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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024133647
(43)【公開日】2024-10-02
(54)【発明の名称】熱伝達方法、システム、及び流体
(51)【国際特許分類】
   C09K 5/04 20060101AFI20240925BHJP
   F25B 30/02 20060101ALI20240925BHJP
   F25B 1/00 20060101ALI20240925BHJP
【FI】
C09K5/04 E
F25B30/02 Z
F25B1/00 396Z
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024109346
(22)【出願日】2024-07-08
(62)【分割の表示】P 2021535240の分割
【原出願日】2019-12-19
(31)【優先権主張番号】62/784,020
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/784,035
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/784,041
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/784,049
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】500575824
【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Honeywell International Inc.
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100120754
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 豊治
(72)【発明者】
【氏名】フルス、リャン ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】スチュワート、ロバート ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】シン、ラジヴ ラタナ
(72)【発明者】
【氏名】クローズ、ジョシュア
(57)【要約】      (修正有)
【課題】動作している電子デバイス及びシステムから熱を除去する、及び/又は熱を加えるための方法、システム、並びに熱伝達流体を提供する。
【解決手段】不燃性であり(かつ100°Fを下回る引火点を有さず)、低毒性、0.01未満のODP、並びに44のGWPを有し、誘電性であり、かつ電気的に安定である、高温熱伝達用途及び環境並びに安全要件のための、1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMCB)を含む熱伝達流体を提供する。また、電子デバイス内で動作している発熱構成要素を冷却するための方法であって、(a)電子デバイスを動作させることと、(b)動作している電子デバイスの発熱構成要素と熱接触するTFMCBを含む熱管理流体を提供することと、(c)TFMCBとの熱接触によって、動作している発熱構成要素から熱管理流体に熱を伝達することと、を含む、方法である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子デバイス内で動作している発熱構成要素を冷却するための方法であって、
(a)前記電子デバイスを動作させることと、
(b)前記動作している電子デバイスの前記発熱構成要素と熱接触する1-トリフル
オロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMCB)を含む熱管理流体を
提供することと、
(c)前記TFMCBとの熱接触によって、前記動作している発熱構成要素から前記
熱管理流体に熱を伝達することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記熱管理流体が、前記発熱構成要素と直接接触し、熱を伝達する前記工程が、前記
TFMCBを気化させること、又は前記TFMCBに顕熱を加えること、若しくはこれら
の組み合わせを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記熱管理流体が、実質的にTFMCBからなる、請求項1又は請求項2に記載の方
法。
【請求項4】
前記熱管理流体が、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、請求項1~3のい
ずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記TFMCBが、前記伝達工程(c)中、約55℃より高い温度である、請求項1
~4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記熱管理流体が、30未満の誘電率及び15nS/cm未満の導電率を有する、請
求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記発熱構成要素が、マイクロプロセッサ、半導体デバイスを製造するために使用さ
れるウェハ、電力制御用半導体、配電用スイッチギヤ、電源トランス、回路基板、マルチ
チップモジュール、パッケージ化若しくは非パッケージ化半導体デバイス、半導体集積回
路、燃料電池、レーザー(従来の又はレーザーダイオード)、発光ダイオード(LED)
、及び、例えば、高電力用途、例えばハイブリッド車又は電気自動車などで使用される電
気化学セルなど、半導体集積回路(IC)、電気化学セル、パワートランジスタ、抵抗器
、及びエレクトロルミネセンス素子から選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載
の方法。
【請求項8】
前記電子デバイスが、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセッサ、サーバ、携帯
電話、タブレット、デジタル家庭電化製品(例えば、テレビ、メディアプレーヤ、ゲーム
コンソールなど)、パーソナルデジタルアシスタント、データセンター、据置並びに車載
の両方のバッテリ、ハイブリッド車若しくは電気自動車、風力タービン、列車エンジン、
又は発電機から選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記電子デバイスが、ハイブリッド車又は電気自動車である、請求項8に記載の方法
【請求項10】
ランキンサイクルにおいて熱エネルギーを機械エネルギーに変換するためのプロセス
であって、前記方法が、i)作動流体を熱源で気化させ、前記結果得られる蒸気を膨張さ
せる工程と、次いで、ii)前記作動流体をヒートシンクで冷却して、前記蒸気を凝縮さ
せる工程と、を含み、前記作動流体が、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、プ
ロセス。
【請求項11】
熱伝達流体を備える高温ヒートポンプであって、前記熱伝達流体が、約21~27重
量%のTFMCBと、64~72重量%のtrans-1,2-ジクロロエチレンと、約
5~11重量%のメタノールとの混合物である共沸混合物でないこと、及び前記熱伝達流
体が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタノールとの混合物、
若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエタノールとの混合物
である共沸組成物でないことを条件に、前記熱伝達流体が、TFMCBを含む、高温ヒー
トポンプ。
【請求項12】
TFMCBを含む冷媒を備える二次ループシステム。
【請求項13】
熱伝達流体と、潤滑剤と、を含む熱伝達組成物であって、前記熱伝達流体が、TFM
