KR20140036133A - E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 테트라플루오로에탄의 배합물 및 가열을 위한 이들의 용도 - Google Patents

E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 테트라플루오로에탄의 배합물 및 가열을 위한 이들의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20140036133A
KR20140036133A KR1020137018265A KR20137018265A KR20140036133A KR 20140036133 A KR20140036133 A KR 20140036133A KR 1020137018265 A KR1020137018265 A KR 1020137018265A KR 20137018265 A KR20137018265 A KR 20137018265A KR 20140036133 A KR20140036133 A KR 20140036133A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chf
working fluid
weight ratio
total amount
condenser
Prior art date
Application number
KR1020137018265A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101908151B1 (ko
Inventor
콘스탄티노스 콘토마리스
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45470701&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20140036133(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Publication of KR20140036133A publication Critical patent/KR20140036133A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101908151B1 publication Critical patent/KR101908151B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
    • C09K5/045—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B45/00—Arrangements for charging or discharging refrigerant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10—Components
    • C09K2205/12—Hydrocarbons
    • C09K2205/126—Unsaturated fluorinated hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/22—All components of a mixture being fluoro compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 명세서는 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 증기 작업 유체를 응축기(condenser) 내에서 응축시켜서 액체 작업 유체를 생성하는 것을 포함하며; 단, 작업 유체 중에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.99인 열 생성 방법을 개시한다. 또한, 본 명세서는 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하며, 단, 작업 유체 중에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.99인 작업 유체를 함유하는 열 펌프 장치를 개시한다. 본 명세서는 또한 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하며, 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.99인 작업 유체로 열 펌프를 충전시키는 것을 포함하는, HFC-134a 작업 유체를 사용하기에 적합한 열 펌프 장치에서 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 HFC-134a가 열 펌프 작업 유체로 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 상승시키는 방법을 개시한다. 또한, 본 명세서는 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하며, 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.99인 대체 작업 유체를 제공하는 것을 포함하는, HFC-134a를 위해서 설계된 열 펌프에서 HFC-134a 냉매를 대체하기 위한 방법을 개시한다. 또한, 본 명세서는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 90 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2를 포함하는 조성물을 개시한다.

Description

E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 테트라플루오로에탄의 배합물 및 가열을 위한 이들의 용도{COMBINATIONS OF E-1,3,3,3-TETRAFLUOROPROPENE AND AT LEAST ONE TETRAFLUOROETHANE AND THEIR USE FOR HEATING}
본 명세서는 작업 유체 조성물이 E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 테트라플루오로에탄을 포함하는, 열을 생성하는 방법에 관한 것이다. 특히, 방법은 E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 함유하는 냉매를 사용하는 용적형(positive displacement) 및 원심 열 펌프에서 열을 생성한다.
화석 연료의 연소 및 전기 저항 열 발생을 비롯한 종래의 열 생성 방법은 높은 작동 비용 및 낮은 에너지 효율의 단점을 갖는다. 열 펌프는 이들 방법에 비해서 이점을 제공한다.
열 펌프는 증발기에서의 작업 유체의 증발을 통해서 일부 사용가능한 공급원으로부터 저온 열을 추출하고, 작업 유체 증기를 고압 및 고온으로 압축하고, 응축기(condenser)에서 작업 유체 증기를 응축함으로써 고온 열을 공급한다. 주거용 열 펌프는 작업 유체, 예컨대, R410A를 사용하여 가정에 에어 컨디셔닝 및 열을 제공한다. 용적형 압축기 또는 원심 압축기를 사용하는 고온 열 펌프는 다양한 작업 유체, 특히, 예컨대, HFC-134a, HFC-245fa 및 CFC-114를 사용한다. 고온 열 펌프를 위한 작업 유체의 선택은 의도하는 응용 및 생성된 응축기 압력에 필요한 최고 응축기 작동 온도에 의해서 제한된다. 작업 유체는 최고 시스템 온도에서 화학적으로 안정해야 하고, 최대 응축기 온도에서, 사용가능한 장비 성분 (예를 들어, 압축기 또는 열 교환기)의 최대 허용가능한 작동 압력을 초과하지 않는 증기압을 생성해야 한다. 작업 유체는 또한 최대 목표하는 응축 온도보다 높은 임계 온도를 가져야 한다.
에너지 비용의 증가, 지구 온난화 및 다른 환경 영향, 및 화석 연료 연소 및 전기 저항 열에 의해서 작동되는 가열 시스템의 비교적 낮은 에너지 효율은 열 펌프를 매력적인 대안 기술이 되게 한다. HFC-134a, HFC-245fa 및 CFC-114는 높은 지구 온난화 지수(global warming potential)를 가지며, CFC-114 또한 오존 파괴에 영향을 미친다. 낮은 지구 온난화 지수, 낮은 오존 파괴를 위해서 고온 열 펌프에서 사용하기 위한 잠재적인 작업 유체가 필요하다. 더 높은 응축기 온도에서 HFC-134a를 위해서 설계된 기존의 열 펌프 장비를 작동시킬 수 있지만, 적절한 가열 용량을 여전히 성취할 수 있는 유체가 특히 바람직할 것이다.
본 발명은 열 생성 방법을 포함한다. 방법은 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 증기 작업 유체를 응축기 내에서 응축시켜서 액체 작업 유체를 생성하는 것을 포함하며; 단, 작업 유체 중에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82 또는 약 0.05 내지 약 0.80)이다.
본 발명은 또한 열 펌프 장치를 포함한다. 열 펌프 장치는 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 작업 유체를 함유하며; 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82 또는 약 0.05 내지 약 0.80)이다.
본 발명은 또한 HFC-134a 작업 유체를 사용하기에 적합한 열 펌프 장치에서 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 HFC-134a가 열 펌프 작업 유체로 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 상승시키고, 또한 HFC-134a에 비해서 작업 유체의 GWP를 감소시키는 방법을 포함한다. 이 방법은 열 펌프를 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 작업 유체로 충전시키는 것을 포함하며; 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82 또는 약 0.05 내지 약 0.80)이다.
본 발명은 또한 HFC-134a를 위해서 설계된 열 펌프에서 HFC-134a 냉매를 GWP가 낮은 작업 유체로 대체하는 방법을 포함한다. 본 방법은 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 대체 작업 유체를 제공하는 것을 포함하며; 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82 또는 약 0.05 내지 약 0.80)이다.
본 발명은 또한 조성물을 포함한다. 조성물은 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 90 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2를 포함한다.
<도 1>
도 1은 E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 함유하는 조성물을 사용하는 만액식 증발기 열 펌프 장치(flooded evaporator heat pump apparatus)의 일 실시양태의 개략도이다.
<도 2>
도 2는 E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 함유하는 조성물을 사용하는 직접 팽창식 열 펌프 장치(direct expansion heat pump apparatus)의 일 실시양태의 개략도이다.
이하에서 기술되는 실시양태의 상세 사항을 다루기 전에, 일부 용어를 정의하거나 해설하기로 한다.
지구 온난화 지수(GWP)는 1 킬로그램의 이산화탄소의 방출과 비교하여, 1 킬로그램의 특정 온실 가스 (예컨대, 냉매 또는 작업 유체)의 대기 방출로 인한 상대 지구 온난화 기여도를 평가하기 위한 지수이다. GWP는 주어진 가스에 대하여 대기 수명의 효과를 나타내는 상이한 시계(time horizon)에 대하여 계산될 수 있다. 100년 시계에 대한 GWP가 통상 기준이 되는 값이다. 본 명세서에 보고된 임의의 GWP 값은 100년 시계를 기준으로 한다.
오존 파괴 지수(ODP)는 문헌 ["The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project," section 1.4.4, pages 1.28 to 1.31 (본 구획의 첫번째 단락을 참조)]에서 정의된다. ODP는 플루오로트라이클로로메탄 (CFC-11)에 대한 질량-대-질량을 기준으로 하는 화합물 (예컨대, 냉매 또는 작업 유체)로부터 예측된 성층권에서의 오존 파괴 정도를 나타낸다.
냉각 용량 (때로는 냉동 용량으로서 지칭됨)은 증발기를 통해 순환되는 작업 유체의 단위 질량 당 증발기 내의 작업 유체의 엔탈피 변화이다. 부피 냉각 용량(volumetric cooling capacity)은 증발기를 떠나고 압축기에 유입되는 작업 유체 증기의 단위 부피 당 증발기 내의 작업 유체에 의해서 제거된 열을 정의하는 용어이다. 냉각 용량은 냉각을 생성하는 작업 유체의 능력의 척도이다. 따라서, 작업 유체의 부피 냉각 용량이 높을 수록, 소정의 압축기로 성취될 수 있는 최대 부피 유속을 사용하여 증발기에서 생성될 수 있는 냉각 속도가 커진다.
유사하게, 부피 가열 용량은 압축기에 도입된 작업 유체 증기의 단위 부피 당 응축기 내의 작업 유체에 의해서 공급되는 열의 양을 정의하는 용어이다. 작업 유체의 부피 가열 용량이 높을 수록, 소정의 압축기로 성취될 수 있는 최대 부피 유속을 사용하여 응축기에서 생성되는 가열 속도가 커진다.
냉각에 대한 성적 계수(coefficient of performance) (COP)는 사이클의 증발기에서 제거된 열의 양을 사이클을 작동시키기 위해서 (예를 들어, 압축기를 작동시키기 위해서) 필요한 에너지 투입량으로 나눈 것이며, COP가 높을 수록, 사이클 에너지 효율이 높다. COP는 직접적으로 에너지 효율비 (EER), 즉, 특정 세트의 내부 및 외부 온도에서 냉동, 에어 컨디셔닝 또는 열 펌프 장비에 대한 효율 등급에 관계된다. 유사하게, 가열에 대한 성적 계수는 사이클의 응축기에서 전달된 열의 양을 사이클을 작동시키기 위해서 (예를 들어, 압축기를 작동시키기 위해서) 필요한 에너지 투입량으로 나눈 것이다.
온도 글라이드(temperature glide) (때로는 단순히 "글라이드"로 지칭됨)는 임의의 과냉각(subcooling) 또는 과열을 제외한, 냉각 또는 가열 사이클 시스템의 장비 성분 내에서 작업 유체에 의한 상 변화 과정의 시작 및 종료 온도 사이의 차의 절대값이다. 이 용어는 근사 공비 혼합물(near azeotrope) 또는 비-공비 조성물의 응축 또는 증발을 기술하기 위해 사용될 수 있다. 냉동, 에어 컨디셔닝 또는 열 펌프 시스템의 온도 글라이드를 지칭하는 경우, 증발기에서의 온도 글라이드 및 응축기에서의 온도 글라이드의 평균값은 평균 온도 글라이드를 제공하는 것이 일반적이다.
과냉각은 소정의 압력에 대한 액체의 포화 온도 미만으로의 액체의 온도 감소이다. 응축기를 떠나는 액체 작업 유체를 이의 포화점 미만으로 냉각시킴으로써, 증발 단계 동안 열을 흡수하는 작업 유체의 용량이 증가될 수 있다. 따라서, 과냉각은 종래의 증기-압축 사이클을 기준으로 냉각 및 가열 용량, 및 냉각 또는 가열 시스템의 에너지 효율을 개선시킨다.
