[发明专利]使用最终级联段中的包含Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的工作流体在级联热泵中产生供热

说明书

技术领域

本公开涉及使用包含Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的工作流体在级联热泵系统中产生供热的热泵法以及设备。

背景技术

产生供热的常规方法，包括燃烧化石燃料和电阻发热，具有增加操作成本和能量效率相对较低的缺点。热泵提供了对这些方法的改进。

热泵通过在蒸发器处工作流体的蒸发从一些可用来源提取低温热量，将工作流体蒸汽压缩至更高的压力和温度，并且通过在冷凝器处冷凝工作流体蒸汽提供高温热量。家用热泵使用工作流体诸如R410A向居室提供空气调节和供热。使用容积式压缩机或离心式压缩机的高温热泵使用多种工作流体，诸如HFC-134a、HFC-245fa和CFC-114等。

高温热泵的工作流体的选择受预期应用所需最高冷凝器操作温度和所得冷凝器压力的限制。工作流体必须在最高系统温度下是化学稳定的。最高冷凝器温度下的工作流体蒸汽压一定不超过可用压缩机或换热器的可行工作压力。为进行亚临界工作，工作流体的临界温度必须超过最高冷凝器操作温度。

能量成本、全球变暖和其它环境影响增加，结合通过化石燃料和电阻供热运转的供热系统的相对低的能量效率，使得热泵成为有吸引力的另选的替代工艺。HFC-134a、HFC-245fa和CFC-114具有高全球变暖潜能，并且CFC-114还具有高臭氧损耗潜势。需要用于高温热泵的低全球变暖潜能、低臭氧损耗潜势的工作流体。能够在较高冷凝器温度下使设计用于CFC-114或HFC-245fa的现有热泵设备运转，同时仍获得足够热容量的流体将是尤其有利的。

发明内容

在高温热泵中使用Z-HFO-1336mzz提高了这些热泵的能力，因为它允许在比当前类型系统中所用的工作流体可达到的冷凝器温度更高的冷凝器温度下操作。用HFC-245fa和CFC-114达到的冷凝器温度是当前系统可达到的最高温度。

本文公开了一种用于在具有下级联段和上级联段的级联热泵中产生供热的方法，所述方法包括在上级联段中的冷凝器中将包含Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的蒸汽工作流体冷凝，从而产生液体工作流体；其中所述下级联段包含选自下列的工作流体：CO₂、N₂O、E-HFO-1234ye、HFC-1243zf、HFC-125、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161以及它们的混合物；或其与HFC-134a、HFC-32、HFO-1234yf或反式-HFO-1234ze的混合物。

本文还公开了一种级联热泵设备，其在上级联段中包含含有Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯的工作流体，并且在下级联段中包含选自下列的工作流体：CO₂、N₂O、E-HFO-1234ye、HFC-1243zf、HFC-125、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161以及它们的混合物；或其与HFC-134a、HFC-32、HFO-1234yf或反式-HFO-1234ze的混合物。

附图说明

图1为溢流式蒸发器热泵设备的一个实施例的示意图，所述设备利用Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯作为工作流体。

图2为直接膨胀式热泵设备的一个实施例的示意图，所述设备利用Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯作为工作流体。

图3为级联热泵系统的示意图，所述系统使用Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯作为工作流体。

具体实施方式

在提出下述实施例的详情之前，定义或阐明一些术语。

全球变暖潜能(GWP)是由大气排放一千克特定温室气体(诸如制冷剂或工作流体)与排放一千克二氧化碳相比而得的评估相对全球变暖影响的指数。计算不同时间范围的GWP，显示指定气体的大气寿命效应。100年时间范围的GWP是通常所参考的值。本文所报导GWP的任何值均基于100年时间范围。

“The Scientific Assessment of Ozone Depletion，2002，A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project”第1.4.4部分，第1.28-1.31页(参见该部分的第一段)中定义了臭氧损耗潜势(ODP)。ODP代表一种化合物(诸如制冷剂或工作流体)相对于相同质量的三氯氟甲烷(CFC-11)在平流层中导致的臭氧消耗程度。