CBを含む、熱伝達組成物。
【請求項14】
前記潤滑剤が、少なくとも1つのポリオールエステル(POE)と、ポリビニルエー
テル(PVE)と、ポリアルキレングリコール(PAG)と、を含む、請求項13に記載
の熱伝達流体。
【請求項15】
熱伝達システム内の既存の冷媒を置き換える方法であって、
(a)前記システムから前記既存の冷媒の少なくとも一部を除去する工程と、続いて

(b)前記システム内に、TFMCBを含む冷媒を導入する工程と、を含む、方法。
【請求項16】
物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)約70℃を上回る温度で熱を生成している高温熱源を提供することと、
(b)TFMCB液との熱接触によって、前記高温熱源から熱を除去することと、を
含み、前記TFMCB液の温度が、約55℃を上回る、方法。
【請求項17】
前記熱伝達流体が、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、請求項16に記載
の方法。
【請求項18】
前記熱伝達流体が、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、請求項16又は請
求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記熱伝達流体が、実質的にTFMCBからなり、30未満の誘電率及び15nS/
cm未満の導電率を有する不燃性の熱伝達流体である、請求項16~18のいずれか一項
に記載の方法。
【請求項20】
熱を除去する前記工程が、前記TFMCBを気化させること、又は前記TFMCBに
顕熱を加えること、若しくはこれらの組み合わせを含む、請求項16~18のいずれか一
項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動作している電子デバイス並びにシステムから熱を除去する、及び/又は
動作している電子デバイス並びにシステムに熱を加えるための方法並びにシステム、その
ような動作している電子デバイス及びシステムの熱管理、及び二次ループシステム、有機
ランキンサイクル(「organic Rankine cycle、ORC」)用途、並びに高温熱ポンプの
ような他の高温熱伝達用途に関する。
【背景技術】
【0002】
放熱は、多くの用途においてますます困難な問題となっている。携帯型で手持ち式の
電子デバイスでは、例えば、機能性を追加しながら小型化するという要望が、動作中にデ
バイスの熱出力密度を増加させ、それにより、バッテリなど、それらの中の電子構成要素
の冷却をより困難にする。デスクトップコンピュータ、データセンター、及び電気通信セ
ンター内で計算能力が増加するにつれて、熱出力も増加し、この場合もやはり、そのよう
な電子デバイスの熱管理がますます重要になる。モビリティの電動化の加速もまた、熱管
理(例えば、電気自動車内のキャビン、バッテリ)の新たな課題をもたらす。電気自動車
では、比較的狭い温度範囲内で、及び高信頼性で、効率的かつ安全な方法で、バッテリを
冷却する重要性を含む様々な理由で、熱管理機能が、特に重要である。有効な熱電池管理
を提供するための課題は、より広い範囲及びより速い充電を伴うバッテリ駆動車両に対す
る需要が高まるにつれて大きくなる。
【0003】
バッテリ、特に電気自動車に電力を提供するバッテリの効率及び有効性は、それらが
動作する動作温度の関数である。したがって、熱管理システムは、運転中及び/又は充電
中にバッテリから熱を単に除去する以上のことができなければならず、熱管理システムは
、可能な限り低コストであり、可能な限り軽量である装置を使用して、比較的狭い温度範
囲で冷却を達成しなければならない。これにより、物理的特性と性能特性との達成し難い
組み合わせを有する、そのようなシステムの熱伝達流体の必要性が生じる。更に、いくつ
かの重要な用途では、熱管理システムは、特に自動車が寒い天気に始動されるときに、バ
ッテリに熱を加えることができなければならず、このことが、そのようなシステムで使用
するための熱伝達流体の選択を更に困難にする。
【0004】
電気自動車のバッテリの熱管理のための1つの頻繁に使用されるシステムは、熱管理
に使用される流体にバッテリを浸漬することを伴う。そのようなシステムは、そのような
システム内で使用される流体が、バッテリ又はデバイスが動作中である間、バッテリ又は
他の電子デバイスとの密接な接触に電子的に適合していなければならないという更なる制
約を加える。一般に、これは、流体が不燃性でなければならないことだけでなく、流体が
、バッテリ又は他の電子構成要素と接触している一方で構成要素が動作していて、動作中
に比較的高い温度が存在する間、低導電性及び高レベルの安定性も有しなければならない
ことも意味する。出願人らは、任意のそのような流体の漏れが、動作している電子構成要
素との接触をもたらし得るため、動作している電子デバイス及びバッテリの間接冷却にお
いても、そのような特性が望ましいことを理解するようになった。
【0005】
浸漬冷却などのバッテリ冷却のために一般的に使用されてきた熱管理流体は、水/グ
リコールの組み合わせであるが、クロロフルオロカーボン、フルオロ炭化水素、クロロ炭
化水素、及びハイドロフルオロエーテルなど、他のクラスの材料が使用可能として言及さ
れている。例えば、米国特許第2018/0191038号を参照されたい。
【0006】
フルオロ炭化水素など、上記のクラスの化合物を含む多くの流体が、一般に冷媒とし
て使用されてきた、又は使用することを提案されてきたが、動作している電子デバイスの
熱管理分野の当業者は、フルオロ炭化水素のほとんどではないにしても多くが、動作して
いる電子システムの冷却で使用するため、特に浸漬冷却技術のために有効である望ましい
特性について、完全な賛辞を得られないことを理解するであろう。例えば、米国特許第5
,026,499号は、21~27重量%の1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリ
フルオロシクロブタン(TFMCB)と、64~72重量%のtransジクロロエチレ
ンと、5~11重量%のメタノールとを含む流体を含む共沸組成物を開示しており、その
ような流体は、一般に、溶媒、エアロゾル、発泡剤、及び冷媒用であることを示唆してい
る。しかしながら、以下により詳細に説明されるように、本発明による特殊な方法及びシ
ステムにおけるそのような非共沸組成物の使用に言及、又は使用を示唆する開示は、米国
特許第5,026,499号に存在しない。
【0007】
したがって、出願人らは、環境的に受容可能、不燃性であり、低毒性又は無毒性を有
し、優れた絶縁特性を有し、低コスト、高信頼性、及び軽量である装置を使用して比較的
狭い温度範囲で、動作している電子構成要素の有効冷却及び/又は熱を提供する熱特性を
有する熱伝達流体を使用する熱管理方法及びシステムの必要性を理解するようになった。
したがって、例えば、出願人らは、比較的低い沸点(例えば、50℃未満)を有する流体
は、そのような流体の使用が、多くのバッテリ及び/又は電子冷却用途のための冷却装置
のコスト及び/又は重量を増加させる傾向があり、また、以下に説明するように、信頼性
も低下させ得るので、多くの用途において望ましくないことを見出した。
【0008】
ランキンサイクルは、発電のために一般的に使用される標準的な熱力学サイクルであ
る。ランキンサイクルシステムの必須要素は、1)高圧で液体を蒸気に変えるためのボイ
ラーと、2)蒸気を膨張させて機械エネルギーを導出するためのタービンと、3)タービ
ンからの低圧排出蒸気を低圧液体に変えるための復水器と、4)凝縮液を高圧でボイラー
に戻すためのポンプと、である。
【0009】
ランキンサイクルの作動流体として、HFC-245faなど、様々な作動流体が提
案されている。しかしながら、環境的に受容可能であり、優れた熱力学特性を有し、例え
ば、少なくとも約200℃、例えば、約200℃~約400℃など、広範囲の熱源温度に
わたって効率的に動作し得る作動流体を提供することが業界で望まれている。