과열은 증발기를 떠나는 증기의 온도를 증발기 압력에서 증기의 포화 온도를 초과하게 증가시키는 것이다. 증기를 포화점을 초과하게 가열함으로써, 압축 시 응축의 가능도가 최소화된다. 과열은 또한 사이클의 냉각 및 가열 용량에 기여할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 작업 유체는 작업 유체가 액체로부터 증기로의 상 변화를 겪는 사이클에서 더 낮은 온도에서의 임의의 지점 (예를 들어, 증발기)으로부터 더 높은 온도에서의 다른 지점 (예를 들어, 응축기)으로 열을 전달하는 것을 주된 기능으로 하는 화합물 또는 화합물의 혼합물을 포함하는 조성물이며, 이것은 압축되고, 반복 사이클에서 압축된 증기의 냉각을 통해서 액체로 다시 되돌아간다. 임계점을 초과하게 압축된 증기의 냉각은 응축하지 않고 작업 유체를 액체 상태로 되돌릴 수 있다. 반복 사이클은 시스템, 예컨대, 열 펌프, 냉동 시스템, 냉장고, 냉동고, 에어 컨디셔닝 시스템, 에어 컨디셔너, 칠러(chiller) 등에서 수행될 수 있다. 작업 유체는 시스템 내에서 사용되는 제제의 일부일 수 있다. 제제는 또한 하기에 기재된 것과 같은 다른 화학 성분 (예를 들어, 첨가제)를 함유할 수 있다.
가연성은 조성물이 화염을 발화시키고/시키거나 전파시키는 능력을 의미하기 위해 사용되는 용어이다. 작업 유체의 경우, 연소 하한(lower flammability limit, "LFL")은 작업 유체의 균일한 혼합물을 통해 화염을 전파시킬 수 있는 공기 내, 및 ASTM (미국 재료 시험 학회(American Society of Testing and Materials)) E681-2001에서 명시된 시험 조건 하의 공기 내에서 작업 유체의 최소 농도이다. 연소 상한(upper flammability limit) ("UFL")은 조성물의 균일한 혼합물을 통해 화염을 전파시킬 수 있는 공기 내, 및 ASTM E681에 의해 측정될 때 공기 내에서 작업 유체의 최대 농도이다. 가연성 및 불연성 성분을 포함하는 혼합물 중의 불연성 성분의 함량이 증가할 때, LFL 및 UFL은 서로에 근접한다. 혼합물 내의 불연성 성분의 함량이 임계값에 도달할 때, 혼합물의 LFL과 UFL은 같아진다. 이 임계값보다 더 많은 불연성 성분을 함유하는 조성물은 불연성이다. 단일 성분 작업 유체 또는 공비 작업 유체 블렌드의 경우, 조성물은 누출 동안 변화되지 않을 것이며, 따라서 누출 동안의 조성 변화는 인화성을 결정함에 있어서 인자가 아닐 것이다. 다수의 냉동, 에어 컨디셔닝 또는 열 펌프 응용의 경우, 냉매 또는 작업 유체는 (요구되지 않으면) 불연성인 것이 바람직하다.
공비 조성물은 소정의 압력 하에서 액체 형태일 때, 실질적으로 일정한 온도 (온도는 개별 성분의 비등 온도보다 높거나 낮을 수 있음)에서 비등하고, 비등하는 전체 액체 조성물에 본질적으로 동일한 증기 조성을 제공할 2종 이상의 상이한 성분의 혼합물이다 (예를 들어, 문헌 [M. F. Doherty and M. F. Malone, Conceptual Design of Distillation Systems, McGraw-Hill (New York), 2001, 185-186, 351-359] 참고).
따라서, 공비 조성물의 본질적 특징은 주어진 압력에서 액체 조성물의 비등점이 일정하다는 것과, 비등하는 조성물 위의 증기의 조성이 본질적으로 비등하는 전체 액체 조성물의 조성이라는 것이다 (즉, 액체 조성물의 성분들의 분별증류가 일어나지 않음). 공비 조성물의 각각의 성분의 비등점 및 중량 백분율 둘 모두가 공비 조성물이 상이한 압력에서의 비등에 처해질 때 변할 수 있음이 인식된다. 따라서, 공비 조성물은 성분들 사이에 존재하는 특유한 관계 면에서 또는 성분들의 조성 범위의 면에서 또는 특정 압력에서의 일정한 비등점에 의해 특징지워지는 조성물의 각각의 성분의 정확한 중량 백분율 면에서 정의될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 공비-유사 (또한 근사 공비로 지칭됨) 조성물은 본질적으로 공비 조성물처럼 거동하는 (즉, 일정한 비등 특성, 또는 비등 또는 증발시에 분별증류되지 않는 경향을 갖는) 조성물을 의미한다. 따라서, 비등 또는 증발 동안, 증기와 액체 조성물은 그들이 조금이라도 변한다면, 단지 최소한 또는 무시할만한 정도로만 변한다. 이는 비등 또는 증발 동안 증기와 액체 조성물이 상당한 정도로 변하는 비-공비-유사 조성물과 대조된다.
추가로, 공비-유사 조성물은 실질적으로 동일한 이슬점 압력과 기포점 압력을 나타낸다. 즉, 소정의 온도에서 이슬점 압력과 기포점 압력 간의 차이는 작은 값, 예컨대, 3% 또는 5% 차이일 것이다.
비-공비 조성물 또는 비-공비-유사 조성물은 단일 물질이라기보다는 오히려 혼합물처럼 거동하는 두 가지 이상의 물질의 혼합물이다. 비-공비 조성물을 특성화하는 한 가지 방법은 액체의 부분적 증발 또는 증류에 의해 생성되는 증기가 그 액체 - 그로부터 증기가 증발 또는 증류되었음 - 와 실질적으로 상이한 조성을 갖는다는 것인데, 즉 이 혼합물은 조성이 상당히 변화하면서 증류/환류된다. 비-공비 조성물을 특성화하는 다른 방법으로는 특정 온도에서 조성물의 기포점 증기압과 이슬점 증기압이 사실상 상이하다는 것이 있다. 본 명세서에서, 조성물은 이슬점 압력과 기포점 압력 차이가 (기포점 압력을 기준으로) 5% 이상이라면 비-공비이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "함유하다", "함유하는", "포함하다", "포함하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 망라하고자 하는 것이다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 더욱이, 달리 표현되어 언급되지 않는 한, "또는"은 포함적인 의미이고 제한적인 의미가 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참 (또는 존재함)이고 B는 거짓 (또는 존재하지 않음), A는 거짓 (또는 존재하지 않음)이고 B는 참 (또는 존재함), A 및 B가 모두가 참 (또는 존재함).
연결구 "이루어진"은 명시되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 제외한다. 특허청구범위 중에서라면, 이는 통상적으로 연계된 불순물을 제외하고는 인용된 것 이외의 재료를 포함하지 않는 것으로 특허청구범위를 한정할 것이다. 어구 "~로 이루어진다"가 청구항 전문의 직후가 아닌 청구항 본문의 절에 나타날 경우, 이것은 그 절에 개시된 요소만을 한정하며; 다른 요소들은 청구항 전체로부터 배제되지 않는다.
부가적으로 포함된 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소가 특허청구된 발명의 기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미친다면, 연결구 "본질적으로 이루어진"은 문자 그대로 개시된 것 이외에도, 이들 재료, 단계, 특징부, 성분, 또는 요소를 포함하는 조성물, 방법 또는 장치를 정의하는데 사용된다. 용어 "본질적으로 이루어진"은 "포함하는"과 "이루어진" 사이의 중간 입장을 차지한다.
본 발명자가 개방형 용어, 예컨대 "포함하는"으로 발명 또는 그의 부분을 정의하는 경우에는, (달리 기술되지 않는 한) 용어 "본질적으로 이루어진" 또는 "이루어진"을 사용하여 이러한 발명을 또한 기재하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 용이하게 이해하여야 한다.
또한, 부정관사("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 설명되는 요소들 및 구성요소들을 설명하기 위해 채용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 전반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 단수형은 그가 달리 의미하는 것이 명백하지 않으면 복수를 또한 포함한다.
달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시양태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않으면 전체적으로 참고로 본 명세서에 통합된다. 상충되는 경우에는, 정의를 포함한 본 명세서가 좌우할 것이다. 게다가, 재료, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며, 한정하고자 하는 것이 아니다.
조성물
본 방법에서 사용하기 위한 개시된 조성물은 (a) E-CF3CH=CHF (E-HFO-1234ze 또는 트랜스-HFO-1234ze) 및 (b) 화학식 CF2XCHFY의 적어도 하나의 화합물 (여기서, X 및 Y는 H 및 F로 이루어진 군으로부터 각각 선택됨)을 포함하는 작업 유체를 포함하며; 단, X가 H이면, Y는 F이고, X가 F이면, Y는 H이다. 이들 조성물은 성분 (b)로서 화학식 C2H2F4 의 두 테트라플루오로에탄 이성질체 (즉, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134, CHF2CHF2) 및/또는 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134a, CF3CH2F)) 중 하나 또는 모두를 포함한다.
E-CF3CH=CHF는 특정 플루오로카본 제조사 (예를 들어, 허니웰 인터내셔널 인크.(Honeywell International Inc.) (미국 뉴저지주 모리스타운 소재))로부터 상업적으로 입수가능하거나 또는 본 기술 분야에 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 특히, E-CF3CH=CHF는 1,1,1,2,3-펜타플루오로프로판 (HFC-245eb, CF3CHFCH2F) 또는 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판 (HFC-245fa, CF3CH2CHF2)의 탈수소플루오르화(dehydrofluorination)에 의해서 제조될 수 있다. 탈수소플루오르화 반응은 촉매의 존재 또는 부재 하에서 증기상 중에서 수행될 수 있고, 또한, 가성물질(caustic), 예컨대, NaOH 또는 KOH를 사용하는 반응에 의해서 액체상 중에서 수행될 수 있다. 이들 반응은 참고로 본 명세서에 포함된 미국 특허 공개 제2006/0106263호에 보다 상세히 기재되어 있다.
화학식 C2H2F4의 화합물은 상업적으로 입수할 수 있거나, 또는 본 기술 분야에 공지된 방법, 예를 들어 영국 특허 제1578933호 (참고로 본 명세서에 포함됨)에 기재된 방법에 의해서 테트라플루오로에틸렌의 수소화에 의해서 제조될 수 있다. 후자 반응은 수소화 촉매, 예를 들어 알루미나 상의 팔라듐의 존재 하에서 상온 또는 승온, 예를 들어 250℃ 이하에서 편리하게 수행될 수 있다. 추가로, HFC-134는 본 명세서에 참고로 포함된 문헌 [J. L. Bitner et al. in U.S. Dep. Comm. Off. Tech. Serv/Rep. 136732, (1958), pp. 25-27]에 보고된 바와 같이, 1,2-다이클로로-1,1,2,2-테트라플루오로에탄 (즉, CClF2CClF2 또는 CFC-114)의 수소화에 의해서 1,1,2,2-테트라플루오로에탄으로 제조될 수 있다. HFC-134a는 1,1-다이클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄 (즉, CCl2FCF3 또는 CFC-114a)의 수소화에 의해서 1,1,1,2-테트라플루오로에탄으로 제조될 수 있다.
일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)인 경우 적당한 글라이드, 또는 0.1℃ 미만의 온도 글라이를 갖는다고 고려된다. 이들 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.53 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.53)인 경우 낮은 온도 글라이드 또는 0.05℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는다고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.20 내지 0.40인 조성물이 중요하며, 이것은 무시해도 될 정도의 온도 글라이드, 또는 0.01℃ 미만의 온도 글라이드를 갖는 것으로 고려된다.
