TW201413192A - Ｅ－１，１，１，４，４，４－六氟－２－丁烯在熱泵的使用 - Google Patents

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Abstract

所揭示者為在熱泵中產生加熱的方法，其涉及在熱交換器中從包含E-HFO-1336mzz的工作流體提取熱，藉以產生冷卻的工作流體。亦揭示的是在熱泵中產生加熱的方法，其中熱係於至少二串聯階段之間交換。亦揭示的是包括工作流體加熱器、壓縮機、工作流體冷卻器及膨脹裝置的熱泵設備，並且該設備含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體。亦揭示的是在為該工作流體設計的熱泵中置換CFC-114、HFC-245fa、HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a、CFC-12工作流體的方法，其涉及提供包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。亦揭示的是含有(i)主要由E-HFO-1336mzz組成的工作流體；以及(ii)安定劑；或(iii)潤滑劑；或(ii)和(iii)兩者的組成物。

Description

E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯在熱泵的使用
本發明係關於在數種應用具有用途的方法及系統，特別是化合物E1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(E-HFO-1336mzz)在熱泵的使用，包括高溫熱泵。
本發明之組成物為下一代低全球暖化潛勢材料的部分延續研究。這樣的材料必須具有低的環境衝擊，如量測為低全球暖化潛勢及零或可忽略的臭氧耗竭潛勢。需要新的熱泵工作流體。
在範圍廣泛的應用中需要從約40℃到約135℃的加熱，包括空間加熱、用於家庭或其他生活用水的加熱、食物乾燥、程序加熱等等。目前這種加熱大部分是由使用石化燃料(例如重油、天然氣等)的加熱器所提供。因此需要可以在此溫度範圍或更高的溫度範圍中提供加熱的工作流體。
本揭示係關於使用E-HFO-1336mzz作為工作流體的熱泵系統及方法，以在從約40℃至約135℃的溫度範圍中產生加熱，並且與石化燃料加熱器相比具有減少的能量花費和減少的溫室氣體排放。本揭示亦關於使用E-HFO-1336mzz作為工作流體的熱泵 系統及方法(例如跨臨界循環)，以在高於約140℃的溫度產生加熱，並且與石化燃料加熱器相比具有減少的能量花費和減少的溫室氣體排放。
依據本發明，茲提供一種在熱泵中產生加熱的方法。該方法包含在熱交換器中從包含E-HFO-1336mzz的工作流體中提取熱，藉以產生冷卻的工作流體。
依據本發明亦提供一種在串聯熱泵中產生加熱的方法，其中熱在至少兩個加熱階段之間交換。該方法包含在第一串聯加熱階段在選擇的較低溫度下在第一工作流體中吸收熱以及將此熱傳送到第二串聯加熱階段的第二工作流體，該第二工作流體在較高的溫度下排出熱；其中該第二工作流體包含E-HFO-1336mzz。
依據本發明亦提供一種熱泵設備。該設備包含工作流體加熱器(例如蒸發器)、壓縮機、工作流體冷卻器(例如冷凝器或超臨界工作流體冷卻器)以及膨脹裝置，而且該設備含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體。
依據本發明亦提供一種置換熱泵或冷凍器中的CFC-114、HFC-245fa、HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a或CFC-12工作流體的方法，該熱泵或冷凍器係為該工作流體而設計。該方法包含提供包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
依據本發明亦提供一種置換熱泵或冷凍器中的HCFC-22工作流體的方法，該熱泵或冷凍器係為該工作流體而設計。該方法包含提供包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
依據本發明亦提供一種置換熱泵或冷凍器中的HFO-1234yf或E-HFO-1234ze或Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf工作流體或含有HFO-1234yf或E-HFO-1234ze或Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf的工作流體以及選擇性地一或多種HFC或HC的方法，該熱泵或冷凍器係為該工作流體而設計。該方法包含提供包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
依據本發明亦提供一種在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法。該方法包含提供含有工作流體的低溫串聯階段，該工作流體選自於由CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a及上述之混合物所組成之群組；以及提供含有工作流體的高溫串聯階段，該工作流體包含E-HFO-1336mzz；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
依據本發明亦提供一種在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法。該方法包含提供含有工作流體的低溫串聯階段(或循環)，該工作流體選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類及上述之混合物所組成之群組；以及提供含有工作流體的高溫串聯 階段，該工作流體包含E-HFO-1336mzz；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
依據本發明亦提供一種用於熱泵的組成物。該組成物包含：(i)主要由E-HFO-1336mzz組成的工作流體；以及(ii)在50℃或更高的溫度防止降解的安定劑，或(iii)適用於50℃或更高溫的潤滑劑，或(ii)和(iii)兩者。
1‧‧‧箭頭
2‧‧‧箭頭
3‧‧‧箭頭
4‧‧‧箭頭
5‧‧‧冷凝器
6‧‧‧蒸發器
7‧‧‧壓縮機
8‧‧‧膨脹裝置
9‧‧‧管束或線圈
10‧‧‧管束或線圈
1'‧‧‧箭頭
2'‧‧‧箭頭
3'‧‧‧箭頭
4'‧‧‧箭頭
5'‧‧‧冷凝器
6'‧‧‧蒸發器
7'‧‧‧壓縮機
9'‧‧‧線圈
10'‧‧‧線圈或管束
12‧‧‧膨脹裝置
14‧‧‧入口
16‧‧‧出口
18‧‧‧出口
20‧‧‧入口
110‧‧‧串聯系統
112‧‧‧第一或下迴路
114‧‧‧第二或上迴路
116‧‧‧第一膨脹裝置
116a‧‧‧入口
116b‧‧‧出口
118‧‧‧蒸發器
118a‧‧‧入口
118b‧‧‧出口
120‧‧‧第一壓縮機
120a‧‧‧入口
120b‧‧‧出口
122‧‧‧串聯熱交換器系統
122a‧‧‧第一入口
122b‧‧‧第一出口
122c‧‧‧第二入口
122d‧‧‧第二出口
124‧‧‧第二壓縮機
124a‧‧‧入口
124b‧‧‧出口
126‧‧‧冷凝器
126a‧‧‧入口
126b‧‧‧出口
128‧‧‧第二膨脹裝置
128a‧‧‧入口
128b‧‧‧出口
圖1為使用包含E-HFO-1336mzz的組成物作為工作流體的浸沒式蒸發器熱泵設備之一個實施例的示意圖。
圖2為使用包含E-HFO-1336mzz的組成物作為工作流體的直接膨脹熱泵設備之一個實施例的示意圖。
圖3為使用包含E-HFO-1336mzz的組成物作為工作流體的串聯熱泵系統之示意圖。
在提出下述實施例之細節前，先對某些術語加以定義或闡明。
全球暖化潛勢(GWP)為一種指數，其係以二氧化碳之一公斤排放為基準，評估一公斤特定溫室氣體之大氣排放的相對全球暖化貢獻。透過計算不同時間範圍之GWP，可瞭解一特定氣體於大氣中留存時間之效應。通常以百年時間範圍之GWP為參考值。
臭氧耗竭潛勢(ODP)係定義於「臭氧損耗的科學評估(The Scientific Assessment of Ozone Depletion)，2002，世界氣象協會的全球臭氧研究及監測項目報(A report of the World Meteorological Association’s Global Ozone Research and Monitoring Project)」第1.4.4節，第1.28至1.31頁(請參閱此章節的第一段)。ODP代表臭氧在平流層中的耗竭程度，其係透過一化合物在質量對質量的基礎上與氟三氯甲烷(CFC-11)比較後所得到的預估值。
冷凍能力(有時稱為冷卻能力)一詞定義為一蒸發器中每單位質量循環冷媒之冷媒焓變化。體積冷卻能力係指該蒸發器中每單位體積冷媒蒸氣離開該蒸發器時，該冷媒所移除之熱量。冷凍能力用來評量冷媒或熱傳遞組成物產生冷卻之能力。冷卻率意指每單位時間蒸發器內冷媒移除之熱。
性能係數(COP)係蒸發器中移除的熱量除以操作壓縮機所需的能量。COP愈高，則能量效率愈高。COP與能量效率比(EER)直接相關，EER係指冷凍或空調設備在一組特定內部及外部溫度下之效率評等。
本文中使用的熱傳介質包含用以將熱從熱源(例如從被冷卻主體)帶到熱泵工作流體加熱器(例如蒸發器)或從熱泵工作流體冷卻器(例如冷凝器或超臨界工作流體冷卻器)帶到被加熱主體的組成物。
本文中使用的工作流體包含功能為在循環中傳熱的化合物或化合物之混合物，其中該工作流體在重複的循環中進行從液體到蒸氣以及回到液體的相變化。
過冷為在一定壓力下低於液體之飽和點之該液體溫度的減少。飽和點為蒸氣組成物剛好完全凝結成液體的溫度(亦稱為泡點)。但過冷持續將液體於一定壓力冷卻為更低溫度的液體。過冷量為低於飽和溫度的冷量(以度計)或一液體組成物被冷卻至低於其飽和溫度的程度。
過熱為定義加熱一蒸氣組成物超過其飽和蒸氣溫度多少之一術語(飽和蒸氣溫度為若冷卻該組成物，則形成第一滴液體時之溫度，亦稱為「露點」)。
溫度滑移(temperature glide，有時僅稱為「滑移」)為一冷媒於一冷媒系統之一組件中之相變化過程之起始與結束溫度間的絕對差值，並且排除任何過冷或過熱。此術語可用於描述一近共沸或非共沸組成物之冷凝或蒸發。
本文中使用的熱交換器為傳熱的熱泵設備之組件。熱交換器可以是工作流體冷卻器，其中熱被從工作流體傳送到熱傳介質或用於舒適加熱的空氣或待加熱主體。當工作流體在冷卻過程中進行冷凝時，則該工作流體冷卻器為冷凝器。熱交換器可以是工作流體加熱器，其中熱被傳送到工作流體。當工作流體在加熱過程中進行蒸發時，則該工作流體加熱器為蒸發器。
如本文所用之術語「包含」、「包括」、「具有」或其任何其他變型意欲涵蓋非排他性的包括物。例如，含有清單列出的複數元件的一組合物、製程、方法、製品或設備不一定僅限於清單上所列出的這些元件而已，而是可以包括未明確列出或是該組合物、製程、方法、製品或設備固有的其他元件。此外，除非有相反的明確說明，「或」是指涵括性的「或」，而不是指排他性的「或」。例如，以下任何一種情況均滿足條件A或B：A是真實的(或存在的)且B是虛假的(或不存在的)，A是虛假的(或不存在的)且B是真實的(或存在的)，以及A和B都是真實的(或存在的)。
連接詞「由……所組成」(consisting of)排除任何未具體說明之元件、步驟或成分。若用於申請專利範圍，除了通常與其相關之雜質外，此語應將該項申請專利範圍侷限於其所列舉材料之範圍。當「由……構成」這一措辭出現在一請求主文之一子句中，而非立即跟隨在前文之後時，其僅限制在該子句中提出的元件；整體而言並未在申請專利範圍中排除其他元件。
連接詞「主要由……所組成」係用於定義還包括書面揭示以外的材料、步驟、特徵、組件或元件的組成物、方法或設備，前提為這些另外包括的材料、步驟、特徵、組件或元件在物質上不影響主張的發明之基本或新穎特性。「主要由……所組成」一語之涵義介於「包含」與「由……所組成」之間。
若申請人以開放式用語如「包含」定義一發明或其部分，則表示(除非另有說明)該敘述應解讀為亦以「主要由……所組成」或「由……所組成」描述該發明。