【0010】
環境的に受容可能であり、優れた熱力学特性を有し、不燃性である熱伝達流体(例え
ば、冷媒)を提供することも、業界で望まれている。
【発明の概要】
【0011】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMC
B)を含む、実質的に1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン
(TFMCB)からなる、又は1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシク
ロブタン(TFMCB)からなる熱伝達流体を約50℃超、約55℃超、又は約60℃超
の温度で気化させることによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含む方法、
を含む。
【0012】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)少なくとも約50重量%のTFMCBを含む熱伝達流体を気化させることによ
って、当該高温熱源から熱を除去することと、を含む方法、を含む。
【0013】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)少なくとも約50重量%のTFMCBを含む熱伝達流体を約50℃超、約55
℃超、又は約60℃超の温度で気化させることによって、高温熱源から熱を除去すること
と、を含む方法、を含む。
【0014】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)実質的にTFMCBからなる熱伝達流体を約50℃超、約55℃超、又は約6
0℃超の温度で気化させることによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含む
方法、を含む。
【0015】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)TFMCBからなる熱伝達流体を約50℃超、約55℃超、又は約60℃超の
温度で気化させることによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含む方法、を
含む。
【0016】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)約50℃超、約55℃超、又は約60℃超の温度で熱伝達液に顕熱を加えるこ
とによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含み、この熱伝達液が、1-トリ
フルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMCB)を含む、実質的
に1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMCB)から
なる、又は1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMC
B)からなる、方法、を含む。
【0017】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)少なくとも約50重量%の1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオ
ロシクロブタン(TFMCB)を含む熱伝達液に顕熱を加えることによって、当該高温熱
源から熱を除去することと、を含む方法、を含む。
【0018】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)少なくとも約50重量%の1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオ
ロシクロブタン(TFMCB)を含む熱伝達流体を約50℃超、約55℃超、又は約60
℃超の温度で気化させることによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含む方
法、を含む。
【0019】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)約50℃超、約55℃超、又は約60℃超の温度で熱伝達液に顕熱を加えるこ
とによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含み、この熱伝達液が、実質的に
1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMCB)からな
る、方法、を含む。
【0020】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)約50℃超、約55℃超、又は約60℃超の温度で熱伝達液に顕熱を加えるこ
とによって、当該高温熱源から熱を除去することと、を含み、この熱伝達液が、不燃性で
あり、実質的に1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TF
MCB)からなり、30未満(<30)の誘電率並びに15nS/cm未満(<15nS
/cm)の導電率を有する、方法、を含む。
【0021】
本発明は、物品、デバイス、又は流体から熱を除去するための方法であって、
(a)高温熱源を提供することと、
(b)実質的にTFMCBからなり、30未満(<30)の誘電率並びに15nS/
cm未満(<15nS/cm)の導電率を有する不燃性の熱伝達流体を約50℃超、約5
5℃超、又は約60℃超の温度で気化させることによって、当該高温熱源から熱を除去す
ることと、を含む方法、を含む。
【0022】
本発明はまた、特にバッテリなど、動作している電子デバイスから熱を除去し、かつ
任意選択で、動作している電子デバイスに熱を加えるための方法であって、
(a)電子デバイスを動作させることによって熱を生成することと、
(b)TFMCBを含む、実質的にTFMCBからなる、又はTFMCBからなる熱
伝達流体に熱を伝達することによって、動作のこの生成された熱の少なくとも一部を除去
することと、を含む方法、を含む。
【0023】
本明細書で使用される場合、用語「動作している電子デバイス」及び関連語の形態は
、電気エネルギー及び/又は電子信号を受信及び/又は伝送及び/又は生成することによ
って、意図される機能を実行する過程にあるデバイス、又はデバイスの構成要素を意味す
る。したがって、本明細書で使用される場合、用語「動作している電子デバイス」は、例
えば、電気エネルギーのソースを別の構成要素に提供する過程にあるバッテリ、及び充電
又は再充電されているバッテリを含む。
【0024】
本発明はまた、動作している電子デバイスから熱を除去し、かつ任意選択で、動作し
ている電子デバイスに熱を加えるための方法であって、
(a)電子デバイスを動作させることによって熱を生成することと、
(b)動作している電子デバイスを、TFMCBを含む、実質的にTFMCBからな
る、又はTFMCBからなる熱伝達流体内に浸漬された状態に維持することと、を含む方
法、を含む。
【0025】
本発明はまた、バッテリの温度を熱的に調節するための方法であって、
(a)TFMCBを含む、実質的にTFMCBからなる、又はTFMCBからなる熱
伝達流体と熱接触した状態で、バッテリを提供することと、
(b)当該熱伝達流体から熱を除去するために、二次流体、又は当該バッテリ以外の
物品を提供することと、
(c)当該熱伝達流体に熱を加えるために、二次流体、又は当該バッテリ以外の物品
を提供することと、を含み、工程(b)の二次流体又は物品が、工程(c)の二次流体又
は物品と同じであるか、又は異なっていてもよい、方法、を含む。
【0026】
本発明はまた、熱的に調節されるバッテリであって、
(a)動作中にバッテリによって生成される熱の少なくとも一部を保持するであろう
バッテリの表面と、
(b)当該表面と熱接触している熱伝達流体と、を備え、熱伝達流体が、TFMCB
