体」という用語は、対象としている用途に従って、蒸気圧縮回路において、低温および低圧で蒸発することによって熱を吸収すること、ならびに高温および高圧で凝縮することによって熱を放出することが可能である流体を意味する。一般には、冷媒流体は、単一の伝熱化合物から実質的に構成され得、またはいくつかの伝熱化合物の混合物であり得る。

本発明によるプロセスは、固定式空調プロセスであることが可能である。たとえば、本発明によるプロセスは、住宅施設、工業施設、または商業施設の空気を調整するために実行されることが可能である。

「空調」という用語は、本明細書においては、空気の処理、特にその温度（および適切な場合には、その湿度測定）を制御するための処理を意味する。空調は、特に、空気の冷却（本明細書においては冷房と呼ばれる）と、空気の加熱とを含むことが可能である。

したがって、本発明によるプロセスは、冷房プロセスであることが可能である。

あるいは、本発明によるプロセスは、暖房プロセスであることが可能である。

あるいは、本発明によるプロセスは、１つまたは複数の冷房段階が１つまたは複数の暖房段階と交互になるプロセスであることが可能である。

あるいは、そして有利には、本発明によるプロセスは、たとえば別個の施設、または別個の施設の部分において、暖房および冷房を同時に提供するプロセスであることが可能である。

したがって、このプロセスは、別々の部屋および／または別々の施設が別々の空調ニーズを有する場合に、特に有用である。

主回路
主回路１または蒸気圧縮回路は、冷凍ループを含み、この冷凍ループは、好ましくは可逆的であり、第１の冷媒流体が循環する。

主回路１は、従来の蒸気圧縮サイクルに従って機能する。このサイクルは、比較的低圧での液相（または液体／蒸気二相）から気相への冷媒流体の状態の変化と、次いで比較的高圧までの気相における冷媒流体の圧縮と、比較的高圧での気相から液相への冷媒流体の状態の変化（凝縮）と、サイクルを再開するための圧力の低減とを含む。

したがって主回路１は、第１の熱交換器３、少なくとも１つの第２の熱交換器４ａ、４ｂ、圧縮機５、膨張弁（図においては示されていない）、そしてまた、可逆的な冷凍ループの機能を反転させるための手段を含むことが可能である。主回路１は、さまざまな交換器、膨張弁、その他の弁などの間に、第１の冷媒流体が循環するパイプ、管、ホース、タンクなどを含むことも可能である。

第１の熱交換器３は、第１の冷媒流体と、環境、すなわち一般には外気との間における熱交換を可能にする。この熱交換は、直接的または（伝熱流体を介して）間接的であることが可能である。これは、好ましくは直接的である。したがって、外気および第１の冷媒流体の両方が、好ましくは第１の熱交換器３を通過する。可逆的な冷凍ループの機能を反転させるための手段のおかげで、第１の熱交換器３は、冷房モードにおいて凝縮器としての役割を果たすこと、または暖房モードにおいて蒸発器としての役割を果たすことが可能である。

少なくとも１つの第２の熱交換器４ａ、４ｂは、第１の冷媒流体と、二次回路２において循環する第２の冷媒流体との間における熱交換を可能にする。したがって、第１の冷媒流体および第２の冷媒流体の両方が、第２の熱交換器４ａ、４ｂを通過する。したがって、これはまた、二次回路２の一部を形成しているとみなされる。第２の熱交換器４ａ、４ｂは、第１の冷媒流体のための凝縮器または蒸発器としての役割を果たすことが可能である。

好ましくは、主回路１は、空気を冷却するための少なくとも１つの第２の熱交換器４ａと、空気を加熱するための少なくとも１つの第２の熱交換器４ｂとを含み、これらは、上述のとおりである。これによって、設備は、適切な場合に同時に冷房機能および暖房機能を提供することが可能である。冷房のための第２の熱交換器４ａは、第１の冷媒流体に関して蒸発器としての役割を果たし、暖房のための第２の熱交換器４ｂは、第１の冷媒流体に関して凝縮器としての役割を果たす。このケースにおいては、二次回路２は、好ましくは、２つの別々のサブ回路を含み、一方は、冷房のための第２の熱交換器４ａを含み、他方は、暖房のための第２の熱交換器４ｂを含む。