同樣地，使用「一」來描述本文所述的元件和組分。這樣做僅僅是為了方便，並且對本發明範疇提供一般性的意義。除非很明顯地另指他意，這種描述應被理解為包括一個或至少一個，並且該單數也同時包括複數。
除非另有定義，本文所用之所有技術與科學術語均與本發明所屬技術領域具有一般知識者所通常理解的意義相同。儘管類似或同等於本文所述內容之方法或材料可用於本發明之實施例的實施或測試，但合適的方法與材料仍如下所述。除非引用特定段落，否則本文中所提及之所有公開案、專利申請案、專利及其他參考文獻均以引用方式全文併入本文中。在發生衝突的情況下，以包括定義在內之本說明書為準。此外，該等材料、方法及實例僅係說明性質，而不意欲為限制拘束。
E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(亦習知為E-HFO-1336mzz或反式-HFO-1336mzz並具有E-CF3CH=CHCF3的結構)可以由本技術領域中習知的方法製作，例如藉由2,3-二氯-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯之加氫脫氯作用，如美國專利申請案公開號第2009/0012335 A1號中所描述的，以引用方式將該專利申請案併入本文中。
熱泵方法
依據本發明，茲提供一種在熱泵中產生加熱的方法。該方法包含在熱交換器中從包含E-HFO-1336mzz的工作流體提取熱，藉以產生冷卻的工作流體。在該方法中，該熱交換器係選自於由工作流體冷卻器及工作流體冷凝器所組成之群組。
在熱泵中產生熱的方法之一個實施例中，該熱泵為高溫熱泵，其中熱從工作流體提取的熱交換器(工作流體冷卻器或工作流體冷凝器)係操作於高於約50℃的溫度下。在該方法之另一個實施例中，熱從工作流體提取的熱交換器係操作於高於約75℃的溫度下。在該方法之另一個實施例中，熱從工作流體提取的熱交換器係操作於高於約100℃的溫度下。
在該方法之某些實施例中，該熱交換器為冷凝器。因此，提供一種在熱泵中產生加熱的方法，包含在冷凝器中冷凝包含E-HFO-1336mzz的蒸氣工作流體，藉以產生液體工作流體。值得注意的是其中主要由E-HFO-1336mzz所組成的蒸氣工作流體被冷凝的方法。在此傳統的循環中，在整個循環的過程中將工作流體壓力保持在低於工作流體的臨界壓力。
用以產生熱的本方法之特殊用途為包含E-HFO-1336mzz的工作流體。值得注意的是主要由E-HFO-1336mzz所組成的工作流體。亦值得注意的是由E-HFO-1336mzz所組成的工作流體。
另外，在另一個實施例中，需要低GWP的工作流體。值得注意的是包含GWP小於150的E-HFO-1336mzz的工作流體可 用於本發明之方法中。亦值得注意的是包含GWP小於500的E-HFO-1336mzz的工作流體可用於本發明之方法中。亦值得注意的是包含GWP小於1000的E-HFO-1336mzz的工作流體可用於本發明之方法中。亦值得注意的是包含GWP小於2000的E-HFO-1336mzz的工作流體可用於本發明之方法中。
用於產生加熱的該方法還可以包含使第一熱傳介質通過該熱交換器，其中該從工作流體提取之熱加熱該第一熱傳介質，以及使來自熱交換器的加熱第一熱傳介質流到待加熱主體。
在熱泵中產生加熱的方法中，待加熱主體可以是任何的空間、物體、程序流或可以被加熱的流體。在一個實施例中，待加熱主體可以是房間、大樓或汽車的乘客隔間。或者在另一個實施例中，該待加熱主體可以是第二環路流體、熱傳介質或熱傳流體。
在一個實施例中，該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為水。在另一個實施例，該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為用於空間加熱的空氣。在另一個實施例，該第一熱傳介質為工業用熱傳液體並且該待加熱主體為化學程序流。在另一個實施例，該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為用於乾燥或除濕的空氣。
在用於產生加熱的方法之另一個實施例中，該方法進一步包含膨脹該冷卻的工作流體以及在加熱器中加熱該膨脹的冷卻工作流體。在一些實施例中，其中該冷卻的工作流體被膨脹到壓力低於該工作流體的臨界壓力，該加熱器為蒸發器。因此，在另一個 實施例，該用於產生加熱的方法進一步包含膨脹該冷卻的工作流體以及在蒸發器中加熱該工作流體，因而產生工作流體蒸氣。
在又另一個實施例中，該產生加熱的方法進一步包含在動力(例如軸流或離心)壓縮機或正排量(例如往復、螺旋或渦卷)壓縮機中壓縮該工作流體蒸氣。該壓縮步驟可以將該工作流體蒸氣壓縮到低於或高於該工作流體之臨界壓力的壓力。假使該壓縮步驟將該工作流體從低於該工作流體之臨界壓力的壓力壓縮到高於該工作流體之臨界壓力的壓力，則可以將該循環指稱為跨臨界循環。
在一個實施例中，在包含該熱交換器的熱泵中產生的加熱進一步包含使待加熱的第一熱傳介質通過該熱交換器，因而加熱該第一熱傳介質。在一個實施例中，該第一熱傳介質為空氣並且從該熱交換器流到待加熱的空間。在另一個實施例，該第一熱傳介質為程序流的一部分並且從該熱交換器流回程序。
在一些實施例中，熱傳介質可以選自於水或二元醇(例如乙二醇或丙二醇)。特別值得注意的是其中該第二熱傳介質為從待冷卻主體提取熱的水的實施例，該待冷卻主體例如用於空間冷卻的空氣。
在另一個實施例中，熱傳介質可以是工業用熱傳液體，其中該待加熱主體為化學程序流，該化學程序流包括製程產線和製程設備，例如蒸餾管柱。在另一個實施例，熱傳介質可以是工業用熱傳液體，其中該待加熱主體為化學程序流，該化學程序流包括製程設備，例如化學反應器、乾燥機、結晶器、蒸發器、煮沸器 以及液體泵。值得注意的是包括離子液體、各種滷水(例如氯化鈣或氯化鈉水溶液)、二元醇(例如丙二醇或乙二醇)、甲醇、氨水、三氯乙烯、d-檸檬烯、二氯甲烷以及其他的熱傳介質，例如2006 ASHRAE Handbook on Refrigeration的第4節中所列者。
在此方法的一個實施例中，該工作流體係於工作流體加熱器(或熱交換器)中藉由第二熱傳介質加熱，以形成加熱的工作流體。該第二熱傳介質為溫暖的液體，例如水，其被從該低溫熱源傳送進入該工作流體加熱器。溫暖的第二熱傳介質在該工作流體加熱器中冷卻並且回到該低溫熱源或流到待冷卻主體，例如大樓。然後在壓縮機中壓縮加熱的工作流體，以產生高壓工作流體。然後在工作流體冷卻器中藉由第一熱傳介質冷卻該高壓工作流體，該第一熱傳介質為從待加熱主體(熱槽)周圍被帶入的冷卻液體。在此方法中，也可以使用熱泵來加熱家庭或生活用水或程序流。在此方法中，也可以使用熱泵來加熱用於區域加熱的水。在另一個實施例，該熱泵為高溫熱泵，因此具有溫度高於約50℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)。在又另一個實施例中，該熱泵為高溫熱泵，因此具有溫度高於約75℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)。在又另一個實施例中，該熱泵為高溫熱泵，因此具有溫度高於約100℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)。
在產生加熱的方法之另一個實施例中，液體工作流體流入蒸發器中被第二液體熱傳介質加熱，因而被蒸發而產生加熱的工作流體蒸氣。該第二液體熱傳介質藉由加熱該工作流體而被冷卻 並流出該蒸發器到低溫熱源或待冷卻主體。然後在壓縮機中壓縮加熱的工作流體蒸氣，以產生高壓工作流體蒸氣。然後冷卻該高壓工作流體蒸氣並在冷凝器中藉由第一熱傳介質冷凝，該第一熱傳介質為從待加熱主體(散熱裝置)附近被帶入的冷卻液體，因而形成冷卻的工作流體液體。在此方法中也可以使用熱泵來加熱家庭或生活用水或程序流。在此方法中也可以使用熱泵來加熱用於地區加熱的水。在另一個實施例中，該熱泵為高溫熱泵，因此具有溫度高於約50℃的冷凝器。在另一個實施例中，該熱泵為高溫熱泵，因此具有溫度高於約75℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)。在又另一個實施例中，該熱泵為高溫熱泵，因此具有溫度高於約100℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)。
在產生加熱的方法之一個實施例中，該熱泵包括壓縮機，該壓縮機為動力或正排量壓縮機。動態壓縮機包括軸流和離心壓縮機。正排量壓縮機包括往復、螺旋及渦卷壓縮機。
可以將上述的傳統加熱循環(其中工作流體壓力不超過工作流體臨界壓力)指稱為次臨界加熱循環。在次臨界加熱循環中，液體工作流體在蒸發器(熱交換器或工作流體加熱器)中蒸發並在冷凝器(不同的熱交換器或工作流體冷卻器)冷凝，因而當循環重複時在液體和蒸氣工作流體之間轉換。
在跨臨界加熱循環中，循環中使用的工作流體在低於工作流體之臨界壓力的壓力下藉由在蒸發器或熱交換器或工作流體加熱器(對應於次臨界循環的蒸發器)蒸發而接收熱(或可以說成 工作流體被加熱)。之後工作流體蒸氣被壓縮到大於工作流體之臨界壓力的壓力，然後在第二熱交換器或工作流體冷卻器(對應於次臨界循環的冷凝器)中冷卻而不冷凝，因此釋放熱而產生冷卻的工作流體。此冷卻的工作流體之壓力降到低於其臨界壓力。因此，工作流體壓力只有在循環的一些部分(而不是整個)期間超過其臨界壓力。
超臨界加熱循環在整個循環過程中在高於工作流體之臨界壓力的壓力下操作並涉及以下步驟：工作流體壓縮、冷卻、膨脹以及加熱。
在本發明的另一個實施例中，提供在熱泵中產生加熱的方法，其中熱在至少兩個串聯加熱階段之間交換。該方法包含在第一串聯加熱階段中在選擇的較低溫度下吸收第一工作流體中的熱，並將此熱傳送到第二串聯加熱階段的第二工作流體，該第二工作流體在較高的工作流體溫度下排出熱；其中該第二工作流體包含E-HFO-1336mzz。多階段的熱泵系統(或串聯熱泵系統)允許藉由使熱經由超過一個循環或串聯階段階梯式上升而讓低溫熱升高到更高的等級。
在本發明的另一個實施例中，提供一種在高溫熱泵設備中提高最大可行工作流體冷卻器(例如冷凝器)操作溫度的方法，包含對高溫熱泵進料包含E-HFO-1336mzz的工作流體。高溫熱泵操作於比舒適加熱熱泵(例如住宅熱泵)更高的工作流體冷卻器(例如冷凝器)溫度下。最大可行操作工作流體冷卻器(或冷凝器)溫 度係取決於所使用的工作流體之性質(例如流體化學分解、異構化或其他化學變化的速率變成無法接受地高的溫度；流體臨界溫度；流體飽和壓力對比溫度曲線)以及某些現存設備的限制。
在熱泵中使用包含E-HFO-1336mzz的組成物提供環境上更可持續的工作流體，並具有低的GWP(GWP=32)和零ODP。
常用的大型噸位離心熱泵組件在沒有重大修改之下可以容納的最大工作壓力高達2.18兆帕(MPa)左右。因此，假使達到高於約2.18MPa的壓力，則必須修改設備來處理高壓。
E-HFO-1336mzz能夠在不超過2.18MPa的冷凝壓力下使冷凝溫度高達約118.1℃。因此，E-HFO-1336mzz可以在常用的大型離心熱泵可行的壓力(低於2.18MPa)下使冷凝溫度高達超過118℃。因此，在不超過約2.18MPa的冷凝器壓力下，E-HFO-1336mzz可實現的冷凝器溫度與CFC-114(1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷(GWP=10,000)，並具有約123℃的最大可實現冷凝器操作溫度)和HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷(GWP=1030)，並具有約126℃的最大可實現冷凝器操作溫度)相符。
在另一個實施例中，使用E-HFO-1336mzz可以以適當的壓縮機使高於118℃的溫度受限於其137.7℃的臨界溫度。