を含む、実質的にTFMCBからなる、又はTFMCBからなる、熱的に調節されるバッ
テリ、を含む。
【0027】
本明細書で使用される場合、用語「熱接触」及びその関連する形態は、表面との直接
接触、及び表面と、流体との間の熱の流れを促進する別の物体若しくは流体を介する間接
接触を含む。
【0028】
出願人らは、TFMCBが、高温熱伝達用途のための及び電子冷却のための困難な性
能要件を満たすだけでなく、厳しい環境及び安全要件も満たすことを予期せず発見した。
具体的には、出願人らは、TFMCBが、不燃性であり(かつ100°F未満の引火点を
有さず)、低毒性、0.01未満のODP、及び44のGWPを有し、誘電性かつ電気的
に安定していることを発見した。特に、出願人らは、TFMCBが、ASTM D247
7-07によって測定されたときに22℃で20の測定誘電率を有し、ASTM D 2
624によって測定されたときに22℃で10nS/cm未満の測定導電率を有すること
を確定した。
【0029】
本発明はまた、少なくとも約50重量%のTFMCBを含み、かつ実質的にTFMC
Bからなる熱伝達組成物と、沸点を約50℃を下回って、約55℃を下回って、又は約6
0℃を下回って低下させない、少なくとも1つの共熱伝達流体成分と、を含む。
【0030】
本発明はまた、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、又は実質的にTFMC
Bからなる熱伝達組成物と、沸点を約50℃を下回って、約55℃を下回って、又は約6
0℃を下回って低下させず、かつ熱伝達組成物の導電率を22℃で15nS/cmを上回
って上昇させない、少なくとも1つの共熱伝達流体成分と、を含む。
【0031】
本発明はまた、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、又は実質的にTFMC
Bからなる熱伝達組成物と、沸点を約50℃を下回って、約55℃を下回って、又は約6
0℃を下回って低下させず、かつ約30を下回る、熱伝達組成物の誘電率をもたらさない
、少なくとも1つの共熱伝達流体成分と、を含む。
【0032】
本発明はまた、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、又は実質的にTFMC
Bからなる熱伝達組成物と、熱伝達組成物を可燃性にしない、少なくとも1つの共熱伝達
流体成分と、を含む。
【0033】
本発明はまた、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、又は実質的にTFMC
Bからなる熱伝達組成物と、熱伝達組成物を毒性にしない、少なくとも1つの共熱伝達流
体成分と、を含む。
【0034】
本発明はまた、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む、又は実質的にTFMC
Bからなる熱伝達組成物と、少なくとも1つの共熱伝達流体成分とを、当該少なくとも1
つの共熱伝達成分が、(i)熱伝達流体の沸点を約50℃を下回って、約55℃を下回っ
て、又は約60℃を下回って低下させること、又は(ii)約30を下回る、熱伝達組成
物の誘電率をもたらすこと、又は(iii)熱伝達組成物を可燃性にすること、又は(i
v)熱伝達組成物を毒性にすること、のないタイプのものであり、かつそのようなことの
ない量で存在することを条件に、含む。出願人らは、本明細書に含まれる教示を考慮する
と、共熱伝達流体の選択及びその量は、過度の実験を行うことなく、当業者によって行わ
れ得ると考える。
【0035】
例えば、本発明の熱伝達流体は、HFE-7000、HFE-7200、HFE-7
100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、trans-1,2
-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、メタノール、エタノール、ペルフ
ルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)、cis-HFO-1336mzz、trans
-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO
-1233zd(E)、及びHFO-1233zd(Z)からなる群より選択される少な
くとも1つの共熱伝達成分を追加的に含み得る。
【0036】
熱伝達は、約1000以下の地球温暖化係数(Global Warming Potential、GWP)
を有し得る。
【0037】
熱伝達流体は、クラス1冷媒、クラスA冷媒、又はクラスA1冷媒であってもよい。
【0038】
熱伝達流体は、約100°F(37.8℃)を超える引火点を有し得る。
【0039】
本発明は、熱伝達流体と、潤滑剤とを含む熱伝達組成物を更に開示する。潤滑剤は、
熱伝達流体の約5重量%~約30%の量で存在し得る。潤滑剤は、ポリオールエステル(
POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)、ポリアルキレングリコール油、ポリビ
ニルエーテル(PVE)、及びポリ(α-オレフィン)(PAO)からなる群より選択さ
れる少なくとも1つの潤滑剤を含み得る。潤滑剤は、少なくとも1つのポリオールエステ
ル(POE)を含み得る。
【0040】
電子デバイスは、熱伝達流体を含み得、加熱又は冷却の方法は、熱伝達流体を使用し
得る。熱伝達システムは、熱伝達流体を含み得、熱伝達システムは、蒸発器と、復水器と
、流体連通する圧縮機と、を含む蒸気圧縮システムであり得る。
【0041】
その別の形態では、本発明は、ランキンサイクルで熱エネルギーを機械エネルギーに
変換する方法を提供し、この方法は、i)熱伝達流体を熱源で気化させ、結果得られた蒸
気を膨張させる工程と、ii)熱伝達流体をヒートシンクで冷却して蒸気を凝縮させる工
程と、を含む。熱源温度は、約90℃~約800℃であり得るか、又は熱源温度は、約9
0℃~約1000℃であり得る。
【0042】
「地球温暖化係数」(以下「GWP」)は、様々な気体の地球温暖化への影響を比較
することを可能にするために開発された。これは、ある気体の1トンの放出が、二酸化炭
素の1トンの放出に対して相対的に、所与の期間にわたってどのくらいのエネルギーを吸
収するかの尺度である。GWPが大きいほど、所与の気体は、COと比較して、その期
間にわたって地球をより一層温めることになる。GWPに通常使用される期間は、100
年である。GWPは、アナリストが異なる気体の放出推定値を合計することを可能にする
、一般的な尺度を提供する。気候変動に関する政府間パネル(Intergovernmental Panel
on Climate Change、IPCC)の2014年の第5次評価報告書(AR5)を参照され
たい。TFMCBは、大気寿命及び放射効率から計算したときに、44のGWPを有する
(手順についての参照は、Hodnebrog,Etminan,Fuglestved
t,Marston,Myhre,Nielsen,Shine,Wallington
「Global Warming Potentials and Radiative
Efficiencies of Halocarbons and Related
Compounds:A Comprehensive Review」Review
s of Geophysics,51,2013。DOI:8755-1209/13
/10.1002/Rog.20013。
【0043】
LC50は、化合物の急性毒性の尺度である。化合物の急性吸入毒性は、OECD
Guideline for Testing of Chemicals No.40
3 「Acute Inhalation Toxicity」(2009),Meth
od B.2.(Inhalation)of Commission Regulat
ion(EC)No.440/2008に記載された方法を使用して評価され得る。TF
MCBは、19.15mg/L超のLC50を有する。
【0044】
