用于高温热泵应用的低GWP流体制造技术

本申请涉及用于高温热泵应用的低GWP流体。本发明专利技术部分地涉及传热组合物和相关的系统和方法，该组合物包括：选自HFO‑1233zd、HFC‑245fa及这些的组合的第一组合物；还任选包括：选自HFO‑1234ze、HFC‑134a及这些的组合的第二组合物。

Low GWP fluids for high temperature heat pump applications

【技术实现步骤摘要】
用于高温热泵应用的低GWP流体相关申请的交叉引用本申请是申请日为2014年3月14日、申请号为201410094258.2、名称为"用于高温热泵应用的低GWP流体"的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求2013年3月14日申请的美国临时申请系列No.61/783,787的优先权，其全部内容以引证方式结合在本文中。
本专利技术涉及用于传热应用的组合物、方法和系统，其特别有益于中或高温热泵应用，尤其是在传热和/或制冷剂组合物方面，替代制冷剂CFC-114，用于加热和冷却应用，还涉及改型的中或高温热泵系统。本专利技术还包括为这种新型传热和/或制冷液而设计的新系统。
技术介绍
通过热力循环，高温热泵已经用于将低品位的热能，例如，来源于空气、土壤、地表水或地下水、地热能、太阳能以及工业余热和工艺液流的热能，升级为高品位的热能。热泵系统带有压缩机，其将能量传递给低品位的热流。热泵系统使用工作流体，即制冷剂，经过热力循环，促进热量的产生和传导。热泵系统已经用于加热和冷却目的。历史上，使用氯氟烃，例如，三氯氟甲烷(CFC-11)、1,1,2-三氯三氟乙烷(CFC-113)和1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷(CFC-114)作为热泵、冰箱及其它加热/冷却装置和机械的工作流体。由于上述工作流体表现出的升高水平的臭氧消耗潜势(ODP)和全球变暖潜能(GWP)，很大程度上已经不再使用上述工作流体。在加热和冷却应用中，氯氟烃已经被表现出更低ODP和GWP的其它工作流体替代，例如氢氯氟烃和氢氟烃。这种工作流体包括氯二氟甲烷(R-22)、R-407C、R-410A、R-245fa和1,1,1,2-四氟乙烷(R-134a)。R-407C是二氟甲烷(R-32)、2-氯-1,1,1,2-四氟乙烷(R-124)、R-134a、1-氯-1,1-二氟乙烷(R142b)的掺合物。R-410A是R-22和五氟乙烷(R-125)的掺合物。在中至高加热温度下，这种替代的工作流体不能提供氯氟烃工作流体所能提供的相同操作范围。人们特别感兴趣的是中-高温，即，冷凝温度为70℃至100℃，以及高温，即，冷凝温度高于100℃。例如，对于R22、R407c和R410A，最高冷凝温度是65℃。对于R134a，可达到的最高冷凝温度是73℃。当冷凝温度超出该限制时，循环性能恶化，并且由于过度的排出压力和温度(从压缩机中排出)，出现故障的危险增加。人们希望具有一种工作流体，其表现出低ODP和GWP，在中温和高温范围内，特别是在70℃至100℃的中-高冷凝温度范围内，或在高于100℃的高冷凝温度范围下，能够提供出色的热性能。进一步希望有一种工作流体，它可用于热泵系统和其它加热/冷却机械，例如，空调系统和冷却器。
技术实现思路
在某些方面，本专利技术涉及组合物、方法、用途和系统，它们包括或使用多组分的混合物，这种多组分的混合物包含传热组合物，其中传热组合物包括：(1)大约60%至低于大约100%重量的第一组合物，所述第一组合物选自HFO-1233zd、HFC-245fa以及这些的组合；和(2)高于大约0%至大约40%重量的第二组合物，所述第二组合物选自HFO-1234ze、HFC-134a以及这些的组合；条件是，组分(a)和(b)的量可有效改善组合物的一种或多种滑移性能、组合物的容量和组合物的效率。在某些非限制性方面，第一组分包括HFO-1233zd，在某些实施方案中，HFO-1233zd可以包括HFO-1233zd(E)、基本上由HFO-1233zd(E)组成或由HFO-1233zd(E)组成。在这种实施方案的某些方面，HFO-1233zd可以与HFO-1234ze一起提供。为此，在某些实施方案中，这种组合物包括大约60wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约40wt.%的HFO-1234ze。在进一步的方面，这种组合物包括大约65wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约35wt.%的HFO-1234ze。在更进一步的方面，这种组合物包括大约70wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约30wt.%的HFO-1234ze。在更进一步的方面，这种组合物包括大约85wt.%至低于大约100wt.%的HFO-1233zd，以及高于大约0wt.%至大约15wt.%的HFO-1234ze。在本专利技术的进一步方面，HFO-1233zd可以与HFC-134a一起提供。为此，在某些实施方案中，这种组合物包括大约60wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约40wt.%的HFC-134a。在进一步的方面，这种组合物包括大约65wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约35wt.%的HFC-134a。在更进一步的方面，这种组合物包括大约70wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约30wt.%的HFC-134a。在更进一步的方面，这种组合物包括大约85wt.%至低于大约100wt.%的HFO-1233zd，以及高于大约0wt.%至大约15wt.%的HFC-134a。在某些非限制性方面，第一组分包括可以与HFO-1234ze一起提供的HFC-245fa。在某些实施方案中，这种组合物可以包括大约60wt.%至大约87wt.%的HFC-245fa，以及大约13wt.%至大约40wt.%的HFO-1234ze。在进一步的方面，这种组合物包括大约60wt.%至大约85wt.%的HFC-245fa，以及大约15wt.%至大约40wt.%的HFO-1234ze。在更进一步的方面，这种组合物包括大约70wt.%至大约85wt.%的HFC-245fa，以及大约15wt.%至大约30wt.%的HFO-1234ze。在更进一步的方面，这种组合物包括大约85wt.%至低于大约100wt.%的HFC-245fa，以及高于大约0wt.%至大约15wt.%的HFO-1234ze。在本专利技术的进一步方面，HFC-245fa可以与HFC-134a一起提供。为此，在某些实施方案中，这种组合物包括大约60wt.%至大约87wt.%的HFC-245fa，以及大约13wt.%至大约40wt.%的HFC-134a。在进一步的方面，这种组合物包括大约60wt.%至大约85wt.%的HFC-245fa，以及大约15wt.%至大约40wt.%的HFC-134a。在更进一步的方面，这种组合物包括大约70wt.%至大约85wt.%的HFC-245fa，以及大约15wt.%至大约30wt.%的HFC-134a。在更进一步的方面，这种组合物包括大约85wt.%至低于大约100wt.%的HFC-245fa，以及高于大约0wt.%至大约15wt.%的HFC-134a。本文使用的术语HFO-1234ze一般指的是1,1,1,3-四氟丙烯，与它是否是顺式或反式无关。本文使用的术语“顺式HFO-1234ze本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.传热组合物，其含有∶/n大约60%至大约95%重量的第一组合物，所述第一组合物选自HFO-1233zd、HFC-245fa和这些的组合；和/n大约5%至大约40%重量的第二组合物，所述第二组合物选自HFO-1234ze、HFC-134a和这些的组合；/n条件是，该组合物具有下列的一个或多个∶(1)在高温热泵系统中，相对于CFC-114，容量为大约90%至大约110%；(2)在高温热泵系统中，相对于CFC-114，COP为至少大约95%；或(3)在高温热泵系统中，滑移低于大约3℃。/n

