KR20120102673A - Cascade refrigeration system with fluoroolefin refrigerant - Google Patents

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바바라 하빌랜드 마이너
콘스탄티노스 콘토마리스
토마스 제이. 렉
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 플루오로올레핀을 포함하는 냉매를 순환시키는 캐스케이드 냉동 시스템에 관한 것이다. 캐스케이드 냉동 시스템은 저온 냉동 루프 및 중온 냉동 루프를 포함한다. 플루오로올레핀은 어느 하나의 루프, 또는 둘 모두의 루프를 통해 순환한다. 특정 실시 형태에서, 플루오로올레핀은 중온 루프를 통해 순환한다. 특정 실시 형태에서, 캐스케이드 냉동 시스템이 제1 캐스케이드 열교환기 및 제2 캐스케이드 열교환기, 및 제1 캐스케이드 열교환기와 제2 캐스케이드 열교환기 사이에서 연장되는 2차 열전달 루프를 포함하는 경우, 제1 냉매 및/또는 제2 냉매 중 어느 하나가 플루오로올레핀일 수 있지만, 반드시 플루오로올레핀일 필요는 없다.The present invention relates to a cascade refrigeration system for circulating a refrigerant comprising fluoroolefins. The cascade refrigeration system includes a low temperature freezing loop and a medium temperature freezing loop. The fluoroolefins circulate through either loop, or both loops. In certain embodiments, the fluoroolefins circulate through a mesophilic loop. In certain embodiments, when the cascade refrigeration system comprises a first cascade heat exchanger and a second cascade heat exchanger, and a second heat transfer loop extending between the first cascade heat exchanger and the second cascade heat exchanger, the first refrigerant and / or Or either of the second refrigerants may be a fluoroolefin, but need not necessarily be a fluoroolefin.

Description

플루오로올레핀 냉매를 갖는 캐스케이드 냉동 시스템{CASCADE REFRIGERATION SYSTEM WITH FLUOROOLEFIN REFRIGERANT}Cascade refrigeration system with fluoroolefin refrigerants {CASCADE REFRIGERATION SYSTEM WITH FLUOROOLEFIN REFRIGERANT}

본 발명은 플루오로올레핀을 포함하는 냉매를 순환시키는 캐스케이드 냉동 시스템(cascade refrigeration system)에 관한 것이다. 특히, 그러한 캐스케이드 시스템은 중온 루프(medium temperature loop) 및 저온 루프(low temperature loop)를 포함하며, 플루오로올레핀 냉매가 어느 하나의 루프 또는 둘 모두의 루프에 사용될 수 있다.The present invention relates to a cascade refrigeration system for circulating a refrigerant comprising fluoroolefins. In particular, such cascade systems include a medium temperature loop and a low temperature loop, in which fluoroolefin refrigerants can be used in either or both loops.

캐스케이드 냉동 시스템은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌[ICR07-B2-358, "CO2 -DX Systems for Medium-and Low-Temperature Refrigeration in Supermarket Applications", T. Sienel, O. Finckh, International Congress of Refrigeration, 2007, Beijing]을 참조한다. 그러한 시스템은 전형적으로, 예를 들어 슈퍼마켓의 진열 케이스에 냉각을 제공하기 위해 중온 루프에 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(R134a) 또는 이와 HFC-125 및 HFC-143a(즉, R404A)의 블렌드(blend)와 같은 냉매를, 그리고 저온 루프에 이산화탄소(CO2)와 같은 냉매를 사용한다.Cascade refrigeration systems are known in the art and are described, for example, in ICR07-B2-358, "CO 2 - DX Systems for Medium-and Low-Temperature Refrigeration in Supermarket Applications", T. Sienel, O. Finckh, International Congress of Refrigeration, 2007, Beijing. Such systems typically have 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a) or HFC-125 and HFC-143a (i.e., R404A) in a mesophilic loop, for example to provide cooling in a display case in a supermarket. Refrigerants such as blends), and refrigerants such as carbon dioxide (CO 2 ) in the low temperature loop.

냉동 산업계는 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)의 결과로서 단계적으로 폐지되고 있는 오존-파괴성의 클로로플루오로카본(CFC) 및 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)에 대한 대체 냉매를 찾기 위해 지난 수십년 동안 노력하고 있다. 대부분의 냉매 생산자의 해법은 하이드로플루오로카본(HFC) 냉매의 상업화이다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 새로운 HFC 냉매인 HFC-134a는 오존 파괴 지수가 영(zero)이고 이에 따라 몬트리올 의정서의 결과로서의 현재의 규제상의 단계적 폐지에 의해 영향을 받지 않는다.The refrigeration industry has been working for decades to find alternative refrigerants for ozone-destructive chlorofluorocarbons (CFCs) and hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) that are being phased out as a result of the Montreal Protocol. have. The solution for most refrigerant producers is the commercialization of hydrofluorocarbon (HFC) refrigerants. HFC-134a, the new HFC refrigerant currently in widespread use, has a zero ozone depletion index and is therefore unaffected by the current regulatory phase out as a result of the Montreal Protocol.

추가의 환경 규제가 궁극적으로 소정의 HFC 냉매의 세계적인 단계적 폐지를 야기할 수 있다. 현재, 자동차 산업계는 자동차용 공기 조절 장치에 사용되는 냉매 때문에 지구 온난화 지수(global warming potential)에 관한 규제에 직면하고 있다. 따라서, 자동차용 공기 조절 장치 시장의 경우 감소된 지구 온난화 지수를 갖는 새로운 냉매를 찾는 것에 대한 큰 필요성이 현재 존재한다. 규제들이 미래에, 예를 들어 정지형 공기 조절 장치 및 냉동 시스템에 대해 더 널리 적용되는 경우, 냉동 및 공기 조절 장치 산업계의 모든 영역에서 사용될 수 있는 냉매에 대해 더욱더 큰 필요성이 느껴질 것이다.Additional environmental regulations may ultimately lead to global phase out of certain HFC refrigerants. Currently, the automotive industry is facing regulations on the global warming potential because of the refrigerants used in automotive air conditioners. Thus, for the automotive air conditioner market there is a great need for finding new refrigerants with a reduced global warming index. If regulations are more widely applied in the future, for example for stationary air conditioning and refrigeration systems, there will be a greater need for refrigerants that can be used in all areas of the refrigeration and air conditioning industry.

HFC-134a에 대해 현재 제안된 대체 냉매는 HFC-152a, 순수 하이드로카본, 예를 들어 부탄 또는 프로판, 또는 "자연" 냉매, 예를 들어 CO2를 포함한다. 제안된 이들 대체물의 대다수는 유독성이고/이거나, 가연성이고/이거나, 낮은 에너지 효율을 갖는다. 다른 것 중에서도 HCFC-22, R404A, R407C 및 R410A에 대해 새로운 대체물이 또한 제안되고 있다. 이들 대체물이 발견됨에 따라, 그들의 낮은 또는 영의 오존 파괴 지수 및 더 낮은 지구 온난화 지수를 이용하기 위해 그러한 대안적인 냉매의 새로운 용도를 찾고 있다.Alternative refrigerants currently proposed for HFC-134a include HFC-152a, pure hydrocarbons such as butane or propane, or “natural” refrigerants such as CO 2 . Many of these proposed replacements are toxic, flammable, and / or have low energy efficiency. Among other things, new alternatives have also been proposed for HCFC-22, R404A, R407C and R410A. As these alternatives are found, new alternatives for such alternative refrigerants are being sought to take advantage of their low or zero ozone depletion potential and lower global warming potential.

본 발명의 목적은 현재의 냉매와 비교할 때 더 낮은 지구 온난화 지수 및 낮은 또는 영의 오존 파괴 지수의 요구를 충족시키는 특유의 특징을 갖는 냉매 조성물을 사용하는 캐스케이드 냉동 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a cascade refrigeration system using a refrigerant composition having unique features that meet the needs of a lower global warming index and a lower or zero ozone depletion index compared to current refrigerants.

더 낮은 지구 온난화 지수 이점에 부가하여, 본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 현재 사용되는 캐스케이드 냉동 시스템보다 더 높은 에너지 효율 및 용량을 가질 수 있다.In addition to the lower global warming index advantages, the cascade refrigeration system of the present invention may have higher energy efficiency and capacity than currently used cascade refrigeration systems.

따라서, 본 발명에 따르면, 냉매를 각각 순환시키는 적어도 2개의 냉동 루프를 갖는 캐스케이드 냉동 시스템으로서,Thus, according to the present invention there is provided a cascade refrigeration system having at least two refrigeration loops each circulating a refrigerant,

(a) 제1 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시키기 위한 제1 팽창 장치;(a) a first expansion device for reducing the pressure and temperature of the first refrigerant liquid;

(b) 입구 및 출구를 갖는 증발기 - 여기서, 제1 팽창 장치로부터의 제1 냉매 액체는 증발기 입구를 통해 증발기에 들어가고 증발기 내에서 증발되어 제1 냉매 증기를 형성하여서, 냉각을 생성하고, 출구로 순환함 -;(b) an evaporator having an inlet and an outlet, wherein the first refrigerant liquid from the first expansion device enters the evaporator through the evaporator inlet and evaporates within the evaporator to form a first refrigerant vapor, thereby producing cooling and exiting to the outlet Circulating-;

(c) 입구 및 출구를 갖는 제1 압축기 - 여기서, 증발기로부터의 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 입구로 순환하고 압축되어서, 제1 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시키고, 압축된 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 출구로 순환함 -;(c) a first compressor having an inlet and an outlet, wherein the first refrigerant vapor from the evaporator is circulated and compressed to the inlet of the first compressor, thereby increasing the pressure and temperature of the first refrigerant vapor and compressing the first refrigerant Steam circulates to the outlet of the first compressor;

(d) 캐스케이드 열교환기 시스템 - 상기 캐스케이드 열교환기 시스템은,(d) Cascade Heat Exchanger System-The Cascade Heat Exchanger System,

(i) 제1 입구 및 제1 출구 - 여기서, 제1 냉매 증기는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 열교환기 시스템 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출함 -, 및(i) a first inlet and a first outlet, wherein the first refrigerant vapor circulates from the first inlet to the first outlet and condenses in the heat exchanger system to form a first refrigerant liquid, thereby releasing heat; and

(ii) 제2 입구 및 제2 출구 - 여기서, 제2 냉매 액체가 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 제1 냉매에 의해 방출된 열을 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성함 - 를 가짐 -;(ii) a second inlet and a second outlet, wherein the second refrigerant liquid circulates from the second inlet to the second outlet and absorbs the heat released by the first refrigerant to form a second refrigerant vapor; ;

(e) 입구 및 출구를 갖는 제2 압축기 - 여기서, 캐스케이드 열교환기 시스템으로부터의 제2 냉매 증기는 압축기 내로 흡인되고 압축되어서, 제2 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시킴 -;(e) a second compressor having an inlet and an outlet, wherein the second refrigerant vapor from the cascade heat exchanger system is sucked into the compressor and compressed to increase the pressure and temperature of the second refrigerant vapor;

(f) 제2 냉매 증기를 순환시키기 위한 입구 및 출구를 갖고 압축기로부터의 제2 냉매 증기를 응축하여 제2 냉매 액체를 형성하기 위한 응축기 - 여기서, 제2 냉매 액체는 응축기 출구를 통해 응축기를 빠져나감 -; 및(f) a condenser having an inlet and an outlet for circulating the second refrigerant vapor and condensing the second refrigerant vapor from the compressor to form a second refrigerant liquid, wherein the second refrigerant liquid exits the condenser through the condenser outlet Exit-; And

(g) 응축기를 빠져나와 캐스케이드 열교환기 시스템의 제2 입구에 들어가는 제2 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시키는 제2 팽창 장치를 포함하는 시스템이 제공된다.(g) A system is provided that includes a second expansion device that exits the condenser and reduces the pressure and temperature of the second refrigerant liquid entering the second inlet of the cascade heat exchanger system.

제1 냉매 또는 제2 냉매 중 어느 하나, 또는 둘 모두는 플루오로올레핀을 포함할 수 있다.Either or both of the first or second refrigerant may comprise fluoroolefins.

특정 실시 형태에서, 캐스케이드 열교환기 시스템은 제1 캐스케이드 열교환기 및 제2 캐스케이드 열교환기, 및 제1 캐스케이드 열교환기와 제2 캐스케이드 열교환기 사이에서 연장되는 2차 열전달 루프를 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 제2 냉매 액체는 2차 열전달 루프를 통해 제1 캐스케이드 열교환기와 제2 캐스케이드 열교환기 사이에서 순환하는 열전달 유체를 통해 제1 냉매 증기에 의해 방출된 열을 간접적으로 흡수한다. 제1 캐스케이드 열교환기는 제1 입구 및 제1 출구와 제2 입구 및 제2 출구를 가지며, 여기서 제1 냉매 증기는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 열을 방출하여 응축되며, 2차 열전달 유체가 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 제1 냉매 증기로부터 방출된 열을 흡수하며 제2 캐스케이드 열교환기로 순환한다. 제2 캐스케이드 열교환기는 제1 입구 및 제1 출구와 제2 입구 및 제2 출구를 가지며, 여기서 열전달 유체는 제1 캐스케이드 열교환기의 제2 출구로부터 제2 캐스케이드 열교환기의 제1 입구로 그리고 제2 캐스케이드 열교환기의 제1 출구로 순환하고 제1 냉매로부터 흡수된 열을 방출한다. 제2 냉매 액체는 제2 캐스케이드 열교환기의 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 열전달 유체에 의해 방출된 열을 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성한다. 이러한 실시 형태에서, 제1 냉매 및/또는 제2 냉매 중 어느 하나는 플루오로올레핀일 수 있지만, 반드시 플루오로올레핀일 필요는 없다.In a particular embodiment, the cascade heat exchanger system can include a first cascade heat exchanger and a second cascade heat exchanger, and a secondary heat transfer loop extending between the first cascade heat exchanger and the second cascade heat exchanger. In this embodiment, the second refrigerant liquid indirectly absorbs the heat released by the first refrigerant vapor through the heat transfer fluid circulating between the first cascade heat exchanger and the second cascade heat exchanger through the secondary heat transfer loop. The first cascade heat exchanger has a first inlet and a first outlet and a second inlet and a second outlet, wherein the first refrigerant vapor circulates from the first inlet to the first outlet and condenses by dissipating heat, condensing the secondary heat transfer fluid Circulates from the second inlet to the second outlet, absorbs the heat released from the first refrigerant vapor and circulates to the second cascade heat exchanger. The second cascade heat exchanger has a first inlet and a first outlet and a second inlet and a second outlet, wherein the heat transfer fluid is from the second outlet of the first cascade heat exchanger to the first inlet of the second cascade heat exchanger and the second It circulates to the first outlet of the cascade heat exchanger and releases the heat absorbed from the first refrigerant. The second refrigerant liquid circulates from the second inlet of the second cascade heat exchanger to the second outlet and absorbs the heat released by the heat transfer fluid to form the second refrigerant vapor. In such embodiments, either the first refrigerant and / or the second refrigerant may be fluoroolefins, but need not necessarily be fluoroolefins.

또한 본 발명에 따르면, 적어도 2개의 냉동 루프 사이에서 열을 교환하는 방법으로서,Also according to the invention, a method of exchanging heat between at least two refrigeration loops,

(a) 제1 냉동 루프에서 냉각될 물체로부터 열을 흡수하고 이러한 열을 제2 냉동 루프로 방출하는 단계; 및(a) absorbing heat from the object to be cooled in the first freezing loop and dissipating this heat to the second freezing loop; And

(b) 제2 냉동 루프에서 제1 냉동 루프로부터의 열을 흡수하고 이러한 열을 주위로 방출하는 단계를 포함하고,(b) absorbing heat from the first freezing loop and dissipating this heat to the surroundings in a second freezing loop,

냉동 루프들 중 적어도 하나 내의 냉매는 플루오로올레핀을 포함하는 방법이 제공된다.A method is provided wherein the refrigerant in at least one of the refrigeration loops comprises fluoroolefins.

본 발명은 하기 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 캐스케이드 냉동 시스템의 개략도.
<도 2>
도 2는 본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템의 다른 실시 형태의 개략도.
<도 3>
도 3은 더 낮은 온도의 루프로부터 더 높은 온도의 루프로 열을 전달하는 2차 열전달 루프를 갖는 캐스케이드 냉동 시스템을 도시하는 본 발명의 추가 실시 형태의 개략도.
<도 4>
도 4는 다수의 저온 루프를 갖는 본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템의 또 다른 실시 형태의 개략도.
<도 5>
도 5는 HFO-1234yf 및 HFC-134a를 포함하는 냉매 조성물에 대한 냉각 용량(cooling capacity) 및 COP 대 이 조성물 중 HFO-1234yf의 중량%의 그래프.
The invention can be better understood with reference to the following figures.
&Lt; 1 >
1 is a schematic diagram of a cascade refrigeration system according to one embodiment of the invention.
2,
2 is a schematic representation of another embodiment of the cascade refrigeration system of the present invention.
3,
3 is a schematic diagram of a further embodiment of the present invention showing a cascade refrigeration system having a secondary heat transfer loop that transfers heat from a lower temperature loop to a higher temperature loop.
<Fig. 4>
4 is a schematic representation of another embodiment of a cascade refrigeration system of the present invention having multiple cold loops.
5,
FIG. 5 is a graph of cooling capacity and COP versus weight percent of HFO-1234yf in the composition for refrigerant compositions comprising HFO-1234yf and HFC-134a.

이하에서 설명되는 실시 형태의 상세 사항을 다루기 전에, 몇몇 용어를 정의하거나 명확히 하기로 한다.Before discussing the details of the embodiments described below, some terms will be defined or clarified.

냉동 용량(refrigeration capacity)(냉각 용량으로도 지칭됨)은 순환되는 냉매의 단위 질량당 증발기 내에서의 냉매의 엔탈피의 변화, 또는 증발기를 빠져나가는 냉매 증기의 단위 체적당 증발기 내에서 냉매에 의해 제거되는 열(체적 용량)을 정의하기 위한 용어이다. 냉동 용량은 냉각을 생성하는 냉매 또는 열전달 조성물의 능력의 척도이다. 따라서, 이 용량이 높을수록, 주어진 냉매 순환 속도에 대해 생성되는 냉각이 크다. 냉각 속도는 단위 시간당 증발기 내에서 냉매에 의해 제거되는 열을 말한다.The refrigeration capacity (also referred to as cooling capacity) is the change in enthalpy of refrigerant in the evaporator per unit mass of refrigerant circulated, or removed by the refrigerant in the evaporator per unit volume of refrigerant vapor exiting the evaporator. It is a term to define the heat (volume capacity) to be. Refrigeration capacity is a measure of the ability of a refrigerant or heat transfer composition to produce cooling. Thus, the higher this capacity, the greater the cooling produced for a given refrigerant circulation rate. Cooling rate refers to the heat removed by the refrigerant in the evaporator per unit time.

성능 계수(coefficient of performance, COP)는 냉각될 물체로부터 제거된 열의 양을, 주어진 시간 간격에 걸쳐 사이클을 작동시키기 위해 요구되는 에너지 투입량으로 나눈 것이다. COP가 높을수록, 에너지 효율이 높다. COP는 특정 세트의 내부 온도 및 외부 온도에서의 냉동 또는 공기 조절 장비에 대한 효율 평가인 에너지 효율비(energy efficiency ratio, EER)에 직접 관련된다.The coefficient of performance (COP) is the amount of heat removed from the object to be cooled divided by the energy input required to operate the cycle over a given time interval. The higher the COP, the higher the energy efficiency. COP is directly related to the energy efficiency ratio (EER), which is an efficiency assessment for refrigeration or air conditioning equipment at a particular set of internal and external temperatures.

지구 온난화 지수(global warming potential, GWP)는 1 킬로그램의 이산화탄소의 방출과 비교한, 1 킬로그램의 특정 온실 가스의 대기 방출로 인한 상대적인 지구 온난화 기여도를 평가하기 위한 지수이다. GWP는 주어진 가스에 대한 대기 수명의 효과를 보여주는 여러 시계(time horizon)에 대해서 계산될 수 있다. 100년 시계에 대한 GWP가 통상 기준이 되는 값이다. 혼합물의 경우, 각각의 성분에 대한 개별 GWP들에 기초해 질량-분율 가중된 평균값(mass-fraction weighted average)이 계산될 수 있다.The global warming potential (GWP) is an index for assessing the relative contribution of global warming to the emissions of one kilogram of certain greenhouse gases to the atmosphere, compared to the emissions of one kilogram of carbon dioxide. GWP can be calculated over several time horizons showing the effect of atmospheric life on a given gas. The GWP for a 100-year clock is the standard value. In the case of a mixture, a mass-fraction weighted average can be calculated based on the individual GWPs for each component.

