JP6767248B2 - E−1,3,3,3−テトラフルオロプロペンと少なくとも1つのテトラフルオロエタンとの組み合わせおよび加熱のためのそれらの使用 - Google Patents
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Description
)E−CF3CH=CHFと(b)式C2H2F4の少なくとも1つのテトラフルオロエタンとを含む作動流体を含有する。
してもよい。
点蒸気圧および露点蒸気圧が実質的に異なることである。本明細書では、露点圧力および沸点圧力の差が(沸点圧力を基準として)5パーセント以上である場合、組成物は非共沸性である。
本方法での使用のために開示されるような組成物は、(a)E−CF3CH=CHF(
E−HFO−1234zeまたはトランス−HFO−1234ze)と(b)式CF2XCHFY(式中、XおよびYはそれぞれ、HおよびFからなる群から選択される;ただしXがHであるとき、YはFであり、XがFであるとき、YはHである)の少なくとも1つの化合物とを含む作動流体を含む。これらの組成物は、成分(b)として式C2H2F4の2つのテトラフルオロエタン異性体(すなわち、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134、CHF2CHF2)および/または1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a、CF3CH2F))の1つまたは両方を含む。
との総量の重量比が約0.01〜0.69であるときに不燃性であると考えられる。E−CF3CH=CHFとCHF2CHF2とを含む組成物は、E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHFとCHF2CHF2との総量の重量比が約0.01〜0.699(例えば、約0.05〜約0.699)であるときに不燃性であると考えられる。
HFとCF3CH2Fとの総量の重量比が約0.01〜0.80(例えば、約0.05〜約0.80)であるときに不燃性である考えられるE−CF3CH=CHFとCF3CH2F2とを含む組成物がまた注目すべきである。
およびFからなる群から選択される)の少なくとも1つの化合物とを含む作動流体との使用のためのPOE、PAG、PVEおよびPCからなる群から選択される潤滑油が特に注目すべきである。本明細書に開示されるような作動流体との使用のためのPOEまたはPAGから選択される潤滑油が特に注目すべきである。
−第三ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナモイルヒドラジン(CAS登録番号32687−78−8)、2,2’−オキサミドビス−エチル−(3,5−ジ−第三ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート(CAS登録番号70331−94−1)、N,N’−(ジサリシリデン)−1,2−ジアミノプロパン(CAS登録番号94−91−7)ならびにエチレンジアミン四酢酸(CAS登録番号60−00−4)およびその塩、ならびにそれの混合物が含まれる。
クシネート;メチルビスタローアミン;ビスタローアミン;フェノール−アルファ−ナフチルアミン;ビス(ジメチルアミノ)メチルシラン(DMAMS);トリス(トリメチルシリル)シラン(TTMSS);ビニルトリエトキシシラン;ビニルトリメトキシシラン;2,5−ジフルオロベンゾフェノン;2’,5’−ジヒドロキシアセトフェノン;2−アミノベンゾフェノン;2−クロロベンゾフェノン;ベンジルフェニルスルフィド;ジフェニルスルフィド;ジベンジルスルフィド;イオン液体などが含まれるが、それらに限定されない。
BF4(1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート);bmim
BF4(1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート);emim
PF6(1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート);およびbmim PF6(1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート)が含まれる。
本発明の一実施形態では、(a)E−CF3CH=CHFと(b)式C2H2F4の少なくとも1つの化合物とを含み;E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHFとC2H2F4との総量の重量比が約0.01〜0.99(例えば、約0.05〜約0.82)である作動流体を含有するヒートポンプ装置が提供される。
温度を生み出す。
ば、家庭用水もしくは給水またはプロセス流れ)に加熱を提供する第2伝熱媒体を加熱する機能を同時に果たす。
一実施形態では(a)E−CF3CH=CHFと(b)式C2H2F4の少なくとも1つの化合物とを含み;E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHFとC2H2F4との総量の重量比が約0.01〜0.99(例えば、約0.05〜約0.82)である蒸気作動流体を凝縮器で凝縮させ、それによって液体作動流体を生成する工程を含む加熱を行う方法が提供される。
HF2CHF2との総量の重量比が約0.6〜0.7である組成物がまた注目すべきである。成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHFとCHF2CHF2との総量の重量比が約0.7〜0.8である組成物がまた注目すべきである。成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHFとCHF2CHF2との総量の重量比が約0.8〜0.9である組成物がまた注目すべきである。
約1:4)であり、かつ、E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHF、CHF2CHF2およびCF3CH2Fの総量の重量比が約0.6〜0.7である組成物がまた注目すべきである。成分(b)がCHF2CHF2とCF3CH2Fとの混合物であり、CHF2CHF2対CF3CH2Fの重量比が少なくとも約1:4(例えば、約9:1〜約1:4)であり、かつ、E−CF3CH=CHF対E−CF3CH=CHF、CHF2CHF2およびCF3CH2Fの総量の重量比が約0.7〜0.8である組成物がまた注目すべきである。上に記載されたCHF2CHF2およびCF3CH2Fの両方を含む組成物について、CHF2CHF2対CF3CH2Fの重量比が約9:1〜約1:1.25(例えば1.25:1〜約1:1.25)である組成物が特に注目すべきである。