依據本發明，可以在系統中以包含E-HFO-1336mzz的工作流體置換原始設計用於高溫熱泵流體的高溫熱泵流體(例如CFC-114、HFC-245fa、HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a、CFC-12)。因此提供一種用於在設計用於該工作流體以提供包含 E-HFO-1336mzz的置換工作流體的高溫熱泵中置換CFC-114、HFC-245fa、HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a或CFC-12工作流體的方法。在另一個實施例中，該方法包含提供主要由E-HFO-1336mzz所組成的置換工作流體。在另一個實施例中，該方法包含提供由E-HFO-1336mzz組成的置換工作流體。在置換CFC-114、HFC-245fa、HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a、CFC-12工作流體的方法之一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約50℃的高溫熱泵。在該方法之另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約75℃以上的高溫熱泵。在該方法之另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約100℃的高溫熱泵。依據本發明，在原始設計用於HCFC-22(氯二氟甲烷)的系統中以包含E-HFO-1336mzz的工作流體置換HCFC-22是可能的。因此，在一個實施例中提供一種在設計用於HCFC-22的高溫熱泵中置換HCFC-22工作流體的方法，該方法提供包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。在另一個實施例中，該方法包含提供主要由E-HFO-1336mzz所組成的置換工作流體。在另一個實施例中，該方法包含提供由E-HFO-1336mzz組成的置換工作流體。
在置換HCFC-22的方法之另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約50℃的高溫熱泵。在置換HCFC-22的方法之另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約75℃的的高溫熱泵。在置換HCFC-22的 方法之又另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約100℃的高溫熱泵。
亦依據本發明，茲提供在設計用於該工作流體的熱泵或冷凍器中置換包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf和選擇性的一或多種飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體的方法。該方法包含提供包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。在另一個實施例中，該方法包含提供主要由E-HFO-1336mzz所組成的置換工作流體。在另一個實施例中，該方法包含提供由E-HFO-1336mzz組成的置換工作流體。
在設計用於該工作流體的熱泵或冷凍器中置換包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf以及選擇性的一或多種飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體的方法之另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約50℃的高溫熱泵。在置換包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf以及選擇性的一或多種飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體的方法之另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約75℃的高溫熱泵。在置換包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf以及選擇性的一或多種飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體的方法之又另一個實施例中，該熱泵為工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約100℃的高溫熱泵。
在該方法之一個實施例中，被置換的工作流體為HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a或CFC-12，而且最大可行冷凝溫度可以被提高到高於該置換的工作流體所能實現的溫度。在一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換HFC-236fa可以將可行冷凝溫度從約105.5℃提高到約118.1℃。在另一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換HCFC-124可以將可行冷凝溫度從約95.5℃提高到約118.1℃。在另一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換HFC-134a可以將可行冷凝溫度從約71.2℃提高到約118.1℃。在另一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換HCFC-22可以將可行冷凝溫度從約55℃提高到約118.1℃。在另一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換HFO-1234yf可以將可行冷凝溫度從約73℃提高到約118.1℃。在另一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換E-HFO-1234ze可以將可行冷凝溫度從約84℃提高到約118.1℃。在另一個實施例中，在不超過2.18MPa的冷凝壓力之下以E-HFO-1336mzz置換HFO-1243zf可以將可行冷凝溫度從約79.8℃提高到約118.1℃。在置換CFC-114、HFC-245fa、HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a或CFC-12工作流體的方法之一個實施例中，可以將設計用於與該工作流體一起操作的冷凍器轉換成與E-HFO-1336mzz工作流體一起操作的熱泵。
在置換HCFC-22的方法之一個實施例中，可以將設計用於與HCFC-22一起操作的冷凍器轉換成與包含E-HFO-1336mzz的工作流體一起操作的熱泵。
在置換包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf以及選擇性的一或多種飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體的方法之另一個實施例中，可以將設計用於與該工作流體一起操作的冷凍器轉換成與包含E-HFO-1336mzz的工作流體一起操作的熱泵。在一個實施例中，提供用於在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法。該方法包含提供含有選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類及上述之混合物所組成之群組的工作流體的低溫串聯階段；以及提供含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體的高溫串聯階段；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
依據本發明，為了將系統轉換成熱泵系統的目的，在原始設計為使用傳統冷凍器工作流體(例如使用HFC-134a或HFC-245fa的冷凍器)的冷凍器之系統中使用包含E-HFO-1336mzz的工作流體是可能的。舉例來說，可以在現有的冷凍器系統中以包 含E-HFO-1336mzz的工作流體取代傳統的冷凍器工作流體來實現此目的。
依據本發明，為了將系統轉換成熱泵系統的目的，在原始設計為使用含有HFO(例如HFO-1234yf或E-HFO-1234ze)的冷凍器工作流體的冷凍器之系統中使用包含E-HFO-1336mzz的工作流體是可能的。例如，可以在現存的冷凍器系統中以包含E-HFO-1336mzz的工作流體置換含有HFO的冷凍器工作流體，以實現此目的。
依據本發明，為了將系統轉換成冷凝器溫度在約50℃或更高的高溫熱泵系統的目的，在原始設計為舒適加熱(即低溫或住宅用)並使用傳統舒適加熱熱泵工作流體(例如使用HFC-134a或HCFC-123或HFC-245fa的熱泵)的熱泵系統的系統中使用包含E-HFO-1336mzz的工作流體是可能的。例如，可以在現存的舒適加熱熱泵系統中以包含E-HFO-1336mzz的工作流體置換傳統的舒適加熱熱泵工作流體，以實現此目的。
包含E-HFO-1336mzz的組成物可以使用於在低溫提升可用的熱的動力(例如離心)或正排量(例如螺旋或渦卷)熱泵的設計和操作符合在較高溫下加熱的需求。可以將可用的低溫熱供應到蒸發器，並且可以在冷凝器提取高溫熱。舉例來說，可以將可用的廢熱供應到在一個位置(例如醫院)操作於25℃的熱泵之蒸發器，在該位置可以使用來自操作於85℃的冷凝器之熱來對水加熱(例如水熱空間加熱或其他服務)。
在某些情況中，熱可得自其他在高於以上所建議溫度的各種來源(例如來自程序流的廢熱、地熱的熱或太陽能的熱)，同時可能需要在甚至更高的溫度下加熱。例如，廢熱可能是在100℃取得，而用於工業應用可能需要在130℃加熱。可以將低溫熱供應到將被升至所需的溫度130℃並且在冷凝器被輸送的動力(例如離心)或正排量熱泵之工作流體加熱器(例如蒸發器)。
熱泵設備
在本發明的一個實施例中提供一種含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體之高溫熱泵設備。亦值得注意的是其中該工作流體主要是由E-HFO-1336mzz所組成的實施例。
熱泵是一種用於產生加熱及/或冷卻的設備類型。熱泵包含工作流體加熱器(例如蒸發器)、壓縮機、工作流體冷卻器(例如冷凝器)以及膨脹裝置。在重複的循環中工作流體經由這些組件循環。加熱可以在工作流體冷卻器(例如冷凝器)產生，其中當冷卻流體被冷卻以形成冷卻的工作流體時能量(以熱的形式)被從工作流體提取出。冷卻可以在工作流體加熱器(例如蒸發器)產生，其中能量被吸收來加熱(並且大部分為蒸發)工作流體，以形成加熱的工作流體(大部分為工作流體蒸氣)。可以將其中工作流體被冷凝和蒸發的實施例指稱為次臨界循環，而且用於這樣的次臨界循環的設備包括如上所述的蒸發器、壓縮機、冷凝器以及膨脹裝置。
在跨臨界加熱循環中，用於該循環中的工作流體液體接收蒸發器中的熱並在低於工作流體之臨界壓力的壓力下蒸發。然後加熱的工作流體蒸氣被壓縮到高於其臨界壓力的壓力。之後工作流體以高於其臨界壓力的流體進入工作流體冷卻器並且被冷卻(沒有冷凝)，以產生冷卻的工作流體。在冷卻的工作流體離開冷卻器之後，其壓力被降低到低於其臨界壓力的壓力。因此，在跨臨界循環中的工作流體在該循環的一部分期間是處在高於其臨界壓力的壓力下，並且在該循環的另一部分期間是處在低於其臨界壓力的壓力下。
在超臨界加熱循環中，用於該循環的工作流體在加熱器中在高於工作流體之臨界壓力的壓力下接收熱。然後該工作流體被壓縮到甚至更高的壓力而且在冷卻器中冷卻，因而釋放出熱。之後該工作流體的壓力被降低到加熱器壓力，因此工作流體壓力仍然高於工作流體臨界壓力。因此，在整個超臨界循環的過程中，工作流體的壓力保持在高於其臨界壓力。
熱泵可以包括浸沒蒸發器(其一個實施例顯示於圖1)或直接膨脹蒸發器(其一個實施例顯示於圖2)。
熱泵可以使用正排量壓縮機或動力壓縮機。正排量壓縮機包括往復、螺旋以及渦卷壓縮機。值得注意的是使用螺旋壓縮機的熱泵。動力壓縮機包括軸流和離心壓縮機。亦值得注意的是離心壓縮機的熱泵。
使用住宅熱泵來產生加熱的空氣，以溫暖住宅或住家(包括單家獨戶或多單元連接家園)，並產生從約30℃至約50℃的最大冷凝器操作溫度。
值得注意的是可以被用來加熱空氣、水、另一種熱傳介質或工業程序的某些部分(例如一台設備、儲存區域或程序流)的高溫熱泵。這些高溫熱泵可以產生大於約50℃的最大工作流體冷卻器(例如冷凝器)操作溫度。可以在高溫熱泵中實現的最大工作流體冷卻器(例如冷凝器)操作溫度將取決於所使用的工作流體。此最大工作流體冷卻器(例如冷凝器)操作溫度係受限於工作流體的正常沸騰特性，而且也受限於熱泵的壓縮機可以對蒸氣工作流體壓力升高的壓力。此最大容許工作壓力亦與熱泵中使用的工作流體有關。
