[發明專利]基于四氟丙烯的超臨界傳熱流體

有效

• 申請號: 201280042425.8
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103765129A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: W.拉徹德
• 申請（專利權）人: 阿克馬法國公司
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉

技術領域

本發明涉及基于四氟丙烯的傳熱流體以超臨界方式(regime)在熱泵設備情況下下的用途。

背景技術

基于碳氟化合物的流體廣泛地用于蒸氣壓縮傳熱系統，特別是空調、熱泵、制冷或冷凍裝置。這些裝置的共同特征在于它們基于包括如下的熱力學循環：在低壓下的流體蒸發(其中該流體吸收熱量)；該經蒸發的流體的壓縮直至高壓；在高壓下該經蒸發的流體的冷凝為液體(其中該流體放出熱量)；以及該流體的膨脹以完成該循環。

傳熱流體(其可為純化合物或者化合物的混合物)的選擇一方面受流體的熱力學性質控制，且另一方面受額外的約束條件控制。因此，特別重要的標準是所考慮的流體對環境的影響。具體地說，氯化化合物(氯氟烴和氫氯氟烴)表現出破壞臭氧層的缺點。因此，現在，非氯化化合物例如氫氟烴、氟代醚和氟烯烴通常是優選的。

同時，仍然有必要開發表現出比當前使用的傳熱流體低的全球增溫潛勢(GWP)且表現出相等或改善的性能水平的其它傳熱流體。

通常，用于高溫熱泵的傳熱流體為CFC-114(1,2-二氯四氟乙烷)。在該用途中提議的其它氯化傳熱流體為HCFC-123(2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷)。

已知以上想起的環境限制，已經提議各種基于氫氟烴的傳熱流體作為CFC-114或HCFC-123的替代物用于高溫熱泵，例如含有HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)作為與其它化合物的混合物的流體。在這方面，可提及US6814884、WO2010/081990、WO2011/015737以及WO2011/033200。

然而，存在提供使用具有較低GWP并且顯示較好的能量性能水平的流體運行的高溫熱泵的需求。

而且，在超臨界方式下使用傳熱流體是已知的實踐。

可特別提及文獻WO2008/034828，其描述了機動車空調系統，在該系統中在超臨界方式下使用CO₂。

其它文獻使用在超臨界方式下的傳熱流體以產生電流(蘭金循環)。在文獻WO2007/131281中是這種情況，其中所使用的化合物為CO₂，正戊烷以及一些氫氟烴。在文獻US6964168中也是這種情況，其中所使用的化合物為氫氟烴或氨。在文獻WO96/27739中還是這種狀況，其中所使用的化合物也為氫氟烴或氨或其它的氫氯氟烴。

另外，氫氟烯烴，特別是HFO-1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)和HFO-1234ze(1,3,3,3-四氟丙烯)，也是公知的具有低GWP的化合物，其可以用于傳熱應用等。文獻US2004/0256594、WO2005/105947和WO2007/002625提及了將在超臨界方式下的氫氟烯烴用于十分特定的用途，例如清洗，生物物質的提取，或催化劑的沉積。

因此，如上所強調的，仍然存在提供使用具有較低GWP并且顯示較好的能量性能水平的流體運行的高溫熱泵的需求。

發明內容

首先，本發明涉及通過含有包括四氟丙烯的傳熱流體的蒸氣壓縮回路加熱流體或形體(body)的方法，所述方法連續地且循環地包括：傳熱流體的蒸發，傳熱流體的壓縮，傳熱流體的冷卻以及傳熱流體的膨脹，所述傳熱流體在壓縮結束時為超臨界狀態。

根據一個實施方式，被加熱的流體或形體在高于或等于100°C、優選高于或等于110°C、更特別高于或等于120°C并且特別優選高于或等于130°C的溫度下加熱。

根據一個實施方式，在冷卻過程中，傳熱流體與被加熱的流體或形體或者熱交換流體熱交換，且優選地，在熱交換過程中，被加熱的流體或形體或者熱交換流體的溫度升高大于或等于10°C、優選大于或等于20°C、更特別大于或等于30°C且特別優選大于或等于40°C。

根據一個實施方式，傳熱流體包括1,3,3,3-四氟丙烯或由1,3,3,3-四氟丙烯組成。

根據一個實施方式，傳熱流體包括2,3,3,3-四氟丙烯或由2,3,3,3-四氟丙烯組成。

根據一個實施方式，傳熱流體包括至少50%的四氟丙烯，優選至少75%并且更特別至少90%的四氟丙烯。

根據一個實施方式，傳熱流體還包括一種或多種氫氟烴，其優選選自1,1,1,2-四氟乙烷、二氟甲烷、1,1-二氟乙烷以及1,1,1,2,2-五氟乙烷。

根據一個實施方式，所述傳熱流體與一種或多種添加劑組合，所述添加劑選自潤滑劑、穩定劑、表面活性劑、示蹤劑、熒光劑、氣味劑、增溶劑以及它們的混合物。