本発明においては、任意のタイプの熱交換器、特に並流熱交換器、または好ましくは向流熱交換器を使用することが可能である。

「向流熱交換器」という用語は、第１の流体と第２の流体との間において熱が交換され、交換器の入口の第１の流体が、交換器の出口の第２の流体との間で熱を交換し、交換器の出口の第１の流体が、交換器の入口の第２の流体との間で熱を交換する熱交換器を意味する。

たとえば、向流熱交換器は、第１の流体の流れと、第２の流体の流れとが、反対方向または実質的に反対方向にあるデバイスを含む。向流傾向を伴う横流モードで動作する交換器も、向流熱交換器に含まれる。

特定の実施形態においては、主回路１の可逆的な冷凍ループの機能を反転させるための手段は、冷房モードにおけるある位置と、暖房モードにおけるある位置との間において冷凍ループの機能を反転させるための手段である。

上述の反転手段は、可逆的な冷凍ループにおける第１の冷媒流体の進路を修正するための手段、または前記ループにおける第１の冷媒流体の循環の方向を反転させるための手段であることが可能である。

上述の反転手段は、四方弁、切り替え弁、遮断（オン／オフ）弁、膨張弁、またはそれらの組合せであることが可能である。

圧縮機５は、密閉型、半密閉型、または開放型であることが可能である。密閉型圧縮機は、モータ部分および圧縮部分を含み、これらは、分解不可能な密閉型の筺体内に含まれている。半密閉型圧縮機は、モータ部分および圧縮部分を含み、これらは、ともに直接組み立てられている。モータ部分と圧縮部分との間における結合は、分解することによってそれらの２つの部分を取り外すことによってアクセス可能である。開放型圧縮機は、別々であるモータ部分および圧縮部分を含む。それらは、ベルト駆動によって、または直接結合によって動作することが可能である。

使用される圧縮機は、特に動的圧縮機、または容積式圧縮機であることが可能である。

動的圧縮機は、軸流圧縮機および遠心圧縮機を含み、これらは、１つまたは複数の段を有することが可能である。遠心小型圧縮機が採用されることも可能である。

容積式圧縮機は、回転圧縮機および往復圧縮機を含む。

往復圧縮機は、ダイアフラム圧縮機およびピストン圧縮機を含む。

回転圧縮機は、スクリュー圧縮機、ローブ圧縮機、スクロール（またはスパイラル）圧縮機、液封圧縮機、およびベーン圧縮機を含む。スクリュー圧縮機は、好ましくは二軸スクリューまたは一軸スクリューであることが可能である。

圧縮機は、蒸気または液体を注入するためのデバイスを含むことが可能である。注入は、液体または蒸気の状態の冷媒を、圧縮の開始と終了との間における中間レベルで圧縮機内に導入することにある。

圧縮機は、電気モータによって、またはガスタービンによって、またはギアによって駆動されることが可能である。

空調設備が、１つまたは複数の建物の空気を調整することを意図されている場合には、主回路１は、完全に建物の外側に配置されることが可能である。あるいは、主回路１は、建物の内側において、換気手段を含む（空気が調整される場所とは異なる）部屋などの場所に配置されることが可能である。あるいはまた、主回路１の（圧縮機５および第１の熱交換器３を含む）第１の部分が、建物の外側に配置されることが可能であり、その一方で（第２の熱交換器４ａ、４ｂを含む）第２の部分が、換気手段を含む（空気が調整される場所とは異なる）部屋などの場所に配置されることが可能である。

主回路１において循環する第１の冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、およびそれらの組合せから選択される１つまたは複数の伝熱化合物を含むことが可能である。ハイドロフルオロオレフィンのうちで、シスおよび／またはトランス型の、好ましくはトランス型の１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、ならびに２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）について特に言及することが可能である。ハイドロフルオロカーボンのうちで、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、フルオロエタン（ＨＦＣ−１６１）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２２７ｅａ）、１，１，１−トリフルオロプロパン（ＨＦＣ−２６３ｆｂ）、トリフルオロヨードメタン、および１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＣＦＯ−１１２３）について特に言及することが可能である。