特別有價值的是在至少約80℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)溫度下操作的高溫熱泵。包含E-HFO-1336mzz的組成物使操作於工作流體冷卻器(例如冷凝器)溫度下的離心熱泵之設計和操作與目前使用中的許多工作流體可得到的相符或更高。值得注意的是使用包含E-HFO-1336mzz且操作於高達約118℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)溫度的工作流體之實施例。亦值得注意的是使用包含E-HFO-1336mzz且操作於高達約137℃的工作流體冷卻器(例如冷凝器)溫度的工作流體之實施例。亦值得注意的是用以同時產生加熱和冷卻的熱泵。舉例來說，單一的熱泵單元可以產生居家使用的熱水，而且也可以在夏季產生用於舒適空調的冷卻。
可以將熱泵(包括浸沒蒸發器和直接膨脹兩者)與空氣處理分配系統耦接，以提供舒適空調(將空氣冷卻和除濕)及/或加熱到住宅(單家獨戶或連接家園)以及大的商業大樓，包括旅館、辦公大樓、醫院、大學及類似者。在另一個實施例中，可以使用高溫熱泵來對水加熱。在另一個實施例中，可以使用高溫熱泵來對多家庭的住宅大樓(例如高層公寓大樓)加熱。
為了說明高溫熱泵如何操作，請參照圖式。圖1中圖示浸沒蒸發器類型的熱泵。在此熱泵中，包含水而且在一些實施例中包含添加劑或其他熱傳介質(例如二元醇(例如乙二醇或丙二醇))的第二熱傳介質(其為溫暖的液體)進入熱泵，該熱泵從低溫源(例如大樓空氣處理系統或從冷凍器工廠的冷凝器流入冷卻塔的加熱水)帶走熱，圖示在箭頭3進入，通過蒸發器6中的管束或線圈9，蒸發器6具有入口和出口。將溫暖的第二熱傳介質輸送到蒸發器，在該蒸發器中該第二熱傳介質被液體工作流體冷卻，此係圖示於蒸發器的下半部。液體工作流體在比流經管束或線圈9的溫暖第二熱傳介質更低的溫度蒸發。冷卻的熱傳介質經由管束或線圈9的返回部分再循環回到該低溫熱源，如箭頭4所圖示。顯示於圖1中蒸發器6的下半部的液體工作流體蒸發並且被引入壓縮機7，壓縮機7提高工作流體蒸氣的壓力和溫度。壓縮機壓縮此工作流體蒸氣，使得其可在比工作流體蒸氣離開蒸發器的壓力和溫度更高的壓力和溫度下被冷凝於冷凝器5中。第一熱傳介質從提供高溫熱的地方(「散熱裝置」)經由冷凝器5中的管束或線圈10進入冷凝器，例如在圖 1中箭頭1的家庭或生活用水加熱器或水熱加熱系統。該第一熱傳介質在程序中被加熱並經由管束或線圈10的返回環路和箭頭2回到散熱裝置。此第一熱傳介質冷卻冷凝器中的工作流體蒸氣並使蒸氣冷凝為液體工作流體，使得冷凝器的下半部中有液體工作流體，如圖1所示。冷凝器中冷凝的液體工作流體經由膨脹裝置8流回蒸發器，膨脹裝置8可以是孔口、毛細管或膨脹閥。膨脹裝置8降低液體工作流體的壓力，並將該液體工作流體部分轉化為蒸氣，也就是說當冷凝器和蒸發器之間有壓降時液體工作流體閃蒸。在蒸發器壓力下閃蒸將工作流體(亦即液體工作流體和工作流體蒸氣兩者)冷卻到飽和溫度，使得液體工作流體和工作流體蒸氣皆存在於蒸發器中。
雖然以上圖1的描述屬於次臨界熱泵循環，但意圖使其中循環為跨臨界熱泵循環或超臨界熱泵循環的實施例落入本發明之範圍內。在跨臨界循環中，會以工作流體冷卻器取代冷凝器，並且可以沒有冷凝而在冷卻器中冷卻工作流體。在超臨界循環中，會以工作流體冷卻器取代冷凝器，並且可以沒有冷凝而在冷卻器中冷卻工作流體；而且也會以工作流體加熱器取代蒸發器，並且可以沒有蒸發而在加熱器中加熱工作流體。在一些實施例中，工作流體蒸氣被壓縮到超臨界狀態，而且圖1中的容器5表示氣體冷卻器，其中沒有冷凝而將工作流體蒸氣冷卻到液體狀態。
在一些實施例中，用於圖1繪示的設備中的第二熱傳介質為從配備空調的大樓或一些其他待冷卻主體返回的冷凍水。在 蒸發器6從返回的第二熱傳介質提取出熱，並且供應冷卻的第二熱傳介質回到該大樓或其他待冷卻主體。在本實施例中，圖1中繪示的設備之功能為同時冷卻該第二熱傳介質及加熱該第一熱傳介質，該第二熱傳介質提供冷卻給待冷卻主體(例如大樓空氣)，該第一熱傳介質提供加熱給待加熱主體(例如家庭或生活用水或程序流)。
瞭解的是，圖1中繪示的設備可以在蒸發器6從各式各樣的熱源(包括太陽能、地熱以及廢熱)提取熱，並將來自冷凝器5的熱供應到範圍廣泛的散熱裝置。
應當注意的是，對於單一組分的工作流體組成物，蒸發器和冷凝器中的蒸氣工作流體之組成與蒸發器和冷凝器中的液體工作流體之組成相同。在此案例中，蒸發和冷凝將在固定的溫度下發生。
直接膨脹熱泵的一個實施例係圖示於圖2。在圖2圖示的熱泵中，液體第二熱傳介質(其為溫暖的液體，例如溫暖的水)在入口14進入蒸發器6’。大部分的液體工作流體(帶有少量的工作流體蒸氣)在箭頭3’進入蒸發器中的線圈9’並蒸發。結果，液體第二熱傳介質在蒸發器中冷卻，並且冷卻的液體第二熱傳介質在出口16離開蒸發器，而且被送至低溫熱源(例如流入冷卻塔的溫暖水)。工作流體蒸氣在箭頭4’離開蒸發器並被送至壓縮機7’，其中工作流體蒸氣被壓縮並作為高溫高壓工作流體蒸氣離開。此工作流體蒸氣在1’經由冷凝器線圈或管束10’進入冷凝器5’。工作流體蒸氣在冷凝器中被液體第一熱傳介質(例如水)冷卻並成為液體。該 液體第一熱傳介質經由冷凝器熱傳介質入口20進入該冷凝器。該液體第一熱傳介質從冷凝的工作流體蒸氣提取熱，該冷凝的工作流體蒸氣變成液體工作流體，並且此溫暖冷凝器中的液體第一熱傳介質。該液體第一熱傳介質從冷凝器經由冷凝器熱傳介質出口18離開。冷凝的工作流體經由下方的線圈或管束10’離開冷凝器，如圖2所示並流經膨脹裝置12，其可為孔口、毛細管或膨脹閥。膨脹裝置12降低液體工作流體的壓力。由於膨脹產生的少量蒸氣進入蒸發器，並且液體工作流體通過線圈9’，以及循環重複。
在一些實施例中，工作流體蒸氣被壓縮到超臨界狀態，而且圖2中的容器5’表示氣體冷卻器，其中工作流體蒸氣沒有冷凝而被冷卻到液體狀態。
在一些實施例中，用於圖2所繪示設備中的第二熱傳介質為從提供空調的大樓或從一些其他待冷卻主體返回的冷凍水。在蒸發器6’熱被從返回的第二熱傳介質提取出，並且冷卻的第二熱傳介質被供應回到大樓或其他待冷卻主體。在此實施例中，圖2中繪示的設備之功能為同時冷卻提供冷卻給待冷卻主體(例如大樓空氣)的第二熱傳介質和加熱提供加熱給待加熱主體(例如家庭或生活用水或程序流)的第一熱傳介質。
瞭解的是，圖2繪示的設備可以在蒸發器6’從各式各樣的熱源(包括太陽能、地熱及廢熱)提取熱並且從冷凝器5’供應熱到範圍廣泛的散熱裝置。
可用於本發明的壓縮機包括動力壓縮機。值得注意的動力壓縮機實例為離心壓縮機。離心壓縮機使用轉動元件來徑向加速工作流體，並且通常包括容置於機殼中的葉輪和擴散器。離心壓縮機通常讓工作流體在葉輪眼或轉動葉輪的中央入口流入並使工作流體徑向向外加速。有一些靜態壓升發生在葉輪區段，但大部分的壓升發生在擴散器區段，其中速度被轉換成壓力。每個葉輪-擴散器組為一個壓縮機階段。離心壓縮機被建造有從1到12個或更多的壓縮機階段，取決於所需的最終壓力和待處理的冷媒體積。
一壓縮機之壓力比或壓縮比為絕對排放壓力與絕對進口壓力之比例。由一離心壓縮機所傳送的壓力在一相對廣泛之容量範圍中係恆定的。一離心壓縮機可發出的壓力係取決於該葉輪的尖端速度。尖端速度為量測葉輪尖端所得速度，其係與葉輪直徑與其每分鐘轉數有關。特定應用中所需的尖端速度係取決於將工作流體的熱動力狀態從蒸發器提升至冷凝器狀態所需的壓縮機功。離心壓縮機的體積流量係由通過葉輪的通道大小所決定。這使得壓縮機的大小與所需壓力較相關，而與所需的體積流量較不相關。
亦值得注意的是動力壓縮機為軸流壓縮機的實例。流體在軸向方向上進入和離開的壓縮機稱為軸流壓縮機。軸流壓縮機為轉動的、以氣翼或葉片為基礎的壓縮機，其中工作流體主要是平行於轉動軸而流動。這與其他工作流體可能軸向進入但在離開時具有明顯徑向組分的轉動壓縮機相反，例如離心或混合流動壓縮機。軸流壓縮機產生連續的壓縮氣體流，並且具有效率高和質量流量大 的效益，特別是與其截面有關。然而，軸流壓縮機的確需要幾排的氣翼來實現大的壓升，這使得軸流壓縮機相對於其他設計而言較為複雜及昂貴。
可用於本發明的壓縮機還包括正排量壓縮機。正排量壓縮機將蒸氣抽取至一腔室中，並且減少該腔室的體積以壓縮該蒸氣。在壓縮後，藉由進一步減少該腔室的體積至零或接近零，使該蒸氣從該腔室中增壓。
值得注意的正排量壓縮機實例為往復壓縮機。往復壓縮機使用由一曲軸驅動的活塞。它們可為靜止式或移動式，可為單階段式或多階段式，並且可藉由電動馬達或內燃機驅動。5至30hp的小型往復壓縮機可見於汽車應用中並且典型為用於間歇負載(intermittent duty)。高達100hp的較大型往復壓縮機可發現於大型工業應用中。釋放的壓力範圍可以從低壓到非常高壓(5000磅每平方吋(psi)或35MPa以上)。
亦值得注意的正排量壓縮機實例為螺旋壓縮機。螺旋壓縮機使用兩個篩網式旋轉正排量螺旋螺桿，以將氣體壓入一較小的空間。螺旋壓縮機通常用於商業與工業應用中的連續操作，並且可為固定式或移動式。螺旋壓縮機的應用可以從5hp(3.7kW)到超過500hp(375kW)以及從低壓到非常高壓(1200psi或8.3MPa以上)。
亦值得注意的正排量壓縮機實例為渦卷壓縮機。渦卷壓縮機類似於螺旋壓縮機，並且包括兩個交錯的螺旋形渦卷以壓縮氣體。其輸出相較於一旋轉螺旋壓縮機更為脈衝式。
在一個實施例中，熱泵設備可以包含一個以上的加熱電路(或迴路或階段)。當工作流體加熱器操作於接近該應用所需的工作流體冷卻器溫度之溫度時，以E-HFO-1336mzz作為工作流體操作的熱泵性能(加熱性能係數和體積加熱容量)大為改良。
當在相當接近(例如在約50℃內)需要加熱的溫度之溫度下可得到熱時，以E-HFO-1336mzz操作的單一階段(或單一迴路)熱泵可能是較佳的。例如，可以用以E-HFO-1336mzz操作的單一階段熱泵提升在75℃來自程序或低級地熱源的熱，以符合在118℃的加熱需求。
當在實質上低於(例如相差超過50℃內)需要加熱的溫度之溫度下可得到熱時，具有兩個或更多個處於串聯架構的階段並在上串聯階段中使用E-HFO-1336mzz的熱泵可能是較佳的。低溫串聯階段(或循環)可以含有選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類(例如丙烷、正丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷等)及上述之混合物所組成之群組的工作流體。用於低溫串聯階段的較佳工作流體可取 決於可用熱源的溫度。對於低溫熱源(例如環境中的冷空氣)，具有低沸點(或相當的高蒸氣壓)的工作流體，例如CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a及彼等之摻合物會是有益的。例如，可以使用二階段串聯熱泵將來自-10℃環境冷空氣的熱提升而產生65-85℃的熱水，用於家庭或其他使用，該二階段串聯熱泵使用上串聯階段的E-HFO-1336mzz以及選自於HFC-32、CO2、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze和HFC-32的摻合物、HFO-1234yf和HFC-134a的不可燃共沸摻合物或E-HFO-1234ze和HFC-134的不可燃共沸摻合物的下串聯階段工作流體。