일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.69 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.69)이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.69인 경우 불연성이라고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.699 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.699)인 경우 불연성이라고 고려된다.
일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.56이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.56 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.44)인 경우 성취할 수 있는 최대 성능의 4% 이내의 용량 및 COP를 제공한다고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.48 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.40)인 경우 성취할 수 있는 최대 성능의 3% 이내의 용량 및 COP를 제공한다고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.39 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.39)인 경우 성취할 수 있는 최대 성능의 2% 이내의 용량 및 COP를 제공한다고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.20 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.39)인 경우 성취할 수 있는 최대 성능의 1% 이내의 용량 및 COP를 제공한다고 고려된다.
일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.99이다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.09 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.82)인 경우 GWP가 1000 미만이라고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.73 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.73 내지 약 0.82)인 경우 GWP가 300 미만이라고 고려된다. E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물은 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.87 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.73 내지 약 0.82)인 경우 GWP가 150 미만이라고 고려된다. 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 90 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2를 포함하는 조성물이 중요하다. 또한, 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 80 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2를 포함하는 조성물이 중요하다. 이들 조성물은 불연성이라고 고려되어 낮은 글라이드를 제공하고, 이러한 작업 유체에 최대 부피 가열 용량 및 에너지 효율을 제공한다.
일 실시양태에서, 성분 (b)는 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.82 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)이다. E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 포함하고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.82 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)인 경우 불연성이라고 고려되는 조성물이 중요하다. 또한, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F 2를 포함하고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.81 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.81)인 경우 불연성이라고 고려되는 조성물이 중요하다. 또한, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F 2를 포함하고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.80 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.80)인 경우 불연성이라고 고려되는 조성물이 중요하다.
일 실시양태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 냉동 또는 에어 컨디셔닝 장비 (칠러 포함) 내에서 수분의 제거를 돕기 위해서 건조제와 함께 사용될 수 있다. 건조제는 활성 알루미나, 실리카 겔, 또는 제올라이트-기반 분자체로 구성될 수 있다. 대표적인 분자체는 MOLSIV XH-7, XH-6, XH-9 및 XH-11 (유오피 엘엘씨(UOP LLC) (미국 일리노이주 데스 플레인즈 소재))을 포함한다. 공칭 기공 크기가 약 3 옹스트롬 내지 약 6 옹스트롬인 분자체가 중요하다.
일 실시양태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 폴리알킬렌 글리콜, 폴리올 에스테르, 폴리비닐에테르, 광유, 알킬벤젠, 합성 파라핀, 합성 나프텐, 및 폴리(알파)올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 윤활제와 조합하여 사용될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 명세서에 개시된 조성물과 조합하기에 유용한 윤활제는 냉동 또는 에어 컨디셔닝 장치와 함께 사용하기에 적합한 것들을 포함할 수 있다. 이러한 윤활제들 중에서도 클로로플루오로카본 냉매를 이용하는 증기 압축 냉각 장치에서 통상적으로 사용되는 것들이다. 일 실시양태에서, 윤활제는 압축 냉동 윤활의 분야에서 "광유"로서 흔히 알려진 것들을 포함한다. 광유는 파라핀 (즉, 직쇄형 및 분지형-탄소-사슬, 포화된 탄화수소), 나프텐 (즉, 사이클릭 파라핀) 및 방향족 (즉, 교대 이중 결합을 특징으로 하는 하나 이상의 고리를 함유하는 불포화, 사이클릭 탄화수소)을 포함한다. 일 실시양태에서, 윤활제는 압축 냉동 윤활의 분야에서 "합성유"로서 흔히 알려진 것들을 포함한다. 합성유는 알킬아릴 (즉, 선형 및 분지형 알킬 알킬벤젠), 합성 파라핀 및 나프텐, 및 폴리(알파올레핀)을 포함한다. 대표적인 통상의 윤활제는 상업적으로 입수가능한 BVM 100 N (비브이에이 오일즈(BVA Oils)에 의해 판매되는 파라핀계 광유), 크롬프톤 코.(Crompton Co.)로부터 상표명 수니소(Suniso)® 3GS 및 수니소 ® 5GS로 상업적으로 입수가능한 나프텐계 광유, 펜조일(Pennzoil)로부터 상표명 손텍스(Sontex)® 372LT로 상업적으로 입수가능한 나프텐계 광유, 칼루메트 루브리컨츠(Calumet Lubricants)로부터 상표명 칼루메트® RO-30으로 상업적으로 입수가능한 나프텐계 광유, 쉬리브 게미컬즈(Shrieve Chemicals)로부터 상표명 제롤(Zerol)® 75, 제롤® 150 및 제롤® 500 하에 상업적으로 입수가능한 선형 알킬벤젠, 및 HAB 22 (니폰 오일(Nippon Oil))에 의해서 판매되는 분지형 알킬벤젠)이다.
다른 실시양태에서, 윤활제는 또한, 하이드로플루오로카본 냉매와 함께 사용되도록 설계되었던 것들, 및 압축 냉동 및 에어 컨디셔닝 장치의 작동 조건 하에서 본 발명의 냉매와 혼화가능한 것들을 포함할 수 있다. 그러한 윤활제에는 폴리올 에스테르 (POE) 예컨대, 캐스트롤(Castrol)® 100 (캐스트롤(Castrol) (영국 소재)), 폴리알킬렌 글리콜 (PAG), 예컨대, 다우 (Dow) (다우 케미칼(Dow Chemical) (미국, 미시간주, 미들랜드 소재))로부터의 RL-488A, 폴리비닐 에테르 (PVE), 및 폴리카르보네이트 (PC)가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.
윤활제는 소정의 압축기 요건 및 윤활제가 노출될 환경을 고려하여 선택된다.
(a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 CF2XCHFY의 적어도 하나의 화합물 (여기서, X 및 Y는 H 및 F로 이루어진 군으로부터 각각 선택되며, 단, X가 H이면, Y는 F이고, X가 F이면, Y는 H임)을 포함하는 작업 유체와 함께 사용하기 위해서 POE, PAG, PVE 및 PC로 이루어진 군으로부터 선택된 윤활제가 특히 중요하며; 본 명세서에 개시된 바와 같은 작업 유체와 함께 사용하기 위해서 POE 또는 PAG로부터 선택된 윤활제가 특히 중요하다.
일 실시양태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 상용화제, UV 염료, 가용화제, 트레이서, 안정제, 퍼플루오로폴리에테르 (PFPE), 및 작용화된 퍼플루오로폴리에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 (작업 유체 이외의) 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 광유 윤활제를 위한 탄화수소 상용화제 (예를 들어, 프로판, 사이클로프로판, n-부탄, 아이소부탄, n-펜탄, 아이소펜탄, 및/또는 네오펜탄)를 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 포함하는 조성물이 중요하다. (i) 성분 (i)의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 90 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2 (예를 들어, 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 80 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2)를 포함하는 조성물, 및 (ii) 제제의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 탄화수소 상용화제를 포함하는 제제가 포함된다. 사이클로프로판, 사이클로부탄, n-부탄, 아이소부탄, 아이소부텐 및 n-펜탄을 비롯한 탄화수소 상용화제가 특히 중요하다. 또한, 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 상기 탄화수소 상용화제를 포함하는 조성물이 중요하다.
일 실시양태에서, 조성물은 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 안정제, 자유 라디칼 포착제(scavenger) 또는 항산화제와 함께 사용될 수 있다. 그러한 다른 첨가제는 니트로메탄, 장애 페놀(hindered phenol), 하이드록실아민, 티올, 포스파이트, 또는 락톤을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 단일 첨가제 또는 조합이 사용될 수 있다.
임의로, 다른 실시양태에서, 성능 및 시스템 안정성을 증진시키기 위해서, 바람직한 경우, 특정 냉동, 에어 컨디셔닝, 또는 열 펌프 시스템 첨가제가 본 명세서에 개시된 바와 같은 작업 유체에 첨가될 수 있다. 이들 첨가제는 냉동 및 에어 컨디셔닝 분야에 공지되어 있으며, 내마모제, 극압 윤활제, 부식 및 산화 억제제, 금속 표면 불활성화제, 자유 라디칼 포착제, 및 폼 제어제를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 이들 첨가제는 전체 조성물에 비해서 소량으로 작업 유체 중에 존재할 수 있다. 전형적으로는, 각각의 첨가제가 약 0.1 중량% 미만 내지 약 3 중량%만큼 많은 농도로 사용된다. 이들 첨가제는 개별 시스템의 요건에 기초하여 선택된다. 이들 첨가제에는 EP (극압) 윤활 첨가제의 트라이아릴 포스페이트 부류의 구성원, 예를 들어 부틸화 트라이페닐 포스페이트 (BTPP), 또는 다른 알킬화 트라이아릴 포스페이트 에스테르, 예를 들어, 아크조 케미칼즈(Akzo Chemicals)로부터의 Syn-0-Ad 8478, 트라이크레실 포스페이트 및 관련 화합물이 포함된다. 부가적으로, 금속 다이알킬 다이티오포스페이트 (예컨대, 아연 다이알킬 다이티오포스페이트 (또는 ZDDP), 루브리졸(Lubrizol) 1375 및 이러한 화학물질 부류의 다른 구성원들이 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 다른 내마모 첨가제는 천연 생성물 오일 및 비대칭 폴리하이드록실 윤활 첨가제, 예를 들어 시너골(Synergol) TMS (인터내셔널 루브리컨츠(International Lubricants))를 포함한다. 유사하게, 안정제, 예를 들어 항산화제, 자유 라디칼 포착제, 및 물 포착제가 사용될 수 있다. 이러한 범주 내 화합물에는 부틸화 하이드록시 톨루엔 (BHT), 에폭사이드, 및 그의 혼합물이 포함될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 부식 억제제는 도데실 석신산 (DDSA), 아민 포스페이트 (AP), 올레오일 사르코신, 이미다존 유도체 및 치환된 설포네이트를 포함한다. 금속 표면 불활성화제에는 아레옥살릴 비스(벤질리덴) 하이드라자이드 (CAS 등록 번호 6629-10-3), N,N'-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나모일하이드라진 (CAS 등록 번호 32687-78-8), 2,2,'-옥사미도비스-에틸-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트 (CAS 등록 번호 70331-94-1), N,N'-(다이살리사이클리덴)-1,2-다이아미노프로판 (CAS 등록 번호 94-91-7) 및 에틸렌다이아민테트라-아세트산 (CAS 등록 번호 60-00-4) 및 그의 염, 및 이들의 혼합물이 포함된다.