오존 파괴 지수(ozone depletion potential, ODP)는 물질에 의해 야기되는 성층권 오존 파괴의 양을 나타내는 숫자이다. ODP는 유사한 질량의 CFC-11(플루오로트라이클로로메탄)의 영향과 비교한, 성층권 오존에 대한 화학물질의 영향의 비(ratio)이다. 따라서, CFC-11의 ODP는 1.0인 것으로 정의된다. 다른 CFC 및 HCFC는 0.01 내지 1.0 범위인 ODP를 갖는다. HFC는 염소를 포함하지 않기 때문에 ODP가 영이다.Ozone depletion potential (ODP) is a number that indicates the amount of stratospheric ozone depletion caused by a substance. ODP is the ratio of the effect of chemicals to stratospheric ozone compared to the effect of CFC-11 (fluorotrichloromethane) of similar mass. Therefore, the ODP of CFC-11 is defined to be 1.0. Other CFCs and HCFCs have ODPs ranging from 0.01 to 1.0. OFC is zero because HFC does not contain chlorine.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "포함한다", "포함하는", "구비한다", "구비하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 망라하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 조성물, 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이들 요소만으로 제한되는 것은 아니며, 명확히 열거되어 있지 않거나 그러한 조성물, 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수 있다. 또한, 명확히 반대로 언급되지 않는 한, "또는"은 포괄적인 "또는"을 말하며 배타적인 "또는"을 말하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기의 것들 중 임의의 하나에 의해 만족된다: A는 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재함), 그리고 A와 B 둘 모두가 참(또는 존재함).As used herein, the terms “comprises”, “comprising”, “includes”, “comprising”, “haves”, “haves”, or any other variation thereof encompasses non-exclusive inclusions. It is intended to be. For example, a composition, process, method, article, or device that includes a list of elements is not necessarily limited to these elements, and is not explicitly listed or otherwise inherent in such composition, process, method, article, or device. It can contain elements. Also, unless expressly stated to the contrary, "or" refers to an inclusive "or" and not an exclusive "or". For example, condition A or B is satisfied by any one of the following: A is true (or present), B is false (or not present), A is false (or not present) B is true (or present), and both A and B are true (or present).

이행구 "이루어지는"은 명시되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 배제한다. 청구항에 있는 경우, 그러한 문구는 통상적으로 관련된 불순물을 제외하고는 기재된 것 이외의 물질을 포함하는 것에 대해 청구항을 차단한다. 문구 "이루어진다"가 전제부 바로 직후가 아닌 청구항의 본문의 절에 나타나는 경우, 이 문구는 그 절에 기재된 요소만을 제한할 뿐이며, 다른 요소들이 전체로서 청구항으로부터 배제되지 않는다.The transition phrase “consisting of” excludes any element, step, or ingredient not specified. When in the claims, such phrases typically block the claims for inclusion of materials other than those listed, except for related impurities. If the phrase "consist of" appears in a section of the body of the claim and not immediately after the preamble, the phrase only restricts the elements described in that section, and other elements are not excluded from the claim as a whole.

이행구 "본질적으로 이루어지는"은 문자로 개시된 것에 부가해, 물질, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소를 포함하는 조성물, 방법 또는 장치 - 포함되는 추가의 이들 물질, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소가 청구된 발명의 기본적이고 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치는 경우 - 를 정의하는 데 사용된다. 용어 "본질적으로 이루어지는"은 "포함하는"과 "이루어지는" 사이의 중간 입장을 취한다.The phrase "consisting essentially of" is a composition, method or device comprising a substance, step, feature, component, or element in addition to those disclosed in the text-additional such substances, steps, features, components, or elements included. Is used to define if-substantially affects the basic and novel feature (s) of the claimed invention. The term “consisting essentially of” takes an intermediate position between “comprising” and “consisting of”.

본 출원인이 발명 또는 그의 일부를 "포함하는"과 같은 개방형 용어로 규정한 경우, (달리 언급되지 않는 한) 그 기재는 그러한 발명을 용어 "본질적으로 이루어지는" 또는 "이루어지는"을 사용해 또한 기술하는 것으로 해석되어야 함을 용이하게 이해하여야 한다.Where the applicant has defined an invention or part thereof in an open term such as "comprising", the description (unless otherwise stated) refers to describing the invention also using the terms "consisting essentially of" or "consisting of." It should be easily understood that it should be interpreted.

또한, 본 명세서에 기재된 요소 및 성분을 기술하는 데 부정관사("a" 또는 "an")의 사용이 채용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 단수형은 또한 달리 의미되는 것이 명백하지 않는 한 복수형을 포함한다.In addition, the use of indefinite articles ("a" or "an") is employed to describe the elements and components described herein. This is done merely for convenience and to give a general sense of the scope of the invention. Such descriptions should be understood to include one or at least one, and the singular also includes the plural unless it is obvious that it is meant otherwise.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 등가의 방법 및 물질이 개시된 조성물의 실시 형태의 실시 또는 시험에 사용될 수 있을지라도, 적합한 방법 및 물질이 하기에 기재된다. 본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않는 한 전체적으로 참고로 포함된다. 상충되는 경우, 정의를 포함한 본 명세서가 우선할 것이다. 또한, 물질, 방법, 및 예는 예시적인 것일 뿐이며 제한하고자 하는 것은 아니다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of embodiments of the disclosed compositions, suitable methods and materials are described below. All publications, patent applications, patents, and other references mentioned herein are incorporated by reference in their entirety unless specific passages are cited. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control. In addition, the materials, methods, and examples are illustrative only and not intended to be limiting.

본 발명에 따르면, 적어도 2개의 냉동 루프 - 각각의 루프를 통해 냉매를 순환시키기 위한 것 - 를 갖는 캐스케이드 냉동 시스템이 제공된다. 그러한 캐스케이드 시스템이 도 1에 도면부호 10에서 개괄적으로 도시되어 있다. 본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 도 1에 도시된 바와 같은 제1 또는 하부 루프(12) - 이는 저온 루프임 -, 및 도 1에 도시된 바와 같은 제2 또는 상부 루프(14) - 이는 중온 루프(14)임 - 를 포함한 적어도 2개의 냉동 루프를 갖는다. 각각의 루프는 루프를 통해 냉매를 순환시킨다.According to the present invention there is provided a cascade refrigeration system having at least two refrigeration loops-for circulating refrigerant through each loop. Such a cascade system is shown schematically at 10 in FIG. 1. The cascade refrigeration system of the present invention comprises a first or lower loop 12 as shown in FIG. 1, which is a cold loop, and a second or upper loop 14 as shown in FIG. 14) with at least two refrigeration loops. Each loop circulates refrigerant through the loop.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 제1 팽창 장치(16)를 포함한다. 제1 팽창 장치는 입구(16a) 및 출구(16b)를 갖는다. 제1 팽창 장치는 제1 또는 저온 루프를 통해 순환하는 제1 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시킨다.As shown in FIG. 1, the cascade refrigeration system of the present invention includes a first expansion device 16. The first expansion device has an inlet 16a and an outlet 16b. The first expansion device reduces the pressure and temperature of the first refrigerant liquid circulating through the first or cold loop.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 도 1에 도시된 바와 같은 증발기(18)를 포함한다. 증발기는 입구(18a) 및 출구(18b)를 갖는다. 제1 팽창 장치로부터의 제1 냉매 액체는 증발기 입구를 통해 증발기에 들어가고, 증발기 내에서 증발되어 제1 냉매 증기를 형성한다. 이는 제1 또는 저온 회로에서 저온 진열 케이스 내의 식품과 같은 냉각될 물체에 냉각을 생성한다. 제1 냉매 증기는 이어서 증발기의 출구로 순환한다.The cascade refrigeration system of the present invention also includes an evaporator 18 as shown in FIG. The evaporator has an inlet 18a and an outlet 18b. The first refrigerant liquid from the first expansion device enters the evaporator through the evaporator inlet and evaporates within the evaporator to form the first refrigerant vapor. This creates cooling in the first or low temperature circuit in the object to be cooled, such as food in the cold display case. The first refrigerant vapor then circulates to the outlet of the evaporator.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 제1 압축기(20)를 포함한다. 제1 압축기는 입구(20a) 및 출구(20b)를 갖는다. 증발기로부터의 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 입구로 순환하고 압축되어서, 제1 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시킨다. 압축된 제1 냉매 증기는 이어서 제1 압축기의 출구로 순환한다.The cascade refrigeration system of the present invention also includes a first compressor 20. The first compressor has an inlet 20a and an outlet 20b. The first refrigerant vapor from the evaporator is circulated and compressed to the inlet of the first compressor, thereby increasing the pressure and temperature of the first refrigerant vapor. The compressed first refrigerant vapor then circulates to the outlet of the first compressor.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 캐스케이드 열교환기 시스템(22)을 포함한다. 열교환기는 제1 입구(22a) 및 제1 출구(22b)를 갖는다. 제1 압축기로부터의 제1 냉매 증기는 열교환기의 제1 입구에 들어가고 열교환기 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출한다. 제1 냉매 액체는 이어서 열교환기의 제1 출구로 순환한다. 열교환기는 또한 제2 입구(22c) 및 제2 출구(22d)를 포함한다. 제2 냉매 액체가 열교환기의 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 증발되어 제2 냉매 증기를 형성하여서, (제1 냉매가 응축될 때) 제1 냉매에 의해 방출된 열을 흡수한다. 이러한 열은 주위로 방출된다. 제2 냉매 증기는 이어서 열교환기의 제2 출구로 순환한다. 따라서, 도 1의 실시 형태에서, 제1 냉매에 의해 방출된 열은 제2 냉매에 의해 직접 흡수되고, 이러한 열은 주위로 방출된다.The cascade refrigeration system of the present invention also includes a cascade heat exchanger system 22. The heat exchanger has a first inlet 22a and a first outlet 22b. The first refrigerant vapor from the first compressor enters the first inlet of the heat exchanger and condenses in the heat exchanger to form a first refrigerant liquid, thereby dissipating heat. The first refrigerant liquid then circulates to the first outlet of the heat exchanger. The heat exchanger also includes a second inlet 22c and a second outlet 22d. The second refrigerant liquid circulates from the second inlet of the heat exchanger to the second outlet and evaporates to form a second refrigerant vapor, absorbing the heat released by the first refrigerant (when the first refrigerant is condensed). This heat is released to the environment. The second refrigerant vapor then circulates to the second outlet of the heat exchanger. Thus, in the embodiment of FIG. 1, heat released by the first refrigerant is directly absorbed by the second refrigerant, and this heat is released to the surroundings.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 도 1에 도시된 바와 같은 제2 압축기(24)를 포함한다. 제2 압축기는 입구(24a) 및 출구(24b)를 갖는다. 캐스케이드 열교환기로부터의 제2 냉매 증기는 입구를 통해 압축기 내로 흡인되고 압축되어서, 제2 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시킨다. 제2 냉매 증기는 이어서 제2 압축기의 출구로 순환한다.The cascade refrigeration system of the present invention also includes a second compressor 24 as shown in FIG. The second compressor has an inlet 24a and an outlet 24b. The second refrigerant vapor from the cascade heat exchanger is drawn into the compressor through the inlet and compressed, thereby increasing the pressure and temperature of the second refrigerant vapor. The second refrigerant vapor then circulates to the outlet of the second compressor.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 입구(26a) 및 출구(26b)를 갖는 응축기(26)를 포함한다. 제2 압축기로부터의 제2 냉매는 입구로부터 순환하고 응축기 내에서 응축되어 제2 냉매 액체를 형성한다. 제2 냉매 액체는 출구를 통해 응축기를 빠져나간다.The cascade refrigeration system of the present invention also includes a condenser 26 having an inlet 26a and an outlet 26b. The second refrigerant from the second compressor circulates from the inlet and condenses in the condenser to form a second refrigerant liquid. The second refrigerant liquid exits the condenser through the outlet.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 입구(28a) 및 출구(28b)를 갖는 제2 팽창 장치(28)를 포함한다. 제2 냉매 액체는 제2 팽창 장치를 통과하며, 이는 응축기를 빠져나온 제2 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시킨다. 이러한 액체는 이러한 팽창 동안에 부분적으로 기화될 수 있다. 감소된 압력 및 온도의 제2 냉매 액체는 팽창 장치로부터 캐스케이드 열교환기 시스템의 제2 입구로 순환한다.The cascade refrigeration system of the present invention also includes a second expansion device 28 having an inlet 28a and an outlet 28b. The second refrigerant liquid passes through the second expansion device, which reduces the pressure and temperature of the second refrigerant liquid exiting the condenser. Such liquid may be partially vaporized during this expansion. The second refrigerant liquid of reduced pressure and temperature circulates from the expansion device to the second inlet of the cascade heat exchanger system.

도 1에 도시된 바와 같은 실시 형태에 대한 다양한 변경이 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 간행물[titled "Price Chopper Remodel Features Hill Phoenix Next Generation Refrigeration System", May 5, 2008]의 캐스케이드 냉동 시스템 다이어그램에 도시된 바와 같이, 단일의 캐스케이드 열교환기 대신에 다수의 캐스케이드 열교환기를, 그리고 단일의 제1 압축기 대신에 다수의 제1 압축기를 포함하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 글리콜과 같은 2차 열전달 유체를 사용하는, 이 다이어그램에 도시된 바와 같은, 2차 열전달 루프가 냉각될 물체(예를 들어, 슈퍼마켓 식품 진열 케이스)로부터의 열을 고온 냉동 루프와 저온 냉동 루프 중 어느 하나 또는 둘 모두로 전달하기 위해 본 발명의 시스템과 함께 사용될 수 있다. 이 경우에, 도 3에 관해 아래에서 설명되는 바와 같이, 이 2차 열전달 루프는, 냉동 루프들 사이에서 열을 전달하는 데 사용되는 2차 열전달 루프와 반대로, 냉각될 물체로부터의 열을 냉동 루프로 전달하는 데 사용된다.It should be noted that various changes to the embodiment as shown in FIG. 1 may be made without departing from the spirit or scope of the invention. For example, as shown in the cascade refrigeration system diagram of the publication titled "Price Chopper Remodel Features Hill Phoenix Next Generation Refrigeration System", May 5, 2008, multiple cascade heat exchangers, instead of a single cascade heat exchanger, and It may be possible to include multiple first compressors instead of a single first compressor. In addition, secondary heat transfer loops, such as those shown in this diagram, that use a secondary heat transfer fluid, such as glycol, transfer heat from the object to be cooled (e.g., supermarket food display case) into a hot freezing loop and a cold freezing loop. It can be used with the system of the present invention for delivery to either or both. In this case, as described below with respect to FIG. 3, this secondary heat transfer loop, as opposed to the secondary heat transfer loop used to transfer heat between the freezing loops, cools the heat from the object to be cooled. Used to pass by.

본 발명에 따르면, 도 1의 실시 형태의 캐스케이드 시스템 내의 제1 냉매 또는 제2 냉매 중 어느 하나는 플루오로올레핀을 포함할 수 있다. 특히, 적어도 제2 냉매, 즉 중온 루프를 통해 순환하는 냉매는 플루오로올레핀을 포함한다. 그러나, 제1 냉매, 즉 저온 루프 내의 냉매가 플루오로올레핀을 포함하는 것은 본 발명의 범주 내이다. 또한, 제1 냉매와 제2 냉매 둘 모두가 플루오로올레핀을 포함하는 것이 또한 본 발명의 범주 내이다. 부가적으로, 일부 실시 형태에서, 제1 냉매 또는 제2 냉매는 플루오로올레핀들 중 임의의 것, 또는 플루오로올레핀들의 혼합물, 또는 플루오로올레핀과 본 명세서에 기재된 바와 같은 추가 냉매의 혼합물일 수 있다.According to the present invention, either the first refrigerant or the second refrigerant in the cascade system of the embodiment of FIG. 1 may comprise fluoroolefins. In particular, the at least second refrigerant, ie the refrigerant circulating through the mesophilic loop, comprises fluoroolefins. However, it is within the scope of the present invention that the first refrigerant, ie the refrigerant in the low temperature loop, comprises fluoroolefins. It is also within the scope of the present invention that both the first and second refrigerants comprise fluoroolefins. Additionally, in some embodiments, the first or second refrigerant can be any of the fluoroolefins, or a mixture of fluoroolefins, or a mixture of fluoroolefins and additional refrigerants as described herein. have.

그러한 플루오로올레핀은 하기의 것으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:Such fluoroolefins may be selected from the group consisting of:

(i) 화학식 E- 또는 Z-R1CH=CHR2의 플루오로올레핀 - 여기서, R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C6 퍼플루오로알킬 기임 -;(i) fluoroolefins of the formula E- or ZR 1 CH = CHR 2 , wherein R 1 and R 2 are independently C 1 to C 6 perfluoroalkyl groups;

(ii) 화학식 사이클로-[CX=CY(CZW)n-]의 환형 플루오로올레핀 - 여기서, X, Y, Z, 및 W는 독립적으로 H 또는 F이고, n은 2 내지 5의 정수임 -; 및(ii) cyclic fluoroolefins of the formula cyclo- [CX = CY (CZW) n- ] wherein X, Y, Z, and W are independently H or F and n is an integer from 2 to 5; And