【技术特征摘要】
20130314 US 61/783787;20140228 US 14/1936621.传热组合物，其含有∶
大约60%至大约95%重量的第一组合物，所述第一组合物选自HFO-1233zd、HFC-245fa和这些的组合；和
大约5%至大约40%重量的第二组合物，所述第二组合物选自HFO-1234ze、HFC-134a和这些的组合；
条件是，该组合物具有下列的一个或多个∶(1)在高温热泵系统中，相对于CFC-114，容量为大约90%至大约110%；(2)在高温热泵系统中，相对于CFC-114，COP为至少大约95%；或(3)在高温热泵系统中，滑移低于大约3℃。


2.权利要求1的传热组合物，其中所述组分(a)包括HFO-1233zd(E)。


3.权利要求2的传热组合物，其包括大约60wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约40wt.%的HFO-1234ze。


4.权利要求2的传热组合物，其包括大约60wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约40wt.%的HFC-134a。


5.权利要求2的传热组合物，其包括大约70wt.%至大约85wt.%的HFO-1233zd，以及大约15wt.%至大约30wt.%的HFC-134a。


6.权利要求1的传热组合物，其中所述组分(a)包括HFC-245fa。


7.权利要求6的传热组合物，其包括大约60wt.%至大约87wt.%的HFC-245fa，以及大约13wt.%至大约40wt.%的HFO-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·F·亚纳莫塔，M·W·斯帕茨，A·塞蒂，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US