다른 실시양태에서, 추가의 첨가제에는 장애 페놀, 티오포스페이트, 부틸화 트라이페닐포스포로티오네이트, 유기 포스페이트, 또는 포스파이트, 아릴 알킬 에테르, 테르펜, 테르페노이드, 에폭사이드, 플루오르화 에폭사이드, 옥세탄, 아스코르브산, 티올, 락톤, 티오에테르, 아민, 니트로메탄, 알킬실란, 벤조페논 유도체, 아릴 설파이드, 다이비닐 테레프탈산, 다이페닐 테레프탈산, 이온성 액체, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 안정제가 포함된다. 대표적인 안정제 화합물에는 토코페롤; 하이드로퀴논; t-부틸 하이드로퀴논; 모노티오포스페이트; 및 시바 스페셜티 케미컬즈(Ciba Specialty Chemicals) (스위스 바젤 소재) (이하 "시바(Ciba)")로부터 상표명 이르가루브(Irgalube)® 63 하에 상업적으로 입수가능한 디티오포스페이트; 시바로부터 각각 상표명 이르가루브® 353 및 이르가루브® 350 하에 상업적으로 입수가능한 다이알킬티오포스페이트 에스테르; 시바로부터 상표명 이르가루브® 232 하에 상업적으로 입수가능한 부틸화 트라이페닐포스포르오르티오네이트; 시바로부터 상표명 이르가루브® 349 (시바) 하에 상업적으으로 입수가능한 아민 포스페이트; 시바로부터 이르가포스(Irgafos)® 168로서 상업적으로 입수가능한 장애 포스파이트; 시바로부터 상표명 이르가포스® OPH 하에 상업적으로 입수가능한 포스페이트, 예컨대, (트리스-(다이-tert-부틸페닐); (다이-n-옥틸 포스파이트); 및 시바로부터 상표명 이르가포스® DDPP 하에 상업적으로 입수가능한 아이소-데실 다이페닐 포스파이트; 아니솔; 1,4-다이메톡시벤젠; 1,4-다이에톡시벤젠; 1,3,5-트라이메톡시벤젠; d-리모넨; 레티날; 피넨; 멘톨; 비타민 A; 테르피넨; 다이펜텐; 라이코펜; 베타 카로텐; 보르난; 1,2-프로필렌 옥사이드; 1,2-부틸렌 옥사이드; n-부틸 글리시딜 에테르; 트라이플루오로메틸옥시란; 1,1-비스(트라이플루오로메틸)옥시란; 3-에틸-3-하이드록시메틸-옥세탄, 예컨대, OXT-101 (토아고세이 코., 엘티디(Toagosei Co., Ltd)); 3-에틸-3-((페녹시)메틸)-옥세탄, 예컨대, OXT-211 (토아고세이 코., 엘티디); 3-에틸-3-((2-에틸-헥실옥시)메틸)-옥세탄, 예컨대, OXT-212 (토아고세이 코., 엘티디); 아스코르브산; 메탄티올 (메틸 메르캅탄); 에탄티올 (에틸 메르캅탄); 조효소 A; 다이메르캅토석신산 (DMSA); 그레이프프루트 메르캅탄 ((R)-2-(4-메틸사이클로헥스-3-엔일)프로판-2-티올)); 시스테인 ((R)-2-아미노-3-설파닐-프로판산); 리포아미드 (1,2-디티올란-3-펜탄아미드); 시바로부터 상표명 이르가녹스(Irganox)® HP-136 하에 상업적으로 입수가능한 5,7-비스(1,1-다이메틸에틸)-3-[2,3(또는 3,4)-다이메틸페닐]-2(3H)-벤조푸라논; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이아이소프로필아민; 시바로부터 상표명 이르가녹스® PS 802(시바) 하에 상업적으로 입수가능한 다이옥타데실 3,3'-티오다이프로피오네이트; 시바로부터 상표명 이르가녹스® PS 800 하에 상업적으로 입수가능한 다이도데실 3,3'-티오프로피오네이트; 시바로부터 상표명 티누빈(Tinuvin)® 770 하에 상업적으로 입수가능한 다이-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트; 시바로부터 상표명 티누빈® 622LD (시바) 하에 상업적으로 입수가능한 폴리-(N-하이드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-피페리딜 석시네이트; 메틸 비스 탈로우 아민; 비스 탈로우 아민; 페놀-알파-나프틸아민; 비스(다이메틸아미노)메틸실란 (DMAMS); 트리스(트라이메틸실릴)실란 (TTMSS); 비닐트라이에톡시실란; 비닐트라이메톡시실란; 2,5-다이플루오로벤조페논; 2',5'-다이하이드록시아세토페논; 2-아미노벤조페논; 2-클로로벤조페논; 벤질 페닐 설파이드; 다이페닐 설파이드; 다이벤질 설파이드; 이온성 액체 등이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시양태에서, 이온성 액체 안정제는 적어도 하나의 이온성 액체를 포함한다. 이온성 액체는, 액체이거나 융점이 100℃ 미만인 유기 염이다. 다른 실시양태에서, 이온성 액체 안정제는 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨 및 트라이아졸륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 양이온; 및 [BF4]-, [PF6]-, [SbF6]-, [CF3SO3]-, [HCF2CF2SO3]-, [CF3HFCCF2SO3]-, [HCClFCF2SO3]-, [(CF3SO2)2N]-, [(CF3CF2SO2)2N]-, [(CF3SO2)3C]-, [CF3CO2]-, 및 F-로 이루어진 군으로부터 선택되는 음이온을 함유하는 염을 포함한다. 대표적인 이온성 액체 안정제는 emim BF4(1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트); bmim BF4 (1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라보레이트); emim PF6 (1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트); 및 bmim PF6 (1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트)을 포함하며, 이들 모두는 플루카(Fluka)(시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))로부터 입수가능하다.
일 실시양태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은 퍼플루오로폴리에테르 첨가제와 함께 사용될 수 있다. 퍼플루오로폴리에테르의 통상적인 특징은 퍼플루오로알킬 에테르 부분이 존재한다는 것이다. 퍼플루오로폴리에테르는 퍼플루오로폴리알킬에테르와 동의어이다. 빈번하게 사용되는 다른 동의어 용어는 "PFPE", "PFAE", "PFPE 오일", "PFPE 유체", 및 "PFPAE"를 포함한다. 예를 들어, CF3-(CF2)2-O-[CF(CF3)-CF2-O]j'-R'f의 화학식을 갖는 퍼플루오로폴리에테르는 듀폰(DuPont)으로부터 상표명 크라이톡스(Krytox)® 하에 상업적으로 입수가능하다. 화학식에서, j'는 2 내지 100 (이들 포함)이고, R'f는 CF2CF3, C3 내지 C6 퍼플루오로알킬기, 또는 이들의 조합이다.
상표명 폼블린(Fomblin)® 및 갈덴(Galden)® 하에 오시몽트(Ausimont) (이탈리아, 밀란 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 퍼플루오로올레핀 광산화에 의해 생성되는 다른 PFPE가 또한 사용될 수 있다. 상표명 폼블린®-Y 하에 상업적으로 입수가능한 PFPE는 CF3O(CF2CF(CF3)-O-)m'(CF2-O-)n'-R1f의 화학식을 가질 수 있다. 또한, CF3O[CF2CF(CF3)O]m'(CF2CF2O)o'(CF2O)n'-R1f가 적합하다. 화학식에서, R1f는 CF3, C2F5, C3F7, 또는 이들의 둘 이상의 조합이고; (m' + n')는 8 내지 45 (이들 포함)이고; m/n은 20 내지 1000 (이들 포함)이고; o'는 1이고; (m'+n'+o')는 8 내지 45 (이들 포함); m'/n'는 20 내지 1000 (이들 포함)이다.
상표명 폼블린®-Z 하에 상업적으로 입수가능한 PFPE는 화학식 CF3O(CF2CF2-O-)p'(CF2-O)q'CF3를 가질 수 있으며, 여기서, (p' + q')는 40 내지 180이고, p'/q'는 0.5 내지 2 (이들 포함)이다.
다이킨 인더스트리스(Daikin Industries) (일본 소재)로부터 상표명 뎀넘(Demnum)™ 하에 상업적으로 입수가능한 PFPE의 다른 부류 또한 사용할 수 있다. 이는 2,2,3,3-테트라플루오로옥세탄의 순차적 올리고머화 및 플루오르화에 의해서 F-[(CF2)3-O]t'-R2f의 화학식을 산출함으로써 생성될 수 있으며, 여기서, R2f는 CF3, C2F5, 또는 이들의 조합이고, t'는 2 내지 200 (이들 포함)이다.
열 펌프
본 발명의 일 실시양태에서 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 화합물을 포함하며; E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)인 작업 유체를 함유하는 열 펌프 장치를 제공한다.
열 펌프 장치의 일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.69 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.69)이다. 열 펌프 장치의 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.56 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.56)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.53 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.53)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2 의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.48 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.48)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.39 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.39)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.20 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.20)이다.
다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.09 내지 약 0.82 또는 약 0.10 내지 약 0.82)이다.
열 펌프는 열 및/또는 냉각을 생성하기 위한 장치의 유형이다. 열 펌프는 증발기, 압축기, 응축기, 및 팽창 장치를 포함한다. 작업 유체는 반복 사이클로 이들 성분을 순환한다. 열은, 증기 작업 유체가 응축되어 액체 장업 유체를 형성할 때 에너지 (열 형태)가 증기 작업 유체로부터 추출되는 응축기에서 발생된다. 냉각은 에너지가 흡수되어 작업 유체를 증발시켜서 증기 작업 유체를 형성하는 증발기에서 발생된다.
열 펌프는 도 1에 도시된 일 실시양태인 만액식 증발기, 또는 도 2에 도시된 일 실시양태인 직접 팽창식 증발기를 포함할 수 있다.
열 펌프는 용적형 압축기 또는 동적 압축기 (예를 들어, 원심 압축기)를 사용할 수 있다. 용적형 압축기는 왕복 스크류(screw) 또는 스크롤(scroll) 압축기를 포함한다. 스크류 압축기를 사용하는 열 펌프가 중요하다. 또한, 원심 압축기를 사용하는 열 펌프가 중요하다.
주거용 열 펌프는 주거지 또는 집 (단독 또는 공동 주택 포함)을 따뜻하게 하기 위해서 가열 공기를 생성하고, 약 30℃ 내지 약 50℃의 최대 응축기 작동 온도를 생성하기 위해서 사용된다.
공기, 물, 다른 열 전달 매질 또는 산업용 공정의 일부 부분, 예컨대, 장비 한점, 저장 영역 또는 공정 스트림을 가열하는데 사용될 수 있는 고온 열 펌프가 중요하다. 이들 열 펌프는 약 55℃를 초과하는 최대 응축기 작동 온도를 생성할 수 있다. 고온 열 펌프에서 성취될 수 있는 최대 응축기 작동 온도는 사용된 작업 유체에 좌우될 것이다. 이러한 최대 응축기 작동 온도는 작업 유체의 공칭 비등 특징에 의해서, 또한 열 펌프의 압축기가 증기 작업 유체 압력을 증가시킬 수 있는 압력에 의해서 제한된다. 이러한 최대 압력은 또한 열 펌프에서 사용되는 작업 유체에 관련된다.
또한, 가열 및 냉각을 동시에 생성하는데 사용되는 열 펌프가 중요하다. 예를 들어, 단일 열 펌프 유닛은 가정용 용도를 위한 고온수를 생성할 수 있고, 여름에 쾌적 에어 컨디셔닝을 위한 냉각을 또한 생성할 수 있다.
만액식 증발기 및 직접 팽창식 모두를 포함하는 열 펌프는 공조(air handling) 및 분포 시스템과 짝지워져서 주거지 (단독 주택 또는 공동 주택) 및 호텔, 사무용 건물, 병원, 대학교 등을 비롯한 큰 상업용 건물에 쾌적 에어 컨디셔닝 (공기를 냉각하고, 습기를 제거함) 및/또는 열을 제공할 수 있다. 다른 실시양태에서, 열 펌프는 물을 가열하는데 사용될 수 있다.