(iii) 테트라플루오로에틸렌(CF2=CF2); 헥사플루오로프로펜(CF3CF=CF2);1,2,3,3,3-펜타플루오로-1-프로펜(CHF=CFCF3), 1,1,3,3,3-펜타플루오로-1-프로펜(CF2=CHCF3), 1,1,2,3,3-펜타플루오로-1-프로펜(CF2=CFCHF2), 1,2,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(CHF=CFCHF2), 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(CH2=CFCF3), 1,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(CHF=CHCF3), 1,1,2,3-테트라플루오로-1-프로펜(CF2=CFCH2F), 1,1,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(CF2=CHCHF2), 1,2,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(CHF=CFCHF2), 3,3,3-트라이플루오로-1-프로펜(CH2=CHCF3), 2,3,3-트라이플루오로-1-프로펜(CHF2CF=CH2); 1,1,2-트라이플루오로-1-프로펜(CH3CF=CF2); 1,2,3-트라이플루오로-1-프로펜(CH2FCF=CF2); 1,1,3-트라이플루오로-1-프로펜(CH2FCH=CF2); 1,3,3-트라이플루오로-1-프로펜(CHF2CH=CHF); 1,1,1,2,3,4,4,4-옥타플루오로-2-부텐(CF3CF=CFCF3); 1,1,2,3,3,4,4,4-옥타플루오로-1-부텐(CF3CF2CF=CF2); 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로-2-부텐(CF3CF=CHCF3); 1,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐(CHF=CFCF2CF3); 1,1,1,2,3,4,4-헵타플루오로-2-부텐(CHF2CF=CFCF3); 1,3,3,3-테트라플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-1-프로펜((CF3)2C=CHF); 1,1,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐(CF2=CHCF2CF3); 1,1,2,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐(CF2=CFCHFCF3); 1,1,2,3,3,4,4-헵타플루오로-1-부텐(CF2=CFCF2CHF2); 2,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐(CF3CF2CF=CH2); 1,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐(CHF=CHCF2CF3); 1,2,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐(CHF=CFCHFCF3); 1,2,3,3,4,4-헥사플루오로-1-부텐(CHF=CFCF2CHF2); 1,1,2,3,4,4-헥사플루오로-2-부텐(CHF2CF=CFCHF2); 1,1,1,2,3,4-헥사플루오로-2-부텐(CH2FCF=CFCF3); 1,1,1,2,4,4-헥사플루오로-2-부텐(CHF2CH=CFCF3); 1,1,1,3,4,4-헥사플루오로-2-부텐(CF3CH=CFCHF2); 1,1,2,3,3,4-헥사플루오로-1-부텐(CF2=CFCF2CH2F); 1,1,2,3,4,4-헥사플루오로-1-부텐(CF2=CFCHFCHF2); 3,3,3-트라이플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-1-프로펜(CH2=C(CF3)2); 1,1,1,2,4-펜타플루오로-2-부텐(CH2FCH=CFCF3); 1,1,1,3,4-펜타플루오로-2-부텐(CF3CH=CFCH2F); 3,3,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CF3CF2CH=CH2); 1,1,1,4,4-펜타플루오로-2-부텐(CHF2CH=CHCF3); 1,1,1,2,3-펜타플루오로-2-부텐(CH3CF=CFCF3); 2,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CH2=CFCF2CHF2); 1,1,2,4,4-펜타플루오로-2-부텐(CHF2CF=CHCHF2); 1,1,2,3,3-펜타플루오로-1-부텐(CH3CF2CF=CF2); 1,1,2,3,4-펜타플루오로-2-부텐(CH2FCF=CFCHF2); 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-메틸-1-프로펜(CF2=C(CF3)(CH3)); 2-(다이플루오로메틸)-3,3,3-트라이플루오로-1-프로펜(CH2=C(CHF2)(CF3)); 2,3,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CH2=CFCHFCF3); 1,2,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CHF=CFCH2CF3); 1,3,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CHF=CHCHFCF3); 1,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CHF=CHCF2CHF2); 1,2,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CHF=CFCHFCHF2); 3,3,4,4-테트라플루오로-1-부텐(CH2=CHCF2CHF2); 1,1-다이플루오로-2-(다이플루오로메틸)-1-프로펜(CF2=C(CHF2)(CH3)); 1,3,3,3-테트라플루오로-2-메틸-1-프로펜(CHF=C(CF3)(CH3)); 3,3-다이플루오로-2-(다이플루오로메틸)-1-프로펜(CH2=C(CHF2)2); 1,1,1,2-테트라플루오로-2-부텐(CF3CF=CHCH3); 1,1,1,3-테트라플루오로-2-부텐(CH3CF=CHCF3); 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-데카플루오로-2-펜텐(CF3CF=CFCF2CF3); 1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-데카플루오로-1-펜텐(CF2=CFCF2CF2CF3); 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-부텐((CF3)2C=CHCF3); 1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-펜텐(CF3CF=CHCF2CF3); 1,1,1,3,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-펜텐(CF3CH=CFCF2CF3); 1,2,3,3,4,4,5,5,5-노나플루오로-1-펜텐(CHF=CFCF2CF2CF3); 1,1,3,3,4,4,5,5,5-노나플루오로-1-펜텐(CF2=CHCF2CF2CF3); 1,1,2,3,3,4,4,5,5-노나플루오로-1-펜텐(CF2=CFCF2CF2CHF2); 1,1,2,3,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-펜텐(CHF2CF=CFCF2CF3); 1,1,1,2,3,4,4,5,5-노나플루오로-2-펜텐(CF3CF=CFCF2CHF2); 1,1,1,2,3,4,5,5,5-노나플루오로-2-펜텐(CF3CF=CFCHFCF3); 1,2,3,4,4,4-헥사플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CHF=CFCF(CF3)2); 1,1,2,4,4,4-헥사플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CF2=CFCH(CF3)2); 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-부텐(CF3CH=C(CF3)2); 1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CF2=CHCF(CF3)2); 2,3,3,4,4,5,5,5-옥타플루오로-1-펜텐(CH2=CFCF2CF2CF3); 1,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1-펜텐(CHF=CFCF2CF2CHF2); 3,3,4,4,4-펜타플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CH2=C(CF3)CF2CF3); 1,1,4,4,4-펜타플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CF2=CHCH(CF3)2); 1,3,4,4,4-펜타플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CHF=CHCF(CF3)2); 1,1,4,4,4-펜타플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CF2=C(CF3)CH2CF3); 3,4,4,4-테트라플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐((CF3)2CFCH=CH2); 3,3,4,4,5,5,5-헵타플루오로-1-펜텐(CF3CF2CF2CH=CH2); 2,3,3,4,4,5,5-헵타플루오로-1-펜텐(CH2=CFCF2CF2CHF2); 1,1,3,3,5,5,5-헵타플루오로-1-부텐(CF2=CHCF2CH2CF3); 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로-3-메틸-2-부텐(CF3CF=C(CF3)(CH3)); 2,4,4,4-테트라플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CH2=CFCH(CF3)2); 1,4,4,4-테트라플루오로-3-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CHF=CHCH(CF3)2); 1,1,1,4-테트라플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-부텐(CH2FCH=C(CF3)2); 1,1,1,3-테트라플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-부텐(CH3CF=C(CF3)2); 1,1,1-트라이플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-부텐((CF3)2C=CHCH3); 3,4,4,5,5,5-헥사플루오로-2-펜텐(CF3CF2CF=CHCH3); 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-메틸-2-부텐(CF3C(CH3)=CHCF3); 3,3,4,5,5,5-헥사플루오로-1-펜텐(CH2=CHCF2CHFCF3); 4,4,4-트라이플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CH2=C(CF3)CH2CF3); 1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로-1-헥센(CF3(CF2)3CF=CF2); 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로-3-헥센(CF3CF2CF=CFCF2CF3); 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2,3-비스(트라이플루오로메틸)-2-부텐((CF3)2C=C(CF3)2); 1,1,1,2,3,4,5,5,5-노나플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐((CF3)2CFCF=CFCF3); 1,1,1,4,4,5,5,5-옥타플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐((CF3)2C=CHC2F5); 1,1,1,3,4,5,5,5-옥타플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐((CF3)2CFCF=CHCF3); 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로-1-헥센(CF3CF2CF2CF2CH=CH2); 4,4,4-트라이플루오로-3,3-비스(트라이플루오로메틸)-1-부텐(CH2=CHC(CF3)3); 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-3-메틸-2-(트라이플루오로메틸)-2-부텐((CF3)2C=C(CH3)(CF3)); 2,3,3,5,5,5-헥사플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-1-펜텐(CH2=CFCF2CH(CF3)2); 1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-3-메틸-2-펜텐(CF3CF=C(CH3)CF2CF3); 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐(CF3CH=CHCH(CF3)2); 3,4,4,5,5,6,6,6-옥타플루오로-2-헥센(CF3CF2CF2CF=CHCH3); 3,3,4,4,5,5,6,6-옥타플루오로1-헥센(CH2=CHCF2CF2CF2CHF2); 1,1,1,4,4-펜타플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐((CF3)2C=CHCF2CH3); 4,4,5,5,5-펜타플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-1-펜텐(CH2=C(CF3)CH2C2F5); 3,3,4,4,5,5,5-헵타플루오로-2-메틸-1-펜텐(CF3CF2CF2C(CH3)=CH2); 4,4,5,5,6,6,6-헵타플루오로-2-헥센(CF3CF2CF2CH=CHCH3); 4,4,5,5,6,6,6-헵타플루오로-1-헥센(CH2=CHCH2CF2C2F5); 1,1,1,2,2,3,4-헵타플루오로-3-헥센(CF3CF2CF=CFC2H5); 4,5,5,5-테트라플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-1-펜텐(CH2=CHCH2CF(CF3)2); 1,1,1,2,5,5,5-헵타플루오로-4-메틸-2-펜텐(CF3CF=CHCH(CF3)(CH3)); 1,1,1,3-테트라플루오로-2-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐((CF3)2C=CFC2H5); 1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-테트라데카플루오로-2-헵텐(CF3CF=CFCF2CF2C2F5); 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-테트라데카플루오로-3-헵텐(CF3CF2CF=CFCF2C2F5); 1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-트라이데카플루오로-2-헵텐(CF3CH=CFCF2CF2C2F5); 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7-트라이데카플루오로-2-헵텐(CF3CF=CHCF2CF2C2F5); 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7,7-트라이데카플루오로-3-헵텐(CF3CF2CH=CFCF2C2F5); 및 1,1,1,2,2,3,5,5,6,6,7,7,7-트라이데카플루오로-3-헵텐(CF3CF2CF=CHCF2C2F5)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 플루오로올레핀.(iii) tetrafluoroethylene (CF 2 = CF 2 ); Hexafluoropropene (CF 3 CF = CF 2 ); 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propene (CHF = CFCF 3 ), 1,1,3,3,3-penta Fluoro-1-propene (CF 2 = CHCF 3 ), 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-propene (CF 2 = CFCHF 2 ), 1,2,3,3-tetra Fluoro-1-propene (CHF = CFCHF 2 ), 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (CH 2 = CFCF 3 ), 1,3,3,3-tetrafluoro- 1-propene (CHF = CHCF 3 ), 1,1,2,3-tetrafluoro-1-propene (CF 2 = CFCH 2 F), 1,1,3,3-tetrafluoro-1- Propene (CF 2 = CHCHF 2 ), 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propene (CHF = CFCHF 2 ), 3,3,3-trifluoro-1-propene (CH 2 = CHCF 3 ), 2,3,3-trifluoro-1-propene (CHF 2 CF = CH 2 ); 1,1,2-trifluoro-1-propene (CH 3 CF = CF 2 ); 1,2,3-trifluoro-1-propene (CH 2 FCF = CF 2 ); 1,1,3-trifluoro-1-propene (CH 2 FCH = CF 2 ); 1,3,3-trifluoro-1-propene (CHF 2 CH = CHF); 1,1,1,2,3,4,4,4-octafluoro-2-butene (CF 3 CF = CFCF 3 ); 1,1,2,3,3,4,4,4-octafluoro-1-butene (CF 3 CF 2 CF = CF 2 ); 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-butene (CF 3 CF = CHCF 3 ); 1,2,3,3,4,4,4-heptafluoro-1-butene (CHF = CFCF 2 CF 3 ); 1,1,1,2,3,4,4-heptafluoro- 2 -butene (CHF 2 CF = CFCF 3 ); 1,3,3,3-tetrafluoro-2- (trifluoromethyl) -1-propene ((CF 3 ) 2 C = CHF); 1,1,3,3,4,4,4-heptafluoro-1-butene (CF 2 = CHCF 2 CF 3 ); 1,1,2,3,4,4,4-heptafluoro-1-butene (CF 2 = CFCHFCF 3 ); 1,1,2,3,3,4,4-heptafluoro-1-butene (CF 2 = CFCF 2 CHF 2 ); 2,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-butene (CF 3 CF 2 CF = CH 2 ); 1,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-butene (CHF = CHCF 2 CF 3 ); 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-1-butene (CHF = CFCHFCF 3 ); 1,2,3,3,4,4-hexafluoro-1-butene (CHF = CFCF 2 CHF 2 ); 1,1,2,3,4,4-hexafluoro- 2 -butene (CHF 2 CF = CFCHF 2 ); 1,1,1,2,3,4-hexafluoro- 2 -butene (CH 2 FCF = CFCF 3 ); 1,1,1,2,4,4-hexafluoro- 2 -butene (CHF 2 CH = CFCF 3 ); 1,1,1,3,4,4-hexafluoro-2-butene (CF 3 CH = CFCHF 2 ); 1,1,2,3,3,4-hexafluoro-1-butene (CF 2 = CFCF 2 CH 2 F); 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-1-butene (CF 2 = CFCHFCHF 2 ); 3,3,3-trifluoro-2- (trifluoromethyl) -1-propene (CH 2 = C (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,2,4-pentafluoro- 2 -butene (CH 2 FCH = CFCF 3 ); 1,1,1,3,4-pentafluoro-2-butene (CF 3 CH = CFCH 2 F); 3,3,4,4,4-pentafluoro-1-butene (CF 3 CF 2 CH = CH 2 ); 1,1,1,4,4-pentafluoro- 2 -butene (CHF 2 CH = CHCF 3 ); 1,1,1,2,3-pentafluoro-2-butene (CH 3 CF = CFCF 3 ); 2,3,3,4,4-pentafluoro-1-butene (CH 2 = CFCF 2 CHF 2 ); 1,1,2,4,4-pentafluoro- 2 -butene (CHF 2 CF = CHCHF 2 ); 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-butene (CH 3 CF 2 CF = CF 2 ); 1,1,2,3,4-pentafluoro- 2 -butene (CH 2 FCF = CFCHF 2 ); 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-methyl-1-propene (CF 2 = C (CF 3 ) (CH 3 )); 2- (difluoromethyl) -3,3,3-trifluoro-1-propene (CH 2 = C (CHF 2 ) (CF 3 )); 2,3,4,4,4-pentafluoro-1-butene (CH 2 = CFCHFCF 3 ); 1,2,4,4,4-pentafluoro-1-butene (CHF = CFCH 2 CF 3 ); 1,3,4,4,4-pentafluoro-1-butene (CHF = CHCHFCF 3 ); 1,3,3,4,4-pentafluoro-1-butene (CHF = CHCF 2 CHF 2 ); 1,2,3,4,4-pentafluoro-1-butene (CHF = CFCHFCHF 2 ); 3,3,4,4-tetrafluoro-1-butene (CH 2 = CHCF 2 CHF 2 ); 1,1-difluoro-2- (difluoromethyl) -1-propene (CF 2 = C (CHF 2 ) (CH 3 )); 1,3,3,3-tetrafluoro-2-methyl-1-propene (CHF = C (CF 3 ) (CH 3 )); 3,3-difluoro-2- (difluoromethyl) -1-propene (CH 2 = C (CHF 2 ) 2 ); 1,1,1,2-tetrafluoro-2-butene (CF 3 CF═CHCH 3 ); 1,1,1,3-tetrafluoro-2-butene (CH 3 CF = CHCF 3 ); 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro- 2 -pentene (CF 3 CF = CFCF 2 CF 3 ); 1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-decafluoro-1-pentene (CF 2 = CFCF 2 CF 2 CF 3 ); 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-butene ((CF 3 ) 2 C = CHCF 3 ); 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonnafluoro-2-pentene (CF 3 CF = CHCF 2 CF 3 ); 1,1,1,3,4,4,5,5,5-nonnafluoro- 2 -pentene (CF 3 CH = CFCF 2 CF 3 ); 1,2,3,3,4,4,5,5,5-nonnafluoro-1-pentene (CHF = CFCF 2 CF 2 CF 3 ); 1,1,3,3,4,4,5,5,5-nonnafluoro-1-pentene (CF 2 = CHCF 2 CF 2 CF 3 ); 1,1,2,3,3,4,4,5,5-nonnafluoro-1-pentene (CF 2 = CFCF 2 CF 2 CHF 2 ); 1,1,2,3,4,4,5,5,5-nonnafluoro- 2 -pentene (CHF 2 CF = CFCF 2 CF 3 ); 1,1,1,2,3,4,4,5,5-nonnafluoro- 2 -pentene (CF 3 CF = CFCF 2 CHF 2 ); 1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonnafluoro-2-pentene (CF 3 CF = CFCHFCF 3 ); 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CHF = CFCF (CF 3 ) 2 ); 1,1,2,4,4,4-hexafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CF 2 = CFCH (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-butene (CF 3 CH = C (CF 3 ) 2 ); 1,1,3,4,4,4-hexafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CF 2 = CHCF (CF 3 ) 2 ); 2,3,3,4,4,5,5,5-octafluoro-1-pentene (CH 2 = CFCF 2 CF 2 CF 3 ); 1,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentene (CHF = CFCF 2 CF 2 CHF 2 ); 3,3,4,4,4-pentafluoro-2- (trifluoromethyl) -1-butene (CH 2 = C (CF 3 ) CF 2 CF 3 ); 1,1,4,4,4-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CF 2 = CHCH (CF 3 ) 2 ); 1,3,4,4,4-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CHF = CHCF (CF 3 ) 2 ); 1,1,4,4,4-pentafluoro-2- (trifluoromethyl) -1-butene (CF 2 = C (CF 3 ) CH 2 CF 3 ); 3,4,4,4-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene ((CF 3 ) 2 CFCH = CH 2 ); 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-pentene (CF 3 CF 2 CF 2 CH = CH 2 ); 2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-pentene (CH 2 = CFCF 2 CF 2 CHF 2 ); 1,1,3,3,5,5,5-heptafluoro-1-butene (CF 2 = CHCF 2 CH 2 CF 3 ); 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-3-methyl-2-butene (CF 3 CF═C (CF 3 ) (CH 3 )); 2,4,4,4-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CH 2 = CFCH (CF 3 ) 2 ); 1,4,4,4-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) -1-butene (CHF = CHCH (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,4-tetrafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-butene (CH 2 FCH = C (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,3-tetrafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-butene (CH 3 CF═C (CF 3 ) 2 ); 1,1,1-trifluoro-2- (trifluoromethyl) -2-butene ((CF 3 ) 2 C = CHCH 3 ); 3,4,4,5,5,5-hexafluoro-2-pentene (CF 3 CF 2 CF = CHCH 3 ); 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-methyl-2-butene (CF 3 C (CH 3 ) = CHCF 3 ); 3,3,4,5,5,5-hexafluoro-1-pentene (CH 2 = CHCF 2 CHFCF 3 ); 4,4,4-trifluoro-2- (trifluoromethyl) -1-butene (CH 2 = C (CF 3 ) CH 2 CF 3 ); 1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-1-hexene (CF 3 (CF 2 ) 3 CF = CF 2 ); 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-3-hexene (CF 3 CF 2 CF = CFCF 2 CF 3 ); 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2,3-bis (trifluoromethyl) -2-butene ((CF 3 ) 2 C═C (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonnafluoro-4- (trifluoromethyl) -2-pentene ((CF 3 ) 2 CFCF = CFCF 3 ); 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-pentene ((CF 3 ) 2 C = CHC 2 F 5 ); 1,1,1,3,4,5,5,5-octafluoro-4- (trifluoromethyl) -2-pentene ((CF 3 ) 2 CFCF = CHCF 3 ); 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonnafluoro-1-hexene (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CH = CH 2 ); 4,4,4-trifluoro-3,3-bis (trifluoromethyl) -1-butene (CH 2 = CHC (CF 3 ) 3 ); 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-methyl-2- (trifluoromethyl) -2-butene ((CF 3 ) 2 C = C (CH 3 ) (CF 3 )) ; 2,3,3,5,5,5-hexafluoro-4- (trifluoromethyl) -1-pentene (CH 2 = CFCF 2 CH (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonnafluoro-3-methyl-2-pentene (CF 3 CF = C (CH 3 ) CF 2 CF 3 ); 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-4- (trifluoromethyl) -2-pentene (CF 3 CH = CHCH (CF 3 ) 2 ); 3,4,4,5,5,6,6,6-octafluoro-2-hexene (CF 3 CF 2 CF 2 CF = CHCH 3 ); 3,3,4,4,5,5,6,6-octafluoro1-hexene (CH 2 = CHCF 2 CF 2 CF 2 CHF 2 ); 1,1,1,4,4-pentafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-pentene ((CF 3 ) 2 C = CHCF 2 CH 3 ); 4,4,5,5,5-pentafluoro-2- (trifluoromethyl) -1-pentene (CH 2 = C (CF 3 ) CH 2 C 2 F 5 ); 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-2-methyl-1-pentene (CF 3 CF 2 CF 2 C (CH 3 ) = CH 2 ); 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-2-hexene (CF 3 CF 2 CF 2 CH = CHCH 3 ); 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-1-hexene (CH 2 = CHCH 2 CF 2 C 2 F 5 ); 1,1,1,2,2,3,4-heptafluoro-3-hexene (CF 3 CF 2 CF = CFC 2 H 5 ); 4,5,5,5-tetrafluoro-4- (trifluoromethyl) -1-pentene (CH 2 = CHCH 2 CF (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,2,5,5,5-heptafluoro-4-methyl-2-pentene (CF 3 CF = CHCH (CF 3 ) (CH 3 )); 1,1,1,3-tetrafluoro-2- (trifluoromethyl) -2-pentene ((CF 3 ) 2 C = CFC 2 H 5 ); 1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoro-2-heptene (CF 3 CF = CFCF 2 CF 2 C 2 F 5 ) ; 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoro-3-heptene (CF 3 CF 2 CF = CFCF 2 C 2 F 5 ) ; 1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-heptene (CF 3 CH = CFCF 2 CF 2 C 2 F 5 ); 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-heptene (CF 3 CF = CHCF 2 CF 2 C 2 F 5 ); 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-heptene (CF 3 CF 2 CH = CFCF 2 C 2 F 5 ); And 1,1,1,2,2,3,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-heptene (CF 3 CF 2 CF = CHCF 2 C 2 F 5 ) Fluoroolefins selected from the group consisting of:

일부 실시 형태에서, 플루오로올레핀은 탄소 원자, 불소 원자, 및 선택적으로 수소 또는 염소 원자를 포함하는 화합물이다. 일 실시 형태에서, 본 발명의 조성물에 사용되는 플루오로올레핀은 2개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 화합물을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 플루오로올레핀은 3개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 화합물을 포함하며, 또 다른 실시 형태에서, 플루오로올레핀은 3개 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 화합물을 포함한다. 대표적인 플루오로올레핀에는 표 1, 표 2 및 표 3에 열거된 바와 같은 모든 화합물이 포함되지만 이로 제한되지 않는다.In some embodiments, the fluoroolefin is a compound comprising a carbon atom, a fluorine atom, and optionally a hydrogen or chlorine atom. In one embodiment, the fluoroolefins used in the compositions of the present invention include compounds having 2 to 12 carbon atoms. In another embodiment, the fluoroolefins include compounds having 3 to 10 carbon atoms, and in yet another embodiment, the fluoroolefins include compounds having 3 to 7 carbon atoms. Representative fluoroolefins include, but are not limited to, all compounds as listed in Tables 1, 2, and 3.