其他用於下串聯階段的可能工作流體可以包括HFO-1234ye(1,2,3,3-四氟丙烯，E-或Z-異構物)、HFO-1243zf(3,3,3-三氟丙烯)、HFC-125(五氟乙烷)、HFC-143a(1,1,1-三氟乙烷)、HFC-152a(1,1-二氟乙烷)、HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-庚氟丙烯)及上述之摻合物，例如HFO-1234yf/HFC-32、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125、HFO-1234yf/HFC-134a、HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-32、HFO-1234yf/HFC-134、HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-134、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125/HFC-134a、E-HFO-1234ze/HFC-134a、E-HFO-1234ze/HFC-134、E-HFO-1234ze/HFC-134a/HFC-134、E-HFO-1234ze/HFC-227ea、E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-227ea、 E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea、HFO-1234yf/E-HFO-1234ze/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea、HFO-1234yf/HFC-32/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-134a/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-32/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-134/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-134a/HFC-134/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-125/HFC-134a/E-HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-32/HFC-152a/E-HFO-1234ze等。串聯循環的低溫電路(或低溫迴路或串聯階段)在蒸發器接收可得的低溫熱、將接收的熱提升至介於可得低溫熱的溫度和所需加熱負載的較高溫之間的溫度以及在串聯熱交換器將熱傳送至串聯系統之高階段或高溫電路(或高溫迴路)。然後以E-HFO-1336mzz操作的高溫電路進一步將在串聯熱交換器接收的熱提升至所需的工作流體冷卻器溫度，以符合意向的加熱負載。可以將串聯的概念延伸到具有三個或更多的在較廣溫度範圍提升熱的電路以及在不同溫度子範圍間使用不同流體來最佳化性能的架構。
因此，依據本發明，提供具有至少兩個配置為串聯加熱系統的加熱階段之熱泵設備，每個階段中循環有工作流體，其中熱從先前的階段被傳送至最終階段，而且其中最終階段的工作流體包含E-HFO-1336mzz。在具有至少兩個加熱階段的熱泵設備之另一 個實施例中，最終階段的工作流體主要是由E-HFO-1336mzz所組成。在具有至少兩個加熱階段的熱泵設備之另一個實施例中，最終階段的工作流體是由E-HFO-1336mzz所組成。
在一個實施例中，以上述工作流體操作的二階段串聯熱泵之下串聯階段(或下溫度迴路)可以提供冷凍作用，而以E-HFO-1336mzz操作的較高階段可以同時提供加熱。因此，提供一種在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法，包含提供含有工作流體的低溫串聯階段，該工作流體選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類及上述之混合物所組成之群組；以及提供含有工作流體的高溫串聯階段，該工作流體包含E-HFO-1336mzz。
在一個實施例中，以上述工作流體操作的二階段串聯熱泵之下串聯階段(或下溫度迴路)可以提供冷凍作用，而以E-HFO-1336mzz操作的較高階段可以同時提供加熱。因此，提供一種在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法，包含提供含有工作流體的低溫串聯階段，該工作流體選自於由CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a及上述之 混合物所組成之群組；以及提供含有工作流體的高溫串聯階段，該工作流體包含E-HFO-1336mzz。
依據本發明，提供具有至少兩個加熱迴路的串聯熱泵系統，用以使工作流體循環通過每個迴路。將這樣的串聯系統之一個實施例大致圖示於圖3的110。本發明的熱泵系統具有至少兩個加熱迴路，包括第一或下迴路112，如圖3所示，其為低溫迴路，以及第二或上迴路114，如圖3所示，其為高溫迴路114。每個皆使工作流體循環通過其中。
如圖3所示，串聯熱泵系統包括第一膨脹裝置116。該第一膨脹裝置具有入口116a和出口116b。該第一膨脹裝置降低循環通過第一或低溫迴路的第一工作流體液體之壓力和溫度。
圖3所示的串聯熱泵系統還包括蒸發器118。該蒸發器具有入口118a和出口118b。來自第一膨脹裝置的第一工作流體液體經由蒸發器入口進入蒸發器並在蒸發器中蒸發而形成第一工作流體蒸氣。然後該第一工作流體蒸氣循環到蒸發器的出口。
圖3所示的串聯熱泵系統還包括第一壓縮機120。該第一壓縮機具有入口120a和出口120b。來自蒸發器第一工作流體蒸氣循環到第一壓縮機的入口並被壓縮，藉以提高第一工作流體蒸氣的壓力和溫度。然後壓縮的第一工作流體蒸氣循環到第一壓縮機的出口。
圖3所示的串聯熱泵系統還包括串聯熱交換器系統122。該串聯熱交換器具有第一入口122a和第一出口122b。來自第 一壓縮機的第一工作流體蒸氣進入熱交換器的第一入口並在串聯熱交換器中冷凝，以形成第一工作流體液體，藉以排出熱。然後該第一工作流體液體循環到該串聯熱交換器的第一出口。該串聯熱交換器還包括第二入口122c和第二出口122d。第二工作流體液體從第二入口循環到串聯熱交換器的第二出口並且被蒸發，以形成第二工作流體蒸氣，藉以吸收該第一工作流體(當其冷凝時)排出的熱。然後該第二工作流體蒸氣循環到串聯熱交換器的第二出口。因此，在圖3的實施例中，第一工作流體排出的熱被第二工作流體直接吸收。
圖3所示的串聯熱泵系統還包括第二壓縮機124。該第二壓縮機具有入口124a和出口124b。來自該串聯熱交換器的第二工作流體蒸氣經由入口被引入壓縮機並且被壓縮，藉以提高第二工作流體蒸氣的壓力和溫度。然後該第二工作流體蒸氣循環到第二壓縮機的出口。
圖3所示的串聯熱泵系統還包括具有入口126a和出口126b的冷凝器126。來自第二壓縮機的第二工作流體循環自入口並在冷凝器中冷凝而形成第二工作流體液體，因而產生熱。該第二工作流體液體經由出口離開冷凝器。
圖3所示的串聯熱泵系統還包括具有入口128a和出口128b的第二膨脹裝置128。該第二工作流體液體通過該第二膨脹裝置，該第二膨脹裝置降低離開冷凝器的第二工作流體液體之壓力 和溫度。此液體在膨脹過程中可部分汽化。壓力和溫度降低的第二工作流體液體從膨脹裝置循環至串聯熱交換器系統的第二入口。
此外，在包含E-HFO-1336mzz的工作流體在高於其臨界溫度的溫度為化學穩定的情況下，則這些工作流體致能依據超臨界及/或跨臨界循環操作的熱泵設計，其中熱在超臨界狀態由工作流體排出並可用於一個範圍的溫度(包括高於E-HFO-1336mzz之臨界溫度的溫度)。超臨界流體沒有通過等溫冷凝轉換而被冷卻至液體狀態。
對於高溫冷凝器操作(與高溫提升和高壓縮機釋放溫度相關)，具有高熱穩定性的工作流體配方(例如E-HFO-1336mzz)和潤滑劑(可能與油冷卻或其他減輕方式結合)可以是有益的。
對於高溫冷凝器操作(與高溫提升和高壓縮機釋放溫度有關)，使用不需要使用潤滑劑的磁性離心壓縮機(例如Danfoss-Turbocor類型)可以是有益的。
對於高溫冷凝器操作(與高溫提升和高壓縮機釋放溫度有關)，使用具有高熱穩定性的壓縮機材料(例如軸密封等)也可能是需要的。
可以將包含E-HFO-1336mzz的組成物用於結合分子篩的熱泵設備，以有助於去除濕氣。乾燥劑可由活性氧化鋁、矽膠或沸石為主的分子篩所組成。在某些實施例中，具有孔洞尺寸約3埃、4埃或5埃的分子篩最為有用。代表性的分子篩包括MOLSIV XH-7、XH-6、XH-9以及XH-11(UOP LLC,Des Plaines,IL)。
熱泵組成物
提供組成物用於高溫熱泵。該組成物包含：(i)主要由E-HFO-1336mzz組成的工作流體；以及(ii)在50℃或以上的溫度防止降解的安定劑，或(iii)適用於50℃或以上的潤滑劑，或(ii)和(iii)兩者。值得注意的是其中工作流體組分由E-HFO-1336mzz所組成的組成物。
包含E-HFO-1336mzz的組成物含可以包含及/或被與至少一潤滑劑組合使用，該潤滑劑選自於由聚烷二醇(polyalkylene glycols)、多元醇酯、聚乙烯醚、礦物油、烷基苯、合成石蠟、合成環烷以及聚(α)烯烴所組成之群組。
常用的潤滑劑包括那些適用於高溫熱泵設備者。尤其是現有使用於蒸氣壓縮冷凍裝置(利用氟氯碳化物冷媒)的潤滑劑。在一實施例中，潤滑劑包含在壓縮冷凍潤滑領域中通常已知為「礦物油」者。礦物油包含石蠟(即直鏈和分支碳鏈、飽和烴類)、環烷(即環狀石蠟)以及芳烴(即含有一或多個以交替的雙鍵為特徵的環的不飽和、環狀烴類)。在一實施例中，潤滑劑包含在壓縮冷凍潤滑領域中通常已知為「合成油」者。合成油包括烷基芳族物質(即直鏈及支鏈烷基烷基苯類)、合成石蠟及環烷以及聚(α烯烴)。代表性的傳統潤滑劑為市售的BVM 100 N(由BVA Oils販售的石蠟性礦物油)、可購自Crompton Co.且商標為Suniso® 3GS及Suniso® 5GS之環烷礦物油、可購自Pennzoil且商標為Sontex® 372LT之環烷礦 物油、可購自Calumet Lubricants且商標為Calumet® RO-30之環烷礦物油、可購自Shrieve Chemicals且商標為Zerol® 75、Zerol® 150及Zerol® 500之直鏈烷苯以及HAB 22(Nippon Oil販售的支鏈烷苯)。
常用的潤滑劑還可以包括已經設計用於氫氟碳化合物冷媒且在壓縮冷凍和空調設備的操作條件下可與本發明之冷媒混溶者。此類冷媒包括但不限於聚醇酯(POE)如Castrol® 100(Castrol,United Kingdom)、聚烷二醇(PAG)如RL-488A(來自Dow(Dow Chemical,Midland,Michigan))、聚乙烯醚(PVE)以及聚碳酸酯(PC)。
潤滑劑之選擇係考量給定壓縮機的需求以及潤滑劑將曝露的環境。
值得注意的是在高溫具有穩定性的高溫潤滑劑。熱泵將實現的最高溫度將決定需要何種潤滑劑。在一個實施例中，該潤滑劑在至少55℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少75℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少100℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少139℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少145℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少155℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少165℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少170℃的溫度下必須是穩定的。在另一個實施例，該潤滑劑在至少200℃的溫度下必須是穩定的。
特別值得注意的是在高達約200℃具有穩定性的聚α烯烴(POA)潤滑劑以及在高達約200至220℃的溫度下具有穩定性的多元醇酯(POE)潤滑劑。亦特別值得注意的是在從約220至約350℃的溫度下具有穩定性的全氟聚醚潤滑劑。PFPE潤滑劑包括可向杜邦(美國德拉瓦州威爾明頓(Wilmington,DE))取得且商標為Krytox®者，例如具有高達約300至350℃熱穩定性的XHT系列。其他的PFPE潤滑劑包括來自大金工業(日本)且以商標DemnumTM販售者，具有高達約280至330℃的熱穩定性，以及商標為Fomblin®和Galden®且可向Ausimont(義大利米蘭)取得者，例如可以商標Fomblin®-Y Fomblin®-Z取得者，具有高達約220至260℃的熱穩定性。