熱管理流体のフラッシュピントは、ASTM D3828に従って決定される、点火
源が除去された後に液体の蒸気が燃焼し続ける最低温度を指す。100°F(37.8℃
)を下回る引火点を有さない熱管理流体は、NFPA 30:Flammable an
d Combustible Liquid Codeに従って、「不燃性」として分類
される。
【0045】
熱管理組成物又は流体の文脈における「不燃性」は、不燃性であると判定される化合
物又は組成物を意味する。熱管理組成物又は流体の引火点は、ASTM D3828に従
って決定される、点火源が除去された後に組成物の蒸気が燃焼し続ける最低温度を指す。
100°F(37.8℃)を下回る引火点を有さない熱管理組成物又は流体は、NFPA
30:Flammable and Combustible Liquid Cod
eに従って、「不燃性」として分類される。
【0046】
冷媒組成物の文脈における「無毒性又は低毒性」という語句は、ASHRAE St
andard 34-2016 Designation and Safety Cl
assification of Refrigerantsによる、及びASHRAE
Standard 34-2016の付属文書B1に記載されたクラス「A」として分
類される。
【0047】
冷媒組成物の文脈において、不燃性かつ低毒性又は無毒性である化合物又は組成物は
、ASHRAE Standard 34-2016 Designation and
Safety Classification of Refrigerantsによ
る、及びASHRAE Standard 34-2016の付属文書B1に記載された
「A1」として分類される。
【0048】
「能力」という用語は、冷房システムにおいて冷媒によって提供される、BTU/h
r単位の冷却の量である。これは、冷媒が蒸発器を通る際の冷媒のエンタルピー(BTU
/lb)の変化を、冷媒の質量流量で乗じることによって実験的に決定される。エンタル
ピーは、冷媒の圧力及び温度の測定から決定することができる。冷房システムの能力は、
冷却される領域を特定の温度に維持する能力に関連する。冷媒の能力は、冷媒が提供する
冷却又は加熱の量を表し、冷媒の所与の体積流量に対する熱量を送出する圧縮機のある程
度の性能を提供する。換言すれば、特定の圧縮機を考慮すると、より高い能力を有する冷
媒は、より多くの冷却又は加熱力を供給するであろう。
【0049】
「成績係数」(以下「Coefficient of Performance、COP」)は、冷媒の気化又は
凝縮を伴う特定の加熱又は冷却サイクルにおいて、冷媒の相対的な熱力学的効率を表すの
に特に有用な、広く受け入れられている冷媒性能の尺度である。冷蔵工学では、この用語
は、蒸気の圧縮時に圧縮機によって印加されるエネルギーに対する有効な冷蔵又は冷却能
力の比率を表し、したがって冷媒などの熱伝達流体の所与の体積流量に対する熱量を送出
する所与の圧縮機の能力を表す。換言すれば、特定の圧縮機を考慮すると、より高いCO
Pを有する冷媒は、より多くの冷却又は加熱力を供給するであろう。特定の運転条件にお
ける冷媒のCOPを推定するための1つの手段が、標準的な冷蔵サイクル分析技術を用い
る冷媒の熱力学的特性からのものである(例えば、参照によりその全体が本明細書に組み
込まれる、R.C.Downing,FLUOROCARBON REFRIGERAN
TS HANDBOOK,Chapter 3,Prentice-Hall,1988
を参照されたい)。
【0050】
「熱効率」は、熱源からのエネルギーを仕事に、いかに効率的に変換することができ
るかの尺度である。この特性は、蒸気圧縮システムの効率を測定するためにCOPが使用
されるように、一般に、有機ランキンサイクルシステムの性能を特徴付けるために使用さ
れる。特定の運転条件における冷媒のCOPを推定するための1つの手段が、標準的な冷
蔵サイクル分析技術を用いた冷媒の熱力学的特性からのものである(例えば、Engin
eering and Chemical Thermodynamics,Milo
D.Koretsky.Wiley 2004,page 138を参照されたい)。
【図面の簡単な説明】
【0051】
図1】本発明の熱管理システムの概略図である。
【0052】
図2A】本発明による、浸漬冷却システムの概略図である。
【0053】
図2B】本発明による、別の浸漬冷却システムの概略図である。
【0054】
図3】実施例9で報告されたデータのグラフである。
【0055】
図4】本発明の一実施形態による、バッテリ熱管理システムの概略図である。
【0056】
図5】例示的な有機ランキンサイクルの回路図である。
【0057】
図6】例示的なヒートポンプの回路図である。
【0058】
図7】例示的な二次ループシステムの回路図である。
【0059】
図8】実施例10による、例示的な浸漬冷却システムである。
【発明を実施するための形態】
【0060】
熱伝達流体は、冷媒又は熱管理流体であり得る。
【0061】
化合物1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(「TFM
CB」)は、以下の化学構造を有する。
【化1】
1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(「TFMCB」
)はまた、1,2,2-トリフルオロ-1-トリフルオロメチルシクロブタン、1,2,
2-トリフルオロ-1-トリフルオロメチルシクロブタン、1,1,2-トリフルオロ-
2-トリフルオロメチル-シクロブタン、又はヘキサフルオロプロピレン/エチレン環状
二量体など、代替名で呼ばれることがある。
【0062】
TFMCBは、任意の適切な方法によって製造され得る。好適な方法としては、その
全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第US-A-9856193号及び同
第US-A-10005705号に記載されているものが挙げられる。
熱伝達流体
【0063】
本発明は、TFMCBを含む熱伝達流体を使用する様々な方法、プロセス、及び使用
を提供する。
【0064】
熱伝達流体が熱管理(例えば、電子冷却)で使用される場合、熱伝達流体は、熱管理
流体と呼ばれる。熱伝達流体が熱伝達システム(例えば、蒸気圧縮熱伝達システム)で使
用される場合、熱伝達流体は、冷媒と呼ばれる。熱伝達流体が有機ランキンサイクルで使
用される場合、熱伝達流体は、作動流体と呼ばれる。
【0065】
熱伝達流体は、非熱伝達成分を除き、少なくとも約50重量%、又は少なくとも約7
0重量%、又は少なくとも約90重量%、又は少なくとも約95重量%、又は少なくとも
約99重量%の量でTFMCBを含み得るか、又は熱伝達流体は、実質的にTFMCBか
らなるか、若しくはTFMCBからなり得る。
【0066】
熱伝達流体が、有機ランキンサイクルで作動流体として使用される場合、作動流体は
、好ましくは、熱伝達成分の重量に基づいて、少なくとも約50重量%のTFMCBを含
む。好ましくは、作動流体は、熱伝達成分の重量に基づいて、少なくとも約70重量%の
TFMCB、より好ましくは、少なくとも約80重量%のTFMCB、より好ましくは、
少なくとも約90重量%のTFMCBを含む。
【0067】
本発明の特に好ましい特徴では、熱伝達流体が有機ランキンサイクルで作動流体を使
用される場合、作動流体は、実質的にTFMCBからなる。より好ましくは、熱伝達流体
が有機ランキンサイクルで作動流体を使用される場合、作動流体は、TFMCBからなる
【0068】
あるいは、熱伝達流体が有機ランキンサイクルで作動流体として使用される場合、作
動流体が、約21~27重量%のTFMCBと、64~72重量%のtrans-1,2
-ジクロロエチレンと、約5~11重量%のメタノールとの混合物である共沸混合物でな
いこと、及び作動流体が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタ
ノールとの混合物、若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエ
タノールとの混合物である共沸組成物でないことを条件に、作動流体は、好ましくは、T
FMCBを含む。
【0069】
より好ましくは、熱伝達流体が有機ランキンサイクルで作動流体を使用される場合、
作動流体は、熱伝達成分の重量に基づいて、及び作動流体が、約82~92重量%のTF
MCBと、約8~18重量%のメタノールとの混合物、若しくは約82~92重量%のT
FMCBと、約8~18重量%のエタノールとの混合物である共沸組成物でないことを条
件に、好ましくは、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む。
【0070】
好ましくは、作動流体が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%の
メタノールとの混合物、若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%
のエタノールとの混合物である共沸組成物でないことを条件に、作動流体は、好ましくは
、熱伝達成分の重量に基づいて、少なくとも約70重量%のTFMCBを含む。より好ま
しくは、作動流体が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタノー
ルとの混合物、若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエタノ
ールとの混合物である共沸組成物でないことを条件に、作動流体は、少なくとも約80重
量%のTFMCBを含む。
【0071】
熱伝達流体が高温ヒートポンプで冷媒として使用される場合、冷媒が、約21~27
重量%のTFMCBと、64~72重量%のtrans-1,2-ジクロロエチレンと、
約5~11重量%のメタノールとの混合物である共沸混合物でないこと、及び冷媒が、約
82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタノールとの混合物、若しくは
約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエタノールとの混合物である共
沸組成物でないことを条件に、冷媒は、好ましくは、TFMCBを含む。
【0072】
好ましくは、冷媒は、潤滑剤などの非冷媒成分を除き、冷媒成分の重量に基づいて、
少なくとも約50重量%のTFMCB、好ましくは、少なくとも約70重量%のTFMC
B、より好ましくは、少なくとも約80重量%のTFMCB、より好ましくは、少なくと
も約90%重量のTFMCBを含む。
【0073】
本発明の特に好ましい特徴では、熱伝達流体が高温ヒートポンプで使用される冷媒を
含む場合、冷媒は、実質的にTFMCBからなる。より好ましくは、熱伝達流体が高温ヒ
ートポンプで冷媒を使用される場合、冷媒は、TFMCBからなる。
【0074】
より好ましくは、熱伝達流体が高温ヒートポンプで冷媒として使用される場合、冷媒
は、冷媒成分の重量に基づいて、及び冷媒が、約82~92重量%のTFMCBと、約8
~18重量%のメタノールとの混合物、若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約
8~18重量%のエタノールとの混合物である共沸組成物でないことを条件に、好ましく
は、少なくとも約50重量%のTFMCBを含む。
【0075】
好ましくは、冷媒が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタ
ノールとの混合物、若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエ
タノールとの混合物である共沸組成物でないことを条件に、冷媒は、好ましくは、冷媒成
分の重量に基づいて、少なくとも約70重量%のTFMCBを含む。より好ましくは、冷
媒が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタノールとの混合物、
若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエタノールとの混合物
である共沸組成物でないことを条件に、冷媒は、好ましくは、少なくとも約80重量%の
TFMCBを含む。
【0076】
熱伝達流体は、1つ以上の共流体を含み得る。例えば、熱伝達流体は、TFMCBと
、HFE-7000、HFE-7200、HFE-7100、HFE-7300、HFE
-7500、HFE-7600、trans-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン
、シクロペンタン、エタノール、ペルフルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Nov
ec 1230)、cis-HFO-1336mzz、trans-HFO-1336m
zz、HF-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1233zd(E)
、及びHFO-1233zd(Z)からなる群より選択される1つ以上の共流体と、を含
み得る。
【0077】
熱伝達流体が熱管理流体として使用される場合、共流体は、好ましくは、HFE-7
000、HFE-7200、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、
HFE-7600、trans-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペン
タン、メタノール、エタノール、ペルフルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Nov
ec 1230)、cis-HFO-1336mzz、HFO-1233zd(E)、H
FO-1233zd(Z)である。
【0078】
熱伝達流体が冷媒として使用される場合、共流体は、好ましくは、n-ペンタン、シ
クロペンタン、cis-HFO-1336mzz、trans-HFO-1336mzz
、HFO-1233zd(E)、HFO-1233zd(Z)、HFO-1234yf、
HFO-1234ze(E)である。
【0079】
熱伝達流体がTFMCBと、共流体とを含む場合、熱伝達流体は、少なくとも約5重
量%、又は少なくとも約15重量%、又は少なくとも約50重量%、又は少なくとも約7
0重量%、又は少なくとも約90重量%、又は少なくとも95重量%、又は少なくとも9
9重量%の量で、TFMCBを含み得る。1つ以上の共流体は、熱伝達流体の少なくとも
約5重量%、又は少なくとも約10重量%の量で存在し得る。
【0080】
熱伝達流体は、実質的にTFMCBと、1つ以上の共流体とからなり得る。熱伝達流
体は、TFMCBと、1つ以上の共流体とからなり得る。
【0081】
熱伝達流体は、実質的にTFMCBからなり得ることが理解されるであろう。熱伝達
流体は、TFMCBからなり得ることも理解されるであろう。
【0082】
驚いたことに、TFMCBは不燃性であり(かつ引火点を有さず)、約44のGWP
を有することが発見された。これは、GWPと可燃性とは、一般的に逆相関であるため、
特に驚くべきことである。
【0083】
したがって、本発明は、好ましくは不燃性である熱伝達流体を含む。
【0084】
熱伝達流体が冷媒である場合、冷媒は、好ましくは、クラス1冷媒であることが理解
されるであろう。
【0085】
熱伝達流体が熱管理流体である場合、熱管理流体は、好ましくは、引火点を有しない
か、又は約100°F(37.8℃)を上回る引火点を有しないことが理解されるであろ
う。
【0086】
驚いたことに、TFMCBが低レベルの毒性を示すことも発見された。
【0087】
したがって、熱伝達流体は、好ましくは、低毒性又は無毒性の熱伝達流体である。
【0088】
熱伝達流体が冷媒である場合、冷媒は、好ましくは、クラスA冷媒であることが理解
されるであろう。
【0089】
熱伝達流体が不燃性であり、低毒性又は無毒性の熱伝達流体であることも好ましい。