본 발명의 일 실시 형태에서, 제1 냉매는 화학식 E- 또는 Z-R1CH=CHR2(화학식 (i))을 갖는 플루오로올레핀으로부터 선택되며, 여기서 R1 및 R2는, 독립적으로, C1 내지 C6 퍼플루오로알킬 기이다. R1 및 R2 기의 예에는 CF3, C2F5, CF2CF2CF3, CF(CF3)2, CF2CF2CF2CF3, CF(CF3)CF2CF3, CF2CF(CF3)2, C(CF3)3, CF2CF2CF2CF2CF3, CF2CF2CF(CF3)2, C(CF3)2C2F5, CF2CF2CF2CF2CF2CF3, CF(CF3) CF2CF2C2F5, 및 C(CF3)2CF2C2F5가 포함되지만 이로 제한되지 않는다. 일 실시 형태에서, 화학식 (i)의 플루오로올레핀은 분자 내에 4개 이상의 탄소 원자를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 분자 내에 5개 이상의 탄소 원자를 갖는 화학식 (i)의 플루오로올레핀으로부터 선택된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 분자 내에 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 화학식 (i)의 플루오로올레핀으로부터 선택된다. 예시적이고 비제한적인 화학식 (i) 화합물이 표 1에 제시되어 있다.In one embodiment of the invention, the first refrigerant is selected from fluoroolefins having the formula E- or ZR 1 CH = CHR 2 (formula (i)), wherein R 1 and R 2 are independently C 1 To C 6 perfluoroalkyl group. Examples of groups R 1 and R 2 include CF 3 , C 2 F 5, CF 2 CF 2 CF 3 , CF (CF 3 ) 2 , CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 , CF (CF 3 ) CF 2 CF 3 , CF 2 CF (CF 3 ) 2 , C (CF 3 ) 3 , CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 , CF 2 CF 2 CF (CF 3 ) 2 , C (CF 3 ) 2 C 2 F 5 , CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 , CF (CF 3 ) CF 2 CF 2 C 2 F 5 , and C (CF 3 ) 2 CF 2 C 2 F 5 , including but not limited to. In one embodiment, the fluoroolefins of formula (i) have four or more carbon atoms in the molecule. In another embodiment, the first refrigerant is selected from fluoroolefins of formula (i) having at least 5 carbon atoms in the molecule. In another embodiment, the first refrigerant is selected from fluoroolefins of formula (i) having at least 6 carbon atoms in the molecule. Exemplary and non-limiting compounds of Formula (i) are shown in Table 1.

Figure pct00001
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Figure pct00002
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Figure pct00003
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화학식 (i)의 화합물은 화학식 R1I의 퍼플루오로알킬 요오다이드를 화학식 R2CH=CH2의 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀과 접촉시켜 화학식 R1CH2CHIR2의 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸을 형성함으로써 제조될 수 있다. 이러한 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸은 이어서 탈하이드로요오드화(dehydroiodination)되어 R1CH=CHR2를 형성할 수 있다. 대안적으로, 올레핀 R1CH=CHR2은 화학식 R2I의 퍼플루오로알킬 요오다이드를 화학식 R1CH=CH2의 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀과 반응시킴으로써 결과적으로 형성되는 화학식 R1CHICH2R2의 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸의 탈하이드로요오드화에 의해 제조될 수 있다.(I), the compound is a tri-dihydro-iodo of formula R 1 CH 2 CHIR 2 is contacted with an alkyl tri-dihydro-olefin perfluoroalkyl of general formula R 1 I perfluoroalkyl iodide Id formula R 2 CH = with CH 2 of It can be prepared by forming a perfluoroalkane. Such trihydroiodoperfluoroalkanes may then be dehydroiodination to form R 1 CH═CHR 2 . Alternatively, the olefin R 1 CH = CHR 2 is the formula R 1 is consequently formed by an alkyl tri-dihydro-olefin and the reaction perfluoroalkyl of formula R 2 I of the formula with an alkyl iodide perfluoro R 1 CH = CH 2 It can be prepared by dehydroiodation of trihydroiodoperfluoroalkane of CHICH 2 R 2 .

퍼플루오로알킬 요오다이드와 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀의 접촉은, 반응 온도에서 반응물 및 생성물의 자생 압력 하에서 작동할 수 있는 적합한 반응 용기 내에서 반응물들을 조합함으로써 배치 방식(batch mode)으로 일어날 수 있다. 적합한 반응 용기에는 특히 오스테나이트 유형의 스테인레스강, 및 잘 알려져 있는 고니켈 합금, 예를 들어 모넬(Monel)(등록상표) 니켈-구리 합금, 하스텔로이(Hastelloy)(등록상표) 니켈계 합금 및 인코넬(Inconel)(등록상표) 니켈-크롬 합금으로 제조된 것들이 포함된다.Contact of the perfluoroalkyl iodide with the perfluoroalkyltrihydroolefin takes place in a batch mode by combining the reactants in a suitable reaction vessel that can operate under autogenous pressure of the reactants and the product at the reaction temperature. Can be. Suitable reaction vessels include, in particular, austenitic stainless steels, and well-known high nickel alloys such as Monel® nickel-copper alloys, Hastelloy® nickel-based alloys and inconels (Inconel®) includes those made of nickel-chromium alloys.

대안적으로, 반응은 반응 온도에서 펌프와 같은 적합한 첨가 장치에 의해 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀 반응물이 퍼플루오로알킬 요오다이드 반응물에 첨가되는 반-배치 방식으로 수행될 수 있다.Alternatively, the reaction may be carried out in a semi-batch manner in which the perfluoroalkyltrihydroolefin reactant is added to the perfluoroalkyl iodide reactant by a suitable addition device such as a pump at the reaction temperature.

퍼플루오로알킬 요오다이드 대 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀의 비는 약 1:1 내지 약 4:1, 바람직하게는 약 1.5:1 내지 2.5:1이어야 한다. 1.5:1 미만의 비는 문헌[Jeanneaux, et. al. in Journal of Fluorine Chemistry, Vol. 4, pages 261-270 (1974)]에 의해 보고된 바와 같이 다량의 2:1 부가물을 야기하는 경향이 있다.The ratio of perfluoroalkyl iodide to perfluoroalkyltrihydroolefin should be about 1: 1 to about 4: 1, preferably about 1.5: 1 to 2.5: 1. A ratio of less than 1.5: 1 is described by Jeanneaux, et. al. in Journal of Fluorine Chemistry , Vol. 4, pages 261-270 (1974), tend to result in large amounts of 2: 1 adducts.

상기 퍼플루오로알킬 요오다이드를 상기 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀과 접촉시키기에 바람직한 온도는 바람직하게는 약 150℃ 내지 300℃의 범위 내, 바람직하게는 약 170℃ 내지 약 250℃, 그리고 가장 바람직하게는 약 180℃ 내지 약 230℃이다.The preferred temperature for contacting the perfluoroalkyl iodide with the perfluoroalkyltrihydroolefin is preferably in the range of about 150 ° C to 300 ° C, preferably about 170 ° C to about 250 ° C, and most Preferably from about 180 ° C to about 230 ° C.

퍼플루오로알킬 요오다이드와 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀의 반응에 적합한 접촉 시간은 약 0.5시간 내지 18시간, 바람직하게는 약 4시간 내지 약 12시간이다.Suitable contact times for the reaction of perfluoroalkyl iodide and perfluoroalkyltrihydroolefin are from about 0.5 hours to 18 hours, preferably from about 4 hours to about 12 hours.

퍼플루오로알킬 요오다이드와 퍼플루오로알킬트라이하이드로올레핀의 반응에 의해 제조된 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸은 탈하이드로요오드화 단계에서 직접 사용될 수 있거나, 바람직하게는 탈하이드로요오드화 단계 전에 증류에 의해 회수 및 정제될 수 있다.Trihydroiodoperfluoroalkanes prepared by the reaction of perfluoroalkyl iodides with perfluoroalkyltrihydroolefins can be used directly in the dehydroiodation step, or preferably in distillation prior to the dehydroiodation step Can be recovered and purified.

탈하이드로요오드화 단계는 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸을 염기성 물질과 접촉시킴으로써 수행된다. 적합한 염기성 물질에는 알칼리 금속 수산화물(예를 들어, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨), 알칼리 금속 산화물(예를 들어, 산화나트륨), 알칼리 토금속 수산화물(예를 들어, 수산화칼슘), 알칼리 토금속 산화물(예를 들어, 산화칼슘), 알칼리 금속 알콕사이드(예를 들어, 소듐 메톡사이드 또는 소듐 에톡사이드), 수성 암모니아, 소듐 아미드, 또는 소다 석회와 같은 염기성 물질들의 혼합물이 포함된다. 바람직한 염기성 물질은 수산화나트륨 및 수산화칼륨이다.The dehydroiodination step is carried out by contacting trihydroiodoperfluoroalkane with a basic substance. Suitable basic materials include alkali metal hydroxides (eg sodium or potassium hydroxide), alkali metal oxides (eg sodium oxide), alkaline earth metal hydroxides (eg calcium hydroxide), alkaline earth metal oxides (eg Calcium oxide), alkali metal alkoxides (eg sodium methoxide or sodium ethoxide), aqueous ammonia, sodium amide, or mixtures of basic materials such as soda lime. Preferred basic materials are sodium hydroxide and potassium hydroxide.

트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸과 염기성 물질의 상기 접촉은 바람직하게는 둘 모두의 반응물의 적어도 일부를 용해시킬 수 있는 용매의 존재 하에서 액체 상에서 일어날 수 있다. 탈하이드로요오드화 단계에 적합한 용매에는 하나 이상의 극성 유기 용매, 예를 들어 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 아이소프로판올, n-부탄올, 아이소부탄올, 및 3차 부탄올), 니트릴(예를 들어, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 벤조니트릴, 또는 아디포니트릴), 다이메틸 설폭사이드, N,N-다이메틸포름아미드, N,N-다이메틸아세트아미드, 또는 설포레인이 포함된다. 용매의 선택은 생성물의 비등점 및 정제 동안 생성물로부터 미량의 용매의 분리 용이성에 좌우될 수 있다. 전형적으로, 에탄올 또는 아이소프로판올이 반응을 위한 양호한 용매이다.Said contacting of the trihydroiodoperfluoroalkane with the basic substance may occur in the liquid phase, preferably in the presence of a solvent capable of dissolving at least a portion of both reactants. Suitable solvents for the dehydroiodination step include one or more polar organic solvents such as alcohols (eg, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and tertiary butanol), nitrile (eg For example, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, benzonitrile, or adiponitrile), dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, or sulfolane This includes. The choice of solvent may depend on the boiling point of the product and the ease of separation of trace solvents from the product during purification. Typically, ethanol or isopropanol is a good solvent for the reaction.

전형적으로, 탈하이드로요오드화 반응은 반응물들 중 하나(염기성 물질 또는 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸 중 어느 하나)를 적합한 반응 용기 내의 다른 반응물에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 상기 반응 용기는 유리, 세라믹, 또는 금속으로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 임펠러 또는 교반 메커니즘으로 교반된다.Typically, the dehydroiodination reaction can be carried out by adding one of the reactants (either basic material or trihydroiodoperfluoroalkane) to the other reactants in a suitable reaction vessel. The reaction vessel may be made of glass, ceramic, or metal and is preferably stirred with an impeller or stirring mechanism.

탈하이드로요오드화 반응에 적합한 온도는 약 10℃ 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 70℃이다. 탈하이드로요오드화 반응은 주위 압력에서, 또는 감압 또는 승압에서 수행될 수 있다. 화학식 (i)의 화합물이 형성될 때 반응 용기로부터 화학식 (i)의 화합물이 증류되는 탈하이드로요오드화 반응이 주목된다.Suitable temperatures for the dehydroiodination reaction are from about 10 ° C to about 100 ° C, preferably from about 20 ° C to about 70 ° C. The dehydroiodination reaction can be carried out at ambient pressure or at reduced or elevated pressure. Of note is a dehydroiodination reaction in which the compound of formula (i) is distilled from the reaction vessel when the compound of formula (i) is formed.

대안적으로, 탈하이드로요오드화 반응은 상기 염기성 물질의 수용액을 상 전달 촉매의 존재 하에서 알칸(예를 들어, 헥산, 헵탄, 또는 옥탄), 방향족 탄화수소(예를 들어, 톨루엔), 할로겐화 탄화수소(예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소, 또는 퍼클로로에틸렌), 또는 에테르(예를 들어, 다이에틸 에테르, 메틸 tert-부틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 2-메틸 테트라하이드로푸란, 다이옥산, 다이메톡시에탄, 다이글라임, 또는 테트라글라임)와 같은 더 낮은 극성의 하나 이상의 유기 용매 중 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸의 용액과 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 적합한 상 전달 촉매에는 4차 암모늄 할라이드(예를 들어, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 하이드로설페이트, 트라이에틸벤질암모늄 클로라이드, 도데실트라이메틸암모늄 클로라이드, 및 트라이카프릴릴메틸암모늄 클로라이드), 4차 포스포늄 할라이드(예를 들어, 트라이페닐메틸포스포늄 브로마이드 및 테트라페닐포스포늄 클로라이드), 또는 당업계에 크라운 에테르(예를 들어, 18-크라운-6 및 15-크라운-5)로서 알려져 있는 환형 폴리에테르 화합물이 포함된다.Alternatively, the dehydroiodination reaction may be performed by treating an aqueous solution of the basic material with an alkane (eg hexane, heptane, or octane), an aromatic hydrocarbon (eg toluene), a halogenated hydrocarbon (eg Methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, or perchloroethylene), or ethers (eg, diethyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, Or a solution of trihydroiodoperfluoroalkane in one or more organic solvents of lower polarity such as diglyme, or tetraglyme). Suitable phase transfer catalysts include quaternary ammonium halides (eg, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium hydrosulfate, triethylbenzylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, and tricaprylylmethylammonium chloride), quaternary Phosphonium halides (eg triphenylmethylphosphonium bromide and tetraphenylphosphonium chloride), or cyclic polys known in the art as crown ethers (eg 18-crown-6 and 15-crown-5) Ether compounds are included.

대안적으로, 탈하이드로요오드화 반응은 고체 또는 액체 염기성 물질에 트라이하이드로요오도퍼플루오로알칸을 첨가함으로써 용매의 부재 하에서 수행될 수 있다.Alternatively, the dehydroiodination reaction can be carried out in the absence of solvent by adding trihydroiodoperfluoroalkane to the solid or liquid basic material.

탈하이드로요오드화 반응에 적합한 반응 시간은 반응물의 용해도에 따라 약 15분 내지 약 6시간 이상이다. 전형적으로, 탈하이드로요오드화 반응은 신속하며, 완료를 위해 약 30분 내지 약 3시간이 필요하다. 화학식 (i)의 화합물은 물을 첨가한 후의 상 분리에 의해, 증류에 의해, 또는 이들의 조합에 의해 탈하이드로요오드화 반응 혼합물로부터 회수될 수 있다.Suitable reaction times for the dehydroiodination reaction are from about 15 minutes to about 6 hours or more, depending on the solubility of the reactants. Typically, the dehydroiodination reaction is rapid and requires about 30 minutes to about 3 hours to complete. The compound of formula (i) may be recovered from the dehydroiodation reaction mixture by phase separation after addition of water, by distillation, or by a combination thereof.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 환형 플루오로올레핀(사이클로-[CX=CY(CZW)n-](화학식 (ii))을 포함하는 플루오로올레핀으로부터 선택되며, 여기서 X, Y, Z, 및 W는 독립적으로 H 및 F로부터 선택되고, n은 2 내지 5의 정수이다. 일 실시 형태에서, 화학식 (ii)의 플루오로올레핀은 분자 내에 적어도 약 3개의 탄소 원자를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 화학식 (ii)의 플루오로올레핀은 분자 내에 적어도 약 4개의 탄소 원자를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 화학식 (ii)의 플루오로올레핀은 분자 내에 적어도 약 5개의 탄소 원자를 갖는다. 또 다른 실시 형태에서, 화학식 (ii)의 플루오로올레핀은 분자 내에 적어도 약 6개의 탄소 원자를 갖는다. 화학식 (ii)의 대표적인 환형 플루오로올레핀이 표 2에 열거되어 있다.In another embodiment of the invention, the first refrigerant is selected from fluoroolefins comprising cyclic fluoroolefins (cyclo- [CX = CY (CZW) n− ] (Formula (ii)), wherein X, Y, Z, and W are independently selected from H and F, n is an integer from 2 to 5. In one embodiment, the fluoroolefins of formula (ii) have at least about 3 carbon atoms in the molecule. In a form, the fluoroolefins of formula (ii) have at least about 4 carbon atoms in the molecule In another embodiment, the fluoroolefins of formula (ii) have at least about 5 carbon atoms in the molecule. In an embodiment, the fluoroolefins of formula (ii) have at least about 6 carbon atoms in the molecule Representative cyclic fluoroolefins of formula (ii) are listed in Table 2.

Figure pct00004
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본 발명의 제1 냉매는 화학식 (i) 또는 화학식 (ii)의 단일 화합물, 예를 들어 표 1 또는 표 2의 화합물들 중 하나를 포함할 수 있거나, 화학식 (i) 또는 화학식 (ii)의 화합물들의 조합을 포함할 수 있다.The first refrigerant of the present invention may comprise a single compound of formula (i) or formula (ii), for example one of the compounds of Table 1 or Table 2, or a compound of formula (i) or formula (ii) Combinations thereof.

다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 표 3에 열거된 화합물을 포함하는 플루오로올레핀으로부터 선택된다.In another embodiment, the first refrigerant is selected from fluoroolefins including the compounds listed in Table 3.

Figure pct00005
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Figure pct00006
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Figure pct00007
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표 2 및 표 3에 열거된 화합물은 구매가능하거나, 당업계에 공지되어 있거나 본 명세서에 기술된 바와 같은 공정에 의해 제조될 수 있다.The compounds listed in Tables 2 and 3 are commercially available or can be prepared by processes known in the art or as described herein.

1,1,1,4,4-펜타플루오로-2-부텐은 1,1,1,2,4,4-헥사플루오로부탄(CHF2CH2CHFCF3)으로부터, 실온에서 증기 상에서 고체 KOH를 사용하여 탈하이드로플루오르화(dehydrofluorination)에 의해 제조될 수 있다. 1,1,1,2,4,4-헥사플루오로부탄의 합성은 미국 특허 제6,066,768호에 기재되어 있다. 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐은 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-요오도부탄(CF3CHICH2CF3)으로부터, 약 60℃에서 상 전달 촉매를 사용하여 KOH와의 반응에 의해 제조될 수 있다. 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-요오도부탄의 합성은 약 8시간 동안 자생 압력 하에 약 200℃에서 퍼플루오로메틸 요오다이드(CF3I)와 3,3,3-트라이플루오로프로펜(CF3CH=CH2)의 반응에 의해 수행될 수 있다.1,1,1,4,4-pentafluoro-2-butene is solid KOH from vapor at room temperature from 1,1,1,2,4,4-hexafluorobutane (CHF 2 CH 2 CHFCF 3 ) It can be prepared by dehydrofluorination using. The synthesis of 1,1,1,2,4,4-hexafluorobutane is described in US Pat. No. 6,066,768. 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene was obtained from 1,1,1,4,4,4-hexafluoro- 2- iodobutane (CF 3 CHICH 2 CF 3 ) , By reaction with KOH using a phase transfer catalyst at about 60 ° C. Synthesis of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-iodobutane was performed with perfluoromethyl iodide (CF 3 I) and 3, at about 200 ° C. under autogenous pressure for about 8 hours. It can be carried out by the reaction of 3,3-trifluoropropene (CF 3 CH = CH 2 ).

3,4,4,5,5,5-헥사플루오로-2-펜텐은 200 내지 300℃에서 탄소 촉매를 이용하거나 고체 KOH를 사용하여 1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로펜탄(CF3CF2CF2CH2CH3)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다. 1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로펜탄은 3,3,4,4,5,5,5-헵타플루오로-1-펜텐(CF3CF2CF2CH=CH2)의 수소화에 의해 제조될 수 있다.3,4,4,5,5,5-hexafluoro-2-pentene can be prepared using 1,1,1,2,2,3,3-hepta using a carbon catalyst at 200 to 300 ° C. or using solid KOH. It may be prepared by dehydrofluorination of fluoropentane (CF 3 CF 2 CF 2 CH 2 CH 3 ). 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropentane is 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-pentene (CF 3 CF 2 CF 2 CH = CH 2 ) by hydrogenation.

1,1,1,2,3,4-헥사플루오로-2-부텐은 고체 KOH를 사용하여 1,1,1,2,3,3,4-헵타플루오로부탄(CH2FCF2CHFCF3)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.1,1,1,2,3,4-hexafluoro-2-butene was prepared using 1,1,1,2,3,3,4-heptafluorobutane (CH 2 FCF 2 CHFCF 3 using solid KOH). Dehydrofluorination).

1,1,1,2,4,4-헥사플루오로-2-부텐은 고체 KOH를 사용하여 1,1,1,2,2,4,4-헵타플루오로부탄(CHF2CH2CF2CF3)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.1,1,1,2,4,4-hexafluoro-2-butene was converted to 1,1,1,2,2,4,4-heptafluorobutane (CHF 2 CH 2 CF 2 using solid KOH). By dehydrofluorination of CF 3 ).