對於高溫工作流體冷卻器操作(與高溫提升和高壓縮機釋放溫度有關)，具有高熱穩定性的工作流體配方(例如E-HFO-1336mzz)和潤滑劑(可能與油冷卻或其他減輕方式結合)將是有益的。對於高溫提升的操作，具有中間階段流體注入(例如其中離開冷凝器的部分液體冷媒被膨脹到介於壓縮階段之間的中間壓力以對離開低壓縮階段的蒸氣去過熱)的多階段壓縮可能是較佳的。在一個實施例中，該組成物可以進一步包含從約0.01重量百分比至約5重量百分比的安定劑(例如自由基去除劑、酸去除劑或抗氧化劑)，以防止高溫造成的降解。此類其他添加劑包括但不限於硝基甲烷、受阻酚(hindered phenol)、羥胺、硫醇、亞磷酸酯或內酯。 值得注意的是其中組成物包含從約0.1重量百分比至約3重量百分比的安定劑之組成物。可以使用單一或組合的安定劑。
選擇性地，在另一個實施例中，若需要可以添加某些冷凍、空調或熱泵系統到如本文所揭示的工作流體，以增強性能和系統穩定性。這些添加劑為冷凍和空調領域中習知的，而且包括但不限於抗磨劑、極高壓潤滑劑、腐蝕和氧化抑制劑、金屬表面去活化劑、自由基去除劑以及泡沫控制劑。一般來說，這些添加劑可以以相對於整體組成物的少量存在於工作流體中。典型的使用濃度為少於約0.1重量百分比至多達約3重量百分比的各個添加劑。這些添加劑係基於個別的系統要求下而選擇。此等添加劑包括EP(極壓)潤滑性添加劑之磷酸三芳酯家族的成員，例如丁基化磷酸三苯酯(BTPP)，或其他烷基化磷酸三芳酯，例如購自Akzo Chemicals的Syn-0-Ad 8478、磷酸三甲苯酯及相關化合物。此外，可以將金屬二烷基二硫代磷酸鹽(例如鋅二烷基二硫代磷酸鹽(或ZDDP)；Lubrizol 1375以及此化學品家族的其他成員用於本發明之組成物。其他抗磨添加劑包括天然產物油與不對稱聚羥基潤滑添加劑，例如Synergol TMS(International Lubricants)。同樣地，可使用安定劑如抗氧化劑、自由基清除劑與水清除劑。此類別中之化合物可包括但不限於丁基化羥基甲苯(BHT)、環氧化物與其混合物。腐蝕抑制劑包括十二烷琥珀酸(DDSA)、胺磷酸鹽(AP)、油醯基肌胺酸、咪腙(imidazone)衍生物與經取代磺酸鹽(sulfphonates)。金屬表面去活化劑包括草醯雙(亞苄基)醯肼(areoxalyl bis(benzylidene) hydrazide)(CAS編號6629-10-3)、N,N'-雙(3,5-雙三級丁基-4-羥基氫桂皮醯基醯肼(CAS編號32687-78-8)、2,2,'-草醯胺基雙-乙基-(3,5-雙三級丁基-4-羥基氫桂皮酸酯(CAS編號70331-94-1)、N,N'-(二亞柳基)-1,2-二胺基丙烷(CAS編號94-91-7)以及乙二胺四乙酸(CAS編號60-00-4)及其鹽及其混合物。
值得注意的是在50℃或以上的溫度防止降解的安定劑。亦值得注意的是在75℃或以上的溫度防止降解的安定劑。亦值得注意的是在85℃或以上的溫度防止降解的安定劑。亦值得注意的是在100℃或以上的溫度防止降解的安定劑。亦值得注意的是在118℃或以上的溫度防止降解的安定劑。亦值得注意的是在137℃或以上的溫度防止降解的安定劑。
值得注意的是包含至少一選自於由受阻酚、硫代磷酸鹽、丁基三苯基硫代磷酸酯(butylated triphenylphosphorothionates)、有機磷酸鹽或亞磷酸鹽、芳基烷基醚、萜烯、萜類、環氧化物、氟化環氧化物、氧呾、抗壞血酸、硫醇基、內酯、硫醚、胺、硝基甲烷、烷基矽烷、二苯基酮衍生物、芳基硫化物、雙乙烯對酞酸、二苯基對酞酸、離子液體及上述之混合物所組成之群組的化合物之安定劑。代表性安定劑化合物包括但不限於生育酚；氫醌；三級丁基氫醌；單硫磷酸鹽；以及二硫代磷酸鹽，商購可得自瑞士Basel的Ciba Specialty Chemicals(此後稱為「Ciba」)並以Irgalube® 63為商標；二烷基硫代磷酸酯，商購可得自Ciba並分別以Irgalube® 353和Irgalube® 350為商標；丁基三苯 基硫代磷酸酯，商購可得自Ciba並以Irgalube® 232為商標；磷酸胺，商購可得自Ciba並以Irgalube® 349(Ciba)為商標；受阻亞磷酸鹽，商購可得自Ciba為Irgafos® 168；例如(三-(二-叔-丁基苯基)的磷酸鹽，商購可得自Ciba並以Irgafos® OPH為商標；(二-正-辛基亞磷酸鹽)、與異癸基二苯基亞磷酸鹽，商購可得自Ciba並以Irgafos® DDPP為商標；苯甲醚；1,4-二甲氧基苯；1,4-二乙氧基苯；1,3,5-三甲氧基苯；d-檸檬烯；視網醛；蒎烯；薄荷腦；維生素A；萜品烯；雙戊烯；茄紅素；β胡蘿蔔素；莰烷；1,2-氧化丙烯；1,2-氧化丁烯；正丁基環氧丙基醚；三氟甲基環氧乙烷；1,1-雙(三氟甲基)環氧乙烷；3-乙基-3-羥基甲基-氧呾，例如OXT-101(Toagosei Co.,Ltd)；3-乙基-3-((苯氧基)甲基)-氧呾，例如OXT-211(Toagosei Co.,Ltd)；3-乙基-3-((2-乙基-己基氧基)甲基)-氧呾，例如OXT-212(Toagosei Co.,Ltd)；抗壞血酸；甲硫醇(甲基硫醇)；乙硫醇(乙基硫醇)；輔酶A；二巰基琥珀酸(dimercaptosuccinic acid,DMSA)；葡萄硫醇((R)-2-(4-甲基環己-3-基)丙烷-2-硫醇))；半胱胺酸((R)-2-胺基-3-硫基-丙酸)；脂醯胺(1,2-二噻【口柬】-3-戊醯胺)；5,7-雙(1,1-二甲基乙基)-3-[2,3(或3,4)-二甲基苯基]-2(3H)-苯并呋喃酮，商購可得自Ciba並以Irganox® HP-136為商標；苄基苯基硫醚；二苯基硫醚；二異丙胺；3,3’-硫二丙酸二(十八基)酯，商購可得自Ciba並以Irganox® PS 802(Ciba)為商標；3,3’-硫代丙酸雙十二酯(didodecyl 3,3’-thiopropionate)，商購可得自Ciba並以Irganox® PS 800為商標；二-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸鹽，商購可得自Ciba並以 Tinuvin® 770為商標；聚-(N-羥基乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羥基-哌啶基琥珀酸鹽，商購可得自Ciba並以Tinuvin® 622LD(Ciba)為商標；甲基雙獸脂胺；雙獸脂胺；酚-α-萘基胺；雙(二甲基胺基)甲矽烷(DMAMS)；參(三甲基矽烷基)矽烷(TTMSS)；乙烯基三乙氧基矽烷；乙烯基三甲氧基矽烷；2,5-二氟二苯基酮；2’,5’-二羥基苯乙酮；2-胺基二苯基酮；2-氯二苯基酮；苄基苯基硫醚；二苯基硫醚；二苄基硫醚；離子液體；以及他者。
亦值得注意的是包含至少一離子液體的離子液體安定劑。離子液體為液體或熔點低於100℃的有機鹽類。在另一個實施例中，離子液體安定劑包含鹽類，該鹽類含有選自於由吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑、噻唑、噁唑及三唑所組成之群組的陽離子；以及選自於由[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-及F-所組成之群組的陰離子。代表性的離子液體安定劑包括emim BF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽)；bmim BF4(1-丁基-3-甲基咪唑陽離子四硼酸鹽)；emim PF6(1-乙基-3-甲基咪唑陽離子六氟磷酸鹽)；與bmim PF6(1-丁基-3-甲基咪唑陽離子六氟磷鹽)，所有上述者皆可得自Fluka(Sigma-Aldrich)。
本發明之組成物可以藉由任何便利的方法製備，包括混合或組合所需的量。在本發明之一個實施例中，組成物可以藉由秤重所需成分的量再於適當容器中組合該等成分來製備。
實例
將在以下實例中進一步描述本文所述的概念，該等實例並不會限制本發明的範圍。
實例1 以使用廢熱的單一階段E-HFO-1336mzz熱泵加熱：Tcond=85℃；Tevap=30℃
表1總結在冷凝溫度85℃以E-HFO-1336mzz作為工作流體來提供加熱的單一階段熱泵之預期性能，其供應可用廢熱到操作於30℃的蒸發器。在冷凝器釋放的熱可被用來滿足各種加熱負載，例如水熱空間加熱或食物乾燥。供應到蒸發器的熱可以源自於冷凍器工廠。表1顯示E-HFO-1336mzz可以使用於此應用的熱泵具有吸引人的加熱COP。
實例2 以使用廢熱的單一階段E-HFO-1336mzz熱泵加熱：Tcond=118℃；Tevap=65℃
表2總結在冷凝溫度118℃以E-HFO-1336mzz作為工作流體來提供加熱的單一階段熱泵之預期性能，其供應可用廢熱到操作於65℃的蒸發器。在冷凝器釋放的熱可以被用來滿足各種程序加熱負載。供應到蒸發器的熱可以源自於電力產生設施或低級地熱源。表2顯示E-HFO-1336mzz可以使用於此應用的熱泵具有吸引人的加熱COP。冷凝器壓力仍在一般使用的離心熱泵之合理範圍內。
實例3 使用二階段(E-HFO-1336mzz；HFC-32)串聯熱泵以來自環境冷空氣的熱對水加熱：Tcond=65℃；Tevap=-10℃
將藉由從冷環境空氣提取熱用以產生家庭或其他生活所需熱水的二階段串聯熱泵之性能總結於表3。上串聯階段使用 E-HFO-1336mzz作為工作流體。下串聯階段使用HFC-32作為工作流體。
熱被從下串聯階段傳送到上串聯階段的溫度T串聯影響加熱COP和兩個階段的體積加熱容量，因此其影響總加熱COP和目標整體加熱容量的整體設備成本。可以顯示的是，當選擇T串聯使得兩個串聯階段具有大約相等的加熱COP時可以實現最大化總加熱COP並因此最小化操作能量成本。時常建議的是，選擇T串聯為等於Tcond和Tevap的幾何平均值：T串聯[℃]=sqrt{(Tcond[℃]+273.15)*(Tevap[℃]+273.15)}-273.15(1)對於Tcond=65℃和Tevap=-10℃，方程式(1)帶出T串聯為約25℃。最小化設備成本可能需要不同的T串聯值。
表3顯示在上串聯階段使用E-HFO-1336mzz和在下串聯階段使用HFC-32的串聯熱泵能夠在65℃產生加熱並具有吸引人的總COP，即使是在環境空氣溫度只有大約-10℃的寒冷冬天期間。最大壓力和壓縮機釋放溫度完全在一般使用的設備之合理範圍內。下溫度串聯階段中的工作流體質量流量率會等於上溫度串聯階段中的工作流體質量流量率之約30.8%。
實例4 使用二階段(E-HFO-1336mzz；CO2)串聯熱泵以來自環境冷空氣或從冷凍系統排出的熱對水加熱：Tcond=65℃；Tevap=-10℃
將藉由從冷環境空氣提取熱用以產生家庭或其他生活所需熱水的二階段串聯熱泵之性能總結於表4。上串聯階段使用E-HFO-1336mzz作為工作流體。下串聯階段使用CO2作為工作流體。
表4顯示在上串聯階段使用E-HFO-1336mzz和在下串聯階段使用CO2的串聯熱泵能夠在65℃產生加熱並具有吸引人的總COP，即使是在環境空氣溫度只有-10℃的寒冷冬天。壓縮機釋放溫度完全在一般使用設備的合理範圍內。下階段壓力在最近開發的CO2壓縮機之合理範圍內。在下串聯階段使用CO2提供了比HFC-32更低的GWP和更高的體積加熱容量。此外，CO2為不可燃的，而HFC-32依據ASHRAE Standard 34被歸類為2L可燃流體。
以CO2作為工作流體操作的二階段串聯熱泵之下串聯階段可以提供冷凍作用，而使用E-HFO-1336mzz操作的上階段可以 同時提供加熱。下溫度串聯階段中的工作流體質量流量率會等於上溫度串聯階段中的工作流體質量流量率之約47.2%。
實例5 使用二階段(E-HFO-1336mzz；HFO-1234yf/HFC-134a)串聯熱泵以來自環境冷空氣的熱對水加熱：Tcond=65℃；Tevap=-10℃
將藉由從冷環境空氣提取熱用以產生家庭或其他生活所需熱水的二階段串聯熱泵之性能總結於表5。上串聯階段使用E-HFO-1336mzz作為工作流體。下串聯階段使用含有55重量百分比的HFO-1234yf和HFC-134a的不可燃共沸摻合物作為工作流體。