【0090】
熱伝達流体が冷媒である場合、冷媒は、好ましくは、クラスA1冷媒であり、低毒性
又は無毒性の冷媒であることが理解されるであろう。
【0091】
好ましくは、熱伝達流体は(したがって、熱管理流体、作動流体、又は冷媒も)、低
GWPを有する。例えば、熱伝達流体は、約1000以下、又は約700以下、又は約5
00以下、又は約300以下、又は約150以下のGWPを有し得る。好ましくは、熱伝
達流体は(したがって、熱管理流体又は冷媒も)、約150以下のGWPを有する。
【0092】
熱伝達流体は(したがって、熱管理流体、作動流体、又は冷媒も)、上記の特性のう
ちの1つ以上の組み合わせを有し得ることが理解されるであろう。
熱伝達組成物
【0093】
本発明は、本発明の熱伝達流体を含む熱伝達組成物も提供する。
【0094】
熱伝達組成物は、少なくとも約50重量%、又は少なくとも約70重量%、又は少な
くとも約90重量%の熱伝達流体を含み得る。
【0095】
熱伝達組成物は、特定の機能性を高めるか、又は特定の機能性を組成物に提供する目
的で、他の成分を含み得る。
【0096】
好ましくは、熱伝達組成物は、潤滑剤を含む。潤滑剤は、冷媒を使用して冷媒圧縮機
を潤滑する。潤滑剤は、熱伝達組成物の約5重量%~約30重量%の量で、熱伝達組成物
中に存在し得る。ポリオールエステル(POE)、ポリアルキレングリコール(PAG)
、PAG油、ポリビニルエーテル(PVE)、及びポリ(α-オレフィン)(PAO)、
並びにこれらの組み合わせなどの潤滑剤が、本発明の熱伝達組成物中に使用され得る。
【0097】
好ましい潤滑剤としては、POE及びPVE、より好ましくはPOEが挙げられる。
当然ながら、異なる種類の潤滑剤の異なる混合物が使用されてもよい。例えば、冷媒が移
動式空調用途で使用される場合、潤滑剤は、PAGであり得る。
【0098】
したがって、熱伝達組成物は、本発明の冷媒と、POE、PAG、又はPVEから選
択される潤滑剤と、を含む。
【0099】
本発明の熱伝達組成物は、上記のように、実質的に熱伝達流体及び潤滑剤からなり得
るか、又は熱伝達流体及び潤滑剤からなり得る。
【0100】
市販の鉱油としては、WitcoのWitco LP 250(登録商標)、Shr
ieve ChemicalのZerol 300(登録商標)、WitcoのSuni
sco 3GS、及びCalumetのCalumet R015が挙げられる。市販の
アルキルベンゼン潤滑剤としては、Zerol 150(登録商標)が挙げられる。市販
のエステルとしては、Emery 2917(登録商標)及びHatcol 2370(
登録商標)として入手可能なジペラルゴン酸ネオペンチルグリコールが挙げられる。他の
有用なエステルとしては、リン酸エステル、二塩基酸エステル、及びフルオロエステルが
挙げられる。
【0101】
熱伝達組成物は、潤滑剤の相溶性及び/又は溶解性を促進する目的で、相溶化剤を含
み得る。好適な相溶化剤としては、プロパン、ブタン、ペンタン、及び/又はヘキサンが
挙げられ得る。存在する場合、相溶化剤は、好ましくは、熱伝達組成物の約0.5重量%
~約5重量%の量で存在する。また、その開示が参照により組み込まれる米国特許第6,
516,837号に開示されるように、油溶性を促進するために、界面活性剤と、可溶化
剤との組み合わせが本発明の組成物に添加されてもよい。
使用、方法、及びシステム
【0102】
本発明は、本明細書に記載される、熱を伝達するための方法を含み、上記及び以下に
具体的に記載される方法を含んだ。
【0103】
本発明はまた、本明細書に記載される、熱を伝達するためのデバイス及びシステムを
含み、上記及び以下に具体的に記載されるデバイス及びシステムを含んだ。
【0104】
本発明の熱伝達流体、熱管理流体、冷媒、作動流体、及び熱伝達組成物は、以下に記
載されるように、加熱及び/又は冷却に使用するために提供される。
【0105】
したがって、本発明は、本発明の熱伝達流体、熱管理流体、冷媒、作動流体、又は熱
伝達組成物を使用して流体又は物体を加熱又は冷却する方法を記載する。
熱管理方法、装置、システム、及び使用
【0106】
電子機器のほとんどあらゆる現代の用途で、熱の放散は、重要な考慮事項である。例
えば、携帯型で手持ち式のデバイスでは、機能性を追加しながら小型化したいという要望
が、熱出力密度を増加させ、デバイス内の電子機器を冷却する課題を増大させる。デスク
トップコンピュータ、データセンター、及び電気通信センター内で計算能力が増大するに
つれて、熱出力も増加する。プラグイン電気自動車又はハイブリッド自動車、風力タービ
ン、列車エンジン、発電機、及び様々な産業プロセスにおけるトラクションインバータな
どのパワー電子デバイスは、より高い電流及び熱流速で動作するトランジスタを使用する
【0107】
上述のように、上記の熱伝達流体が、電子デバイス内で冷却及び/又は加熱する方法
又は装置又はシステムにおいて使用される場合、熱伝達流体は、本明細書では、熱管理流
体と呼ばれることがある。したがって、熱管理流体は、本出願で考察される熱伝達流体に
対応する。記載される熱伝達流体の全ての好適な特徴は、本明細書に記載の断熱流体に当
てはまる。
【0108】
本発明の熱管理方法の好適な実施形態が、図1に関連して以下に説明され、図1では
、動作している電子デバイスは、10として概略的に示されており、デバイス10内に流
入する及び/又はデバイス10から流出するソース電気エネルギー及び/又は信号20を
有し、電気エネルギー及び/又は信号20に基づく動作の結果として熱を生成する。本発
明の熱管理流体は、流出する矢印30によって表される熱を熱管理流体が除去するように
、動作しているデバイス20と熱接触して提供される。熱は、本発明の液状熱管理流体に
加えられる顕熱(すなわち、液体の温度を上昇させる)によって、又は温度管理液内で相
変化(すなわち、液体を気化する)を引き起こすことによって、若しくはこれらの組み合
わせによって、動作している電子デバイスから除去される。好適な実施形態では、方法は
、本発明の熱伝達流体30を通る、デバイス10からの熱の流れが、動作している電気デ
バイスを好適な動作温度範囲に、又は好適な動作温度範囲内に維持するように、デバイス
10への熱伝達流体の供給を提供する。好適な実施形態では、電気デバイスの好適な動作
温度範囲は、約70℃~約150℃、更により好ましくは、約70℃~約120℃であり
、本発明の熱伝達流体エネルギーを通る、デバイス10からの熱30の流れが、動作して
いる電気デバイスをそのような好適な温度範囲に、又はそのような好適な範囲内に維持す
る。好ましくは、デバイスから熱を吸収した本発明の熱伝達流体30は、熱伝達流体30
の温度を下回る温度にある、40として概略的に表されるヒートシンクと熱接触し、それ
により、デバイス10によって生成された熱をヒートシンク40に伝達する。このように
して、本発明の熱減損した熱伝達流体50は、冷却のサイクルを繰り返すために、電子デ
バイス10に戻され得る。
【0109】
本発明の方法の好適な実施形態では、本発明の熱伝達組成物を介して熱を除去する工
程は、電子デバイスの動作によって生成された熱を使用して、本発明の熱伝達流体を気化
させることを含み、その熱を熱伝達組成物からヒートシンクに伝達する工程は、熱をヒー
トシンクに放出することによって、熱伝達流体を凝縮させることを含む。そのような方法
では、気化工程中の熱伝達流体の温度は、50℃超、又は好ましくは約55℃超、又は好
ましくは約55℃~約85℃、又は好ましくは約65℃~約75℃の範囲である。出願人
らは、本発明の熱伝達流体が、そのような方法において優れた性能を提供すると同時に、
以下の図2Aに関連して記載される特定の実施形態に関連して更に説明されるように、比
較的低コストで軽量かつ信頼性の高い装置を使用して、必要な冷却を提供することを可能
にすることを見出した。
【0110】
本発明の方法の更に好適な実施形態では、本発明の熱伝達組成物を介して熱を除去す
る工程は、電子デバイスの動作によって生成された熱を使用して、本発明の液体熱伝達組
成物に顕熱を加えることと(例えば、最高約70℃以下まで液体の温度をほぼ大気圧で上