1,1,1,3,4,4-헥사플루오로2-부텐은 고체 KOH를 사용하여 1,1,1,3,3,4,4-헵타플루오로부탄(CF3CH2CF2CHF2)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.1,1,1,3,4,4-hexafluoro2-butene was converted to 1,1,1,3,3,4,4-heptafluorobutane (CF 3 CH 2 CF 2 CHF using solid KOH). 2 ) by dehydrofluorination.

1,1,1,2,4-펜타플루오로-2-부텐은 고체 KOH를 사용하여 1,1,1,2,2,3-헥사플루오로부탄(CH2FCH2CF2CF3)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.1,1,1,2,4-pentafluoro-2-butene was converted to 1,1,1,2,2,3-hexafluorobutane (CH 2 FCH 2 CF 2 CF 3 ) using solid KOH. It may be prepared by dehydrofluorination.

1,1,1,3,4-펜타플루오로-2-부텐은 고체 KOH를 사용하여 1,1,1,3,3,4-헥사플루오로부탄(CF3CH2CF2CH2F)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.1,1,1,3,4-pentafluoro-2-butene was converted to 1,1,1,1,3,3,4-hexafluorobutane (CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 F) using solid KOH. It can be prepared by the dehydrofluorination of.

1,1,1,3-테트라플루오로-2-부텐은 120℃에서 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(CF3CH2CF2CH3)을 수성 KOH와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.1,1,1,3-tetrafluoro-2-butene is prepared by reacting 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (CF 3 CH 2 CF 2 CH 3 ) with aqueous KOH at 120 ° C. Can be.

1,1,1,4,4,5,5,5-옥타플루오로-2-펜텐은 (CF3CHICH2CF2CF3)으로부터, 약 60℃에서 상 전달 촉매를 사용하여 KOH와의 반응에 의해 제조될 수 있다. 4-요오도-1,1,1,2,2,5,5,5-옥타플루오로펜탄의 합성은 약 8시간 동안 자생 압력 하에 약 200℃에서 퍼플루오로에틸요오다이드(CF3CF2I)와 3,3,3-트라이플루오로프로펜의 반응에 의해 수행될 수 있다.1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene was reacted with KOH from (CF 3 CHICH 2 CF 2 CF 3 ) using a phase transfer catalyst at about 60 ° C. Can be prepared by Synthesis of 4-iodo-1,1,1,2,2,5,5,5-octafluoropentane was performed using perfluoroethyl iodide (CF 3 CF at about 200 ° C. under autogenous pressure for about 8 hours. It can be carried out by the reaction of 2 I) with 3,3,3-trifluoropropene.

1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-데카플루오로-3-헥센은 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-데카플루오로-3-요오도헥산(CF3CF2CHICH2CF2CF3)으로부터, 약 60℃에서 상 전달 촉매를 사용하여 KOH와의 반응에 의해 제조될 수 있다. 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-데카플루오로-3-요오도헥산의 합성은 약 8시간 동안 자생 압력 하에 약 200℃에서 퍼플루오로에틸요오다이드(CF3CF2I)와 3,3,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐(CF3CF2CH=CH2)의 반응에 의해 수행될 수 있다.1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-decafluoro-3-hexene has 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-decafluoro From rho- 3- iodohexane (CF 3 CF 2 CHICH 2 CF 2 CF 3 ), can be prepared by reaction with KOH at about 60 ° C. using a phase transfer catalyst. Synthesis of 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-decafluoro-3-iodohexane was performed with perfluoroethyl iodide at about 200 ° C. under autogenous pressure for about 8 hours. It can be carried out by the reaction of (CF 3 CF 2 I) and 3,3,4,4,4-pentafluoro-1-butene (CF 3 CF 2 CH = CH 2 ).

1,1,1,4,5,5,5-헵타플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-2-펜텐은 아이소프로판올 중 KOH를 사용하여 1,1,1,2,5,5,5-헵타플루오로-4-요오도-2-(트라이플루오로메틸)-펜탄(CF3CHICH2CF(CF3)2)의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다. CF3CHICH2CF(CF3)2는 약 200℃와 같은 고온에서 (CF3)2CFI와 CF3CH=CH2의 반응으로부터 제조된다.1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4- (trifluoromethyl) -2-pentene is prepared using 1,1,1,2,5,5, It can be prepared by dehydrofluorination of 5-heptafluoro-4-iodo-2- (trifluoromethyl) -pentane (CF 3 CHICH 2 CF (CF 3 ) 2 ). CF 3 CHICH 2 CF (CF 3 ) 2 is prepared at a high temperature such as about 200 ℃ (CF 3) 2 from the reaction of CFI and CF 3 CH = CH 2.

1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-데카플루오로-2-헥센은 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐(CF3CH=CHCF3)을 테트라플루오로에틸렌(CF2=CF2) 및 안티몬 펜타플루오라이드(SbF5)와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-decafluoro-2-hexene is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene (CF 3 CH = CHCF 3 ) may be prepared by reacting with tetrafluoroethylene (CF 2 = CF 2 ) and antimony pentafluoride (SbF 5 ).

2,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐은 승온에서 불화 알루미나(fluorided alumina)를 사용하여 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로부탄의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.2,3,3,4,4-pentafluoro-1-butene is dehydrofluorinated of 1,1,2,2,3,3-hexafluorobutane using fluorided alumina at elevated temperature It can be prepared by.

2,3,3,4,4,5,5,5-옥타플루오로-1-펜텐은 고체 KOH를 사용하여 2,2,3,3,4,4,5,5,5-노나플루오로펜탄의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.2,3,3,4,4,5,5,5-octafluoro-1-pentene is a 2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonnafluoro using solid KOH It may be prepared by dehydrofluorination of pentane.

1,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1-펜텐은 승온에서 불화 알루미나를 사용하여 2,2,3,3,4,4,5,5,5-노나플루오로펜탄의 탈하이드로플루오르화에 의해 제조될 수 있다.1,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentene is a 2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonna using alumina fluoride at elevated temperature It may be prepared by dehydrofluorination of fluoropentane.

화학식 1, 화학식 2, 표 1, 표 2 및 표 3의 화합물들 중 다수는 상이한 배위 이성체 또는 입체이성체로서 존재한다. 특정 이성체가 지정되지 않은 경우, 본 발명은 모든 단일 배위 이성체, 단일 입체이성체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고자 한다. 예를 들어, F11E는 E-이성체, Z-이성체, 또는 임의의 비율의 두 이성체의 임의의 조합 또는 혼합물을 나타내고자 한다. 다른 예로서, HFO-1225ye는 E-이성체, Z-이성체, 또는 임의의 비율의 두 이성체의 임의의 조합 또는 혼합물을 나타내고자 한다.Many of the compounds of Formula 1, Formula 2, Table 1, Table 2, and Table 3 exist as different configurational isomers or stereoisomers. If a particular isomer is not specified, the present invention is intended to include all single configurational isomers, single stereoisomers, or any combination thereof. For example, F11E is intended to represent E-isomers, Z-isomers, or any combination or mixture of two isomers in any ratio. As another example, HFO-1225ye is intended to represent E-isomers, Z-isomers, or any combination or mixture of two isomers in any ratio.

부가적으로, 제1 냉매는 화학식 (i), 화학식 (ii), 표 1, 표 2 및 표 3의 단일 플루오로올레핀들 중 임의의 것일 수 있거나, 화학식 (i), 화학식 (ii), 표 1, 표 2 및 표 3으로부터의 여러 플루오로올레핀들의 임의의 조합일 수 있다.Additionally, the first refrigerant may be any of the single fluoroolefins of Formula (i), Formula (ii), Table 1, Table 2, and Table 3, or may be Formula (i), Formula (ii), Table It can be any combination of several fluoroolefins from 1, Table 2 and Table 3.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 화학식 (i), 화학식 (ii), 표 1, 표 2 및 표 3으로부터 선택되는 단일의 플루오로올레핀 또는 다수의 플루오로올레핀과, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르, 탄화수소, CF3I, 암모니아(NH3), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 및 이들의 혼합물 - 전술한 화합물들 중 임의의 것의 혼합물을 의미함 - 로부터 선택되는 적어도 하나의 추가 냉매의 임의의 조합일 수 있다.In some embodiments, the first refrigerant comprises a single fluoroolefin or a plurality of fluoroolefins selected from Formula (i), Formula (ii), Table 1, Table 2, and Table 3, hydrofluorocarbon, fluoro At least selected from ethers, hydrocarbons, CF 3 I, ammonia (NH 3 ), carbon dioxide (CO 2 ), nitrous oxide (N 2 O), and mixtures thereof, meaning mixtures of any of the foregoing compounds It can be any combination of one additional refrigerant.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 탄소, 수소 및 불소를 포함하는 적어도 하나의 포화 화합물을 포함하는 하이드로플루오로카본을 포함할 수 있다. 1개 내지 7개의 탄소 원자를 가지며 표준 비등점이 약 -90℃ 내지 약 80℃인 하이드로플루오로카본이 특히 유용하다. 하이드로플루오로카본은 여러 공급처로부터 구매가능한 상품이거나, 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 대표적인 하이드로플루오로카본 화합물에는 플루오로메탄(CH3F, HFC-41), 다이플루오로메탄(CH2F2, HFC-32), 트라이플루오로메탄(CHF3, HFC-23), 펜타플루오로에탄(CF3CHF2, HFC-125), 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(CHF2CHF2, HFC-134), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(CF3CH2F, HFC-134a), 1,1,1-트라이플루오로에탄(CF3CH3, HFC-143a), 1,1-다이플루오로에탄(CHF2CH3, HFC-152a), 플루오로에탄(CH3CH2F, HFC-161), 1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로프로판(CF3CF2CHF2, HFC-227ca), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(CF3CHFCF3, HFC-227ea), 1,1,2,2,3,3,-헥사플루오로프로판(CHF2CF2CHF2, HFC-236ca), 1,1,1,2,2,3-헥사플루오로프로판(CF3CF3CH2F, HFC-236cb), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(CF3CHFCHF2, HFC-236ea), 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판(CF3CH2CF3, HFC-236fa), 1,1,2,2,3-펜타플루오로프로판(CHF2CF2CH2F, HFC-245ca), 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판(CF3CF2CH3, HFC-245cb), 1,1,2,3,3-펜타플루오로프로판(CHF2CHFCHF2, HFC-245ea), 1,1,1,2,3-펜타플루오로프로판(CF3CHFCH2F, HFC-245eb), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(CF3CH2CHF2, HFC-245fa), 1,2,2,3-테트라플루오로프로판(CH2FCF2CH2F, HFC-254ca), 1,1,2,2-테트라플루오로프로판(CHF2CF2CH3, HFC-254cb), 1,1,2,3-테트라플루오로프로판(CHF2CHFCH2F, HFC-254ea), 1,1,1,2-테트라플루오로프로판(CF3CHFCH3, HFC-254eb), 1,1,3,3-테트라플루오로프로판(CHF2CH2CHF2, HFC-254fa), 1,1,1,3-테트라플루오로프로판(CF3CH2CH2F, HFC-254fb), 1,1,1-트라이플루오로프로판(CF3CH2CH3, HFC-263fb), 2,2-다이플루오로프로판(CH3CF2CH3, HFC-272ca), 1,2-다이플루오로프로판(CH2FCHFCH3, HFC-272ea), 1,3-다이플루오로프로판(CH2FCH2CH2F, HFC-272fa), 1,1-다이플루오로프로판(CHF2CH2CH3, HFC-272fb), 2-플루오로프로판(CH3CHFCH3, HFC-281ea), 1-플루오로프로판(CH2FCH2CH3, HFC-281fa), 1,1,2,2,3,3,4,4-옥타플루오로부탄(CHF2CF2CF2CHF2, HFC-338pcc), 1,1,1,2,2,4,4,4-옥타플루오로부탄(CF3CH2CF2CF3, HFC-338mf), 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(CF3CH2CHF2, HFC-365mfc), 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-데카플루오로펜탄(CF3CHFCHFCF2CF3, HFC-43-10mee), 및 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-테트라데카플루오로헵탄(CF3CF2CHFCHFCF2CF2CF3, HFC-63-14mee)이 포함되지만 이로 제한되지 않는다.In some embodiments, the first refrigerant may comprise a hydrofluorocarbon comprising at least one saturated compound comprising carbon, hydrogen and fluorine. Hydrofluorocarbons having 1 to 7 carbon atoms and a standard boiling point of about -90 ° C to about 80 ° C are particularly useful. Hydrofluorocarbons are commercially available from several sources or can be prepared by methods known in the art. Representative hydrofluorocarbon compounds include fluoromethane (CH 3 F, HFC-41), difluoromethane (CH 2 F 2 , HFC-32), trifluoromethane (CHF 3 , HFC-23), pentafluoro Loethane (CF 3 CHF 2 , HFC-125), 1,1,2,2-tetrafluoroethane (CHF 2 CHF 2 , HFC-134), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CF 3 CH 2 F, HFC-134a), 1,1,1-trifluoroethane (CF 3 CH 3 , HFC-143a), 1,1-difluoroethane (CHF 2 CH 3 , HFC-152a), Fluoroethane (CH 3 CH 2 F, HFC-161), 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropropane (CF 3 CF 2 CHF 2 , HFC-227ca), 1,1, 1,2,3,3,3-heptafluoropropane (CF 3 CHFCF 3 , HFC-227ea), 1,1,2,2,3,3, -hexafluoropropane (CHF 2 CF 2 CHF 2 , HFC-236ca), 1,1,1,2,2,3-hexafluoropropane (CF 3 CF 3 CH 2 F, HFC-236cb), 1,1,1,2,3,3-hexafluoro Propane (CF 3 CHFCHF 2 , HFC-236ea), 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (CF 3 CH 2 CF 3 , HFC-236fa), 1,1,2,2,3 Pentafluoropropane (CHF 2 CF 2 CH 2 F, HFC-245ca), 1,1,1 , 2,2-pentafluoropropane (CF 3 CF 2 CH 3 , HFC-245cb), 1,1,2,3,3-pentafluoropropane (CHF 2 CHFCHF 2 , HFC-245ea), 1,1 , 1,2,3-pentafluoropropane (CF 3 CHFCH 2 F, HFC-245eb), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (CF 3 CH 2 CHF 2 , HFC-245fa), 1,2,2,3-tetrafluoropropane (CH 2 FCF 2 CH 2 F, HFC-254ca), 1,1,2,2-tetrafluoropropane (CHF 2 CF 2 CH 3 , HFC-254cb) , 1,1,2,3-tetrafluoropropane (CHF 2 CHFCH 2 F, HFC-254ea), 1,1,1,2-tetrafluoropropane (CF 3 CHFCH 3 , HFC-254eb), 1, 1,3,3-tetrafluoropropane (CHF 2 CH 2 CHF 2 , HFC-254fa), 1,1,1,3-tetrafluoropropane (CF 3 CH 2 CH 2 F, HFC-254fb), 1 , 1,1-trifluoropropane (CF 3 CH 2 CH 3 , HFC-263fb), 2,2-difluoropropane (CH 3 CF 2 CH 3 , HFC-272ca), 1,2-difluoro Propane (CH 2 FCHFCH 3 , HFC-272ea), 1,3-difluoropropane (CH 2 FCH 2 CH 2 F, HFC-272fa), 1,1-difluoropropane (CHF 2 CH 2 CH 3 , HFC-272fb), 2-fluoro Propane (CH 3 CHFCH 3, HFC- 281ea), propane, 1-fluoro (CH 2 FCH 2 CH 3, HFC-281fa), a 1,1,2,2,3,3,4,4- octafluoro-butane (CHF 2 CF 2 CF 2 CHF 2 , HFC-338pcc), 1,1,1,2,2,4,4,4-octafluorobutane (CF 3 CH 2 CF 2 CF 3 , HFC-338mf), 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (CF 3 CH 2 CHF 2 , HFC-365mfc), 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro Pentane (CF 3 CHFCHFCF 2 CF 3 , HFC-43-10mee), and 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoroheptane (CF 3 CF 2 CHFCHFCF 2 CF 2 CF 3 , HFC-63-14mee), but is not limited thereto.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 플루오로에테르를 추가로 포함할 수 있다. 플루오로에테르는 탄소, 불소, 산소 및 선택적으로 수소, 염소, 브롬 또는 요오드를 갖는 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 플루오로에테르는 구매가능하거나, 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 대표적인 플루오로에테르에는 노나플루오로메톡시부탄(C4F9OCH3, 이들의 임의의 또는 모든 가능한 이성체 또는 혼합물); 노나플루오로에톡시부탄(C4F9OC2H5, 이들의 임의의 또는 모든 가능한 이성체 또는 혼합물); 2-다이플루오로메톡시-1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFOC-236eaEβγ, 또는 CHF2OCHFCF3); 1,1-다이플루오로-2-메톡시에탄(HFOC-272fbEβγ, CH3OCH2CHF2); 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-(플루오로메톡시)프로판(HFOC-347mmzEβγ, 또는 CH2FOCH(CF3)2); 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-메톡시프로판(HFOC-356mmzEβγ, 또는 CH3OCH(CH3)2); 1,1,1,2,2-펜타플루오로-3-메톡시프로판(HFOC-365mcEγδ, 또는 CF3CF2CH2OCH3); 2-에톡시-1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (HFOC-467mmyEβγ, 또는 CH3CH2OCF(CF3)2; 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 제한되지 않는다.In some embodiments, the first refrigerant may further comprise a fluoroether. Fluoroethers include at least one compound having carbon, fluorine, oxygen and optionally hydrogen, chlorine, bromine or iodine. Fluoroethers are commercially available or can be prepared by methods known in the art. Representative fluoroethers include nonafluoromethoxybutane (C 4 F 9 OCH 3 , any or all possible isomers or mixtures thereof); Nonafluoroethoxybutane (C 4 F 9 OC 2 H 5 , any or all possible isomers or mixtures thereof); 2-difluoromethoxy-1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFOC-236eaEβγ, or CHF 2 OCHFCF 3 ); 1,1-difluoro-2-methoxyethane (HFOC-272fbEβγ, CH 3 OCH 2 CHF 2 ); 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2- (fluoromethoxy) propane (HFOC-347mmzEβγ, or CH 2 FOCH (CF 3 ) 2 ); 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methoxypropane (HFOC-356mmzEβγ, or CH 3 OCH (CH 3 ) 2 ); 1,1,1,2,2-pentafluoro-3-methoxypropane (HFOC-365mcEγδ, or CF 3 CF 2 CH 2 OCH 3 ); 2-ethoxy-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFOC-467mmyEβγ, or CH 3 CH 2 OCF (CF 3 ) 2 ; and mixtures thereof, including but not limited to Do not.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 적어도 하나의 탄화수소를 추가로 포함할 수 있다. 탄화수소는 탄소 및 수소만을 갖는 화합물이다. 3개 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 화합물이 특히 유용하다. 탄화수소는 다수의 화학물질 공급자를 통해 구매가능하다. 대표적인 탄화수소에는 프로판, n-부탄, 아이소부탄, 사이클로부탄, n-펜탄, 2-메틸부탄, 2,2-다이메틸프로판, 사이클로펜탄, n-헥산, 2-메틸펜탄, 2,2-다이메틸부탄, 2,3-다이메틸부탄, 3-메틸펜탄, 사이클로헥산, n-헵탄, 사이클로헵탄, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 제한되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 개시된 조성물은 다이메틸에테르(DME, CH3OCH3)와 같은, 헤테로원자를 포함하는 탄화수소를 포함할 수 있다. DME는 구매가능하다.In some embodiments, the first refrigerant may further comprise at least one hydrocarbon. Hydrocarbons are compounds having only carbon and hydrogen. Particularly useful are compounds having 3 to 7 carbon atoms. Hydrocarbons are available from a number of chemical suppliers. Representative hydrocarbons include propane, n-butane, isobutane, cyclobutane, n-pentane, 2-methylbutane, 2,2-dimethylpropane, cyclopentane, n-hexane, 2-methylpentane, 2,2-dimethyl Butane, 2,3-dimethylbutane, 3-methylpentane, cyclohexane, n-heptane, cycloheptane, and mixtures thereof, including but not limited to. In some embodiments, the disclosed compositions can include hydrocarbons containing heteroatoms, such as dimethylether (DME, CH 3 OCH 3 ). DME is available for purchase.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 이산화탄소(CO2)를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 다양한 공급처로부터 구매가능하거나 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.In some embodiments, the first refrigerant may further comprise carbon dioxide (CO 2 ), which may be purchased from various sources or prepared by methods known in the art.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 암모니아(NH3)를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 다양한 공급처로부터 구매가능하거나 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.In some embodiments, the first refrigerant may further comprise ammonia (NH 3 ), which may be purchased from various sources or prepared by methods known in the art.