表5顯示在上串聯階段使用E-HFO-1336mzz和在下串聯階段使用55重量百分比/45重量百分比的HFO-1234yf/HFC-134a摻合物的串聯熱泵能夠在65℃產生加熱，並具有吸引人的總COP，即使是在環境空氣溫度只有-10℃的寒冷冬天期間。最大壓力和壓縮機釋放溫度完全在一般使用設備的合理範圍內。下溫度串聯階段中的工作流體質量流量率會等於上溫度串聯階段中的工作流體質量流量率之約60.6%。
實例6 E-HFO-1336mzz在高溫之化學安定性
依據ANSI/ASHRAE Standard 97-2007之密封管測試方法測試E-HFO-1336mzz在金屬存在下之化學安定性。用於密封管測試的E-HFO-1336mzz原料實際上不含水或空氣。使每個含有三種由鋼、銅及鋁製成的、沉浸在E-HFO-1336mzz中的金屬票卷的密封玻璃管在加熱為175℃、225℃及250℃的烘箱中進行老化14天。在熱老化之後肉眼檢視管顯示澄清液體，且無變色或其他可見的流體變質。即使是在250℃老化兩星期之後，老化液體樣品中的氟化物離子濃度(以離子層析術測量)仍低於偵測極限(3ppm)。可以將氟化物離子濃度解讀為E-HFO-1336mzz降解度的指示劑。因此， E-HFO-1336mzz降解為最小的。E-HFO-1336mzz樣品在175℃、225℃及250℃老化14天之後的氣體層析(GC)分析顯示可忽略的E-HFO-1336mzz化學轉化和可忽略的新化合物形成。
實例7 以使用E-HFO-1336mzz作為工作流體的跨臨界熱泵進行程序加熱：T冷卻器=150℃；Tevap=125℃
實例6證實E-HFO-1336mzz在實質上高於其臨界溫度(137.7℃)的溫度下仍為化學安定的。因此，E-HFO-1336mzz可以致能能夠在高於以E-HFO-1336mzz操作的次臨界熱泵合理的溫度之溫度下傳送加熱的跨臨界熱泵。
此實例總結以E-HFO-1336mzz作為工作流體操作的跨臨界熱泵之預期性能。熱被提供到操作於Tevap=125℃以及20K蒸氣過熱的蒸發器。超臨界流體冷卻器係操作於4MPa的壓力以及T冷卻器=150℃的出口溫度下。壓縮機效率係指定為0.7。壓縮機釋放溫度可以為170.2℃。E-HFO-1336mzz在170.2℃仍為化學安定的。然而，這樣的高壓縮機釋放溫度會需要適當的潤滑劑和壓縮機構造材料。循環性能會是吸引人的：加熱COP會是4.983，而體積加熱容量會是7,953.7kJ/m3。
實例8 在單一階段高溫熱泵中以E-HFO-1336mzz取代HFC-245fa： Tcond=118℃；Tevap=65℃
表6比較以E-HFO-1336mzz與HFC-245fa作為工作流體的單一階段熱泵之預期性能。熱泵係用以在118℃的冷凝溫度下使用供應到操作於65℃的蒸發器之可用廢熱提供加熱。在冷凝器釋放的熱可被用來滿足各種程序加熱負載。供應到蒸發器的熱可以源自低級地熱源。表6顯示E-HFO-1336mzz可以鄰近簡易置換HFC-245fa。
選定之實施例
實施例A1：一種在熱泵中產生加熱的方法，包含在熱交換器中從包含E-HFO-1336mzz的工作流體提取熱，藉以產生冷卻的工作流體。
實施例A2：實施例A1之方法，其中該熱交換器係選自於由超臨界工作流體冷卻器及冷凝器所組成之群組。
實施例A3：實施例A1-A2中任一者之方法，其中該熱泵為高溫熱泵並且該熱交換器操作於高於約50℃的溫度。
實施例A4：實施例A1-A3中任一者之方法，其中該熱泵為高溫熱泵並且該熱交換器操作於高於約75℃的溫度。
實施例A5：實施例A1-A4中任一者之方法，其中該熱泵為高溫熱泵並且該熱交換器操作於高於約100℃的溫度。
實施例A6：實施例A1-A5中任一者之方法，進一步包含使第一熱傳介質通過該熱交換器，其中該熱提取加熱該第一熱傳介質，以及使加熱的第一熱傳介質從該熱交換器流到待加熱主體。
實施例A7：實施例A1-A6中任一者之方法，其中該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為水。
實施例A8：實施例A1-A6中任一者之方法，其中該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為用於空間加熱的空氣。
實施例A9：實施例A1-A6中任一者之方法，其中該第一熱傳介質為工業熱傳液體而且該待加熱主體為化學程序流。
實施例A10：實施例A1-A5中任一者之方法，進一步包含膨脹該工作流體然後在第二熱交換器中加熱該工作流體，以產生加熱的工作流體。
實施例A11：實施例A10之方法，其中該第二熱交換器為蒸發器並且該加熱的工作流體為蒸氣。
實施例A12：實施例A1-A11中任一者之方法，進一步包含在動力或正排量壓縮機中壓縮該工作流體。
實施例A13：實施例A12之方法，其中該動力壓縮機為離心壓縮機。
實施例A14：實施例A6-A13中任一者之方法，其中該第一熱傳介質為空氣並且從該熱交換器流到待加熱空間。
實施例A15：實施例A6-A13中任一者之方法，其中該第一熱傳流體為部分的程序流並且從該熱交換器流回程序。
實施例B1：一種在熱泵中產生加熱的方法，其中熱係於排列為串聯架構的至少二階段之間交換，包含：在第一串聯階段的第一工作流體中於選定的較低溫度下吸收熱並將此熱傳送到於較高溫度供應熱的第二串聯階段之第二工作流體；其中該第二工作流體包含E-HFO-1336mzz。
實施例C1：一種熱泵設備，包含工作流體加熱器、壓縮機、工作流體冷卻器以及膨脹裝置，其中該設備含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體。
實施例C2：實施例C1之方法，其中該熱泵為工作流體冷卻器操作溫度在高於約50℃的高溫熱泵。
實施例C3：實施例C1之方法，其中該熱泵為高溫熱泵，並且該熱交換器操作於高於約75℃的溫度。
實施例C4：實施例C1之方法，其中該熱泵為高溫熱泵，並且該熱交換器操作於高於約100℃的溫度。
實施例C5：實施例C1-C4中任一者之方法，進一步包含在動力或正排量壓縮機中壓縮該工作流體。
實施例C6：實施例C5之方法，其中該動力壓縮機為離心壓縮機。
實施例C7：實施例C1-C6中任一者之方法，具有排列為串聯系統的至少二階段，每個階段中有工作流體循環通過，其中熱從先前的串聯階段被傳送到最終的串聯階段，以及其中該最終階段之工作流體包含E-HFO-1336mzz。
實施例C8：實施例C1-C7之方法，具有排列為串聯系統的至少二階段，每個階段中有工作流體循環通過，包含：(a)第一膨脹裝置，用於降低第一工作流體液體之壓力和溫度；(b)工作流體加熱器，具有入口和出口，其中來自該第一膨脹裝置的該第一工作流體經由該工作流體加熱器入口進入該工作流體加熱器，並在該工作流體加熱器中被加熱，以形成加熱的第一工作流體，並且循環到該工作流體加熱器之出口；(c)具有入口和出口的第一壓縮機，其中來自該工作流體加熱器的加熱第一工作流體蒸氣循環到該第一壓縮機之入口並被壓縮，藉以提高加熱的第一工作流體之壓力和溫度，而產生加壓的加熱第一工作流體，而且該加壓的加熱第一工作流體循環到該第一壓縮機之出口；(d)一串聯熱交換器系統，其具有：(i)第一入口及第一出口，其中該加熱的第一工作流體從該第一入口循環到該第一出口，並且在該熱交換器系統中被冷卻，以形成冷卻的第一工作流體，藉以排出熱，及 (ii)第二入口和第二出口，其中第二工作流體從該第二入口循環到該第二出口並吸收由該第一工作流體排出的熱而形成加熱的第二工作流體；(e)具有入口和出口的第二壓縮機，其中來自該串聯熱交換器系統的加熱第二工作流體被引入該壓縮機並被壓縮，藉以提高該加熱的第二工作流體之壓力和溫度；(f)具有入口和出口的工作流體冷卻器，用於循環加熱的第二工作流體通過並且用以冷卻來自該第二壓縮機的該加熱的第二工作流體，以形成冷卻的第二工作流體，藉以供應熱，其中該冷卻的第二工作流體經由該出口離開該工作流體冷卻器；以及(g)第二膨脹裝置，用於降低離開該工作流體冷卻器並進入該串聯熱交換器系統之該第二入口的該冷卻的第二工作流體之壓力和溫度；其中該第二工作流體包含E-HFO-1336mzz。
實施例C9：實施例C8之方法，其中該第一工作流體包含至少一選自於由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf以及HFC-1243zf所組成之群組的氟烯烴。
實施例C10：實施例C8-C9之方法，其中該第一工作流體包含至少一選自於由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、 HFC-134、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea以及HFC-227ea所組成之群組的氟烷。
實施例C11：實施例C8-C10之方法，其中該第一工作流體包含至少一選自於烴類、NH3、CO2或N2O的工作流體。
實施例C12：實施例C8-C11之方法，其中在最終串聯階段之前的串聯階段之該工作流體包含至少一選自於由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf以及HFC-1243zf所組成之群組的氟烯烴。
實施例C13：實施例C7-C12中任一者之方法，其中在最終串聯階段之前的串聯階段之該工作流體包含至少一選自於由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea以及HFC-227ea所組成之群組的氟烷。
實施例C14：實施例C7-C13中任一者之方法，其中在最終串聯階段之前的串聯階段之該工作流體包含至少一選自於烴類、NH3、CO2或N2O的氟烯烴。
實施例D1：實施例A12之方法或實施例C1-C14中任一者之設備，其中該壓縮機係選自於由軸流式和離心式所組成之群組。
實施例D2：實施例A12之方法或實施例C1-C14中任一者之設備，其中該壓縮機係選自於由往復式、螺旋式及渦卷式所組成之群組。
實施例D3：實施例C8-C14中任一者之方法，其中該工作流體加熱器為蒸發器。
實施例E1：一種在為工作流體設計的熱泵或冷凍器中置換作為工作流體的CFC-12、CFC-114、HCFC-124、HCFC-22、HFC-134a、HFC-236fa、HFC-245fa、烴類、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze、HFO-1243zf或含有HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf的摻合物之方法，包含提供含有E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
實施例E2：實施例E1之方法，其中該熱泵為具有工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度在高於約50℃的高溫熱泵。
實施例E3：實施例E1-E2中任一者之方法，其中被置換的工作流體為HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a或CFC-12、HCFC-22、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf或含有HFO-1234yf或E-HFO-1234ze或HFO-1243zf的摻合物，以及其中最大可行冷凝溫度被提高到該置換的工作流體可實現的溫度以上。
實施例E4：實施例E1-E3中任一者之方法，其中最大可行冷凝溫度被提高到約118℃。
實施例E5：實施例E1-E4之方法，其中設計用於該工作流體的該冷凍器被轉換成熱泵。
實施例F1：一種在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法，包含提供低溫串聯階段，該低溫串聯階段含有選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類以及上述之混合物所組成之群組的工作流體；以及提供含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體之高溫串聯階段；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
實施例G1：一種組合物，該組合物包括：(i)主要由E-HFO-1336mzz所組成的工作流體；以及(ii)在50℃或以上的溫度防止降解的安定劑，或(iii)適用於50℃或以上的潤滑劑，或(ii)和(iii)兩者。
實施例H1：一種在為HCFC-22工作流體設計的熱泵或冷凍器中置換HCFC-22工作流體的方法，包含提供含有E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
實施例I1：一種在為工作流體設計的熱泵或冷凍器中置換包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf及選擇性的一或多個飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體之方法，包含提供含有E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
實施例J1：一種在串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法，包含提供低溫串聯階段，該低溫串聯階段含有選自於由 NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類及上述之混合物所組成之群組的工作流體；以及提供含有包含E-HFO-1336mzz的工作流體之高溫串聯階段；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
1‧‧‧箭頭
2‧‧‧箭頭
3‧‧‧箭頭
4‧‧‧箭頭
5‧‧‧冷凝器
6‧‧‧蒸發器
7‧‧‧壓縮機
8‧‧‧膨脹裝置
9‧‧‧管束或線圈
10‧‧‧管束或線圈

Claims (37)

  1. 一種在一熱泵中產生加熱的方法，包含：在一熱交換器中從一包含E-HFO-1336mzz的工作流體中提取熱，藉以產生一冷卻的工作流體。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該熱交換器係選自於由一超臨界工作流體冷卻器和一冷凝器所組成之群組。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該熱泵為一高溫熱泵，並且該熱交換器操作於一高於約50℃的溫度。
  4. 如請求項1所述之方法，進一步包含使一第一熱傳介質通過該熱交換器，其中該熱提取加熱該第一熱傳介質，並且使加熱的該第一熱傳介質從該熱交換器流到一待加熱主體。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為水。
  6. 如請求項4所述之方法，其中該第一熱傳介質為水並且該待加熱主體為用於空間加熱的空氣。
  7. 如請求項4所述之方法，其中該第一熱傳介質為一工業熱傳液體並且該待加熱主體為一化學程序流。
  8. 如請求項1所述之方法，進一步包含膨脹該工作流體然後在一第二熱交換器中加熱該工作流體，以產生一加熱的工作流體。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該第二熱交換器為一蒸發器並且該加熱的工作流體為一蒸氣。
  10. 如請求項8所述之方法，進一步包含在動力或正排量壓縮機中壓縮該工作流體。
  11. 如請求項4所述之方法，其中該第一熱傳介質為空氣並且從該熱交換器流到一待加熱空間。
  12. 如請求項4所述之方法，其中該第一熱傳流體為一部分的程序流並且從該熱交換器流回程序。
  13. 一種在一熱泵中產生加熱的方法，其中熱在排列為一串聯架構的至少二階段之間交換，包含：在一選定的較低溫度下在一第一串聯階段的一第一工作流體中吸收熱，並將此熱傳送到在一較高溫度供應熱的一第二串聯階段之一第二工作流體；其中該第二工作流體包含E-HFO-1336mzz。
  14. 一種熱泵設備，包含一工作流體加熱器、壓縮機、工作流體冷卻器以及膨脹裝置，其中該設備含有一包含E-HFO-1336mzz的工作流體。
  15. 如請求項14所述之熱泵設備，其中該熱泵為一高溫熱泵，該高溫熱泵具有一高於約50℃的工作流體冷卻器操作溫度。
  16. 如請求項14所述之熱泵設備，包含一動力或正排量壓縮機。
  17. 如請求項14所述之熱泵設備，具有排列為一串聯系統的至少二階段，每個階段中有一工作流體循環通過，其中熱從先前的串聯階段被傳送到一最終串聯階段，以及其中該最終階段之工作流體包含E-HFO-1336mzz。
  18. 如請求項17所述之熱泵設備，具有排列為一串聯系統的至少二階段，每個階段中有一工作流體循環通過，包含：(a)一第一膨脹裝置，用於降低一第一工作流體液體之壓力和溫度；(b)一工作流體加熱器，具有一入口和一出口，其中來自該第一膨脹裝置的該第一工作流體經由該工作流體加熱器入口進入該工作流體加熱器，並在該工作流體加熱器中被加熱，以形成一加熱的第一工作流體，並循環到該工作流體加熱器之該出口；(c)一第一壓縮機，具有一入口和一出口，其中來自該工作流體加熱器的該加熱的第一工作流體蒸氣循環到該第一壓縮機之該入口並被壓縮，藉以提高該加熱的第一工作流體之壓力和溫度，而產生壓縮的加熱第一工作流體，而且該壓縮的加熱第一工作流體循環到該第一壓縮機之該出口；(d)一串聯熱交換器系統，其具有：(i)一第一入口和一第一出口，其中該加熱的第一工作流體從該第一入口循環到該第一出口並在該熱交換器系統中被冷卻，以形成一冷卻的第一工作流體，藉以排出熱，及(ii)一第二入口和一第二出口，其中一第二工作流體從該第二入口循環到該第二出口並吸收該第一工作流體排出的熱及形成一加熱的第二工作流體； (e)一第二壓縮機，具有一入口和一出口，其中來自該串聯熱交換器系統的該加熱的第二工作流體被引入該壓縮機並且被壓縮，藉以提高該加熱的第二工作流體之壓力和溫度；(f)一工作流體冷卻器，具有一入口和一出口，用以循環該加熱的第二工作流體通過並用以冷卻來自該第二壓縮機的該加熱的第二工作流體，以形成一冷卻的第二工作流體，藉以供應熱，其中該冷卻的第二工作流體經由該出口離開該工作流體冷卻器；以及(g)一第二膨脹裝置，用以降低離開該工作流體冷卻器及進入該串聯熱交換器系統之該第二入口的該冷卻的第二工作流體之壓力和溫度；其中該第二工作流體包含E-HFO-1336mzz。
  19. 如請求項18所述之熱泵設備，其中該第一工作流體包含至少一選自於由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf以及HFC-1243zf所組成之群組的氟烯烴。
  20. 如請求項18所述之熱泵設備，其中該第一工作流體包含至少一選自於由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea以及HFC-227ea所組成之群組的氟烷。
  21. 如請求項18所述之熱泵設備，其中該第一工作流體包含至少一選自於烴類、NH3、CO2或N2O的工作流體。
  22. 如請求項18所述之熱泵設備，其中在該最終串聯階段之前的串聯階段之該工作流體包含至少一選自於由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf以及HFC-1243zf所組成之群組的氟烯烴。
  23. 如請求項18所述之熱泵設備，其中在該最終串聯階段之前的串聯階段之該工作流體包含至少一選自於由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a、HFC-161、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea以及HFC-227ea所組成之群組的氟烷。
  24. 如請求項18所述之熱泵設備，其中在該最終串聯階段之前的串聯階段之該工作流體包含至少一選自於烴類、NH3、CO2或N2O的工作流體。
  25. 如請求項11所述之方法或請求項17所述之設備，其中該動力壓縮機係選自於由軸流和離心壓縮機所組成之群組。
  26. 如請求項11所述之方法或請求項17所述之設備，其中該正排量壓縮機係選自於由往復、螺旋及渦卷壓縮機所組成之群組。
  27. 如請求項18所述之方法，其中該工作流體加熱器為一蒸發器。
  28. 一種在為工作流體設計的一熱泵或冷凍器中置換作為該工作流體的CFC-12、CFC-114、HCFC-124、HCFC-22、HFC-134a、HFC-236fa、HFC-245fa、烴類、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze、HFO-1243zf或含有HFO-1234yf、 E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf的摻合物之方法，包含提供一含有E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
  29. 如請求項28所述之方法，其中該熱泵為一高溫熱泵，該高溫熱泵具有一高於約50℃的工作流體冷卻器或冷凝器操作溫度。
  30. 如請求項28所述之方法，其中被取代的該工作流體為HFC-236fa、HCFC-124、HFC-134a或CFC-12、HCFC-22、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf或含有HFO-1234yf或E-HFO-1234ze或HFO-1243zf的摻合物，以及其中該最大可行冷凝溫度係提高到該置換的工作流體可實現的溫度以上。
  31. 如請求項30所述之方法，其中該最大可行冷凝溫度係提高到約118℃。
  32. 如請求項28所述之方法，其中為該工作流體設計的該冷凍器係被轉換成一熱泵。
  33. 一種在一串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法，包含提供一低溫串聯階段，該低溫串聯階段含有一選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類以及上述之混合物所組成之群組的工作流體；以及提供一含有一包含E-HFO-1336mzz的 工作流體之高溫串聯階段；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
  34. 一種組合物，該組合物包括：(i)一主要由E-HFO-1336mzz組成的工作流體；以及(ii)一在50℃或以上的溫度防止降解的安定劑，或(iii)一適用於50℃或以上的潤滑劑，或(ii)和(iii)兩者。
  35. 一種在為HCFC-22工作流體設計的一熱泵或冷凍器中置換HCFC-22工作流體的方法，包含提供一包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
  36. 一種在一熱泵或冷凍器中置換一包含HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze或HFO-1243zf及選擇性的一或多個飽和氫氟碳化合物或烴類的工作流體之方法，該熱泵或冷凍器係為該工作流體設計，包含提供一包含E-HFO-1336mzz的置換工作流體。
  37. 一種在一串聯熱泵系統中同時供應加熱和冷卻的方法，包含提供一低溫串聯階段，該低溫串聯階段含有一選自於由NH3、CO2、N2O、HFC-32、HFC-125、HFC-143a、HFC-227ea、HFC-227ca、HFC-245cb、HFC-236fa、HFC-236ea、HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1243zf、E-HFO-1234ye、HFO-1336yf、HFO-1243yf、Z-HFO-1234ze、HCFO-1233xf、HFC-134a、HFC-134、HFC-161、HFC-152a、烴類及上述之混合物所組成之群組的工作流體；以及提供一高溫串聯階段，該高溫串聯階段含 有一包含E-HFO-1336mzz的工作流體；其中該低溫串聯階段和該高溫串聯階段係處於熱接觸。
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