遠心式水加熱ヒートポンプでのトランス−HFO−1234zeとHFC−134とを含有する組成物の性能を測定し、HFC−134aについての性能と比較する。データを表1に示す。データは、次の条件をベースにしている:
エバポレーター温度 26.7℃
凝縮器温度 80.0℃
圧縮機効率 70%
・ 「Climate Change 2007−IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change(気候変動に関する政府間パネル))Fourth Assessment Report on Climate Change(気候変動に関する第四次評価報告書)」、「Working Group 1 Report:「The Physical Science Basis(「作業グループ1報告書:「物理科学基盤」)という表題の節、第2章、pp.212−213、表2.14。
・ Papadimitriouら,Physical Chemistry Chemical Physics,2007,vol.9,pp.1−13。
・ Javadiら,Atmospheric Chemistry and Physics Discussion 8,1069−1088,2008)。
・ 具体的には、100年対象期間GWP値が使用される。2つ以上の成分を含有する組成物についてのGWP値は、個々の成分のGWP値の加重平均として計算される。
から取られていることに留意されたい。
熱性能
遠心式水加熱ヒートポンプでのE−HFO−1234zeとHFC−134とを含有する組成物の性能を測定し、HFC−134aについての性能と比較する。データを表2に示す。データは、次の条件をベースにしている:
エバポレーター温度 26.7℃
凝縮器温度 80.0℃
圧縮機効率 70%
図1および2に記載される装置は、家庭用の熱水およびエアコン用の冷水を同時に提供するために使用することができる。加熱および冷却を同時に提供する遠心式機械でのトランス−HFO−1234zeとHFC−134とを含有する組成物の性能を測定し、HFC−134aについての性能と比較する。データを表3に示す。データは、次の条件をベースにしている:
エバポレーター温度 4.4℃
凝縮器温度 80℃
圧縮機効率 70%
図1および2に記載される装置は、家庭用の熱水およびエアコン用の冷水を同時に提供するために使用することができる。加熱および冷却を同時に提供する遠心式機械でのトランス−HFO−1234zeとHFC−134とを含有する組成物の性能を測定し、HFC−134aについての性能と比較する。データを表4に示す。データは、次の条件をベースにしている:
エバポレーター温度 4.4℃
凝縮器温度 80℃
圧縮機効率 70%
70重量パーセントのE−CF3CH=CHF(E−HFO−1234ze)と30重量パーセントのCHF2CHF2(HFC−134)とを含有する組成物は、ASTM E681−2001試験手順に従って60℃の温度で試験され、可燃性であることが分かった。69.75重量パーセントのE−CF3CH=CHF(E−HFC−1234ze)と30.25重量パーセントのCHF2CHF2(HFC−134)とを含有する組成物は、同じ条件下に試験され、不燃性であることが分かった。
82.5重量パーセントのE−CF3CH=CHF(E−HFO−1234ze)と17.5重量パーセントのCF3CH2F(HFC−134a)とを含有する組成物は、ASTM E681−2001試験手順に従って60℃の温度で試験され、可燃性であることが分かった。81.3重量パーセントのE−CF3CH=CHF)と18.7重量パーセントのCF3CH2Fとを含有する組成物は、同じ条件下に試験され、UFLおよびLFLについて単一値で可燃性であることが分かった。80重量パーセントのE−CF3C
H=CHF)と20重量パーセントのCF3CH2Fとを含有する組成物は、同じ条件下に試験され、不燃性であることが分かった。81.25重量パーセントのE−CF3CH=CHF)と18.75重量パーセントのCF3CH2Fとを含有する組成物は、同じ条件下に試験され、不燃性であることが分かった。
遠心式水加熱ヒートポンプでのE−HFO−1234zeとHFC−134とを含有する組成物の性能を測定し、ニートHFC−134aについての性能と比較する。データを表5に示す。データは、次の条件をベースにしている:
エバポレーター温度 26.7℃
凝縮器温度 80.0℃
圧縮機効率 70%
1.作動流体中のE−CF3CH=CHF及びC2H2F4の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.99であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、及び(b)式C2H2F4の少なくとも1つのテトラフルオロエタン、を含む蒸気作動流体を凝縮器で凝縮させ、それによって液体作動流体を生成する工程を含む加熱を生じさせる方法。
2.加熱が、前記凝縮器を含む高温ヒートポンプで生じ、伝熱媒体を凝縮器を通過させ、それによって作動流体の該凝縮が該伝熱媒体を加熱する工程、及び加熱伝熱媒体を凝縮器から加熱しようとする物体に通す工程、をさらに含む、上記1に記載の方法。
3.伝熱媒体が水であり、加熱しようとする物体が水である、上記2に記載の方法。
4.伝熱媒体が水であり、加熱しようとする物体が空間加熱のための空気である、上記2に記載の方法。
5.伝熱媒体が工業用伝熱液体であり、加熱しようとする物体が化学プロセス流である、上記2に記載の方法。
6.作動流体蒸気を遠心圧縮機で圧縮する工程をさらに含む、上記2に記載の方法。
7.加熱が、前記凝縮器を含むヒートポンプで生じ、加熱しようとする流体を該凝縮器に通過させ、かくして流体を加熱する工程をさらに含む、上記1に記載の方法。
8.流体が空気であり、凝縮器からの加熱された空気が加熱しようとする空間に通される、上記7に記載の方法。
9.流体がプロセス流の一部分であり、加熱された部分がプロセスに戻される、上記7に記載の方法。
10.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が0.70未満である、上記1に記載の方法。