第１の冷媒流体は、１つまたは複数の伝熱化合物を主成分とするか、またはそれらから構成さえされる。

特定の実施形態においては、第１の冷媒流体は、ＨＦＣ−３２、Ｒ−４５９Ａ（６８％のＨＦＣ−３２、２６％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ、６％のＨＦＯ−１２３４ｚｅＥ）、Ｒ−４５４Ｂ（６８．９％のＨＦＣ−３２、３１．１％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、Ｒ−４５４Ａ（３５％のＨＦＣ−３２、６５％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、Ｒ−４５２Ｂ（６７％のＨＦＣ−３２、７％のＨＦＣ−１２５、２６％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ）Ｒ−４６３Ａ（６％のＣＯ_２またはＲ−７４４、３６％のＨＦＣ−３２、３０％のＨＦＣ−１２５、１４％のＨＦＣ−１３４ａ、１４％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、Ｒ−５１３Ａ（５６％のＨＦＯ−１２３４ｙｆ、４４％のＨＦＣ−１３４ａ）、Ｒ−４４６Ａ（６８％のＨＦＣ−３２、２９％のＨＦＯ−１２３４ｚｅＥ、３％のｎ−ブタンまたはＲ−６００）Ｒ−４４７Ａ（６８％のＨＦＣ−３２、８％のＨＦＣ−１２５、２４％のＨＦＯ−１２３４ｚｅＥ）、Ｒ−４４７Ｂ（６８％のＨＦＣ−３２、３．５％のＨＦＣ−１２５、２８．５％のＨＦＯ−１２３４ｚｅＥ）、ＡＭＯＬＥＡ ４６０Ｘ（６８％のＨＦＣ−３２、３２％のＨＦＯ−１１２３）、ＡＭＯＬＥＡ ４００Ｘ（６０％のＨＦＣ−３２、４０％のＨＦＯ−１１２３）、ＡＭＯＬＥＡ ３７０Ｘ（５５％のＨＦＣ−３２、４５％のＨＦＯ−１１２３）、ＡＭＯＬＥＡ ３００Ｘ（４０％のＨＦＣ−３２、６０％のＨＦＯ−１１２３）、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、またはＨＦＯ−１２３４ｚｅ、そしてまたそれらの組合せから構成されるか、またはそれらを主成分とする。

特定の実施形態においては、第１の冷媒流体は、主回路１において、潤滑剤および／または添加剤と関連付けられて、第１の伝熱組成物を形成する。

第１の冷媒流体と組み合わせて存在していることが可能である添加剤は、特に、ナノ粒子、安定剤、界面活性剤、トレーサ剤、蛍光剤、匂い物質、および可溶化剤から選択されることが可能である。

添加剤の総量は、好ましくは第１の冷媒流体の５重量％を、詳細には４％を、より詳細には３％を、そして最も詳細には２重量％を、または１重量％すら超えない。

特定の実施形態においては、第１の冷媒流体は、不純物を含む。それらが存在している場合には、それらは、第１の冷媒流体に対して１％未満、好ましくは０．５％未満、好ましくは０．１％未満、好ましくは０．０５％未満、そして好ましくは０．０１％未満（重量で）に相当することが可能である。

１つまたは複数の潤滑剤が、第１の冷媒流体と組み合わせて存在していることが可能である。これらの潤滑剤は、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、またはポリビニルエーテル（ＰＶＥ）から選択されることが可能である。

