热传导方法以及高温热泵装置的制造方法
【专利说明】热传导方法以及高温热泵装置 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用适用于70°c以上的冷凝温度的高温热栗用冷媒的热传导方 法以及高温热栗。 【【背景技术】】
[0002] 在钢铁、石油、化工、水泥、纸浆、窑业、生物质等各种产业领域中，为给干燥工序、 杀菌工序等加热工序提供热量，一般使用通过石油或者燃气等石化燃料的燃烧热生成蒸汽 的水管式蒸汽锅炉等。近年，在各产业领域中节能以及二氧化碳排放量的削减均成为重要 的课题。作为加热方法可以使用热栗，和现有的燃烧石化燃料的热供给方法相比，其可以削 减二氧化碳的排放量。
[0003] 在空气调节装置或者热水供给装置中，作为冷却或者加热方法一般使用热栗。
[0004] 作为热栗的循环冷媒，之前使用了含有氟以及氯的氟氯化碳（CFC)或者氢氯氟碳 (HCFC)，但是从保护臭氧层的观点出发，现阶段已经逐渐禁止使用。现在，主要使用氨或者 二氧化碳等自然冷媒或者分子内不含有氯原子的氢氟烃（HFC)。
[0005] 作为热水供给装置或者蒸汽生成装置，一般会知道将HFC作为冷媒的热栗。例如， 专利文献1中公开有冷媒的冷凝温度为70~150°C的高温热栗用冷媒。该冷媒的特征在 于：含有的主要成分为1，1，1，3, 3-五氟丙烷，配合材料1，1，1，3, 3-五氟丁烷的质量占比为 20%以下。
[0006] 但是因 HFC的全球变暖系数值（GWP)较大，故有人担心其会引起非常明显的温室 化效果。因此，作为代替品有人提出全球变暖系数值较小的冷媒，即作为含氟不饱和化合物 的氢氟烯烃（HFO)。
[0007] 例如，专利文献2中公开有将含有2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HFO)和聚亚烷基二醇 (PAG)润滑剂的组合物作为汽车空调装置的冷媒的内容。
[0008] 另，专利文献3中公开有将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组成物作为低温冷冻机的冷媒的内容。 现有技术文献 [0009] 专利文献 专利文献1 :特表2013-525720号公报 专利文献2 :特表2007/535611号公报 专利文献3 :特开2010/47754号公报 【
【发明内容】
】
[0010] 虽然在专利文献1中提出了高温热栗用HFC混合冷媒，但是因该冷媒的全球变暖 系数值高至794~1030,故有将来能否持续使用的忧虑。
[0011] 虽然在专利文献2~3中提出了通过使用低GWP工作流体的蒸汽压缩循环进行工 作的空调装置，该流体均作为空调（制热、制冷）的冷媒，但是该等专利文献中没有记载将 其应用于热水供给或者水蒸气生成的热栗循环中的应用事例。
[0012] 如上所述，使用高环境适用性冷媒的高温热栗的性能并不十分完美。因此人们希 望能发明可以实施高温度的热传导，比现有的冷媒具有更好的热传导性能，且将低GWP冷 媒作为主要成分的热传导组合物。
[0013] 本发明的目的在于提供一种进一步改进的新型热传导组合物以及高温热栗装置。 本发明优选的热传导组合物和现在广泛使用的氢氟烃相比，不会对地球温暖化作出实质影 响。
[0014] 发明者为解决上述课题进行了细致的研究。发明者从不饱和卤化碳化氢着手，特 别是通过在规定的温度、压力下将氟化丙烯作为热传导媒体使用的方法，发现了极其有效 的热传导方法，借此完成了本发明。
[0015] 本发明的一实施方式提供的热传导方法，使用装有热传导组合物的高温热栗系 统，顺序进行气化热传导组合物的工序、压缩该热传导组合物的工序、冷凝该热传导组合 物的工序以及减压该热传导组合物的工序，在该热传导组合物中，顺式-1，3, 3, 3-四氟 丙稀的质量占比是95. 0质量％以上99. 9质量％以下，反式-1，3, 3, 3-四氟丙稀或者 2, 3, 3, 3-四氟丙烯的质量占比是0. 1质量％以上5. 0质量％以下，且冷凝温度是70°C以 上。
[0016] 本发明的另一实施方式提供的热传导方法，使用装有热传导组合物的高温热栗系 统，顺序进行气化热传导组合物的工序、压缩该热传导组合物的工序、冷凝该热传导组合物 的工序以及减压该热传导组合物的工序，其中，在该热传导组合物中，顺式-1，3, 3, 3-四氟 丙烯的质量占比是80. 0质量％以上99. 9质量％以下，反式-1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯或者 1，1，1，3, 3-五氟丙烷的质量占比是0. 1质量％以上20. 0质量％以下，且冷凝温度是70°C 以上。
