[发明专利]传热方法

说明书

本发明涉及使用包含氢氟烯烃的组合物的传热方法。更具体地，本发明涉及包含氢氟烯烃的组合物在热泵中的用途。

在蒙特利尔商议了由损耗大气臭氧层(具有臭氧损耗潜势，ODP)的物质导致的问题，在蒙特利尔签署了要求减少氯氟烃(CFC)的制造和使用的议定书。已经对该议定书进行了修正，要求放弃CFC并且扩展对其它产品的控制。

制冷和空调工业已经在这些制冷剂的替代物方面进行了大量投资。

在汽车工业中，许多国家中出售的车辆用空调系统已经由氯氟烃制冷剂(CFC-12)变为对臭氧层危害较小的氢氟烃制冷剂(1，1，1，2-四氟乙烷：HFC-134a)。但是，对于由京都议定书所设定的目标，HFC-134a(GWP＝1300)被认为具有高的升温效应。流体对温室效应的贡献由标准即全球增温潜势(GWP)量化，所述GWP概括了升温效应，以二氧化碳作为参考值1。

由于二氧化碳是无毒、不可燃的且具有非常低的GWP，因此已经提出将二氧化碳作为HFC-134a的替代物用作空调系统的制冷剂。但是，使用二氧化碳带来若干缺点，所述缺点特别地与在现有设备和技术中使用二氧化碳作为制冷剂时的非常高的压力有关。

文献JP 4110388描述了式C₃H_mF_n的氢氟丙烯(特别是四氟丙烯和三氟丙烯)作为传热流体的用途，其中m、n代表1～5的整数且m+n＝6，。

文献WO2004/037913公开了包含至少一种具有3个或4个碳原子的氟烯烃的组合物作为传热流体的用途，所述氟烯烃特别是五氟丙烯和四氟丙烯，优选具有至多150的GWP。

在文献WO2007/002625中，具有3-6个碳原子的氟卤代烯烃(特别是四氟丙烯、五氟丙烯和氯三氟丙烯)被描述为可用作传热流体。

文献WO2007/053697描述了包含具有至少5个碳原子的氟烯烃的传热流体。

在热泵领域中，已经提出了在高冷凝温度条件下使用的二氯四氟乙烷(HCFC-114)的替代物。因此，文献US 6814884描述了包含如下的组合物：1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365mfc)；以及至少一种选自1，1，1，2-四氟乙烷、五氟乙烷(HFC-125)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)和1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC-227ea)的化合物。但是，这些化合物具有高的GWP且相对于HCFC-114具有非常高的压缩比和温度降。

文献US 20090049856描述了包含1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)、1，1，1，2，3，3-六氟丙烷(HFC-236ea)和四氟乙烷(HFC-134a)的传热流体。但是，这些混合物在冷凝器入口(压缩机出口)处具有非常高的温度，这意味着机械部件过热以及压缩机总效率的降低。而且，这些混合物的临界温度(约110℃)低于所需的冷凝温度(120℃或者甚至150℃)，使得它们不能用于高温热泵。

本申请人现已发现：包含氢氟烯烃的组合物非常特别地适合作为热泵(尤其是在高冷凝温度下操作的热泵)中的传热流体。而且，这些组合物具有可忽略的ODP和低于现有传热流体的GWP。此外，这些混合物具有超过150℃的临界温度，因此容许它们用于高温热泵。

热泵是使得能够将热量从最冷的介质传递到最热的介质的热力学装置。用于加热的热泵被称为压缩型，且操作基于具有称为制冷剂的流体的压缩的循环的原理。这些热泵以具有单级或若干级的压缩系统起作用。在给定的级，当制冷剂被压缩并从气态转变为液态时，发生产生热量的放热反应(冷凝)。相反，如果流体膨胀，导致其从液态转变为气态，则发生产生冷觉的吸热反应(蒸发)。因此，一切基于封闭回路中所用流体的状态的变化。

压缩系统的各级包括：(i)蒸发步骤，在该蒸发步骤期间，当与从环境得到的卡路里接触时，由于制冷剂的低沸点，制冷剂从两相态(液/气)转变为气态；(ii)压缩步骤，在该压缩步骤期间，将来自前一步骤的气体升至高压；(iii)冷凝步骤，在该冷凝步骤期间，气体将其热量传递至加热回路(热环境)；仍压缩的制冷剂再次变为液体；以及(iv)膨胀步骤，在该膨胀步骤期间，流体的压力降低。该流体准备好再次从冷环境吸收卡路里。