일부 실시 형태에서, 제1 냉매는 요오도트라이플루오로메탄(CF3I)을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 다양한 공급처로부터 구매가능하거나 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.In some embodiments, the first refrigerant may further comprise iodotrifluoromethane (CF 3 I), which may be purchased from various sources or prepared by methods known in the art.

특정 실시 형태에서, 제1 냉매 및 제2 냉매는 하기 표 4에 나타낸 바와 같을 수 있다.In certain embodiments, the first and second refrigerants can be as shown in Table 4 below.

Figure pct00010
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소정 실시 형태에서, 제2 냉매는 HFO-1234yf로 본질적으로 이루어질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제2 냉매는 HFO-1234yf 및 R134a를 포함할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 제2 냉매는 HFO-1234yf 및 R32를 포함할 수 있거나, 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32, 또는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-134a, 또는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-125를 포함할 수 있다.In certain embodiments, the second refrigerant may consist essentially of HFO-1234yf. In another embodiment, the second refrigerant may comprise HFO-1234yf and R134a. In yet another embodiment, the second refrigerant may comprise HFO-1234yf and R32, or trans HFO-1234ze and HFC-32, or trans HFO-1234ze and HFC-134a, or trans HFO-1234ze and HFC-125 It may include.

제2 냉매가 HFO-1234yf로 본질적으로 이루어지는 실시 형태에서, 제1 냉매는 이산화탄소(CO2) 또는 아산화질소(N2O)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 냉매가 HFO-1234yf로 본질적으로 이루어지는 실시 형태에서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함할 수 있다. 제2 냉매가 HFO-1234yf로 본질적으로 이루어지는 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함할 수 있다.In embodiments where the second refrigerant consists essentially of HFO-1234yf, the first refrigerant may comprise carbon dioxide (CO 2 ) or nitrous oxide (N 2 O). Alternatively, in embodiments where the second refrigerant consists essentially of HFO-1234yf, the first refrigerant may comprise HFO-1234yf and HFC-32. In another embodiment, where the second refrigerant consists essentially of HFO-1234yf, the first refrigerant may comprise trans HFO-1234ze and HFC-32.

제2 냉매가 HFO-1234yf 및 HFC-134a를 포함하거나, 제2 냉매가 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 이산화탄소 또는 아산화질소 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 냉매가 HFO-1234yf 및 HFC-134a, 또는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함할 수 있다. 제2 냉매가 HFO-1234yf 및 HFC-134a, 또는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함할 수 있다.In embodiments in which the second refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-134a, or in which the second refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-32, the first refrigerant may comprise either carbon dioxide or nitrous oxide. Alternatively, in embodiments where the second refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-134a, or HFO-1234yf and HFC-32, the first refrigerant may comprise HFO-1234yf and HFC-32. In other embodiments in which the second refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-134a, or HFO-1234yf and HFC-32, the first refrigerant may comprise trans HFO-1234ze and HFC-32.

제2 냉매가 HFO-1234yf 및 R134a를 포함하고, 제1 냉매가 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 특정 실시 형태에서, 제2 냉매는 1 내지 99%의 HFO-1234yf 및 99 내지 1%의 HFC-134a를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 냉매는 1 내지 53.1%의 HFO-1234yf 및 46.9 내지 99%의 HFC-134a를 포함한다. 특히, 제2 냉매는 53%의 HFO-1234yf 및 47%의 HFC-134a를 포함한다. 일 실시 형태에서, 제2 냉매는 1 내지 59%의 HFO-1234yf 및 41 내지 99%의 HFC-134a를 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 제2 냉매는 100℃ 또는 60℃에서 불연성이다. 이러한 조성물은 불연성이며, 40 내지 59%의 1234yf 및 41 내지 60%의 134a의 범위에서 최대 용량을 갖는다. 특히, 제2 냉매는 53%의 HFO-1234yf 및 47%의 HFC-134a를 포함할 수 있다.In certain embodiments in which the second refrigerant comprises HFO-1234yf and R134a, and the first refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-32, the second refrigerant is 1 to 99% HFO-1234yf and 99 to 1% HFC-134a. In one embodiment, the second refrigerant comprises 1-53.1% HFO-1234yf and 46.9-99% HFC-134a. In particular, the second refrigerant comprises 53% HFO-1234yf and 47% HFC-134a. In one embodiment, the second refrigerant comprises 1-59% HFO-1234yf and 41-99% HFC-134a. In this embodiment, the second refrigerant is nonflammable at 100 ° C or 60 ° C. Such compositions are nonflammable and have a maximum dose in the range of 40-59% 1234yf and 41-60% 134a. In particular, the second refrigerant may comprise 53% HFO-1234yf and 47% HFC-134a.

제2 냉매가 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 특정 실시 형태에서, 이들 성분들의 범위는 1 내지 99%의 HFO-1234yf 및 99 내지 1%의 HFC-32일 수 있다. 특정 실시 형태에서, 제2 냉매는 20 내지 99%의 HFO-1234yf 및 80 내지 99%의 HFC-32를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 제2 냉매는 50 내지 99%의 HFO-1234yf 및 50 내지 99%의 HFC-32를 포함할 수 있으며, 더욱더 구체적으로, 제2 냉매는 63%의 HFO-1234yf 및 37%의 HFC-32를 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 제2 냉매는 R404A에 대한 대체물로서 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제2 냉매는 27.5%의 HFO-1234yf 및 72.5%의 HFC-32를 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 제2 냉매는 R410A에 대한 대체물로서 사용될 수 있다. 제2 냉매가 특정 범위의 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 전술한 실시 형태들 중 임의의 실시 형태에서, 제1 냉매는 CO2 또는 N2O 중 어느 하나, HFO-1234yf/ HFC-32의 블렌드, 또는 트랜스 HFO-1234ze/HFC-32의 블렌드를 포함할 수 있다.In certain embodiments in which the second refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-32, the range of these components may be 1 to 99% HFO-1234yf and 99 to 1% HFC-32. In certain embodiments, the second refrigerant may comprise 20 to 99% HFO-1234yf and 80 to 99% HFC-32. More specifically, the second refrigerant may comprise 50 to 99% HFO-1234yf and 50 to 99% HFC-32, and even more specifically, the second refrigerant may be 63% HFO-1234yf and 37% HFC. It can include -32. In this embodiment, the second refrigerant can be used as a replacement for R404A. In another embodiment, the second refrigerant may comprise 27.5% HFO-1234yf and 72.5% HFC-32. In this embodiment, the second refrigerant can be used as a replacement for R410A. In any of the foregoing embodiments, wherein the second refrigerant comprises a specific range of HFO-1234yf and HFC-32, the first refrigerant is either CO 2 or N 2 O, HFO-1234yf / HFC-32 Blends of trans, or trans HFO-1234ze / HFC-32.

제2 냉매가 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 이산화탄소 또는 아산화질소 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 냉매가 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함할 수 있다. 제2 냉매가 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함할 수 있다.In embodiments wherein the second refrigerant comprises trans HFO-1234ze and HFC-32, the first refrigerant may comprise either carbon dioxide or nitrous oxide. Alternatively, in embodiments in which the second refrigerant comprises trans-HFO-1234ze and HFC-32, the first refrigerant may comprise HFO-1234yf and HFC-32. In other embodiments in which the second refrigerant comprises trans-HFO-1234ze and HFC-32, the first refrigerant may comprise trans HFO-1234ze and HFC-32.

제2 냉매가 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 특정 실시 형태에서, 제2 냉매는 1 내지 99%의 HFO-1234ze 및 99 내지 1%의 HFC-32를 포함한다. 1234ze는 트랜스-1234ze 또는 시스-1234ze 중 어느 하나일 수 있다. 제2 냉매가 특정 범위의 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함하는 전술한 실시 형태들 중 임의의 실시 형태에서, 제1 냉매는 CO2 또는 N2O 중 어느 하나, HFO-1234yf/HFC-32의 블렌드, 또는 트랜스 HFO-1234ze/HFC-32의 블렌드를 포함할 수 있다.In certain embodiments in which the second refrigerant comprises trans HFO-1234ze and HFC-32, the second refrigerant comprises 1-99% HFO-1234ze and 99-1% HFC-32. 1234ze may be either trans-1234ze or cis-1234ze. In any of the foregoing embodiments, wherein the second refrigerant comprises a specific range of trans HFO-1234ze and HFC-32, the first refrigerant is either CO 2 or N 2 O, HFO-1234yf / HFC-. Blends of 32, or blends of trans HFO-1234ze / HFC-32.

제2 냉매가 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-134a를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 CO2 또는 N2O 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 냉매가 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-134a를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함할 수 있다. 제2 냉매가 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-134a를 포함하는 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함할 수 있다.In embodiments wherein the second refrigerant comprises trans HFO-1234ze and HFC-134a, the first refrigerant may comprise either CO 2 or N 2 O. Alternatively, in embodiments where the second refrigerant comprises trans-HFO-1234ze and HFC-134a, the first refrigerant may comprise HFO-1234yf and HFC-32. In other embodiments in which the second refrigerant comprises trans-HFO-1234ze and HFC-134a, the first refrigerant may comprise trans HFO-1234ze and HFC-32.

제2 냉매가 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-125를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 이산화탄소 또는 아산화질소 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 냉매가 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-125를 포함하는 실시 형태에서, 제1 냉매는 HFC-32 및 HFO-1234yf를 포함할 수 있다. 제2 냉매가 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-125를 포함하는 다른 실시 형태에서, 제1 냉매는 트랜스 HFO-1234ze 및 HFC-32를 포함할 수 있다.In embodiments in which the second refrigerant comprises trans HFO-1234ze and HFC-125, the first refrigerant may comprise either carbon dioxide or nitrous oxide. Alternatively, in embodiments in which the second refrigerant comprises trans-HFO-1234ze and HFC-125, the first refrigerant may comprise HFC-32 and HFO-1234yf. In other embodiments in which the second refrigerant comprises trans-HFO-1234ze and HFC-125, the first refrigerant may comprise trans HFO-1234ze and HFC-32.

다양한 구성의 캐스케이드 시스템이 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 캐스케이드 시스템을 도시하는 도 2를 참조하며, 도 2에서 도 1에 도시된 요소에 대응하는 요소는 유사한 도면 부호 및 프라임 부호(')로 표시되어 있다. 도 1에 도시된 요소에 대응하는 도 2의 요소는 모두 도 1에 관해 전술된 바와 같이 작동한다. 또한, 도 2의 캐스케이드 시스템은 2차 유체 칠러(chiller)(30) 및 2차 유체 열교환기(32)를 포함하는 2차 열전달 루프를 포함한다. 2차 유체 열교환기는 중온 진열 케이스 내의 식품과 같은 냉각될 물체 부근에 위치된다. 2차 칠러는 2차 열전달 유체를 냉각시킨다. 도 2의 실시 형태의 2차 열전달 루프의 사용은 유익한데, 그 이유는 2차 열전달 루프가 사용되어야 하는 냉매의 양 및 냉매가 통과해 순환해야 하는 배관의 길이를 제한하면서, 동시에 서로 이격되어 있어야 하는 위치들(예를 들어, 대형 슈퍼마켓 내의 이격되어 있는 위치들) 사이에서 열을 전달하기 때문이다. 냉매의 양 및 냉매 배관의 길이의 최소화는 냉매 비용, 누출율을 감소시키고, 가연성이고/이거나 유독성인 냉매를 사용하는 것과 관련된 위험을 경감시킨다. 도 2에 도시된 바와 같은 구성에 부가하여, 또는 이에 대안적으로, 2차 루프가 저온 진열 케이스로부터의 열을, 고온 또는 중온 루프 대신에 도 2에 도시된 것과 유사한 구성의 저온 루프로 전달하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 액체의 점도 및 관련 펌핑 비용이 저온에서 증가하기 때문에 2차 열전달 유체의 선택은 매우 제한될 것이다.Cascade systems of various configurations are also within the scope of the present invention. For example, reference is made to FIG. 2, which shows a cascade system according to the present invention, in which elements corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by similar reference numerals and prime marks (′). The elements of FIG. 2 that correspond to the elements shown in FIG. 1 all operate as described above with respect to FIG. 1. The cascade system of FIG. 2 also includes a secondary heat transfer loop that includes a secondary fluid chiller 30 and a secondary fluid heat exchanger 32. The secondary fluid heat exchanger is located near the object to be cooled, such as food in the mesophilic display case. The secondary chiller cools the secondary heat transfer fluid. The use of the secondary heat transfer loop of the embodiment of FIG. 2 is advantageous because the secondary heat transfer loop must be spaced apart from one another at the same time, limiting the amount of refrigerant that must be used and the length of piping that the refrigerant must pass through and circulate. This is because heat is transferred between locations that are located (eg, spaced locations in a hypermarket). Minimizing the amount of refrigerant and the length of the refrigerant piping reduces refrigerant cost, leak rate, and mitigates the risks associated with using flammable and / or toxic refrigerants. In addition to, or alternatively to, the configuration as shown in FIG. 2, the secondary loop transfers heat from the cold display case to the cold loop of a configuration similar to that shown in FIG. 2 instead of the high or medium temperature loop. Can be used. However, the choice of secondary heat transfer fluid will be very limited because the viscosity of the liquid and the associated pumping costs increase at low temperatures.

도 2의 캐스케이드 냉동 시스템은 또한 저온 냉동 루프와 중온 냉동 루프 사이에 배치된 캐스케이드 열교환기 시스템을 포함한다. 상기의 실시 형태에서와 같이, 캐스케이드 열교환기 시스템은 제1 입구(22a') 및 제1 출구(22b')를 가지며, 여기서 제1 냉매 증기는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 열교환기 시스템 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출한다. 캐스케이드 열교환기 시스템은 또한 제2 입구(22c') 및 제2 출구(22d')를 포함하며, 여기서 하기에 설명되는 바와 같이 제2 냉매 액체가 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 제1 냉매에 의해 방출된 열을 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성한다. 따라서, 도 2의 실시 형태에서, 제1 냉매에 의해 방출된 열은 제2 냉매에 의해 직접 흡수된다.The cascade refrigeration system of FIG. 2 also includes a cascade heat exchanger system disposed between the low temperature refrigeration loop and the medium temperature refrigeration loop. As in the above embodiment, the cascade heat exchanger system has a first inlet 22a 'and a first outlet 22b', where the first refrigerant vapor circulates from the first inlet to the first outlet and the heat exchanger system Condensation within to form a first refrigerant liquid, releasing heat. The cascade heat exchanger system also includes a second inlet 22c 'and a second outlet 22d', where the second refrigerant liquid circulates from the second inlet to the second outlet and the first refrigerant as described below. Absorbs the heat released by the second refrigerant vapor. Thus, in the embodiment of FIG. 2, heat released by the first refrigerant is directly absorbed by the second refrigerant.

구체적으로 도 2를 참조하면, 2차 열전달 유체가 제1 입구(30a)에서 2차 칠러에 들어가고 제1 출구(30b)에서 2차 칠러를 빠져나간다. 2차 열전달 유체는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 이산화탄소, 워터 브라인(water brine) 또는 당업계에 알려져 있는 몇몇 다른 유체 또는 슬러리들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 2차 열전달 유체는 상변화(phase change)를 겪을 수 있다. 또한, 2차 칠러는 제2 입구(30c) 및 제2 출구(30d)를 포함한다. 제2 냉매는 제2 입구(30c)를 통해 2차 유체 칠러에 들어가고 증발하여서, 칠러 내의 열전달 유체가 냉각되게 한다. 냉각된 열전달 유체는 제1 출구(30b)를 통해 칠러(30)를 빠져나가고 냉각될 물체 부근에 위치된 2차 유체 열교환기(32)로 순환한다. 이러한 냉각될 물체는 슈퍼마켓의 냉동 진열 케이스 내부의 식품일 수 있다. 열전달 유체는 이러한 물체에 의해 따뜻하게 되고 2차 유체 칠러로 복귀하여, 2차 유체 칠러를 통해 또한 순환하는 2차 냉매의 증발에 의해 다시 냉각된다. 액체 펌프(도시되지 않음)가 열전달 유체를 2차 유체 열교환기로부터 다시 2차 유체 칠러로 펌핑한다. 이러한 따뜻해진 열전달 유체는 제2 냉매가 2차 유체 칠러 내에서 증발하게 한다. 각각 캐스케이드 열교환기 및 2차 유체 칠러를 통한 유량 및 압력을 제어하기 위해, 별개의 팽창 장치(도시되지 않음)가 캐스케이드 열교환기(22')에 들어가는 입구 라인 및 2차 유체 칠러(30)에 들어가는 입구 라인에 배치될 수 있다. 캐스케이드 열교환기(22') 및 2차 유체 칠러(30)가 병렬로 연결된 것으로 도시되어 있을지라도, 이들은 대안적으로 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 직렬로 연결될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 2, the secondary heat transfer fluid enters the secondary chiller at the first inlet 30a and exits the secondary chiller at the first outlet 30b. Secondary heat transfer fluids may include ethylene glycol, propylene glycol, carbon dioxide, water brine or any of several other fluids or slurries known in the art. In some embodiments, the secondary heat transfer fluid can undergo a phase change. The secondary chiller also includes a second inlet 30c and a second outlet 30d. The second refrigerant enters the secondary fluid chiller through the second inlet 30c and evaporates, allowing the heat transfer fluid in the chiller to cool. The cooled heat transfer fluid exits the chiller 30 through the first outlet 30b and circulates to a secondary fluid heat exchanger 32 located near the object to be cooled. This object to be cooled may be food inside a frozen display case of a supermarket. The heat transfer fluid is warmed by this object and returns to the secondary fluid chiller, where it is cooled again by evaporation of the secondary refrigerant that also circulates through the secondary fluid chiller. A liquid pump (not shown) pumps the heat transfer fluid from the secondary fluid heat exchanger back to the secondary fluid chiller. This warmed heat transfer fluid causes the second refrigerant to evaporate in the secondary fluid chiller. In order to control the flow rate and pressure through the cascade heat exchanger and the secondary fluid chiller, respectively, a separate expansion device (not shown) enters the inlet line and the secondary fluid chiller 30 entering the cascade heat exchanger 22 '. May be placed in the inlet line. Although cascade heat exchanger 22 ′ and secondary fluid chiller 30 are shown as being connected in parallel, they may alternatively be connected in series without departing from the scope of the present invention.

응축기(26')를 빠져나온 감소된 압력 및 온도의 제2 냉매 액체의 일부는 입구(22c')에서 캐스케이드 열교환기(22')에 들어간다. 캐스케이드 열교환기(22') 내에서, 도 1의 제1 실시 형태에서와 같이, 제1 냉매는 응축되고, 제2 냉매는 증발하여 출구(22d')에서 열교환기(22')로부터 빠져나간다. 제2 출구(30d)에서 2차 유체 칠러(30)를 빠져나온 제2 냉매는 캐스케이드 열교환기의 출구(22d')로부터의 제2 냉매와 병합되고 제2 압축기(24')로 순환한다. 중온 루프(14') 및 저온 루프(12')를 통한 사이클은 그렇지 않다면 도 1에 관해 위에서 논의된 것과 동일하다.A portion of the reduced pressure and temperature of the second refrigerant liquid exiting the condenser 26 'enters the cascade heat exchanger 22' at the inlet 22c '. In the cascade heat exchanger 22 ', as in the first embodiment of FIG. 1, the first refrigerant condenses and the second refrigerant evaporates and exits the heat exchanger 22' at the outlet 22d '. The second refrigerant exiting the secondary fluid chiller 30 at the second outlet 30d merges with the second refrigerant from the outlet 22d 'of the cascade heat exchanger and circulates to the second compressor 24'. The cycle through the warm loop 14 'and the cold loop 12' is otherwise the same as discussed above with respect to FIG.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템의 다른 실시 형태가 도 3에 도시되어 있다. 도 3의 실시 형태에서, 도 1에 도시된 요소에 대응하는 요소는 유사한 도면 부호 및 이중 프라임 부호(")로 표시되어 있다. 도 1에 도시된 요소에 대응하는 도 3의 요소는 모두 도 1에 관해 전술된 바와 같이 작동한다. 도 3의 시스템은 도 1 및 도 2의 실시 형태에 도시된 바와 같은 하나의 캐스케이드 열교환기 대신에 2개의 캐스케이드 열교환기를 포함하는, 도면부호 40에서 개괄적으로 도시된, 2차 열전달 루프를 포함한다. 도 2의 실시 형태에서와 같이, 도 3의 실시 형태의 2차 열전달 루프의 사용은 유익한데, 그 이유는 2차 열전달 루프가 사용되어야 하는 냉매의 양 및 냉매가 통과해 순환해야 하는 배관의 길이를 제한하면서, 동시에 서로 이격되어 있어야 하는 위치들 사이에서 열을 전달하기 때문이다.Another embodiment of the cascade refrigeration system of the present invention is shown in FIG. 3. In the embodiment of Fig. 3, elements corresponding to the elements shown in Fig. 1 are denoted by similar reference numerals and double prime marks ("). Operate as described above with reference to Fig. 3. The system of Fig. 3 is shown schematically at 40 for two cascade heat exchangers instead of one cascade heat exchanger as shown in the embodiment of Figs. As in the embodiment of Figure 2, the use of the secondary heat transfer loop of the embodiment of Figure 3 is advantageous, because the amount and amount of refrigerant to which the secondary heat transfer loop should be used is advantageous. This limits the length of the pipe that must pass and circulate, while at the same time transferring heat between the locations that must be spaced apart from each other.