열 펌프의 작동 방법을 예시하기 위해서 도면을 참고한다. 만액식 증발기 열 펌프가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 열 펌프에서, 물을 포함하며, 일부 실시양태에서는 첨가제 또는 다른 열 전달 매질, 예컨대, 글리콜 (예를 들어, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜)을 포함하는 따뜻한 액체인 제1 열 전달 매질이 입구 및 출구를 갖는 증발기 (6) 내의 튜브 번들 또는 코일 (9)을 통해서 화살표 (3)에서와 같이 저온 공급원, 예컨대, 건물 공조 시스템으로부터의 열을 보유하거나 또는 냉각 탑으로 유동하는 칠러 플랜트의 응축기로부터의 따뜻해진 물을 보유하는 열 펌프에 유입된다. 따뜻한 제1 열 전달 매질은 증발기로 전달되고, 여기서, 이것은 증발기의 하부 부분에서 제시되는 액체 작업 유체에 의해서 냉각된다. 액체 작업 유체는 튜브 번들 또는 코일 (9)을 통해서 유동하는 따뜻한 제1 열 전달 매질보다 낮은 온도에서 증발한다. 냉각된 제1 열 전달 매질은 화살표 (4)로 표시된 바와 같이 튜브 번들 또는 코일 (9)의 회귀 부분을 통해서 저온 열 공급원으로 다시 재순환된다. 도 1의 증발기 (6)의 더 낮은 부분에서 제시되는 액체 작업 유체는 증발되어, 압축기 (7) 내로 흡인되어, 작업 유체 증기의 압력 및 온도를 증가시킨다. 압축기는 이 증기를 압축하여 작업 유체 증기가 증발기를 나올 때 작업 유체 증기의 압력 및 온도보다 높은 압력 및 온도에서 응축기 (5)에서 응축될 수 있다. 제2 열 전달 매질은 도 1의 화살표 (1)에서, 고온 열이 제공되는 위치 ("히트 싱크"), 예컨대, 가정용수 또는 상수 가열기 또는 온수 난방 시스템으로부터 응축기 (5) 내의 튜브 번들 또는 코일 (10)을 통해서 응축기에 들어간다. 제2 열 전달 매질은 공정에서 따뜻해져서, 튜브 번들 또는 코일 (10)의 회귀 루프를 통해서 화살표 (2)로 표시된 바와 같이 히트 싱크로 되돌아간다. 이러한 제2 열 전달 매질은 응축기 내에서 작업 유체 증기를 냉각하고, 증기가 액체 작업 유체로 응축되게 하여, 도 1에 도시된 바와 같이 응축기의 더 낮은 부분에 액체 작업 유체가 존재한다. 응축기 내의 응축된 액체 작업 유체는 팽창 장치 (8) - 이는 오리피스(orifice), 모세관 튜브 또는 팽창 밸브일 수 있음 -를 통해서 증발기로 다시 유동한다. 팽창 장치 (8)는 액체 작업 유체의 압력을 감소시키고, 액체 작업 유체를 증기로 부분적으로 전환시키는데, 즉, 액체 작업 유체는 응축기와 증발기 사이에서 압력이 하강함에 따라 플래슁(flashing)된다. 플래슁은 작업 유체, 즉, 액체 작업 유체 및 작업 유체 증기를 증발기 압력에서 포화 온도로 냉각시켜서, 액체 작업 유체 및 작업 유체 증기가 증발기 내에 존재한다.
일부 실시양태에서, 작업 유체 증기는 초임계 상태로 압축되고, 도 1의 용기 (5)는 작업 유체 증기가 응축되지 않고 액체 상태로 냉각되는 초임계 유체 냉각기를 나타낸다.
일부 실시양태에서, 도 1 도시된 장치에서 사용된 제1 열 전달 매질은 에어 컨디셔닝이 제공되는 건물 또는 냉각될 일부 다른 대상으로부터 되돌아온 냉수(chilled water)이다. 열은 증발기 (6)에서 되돌아온 냉수로부터 추출되고, 냉각된 냉수는 건물 또는 냉각될 다른 대상에 다시 공급된다. 이 실시양태에서, 도 1에 도시된 장치는 동시에 냉각될 대상 (예를 들어, 건물 공기)에 냉각을 제공하는 제1 열 전달 매질을 냉각하고, 가열될 대상 (예를 들어, 가정용수 또는 상수 또는 공정 스트림)에 열을 제공하는 제2 열 전달 매질을 가열하는 기능을 한다.
도 1에 도시된 장치는 태양열, 지열 및 폐열을 비롯한 매우 다양한 열 공급원으로부터 증발기 (6)에서 열을 추출하고, 응축기 (5)로부터 다양한 히트 싱크로 열을 공급할 수 있다고 이해된다. 단일 성분 작업 유체 조성물은, 증발기 및 응축기 내의 증기 작업 유체의 조성이 증발기 및 응축기 내의 액체 작업 유체의 조성과 동일한 것을 주목해야 한다. 이 경우, 증발은 일정한 온도에서 일어날 것이다. 그러나, 본 발명에서와 같이 작업 유체 블렌드 (또는 혼합물)가 사용되면, 증발기 (또는 응축기) 내의 액체 작업 유체 및 작업 유체 증기는 상이한 조성을 가질 수 있다. 이는 장비를 수리하는 데 있어서의 어려움 및 비효율적인 시스템을 초래할 수 있으며, 따라서, 단일 성분 작업 유체가 더 바람직하다. 공비 또는 공비-유사 조성물은 열 펌프 내에서 본질적으로 단일 성분 작업 유체로서 작용할 것이어서, 액체 조성물 및 증기 조성물은 본질적으로 동일하여 비-공비 또는 비-공비-유사 조성물의 사용으로부터 발생할 수 있는 임의의 비효율성을 감소시킨다.
직접 팽창식 열 펌프의 일 실시양태가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 열 펌프에서, 따뜻한 액체, 예컨대, 따뜻한 물인 제1 액체 열 전달 매질이 입구 (14)에서 증발기 (6')로 들어간다. 대부분의 액체 작업 유체 (소량의 작업 유체 증기를 가짐)는 화살표 (3')에서, 증발기 내의 코일 (9')로 들어와서 증발된다. 그 결과, 제1 액체 열 전달 매질은 증발기 내에서 냉각되고, 냉각된 제1 액체 열 전달 매질은 출구 (16)에서 증발기를 나가고, 저온 열 공급원 (예를 들어, 냉각 탑으로 유동하는 따뜻한 물)으로 보내진다. 작업 유체 증기는 화살표 (4')에서 증발기를 나가고, 압축기 (7')로 보내지고, 여기서, 이것은 압축되고, 고온, 고압 작업 유체 증기로서 나간다. 이 작업 유체 증기는 (1')에서 응축기 코일 (10')을 통해서 응축기 (5')로 들어간다. 작업 유체 증기는 응축기 내의 제2 액체 열 전달 매질, 예컨대, 물에 의해서 냉각되어, 액체가 된다. 제2 액체 열 전달 매질은 응축기 열 전달 매질 입구 (20)를 통해서 응축기에 들어간다. 제2 액체 열 전달 매질은 액체 작업 유체가 되는 응축 작업 유체 증기로부터 열을 추출하고, 이것은 응축기 내에서 제2 액체 열 전달 매질을 따뜻하게 한다. 제2 액체 열 전달 매질은 응축기 열 전달 매질 출구 (18)를 통해서 응축기로부터 나간다. 응축된 작업 유체는 도 2에 도시된 바와 같이 하부 코일 (10')을 통해서 응축기를 나가고, 팽창 장치 (12) - 이는 오리피스, 모세관 튜브 또는 팽창 밸브일 수 있음 -를 통해서 유동한다. 팽창 장치 (12)는 액체 작업 유체의 압력을 감소시킨다. 팽창의 결과로서 생성되는 소량의 증기는 코일 (9')을 통해서 액체 작업 유체와 함께 증발기에 들어가고, 이 사이클이 반복된다.
일부 실시양태에서, 작업 유체 증기는 초임계 상태로 압축되고, 도 2의 용기 (5')는 작업 유체 증기가 응축되지 않고 액체 상태로 냉각되는 초임계 유체 냉각기를 나타낸다.
일부 실시양태에서, 도 2 도시된 장치에서 사용된 제1 열 전달 매질은 에어 컨디셔닝이 제공되는 건물 또는 냉각될 일부 다른 대상으로부터 되돌아온 냉수이다. 열은 증발기 (6')에서 되돌아온 냉수로부터 추출되고, 냉각된 냉수는 건물 또는 냉각될 다른 대상에 다시 공급된다. 이 실시양태에서, 도 2에 도시된 장치는 동시에 냉각될 대상 (예를 들어, 건물 공기)에 냉각을 제공하는 제1 열 전달 매질을 냉각하고, 가열될 대상 (예를 들어, 가정용수 또는 상수 또는 공정 스트림)에 열을 제공하는 제2 열 전달 매질을 가열하는 기능을 한다.
도 2에 도시된 장치는 태양열, 지열 및 폐열을 비롯한 매우 다양한 열 공급원으로부터 증발기 (6')에서 열을 추출하고, 응축기 (5')로부터 다양한 히트 싱크로 열을 공급할 수 있다고 이해된다.
원심 압축기는 작업 유체를 방사상으로(radially) 가속화시키기 위해서 회전 부재를 사용하고, 전형적으로 케이싱 내에 하우징된 디퓨저 및 임펠러를 포함한다. 원심 압축기는 통상적으로 임펠러 아이(eye), 또는 순환하는 임펠러의 중심 입구 내에 작업 유체를 받아들이고, 이를 방사상 외측으로 가속시킨다. 약간의 압력 상승이 임펠러에서 일어나지만, 압력 상승의 대부분은 케이싱의 디퓨저 섹션에서 일어나며, 여기서 속도가 압력으로 변환된다. 각각의 임펠러-디퓨저 세트는 압축기의 한 단(stage)이다. 원심 압축기는 취급되는 냉매의 부피 및 목적하는 최종 압력에 따라 1 내지 12 또는 그 이상의 단으로 건설된다.
압축기의 압력비 또는 압축비는 절대 방출 압력 대 절대 입구 압력의 비이다. 원심 압축기에 의해 전달된 압력은 상대적으로 넓은 범위의 용량에 걸쳐 실제적으로 일정하다. 원심 압축기가 발현시킬 수 있는 압력은 임펠러의 선단 속도에 좌우된다. 선단 속도는 임펠러의 선단에서 측정된 임펠러의 속도이며, 임펠러의 직경 및 임펠러의 분당 회전수와 관계가 있다. 특정 응용에서 요구되는 선단 속도는 증발기 조건으로부터 응축기 조건으로 작업 유체의 열역학 상태를 상승시키는데 필요한 압축기 일량에 좌우된다. 원심 압축기의 부피 유동 용량은 임펠러를 통한 통로의 크기에 의해서 측정된다. 이것은 압축기의 크기를 필요한 부피 유동 용량보다 필요한 압력에 보다 좌우되게 한다.
용적형 압축기는 증기를 챔버 내로 흡인하고, 챔버 부피를 감소시켜서 증기를 압축시킨다. 압축된 후, 증기는 챔버의 부피를 영(0) 또는 거의 영(0)으로 더욱 감소시킴으로써 챔버로부터 밀려난다.