潤滑剤は、第１の冷媒流体に対して０から６０％、好ましくは１％から４０％、より好ましくは２％から３０％（重量で）に相当することが可能である。

好ましくは、主回路１における第１の冷媒流体は、１つまたは複数の可燃性の伝熱化合物を含むか、またはこの第１の冷媒流体そのものが可燃性である。

流体の「可燃性」の性質は、１００°Ｃではなく６０°Ｃのテスト温度を伴って、規格ＡＳＨＲＡＥ ３４−２００７の条件のもとで評価される。

二次回路
第２の冷媒流体が循環する二次回路２は、圧縮機を含まない。

二次回路２は、本明細書において追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃと呼ばれる１つまたは複数の熱交換器を含むことが可能であり、これらは、第２の冷媒流体と、調整される空気との間における熱交換を可能にする。この熱交換は、直接的または（伝熱流体を介して）間接的であることが可能である。これは、好ましくは直接的である。

したがって、第２の冷媒流体および調整される空気の両方が、好ましくは、追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃを通過する。追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃは、空気が加熱されるか、またはそれぞれ冷却されるかに応じて、第２の冷媒流体のための凝縮器としてのまたは蒸発器としての役割を果たすことが可能である。たとえば、本発明によるプロセスが、建物の別々の部屋の空気を調整するために使用される場合には、追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃの数は、好ましくは、空気が調整される部屋の数に少なくとも等しい。

それらの熱交換器は、好ましくは、主回路１に関連して上述されているのと同様である。

二次回路２は、第２の熱交換器４ａ、４ｂを二次回路２の追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃと接続するパイプ、管などを備えている。

二次回路２は、好ましくは、主回路１の少なくとも１つの第２の熱交換器４ａと、二次回路２の追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃとの間に、二次回路２における第２の冷媒流体の循環を強制するための少なくとも１つのポンプ７ａを含む。

本発明による設備が、冷房のための少なくとも１つの第２の熱交換器４ａと、暖房のための少なくとも１つの第２の熱交換器４ｂとを含む場合には、二次回路２は、冷房のための第２の熱交換器４ａに関連付けられているポンプ７ａ（好ましくは、第２の冷媒流体を第２の熱交換器４ａから追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃへ圧送するように構成されている）と、暖房のための第２の熱交換器４ｂに関連付けられている別のポンプ７ｂ（好ましくは、第２の冷媒流体を追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃから第２の熱交換器４ｂへ圧送するように構成されている）とを含むことが可能である。

空調設備が、１つまたは複数の建物の空気を調整することを意図されている場合には、二次回路２は、全体的にまたは部分的に、好ましくは部分的に、建物Ｃの内側に配置されることが可能である。上述されているように、第２の交換器４ａ、４ｂは、図２において示されているように、建物Ｃの外側に配置されることが可能である。あるいは、第２の交換器４ａ、４ｂは、換気手段を含む（空気が調整される場所とは異なる）部屋などの場所に配置されることが可能である。

二次回路２において循環する第２の冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、およびそれらの組合せから選択される１つまたは複数の伝熱化合物を含むことが可能である。ハイドロフルオロオレフィンのうちで、シスまたはトランス型の１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ）について特に言及することが可能である。ハイドロクロロフルオロオレフィンのうちで、シスまたはトランス型の１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ）、およびシスまたはトランス型の１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２２４ｙｄ）について特に言及することが可能である。好ましくは、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄおよびＨＣＦＯ−１２２４ｙｄは、トランス型である。

したがって第２の冷媒流体は、シス型のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚから構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。第２の冷媒流体は、トランス型のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚから構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。第２の冷媒流体は、シスおよびトランス型のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚの混合物から構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。

第２の冷媒流体は、シス型のＨＣＦＯ−１２３３ｚｄから構成されること（またはそれを主成分とすること）も可能である。第２の冷媒流体は、トランス型のＨＣＦＯ−１２３３ｚｄから構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。第２の冷媒流体は、シスおよびトランス型のＨＣＦＯ−１２３３ｚｄの混合物から構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。

第２の冷媒流体は、シス型のＨＣＦＯ−１２２４ｙｄから構成されること（またはそれを主成分とすること）も可能である。第２の冷媒流体は、トランス型のＨＣＦＯ−１２２４ｙｄから構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。第２の冷媒流体は、シスおよびトランス型のＨＣＦＯ−１２２４ｙｄの混合物から構成されること（またはそれを主成分とすること）が可能である。