11.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.53である、上記1に記載の方法。
12.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.09〜0.82である、上記1に記載の方法。
13.作動流体を含有するヒートポンプ装置であって、作動流体中のE−CF3CH=CHF及びC2H2F4の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.99であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、及び(b)式C2H2F4の少なくとも1つのテトラフルオロエタンとを含む、上記装置。
14.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.69である、上記13に記載の装置。
15.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.53である、上記13に記載の装置。
16.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.09〜0.82である、上記13に記載の装置。
17.遠心圧縮機を含む上記13に記載のヒートポンプ装置。
18.E−CF3CH=CHF及びC2H2F4の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.99であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、
及び(b)式C2H2F4の少なくとも1つのテトラフルオロエタン、を含む作動流体をヒートポンプに装入する工程を含む、HFC−134aがヒートポンプ作動流体として使用されるときの最高可能凝縮器動作温度と比べて、HFC−134a作動流体での使用に好適なヒートポンプ装置での最高可能凝縮器動作温度を高める方法。
19.ヒートポンプに、E−CF3CH=CHF、及びCHF2CHF2を含む作動流体が装入され、最高可能凝縮器動作温度が、134aをヒートポンプ作動流体として使用するときの最高可能凝縮器動作温度と比べて少なくとも約5℃高められる、上記18に記載の方法。
20.ヒートポンプに、E−CF3CH=CHFとCHF2CHF2とを含む作動流体が装入され、最高可能凝縮器動作温度が、134aをヒートポンプ作動流体として使用するときの最高可能凝縮器動作温度と比べて少なくとも約10℃高められる、上記18に記載の方法。
21.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が0.70未満である、上記18に記載の方法。
22.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.53である、上記18に記載の方法。
23.成分(b)がCHF2CHF2であり、E−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.09〜0.82である、上記18に記載の方法。
24.E−CF3CH=CHF及びC2H2F4の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が約0.05〜0.99であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、及び(b)式C2H2F4の少なくとも1つのテトラフルオロエタン、を含む代替作動流体を備え付ける工程を含む、HFC−134a向けにデザインされたヒートポンプ中のHFC−134a冷媒を置き換える方法。
25.約10質量パーセント〜約40質量パーセントのE−CF3CH=CHF、及び約90質量パーセント〜約60質量パーセントのCHF2CHF2を含む組成物。
26.約20質量パーセント〜約40質量パーセントのE−CF3CH=CHF、及び約80質量パーセント〜約60質量パーセントのCHF2CHF2を含む上記25に記載の組成物。
27.(a)上記25に記載の組成物;及び(b)調合物の総質量に基づいて約1質量パーセント〜約10質量パーセントの、鉱油用の炭化水素相溶化剤とを含む調合物。
Claims (6)
- 作動流体中のE−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が0.20〜0.70未満であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、及び(b)CHF2CHF2からなる蒸気作動流体を凝縮器で凝縮させ、それによって液体作動流体を生成する工程を含む加熱を生じさせる方法であって、ここで加熱が前記凝縮器を含む高温ヒートポンプで生じ、ここで高温ヒートポンプの凝縮器動作温度が55℃超である、上記方法。
- 伝熱媒体を凝縮器に通過させ、それによって作動流体の該凝縮が該伝熱媒体を加熱する工程、及び加熱伝熱媒体を凝縮器から加熱しようとする物体に通す工程、をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 加熱しようとする流体を該凝縮器に通過させ、かくして流体を加熱する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 作動流体中のE−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が0.20〜0.70未満であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、及び(b)CHF2CHF2からなる作動流体を含むヒートポンプ装置であって、ここでヒートポンプが凝縮器動作温度が55℃超の高温ヒートポンプである、上記装置。
- 遠心圧縮機を含む請求項4に記載のヒートポンプ装置。
- 作動流体中のE−CF3CH=CHF及びCHF2CHF2の総量に対するE−CF3CH=CHFの質量比が0.20〜0.70未満であるという条件で;(a)E−CF3CH=CHF、及び(b)CHF2CHF2からなる代替作動流体を備え付ける工程を含む、HFC−134a向けにデザインされたヒートポンプ中のHFC−134a冷媒を置き換える方法であって、ここでヒートポンプが凝縮器動作温度が55℃超の高温ヒートポンプである、上記方法。
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