왕복식 압축기는 크랭크샤프트에 의해 구동되는 피스톤을 사용한다. 이들은 고정용 또는 휴대용일 수 있으며, 단단형(single-staged) 또는 다단형(multi-staged)일 수 있고, 전기 모터 또는 내연 엔진에 의해 구동될 수 있다. 3.68 내지 22.1 ㎾(5 내지 30 hp)의 소형 왕복식 압축기는 자동차 응용에서 보여지며, 전형적으로 단속적인 작동(intermittent duty)을 위한 것이다. 최대 73.5 ㎾(100 hp)의 대형 왕복식 압축기는 대형 산업 응용에서 찾아진다. 방출 압력은 저압 내지 매우 고압 (35 ㎫ 또는 5000 psi 초과) 범위일 수 있다.
스크류 압축기는 2개의 메쉬형(meshed) 회전 용적형 나선 스크류를 사용하여 가스를 보다 작은 공간 내로 밀어낸다. 스크류 압축기는 통상적으로 상업적 및 산업적 응용에서 연속 작동을 위한 것이며, 고정용 또는 휴대용일 수 있다. 이들의 응용은 3.7 ㎾ (5 hp) 내지 375 ㎾ (500 hp) 초과, 그리고 저압 내지 매우 고압 (8.3 ㎫ 또는 1200 psi 초과)에 있을 수 있다.
스크롤 압축기는 스크류 압축기와 유사하며, 2개의 삽입형 나선형 스크롤을 포함하여 가스를 압축시킨다. 출력은 회전 스크류 압축기의 출력보다 더 큰 펄스형으로 발생된다.
방법
일 실시양태에서 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 화합물을 포함하고; 응축기 내에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)인 증기 작업 유체를 응축시켜서 액체 작업 유체를 생성하는 것을 포함하는 열 생성 방법을 제공한다.
일 실시양태에서, 열은 응축기를 포함하는 고온 열 펌프에서 생성되며, 방법은 열 전달 매질을 응축기를 통해서 통과시키고 (상기 작업 유체의 응축은 열 전달 매질을 가열함), 가열된 열 전달 매질을 응축기로부터 가열될 대상에 통과시키는 것을 추가로 포함한다.
가열될 대상은 가열될 수 있는 임의의 공간, 물체 또는 유체일 수 있다. 일 실시양태에서, 가열될 대상은 방, 건물 또는 자동차의 승객 객실일 수 있다. 대안적으로, 다른 실시양태에서, 가열될 대상은 다른 매질 또는 열 전달 유체일 수 있다.
일 실시양태에서, 열 전달 매질은 물이고, 가열될 대상은 물이다. 다른 실시양태에서, 열 전달 매질은 물이고, 가열될 대상은 공간 가열을 위한 공기이다. 다른 실시양태에서, 열 전달 매질은 산업용 열 전달 액체이고, 가열될 대상은 화학 공정 스트림이다.
다른 실시양태에서, 열 생성 방법은 원심 압축기 내에서 작업 유체 증기를 압축하는 것을 추가로 포함한다.
일 실시양태에서, 열은 응축기를 포함하는 열 펌프에서 생성되며, 방법은 가열될 유체를 응축기를 통해서 통과시켜서 유체를 가열하는 것을 추가로 포함한다. 일 실시양태에서, 유체는 공기이고, 응축기로부터의 가열된 공기는 가열될 공간을 통과한다. 다른 실시양태에서, 유체는 공정 스트림의 분획이고, 가열된 분획은 공정으로 되돌아간다.
열을 생성하는 방법의 일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.70 미만 (예를 들어, 적어도 약 0.05 내지 0.70 미만)이다. 열을 생성하는 방법의 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.69 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.69)이다. 열을 생성하는 방법의 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.56 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.56)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.53 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.53)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.48 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.48)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.39 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.39)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.20 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.20)이다.
다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.09 내지 약 0.82 또는 약 0.10 내지 약 0.82)이다.
일부 실시양태에서, 열 전달 매질은 물, 글리콜 (예컨대, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜)로부터 선택된다. 제1 열 전달 매질이 물이고, 냉각될 대상이 공간 냉각을 위한 공기인 실시양태가 특히 중요하다.
다른 실시양태에서, 열 전달 매질은 산업용 열 전달 액체일 수 있고, 여기서, 가열될 대상은 공정 라인 및 공정 장비, 예컨대, 증류 컬럼을 포함하는 화학 공정 스트림이다. 이온성 액체, 각종 염수, 예컨대, 수성 염화칼슘 또는 염화나트륨, 글리콜, 예컨대, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜, 메탄올, 및 문헌 [section 4 of the 2006 ASHRAE Handbook on Refrigeration]에 열거된 것고 같은 다른 열 전달 매질을 비롯한 산업용 열 전달 액체가 중요하다.
일 실시양태에서, 열 생성 방법은 도 1과 관련하여 상기에 기재된 바와 같은 만액식 증발기 열 펌프 내에서 열을 추출하는 것을 포함한다. 이 방법에서, 액체 작업 유체는 증발되어 제1 열 전달 매질의 근처에서 작업 유체 증기를 형성한다. 제1 열 전달 매질은 파이프를 통해서 저온 공급원으로부터 증발기로 이송되는 따뜻한 액체, 예컨대, 물이다. 따뜻한 액체는 냉각되어, 저온 열 공급원으로 되돌아가거나 또는 냉각될 대상, 예컨대, 건물에 통과된다. 이어서, 작업 유체 증기는 가열될 대상 (히트 싱크)의 근처로부터 제공된 냉수인 제2 열 전달 매질의 근처에서 응축된다. 제2 열 전달 매질은 작업 유체를 냉각시키고, 이것은 응축되어 액체 작업 유체를 형성한다. 이 방법에서, 만액식 증발기 열 펌프는 또한 가정용수 또는 상수 또는 공정 스트림을 가열하는데 사용될 수 있다.
다른 실시양태에서, 열 생성 방법은 도 2와 관련하여 상기에 기재된 바와 같은 직접 팽창식 열 펌프 내에서 열을 생성하는 것을 포함한다. 이 방법에서, 액체 작업 유체는 증발기를 통과하고, 증발되어 작업 유체 증기를 생성한다. 제1 액체 열 전달 매질은 작업 유체를 증발시킴으로써 냉각된다. 제1 액체 열 전달 매질은 증발기로부터 저온 열 공급원 또는 가열될 대상으로 통과된다. 이어서, 작업 유체 증기는 가열될 대상 (히트 싱크)의 근처로부터 제공된 냉수인 제2 열 전달 매질의 근처에서 응축된다. 제2 열 전달 매질은 작업 유체를 냉각시키고, 이것은 응축되어 액체 작업 유체를 형성한다. 이 방법에서, 직접 팽창식 열 펌프는 또한 가정용수 또는 상수 또는 공정 스트림을 가열하는데 사용될 수 있다.
열을 생성하는 방법의 일 실시양태에서, 열 펌프는 원심 압축기인 압축기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에서 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 화합물을 포함하고; 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82)인 대체 작업 유체를 제공하는 것을 포함하는, HFC-134a를 위해서 설계된 열 펌프에서 HFC-134a 작업 유체를 대체하기 위한 방법을 제공한다.
열을 생성하는데 사용하기 위해서 (다른 열 펌프 작업 유체를 위한 대체물로서 포함되지만, 이에 제한되지 않음) 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비 약 0.2 내지 0.3인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.3 내지 0.4인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.4 내지 0.5인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.5 내지 0.6인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.6 내지 0.7인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.7 내지 0.8인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.8 내지 0.9인 조성물이 또한 중요하다.
열을 생성하는데 사용하기 위해서 (다른 열 펌프 작업 유체를 위한 대체물로서 포함되지만, 이에 제한되지 않음) 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.2 내지 0.3인 조성물이 대체물로서 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.3 내지 0.4인 조성물이 대체물로서 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.4 내지 0.5인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.5 내지 0.6인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.6 내지 0.7인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.7 내지 0.8인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CF3CH2F이고, E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.76 내지 0.82 (예를 들어, 약 0.78 내지 약 82)인 조성물이 또한 중요하다.
열을 생성 하는데 사용하기 위해서 (다른 열 펌프 작업 유체를 위한 대체물로서 포함되지만, 이에 제한되지 않음) 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 질량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.1 내지 0.2인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.2 내지 0.3인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.3 내지 0.4인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.4 내지 0.5인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.5 내지 0.6인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.6 내지 0.7인 조성물이 또한 중요하다. 성분 (b)가 CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 혼합물이고, 여기서, CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 적어도 약 1:4 (예를 들어, 약 9:1 내지 약 1:4)이고, E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 및 CF3CH2F의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비가 약 0.7 내지 0.8인 조성물이 또한 중요하다. 상기에 기재된 CHF2CHF2 및 CF3CH2F를 포함하는 조성물의 경우 CHF2CHF2 대 CF3CH2F의 중량비가 약 9:1 내지 약 1:1.25 (예를 들어 1.25:1 내지 약 1:1.25)인 조성물이 특히 중요하다.
HFC-134a를 대체하기 위한 방법의 일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.69 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.69)이다. HFC-134a를 대체하기 위한 방법의 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.56이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.53 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.53)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.48 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.48)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.39 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.39)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.20 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.20)이다.
다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2 의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.10 내지 약 0.85)이다.
HFC-134a를 대체하는 이 방법에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 HFC-134a를 사용하여 작동하도록 본래 설계되고 제조된 원심 열 펌프에 유용하다.
기존 장비에서 HFC-134a를 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물로 대체하는 것은, 장비 조건 또는 작동 조건 또는 둘 모두를 조정할 수 있게 함으로써 추가의 이점이 실현될 수 있다. 예를 들어, 조성물이 대체 작업 유체로서 사용되는 원심 열 펌프에서 임펠러 직경 및 임펠러 속도가 조정될 수 있다.
일 실시양태에서, HFC-134a를 대체하는 방법은 HFC-134a 작업 유체를 사용하여 성취된 열 펌프 가열 속도 (일부 예에서는 가열 및 냉각 속도)를 더 양호하게 맞추기 위해서 원심 압축기의 임펠러 회전 속도를 증가시키는 것을 추가로 포함한다. 임펠러의 회전 속도를 증가시키는 것은 작업 유체 순환 속도, 및 생성된 가열 및 냉각 속도를 증가시킨다.
대안적으로, 다른 실시양태에서, HFC-134를 대체하는 방법은 HFC-134a 작업 유체를 사용하여 성취된 가열 및 냉각 속도를 보다 양호하게 맞추기 위해서 원심 압축기 임펠러를 더 큰 직경의 임펠러로 대체하는 것을 추가로 포함한다.
대안적으로, HFC-134a를 대체하는 이러한 방법에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 조성물은 신규 열 펌프 장비에 유용할 수 있다. 그러한 신규 장비에서, 원심 압축기, 및 이와 함께 사용되는 증발기 및 응축기가 사용될 수 있다. 신규 장비는 본 발명의 작업 유체를 사용하기 위해서 설계될 수 있고 최적화될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서 (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 화합물을 포함하며, 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.82 또는 약 0.05 내지 약 0.80)인 작업 유체로 열 펌프를 충전하는 것을 포함하는, HFC-134a 작업 유체를 사용하기에 적합한 열 펌프 장치에서 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 HFC-134a가 열 펌프 작업 유체로 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 상승시키는 방법을 제공한다.
일부 실시양태에서, HFC-134a가 열 펌프에서 작업 유체로서 사용되는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 약 65 내지 약 75℃ 범위이다. 다른 실시양태에서, 최대 실현 가능한 작동 온도는 약 70 내지 약 75℃ 범위이다. 일 실시양태에서, 134a가 열 펌프 작업 유체로서 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 약 71℃이다.