その他の実施形態においては、第２の冷媒流体は混合物であり、これは、次の化合物のうちの１つまたは複数を含むことが可能である： ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄＥ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＺ、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＥ、ＨＣＦＯ−１２２４ｙｄ。

第２の冷媒流体は、１つまたは複数の伝熱化合物を主成分とするか、またはそれらから構成さえされる。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、二次回路２において、潤滑剤および／または添加剤と関連付けられて、第２の伝熱組成物を形成する。

第２の冷媒流体と組み合わせて存在していることが可能である添加剤は、特に、ナノ粒子、安定剤、界面活性剤、トレーサ剤、蛍光剤、匂い物質、および可溶化剤から選択されることが可能である。

添加剤の総量は、好ましくは第２の冷媒流体の５重量％を、詳細には４％を、より詳細には３％を、そして最も詳細には２重量％を、または１重量％すら超えない。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、不純物を含む。それらが存在している場合には、それらは、第２の冷媒流体に対して１％未満、好ましくは０．５％未満、好ましくは０．１％未満、好ましくは０．０５％未満、そして好ましくは０．０１％未満（重量で）に相当することが可能である。

好ましくは、二次回路２において循環する第２の冷媒流体は、いずれの可燃性の伝熱化合物も含まないか、または少なくともそれ自体が不燃性である。

流体の「不燃性」の性質は、１００°Ｃではなく６０°Ｃのテスト温度を伴って、規格ＡＳＨＲＡＥ ３４−２００７の条件のもとで評価される。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、１１００以下、または１０００以下、または９００以下、または８００以下、または７００以下、または６００以下、または５００以下、または４００以下、または３００以下、または２００以下、または１５０以下、または１００以下、または５０以下のＧＷＰを有する。

特定の実施形態においては、第２の冷媒流体は、５０°Ｃ未満の、好ましくは４０°Ｃ未満の沸点を有することが可能である。したがって、第２の冷媒流体の沸点は、特に０から５°Ｃ、または５から１０°Ｃ、または１０から１５°Ｃ、または１５から２０°Ｃ、または２０から２５°Ｃ、または２５から３０°Ｃ、または３０から３５°Ｃ、または３５から４０°Ｃ、または４０から４５°Ｃ、または４５から５０°Ｃであることが可能である。

本発明による設備は、追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃの供給を個々に制御するための１つまたは複数の分岐ボックス８ａ、８ｂを含むことも可能である。しかしながら、特定の追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃは、図示されているように、結合されること、ひいてはともに供給されることが可能である。

より正確には、このまたはこれらの分岐ボックス８ａ、８ｂは、空気が調整される建物Ｃの内側または外側に配置されることが可能であり、それらは、二次回路２の供給を制御すること、すなわち、さまざまな追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃに第２の冷媒流体を供給することが可能な一連の弁を含むことが可能である。

空調プロセス
主回路１の蒸気圧縮システムは、好ましくは、従来の蒸気圧縮サイクルに従って機能する。このサイクルは、比較的低圧での液相（または液体／蒸気二相）から気相への第１の冷媒流体の状態の変化と、次いで比較的高圧までの気相におけるその流体の圧縮と、比較的高圧での気相から液相への伝熱流体の状態の変化（凝縮）と、サイクルを再開するための圧力の低減とを含む。

二次回路２において、第２の冷媒流体はまた、好ましくは、それぞれの熱交換器における状態を、気相（または二重状態）から液相（または二重状態）へ、および液相（または二重状態）から気相（または二重状態）へ変化させる。しかしながら第２の冷媒流体には、いかなる圧縮も、またはいかなる膨張も生じない。第２の冷媒流体は、単に圧送されて、回路の圧力損失を克服し、その循環を可能にする。