도 3의 실시 형태는 2차 열전달 루프를 통해 서로 연결되는 2개의 캐스케이드 열교환기를 포함하는 캐스케이드 열교환기 시스템을 포함한다. 도 3의 캐스케이드 열교환기 시스템은 제1 입구(42a) 및 제1 출구(42b)를 가지며, 여기서 제1 냉매 증기는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 캐스케이드 열교환기 시스템 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출한다. 캐스케이드 열교환기 시스템은 또한 제2 입구(44c) 및 제2 출구(44d)를 포함하며, 여기서 제2 냉매 액체는 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 제1 냉매에 의해 방출된 열을 간접적으로 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성한다. 도 3의 실시 형태에서, 제2 냉매 액체는 2차 열전달 유체를 통해 제1 냉매에 의해 방출된 열을 간접적으로 흡수하는데, 다시 말해서, 하기에 설명되는 바와 같이, 제1 냉매는 열전달 유체로 열을 방출하고, 열전달 유체는 제2 캐스케이드 열교환기(44)로 순환하며 이 열교환기에서 열전달 유체는 제1 냉매로부터의 열을 제2 냉매로 전달한다. 이러한 열은 주위로 방출된다.The embodiment of FIG. 3 includes a cascade heat exchanger system comprising two cascade heat exchangers connected to each other via a secondary heat transfer loop. The cascade heat exchanger system of FIG. 3 has a first inlet 42a and a first outlet 42b, where the first refrigerant vapor circulates from the first inlet to the first outlet and condenses within the cascade heat exchanger system to form a first It forms a refrigerant liquid and releases heat. The cascade heat exchanger system also includes a second inlet 44c and a second outlet 44d, where the second refrigerant liquid circulates from the second inlet to the second outlet and indirectly dissipates heat released by the first refrigerant. Absorption to form a second refrigerant vapor. In the embodiment of FIG. 3, the second refrigerant liquid indirectly absorbs heat released by the first refrigerant through the secondary heat transfer fluid, that is, as described below, the first refrigerant is heat transfer to the heat transfer fluid. And heat transfer fluid circulates to the second cascade heat exchanger 44 where heat transfer fluid transfers heat from the first refrigerant to the second refrigerant. This heat is released to the environment.

도 3을 참조하면, 캐스케이드 냉동 시스템(10")은 제1 입구(42a) 및 제1 출구(42b)와, 제2 입구(42c) 및 제2 출구(42d)를 갖는, 저온 루프(12") 내의 제1 캐스케이드 열교환기(42)를 포함한다. 중온 루프(14")는 제1 입구(44a) 및 제1 출구(44b)와, 제2 입구(44c) 및 제2 출구(44d)를 갖는 제2 캐스케이드 열교환기(44)를 포함한다. 압축된 제1 냉매 증기가 도 3에 도시된 바와 같은 제1 압축기의 출구(20b")로부터 제1 열교환기(42)의 제1 입구(42a)로 순환한다. 도 1에 도시된 실시 형태에서와 같이, 이러한 압축된 냉매 증기는 제1 캐스케이드 열교환기 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출한다. 제1 냉매 액체는 이어서 제1 캐스케이드 열교환기의 제1 출구(42b)로 순환한다. 열전달 유체가 중온 루프(14")의 일부이기도 한 제2 캐스케이드 열교환기(44)와 제1 캐스케이드 열교환기 사이의 2차 열전달 루프 내에서 순환한다. 구체적으로, 열전달 유체는 제2 입구(42c)를 통해 제1 열교환기(42)에 들어가고 제2 출구(42d)를 통해 제1 열교환기를 빠져나간다. 이러한 열전달 유체는 입구(42a)를 통해 그 열교환기에 들어가는 응축하는 제1 냉매에 의해 방출된 열을 흡수하여, 따뜻하게 된다. 따뜻해진 열전달 유체는 제2 출구(42d)를 통해 제1 열교환기를 빠져나가고 제2 열교환기(44)로 순환한다. 열전달 유체는, 제2 입구(44c)에서 제2 열교환기에 들어가고 제2 출구(44d)에서 제2 열교환기를 빠져나가는 제2 냉매에 열을 방출함으로써 제2 열교환기 내에서 냉각된다. 제2 냉매는 열전달 유체에 의해 따뜻하게 되기 때문에 제2 캐스케이드 열교환기 내에서 증발하여, 제2 냉매 증기를 형성한다. 냉각된 열전달 유체는 제2 열교환기의 제1 출구(44b)를 빠져나간다. 저온 루프(12") 및 중온 루프(14")를 통한 사이클은 그렇지 않다면, 이 실시 형태에서 제1 냉매 및/또는 제2 냉매가 플루오로올레핀일 수 있지만 반드시 플루오로올레핀일 필요는 없다는 점을 제외하고, 도 1에 관해 위에서 논의된 것과 동일하다.Referring to FIG. 3, the cascade refrigeration system 10 "has a cold loop 12" having a first inlet 42a and a first outlet 42b, and a second inlet 42c and a second outlet 42d. A first cascade heat exchanger (42). The mesophilic loop 14 "includes a second cascade heat exchanger 44 having a first inlet 44a and a first outlet 44b and a second inlet 44c and a second outlet 44d. The first refrigerant vapor circulated from the outlet 20b ″ of the first compressor as shown in FIG. 3 to the first inlet 42a of the first heat exchanger 42. As in the embodiment shown in FIG. 1, this compressed refrigerant vapor is condensed in the first cascade heat exchanger to form a first refrigerant liquid, releasing heat. The first refrigerant liquid then circulates to the first outlet 42b of the first cascade heat exchanger. The heat transfer fluid circulates in the secondary heat transfer loop between the second cascade heat exchanger 44 and the first cascade heat exchanger, which is also part of the mesophilic loop 14 ". Specifically, the heat transfer fluid is in the second inlet 42c. Enters the first heat exchanger 42 and exits the first heat exchanger through the second outlet 42d. This heat transfer fluid is heat released by the condensing first refrigerant entering the heat exchanger through the inlet 42a. The warmed heat transfer fluid exits the first heat exchanger through the second outlet 42d and circulates to the second heat exchanger 44. The heat transfer fluid passes from the second inlet 44c to the second. The second refrigerant is cooled in the second heat exchanger by releasing heat to the second refrigerant entering the heat exchanger and exiting the second heat exchanger at the second outlet 44d. The second cascade heat exchanger is warmed by the heat transfer fluid. Evaporates within to form a second refrigerant vapor. The cooled heat transfer fluid exits the first outlet 44b of the second heat exchanger. The cycle through the low temperature loop 12 "and the middle temperature loop 14" Otherwise, in this embodiment is the same as discussed above with respect to FIG. 1, except that the first and / or second refrigerant may be fluoroolefins but need not necessarily be fluoroolefins.

본 발명의 캐스케이드 냉동 시스템의 추가 실시 형태가 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 실시 형태에서, 도 1에 도시된 요소에 대응하는 요소는 유사한 도면 부호 및 삼중 프라임 부호(''')로 표시되어 있다. 도 1에 도시된 요소에 대응하는 도 4의 요소는 모두 도 1에 관해 전술된 바와 같이 작동한다. 도 4의 시스템은 2개의 저온 루프, 즉 도 1의 저온 루프(12)와 유사한 루프(12A), 및 루프(12B)를 포함한다. 2개의 저온 루프 중 하나, 예를 들어 루프(12B)는 다른 저온 루프에 의해 냉동이 제공되는 온도 및 중온 루프에 의해 냉동이 제공되는 온도와는 상이한, 예를 들어 중간인 온도의 냉동을 제공한다. 그러한 시스템의 이점은 저온 루프 내의 냉매가 2개의 상이한 물체, 예를 들어 2개의 별개의 냉동기 진열 케이스를 상이한 두 가지 온도로 냉각시키는 데 사용될 수 있다는 것이다.A further embodiment of the cascade refrigeration system of the present invention is shown in FIG. 4. In the embodiment of FIG. 4, elements corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by similar reference numerals and triple prime symbols ('' '). The elements of FIG. 4 that correspond to the elements shown in FIG. 1 all operate as described above with respect to FIG. 1. The system of FIG. 4 includes two cold loops, a loop 12A similar to the cold loop 12 of FIG. 1, and a loop 12B. One of the two cold loops, for example loop 12B, provides refrigeration at a temperature that is different from, for example, a temperature at which refrigeration is provided by the other cold loop and a temperature at which refrigeration is provided by the mid-temperature loop. . The advantage of such a system is that the refrigerant in the cold loop can be used to cool two different objects, for example two separate freezer display cases, to two different temperatures.

도 4의 실시 형태에서, 캐스케이드 열교환기 시스템이 2개의 루프 사이에 배치된다. 캐스케이드 열교환기 시스템은 제1 입구(22a''') 및 제2 입구(22b''')와 제1 출구(52)를 가지며, 여기서 제1 냉매 증기는 제1 입구 및 제2 입구로부터 제1 출구로 순환하고 열교환기 시스템 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출한다. 캐스케이드 열교환기 시스템은 또한 제3 입구(22c''') 및 제2 출구(22d''')를 포함하며, 여기서 제2 냉매 액체가 제3 입구로부터 제2 출구로 순환하고 제1 냉매에 의해 방출된 열을 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성한다. 따라서, 도 4의 실시 형태에서, 제1 냉매에 의해 방출된 열은 제2 냉매에 의해 직접 흡수되고 이는 주위로 방출된다.In the embodiment of FIG. 4, a cascade heat exchanger system is disposed between two loops. The cascade heat exchanger system has a first inlet 22a '' 'and a second inlet 22b' '' and a first outlet 52, where the first refrigerant vapor is first from the first inlet and the second inlet. It circulates to the outlet and condenses in the heat exchanger system to form a first refrigerant liquid, releasing heat. The cascade heat exchanger system also includes a third inlet 22c '' 'and a second outlet 22d' '', where the second refrigerant liquid circulates from the third inlet to the second outlet and by the first refrigerant The released heat is absorbed to form a second refrigerant vapor. Thus, in the embodiment of FIG. 4, the heat released by the first refrigerant is directly absorbed by the second refrigerant and it is released to the surroundings.

도 4의 실시 형태가 전술한 방식으로 열을 전달하는 모든 캐스케이드 열교환기 시스템을 포함하는 것이 본 발명의 범주 내에 있음을 유의해야 한다.It should be noted that it is within the scope of the present invention that the embodiment of FIG. 4 includes all cascade heat exchanger systems that transfer heat in the manner described above.

도 4의 실시 형태의 시스템에서, 제1 냉매 액체의 유동은 도면부호 52에서 캐스케이드 열교환기(22''')를 빠져나갈 때 또는 그 후에 분할된다. 하나의 부분은 하나의 저온 루프(12A)를 통해 순환하고, 다른 부분은 다른 저온 루프(12B)를 통해 순환한다. 루프(12B)를 통해 순환하는 제1 냉매의 부분은 입구(54a)에서 추가 팽창 장치(54)에 들어가고, 제1 냉매 액체의 이러한 부분의 압력 및 온도는 감소된다. 이러한 감소된 압력 및 온도의 액체 냉매는 이어서 추가 팽창 장치의 출구(54b)를 통해 순환하고, 추가 증발기(56)로 순환한다. 이러한 액체가 이러한 팽창 동안에 부분적으로 기화될 수 있음에 유의해야 한다. 추가 증발기(56)는 입구(56a) 및 출구(56b)를 포함한다. 추가 팽창 장치로부터의 냉매 액체는 증발기 입구(56a)를 통해 증발기에 들어가고 증발기 내에서 증발되어 냉매 증기를 형성하여서, 냉각을 생성하며, 출구(56b)로 순환한다. 저온 루프(12B)는 또한 입구(58a) 및 출구(58b)를 갖는 추가 압축기(58)를 포함한다. 추가 증발기(56)로부터의 제1 냉매 증기는 추가 압축기(58)의 입구(58a)로 순환하고 압축되어서, 제1 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시키고, 압축된 제1 냉매 증기는 추가 압축기의 출구(58b)로 그리고 캐스케이드 열교환기(22''')의 입구(22b''')로 순환한다. 다른 저온 루프(12A) 및 중온 루프(14''')를 통한 사이클은 그러지 않다면 도 1에 관해 위에서 논의된 것과 동일하다. 특히, 저온 루프(12A)는 또한 냉동기 진열 케이스 내부에 수용될 수 있는 증발기(18''')를 포함하고, 추가 증발기(56)는 냉동기 진열 케이스 내부에 수용될 수 있다. 이에 의해 이러한 시스템은 2개의 별개의 냉동기 진열 케이스에 냉각을 제공할 수 있다.In the system of the embodiment of FIG. 4, the flow of the first refrigerant liquid is split at or after exiting the cascade heat exchanger 22 ′ ″ at 52. One portion circulates through one cold loop 12A and the other circulates through another cold loop 12B. The portion of the first refrigerant circulating through the loop 12B enters the further expansion device 54 at the inlet 54a and the pressure and temperature of this portion of the first refrigerant liquid are reduced. This reduced pressure and temperature of the liquid refrigerant then circulates through the outlet 54b of the further expansion device and then to the further evaporator 56. It should be noted that this liquid may be partially vaporized during this expansion. The further evaporator 56 includes an inlet 56a and an outlet 56b. Refrigerant liquid from the further expansion device enters the evaporator through evaporator inlet 56a and evaporates within the evaporator to form refrigerant vapor, creating cooling and circulating to outlet 56b. Cold loop 12B also includes an additional compressor 58 having an inlet 58a and an outlet 58b. The first refrigerant vapor from the additional evaporator 56 circulates and compresses to the inlet 58a of the additional compressor 58 to increase the pressure and temperature of the first refrigerant vapor, and the compressed first refrigerant vapor of the additional compressor It circulates to the outlet 58b and to the inlet 22b '' 'of the cascade heat exchanger 22' ''. The cycle through the other low temperature loop 12A and the medium temperature loop 14 '' 'would otherwise be the same as discussed above with respect to FIG. In particular, the cold loop 12A also includes an evaporator 18 '' 'that can be housed inside the freezer display case, and an additional evaporator 56 can be housed inside the freezer display case. This system can thereby provide cooling to two separate freezer display cases.

또한 본 발명에 따르면, (a) 제1 냉동 루프에서 냉각될 물체로부터 열을 흡수하고 이러한 열을 제2 냉동 루프로 방출하는 단계; 및 (b) 제2 냉동 루프에서 제1 냉동 루프로부터의 열을 흡수하고 이러한 열을 주위로 방출하는 단계를 포함하는, 적어도 2개의 냉동 루프 사이에서 열을 교환하는 방법이 제공된다. 어느 하나의 루프, 즉 열이 흡수되는 루프 또는 열이 방출되는 루프, 또는 둘 모두의 루프 내의 냉매는 플루오로올레핀을 포함할 수 있다. 제1 냉매 루프로부터의 열은 도 1, 도 2 및 도 4의 실시 형태에서와 같은 제2 냉동 루프에서 직접 흡수될 수 있거나, 도 3의 실시 형태에서와 같은 제2 냉동 루프에서 직접 흡수될 수 있다.According to the present invention, there is also provided a method comprising: (a) absorbing heat from an object to be cooled in a first refrigeration loop and dissipating this heat to a second refrigeration loop; And (b) absorbing heat from the first refrigeration loop in the second refrigeration loop and dissipating this heat to the surroundings. The refrigerant in either loop, that is, the loop where heat is absorbed or the loop where heat is released, or both, can comprise fluoroolefins. Heat from the first refrigerant loop may be absorbed directly in the second refrigeration loop as in the embodiments of FIGS. 1, 2 and 4, or may be absorbed directly in the second refrigeration loop as in the embodiment of FIG. 3. have.

[실시예][Example]

실시예Example 1 One

캐스케이드 시스템의 상부 온도 회로에 대한 냉각 성능Cooling performance of the upper temperature circuit of the cascade system

표 5는 HFC-134a와 비교한 몇몇 예시적인 조성물의 성능을 나타내고 있다. 표 5에서, Evap Pres는 증발기 압력이고, Cond Pres는 응축기 압력이며, Comp Disch T는 압축기 배출 온도이고, COP는 성능 계수(에너지 효율과 유사함)이며, CAP는 용량이고, Avg. Temp. glide는 증발기 및 응축기 내에서의 온도 구배(temperature glide)의 평균값이며, GWP는 지구 온난화 지수이다. 데이터는 하기의 조건에 기초한다.Table 5 shows the performance of some exemplary compositions compared to HFC-134a. In Table 5, Evap Pres is the evaporator pressure, Cond Pres is the condenser pressure, Comp Disch T is the compressor discharge temperature, COP is the coefficient of performance (similar to energy efficiency), CAP is the capacity, and Avg. Temp. glide is the average value of the temperature glide in the evaporator and condenser, and GWP is the global warming index. The data is based on the following conditions.

증발기 온도 - 10℃Evaporator Temperature-10 ℃

응축기 온도 40.0℃Condenser temperature 40.0 ℃

과냉량(subcool amount) 6℃Subcool amount 6 ℃

복귀 가스 온도 10℃Return gas temperature 10 ℃

압축기 효율 70%Compressor efficiency 70%

증발기 과열 엔탈피는 냉각 용량 및 에너지 효율 측정에 포함되지 않음에 유의한다.Note that evaporator overheat enthalpy is not included in the cooling capacity and energy efficiency measurements.

Figure pct00011
Figure pct00011

표 5의 데이터는 1234yf/134a 조성물이 COP, 용량, 시스템의 압력 및 온도의 관점에서 134a와 매우 대등한 것이며, 이때 GWP 값은 더 낮음을 나타내고 있다. 또한, 모든 조성물은 낮은 온도 구배를 가지며, 현재 결정되지 않은 GWP에 대한 규제상의 요건에 기초해 특정 조성물을 선택할 수 있다. 53 중량%의 HFO-1234yf 및 47 중량%의 HFC-134a를 포함하는 조성물은 낮은 GWP 및 냉각 용량의 최고치를 제공하는 특별한 이득을 갖는다. 이는 도 5에 그래프식으로 도시되어 있다.The data in Table 5 shows that the 1234yf / 134a composition is very comparable to 134a in terms of COP, capacity, pressure and temperature of the system, with lower GWP values. In addition, all compositions have a low temperature gradient and specific compositions can be selected based on regulatory requirements for GWP that are not currently determined. Compositions comprising 53 wt.% HFO-1234yf and 47 wt. This is shown graphically in FIG. 5.

실시예Example 2 2

HFOHFO -1234-1234 yfyf /Of HFCHFC -134a 혼합물의 가연성-134a flammability of the mixture

가연성 조성물은 전자 점화원(ignition source)으로 ASTM(American Society of Testing and Materials, 미국재료시험협회) E681-2004 하에서 시험함으로써 확인할 수 있다. 가연성인지를 결정하기 위해, 그리고 그러한 경우 가연성 하한(lower flammability limit, LFL) 및 가연성 상한(upper flammability limit, UFL)을 찾기 위해, HFO-1234yf 및 HFC-134a를 포함하는 조성물에 대해 101 ㎪(14.7 psia), 50%의 상대 습도, 및 약 23℃(실온), 60℃ 및 100℃에서 공기 중의 다양한 농도 상태에서 그러한 가연성의 시험을 수행하였다. 결과가 표 6에 제공되어 있다.Flammable compositions can be identified by testing under the American Society of Testing and Materials ASTM E681-2004 as an electronic ignition source. 101 인지 (14.7) for compositions comprising HFO-1234yf and HFC-134a to determine if flammable and, in such cases, to find the lower flammability limit (LFL) and the upper flammability limit (UFL). psia), 50% relative humidity, and at about 23 ° C. (room temperature), 60 ° C. and 100 ° C. such flammability tests were performed. The results are provided in Table 6.