최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 상승시키는 방법의 일 실시양태에서, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물이 열 펌프 작업 유체로서 사용되는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 HFC-134a가 열 펌프 작업 유체로서 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 적어도 약 5℃ 상승된다.
실현 가능한 응축기 작동 온도를 상승시키는 방법의 다른 실시양태에, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 조성물이 열 펌프 작업 유체로서 사용되는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 HFC-134a가 열 펌프 작업 유체로서 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 적어도 약 10℃ 상승된다.
일 실시양태에서, 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 적어도 약 84℃로 상승된다. 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 적어도 약 81℃로 상승된다.
일 실시양태에서, 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 약 75 내지 약 80℃ 범위의 온도로 상승된다.
다른 실시양태에서, 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 약 80 내지 약 85℃ 범위의 온도로 상승된다.
다른 실시양태에서, 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 약 81 내지 약 84℃ 범위의 온도로 상승된다.
일 실시양태에서, 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 적어도 약 84℃로 상승된다. 다른 실시양태에서, 작업 유체가 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 경우, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도는 현재 사용가능한 압축기에서 적어도 약 81℃로 상승된다.
최대 응축기 작동 온도를 상승시키는 방법의 일 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비, 여기서 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.70 미만 (예를 들어, 적어도 약 0.05 내지 0.70 미만)이다. 최대 응축기 작동 온도를 상승시키는 방법의 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.69 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.69)이다. 최대 응축기 작동 온도를 상승시키는 방법의 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.56이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.53 (예를 들어, 약 0.05 내지 약 0.53)이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.48이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.39이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.01 내지 0.20이다. 다른 실시양태에서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2 의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.99 (예를 들어, 약 0.09 내지 약 0.82)이다.
실시예
본 명세서에서 개시된 개념은 하기의 실시예에서 추가로 기술될 것이며, 이는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 범주를 한정하지 않는다.
실시예 1:
E-HFO-1234ze 및 HFC-134를 함유하는 조성물에 대한 가열 성능
트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-134를 함유하는 조성물의 원심 물 가열 열 펌프에서의 성능을 측정하고, HFC-134a에 대한 성능과 비교하였다. 데이터를 표 1에 제시한다. 데이터는 하기 조건을 기준으로 한다:
Figure pct00001
Figure pct00002
데이터는 신규 블렌드에 대한 응축기 압력이 일부 현재 입수가능한 압축기에 대한 범위 이내인 것을 나타낸다. 그러나, HFC-134a에 대한 응축기 압력은 일부 현재 입수가능한 압축기에 대한 압력을 초과한다. 압축기 일량은 HFC-134a에 대한 값과 매우 유사하기 때문에, 선단 속도가 유사할 것이고, 조성물은 HFC-134a를 위한 근사 드롭-인(drop-in) 대체물을 제공할 것이다. 신규 블렌드에 대한 온도 글라이드는 무시해도 될 정도이기 때문에, 열 교환기에서 열 전달이 보다 효율적이게 되고, 블렌드가 만액식 증발기에서 사용될 수 있게 된다. 신규 블렌드에 대한 더 높은 COP는 HFC-134a에 비해서 개선된 에너지 효율을 증명한다. 추가로, 신규 블렌드에 대한 GWP는 HFC-134a에 대한 것의 1/2 미만이다.
순수한 성분에 대한 GWP는 하기로부터 취해진다는 것을 주목해야 한다:
문헌 ["Climate Change 2007 - IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fourth Assessment Report on Climate Change", from the section entitled "Working Group 1 Report: "The Physical Science Basis", Chapter 2, pp. 212-213, Table 2.14].
문헌 [Papadimitriou et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, vol. 9, pp. 1-13].
문헌 [Javadi et al., Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 8, 1069-1088, 2008)].
구체적으로, 100년 시계값 GWP가 사용된다. 하나 초과의 성분을 포함하는 조성물에 대한 GWP 값은 개별 성분 GWP 값의 가중 평균으로서 계산된다.
실시예 2:
E-HFO-1234ze 및 HFC-134를 함유하는 조성물에 대한 가열 성능
E-HFO-1234ze 및 HFC-134를 함유하는 조성물의 원심 물 가열 열 펌프에서의 성능을 측정하고, HFC-134a에 대한 성능과 비교하였다. 데이터를 표 2에 제시한다. 데이터는 하기 조건을 기준으로 한다:
Figure pct00003
Figure pct00004
데이터는 신규 블렌드에 대한 응축기 압력이 일부 현재 입수가능한 압축기에 대한 범위 이내인 것을 나타낸다.그러나, HFC-134a에 대한 응축기 압력은 일부 현재 입수가능한 압축기에 대한 압력을 초과한다. 신규 블렌드에 대한 온도 글라이드가 낮기 때문에, 블렌드는 만액식 증발기에서 사용될 수 있다. 신규 블렌드에 대한 더 높은 COP는 HFC-134a에 비해서 개선된 에너지 효율을 증명한다. 추가로, 신규 블렌드에 대한 GWP는 HFC-134a의 GWP에 비해서 상당히 감소된다.
실시예 3:
20 중량%의 트랜스-HFO-1234ze 및 80 중량%의 HFC-134를 함유하는 조성물에 대한 동시 가열 및 냉각 성능
도 1 및 2에 도시된 장치를 사용하여 가정용 용도를 위한 고온수 및 에어 컨디셔닝을 위한 냉수를 동시에 제공할 수 있다. 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-134를 함유하는 조성물의 가열 및 냉각을 동시에 제공하는 원심 기계에서의 성능을 측정하고, HFC-134a에 대한 성능과 비교하였다. 데이터를 표 3에 제시한다. 데이터는 하기 조건을 기준으로 한다:
Figure pct00005
Figure pct00006
데이터는, 이러한 작동 모드가 신규 블렌드로는 가능하지만, HFC-134a로는 가능하지 않음을 나타내었는데, 그 이유는 응축기 압력이 최대 실현 가능한 값을 초과할 것이기 때문이다. 신규 블렌드는 낮은 온도 글라이드를 제공하기 때문에, 만액식 증발기에서 사용될 수 있다. 신규 블렌드에 대한 압축기 일량은 HFC-134a를 사용할 경우의 일량과 대등하기 때문에, 원심 압축기 임펠러의 선단 속도는 유사하게 신규 블렌드가 HFC-134a를 위한 적합한 대체물이 되게 할 것이다. 신규 블렌드에 대한 냉각 및 가열에 대한 COP는 HFC-134a에 대한 COP보다 개선되었음을 나타낸다.
실시예 4:
60 중량%의 트랜스-HFO-1234ze 및 40 중량%의 HFC-134를 함유하는 조성물에 대한 동시 가열 및 냉각 성능
도 1 및 2에 도시된 장치를 사용하여 가정용 용도를 위한 고온수 및 에어 컨디셔닝을 위한 냉수를 동시에 제공할 수 있다. 트랜스-HFO-1234ze 및 HFC-134를 함유하는 조성물의 가열 및 냉각을 동시에 제공하는 원심 기계에서의 성능을 측정하고, HFC-134a에 대한 성능과 비교하였다. 데이터를 표 4에 제시한다. 데이터는 하기 조건을 기준으로 한다:
Figure pct00007
Figure pct00008
데이터는 이러한 작동 모드가 신규 블렌드로는 가능하지만, HFC-134a로는 가능하지 않음을 나타낸다. 신규 블렌드는 무시해도 될 정도의 온도 글라이드를 제공하기 때문에 만액식 증발기에서 사용될 수 있다. 압축기 일량은 134a의 일량에 대등하기 때문에, 원심 압축기 임펠러의 선단 속도는 HFC-134a를 위한 대체물에서 유사하게 이것이 근사 드롭을 하게 할 것이다. 신규 블렌드에 대한 냉각 및 가열에 대한 COP는 HFC-134a에 대한 COP보다 실질적으로 개선되었음을 나타낸다.
실시예 5:
E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 함유하는 조성물의 가연성 시험
70 중량%의 E-CF3CH=CHF (E-HFO-1234ze) 및 30 중량%의 CHF2CHF2 (HFC-134)를 함유하는 조성물을 60℃의 온도에서 ASTM E681- 2001 시험 절차에 따라서 시험하였고, 가연성인 것을 발견하였다. 69.75 중량%의 E-CF3CH=CHF (E-HFC-1234ze) 및 30.25 중량%의 CHF2CHF2 (HFC-134)를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에서 시험하였고, 불연성을 것을 발견하였다.
실시예 6:
E-CF3CH=CHF 및 CF3CH2F를 함유하는 조성물의 가연성 시험
82.5 중량%의 E-CF3CH=CHF (E-HFO-1234ze) 및 17.5 중량%의 CF3CH2F (HFC-134a)를 함유하는 조성물을 60℃의 온도에서 ASTM E681- 2001 시험 절차에 따라서 시험하였고, 가연성인 것을 발견하였다. 81.3 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 18.7 중량%의 CF3CH2F를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에서 시험하였고, UFL 및 LFL에 대한 단일 값으로 가연성인 것을 발견하였다. 80 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 20 중량%의 CF3CH2F를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에서 시험하였고, 불연성인 것을 발견하였다. 81.25 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 18.75 중량%의 CF3CH2F를 함유하는 조성물을 동일한 조건 하에서 시험하였고, 불연성인 것을 발견하였다.
실시예 7:
E-HFO-1234ze 및 HFC-134a를 함유하는 조성물에 대한 가열 성능
E-HFO-1234ze 및 HFC-134a를 함유하는 조성물의 원심 물 가열 열 펌프에서의 성능을 측정하고, 니트(neat) HFC-134a에 대한 성능과 비교하였다. 데이터를 표 5에 제시한다. 데이터는 하기 조건을 기준으로 한다:
Figure pct00009
Figure pct00010
데이터는 신규 블렌드에 대한 응축기 압력이 일부 현재 입수가능한 압축기에 대한 범위 이내인 것을 나타낸다. 그러나, HFC-134a에 대한 응축기 압력은 일부 현재 입수가능한 압축기에 대한 압력을 초과한다. 신규 블렌드에 대한 온도 글라이드는 무시해도 될 정도는 아니었지만 비교적 낮기 때문에, 블렌드는 만액식 증발기에서 사용될 수 있다. 신규 블렌드에 대한 더 높은 COP는 HFC-134a에 비해서 개선된 에너지 효율을 증명한다. 추가로, 신규 블렌드에 대한 GWP는 HFC-134a의 GWP에 비해서 상당히 감소된다.

Claims (27)

  1. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 증기 작업 유체를 응축기(condenser) 내에서 응축시켜서 액체 작업 유체를 생성하는 것을 포함하며, 단, 작업 유체 중에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.99인 열 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 열은 상기 응축기를 포함하는 고온 열 펌프에서 생성되며, 열 전달 매질을 응축기를 통해서 통과시켜서 상기 작업 유체의 응축이 열 전달 매질을 가열하고, 가열된 열 전달 매질을 응축기로부터 가열될 대상에 통과시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 열 전달 매질은 물이고, 가열될 대상은 물인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 열 전달 매질은 물이고, 가열될 대상은 공간 가열을 위한 공기인 방법.