依然として図１および図２を参照すると、冷房モードにおいては、気体形態で圧縮機５を出る第１の冷媒流体は、第１の熱交換器３へ導かれ、第１の熱交換器３は、このケースにおいては凝縮器としての役割を果たして、第１の冷媒流体から環境（典型的には外気）への熱伝達を可能にする。これは、第１の冷媒流体の凝縮をもたらす。その後、第１の冷媒流体は、膨張弁（図においては示されていない）を通過し、第１の冷媒流体のための蒸発器としての（および第２の冷媒流体のための凝縮器としての）役割を果たす第２の熱交換器４ａへ導かれる。したがって熱は、第２の冷媒流体から第１の冷媒流体へ伝達される。次いで第１の冷媒流体は、冷凍サイクルを再開するために圧縮機５へ導かれる。第２の冷媒流体は、その一部に関しては、二次回路２のポンプ７ａを用いて、１つまたは複数の追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃへ導かれる。追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃは、ここでは、調整されることになる空気から第２の冷媒流体へ熱を伝達するための蒸発器としての役割を果たす。これは、第２の冷媒流体の蒸発と、調整されることになる空気の冷却とをもたらす。次いで第２の冷媒流体は、サイクルを再開するために第２の熱交換器４ａへ導かれる。

暖房モードにおいては、液相または二相にある第１の冷媒流体は、第１の熱交換器３へ導かれ、第１の熱交換器３は、このケースにおいては蒸発器としての役割を果たし、環境（典型的には外気）から第１の冷媒流体へ熱を伝達する。これは、第１の冷媒流体の蒸発をもたらす。その後、第１の冷媒流体は、圧縮機５を通過し、第１の冷媒流体のための凝縮器としての（および第２の冷媒流体のための蒸発器としての）役割を果たす第２の熱交換器４ｂへ導かれる。したがって熱は、第１の冷媒流体から第２の冷媒流体へ伝達される。次いで第１の冷媒流体は、膨張弁を通過し、サイクルを再開するために第１の熱交換器３へ導かれる。第２の冷媒流体は、その一部に関しては、１つまたは複数の追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃへ導かれる。追加の熱交換器６ａ、６ｂ、６ｃは、ここでは、第２の冷媒流体から、調整されることになる空気へ熱を伝達するための凝縮器としての役割を果たす。これは、第２の冷媒流体の凝縮と、調整されることになる空気の加熱とをもたらす。次いで第２の冷媒流体は、ポンプ７ｂを用いて、サイクルを再開するために第２の熱交換器４ｂへ導かれる。

特に、暖房および冷房が同時に行われる場合には、たとえば、第２の冷媒流体の単純な循環による二次回路２のある部分から二次回路２の別の部分への熱の直接の伝達を用いたエネルギー回収を想定することが可能である。

例
以降の例は、本発明を限定することなく、本発明を例示している。この例は、１ｋＷの電力を用いて建物を１０°Ｃまで冷却するために本発明による設備が使用される場合の第２の冷媒流体の必要な流量を比較することを対象としている。調整される空気の温度は、１５°Ｃである。

水、ＨＦＯ−１２３３ｚｄＥ、およびＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＥが、本発明による設備の熱交換器において循環する冷媒流体として使用され、従来の設備におけるＲ４１０Ａと比較される。結果が、下記の２つの表において提示されており、そこには、蒸発器の入口および出口における温度が示されており、システムによって供給される単位質量あたりのエネルギーも示されている。

第１の表のこれらの結果が示しているのは、ＨＦＯ−１２３３ｚｄＥおよびＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＥなどの本発明による冷媒流体を使用すれば、水が伝熱流体として使用される場合に適用されるべき流量よりも低い流量を適用することが可能になるということである。この結果、振動および騒音の問題が低減される。この流量は、参考製品（Ｒ４１０Ａ）を用いて得られた流量と同等である。

第２の表のこれらの結果が示しているのは、ＨＦＯ−１２３３ｚｄＥおよびＨＦＯ−１３３６ｍｚｚＥなどの本発明による冷媒流体を使用すれば、水を冷媒流体として使用する場合に使用されるパイプの直径よりも小さい直径のパイプを使用して同じパワーを供給することが可能になるということである。これらの直径は、参考製品Ｒ４１０Ａで使用されている直径と同じである。さらに、本発明による冷媒流体は、Ｒ−４１０Ａの圧力を下回る圧力を有し、これによって、漏れのリスクを低減することが可能になる。