[0017] 在上述热传导方法中，也可以为，在所述热传导组合物中，顺式_1，3, 3, 3-四氟丙 稀的质量占比是90. 0质量％以上99. 9质量％以下，1，1，1，3, 3-五氟丙烷的质量占比是 0. 1质量％以上10. 0质量％以下。
[0018] 在上述热传导方法中，也可以为，在所述热传导组合物中，顺式_1，3, 3, 3-四氟丙 稀的质量占比是90. 0质量％以上99. 9质量％以下，反式-1-氯-3, 3, 3-二氟丙稀的质量 占比是0. 1质量％以上10. 0质量％以下。
[0019] 在上述热传导方法中，所述热传导组合物也可以包含润滑剂。
[0020] 在上述热传导方法中，作为所述润滑剂可以选用矿物油（石蜡系列油或者环烷系 列油）或者合成油中的烷基苯类（AB)、聚合（α-烯烃）、酯类、多元醇酯类（POE)、聚亚烷基 二醇类（PAG)或者聚乙烯醚类（PVE)或者该等物质的组合。
[0021] 在上述热传导方法中，所述热传导组合物也可以进一步包含稳定剂。
[0022] 在上述热传导方法中，作为所述稳定剂可以选用硝基化合物、环氧化合物、苯酚 类、咪唑类、胺类、二烯系化合物类、磷酸盐类、芳香族不饱和碳氢类、异戊二烯类、丙二烯 类、萜烯类类等或者该等物质的组合。
[0023] 在上述热传导方法中，所述热传导组合物也可以进一步包含难燃剂。
[0024] 在上述热传导方法中，作为所述难燃剂可以选用磷酸盐类、卤化芳香族化合物、氟 化碘碳、氟化溴碳等或者该等物质的组合。
[0025] 在上述热传导方法中，可以生成60°C以上的温水、加压热水或者过热蒸汽。
[0026] 在上述热传导方法中，也可以生成80°C以上的温水、加压热水或者过热蒸汽。
[0027] 在上述热传导方法中，也可以生成100°C以上的加压热水或者过热蒸汽。
[0028] 通过本发明的一实施方式还提供，使用上述任意一种热传导方法的高温热栗装 置。
[0029] 通过本发明的热传导用组合物可以提供具有不燃性或者微燃性，对环境造成的负 担较小，且热传导特性优秀的热循环用混合冷媒。且，通过本发明的热传导用组合物，可以 提供热传导特性优秀的高温热栗装置。 【【附图说明】】
[0030] 图1是表示可以使用本发明的工作媒体的高温热栗循环的概略图； 图2是本发明的实施例1中的Ph线图； 图3是本发明的实施例2中的Ph线图； 图4是本发明的实施例3中的Ph线图； 图5是本发明的实施例4中的Ph线图； 图6是本发明的实施例5中的Ph线图； 图7是本发明的实施例6中的Ph线图； 图8是本发明的实施例7中的Ph线图； 图9是本发明的实施例8中的Ph线图； 图10是本发明的实施例9中的Ph线图； 图11是本发明的实施例10中的Ph线图； 图12是本发明的实施例11中的Ph线图； 图13是本发明的实施例12中的Ph线图； 图14是本发明的比较例1中的Ph线图； 图15是本发明的比较例2中的Ph线图； 图16是本发明的比较例3中的Ph线图。 【附图符号说明】 11蒸发器 12压缩机 13冷凝器 14膨胀阀 100高温热栗装置 【【具体实施方式】】
[0031] 下面，参考附图对本发明的热传导方法以及高温热栗进行说明。但是，对于本发明 的热传导方法以及高温热栗，不得仅用下述的实施方式以及实施例记载的内容进行限制解 释。在本实施方式以及实施例的参考用附图中，对具有相同结构或者相同功能的部分标注 相同的符号，并省略重复的说明。
[0032] 本发明的热传导方法使用混合顺式-1，3, 3, 3-四氟丙烯和反式-1，3, 3, 3-四 氟丙烯或者2, 3, 3, 3-四氟丙烯的热传导组合物。另，本发明的热传导方法使用混合顺 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, 3-五氟丙烷的热传 导组合物。本发明的发明者发现，本发明的热传导组合物通过上述混合物具有不燃性或者 微燃性、对环境造成的负担较小、且具有优秀的热循环特性以及热传导特性。
[0033] 下面对顺式-1，3, 3, 3-四氟丙烯（HF0_1234ze (Z))进行说明。
[0034] <HF0-1234ze(Z)> HF0-1234ze (Z)具有分子内的碳-碳之间的双键结构，因其和羟基自由基的反应性较 高，故全球变暖系数值（GWP)极小，对环境造成的负担较小。另，HF0-1234ze (Z)具有微燃 性或者难燃性，且没有毒性。HF0-1234ze(Z)的沸点在大气压中是9.8°C，大气中的寿命是 10 日，全球变暖系数值（GWP)为 3 (Chemical Physics Letters 2009, Vol. 473, P233-237)。 其临界温度是 150. 1°C，临界压力是 3.54MPa(4th IIR Conference on Thermophysical Properties and Transfer Proces