Figure pct00012
Figure pct00012

실온 조건(약 23℃)에서, HFC-134a 중 66.25 중량% 이하의 HFO-1234yf를 갖는 조성물이 불연성으로 간주될 것이다. 60℃에서, HFC-134a 중 60.00 중량% 이하의 HFO-1234yf를 갖는 조성물이 불연성으로 간주될 것이다. 100℃에서, HFC-134a 중 53.10 중량% 이하의 HFO-1234yf를 포함하는 조성물이 불연성으로 간주될 것이다.At room temperature conditions (about 23 ° C.), a composition with up to 66.25% by weight of HFO-1234yf in HFC-134a will be considered nonflammable. At 60 ° C., a composition with up to 60.00% by weight of HFO-1234yf in HFC-134a will be considered nonflammable. At 100 ° C., compositions comprising up to 53.10 wt.% HFO-1234yf in HFC-134a will be considered nonflammable.

실시예Example 3 3

캐스케이드 시스템의 저온 회로에 대한 냉각 성능Cooling performance for low temperature circuits in cascade systems

표 7은 CO2, R404A(HFC-125, HFC-134a, 및 HFC-143a를 포함하는 혼합물에 대한 ASHRAE 명칭), R410A(HFC-32 및 HFC-125를 포함하는 혼합물에 대한 ASHRAE 명칭) 및 HFC-32와 비교한 소정 조성물들의 성능을 나타내고 있다. 표 7에서, Evap Pres는 증발기 압력이고, Cond Pres는 응축기 압력이며, Comp Disch T는 압축기 배출 온도이고, COP는 성능 계수(에너지 효율과 유사함)이며, CAP는 용량이고, Avg. Temp. glide는 증발기 및 응축기 내에서의 온도 구배의 평균값이며, GWP는 지구 온난화 지수이다. 데이터는 하기의 조건에 기초한다.Table 7 shows ASHRAE names for mixtures comprising CO 2 , R404A (HFC-125, HFC-134a, and HFC-143a), R410A (ASHRAE names for mixtures comprising HFC-32 and HFC-125) and HFC. The performance of certain compositions compared to -32 is shown. In Table 7, Evap Pres is the evaporator pressure, Cond Pres is the condenser pressure, Comp Disch T is the compressor discharge temperature, COP is the coefficient of performance (similar to energy efficiency), CAP is the capacity, Avg. Temp. glide is the average of the temperature gradients in the evaporator and condenser, and GWP is the global warming index. The data is based on the following conditions.

증발기 온도 - 35℃Evaporator Temperature-35 ℃

응축기 온도 - 6℃Condenser Temperature-6 ℃

과냉량 0℃Subcool amount 0 ℃

복귀 가스 온도 - 25℃Return Gas Temperature-25 ℃

압축기 효율 70%Compressor efficiency 70%

증발기 과열 엔탈피는 냉각 용량 및 에너지 효율 측정에 포함되지 않음에 유의한다.Note that evaporator overheat enthalpy is not included in the cooling capacity and energy efficiency measurements.

Figure pct00013
Figure pct00013

Figure pct00014
Figure pct00014

63 중량%의 HFO-1234yf 및 37 중량%의 HFC-32를 포함하는 조성물은 실제로 R404A에 비해 개선된 COP 및 용량을 보여주고 있으며 또한 상당히 더 낮은 GWP를 갖는다. 27.5 중량%의 HFO-1234yf 및 72.5 중량%의 HFC-32를 포함하는 조성물은 R410A의 COP 및 용량과 대등하고, 공비 혼합물-유사 거동(azeotrope-like behavior)을 나타내는 매우 낮은 온도 구배를 가지며, 또한 상당히 더 낮은 GWP를 갖는다.Compositions comprising 63 wt% HFO-1234yf and 37 wt% HFC-32 actually show improved COP and capacity over R404A and also have significantly lower GWP. Compositions comprising 27.5 wt% HFO-1234yf and 72.5 wt% HFC-32 have a very low temperature gradient that is comparable to the COP and dose of R410A and exhibits azeotrope-like behavior. Has a significantly lower GWP.

HFO-1234yf 및 HFC-32의 혼합물을 포함하는 모든 조성물은 CO2와 비교할 때 개선된 COP(에너지 효율)를 갖는 것에 유의한다.Note that all compositions comprising a mixture of HFO-1234yf and HFC-32 have improved COP (energy efficiency) when compared to CO 2 .

실시예Example 4 4

총 등가 온난화 지수(Total equivalent warming index ( TotalTotal EquivalentEquivalent WarmingWarming ImpactImpact ))

종래의 비결합형(uncoupled) 슈퍼마켓 냉동 시스템뿐만 아니라 종래의 캐스케이드 시스템과 비교하여 본 명세서에 개시된 바와 같은 시스템에 대해서 총 등가 온난화 지수(TEWI)를 측정한다. TEWI는 여러 냉매들의 사용의 더 완전한 환경 영향을 정량화하기 위해 시스템의 에너지 효율의 영향, 장비에 전력을 제공하는 데 사용되는 에너지원으로 인한 기여도, 및 시스템에 충전한 냉매의 양뿐만 아니라 누출율을 고려한다.The total equivalent warming index (TEWI) is measured for systems as disclosed herein as compared to conventional uncoupled supermarket refrigeration systems as well as conventional cascade systems. To quantify the more complete environmental impact of the use of different refrigerants, TEWI measures the leak rate as well as the impact of the energy efficiency of the system, the contribution from the energy sources used to power the equipment, and the amount of refrigerant charged into the system. Consider.

이러한 실시예는 비교를 위한 기본 사례로서 중온(medium temperature, MT) 냉동 시스템과 저온(low temperature, LT) 냉동 시스템 둘 모두에 R404A를 전통적으로 사용하는, 종래의 유럽 직접 팽창식(direct expansion, DX) 슈퍼마켓 냉동 시스템을 사용한다. 전형적인 유럽 슈퍼마켓 시스템에 기초해 이루어진 소정의 가정이 표 8에 나타나 있다. 부가적으로, 예상 장비 수명을 15년으로 가정하였고 전기 발생으로부터 방출되는 CO2를 0.616 kg CO2/킬로와트시(kw-hr)로 추정하였다.This embodiment is a conventional European direct expansion (DX), which traditionally uses R404A for both medium temperature (MT) and low temperature (LT) refrigeration systems as a baseline for comparison. Use a supermarket refrigeration system. Some assumptions made based on a typical European supermarket system are shown in Table 8. In addition, an estimated equipment life of 15 years was assumed and the CO 2 emitted from electricity generation was estimated to be 0.616 kg CO 2 / kilowatt hour (kw-hr).

Figure pct00015
Figure pct00015

표 9는 시스템 성능(COP, 또는 성능 계수, 에너지 효율의 척도)을 평가하였던 조건을 제공한다. 표 9에서, temp는 온도이고, evap는 증발기이며, cond는 응축기이고, comp는 압축기이다.Table 9 provides the conditions under which the system performance (COP, or coefficient of performance, measures of energy efficiency) was evaluated. In Table 9, temp is temperature, evap is the evaporator, cond is the condenser and comp is the compressor.

Figure pct00016
Figure pct00016

표 10은 TEWI의 측정이 이루어진 종래의 비결합형 시스템 및 캐스케이드 시스템과 비교한 본 발명의 몇몇 상이한 실시 형태뿐만 아니라, 표 9에 전술된 조건에 기초해 계산된 바와 같은 평가된 COP 값을 열거하고 있다.Table 10 lists the evaluated COP values as calculated based on the conditions described above in Table 9, as well as some different embodiments of the present invention compared to conventional uncoupled and cascaded systems where TEWI measurements were made. have.

Figure pct00017
Figure pct00017

TEWI 값은 에너지원 및 에너지 사용을 포함하는 간접적인 기여도, 및 시스템으로부터의 주어진 GWP를 갖는 냉매의 방출로 인한 직접적인 기여도를 포함한다. 표 11은 장비 수명에 걸친 등가 CO2 방출량(백만 kg 단위)의 관점에서 최대 환경 영향으로부터 최소 환경 영향의 순서로, 전술된 여러 시스템에 대해 계산된 간접적인 기여도 및 직접적인 기여도와 TEWI 값을 열거하고 있다.TEWI values include indirect contributions, including energy sources and energy use, and direct contributions due to the release of refrigerant with a given GWP from the system. Table 11 lists the indirect and direct contribution and TEWI values calculated for the various systems described above, in order from maximum environmental impact to minimum environmental impact in terms of equivalent CO 2 emissions (in millions of kg) over the life of the equipment. have.

Figure pct00018
Figure pct00018

표 11의 결과는 (예를 들어, 캐스케이드 냉동 시스템 3 및 캐스케이드 냉동 시스템 4의 중온 루프에) HFO계 냉매를 사용하는 것이 종래 기술에 공지된 냉매를 사용하는 비결합형 또는 캐스케이드 냉동 시스템에 대한 TEWI 값보다 더 낮은 TEWI 값의 결과를 가져올 수 있음을 증명하고 있다.The results in Table 11 show that TEWIs for unbound or cascade refrigeration systems using refrigerants known in the art to use HFO based refrigerants (eg, in the mesophilic loops of Cascade refrigeration system 3 and cascade refrigeration system 4) are known. Proving that it can result in a lower TEWI value than the value.

Claims (15)

냉매를 각각 순환시키는 적어도 2개의 냉동 루프를 갖는 캐스케이드 냉동 시스템(cascade refrigeration system)으로서,
(a) 제1 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시키기 위한 제1 팽창 장치;
(b) 입구 및 출구를 갖는 증발기 - 여기서, 제1 팽창 장치로부터의 제1 냉매 액체는 증발기 입구를 통해 증발기에 들어가고 증발기 내에서 증발되어 제1 냉매 증기를 형성하여서, 냉각을 생성하고, 출구로 순환함 -;
(c) 입구 및 출구를 갖는 제1 압축기 - 여기서, 증발기로부터의 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 입구로 순환하고 압축되어서, 제1 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시키고, 압축된 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 출구로 순환함 -;
(d) 캐스케이드 열교환기 시스템 - 상기 캐스케이드 열교환기 시스템은,
(i) 제1 입구 및 제1 출구 - 여기서, 제1 냉매 증기는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 열교환기 시스템 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출함 -, 및
(ii) 제2 입구 및 제2 출구 - 여기서, 제2 냉매 액체가 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 제1 냉매에 의해 방출된 열을 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성함 - 를 가짐 -;
(e) 입구 및 출구를 갖는 제2 압축기 - 여기서, 캐스케이드 열교환기 시스템으로부터의 제2 냉매 증기는 압축기 내로 흡인되고 압축되어서, 제2 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시킴 -;
(f) 제2 냉매 증기를 순환시키기 위한 입구 및 출구를 갖고 압축기로부터의 제2 냉매 증기를 응축하여 제2 냉매 액체를 형성하기 위한 응축기 - 여기서, 제2 냉매 액체는 출구를 통해 응축기를 빠져나감 -; 및
(g) 응축기를 빠져나와 캐스케이드 열교환기 시스템의 제2 입구에 들어가는 제2 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시키기 위한 제2 팽창 장치를 포함하고,
제1 냉매 및 제2 냉매 중 적어도 하나는 플루오로올레핀을 포함하는 시스템.
A cascade refrigeration system having at least two refrigeration loops each circulating a refrigerant,
(a) A first expansion device for reducing the pressure and temperature of the first refrigerant liquid;
(b) An evaporator having an inlet and an outlet, wherein the first refrigerant liquid from the first expansion device enters the evaporator through the evaporator inlet and evaporates within the evaporator to form a first refrigerant vapor, thereby producing cooling and circulating to the outlet- ;
(c) a first compressor having an inlet and an outlet, wherein the first refrigerant vapor from the evaporator is circulated and compressed to the inlet of the first compressor, thereby increasing the pressure and temperature of the first refrigerant vapor and compressing the first refrigerant Steam circulates to the outlet of the first compressor;
(d) Cascade Heat Exchanger System-The Cascade Heat Exchanger System,
(i) a first inlet and a first outlet, wherein the first refrigerant vapor circulates from the first inlet to the first outlet and condenses in the heat exchanger system to form a first refrigerant liquid, thereby releasing heat; and
(ii) a second inlet and a second outlet, wherein the second refrigerant liquid circulates from the second inlet to the second outlet and absorbs the heat released by the first refrigerant to form a second refrigerant vapor; ;
(e) a second compressor having an inlet and an outlet, wherein the second refrigerant vapor from the cascade heat exchanger system is sucked into the compressor and compressed to increase the pressure and temperature of the second refrigerant vapor;
(f) a condenser having an inlet and an outlet for circulating the second refrigerant vapor and condensing the second refrigerant vapor from the compressor to form a second refrigerant liquid, wherein the second refrigerant liquid exits the condenser through the outlet -; And
(g) a second expansion device for reducing the pressure and temperature of the second refrigerant liquid exiting the condenser and entering the second inlet of the cascade heat exchanger system,
At least one of the first refrigerant and the second refrigerant comprises a fluoroolefin.
제1항에 있어서, 제2 냉매는 HFO-1234yf, 트랜스-1234ze 및 E-1234ze로 이루어진 군으로부터 선택되는 플루오로올레핀을 포함하는 시스템.The system of claim 1 wherein the second refrigerant comprises a fluoroolefin selected from the group consisting of HFO-1234yf, trans-1234ze and E-1234ze. 제1항에 있어서, 제2 냉매는 HFO-1234yf로 본질적으로 이루어지는 시스템.The system of claim 1, wherein the second refrigerant consists essentially of HFO-1234yf. 제2항에 있어서, 제2 냉매는 또한 R134a를 포함하는 시스템.The system of claim 2, wherein the second refrigerant also comprises R134a. 제2항에 있어서, 제2 냉매는 또한 HFC-32를 포함하는 시스템.The system of claim 2, wherein the second refrigerant also comprises HFC-32. 제3항에 있어서, 제1 냉매는 이산화탄소 및 아산화질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물을 포함하는 시스템.The system of claim 3 wherein the first refrigerant comprises a composition selected from the group consisting of carbon dioxide and nitrous oxide. 제3항에 있어서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 시스템.The system of claim 3 wherein the first refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-32. 제4항에 있어서, 제1 냉매는 이산화탄소 및 아산화질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물을 포함하는 시스템.The system of claim 4, wherein the first refrigerant comprises a composition selected from the group consisting of carbon dioxide and nitrous oxide. 제4항에 있어서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 시스템.The system of claim 4 wherein the first refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-32. 제5항에 있어서, 제2 냉매는 HFO-1234yf를 포함하는 시스템.The system of claim 5, wherein the second refrigerant comprises HFO-1234yf. 제5항에 있어서, 제2 냉매는 트랜스-1234ze를 포함하는 시스템.The system of claim 5, wherein the second refrigerant comprises trans-1234ze. 제5항에 있어서, 제1 냉매는 이산화탄소 또는 아산화질소를 포함하는 시스템.The system of claim 5 wherein the first refrigerant comprises carbon dioxide or nitrous oxide. 제5항에 있어서, 제1 냉매는 HFO-1234yf 및 HFC-32를 포함하는 시스템.The system of claim 5 wherein the first refrigerant comprises HFO-1234yf and HFC-32. 냉매를 각각 순환시키는 적어도 2개의 냉동 루프를 갖는 캐스케이드 냉동 시스템으로서,
(a) 제1 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시키기 위한 제1 팽창 장치;
(b) 입구 및 출구를 갖는 증발기 - 여기서, 제1 팽창 장치로부터의 제1 냉매 액체는 증발기 입구를 통해 증발기에 들어가고 증발기 내에서 증발되어 제1 냉매 증기를 형성하여서, 냉각을 생성하고, 출구로 순환함 -;
(c) 입구 및 출구를 갖는 제1 압축기 - 여기서, 증발기로부터의 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 입구로 순환하고 압축되어서, 제1 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시키고, 압축된 제1 냉매 증기는 제1 압축기의 출구로 순환함 -;
(d) (i) 제1 캐스케이드 열교환기 - 상기 제1 캐스케이드 열교환기는,
(A) 제1 입구 및 제1 출구 - 여기서, 증발기로부터의 제1 냉매 증기는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 제1 열교환기 내에서 응축되어 제1 냉매 액체를 형성하여서, 열을 방출함 -, 및
(B) 제2 입구 및 제2 출구 - 여기서, 열전달 유체가 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고, 제1 냉매 증기가 응축될 때 제1 냉매 증기에 의해 방출된 열이 열전달 유체에 의해 흡수됨 - 를 가짐 - 와,
(ii) 제2 캐스케이드 열교환기 - 상기 제2 캐스케이드 열교환기는,
(A) 제1 입구 및 제1 출구 - 여기서, 제1 캐스케이드 열교환기로부터의 열전달 유체는 제1 입구로부터 제1 출구로 순환하고 제1 캐스케이드 열교환기 내에서 흡수된 열을 방출함 -, 및
(B) 제2 입구 및 제2 출구 - 여기서, 제2 냉매 액체가 제2 입구로부터 제2 출구로 순환하고 열전달 유체에 의해 방출된 열을 흡수하여 제2 냉매 증기를 형성함 - 를 가짐 -
를 포함하는 캐스케이드 열교환기 시스템;
(e) 입구 및 출구를 갖는 제2 압축기 - 여기서, 제2 캐스케이드 열교환기로부터의 제2 냉매 증기는 압축기 내로 흡인되고 압축되어서, 제2 냉매 증기의 압력 및 온도를 증가시킴 -;
(f) 제2 냉매 증기를 순환시키기 위한 입구 및 출구를 갖고 압축기로부터의 제2 냉매 증기를 응축하여 제2 냉매 액체를 형성하기 위한 응축기 - 여기서, 제2 냉매 액체는 출구를 통해 응축기를 빠져나감 -; 및
(g) 응축기를 빠져나와 제2 캐스케이드 열교환기의 제2 입구에 들어가는 제2 냉매 액체의 압력 및 온도를 감소시키기 위한 제2 팽창 장치
를 포함하는 제1 냉동 루프를 포함하는 시스템.
A cascade refrigeration system having at least two refrigeration loops each circulating a refrigerant,
(a) a first expansion device for reducing the pressure and temperature of the first refrigerant liquid;
(b) an evaporator having an inlet and an outlet, wherein the first refrigerant liquid from the first expansion device enters the evaporator through the evaporator inlet and evaporates within the evaporator to form a first refrigerant vapor, thereby producing cooling and exiting to the outlet Circulating-;
(c) a first compressor having an inlet and an outlet, wherein the first refrigerant vapor from the evaporator is circulated and compressed to the inlet of the first compressor, thereby increasing the pressure and temperature of the first refrigerant vapor and compressing the first refrigerant Steam circulates to the outlet of the first compressor;
(d) (i) a first cascade heat exchanger, said first cascade heat exchanger,
(A) First inlet and first outlet, wherein the first refrigerant vapor from the evaporator circulates from the first inlet to the first outlet and condenses in the first heat exchanger to form a first refrigerant liquid, thereby dissipating heat -, And
(B) second inlet and second outlet, wherein the heat transfer fluid circulates from the second inlet to the second outlet, and heat released by the first refrigerant vapor is absorbed by the heat transfer fluid when the first refrigerant vapor is condensed. -Has-W,
(ii) a second cascade heat exchanger—the second cascade heat exchanger,
(A) a first inlet and a first outlet, wherein the heat transfer fluid from the first cascade heat exchanger circulates from the first inlet to the first outlet and releases the heat absorbed within the first cascade heat exchanger; and
(B) a second inlet and a second outlet, wherein the second refrigerant liquid circulates from the second inlet to the second outlet and absorbs the heat released by the heat transfer fluid to form a second refrigerant vapor;
Cascade heat exchanger system comprising a;
(e) a second compressor having an inlet and an outlet, wherein the second refrigerant vapor from the second cascade heat exchanger is drawn into the compressor and compressed, thereby increasing the pressure and temperature of the second refrigerant vapor;
(f) a condenser having an inlet and an outlet for circulating the second refrigerant vapor and condensing the second refrigerant vapor from the compressor to form a second refrigerant liquid, wherein the second refrigerant liquid exits the condenser through the outlet -; And
(g) a second expansion device for reducing the pressure and temperature of the second refrigerant liquid exiting the condenser and entering the second inlet of the second cascade heat exchanger;
A system comprising a first refrigeration loop comprising a.
적어도 2개의 냉동 루프 사이에서 열을 교환하는 방법으로서,
(a) 제1 냉동 루프에서 냉각될 물체로부터 열을 흡수하고 이러한 열을 제2 냉동 루프로 방출하는 단계; 및
(b) 제2 냉동 루프에서 제1 냉동 루프로부터의 열을 흡수하고 이러한 열을 주위로 방출하는 단계를 포함하고,
냉동 루프들 중 적어도 하나 내의 냉매는 플루오로올레핀을 포함하는 방법.
A method of exchanging heat between at least two refrigeration loops,
(a) absorbing heat from the object to be cooled in the first freezing loop and dissipating this heat to the second freezing loop; And
(b) absorbing heat from the first freezing loop and dissipating this heat to the surroundings in a second freezing loop,
The refrigerant in at least one of the refrigeration loops comprises a fluoroolefin.
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