Claims (15)

1. 第１の冷媒流体が循環する、蒸気圧縮回路である主回路（１）と、ハイドロフルオロオレフィンおよび／またはハイドロクロロフルオロオレフィンを含む不燃性の第２の冷媒流体が循環する、圧縮機を含まない二次回路（２）とを用いた、空調のためのプロセスであって、前記主回路（１）および前記二次回路（２）が、ともに結合されており、前記プロセスが、環境と前記第１の冷媒流体との間における熱交換、前記第１の冷媒流体と前記第２の冷媒流体との間における熱交換、および前記第２の冷媒流体と、調整されることになる空気との間における熱交換を含む、プロセス。
2. 前記第１の冷媒流体が、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、および／またはそれらの混合物を含み、好ましくは、前記第１の冷媒流体が、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、フルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、トリフルオロヨードメタン、トリフルオロエチレン、またはそれらの混合物を含む、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記第２の冷媒流体が、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン、またはそれらの混合物を含むか、またはそれらから構成される、請求項１または２に記載のプロセス。
4. 前記第２の冷媒流体が、５０°Ｃ未満の、好ましくは４０°Ｃ未満の沸点を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のプロセス。
5. 空気を冷却するための、および／または加熱するためのプロセスである、請求項１から４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. 固定式空調プロセス、好ましくは、住宅施設の、工業施設の、および／または商業施設の空気を調整するためのプロセスである、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
7. 第１の冷媒流体が循環する、蒸気圧縮回路である主回路（１）であって、前記第１の冷媒流体と環境との間における熱交換のための熱交換器（３）を含む主回路（１）と、
   ハイドロフルオロオレフィンおよび／またはハイドロクロロフルオロオレフィンを含む不燃性の第２の冷媒流体が循環する、圧縮機を含まない二次回路（２）であって、前記第２の冷媒流体と、調整されることになる空気との間における熱交換のための熱交換器（６ａ、６ｂ、６ｃ）を含む二次回路（２）と
   を含む空調設備であって、
   前記主回路（１）および前記二次回路（２）が、少なくとも１つの熱交換器（４ａ、４ｂ）を介してともに結合されている、空調設備。
8. 前記第１の冷媒流体が、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、および／またはそれらの混合物を含み、好ましくは、前記第１の冷媒流体が、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、ジフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、フルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、またはそれらの混合物を含む、請求項７に記載の設備。
9. 前記第２の冷媒流体が、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、シスおよび／もしくはトランス型の１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン、またはそれらの混合物を含む、請求項７または８に記載の設備。
10. 前記第２の冷媒流体が、５０°Ｃ未満の、好ましくは４０°Ｃ未満の沸点を有する、請求項７から９のいずれか一項に記載の設備。
11. 前記二次回路（２）が、少なくとも１つのポンプ（７ａ）を含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の設備。
12. 空気を冷却および／または加熱するように構成されており、好ましくは、順次または任意選択で同時に空気を冷却および加熱するように構成されている、請求項７から１１のいずれか一項に記載の設備。
13. 固定式空調のために構成されており、好ましくは、住宅施設の、工業施設の、および／または商業施設の空気を調整するように構成されている、請求項７から１２のいずれか一項に記載の設備。
14. 施設の空気を調整するように構成されており、前記主回路（１）が、前記施設の外側に配置されており、前記二次回路（２）が、前記施設内に少なくとも部分的に配置されている、請求項７から１３のいずれか一項に記載の設備。
15. 前記第１の冷媒流体および前記第２の冷媒流体が熱を交換して空気の冷却を提供する熱交換器（４ａ）と、前記第１の冷媒流体および前記第２の冷媒流体が熱を交換して空気の加熱を提供する別の熱交換器（４ｂ）とを含む、請求項７から１４のいずれか一項に記載の設備。

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