  5. 제2항에 있어서, 열 전달 매질은 산업용 열 전달 액체이고, 가열될 대상은 화학 공정 스트림인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 원심 압축기 내에서 작업 유체 증기를 압축하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 열이 상기 응축기를 포함하는 열 펌프에서 생성되며, 가열될 유체를 상기 응축기를 통해서 통과시켜서 유체를 가열하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 유체는 공기이고, 응축기로부터의 가열된 공기는 가열될 공간에 통과되는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 유체는 공정 스트림의 분획이고, 가열된 분획은 공정으로 되돌아가는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.70 미만인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.53인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.82인 방법.
  13. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하는 작업 유체를 함유하며; 단, 작업 유체 중에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.99인 열 펌프 장치.
  14. 제13항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.69인 장치.
  15. 제13항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.53인 장치.
  16. 제13항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.82인 장치.
  17. 제13항에 있어서, 원심 압축기를 포함하는 열 펌프 장치.
  18. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하며, 단, E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.99인 작업 유체로 열 펌프를 충전시키는 것을 포함하는, HFC-134a 작업 유체를 사용하기에 적합한 열 펌프 장치에서 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 HFC-134a가 열 펌프 작업 유체로 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 상승시키는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 열 펌프를 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 작업 유체로 충전하여, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 134a가 열 펌프 작업 유체로 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 적어도 약 5℃ 상승시키는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 열 펌프를 E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2를 포함하는 작업 유체로 충전하여, 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도를 134a가 열 펌프 작업 유체로 사용되는 경우의 최대 실현 가능한 응축기 작동 온도에 비해서 적어도 약 10℃ 상승시키는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 0.70 미만인 방법.
  22. 제18항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.53인 방법.
  23. 제18항에 있어서, 성분 (b)는 CHF2CHF2이고, E-CF3CH=CHF 및 CHF2CHF2의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.09 내지 0.82인 방법.
  24. (a) E-CF3CH=CHF 및 (b) 화학식 C2H2F4의 적어도 하나의 테트라플루오로에탄을 포함하며, 작업 유체 중에서 E-CF3CH=CHF 및 C2H2F4의 총 양에 대한 E-CF3CH=CHF의 중량비는 약 0.05 내지 0.99인 대체 작업 유체를 제공하는 것을 포함하는, HFC-134a를 위해서 설계된 열 펌프에서 HFC-134a 냉매를 대체하는 방법.
  25. 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 90 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2를 포함하는 조성물.
  26. 제25항에 있어서, 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 E-CF3CH=CHF 및 약 80 중량% 내지 약 60 중량%의 CHF2CHF2를 포함하는 조성물.
  27. (a) 제25항의 조성물; 및 (b) 광유를 위한 탄화수소 상용화제(compatibilizer)를 제제의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 포함하는 제제.
KR1020137018265A 2010-12-14 2011-12-14 E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 테트라플루오로에탄의 배합물 및 가열을 위한 이들의 용도 KR101908151B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US42293510P 2010-12-14 2010-12-14
US61/422,935 2010-12-14
PCT/US2011/064974 WO2012082939A1 (en) 2010-12-14 2011-12-14 Combinations of e-1,3,3,3-tetrafluoropropene and at least one tetrafluoroethane and their use for heating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140036133A true KR20140036133A (ko) 2014-03-25
KR101908151B1 KR101908151B1 (ko) 2018-10-15

Family

ID=45470701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137018265A KR101908151B1 (ko) 2010-12-14 2011-12-14 E-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및 적어도 하나의 테트라플루오로에탄의 배합물 및 가열을 위한 이들의 용도

Country Status (14)

Country Link
US (1) US9828536B2 (ko)
EP (1) EP2652064B1 (ko)
JP (2) JP2014504323A (ko)
KR (1) KR101908151B1 (ko)
CN (1) CN103261360B (ko)
AU (1) AU2011343819B2 (ko)
BR (1) BR112013012043A2 (ko)
CA (1) CA2820077C (ko)
DK (1) DK2652064T3 (ko)
ES (1) ES2595387T3 (ko)
MX (1) MX2013006600A (ko)
MY (1) MY161767A (ko)
SG (1) SG190193A1 (ko)
WO (1) WO2012082939A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8463441B2 (en) 2002-12-09 2013-06-11 Hudson Technologies, Inc. Method and apparatus for optimizing refrigeration systems
US8747691B2 (en) * 2010-05-06 2014-06-10 Honeywell International Inc. Azeotrope-like compositions of tetrafluoropropene and water
FR2979419B1 (fr) * 2011-08-30 2018-03-30 Arkema France Fluides de transfert de chaleur supercritiques a base de tetrafluoropropene
TW201411068A (zh) * 2012-08-01 2014-03-16 Du Pont 於級聯熱泵中在最終級聯階段使用包含ｚ－１，１，１，４，４，４－六氟－２－丁烯之工作流體製造加熱
JPWO2015022958A1 (ja) * 2013-08-14 2017-03-02 セントラル硝子株式会社 熱伝達方法及び高温ヒートポンプ装置
ES2754267T3 (es) 2013-10-10 2020-04-16 Chemours Co Fc Llc Composiciones que comprenden difluorometano, pentafluoroetano, tetrafluoroetano y tetrafluoropropeno y usos de las mismas
CA2929695C (en) * 2013-11-22 2022-03-22 The Chemours Company Fc, Llc Compositions comprising tetrafluoropropene and tetrafluoroethane; their use in power cycles; and power cycle apparatus
US11162720B2 (en) * 2015-08-11 2021-11-02 Trane International Inc. Refrigerant recovery and repurposing
JP6938273B2 (ja) 2017-08-10 2021-09-22 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 ヒートポンプおよびその設計方法
JP6555315B2 (ja) * 2017-10-16 2019-08-07 ダイキン工業株式会社 ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）及びＨＦＣ−１３４を含有する冷媒組成物及びその使用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030041874A (ko) * 2000-06-30 2003-05-27 바이 홀딩스, 엘엘씨 혼합 냉매를 사용한 재생 냉각 시스템
US20040256594A1 (en) * 2002-10-25 2004-12-23 Honeywell International, Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
JP2007510039A (ja) * 2003-10-27 2007-04-19 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド フッ素化アルケン冷媒組成物
US20080230738A1 (en) * 2005-03-04 2008-09-25 Barbara Haviland Minor Compositions comprising a fluoroolefin
JP2010532411A (ja) * 2007-07-05 2010-10-07 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド テトラフルオロプロペン及び炭化水素の組成物

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1578933A (en) 1977-05-24 1980-11-12 Ici Ltd Manufacture of halogenated hydrocarbons
JPH04110574A (ja) * 1990-08-30 1992-04-13 Union Kogyo Kk 冷媒ガスを用いた加熱冷却方法及び装置
JPH04110388A (ja) 1990-08-31 1992-04-10 Daikin Ind Ltd 熱伝達用流体
US6018954A (en) * 1995-04-20 2000-02-01 Assaf; Gad Heat pump system and method for air-conditioning
US8444874B2 (en) 2002-10-25 2013-05-21 Honeywell International Inc. Heat transfer methods using heat transfer compositions containing trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene
US7524805B2 (en) 2004-04-29 2009-04-28 Honeywell International Inc. Azeotrope-like compositions of tetrafluoropropene and hydrofluorocarbons
US9499729B2 (en) * 2006-06-26 2016-11-22 Honeywell International Inc. Compositions and methods containing fluorine substituted olefins
JP4599910B2 (ja) * 2004-07-01 2010-12-15 ダイキン工業株式会社 給湯装置
US7897823B2 (en) 2004-10-29 2011-03-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for production of azeotrope compositions comprising hydrofluoroolefin and hydrogen fluoride and uses of said azeotrope compositions in separation processes
US20060243944A1 (en) * 2005-03-04 2006-11-02 Minor Barbara H Compositions comprising a fluoroolefin
US8574451B2 (en) 2005-06-24 2013-11-05 Honeywell International Inc. Trans-chloro-3,3,3-trifluoropropene for use in chiller applications
TWI657070B (zh) * 2005-06-24 2019-04-21 美商哈尼威爾國際公司 含有經氟取代之烯烴之組合物及其用途
US7708903B2 (en) * 2005-11-01 2010-05-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof
EP2171012A1 (en) * 2007-07-27 2010-04-07 E. I. du Pont de Nemours and Company Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof
JP4931848B2 (ja) * 2008-03-31 2012-05-16 三菱電機株式会社 ヒートポンプ式給湯用室外機
US20100011803A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Johnson Controls Technology Company Horizontal discharge air conditioning unit
FR2948678B1 (fr) 2009-07-28 2011-10-14 Arkema France Procede de transfert de chaleur
GB201002619D0 (en) 2010-02-16 2010-03-31 Ineos Fluor Holdings Ltd Heat transfer compositions
GB201002617D0 (en) 2010-02-16 2010-03-31 Ineos Fluor Holdings Ltd Heat transfer compositions
GB201002616D0 (en) 2010-02-16 2010-03-31 Ineos Fluor Holdings Ltd Heat transfer compositions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030041874A (ko) * 2000-06-30 2003-05-27 바이 홀딩스, 엘엘씨 혼합 냉매를 사용한 재생 냉각 시스템
US20040256594A1 (en) * 2002-10-25 2004-12-23 Honeywell International, Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
JP2007510039A (ja) * 2003-10-27 2007-04-19 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド フッ素化アルケン冷媒組成物
US20080230738A1 (en) * 2005-03-04 2008-09-25 Barbara Haviland Minor Compositions comprising a fluoroolefin
JP2010532411A (ja) * 2007-07-05 2010-10-07 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド テトラフルオロプロペン及び炭化水素の組成物

Also Published As

Publication number Publication date
CN103261360B (zh) 2016-06-15
JP2014504323A (ja) 2014-02-20
CN103261360A (zh) 2013-08-21
JP2017071792A (ja) 2017-04-13
CA2820077A1 (en) 2012-06-21
CA2820077C (en) 2019-10-08
MY161767A (en) 2017-05-15
AU2011343819A2 (en) 2013-06-06
ES2595387T3 (es) 2016-12-29
EP2652064B1 (en) 2016-07-20
DK2652064T3 (en) 2016-11-07
SG190193A1 (en) 2013-06-28
JP6767248B2 (ja) 2020-10-14
MX2013006600A (es) 2013-07-15
AU2011343819A1 (en) 2013-05-23
KR101908151B1 (ko) 2018-10-15
US9828536B2 (en) 2017-11-28
EP2652064A1 (en) 2013-10-23
AU2011343819B2 (en) 2016-01-14
US20130247597A1 (en) 2013-09-26
WO2012082939A1 (en) 2012-06-21
BR112013012043A2 (pt) 2017-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6838100B2 (ja) ヒートポンプにおけるｅ−１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテンの使用
KR101914317B1 (ko) Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 포함하는 작업 유체를 사용한 열의 생성
JP6767248B2 (ja) Ｅ−１，３，３，３−テトラフルオロプロペンと少なくとも１つのテトラフルオロエタンとの組み合わせおよび加熱のためのそれらの使用
US9783720B2 (en) Use of refrigerants comprising E-1,3,3,3-tetrafluoropropene and at least one tetrafluoroethane for cooling
TW201522280A (zh) 含二氟甲烷、五氟乙烷、四氟乙烷及四氟丙烯的組合物及其應用
KR20140096087A (ko) 1,1,1,2,3-펜타플루오로프로판 및 임의로는 z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 포함하는 조성물의 고온 열 펌프에서의 용도
JP2015529789A (ja) 最終カスケード段階においてｚ−１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテンを含んでなる作動流体を使用するカスケードヒートポンプにおける熱の発生

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant