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TW201329404A - 含１，１，１，２，３－五氟丙烷及可選擇地含ｚ－１，１，１，４，４，４－六氟－２－丁烯之組成物於高溫熱泵中的應用 - Google Patents

含１，１，１，２，３－五氟丙烷及可選擇地含ｚ－１，１，１，４，４，４－六氟－２－丁烯之組成物於高溫熱泵中的應用 Download PDF

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TW201329404A
TW201329404A TW101140689A TW101140689A TW201329404A TW 201329404 A TW201329404 A TW 201329404A TW 101140689 A TW101140689 A TW 101140689A TW 101140689 A TW101140689 A TW 101140689A TW 201329404 A TW201329404 A TW 201329404A
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TW
Taiwan
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working fluid
hfc
hfo
condenser
heat pump
Prior art date
Application number
TW101140689A
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English (en)
Inventor
Konstantinos Kontomaris
Original Assignee
Du Pont
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Du Pont filed Critical Du Pont
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Abstract

提供一種在高溫熱泵中製熱的方法，包含在冷凝器中冷凝包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之氣態工作流體，藉此產生液態工作流體。亦提供一種在高溫熱泵裝置中提升最高可行冷凝器操作溫度的方法。該方法包含將包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體裝入高溫熱泵中。亦提供高溫熱泵裝置，其含有包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體。亦提供一組成物，其包含：(i)主要由HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz所組成之工作流體；及(ii)一安定劑，預防在55℃之溫度或更高溫之降解(iii)一潤滑劑，適合在55℃或更高溫使用，或(ii)及(iii)二者。

Description

含1,1,1,2,3-五氟丙烷及可選擇地含Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯之組成物於高溫熱泵中的應用 【相關申請案之交互參照】
本申請案主張於2011年11月2日申請之美國臨時專利申請案第61/554,784號之優先權。
本發明係關於在眾多應用中及尤其是在高溫熱泵中製熱之方法及系統。
本發明組成物是下一代的低全球暖化潛勢材料持續搜尋的一部分。該材料必須對環境衝擊低，如藉由低全球暖化潛勢及零臭氧耗竭潛勢所評量。需要新穎的高溫熱泵工作流體。
本發明係關於包含1,1,1,2,3-五氟丙烷(HFC-245eb)及可選擇地含Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(Z-HFO-1336mzz)之組成物以及於高溫熱泵中使用該等組成物之方法及系統。
本發明實施例涉及化合物HFC-245eb之單獨或與一或多個如詳述於下文之其他化合物結合。
根據本發明，提供用於在具有冷凝器的高溫熱泵中製熱的方法，在冷凝器中，使氣態工作流體冷凝以加熱傳熱介質及使經加熱之傳熱介質傳送出冷凝器至待加 熱之本體。該方法包含在冷凝器中使包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體冷凝。
亦根據本發明，提供一種在高溫熱泵中製熱的方法。該方法包含在冷凝器中使包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之氣態工作流體冷凝，藉此產生液態工作流體。
亦根據本發明，提供一種在高溫熱泵裝置中提升最高可行冷凝器操作溫度的方法。該方法包含將包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體充填至高溫熱泵中。
亦根據本發明，提供一種高溫熱泵裝置。該裝置含有包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體。
亦根據本發明，提供一種組成物。該組成物包含：(i)一工作流體，主要由HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz所組成；及(ii)一安定劑，預防在55℃之溫度或更高溫之降解，(iii)一潤滑劑，適合在55℃或更高溫使用，或(ii)及(iii)二者。
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及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。
冷凍量(有時被稱為冷卻量)係每單位質量的冷凍劑或工作流體循環通過一蒸發器時，在蒸發器中該冷凍劑或工作流體之焓變化。體積冷卻量係指每單位體積的冷凍劑蒸氣離開蒸發器時，在該蒸發器中由該冷凍劑或工作流體所移除的熱的量。冷凍量係用來評量冷凍劑、工作流體或熱傳組成物產生冷卻的能力。因此，該工作流體的體積冷卻量越高，在該蒸發器中以一特定壓縮機所能達到最大體積流率可產生的冷卻率就越大。冷卻率意指每單位時間蒸發器內冷媒移除之熱。
同樣地，體積加熱量此一術語係定義每單位體積的冷凍劑或工作流體蒸氣進入該壓縮機時，在該冷凝器中該冷凍劑或工作流體所供給的熱的量。該冷凍劑或工作流體的體積加熱量越高，在該冷凝器中以一特定壓縮機所能達到的最大體積流率產生的加熱率就越大。
性能係數(COP)是在蒸發器中所移除的熱的量除以操作壓縮機所需要的能量。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。
當用於本文時，傳熱介質包含一組成物，其用於從一欲冷卻之本體攜帶熱至冷凍器蒸發器或從冷凍器冷凝器攜帶熱至至冷卻塔或其他熱可由其中排出至周圍的配置。
當用於本文時，工作流體包含作用為在一循環中傳遞熱的化合物或化合物之混合物，其中該工作流體經歷由一液體至一氣體的相變化，且在一重複循環中回復成液體。
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。飽和點是蒸氣組成物完全冷凝為液體之溫度(又稱為泡點)。但過冷持續將液體於一定壓力冷卻為更低溫度的液體。淨冷凍能力可藉由把液體冷卻至低於飽和溫度而增加。過冷因而改善一系統的冷凍能力與能量效率。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。
過熱為定義使蒸氣組成物加熱至高於蒸氣組成物的飽和蒸氣溫度的程度之術語。飽和蒸氣溫度為如果使蒸氣組成物冷卻，第一滴液體形成之溫度，亦稱作“露點”。
溫度滑移(有時僅稱作「滑移」)係在一冷凍劑系統的元件(蒸發器或冷凝器)內一冷凍劑引起的相變化過程之起始及終止溫度差的絕對值，排除任何過冷或過熱的 情況。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。系統的平均溫度滑移為在系統的冷凝器及蒸發器中溫度滑移的平均。
一共沸組成物係為兩種或以上之不同組分的混合物，當其為液體形式且在一給定壓力，其會在一實質上恆定之溫度沸騰，該溫度可能高於或低於個別組份的沸點，且產生一蒸氣組成物，該蒸氣組成物與沸騰中之整體液體組成物基本上相同。(參見如M.F.Doherty and M.F.Malone,Conceptual Design of Distillation系統，McGraw-Hill(NewYork),2001,185-186,351-359)。
因此，共沸組成物之主要特徵為在一特定壓力下，液體組成物之沸點為固定，且沸騰組成物上方之蒸氣組成物實質上係為整體沸騰液體組成物(即不會發生液體組成物組分分餾)。亦如本領域中所認知，當共沸組成物於不同壓力下沸騰時，各組分之沸點及重量百分比可能會改變。因此，共沸組成物可就特定壓力下具有固定沸點之組成物的各組分之確切重量百分比來定義，或就組分的組成範圍來定義，或就存在於組份間的獨特關係來定義。
為本發明之目的，類共沸物組成物意指表現實質上類似共沸組成物之組成物(即具有固定沸騰特性或在沸騰或蒸發時不會分餾之傾向)。因此，在沸騰或蒸發時，蒸氣及液體組成物若有任何改變，此改變也僅是極少或屬可忽略之程度。此與非類共沸物組成物於沸騰或蒸發時該蒸氣及液體組成物會大幅改變可形成對比。
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素的一組成物、製程、方法、製品或裝置不一定僅限於清單上所列出的這些元素而已，而是可以包括未明確列出但卻是該組成物、製程、方法、製品或設裝置固有的其他元素。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；其他元素上不會從申請專利範圍整體(the claim as a whole)中被排除。
該連接詞「主要由……所組成」(consisting essentially of)係用於定義一包括文字所揭露者以外之材料、步驟、特徵、組分或元件的組成物、方法或裝置，前提是該等額外包括之材料、步驟、特徵、組分或元件確實實質上影響本發明基本及新穎特徵。「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。
又，使用「一」或「一個」來描述本文所述的元件和組件。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。
HFC-245eb或1,1,1,2,3-五氟丙烷(CF3CHFCH2F)可製備如下：藉由1,1,1,2,3-五氟-2,3,3-三氯丙烷(CF3CClFCCl2F或CFC-215bb)在碳上鈀催化劑的氫化作用，如美國專利公開案第2009-0264690 A1號(以其整體併入本文)所揭露或藉由使1,2,3,3,3-五氟丙烯(CF3CF=CFH或HFO-1225ye)的氫化作用，如美國專利第5,396,000號(以參照方式併入本文)所揭露。
可利用本領域已知的方法製備Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(又稱為Z-HFO-1336mzz或順-HFO-1336mzz， 且具有順-CF3CH=CHCF3之結構)，例如藉由2,3-二氯-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯之氫化脫氯反應，其係描述於美國專利申請案公開第2009/0012335 A1號中，該文係併入本文作參考。
高溫熱泵方法
根據本發明，提供用於在具有冷凝器的高溫熱泵中製熱的方法，在冷凝器中，使氣態工作流體冷凝以加熱傳熱介質及使經加熱之傳熱介質傳送出冷凝器至待加熱之本體。該方法包含在冷凝器中使包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之氣態工作流體冷凝。
在一實施例中，提供一種用於在高溫熱泵中製熱的方法，包含使包含在冷凝器中HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之氣態工作流體冷凝，藉此產生液態工作流體。值得注意的是其中使主要由HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz所組成之氣態工作流體冷凝之方法。
特別實用於高溫熱泵中的是包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物。值得注意的是主要由HFC-245eb所組成之工作流體。亦值得注意的是主要由HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz所組成之工作流體。值得特別注意的是主要由HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz所組成之共沸及類共沸工作流體。
雖然純的HFC-245eb可符合高溫熱泵工作流體的需要，但其可藉由加入例如Z-HFO-1336mzz之組分而 改良。加入Z-HFO-1336mzz至HFC-245eb中提供降低冷凍劑壓力及同時降低GWP之優點。
以含有約71重量百分比或更多Z-HFO-1336mzz的Z-HFO-1336mzz/HFC-245eb摻合物操作的高溫熱泵具有低於符合ASME Boiler and Pressure Vessel Code規定之需求門檻的蒸氣壓力。該組成物係理想用於高溫熱泵中。值得注意的是當工作流體主要由從約71至約80重量百分比Z-HFO-1336mzz及從約29至20重量百分比HFC-245eb所組成之組成物。
進一步，在另一實施例中，低GWP組成物係理想的。值得注意的是包含至少共49.5重量百分比的Z-HFO-1336mzz及不超過50.5重量百分比HFC-245eb之組成物，其具有少於150的GWP，這有用於本發明之方法。
在一實施例中，在具有冷凝器之熱泵中製熱的方法進一步包含使傳熱介質通過冷凝器，藉此使工作流體冷凝而使傳熱介質加熱及使經加熱之傳熱介質從冷凝器傳送至待加熱之本體。
待加熱之本體可為任何可被加熱的空間、物體或流體。在一實施例中，待加熱之本體可為一房間、建築物或汽車的客室。或者，在另一實施例中，待加熱之本體可為第二迴圈流體、傳熱介質或熱傳流體。
在一實施例中，傳熱介質為水及待加熱之本體為水。在另一實施例中，傳熱介質為水及待加熱之本體為加熱空間的空氣。在另一實施例中，傳熱介質為工業熱傳液體及待加熱之本體為化學程序流。
在另一實施例中，該製造加熱之方法進一步包含在動力式(例如軸式或離心式)壓縮機或在正排量(例如往復式、螺旋式或渦卷式)壓縮機中壓縮工作流體蒸氣。
在一實施例中，在具有冷凝器之熱泵中製熱的方法進一步包含使待加熱流體通過冷凝器，因此而加熱該流體。在一實施例中，該流體為空氣及來自冷凝器的經加熱空氣係傳送至待加熱之空間。在另一實施例中，該流體為程序流的一部分及經加熱之部分係返回至製程中。
在某些實施例，傳熱介質係選自水或二醇。二醇可為例如乙二醇或丙二醇。值得特別注意的是其中傳熱介質為水及待加熱之本體為加熱空間的空氣的實施例。
在另一實施例中，傳熱介質為工業熱傳液體及待加熱之本體為化學程序流，當用於本文時該化學程序流包括製程線及製程設備，例如蒸餾塔。值得注意的是工業熱傳液體包括離子液體、各種鹽水，例如氯化鈣或氯化鈉水溶液、二醇，例如丙二醇或乙二醇、甲醇及其他熱傳媒介，例如2006 ASHRAE Handbook on Refrigeration中的第四章節所列出者。
在一實施例中，該製熱的方法包含在上述關於圖1之浸沒式蒸發器高溫熱泵中抽取熱，更詳細討論於下文中。在此方法中，蒸發液態工作流體以在第一傳熱介質鄰近形成工作流體蒸氣。該第一傳熱介質為溫熱液體，例如水，將其經由管線從低溫熱源傳遞至蒸發器中。使該溫熱液體冷卻及返回低溫熱源或將其傳送至欲冷卻之本體，例如建築物。然後使工作流體蒸氣在第二傳熱介質鄰近冷凝，其為冷凍液體，其從待加熱之本體(熱 匯)鄰近被帶入。第二傳熱介質冷卻工作流體使其冷凝以形成液態工作流體。在此方法中，浸沒式蒸發器熱泵亦可用於加熱家用或工廠用水或程序流。
在另一實施例中，該製熱的方法包含在上述關於圖2之直接膨脹式高溫熱泵產生加熱，更詳細討論於下文中。在此方法中，使工作流體液體通過蒸發器及蒸發以製造工作流體蒸氣。藉由使工作流體蒸發將第一液體傳熱介質冷卻。使第一液體傳熱介質傳送出蒸發器至低溫熱源或欲冷卻之本體。然後使工作流體蒸氣在第二傳熱介質鄰近冷凝，其為冷凍液體，其從待加熱之本體(熱匯)鄰近被帶入。第二傳熱介質冷卻工作流體使其冷凝以形成液態工作流體。在此方法中，直接膨脹式蒸發器熱泵亦可用於加熱家用或工廠用水或程序流。
在一用於製熱的方法之一實施例中，高溫熱泵包括壓縮機，其為離心式壓縮機。
在本發明另一實施例中，提供用於在高溫熱泵裝置中提升最高可行冷凝器操作溫度的方法，包含將包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體充填高溫熱泵。
在高溫熱泵使用包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物增加該等熱泵的能力，因為其允許在高於以用於類似的現今一般使用系統中之工作流體可達到的冷凝器溫度操作。以CFC-114(1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷，最高可達到的冷凝器操作溫度約120℃)及HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷，最高可達到的冷凝器操作溫度約126℃)達到的冷凝器溫度為最高可達 到的而不超過目前一般使用的系統的最高可允許工作壓力。表1提供含有HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之組成物的臨界溫度(Tcr)。表1顯示具有設計用於該等高溫之設備，在臨界溫度或正好低於臨界溫度可能達到冷凝器操作溫度。
當CFC-114或HFC-245fa在高溫熱泵中用為工作流體時，最高可行冷凝器操作溫度為約120℃。在提升最高可行冷凝器操作溫度的方法一實施例中，當包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物用為熱泵工作流體時，最高可行冷凝器操作溫度被提高至等於或高於約139℃之溫度。值得注意的是其中主要由HFC-245eb所組成之熱泵工作流體的方法及最高可行冷凝器操作溫度被提高至等於約139℃之溫度。亦值得注意的是其中主要由HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz所 組成之熱泵工作流體的方法及最高可行冷凝器操作溫度係從約139℃提高至約155℃之溫度。
在提升最高可行冷凝器操作溫度的方法的另一實施例中，當包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之組成物用做為熱泵工作流體，最高可行冷凝器操作溫度係提高至高於約145℃之溫度。
在提升最高可行冷凝器操作溫度的方法的另一實施例中，當包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之組成物用做為熱泵工作流體，最高可行冷凝器操作溫度係提高至高於約150℃之溫度。
在提升最高可行冷凝器操作溫度的方法的另一實施例中，當包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之組成物用做為熱泵工作流體，最高可行冷凝器操作溫度係提高至高於約154℃之溫度。
以利用HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之高溫熱泵達到高達170℃之溫度是可行的。然而在高於155℃之溫度，配合較高壓力及連帶該等較高冷凝器溫度之一些設備或材料的修改可能是需要的。尤其是可能修改設備以達到較高冷凝器溫度，冷凝器溫度維持低於HFC-245eb工作流體之臨界溫度(165℃)或HFC-245eb與Z-HFO-1336mzz摻合物之臨界溫度(其範圍從正好高於165℃至正好低於171℃，參見上表1)。
根據本發明，可能以該包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體置換在原本設計用於該高溫熱泵流體之系統中的高溫熱泵流體(例如CFC-114或HFC-245fa)以提高冷凝器操作溫度。
根據本發明，出於轉化系統為高溫熱泵系統之目的，在原本設計作為冷凍器之使用傳統冷凍器工作流體(例如使用HFC-134a或HCFC-123或HFC-245fa之冷凍器)的系統中使用包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體亦是可能的。例如，在一現有冷凍器系統中，可以一包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體取代一傳統冷凍器工作流體來達到該目的。根據本發明，出於將系統轉化成高溫熱泵系統之目的，在一原本設計作為一使用一傳統舒適熱泵工作流體的舒適(即低溫)熱泵系統(例如一使用HFC-134a、HCFC-123或HFC-245fa的熱泵)中，使用一包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz的工作流體也是可能的。例如，在一現有的舒適熱泵系統中，可以一包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體取代一傳統的舒適熱泵工作流體來達到該目的。
包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物使設計及操作動力式(例如離心)或正排量(例如螺旋式或渦卷式)熱泵來升級在低溫可得之熱以符合在較高溫度加熱之需求成為可能。可得的低溫熱係供應至蒸發器及高溫熱係在冷凝器中抽取。例如廢熱可用於在一地點(例如醫院)供應在25℃操作之熱泵蒸發器，其中來自在85℃操作冷凝器的熱，可用於加熱水(例如用於液體循環(hydronic)空間加熱或其他服務)。
在一些例子中，熱可在高於如上建議之溫度得自各種其他來源(例如來自程序流之廢熱、地熱或太陽熱)同 時在甚至更高溫度可能須要加熱。例如廢熱可在100℃得到同時工業應用可能須要在130℃加熱。低溫熱可被供應至本發明之方法或系統的動力式(例如離心)或正排量熱泵的蒸發器中，以提高至130℃之理想溫度及在冷凝器配送。
高溫熱泵裝置
在本發明一實施例中，提供含有包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體的熱泵裝置。值得注意的是其中工作流體主要由HFC-245eb所組成之實施例。亦值得注意的是其中工作流體主要由HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz所組成之實施例。
熱泵是一種用於產生加熱及/或冷卻之裝置。熱泵包括一蒸發器、一壓縮機、一冷凝器及一膨脹裝置。工作流體在一重複的循環中循環通過這些組件。在冷凝器中製造加熱，其中冷凝氣態工作流體而形成液態工作流體，能量(以熱的形式)係自氣態工作流體抽取。在蒸發器中製造冷卻，其中能量被吸收而使該工作流體蒸發形成氣態工作流體。
在一實施例中，熱泵裝置包含蒸發器、壓縮機、冷凝器及降壓裝置，其全部係以所列順序流體連通及透過這些裝置，工作流體在重複循環中從一組件流至下一個。
在一實施例中，熱泵裝置包含(a)一蒸發器，工作流體流經蒸發器並蒸發；(b)一壓縮機(與蒸發器流體連通)其將蒸發的工作流體壓縮至較高壓力；(c)一冷凝器(與 壓縮機流體連通)，高壓工作流體蒸氣流經冷凝器並冷凝；及(d)一降壓裝置(與冷凝器流體連通)，冷凝的工作流體的壓力於其中降低及該降壓裝置進一步與蒸發器流體連通使得工作流體可在一重複循環中重複流經組件(a)、(b)、(c)及(d)；其中工作流體包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz。
用於本發明之熱泵包括浸沒式蒸發器，其一實施例係顯示於圖1，及直接膨脹式蒸發器，其一實施例係顯示於圖2。
熱泵可利用正排量壓縮機或離心壓縮機。正排量壓縮機包括往復式、螺旋式或渦卷式壓縮機。值得注意的是使用螺旋式壓縮機之熱泵。亦值得注意的是使用離心壓縮機之熱泵。
住宅用熱泵用於製造經加熱之空氣以溫暖住宅或住家(包括單一家庭或多單元毗連住家)及製造最高冷凝器操作溫度從約30℃至約50℃。
值得注意的是高溫熱泵可被用於加熱空氣、水、其他傳熱介質或一些工業製程部分，例如一件設備、儲存區或程序流。該等高溫熱泵可製造高於約55℃之最高冷凝器操作溫度。在高溫熱泵中達到的最高冷凝器操作溫度視使用的工作流體而定。最高冷凝器操作溫度受工作流體的正常沸騰特性限制及亦受熱泵壓縮機可提高之氣態工作流體的壓力的壓力限制。此最高壓力亦與用於熱泵之工作流體有關。
特別有價值的是高溫熱泵在至少約100℃之冷凝器溫度操作。包含HFC-245eb及可選擇地含 Z-HFO-1336mzz之組成物使在高於許多目前可得之工作流體可達到的冷凝器溫度操作的離心熱泵之設計及操作成為可能。值得注意的是在冷凝器溫度高至約139℃操作使用包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體的實施例。亦值得注意的是在冷凝器溫度高至約140℃操作使用包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之工作流體的實施例。亦值得注意的是在冷凝器溫度高至約145℃操作使用包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之工作流體的實施例。亦值得注意的是在冷凝器溫度至少約150℃操作使用包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之工作流體的實施例。亦值得注意的是在冷凝器溫度至少約154℃操作使用包含HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之工作流體的實施例。
亦值得注意的是同時用於製造加熱及冷卻之熱泵。舉例而言，單一熱泵單元可製造家用熱水及亦可在夏天製造冷卻進行舒適空調。
同時包括浸沒式蒸發器及直接膨脹式的熱泵可與一空氣處理及分佈系統結合，以提供舒適的空調(使空氣冷卻並除濕)及/或供熱至住宅(獨立或毗連住家)及大型的商業大樓，包括飯店、辦公大樓、醫院、學校、大學及類似者。在另一實施例中，熱泵可用來對水進行加熱。
以下搭配圖式說明熱泵如何操作。圖1顯示一浸沒式蒸發器熱泵。在此熱泵中，第一傳熱介質(為一溫液體，其包含水，且在某些實施例中包含添加劑或其他傳熱介質，如二醇(例如乙二醇或丙二醇))進入熱泵，其由 一低溫源(未顯示)，例如一建築物的空氣處理系統或由一冷凍器廠的冷凝器流至該冷卻塔的升溫水傳送熱，在箭頭3處顯示進入熱泵，通過一管束或旋管9，到達一具有一入口及一出口之蒸發器6中。將該溫熱的第一傳熱介質傳遞至該蒸發器6，藉由液態工作流體冷卻之，其係顯示在該蒸發器6的下部。該液態工作流體在一比該流經管束或旋管9之溫熱的第一傳熱介質還低的溫度蒸發。經冷卻的第一傳熱介質經由管束或旋管9的返回部再循環回到低溫熱源，如箭頭4所示。蒸發器6下部所示之液態工作流體蒸發並被引入一壓縮機7中，其增加該工作流體蒸氣的壓力及溫度。壓縮機7壓縮此蒸氣，使其可於比離開蒸發器6時工作流體蒸氣之壓力及溫度更高的壓力及溫度於一冷凝器5中冷凝。一第二傳熱介質經由冷凝器5內的管束或旋管10，由一接受高溫熱供給的位置(「熱匯」)，例如箭頭1所指之家庭或工廠用熱水器或熱水供熱系統，進入該冷凝器。該第二傳熱介質在該製程中變經溫熱並經由一管束或旋管10的迴圈以及箭頭2返回該熱匯。該第二傳熱介質在該冷凝器5中冷卻該工作流體蒸氣並使該蒸氣冷凝成液態工作流體，以致於在該冷凝器5的下部具有液態工作流體。冷凝器5中經冷凝的液態工作流體通過一可為一孔口、毛細管或膨脹閥的膨脹裝置8流回該蒸發器6。膨脹裝置8降低該液態工作流體的壓力並使該液態工作流體部分轉變成蒸氣，也就是說該液態工作流體於壓力下降到該冷凝器5及該蒸發器6之間時驟沸。驟沸冷卻該工作流體，即該液態工作流體及該工作流體蒸氣兩者 在蒸發器壓力下均達飽和溫度，致使液態工作流體及工作流體蒸氣兩者均出現在該蒸發器6中。
在某些實施例中，將該工作流體蒸氣壓縮至一超臨界狀態，及冷凝器5被一氣體冷卻器取代，在沒有冷凝的情況下將該工作流體蒸氣冷卻成一液體狀態。
在某些實施例中，圖1所示裝置中所使用的第一傳熱介質係由一提供空調的建築物或由某些其他待冷卻本體返回的冷凍水。在該蒸發器6中由該返回的冷凍水抽取熱，而被冷卻的冷凍水則供給回建築物或其他待冷卻本體。在此實施例中，圖1所示裝置之功能為同時冷卻該提供冷卻效果至待冷卻本體(例如建築物空氣)的第一傳熱介質以及加熱該提供熱至一待加熱本體(例如家庭或工廠用水或程序流)的第二傳熱介質。
應了解的是，圖1所示裝置可在該蒸發器6中從各種熱源(包括太陽能、地熱及廢熱)抽取熱，並由該冷凝器5將熱供給至各種熱匯。
應注意的是，對於單一組分的工作流體組成物而言，蒸發器及冷凝器中的氣態工作流體之組成與蒸發器及冷凝器中的液態工作流體之組成相同。在此情況下，蒸發將會在恆溫下發生。然而，如本發明，若使用一工作流體摻合物(或混合物)，在該蒸發器中(或在該冷凝器中)該液態工作流體及該工作流體蒸氣可具有不同的組成。這可能導致沒有效率的系統及保養該設備上的困難，因此單一成份工作流體係更令人滿意的。一共沸或類共沸組成物在一熱泵中主要能當作一單一成份工作流體，致使該液體組成及該蒸氣組成實質上相同，以減 少任何可能由一非共沸或非類共沸組成物的使用所引起的低效率。
圖2繪示一直接膨脹熱泵的實施例。在圖2所示的熱泵中，第一液體傳熱介質係一溫的液體(例如溫水)，其由入口14進入一蒸發器6’。大部分液態工作流體(具有少量的工作流體蒸氣)於箭頭3’進入該蒸發器的旋管9’並蒸發。因此，第一液體加熱介質在該蒸發器6'中冷卻，而經冷卻的第一液體加熱介質從出口16離開該蒸發器6'，接著被傳送至一低溫熱源(例如流入一冷卻塔的溫熱水流)。該工作流體蒸氣在箭頭4’離開該蒸發器6'並被傳送至一壓縮機7’，其於壓縮機中被壓縮且以一高溫、高壓的工作流體蒸氣形式離開。該工作流體蒸氣在1’由一冷凝器旋管10’進入一冷凝器5’。在該冷凝器5'中以第二液體加熱介質(例如水)冷卻該工作流體蒸氣，使其成為液體。該第二液體加熱介質由一冷凝器傳熱介質入口20進入該冷凝器5'。該第二液體加熱介質由該變成液態工作流體的冷凝工作流體蒸氣抽取熱，而這使該冷凝器5'中的該第二液體加熱介質溫熱。該第二液體加熱介質由該冷凝器傳熱介質出口18離開該冷凝器5'。經冷凝之工作流體由下方旋管10’離開該冷凝器5'並流經一可為孔口、毛細管或膨脹閥的膨脹裝置12。膨脹裝置12降低該液態工作流體的壓力。由於膨脹而產生的少量蒸氣經由旋管9’進入具有液態工作流體的該蒸發器6'，然後該循環重複。
在某些實施例中，將該工作流體蒸氣壓縮至一超臨界狀態，且將冷凝器5’以空氣冷卻器置換，其中該工作流體蒸氣在沒有冷凝的情況下被冷卻成液體。
在某些實施例中，在圖2所示裝置中使用的第一傳熱介質為由一接受空調提供的建築物或由某些其他欲冷卻本體返回的冷凍水。在該蒸發器6’中由該返回的冷凍水抽取熱，並將經冷卻的冷凍水供回該建築物或其他欲冷卻本體。在此實施例中，圖2所示裝置之功能為同時冷卻該提供冷卻效果至欲冷卻本體(例如建築物空氣)的第一傳熱介質以及加熱該提供熱至一待加熱本體(例如家庭或工廠用水或程序流)的第二傳熱介質。
應了解的是，圖2所示裝置可在該蒸發器6’從各種熱源(包括太陽能、地熱及廢熱)抽取熱，並由該冷凝器5’將熱供給至各種熱匯。
可用於本發明的壓縮機包括動力式壓縮機。以動力式壓縮機為例，值得注意的是離心壓縮機。離心壓縮機使用旋轉元件徑向加速該工作流體，且通常包括一安裝在護罩內的葉輪及擴散器。離心壓縮機通常在一葉輪入口或一循環葉輪之中心入口接收工作流體，並使其徑向向外加速經過通道。在該葉輪中會產生一些靜壓上升(static pressure rise)，但是該壓力上升大部分發生在該護罩的擴散器區段，在此處速度係轉換為靜壓。各個葉輪-擴散器組為該壓縮機之一階段。離心壓縮機係建構有1至12個或更多的階段，取決於所欲之最終壓力與待處理的冷媒體積。
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遞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。在一特定應用中所需的尖端速度取決於將該工作流體的熱力學狀態由蒸發器提升至冷凝器條件所需要的壓縮功。藉由該葉輪之通道大小測定該離心壓縮機的體積流量。這使得該壓縮機的大小比所需體積流量要更依賴所需壓力。
以動力式壓縮機為例，同樣值得注意的是軸式壓縮機。流體以軸向進入及離開之壓縮機稱為軸流壓縮機。軸式壓縮機係旋轉、翼型或刀鋒型壓縮機，其中該工作流體大部分與該旋轉軸平行流動。這與其他工作流體可軸向進入但在出口上將具有一實質徑向元件的旋轉壓縮機(例如離心或混合流壓縮機)成對比。軸流壓縮機產生一連續的壓縮氣流，且具有高效率及大質量流量的優點，特別係關於它們的橫截面。然而，它們確實需要數排翼面來達到大的壓升，這使得它們相對於其他設計更顯得複雜及昂貴。
可用於本發明的壓縮機也包括正排量壓縮機。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。
以正排量壓縮機為例，值得注意的是往復壓縮機。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100 hp的較大型往復壓縮機可發現於大型工業應用中。排放壓力可在低壓至非常高壓(5000 psi或35 MPa以上)的範圍。
以正排量壓縮機為例，同樣值得注意的是螺旋壓縮機。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。它們的應用可由5 hp(3.7 kW)至500 hp(375 kW)以上且由低壓至非常高壓(1200 psi或8.3 MPa以上)。
以正排量壓縮機為例，同樣值得注意的是渦卷壓縮機。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。
在一實施例中，本發明高溫熱泵裝置具有至少二個排列成串級加熱系統的加熱階段，其中各階段係與下一階段熱性連通及其中工作流體循環通過各階段，其中熱係從緊接的上一階段傳遞至最終階段及其中最終階段的加熱流體包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz。
在一些實施例中，本發明高溫熱泵裝置具有至少二個排列成串級加熱系統的加熱階段，各階段係與下一階段熱性連通及使工作流體循環通過下一階段，其中該裝置包含(a)一第一膨脹裝置用於降低第一工作流體液體 的壓力及溫度；(b)一蒸發器(與第一膨脹裝置流體連通)，具有一入口及一出口。來自第一膨脹裝置之第一工作流體液體透過蒸發器入口進入蒸發器並在蒸發器中蒸發形成第一工作流體蒸氣，及循環至蒸發器出口。該裝置進一步包含(c)一第一壓縮機(與蒸發器流體連通)，具有一入口及一出口。該來自蒸發器出口之第一工作流體蒸氣循環至第一壓縮機入口並壓縮，藉此增加第一工作流體蒸氣的壓力及溫度，及經壓縮之第一冷凍劑蒸氣循環至第一壓縮機出口。該裝置進一步包含(d)一串級熱交換器系統(與第一壓縮機出口流體連通)，具有：(i)一第一入口及一第一出口，及(ii)一第二入口及一第二出口(與第一入口及出口熱性連通)。來自第一壓縮機之第一工作流體蒸氣從第一入口循環至第一出口並在熱交換器系統中冷凝形成第一工作流體液體，藉此排熱。第二工作流體液體從第二入口循環至第二出口並吸收由第一工作流體排出的熱及形成第二工作流體蒸氣。該裝置進一步包含(e)一第二壓縮機(與串級熱交換器系統第二出口流體連通)，該第二壓縮機具有一入口及一出口。來自串級熱交換器系統第二出口之第二工作流體蒸氣抽至壓縮機內並壓縮，藉此增加第二工作流體蒸氣的壓力及溫度。該裝置進一步包含(f)一冷凝器(與第二壓縮機流體連通)，具有一入口及一出口用於使第二工作流體蒸氣循環通過並使來自壓縮機之第二工作流體蒸氣冷凝形成第二工作流體液體，藉此製熱。第二工作流體液體經由出口離開冷凝器。該裝置進一步包含(g)第二膨脹裝置(與冷凝器流體連通)以降低離開冷凝 器及進入串級熱交換器系統第二入口之第二工作流體液體的壓力及溫度。第二工作流體包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz。
在一實施例中，該高溫熱泵裝置可包含超過一個加熱迴路(或迴圈)。當該蒸發器在接近該應用所需之冷凝器溫度的溫度操作時，以HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz作為該工作流體操作的高溫熱泵的性能(加熱性能係數及體積加熱量)將大為改善。當供給至該蒸發器的熱僅可用於低溫時，因而要求高溫提升會導致性能不佳，所以一雙流體/雙迴路串級循環配置將係有利的。該串級循環之低階段或低溫迴路將以一沸點比HFC-245eb或HFC-245eb與Z-HFO-1336mzz之組合還低的流體操作且最好具有一低GWP，包括HFO-1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)、HFO-1234ze-E(E-1,3,3,3-四氟丙烯)、HFO-1234ye(1,2,3,3-四氟丙烯)、HFO-1243zf(3,3,3-三氟丙烯)、HFC-32(二氟甲烷)、HFC-125(五氟乙烷)、HFC-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)、HFC-134(1,1,2,2-四氟乙烷)、HFC-143a(1,1,1-三氟乙烷)、HFC-152a(1,1-二氟乙烷)、HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-六氟丙烯)及其摻合物，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、 HFO-1234ze-E/HFC-134a、HFO-1234ze-E/HFC-134、HFO-1234ze-E/HFC-134a/HFC-134、HFO-1234ze-E/HFC-227ea、HFO-1234ze-E/HFC-134/HFC-227ea、HFO-1234ze-E/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea、HFO-1234yf/HFO-1234ze-E/HFC-134/HFC-134a/HFC-227ea等。該串級循環之低溫迴路(或低溫迴圈)蒸發器接收該可用之低溫熱，使該熱升至一介於該可用低溫熱之溫度與所需供熱負載之溫度之間的溫度，並在一串級熱交換器中傳遞該熱至該串級系統之高階段或高溫迴路(或高溫迴圈)。然後，該以HFC-245eb及可選擇地含以Z-HFO-1336mzz操作的高溫迴路進一步使在該串級熱交換器中所接收的熱升至所需的冷凝器溫度以符合所期望的供熱負載。該串級概念可延伸至具有三個或更多個迴路的組態，可將熱升至更廣泛的溫度範圍且可在不同的溫度次範圍使用不同的流體以使性能最佳化。
在一具有多於一階段之高溫熱泵裝置的實施例中，第一工作流體包含至少一氟烯烴，其係選自由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(E-或Z-異構物)及HFC-1243zf所組成之群組。
在另一具有多於一階段之高溫熱泵裝置的實施例中，第一工作流體包含至少一氟烷，其係選自由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a及HFC-227ea所組成之群組。
在另一具有多於一階段之高溫熱泵裝置的實施例中，在最終階段的前階段的工作流體包含至少一氟烯 烴，其係選自由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(E-或Z-異構物)及HFC-1243zf所組成之群組。
在另一具有多於一階段之高溫熱泵裝置的實施例中，在最終階段的前階段的工作流體包含至少一氟烷，其係選自由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a及HFC-227ea所組成之群組。
根據本發明，係提供一串級熱泵系統，其具有至少兩個使一工作流體循環通過各迴圈的加熱迴圈。此串級系統一通常實施例係如圖3的110所示。本發明之串級熱泵系統110具有至少兩個加熱迴圈，包括一第一或低迴圈112，其係一低溫迴圈，以及一第二或高迴圈114，其係一高溫迴圈114。各自使一工作流體循環通過。
串級熱泵系統110包括一第一膨脹裝置116。該第一膨脹裝置116具有一入口116a及一出口116b。第一膨脹裝置116降低一循環通過該第一或低溫迴圈112之第一工作流體液體的壓力及溫度。
串級熱泵系統110亦包括蒸發器118。蒸發器118具有一入口118a及一出口118b。來自該第一膨脹裝置116的第一工作流體液體經由該蒸發器入口118a進入該蒸發器118且在該蒸發器118中蒸發以形成第一工作流體蒸氣。該第一工作流體蒸氣接著循環至該蒸發器的出口118b。
串級熱泵系統110亦包括第一壓縮機120。第一壓縮機120具有一入口120a及一出口120b。來自該蒸發器118的第一工作流體蒸氣循環至該第一壓縮機120的 入口120a並被壓縮，藉此增加該第一工作流體蒸氣的壓力及溫度。經壓縮的第一工作流體蒸氣接著循環至該第一壓縮機120的出口120b。
串級熱泵系統110亦包括串級熱交換器系統122。串級熱交換器122具有一第一入口122a及一第一出口122b。來自該第一壓縮機120的第一工作流體蒸氣進入該熱交換器122的第一入口122a並在該熱交換器122中被冷凝以形成一第一工作流體液體，藉此排出熱。該第一工作流體液體接著循環至該熱交換器122的第一出口122b。該熱交換器122亦包括一第二入口122c及一第二出口122d。一第二工作流體液體由該熱交換器122的第二入口122c循環至第二出口122d並被蒸發以形成一第二工作流體蒸氣，藉此吸收該第一工作流體(於其冷凝時)所排出的熱。該第二工作流體蒸氣接著循環至該熱交換器122的第二出口122d。因此，在圖3的實施例中，該第二工作流體直接吸收該第一工作流體所排出的熱。
串級熱泵系統110亦包括第二壓縮機124。該第二壓縮機124具有一入口124a及一出口124b。將來自該串級熱交換器122的第二工作流體蒸氣經由該入口124a引入該壓縮機124並將其壓縮，藉此增加該第二工作流體蒸氣的壓力及溫度。該第二工作流體蒸氣接著循環至該第二壓縮機124的出口124b。
串級熱泵系統110亦包括冷凝器126，其具有一入口126a及一出口126b。來自該第二壓縮機124的第二工作流體由該入口126a循環並在該冷凝器126中冷凝 以形成一第二工作流體液體，從而製熱。該第二工作流體液體經由該出口126b離開該冷凝器126。
串級熱泵系統110亦包括第二膨脹裝置128，其具有一入口128a及一出口128b。該第二工作流體液體通過該第二膨脹裝置128，其降低離開該冷凝器126之第二工作流體液體的壓力及溫度。此液體在膨脹過程中可部分汽化。該壓力及溫度降低的第二工作流體液體由該膨脹裝置128循環至該串級熱交換器系統122的第二入口122c。
此外，HFC-245eb及HFC-245eb與Z-HFO-1336mzz之組合在高於其臨界溫度的溫度的安定性，使根據一超臨界及/或跨臨界循環操作的熱泵設計成為可能，其中熱係由一超臨界狀態下的工作流體排出並可用於一溫度範圍(包括高於HFC-245eb及HFC-245eb與Z-HFO-1336mzz組合之臨界溫度的溫度)。該超臨界流體在不通過一等溫冷凝過渡時期的情況下被冷卻至一液體狀態。
對於高溫冷凝器操作而言(與高溫升及高壓縮機排放溫度有關)，工作流體(例如HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz)及具有高度熱安定性的潤滑劑(可與油冷卻或其他緩和作法結合)的調配物將係有利的。
對於高溫冷凝器操作而言(與高溫升及高壓縮機排放溫度有關)，使用無需使用潤滑劑的磁性離心壓縮機(例如Danfoss-Turbocor型)將係有利的。
對於高溫冷凝器操作而言(與高溫升及高壓縮機排放溫度有關)，也可能需要使用具有高溫安定性的壓縮機材料(例如軸封等等)。
包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物可與分子篩結合使用於高溫熱泵裝置中以幫助移除濕氣。乾燥劑可包含活性氧化鋁、矽膠或沸石為主的分子篩。在某些實施例中，較佳的分子篩具有約3埃、4埃或5埃之孔洞尺寸。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)。
高溫熱泵組成物
提供一種組成物用於高溫熱泵中。該組成物包含：(i)主要由HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz所組成之工作流體；及(ii)一安定劑，預防在55℃之溫度或更高溫之降解，或(iii)一潤滑劑，適合在55℃或更高溫使用，或(ii)及(iii)二者。值得注意的是其中工作流體組分主要由HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz所組成之組成物。值得注意的是工作流體為共沸或類共沸混合物。當用於高溫熱泵時，非共沸或類共沸的混合物分餾成某種程度及因此係較不理想的。
如2011年3月2日申請之美國臨時專利申請案序號第61/448,241號所揭露，HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz形成共沸及類共沸組成物。
以含有約71重量百分比或更多Z-HFO-1336mzz的Z-HFO-1336mzz/HFC-245eb摻合物操作之高溫熱泵具 有具有低於符合ASME Boiler and Pressure Vessel Code規定之門檻需求的蒸氣壓力。該組成物對於用於高溫熱泵係理想的。值得注意的是其中工作流體主要由從約71至約80重量百分比Z-HFO-1336mzz及從約29至20重量百分比HFC-245eb組成的組成物。
進一步，在另一實施例中，低GWP組成物係理想的。值得注意的是包含至少49.5重量百分比Z-HFO-1336mzz及不超過50.5重量百分比HFC-245eb的組成物，其具有少於150之GWP。
本發明組成物可以任何便利方法製備，包括混合或結合所欲量。在本發明一實施例中，組成物可藉由秤出所欲之組分量，而後在一合適容器中結合該些組分。
包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物亦可包含及/或至少一種選自由下列所組成之群組潤滑劑結合使用：聚烷二醇、聚醇酯、礦物油、烷基苯、合成石蠟、合成環烷及聚(α)烯烴。
有用的潤滑劑包括該等適合以高溫熱泵裝置使用者。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(亦即直鏈或支鏈之碳鏈飽和烴)、環烷(亦即環狀石蠟)與芳族(亦即不飽和的環烴，其含有一或多個特徵為交替雙鍵的環)。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)。
有用的潤滑劑亦可包括已設計為與氫氟碳化物冷凍劑一同使用的潤滑劑，並且在壓縮冷凍與空調裝置之操作條件下，可與本發明之冷凍劑互溶。此類潤滑劑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)。
潤滑劑係藉由考量一給定之壓縮機要求下與該潤滑劑將曝露之環境下而選擇。
值得注意的是在高溫具安定性的高溫潤滑劑。該熱泵能達到之最高溫度將決定所需之潤滑劑。在一實施例中，潤滑劑在至少55℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑在至少75℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑在至少100℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑在至少139℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑在至少145℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑在至少155℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑 在至少165℃之溫度必須是安定的。在另一實施例中，潤滑劑在至少170℃之溫度必須是安定的。
特別值得注意的是在高達約200℃具安定性的聚α烯烴(POA)潤滑劑及在高達約200至220℃之溫度具有安定性的聚醇酯(POE)潤滑劑。同樣特別值得注意的是在約220至約350℃之溫度具安定性的全氟聚醚潤滑劑。PFPE潤滑劑包括可購自DuPont(Wilmington,DE)且商品名為Krytox®者，例如在高達約300至350℃仍具熱安定性的XHT系列。其他PFPE潤滑劑包括由Daikin Industries(Japan)販售且商品名為DemnumTM者，其在高達約280至330℃仍具熱安定性，以及購自Ausimont(Milan,Italy)且商品名為Fomblin®及Galden®者，例如可購得商品名為Fomblin®-Y Fomblin®-Z者，其在高達約220至260℃仍具熱安定性。
在高溫冷凝器操作方面(關於高溫升及高壓縮機排放溫度)，工作流體(例如HFC-245eb或含有HFC-245eb及Z-HFO-1336mzz之混合物)及具有高度熱安定性的潤滑劑(可與油冷卻或其他緩和作法結合)的調配物將係有利的。
在一實施例中，該組成物進一步包含從約0.01重量百分比至約5重量百分比的安定劑，(例如自由基清除劑、酸清除劑或抗氧化劑)以預防在高溫引起之降解。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。值得注意的是組成物，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。可使用單一安定劑或其之組合。
在另一實施例中，為了提高性能及系統安定性，可選擇性地任意添加某些冷凍、空調或熱泵系統添加劑至本文所揭示的工作流體中。這些添加劑在冷凍與空調領域中為已知者，並且包括但不限於抗磨劑、極壓潤滑劑、腐蝕與氧化抑制劑、金屬表面去活化劑、自由基清除劑與發泡控制劑。通常，這些添加劑相對於總組成物可少量存在該等工作流體中。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，該些金屬二烷基二硫磷酸酯(例如鋅二烷基二硫磷酸酯(或ZDDP)；Lubrizol 1375與其他此化學品家族之成員可用於本發明之組成物中。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。
值得注意的是預防在55℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在75℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在85℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在100℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在139℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在145℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在155℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在165℃或更高溫降解之安定劑。亦值得注意的是預防在170℃或更高溫降解之安定劑。
值得注意的是為包含至少一種化合物係選自由下列所組成之群組之安定劑：受阻酚、硫代磷酸酯、丁基化三苯基磷代磺酸酯、有機磷酸酯或亞磷酸酯、芳烷醚、萜、類萜、環氧化物、氟化環氧化物、環氧丙烷、抗壞血酸、硫醇、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、二乙烯基對苯二甲酸、二苯基對苯二甲酸、離子液體及其混合物。代表性的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；以及市場上可購自Ciba Specialty Chemicals,Basel,Switzerland(在下文稱為「Ciba」)且商 品名為Irgalube® 63之二硫代磷酸酯；市場上可購自Ciba且商品名為分別為Irgalube® 353及Irgalube® 350之二烷基硫代磷酸酯；市場上可購自Ciba且商品名為Irgalube® 232的丁基化三苯基磷代磺酸酯；市場上可購自Ciba且商品名為Irgalube® 349(Ciba)之胺磷酸酯；市場上可購自Ciba且商品名為Irgafos® 168之受阻亞磷酸酯；市場上可購自Ciba且商品名為Irgafos® OPH的如(三-(二-三級丁基苯基))之磷酸酯；(Di-n-octyl phosphite)；及市場上可購自Ciba且商品名為Irgafos® DDPP之異癸基二苯基亞磷酸鹽；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-環氧丙烷；1,2-環氧丁烷；正丁基縮水甘油醚；三氟甲基環氧乙烷；1,1-雙(三氟甲基)環氧乙烷；3-乙基-3-羥甲基-環氧丙烷，例如OXT-101(Toagosei Co.,Ltd)；3-乙基-3-((苯氧基)甲基)-環氧丙烷，例如OXT-211(Toagosei Co.,Ltd)；3-乙基-3-((2-乙基-己氧基)甲基)-環氧丙烷，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)；圓柚硫醇((R)2-(4-甲基環己-3-烯基)丙烷-2-硫醇)；半胱胺酸((R)-2-胺基-3-硫基-丙酸)；硫辛醯胺(1,2-二噻【口+柬】-3-戊醯胺)；市場上可購自Ciba且商品名為Irganox® HP-136之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；苄基苯基硫醚；二苯基硫醚；二異丙胺； 市場上可購自Ciba且商品名為Irganox® PS 802(Ciba)之3,3’-硫二丙酸二(十八基)酯；市場上可購自Ciba且商品名為Irganox® PS 800之3,3'#-硫代丙酸雙十二酯；市場上可購自Ciba且商品名為Tinuvin® 770之二-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；市場上可購自Ciba且商品名為Tinuvin® 622LD(Ciba)之聚丁二酸(N-羥乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羥基-哌啶)酯；甲基雙牛脂胺；雙牛脂胺；酚-α-萘胺；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；及其他。
亦值得注意的是包含至少一種離子液體之離子液體安定劑。離子液體係液體或具有熔點在100℃以下的有機鹽。在另一實施例中，離子液體安定劑包含鹽類，其所含陽離子係選自於由吡啶陽離子、嗒【口+井】陽離子、嘧啶陽離子、吡【口+井】陽離子、咪唑陽離子、吡唑啉陽離子、噻唑陽離子、【口+咢】唑陽離子及三唑啉陽離子所組成之群組；及其所含陰離子係選自於由[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[CF3SO3]-、[HCF2CF2SO3]-、[CF3HFCCF2SO3]-、[HCClFCF2SO3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[CF3CO2]-及F-所組成之群組。代表性的離子液體安定劑包括emim BF4(1-乙基-3-甲基咪唑陽離子四氟硼酸鹽)；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)。
實例
此處所描述的概念將以下列實例進一步說明之，該等實例不限制申請專利範圍中所描述發明之範疇。
實例1 使用HFC-245eb作為工作流體之高溫熱泵
表2比較在下列條件下使用HFC-245eb作為工作流體之高溫熱泵與使用HFC-245fa作為工作流體之熱泵的性能：Tevap=60℃；Tcond=130℃；過熱=10℃；過冷=10℃；壓縮機效率=0.7。
表2顯示HFC-245eb除了具有較HFC-245fa低的GWP外，比HFC-245fa能使高溫熱泵以較高能效配送130℃之冷凝溫度。此外，在130℃之HFC-245eb的冷凝壓力舒適地維持在低於大部分常用大型離心熱泵允許的最高工作壓力(約2.18 MPa)。在130℃之HFC-245fa的冷凝壓力超過大部分常用大型離心熱泵允許的最高工作壓力(約2.18 MPa)。
實例2 使用 HFC-245eb/Z-HFO-1336mzz摻合物作為工作流體之高溫熱泵
表3比較比較在下列條件下使用不可燃摻合物A(Z-HFO-1336mzz/HFC-245eb 41/59 wt%)或不可燃摻合物B(Z-HFO-1336mzz/HFC-245eb 50/50 wt%)作為工作流體之高溫熱泵與使用HFC-245fa作為工作流體之熱泵的性能：Tevap=60℃；Tcond=130℃；過熱=10℃；過冷=10℃；壓縮機效率=0.7。
表3顯示摻合物A及B除了具有較HFC-245fa低的GWP值外，比HFC-245fa能使高溫熱泵以較高能效配送130℃之冷凝溫度。此外，在130℃之摻合物A及B的冷凝壓力實質維持低於在130℃之HFC-245fa的冷 凝壓力下。摻合物A及B的蒸發器及冷凝器滑移維持在相對小的範圍。
Z-HFO-1336mzz/HFC-245eb摻合物相對於HFC-245fa之較低的蒸氣壓力及較高的臨界溫度使熱泵能夠配送高於HFC-245fa可行的冷凝溫度，或配送與HFC-245fa相同的冷凝溫度但耗費較低的成本
實例3 Z-HFO-1336mzz/HFC-245eb摻合物的可燃性
根據ASTM E681測試規章在60℃之溫度測試含有40重量百分比Z-HFO-1336mzz及60重量百分比HFC-245eb之組成物及發現其為可燃，在空氣中的具有8.5 vol%的單一燃點(UFL及LFL=8.5%)。在相同條件下測試含有41重量百分比Z-HFO-1336mzz及59重量百分比HFC-245eb之組成物，發現其為不可燃的。
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‧‧‧管束或旋管
10‧‧‧管束或旋管
12‧‧‧膨脹裝置
14‧‧‧入口
16‧‧‧出口
18‧‧‧傳熱介質出口
20‧‧‧傳熱介質入口
110‧‧‧串級熱泵系統
112‧‧‧低溫迴圈
114‧‧‧高溫迴圈
116‧‧‧第一膨脹裝置
118‧‧‧蒸發器
120‧‧‧第一壓縮機
122‧‧‧串級熱交換器系統
124‧‧‧第二壓縮機
126‧‧‧冷凝器
128‧‧‧第二膨脹裝置
1’‧‧‧箭頭
10’‧‧‧冷凝器旋管
116a‧‧‧入口
116b‧‧‧出口
118a‧‧‧入口
118b‧‧‧出口
120a‧‧‧入口
120b‧‧‧出口
122a‧‧‧第一入口
122b‧‧‧第一出口
122c‧‧‧第二入口
122d‧‧‧第二出口
124a‧‧‧入口
124b‧‧‧出口
126a‧‧‧入口
126b‧‧‧出口
128a‧‧‧入口
128b‧‧‧出口
2’‧‧‧箭頭
3’‧‧‧箭頭
4’‧‧‧箭頭
5’‧‧‧冷凝器
6’‧‧‧蒸發器
7’‧‧‧壓縮機
9’‧‧‧旋管
圖1為浸沒式蒸發器熱泵裝置一實施例的示意圖，其利用包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物作為工作流體。
圖2為直接膨脹式熱泵裝置一實施例的示意圖，其利用包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物作為工作流體。
圖3為串級熱泵系統之示意圖，其使用包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之組成物作為工作流體。
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‧‧‧管束或旋管
10‧‧‧管束或旋管

Claims (21)

  1. 一種在一高溫熱泵中製熱的方法，其包含：在一冷凝器中冷凝包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz的一氣態工作流體，藉此產生一液態工作流體。
  2. 如請求項1所述之方法，其進一步包含使一傳熱介質通過該冷凝器，藉此該工作流體的冷凝作用加熱該傳熱介質，以及將該經加熱之傳熱介質由該冷凝器傳送至一待加熱本體。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該傳熱介質為水，而該待加熱本體為水。
  4. 如請求項2所述之方法，其中該傳熱介質為水，而該待加熱本體為用於空間加熱的空氣。
  5. 如請求項2所述之方法，其中該傳熱介質為一工業傳熱液體，而該待加熱本體為一化學程序流。
  6. 如請求項2所述之方法，其進一步包含在一動態軸流式壓縮機或離心壓縮機或一正排量壓縮機中壓縮該工作流體蒸氣。
  7. 如請求項1所述之方法，其進一步包含使一待加熱流體通過冷凝器，從而加熱該流體。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該待加熱流體為空氣以及使來自冷凝器之經加熱空氣傳送至待加熱之一空間。
  9. 如請求項7所述之方法，其中該待加熱流體是程序流的一部分，而該經加熱之部分被送回該程序。
  10. 如請求項1所述之方法，其中熱在至少兩個加熱階段之間進行交換，包含：吸收在一選定的冷凝器溫度下操作的一第一加熱階段之一第一工作流體的熱，並將該熱傳遞至在一較高冷凝器溫度下操作的一第二加熱階段之一第二工作流體；其中該第二工作流體包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz。
  11. 一種在一高溫熱泵裝置中提升最高可行冷凝器操作溫度的方法，包含：將包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之工作流體裝入該高溫熱泵。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該最高可行冷凝器操作溫度係提高至高於約139℃之溫度。
  13. 一種含有一工作流體之高溫熱泵裝置，其特徵在於：具有包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz之該工作流體。
  14. 如請求項13所述之高溫熱泵裝置，該裝置包含(a)一蒸發器，使工作流體流經並蒸發；(b)一壓縮機，其與蒸發器流體連通，將蒸發的工作流體壓縮至較高壓力；(c)一冷凝器，其與壓縮機流體連通，使高壓工作流體蒸氣流經該冷凝器並冷凝；以及(d)一降壓裝置，其與冷凝器流體連通，經冷凝的工作流體的壓力於其中降低且該降壓裝置進一步與蒸發器流體連通使得該工作流體可在一重複循環中重複流經組件(a)、(b)、(c)以及(d)。
  15. 如請求項13所述之高溫熱泵裝置，其具有至少兩個排列成一串級加熱系統的加熱階段，其中該各階段係與下一階段熱性連通且其中一工作流體循環通過各階段，其中該熱係從緊鄰之上一階段傳遞至最終階段且其中該最終階段的加熱流體包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz。
  16. 如請求項13所述之高溫熱泵裝置，其具有至少二排列成一串級加熱系統的加熱階段，各階段係與下一階段熱性連通且使工作流體循環通過下一階段，其中該裝置包含：(a)一第一膨脹裝置，用於降低第一工作流體液體的壓力及溫度；(b)一蒸發器，其與第一膨脹裝置流體連通，具有一入口及一出口；(c)一第一壓縮機，其與蒸發器流體連通，具有一入口及一出口； (d)一串級熱交換器系統，其與第一壓縮機出口流體連通，具有：(i)一第一入口及一第一出口，以及(ii)一第二入口及一第二出口(與第一入口及出口熱性連通)；(e)一第二壓縮機，其與串級熱交換器系統第二出口流體連通，該第二壓縮機具有一入口及一出口；(f)一冷凝器，其與第二壓縮機流體連通，具有一入口及一出口用於使第二工作流體蒸氣循環通過並使來自壓縮機之第二工作流體蒸氣冷凝形成第二工作流體液體，藉此製熱；以及(g)第二膨脹裝置，其與冷凝器流體連通以降低離開冷凝器及進入串級熱交換器系統第二入口之第二工作流體液體的壓力及溫度；其中該第二工作流體包含HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz。
  17. 如請求項16所述之高溫熱泵裝置，其中該第一工作流體包含至少一氟烯烴，其係選自由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(E-或Z-異構物)及HFC-1243zf所組成之群組。
  18. 如請求項16所述之高溫熱泵裝置，其中該第一工作流體包含至少一氟烷，其係選自由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a及HFC-227ea所組成之群組。
  19. 如請求項16所述之高溫熱泵裝置，其中該在最終階段的前階段的工作流體包含至少一氟烯烴，其係選自由HFO-1234yf、E-HFO-1234ze、HFO-1234ye(E-或Z-異構物)及HFC-1243zf所組成之群組。
  20. 如請求項16所述之高溫熱泵裝置，其中該在最終階段的前階段的工作流體包含至少一氟烷，其係選自由HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-134、HFC-143a、HFC-152a及HFC-227ea所組成之群組。
  21. 一種組成物，該組成物包含：(i)主要由HFC-245eb及可選擇地含Z-HFO-1336mzz所組成之工作流體；及(ii)一安定劑，預防在55℃之溫度或更高溫之降解(iii)一潤滑劑，適合在55℃或更高溫使用，或(ii)及(iii)二者。
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