熱傳導方法以及高溫熱泵裝置的制造方法
【專利說明】熱傳導方法以及高溫熱泵裝置 【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種使用適用于70°c以上的冷凝溫度的高溫熱栗用冷媒的熱傳導方 法以及高溫熱栗。 【【背景技術】】
[0002] 在鋼鐵、石油、化工、水泥、紙漿、窯業、生物質等各種產業領域中，為給干燥工序、 殺菌工序等加熱工序提供熱量，一般使用通過石油或者燃氣等石化燃料的燃燒熱生成蒸汽 的水管式蒸汽鍋爐等。近年，在各產業領域中節能以及二氧化碳排放量的削減均成為重要 的課題。作為加熱方法可以使用熱栗，和現有的燃燒石化燃料的熱供給方法相比，其可以削 減二氧化碳的排放量。
[0003] 在空氣調節裝置或者熱水供給裝置中，作為冷卻或者加熱方法一般使用熱栗。
[0004] 作為熱栗的循環冷媒，之前使用了含有氟以及氯的氟氯化碳（CFC)或者氫氯氟碳 (HCFC)，但是從保護臭氧層的觀點出發，現階段已經逐漸禁止使用。現在，主要使用氨或者 二氧化碳等自然冷媒或者分子內不含有氯原子的氫氟烴（HFC)。
[0005] 作為熱水供給裝置或者蒸汽生成裝置，一般會知道將HFC作為冷媒的熱栗。例如， 專利文獻1中公開有冷媒的冷凝溫度為70~150°C的高溫熱栗用冷媒。該冷媒的特征在 于：含有的主要成分為1，1，1，3, 3-五氟丙烷，配合材料1，1，1，3, 3-五氟丁烷的質量占比為 20%以下。
[0006] 但是因 HFC的全球變暖系數值（GWP)較大，故有人擔心其會引起非常明顯的溫室 化效果。因此，作為代替品有人提出全球變暖系數值較小的冷媒，即作為含氟不飽和化合物 的氫氟烯烴（HFO)。
[0007] 例如，專利文獻2中公開有將含有2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HFO)和聚亞烷基二醇 (PAG)潤滑劑的組合物作為汽車空調裝置的冷媒的內容。
[0008] 另，專利文獻3中公開有將2, 3, 3, 3-四氟丙烯或者1，3, 3, 3-四氟丙烯等四氟丙 烯和二氟甲烷的混合組成物作為低溫冷凍機的冷媒的內容。 現有技術文獻 [0009] 專利文獻 專利文獻1 :特表2013-525720號公報 專利文獻2 :特表2007/535611號公報 專利文獻3 :特開2010/47754號公報 【
【發明內容】
】
[0010] 雖然在專利文獻1中提出了高溫熱栗用HFC混合冷媒，但是因該冷媒的全球變暖 系數值高至794~1030,故有將來能否持續使用的憂慮。
[0011] 雖然在專利文獻2~3中提出了通過使用低GWP工作流體的蒸汽壓縮循環進行工 作的空調裝置，該流體均作為空調（制熱、制冷）的冷媒，但是該等專利文獻中沒有記載將 其應用于熱水供給或者水蒸氣生成的熱栗循環中的應用事例。
[0012] 如上所述，使用高環境適用性冷媒的高溫熱栗的性能并不十分完美。因此人們希 望能發明可以實施高溫度的熱傳導，比現有的冷媒具有更好的熱傳導性能，且將低GWP冷 媒作為主要成分的熱傳導組合物。
[0013] 本發明的目的在于提供一種進一步改進的新型熱傳導組合物以及高溫熱栗裝置。 本發明優選的熱傳導組合物和現在廣泛使用的氫氟烴相比，不會對地球溫暖化作出實質影 響。
[0014] 發明者為解決上述課題進行了細致的研究。發明者從不飽和鹵化碳化氫著手，特 別是通過在規定的溫度、壓力下將氟化丙烯作為熱傳導媒體使用的方法，發現了極其有效 的熱傳導方法，借此完成了本發明。
[0015] 本發明的一實施方式提供的熱傳導方法，使用裝有熱傳導組合物的高溫熱栗系 統，順序進行氣化熱傳導組合物的工序、壓縮該熱傳導組合物的工序、冷凝該熱傳導組合 物的工序以及減壓該熱傳導組合物的工序，在該熱傳導組合物中，順式-1，3, 3, 3-四氟 丙稀的質量占比是95. 0質量％以上99. 9質量％以下，反式-1，3, 3, 3-四氟丙稀或者 2, 3, 3, 3-四氟丙烯的質量占比是0. 1質量％以上5. 0質量％以下，且冷凝溫度是70°C以 上。
[0016] 本發明的另一實施方式提供的熱傳導方法，使用裝有熱傳導組合物的高溫熱栗系 統，順序進行氣化熱傳導組合物的工序、壓縮該熱傳導組合物的工序、冷凝該熱傳導組合物 的工序以及減壓該熱傳導組合物的工序，其中，在該熱傳導組合物中，順式-1，3, 3, 3-四氟 丙烯的質量占比是80. 0質量％以上99. 9質量％以下，反式-1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯或者 1，1，1，3, 3-五氟丙烷的質量占比是0. 1質量％以上20. 0質量％以下，且冷凝溫度是70°C 以上。
[0017] 在上述熱傳導方法中，也可以為，在所述熱傳導組合物中，順式_1，3, 3, 3-四氟丙 稀的質量占比是90. 0質量％以上99. 9質量％以下，1，1，1，3, 3-五氟丙烷的質量占比是 0. 1質量％以上10. 0質量％以下。
[0018] 在上述熱傳導方法中，也可以為，在所述熱傳導組合物中，順式_1，3, 3, 3-四氟丙 稀的質量占比是90. 0質量％以上99. 9質量％以下，反式-1-氯-3, 3, 3-二氟丙稀的質量 占比是0. 1質量％以上10. 0質量％以下。
[0019] 在上述熱傳導方法中，所述熱傳導組合物也可以包含潤滑劑。
[0020] 在上述熱傳導方法中，作為所述潤滑劑可以選用礦物油（石蠟系列油或者環烷系 列油）或者合成油中的烷基苯類（AB)、聚合（α-烯烴）、酯類、多元醇酯類（POE)、聚亞烷基 二醇類（PAG)或者聚乙烯醚類（PVE)或者該等物質的組合。
[0021] 在上述熱傳導方法中，所述熱傳導組合物也可以進一步包含穩定劑。
[0022] 在上述熱傳導方法中，作為所述穩定劑可以選用硝基化合物、環氧化合物、苯酚 類、咪唑類、胺類、二烯系化合物類、磷酸鹽類、芳香族不飽和碳氫類、異戊二烯類、丙二烯 類、萜烯類類等或者該等物質的組合。
[0023] 在上述熱傳導方法中，所述熱傳導組合物也可以進一步包含難燃劑。
[0024] 在上述熱傳導方法中，作為所述難燃劑可以選用磷酸鹽類、鹵化芳香族化合物、氟 化碘碳、氟化溴碳等或者該等物質的組合。
[0025] 在上述熱傳導方法中，可以生成60°C以上的溫水、加壓熱水或者過熱蒸汽。
[0026] 在上述熱傳導方法中，也可以生成80°C以上的溫水、加壓熱水或者過熱蒸汽。
[0027] 在上述熱傳導方法中，也可以生成100°C以上的加壓熱水或者過熱蒸汽。
[0028] 通過本發明的一實施方式還提供，使用上述任意一種熱傳導方法的高溫熱栗裝 置。
[0029] 通過本發明的熱傳導用組合物可以提供具有不燃性或者微燃性，對環境造成的負 擔較小，且熱傳導特性優秀的熱循環用混合冷媒。且，通過本發明的熱傳導用組合物，可以 提供熱傳導特性優秀的高溫熱栗裝置。 【【附圖說明】】
[0030] 圖1是表示可以使用本發明的工作媒體的高溫熱栗循環的概略圖； 圖2是本發明的實施例1中的Ph線圖； 圖3是本發明的實施例2中的Ph線圖； 圖4是本發明的實施例3中的Ph線圖； 圖5是本發明的實施例4中的Ph線圖； 圖6是本發明的實施例5中的Ph線圖； 圖7是本發明的實施例6中的Ph線圖； 圖8是本發明的實施例7中的Ph線圖； 圖9是本發明的實施例8中的Ph線圖； 圖10是本發明的實施例9中的Ph線圖； 圖11是本發明的實施例10中的Ph線圖； 圖12是本發明的實施例11中的Ph線圖； 圖13是本發明的實施例12中的Ph線圖； 圖14是本發明的比較例1中的Ph線圖； 圖15是本發明的比較例2中的Ph線圖； 圖16是本發明的比較例3中的Ph線圖。 【附圖符號說明】 11蒸發器 12壓縮機 13冷凝器 14膨脹閥 100高溫熱栗裝置 【【具體實施方式】】
[0031] 下面，參考附圖對本發明的熱傳導方法以及高溫熱栗進行說明。但是，對于本發明 的熱傳導方法以及高溫熱栗，不得僅用下述的實施方式以及實施例記載的內容進行限制解 釋。在本實施方式以及實施例的參考用附圖中，對具有相同結構或者相同功能的部分標注 相同的符號，并省略重復的說明。
[0032] 本發明的熱傳導方法使用混合順式-1，3, 3, 3-四氟丙烯和反式-1，3, 3, 3-四 氟丙烯或者2, 3, 3, 3-四氟丙烯的熱傳導組合物。另，本發明的熱傳導方法使用混合順 式-1，3, 3, 3-四氟丙烯和反式-1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯或者1，1，1，3, 3-五氟丙烷的熱傳 導組合物。本發明的發明者發現，本發明的熱傳導組合物通過上述混合物具有不燃性或者 微燃性、對環境造成的負擔較小、且具有優秀的熱循環特性以及熱傳導特性。
[0033] 下面對順式-1，3, 3, 3-四氟丙烯（HF0_1234ze (Z))進行說明。
[0034] <HF0-1234ze(Z)> HF0-1234ze (Z)具有分子內的碳-碳之間的雙鍵結構，因其和羥基自由基的反應性較 高，故全球變暖系數值（GWP)極小，對環境造成的負擔較小。另，HF0-1234ze (Z)具有微燃 性或者難燃性，且沒有毒性。HF0-1234ze(Z)的沸點在大氣壓中是9.8°C，大氣中的壽命是 10 日，全球變暖系數值（GWP)為 3 (Chemical Physics Letters 2009, Vol. 473, P233-237)。 其臨界溫度是 150. 1°C，臨界壓力是 3.54MPa(4th IIR Conference on Thermophysical Properties and Transfer Proces