昇させる、すなわち、流体は高圧容器又はベッセル内にある必要はない)、その熱を熱伝
達組成物からヒートシンクに伝達し、それにより、ヒートシンクに熱を放出することによ
って液体温度を低下させる工程と、を含む。冷却された液体は、次に、電気デバイスとの
熱接触に戻されて、サイクルがやり直される。好適な実施形態では、ヒートシンクに熱を
伝達した熱伝達液の温度は、50℃超、又は好ましくは約55℃超、又は好ましくは約4
5℃~約70℃、又は好ましくは約45℃~約65℃の範囲内であり、好ましくは、ほぼ
大気圧である圧力においてである。出願人らは、本発明の熱伝達液が、そのような方法に
おいて優れた性能を提供すると同時に、以下の図2Bに関連して記載される特定の実施形
態に関連して更に説明されるように、比較的低コストで軽量かつ信頼性の高い装置を使用
して、必要な冷却を提供することを可能にすることを見出した。
【0111】
当業者であれば、本発明は、上述のように、顕熱伝達及び相変化熱伝達の両方を使用
するシステム及び方法を含むことが理解されるであろう。
【0112】
ここで、本発明による特定の方法が、図2A及び図2Bに関連して説明され、図では
、電子デバイス10が、適切な容器12、好ましくは密封容器に収容され、本発明の液状
熱伝達組成物11A(グレーの陰影で概略的に示される)と直接接触しており、好ましく
は完全に浸漬される。動作している電子デバイス10は、容器12に流入及び/又は容器
12から流出し、かつデバイス10に流入及び/又はデバイス10から流出する電気エネ
ルギー及び/又は信号20のソースを有し、電気エネルギー及び/又は信号20に基づい
た動作の結果として熱を生成する。当業者であれば理解されるように、流体は、上述した
他の特性の全てを提供しなければならないだけでなく、動作している電子デバイス、すな
わち、電流/信号の流れを伴う電子デバイスと密接に接触している間、そうすることがで
きなければならないので、そのような用途において効果的に機能し得る熱伝達流体を発見
することが、重要な課題である。そのような用途で使用するためにその他の点では有望で
あり得る多くの流体は、電子デバイスの動作によって生じる条件に曝されるとデバイスを
ショートさせ、劣化させるか、又は動作している電子デバイスと接触すると動作に有害な
何らかの他の特性を有しているかのいずれかであろうため、使用に適さないであろうこと
が理解されるであろう。
【0113】
対照的に、本発明の方法は、本発明の熱管理流体を、デバイス10が動作していると
きにデバイス10と直接熱的及び物理的に接触した状態で提供することによって、優れた
結果をもたらす。この動作の熱は、(a)流体の液相を気化させて、蒸気11Bを形成さ
せること、又は(b)液状熱管理流体11Aの温度を上昇させること、又は(c)(a)
と(b)との組み合わせ、によって、熱管理流体11Aに安全かつ効果的に伝達される。
【0114】
本発明の相変化熱伝達システムの場合には、本明細書では、図2Aを参照する。その
ような動作では、熱は、液体が気化し、蒸気が容器12内の残りの熱管理液を通って上昇
するにつれて、デバイス10から運び去られる。次いで、熱管理流体蒸気11Bが、吸収
した熱を、閉じたヒートシンク40A及び/又は外部ヒートシンク40Bであり得るヒー
トシンク40に放出する。容器12の内部にあるヒートシンクの一例が、熱管理流体蒸気
の凝縮温度を下回る温度の、水などの循環液を有する凝縮器コイル30A及び30Bであ
る。容器12の外部にあるヒートシンクの一例が、容器12(この場合、好ましくは、冷
却フィンなどを含む)の上を比較的冷たい周囲空気を通過させることであり、これは、容
器の内面上で、熱伝達蒸気11Bを凝縮させる働きをするであろう。この凝縮の結果、液
状熱管理流体は、デバイス10が動作中に浸漬されたままである液状流体11Aのプール
に戻される。
【0115】
本発明の顕熱伝達システムの場合には、本明細書では、図2Bを参照する。そのよう
な動作では、本発明の熱管理流体11Aに浸漬された、好ましくは、実質的に完全に浸漬
されたデバイスによって生成される熱を受け入れる際に、液体の温度が上昇するにつれて
、熱が、デバイスから運び去られる。次いで、より高温の熱管理流体液11Aが、吸収し
た熱を、閉じたヒートシンク40A及び/又は外部ヒートシンク40Bであり得るヒート
シンク40に放出する。容器12の内部にあるヒートシンクの一例が、加熱された液体の
温度を下回る温度の、水などの循環液を有する冷却コイル30A及び30Bである。容器
12の外部にあるヒートシンクの一例が、加熱された液体11Aを、導管45を通じて容
器から除去することであり、導管45は、比較的冷たい周囲空気又は冷媒によって提供さ
れ得るなどの冷たい流体と熱接触され、これが、液体の温度を下げるように機能する。次
いで、冷却された液体が、導管46を介して戻される。
【0116】
任意選択的に、しかし好ましくは、電気自動車で使用されるバッテリの熱管理を伴う
特定の実施形態では、熱管理システムは、例えば、同様に熱管理流体中に浸漬される電気
加熱要素60など、熱管理流体を加熱することができる加熱要素を含む。当業者には理解
されるように、電気自動車内のバッテリ(図2A及び図2Bの動作している電子デバイス
10に対応する)は、冬月に多くの地理的位置で屋外に駐車されている間に比較的低温に
到達し得、そのような低温条件は、バッテリ動作に望ましくないことがよくある。したが
って、本発明の熱管理システムは、バッテリ温度が所定のレベルを下回ると加熱素子をオ
ンにするセンサー及び制御モジュール(図示せず)を含み得る。そのような場合、ヒータ
60が作動され、熱管理液体11Aが加熱され、それにより、最小温度に達するまで、こ
の熱を電子デバイス10に伝達するであろう。その後、動作中、本発明の熱管理流体が、
上記のように冷却機能を果たすであろう。
【0117】
本発明の目的のために、熱管理流体は、発熱構成要素と直接接触され得るか、又は発
熱構成要素と間接的に接触され得る。
【0118】
熱管理流体が発熱構成要素と間接的に接触する場合、熱管理流体は、少なくとも2つ
の熱交換器を含み得る、電子デバイス内の閉じたシステム内で使用され得る。熱管理流体
が、発熱構成要素を冷却するために使用される場合、通常、構成要素の少なくとも一部と
接触している熱交換器を通じて、熱が、構成要素から熱管理流体へ伝達され得るか、又は
熱管理流体と熱接触している熱交換器に熱を伝導することができる循環空気に、熱が伝達
され得る。
【0119】
本発明の特に好適な特徴では、熱管理流体は、発熱構成要素と直接接触している。特
に、発熱構成要素は、熱管理流体中に完全に又は部分的に浸漬される。好ましくは、発熱
構成要素は、熱管理流体中に完全に浸漬される。熱管理流体は、次いで、温められた流体
として、又は蒸気として熱交換器に循環され得、熱交換器は、流体又は蒸気から熱を取り
込み、その熱を外部環境に伝達する。この熱伝達の後、冷却された熱管理流体(冷却又は
凝縮された)は、発熱構成要素を冷却するために、システム内に戻されて再循環される。
【0120】
熱管理流体が単相液体である場合、熱管理流体は、発熱構成要素によって加熱された
ときに液状のままであろう。したがって、熱管理流体は、発熱構成要素と接触され得、発
熱構成要素からの熱の除去、及びより高温の熱管理流体の産出もたらす。次いで、熱管理
流体が、ラジエータ又は別の冷蔵システムなどの二次冷却ループに移送される。そのよう
なシステムの一例が図2に示されており、図では、熱管理流体は、いくつかのセルを収容
するバッテリパックエンクロージャに入り、バッテリパックから熱を奪ってエンクロージ
ャから出る。
【0121】
熱管理流体が2つの相を有する場合、発熱構成要素は、熱管理流体と熱接触し、熱管
理流体に熱を伝達し、熱管理流体の沸騰をもたらす。次いで、熱管理流体が、凝縮される
。そのようなシステムの一例が、発熱構成要素が熱管理流体中に浸漬され、外部冷却回路
が、沸騰している流体を液体状態に凝縮させる場合である。
【0122】
熱管理流体の導電率は、流体が、電子デバイスの電子構成要素と直接接触する場合(
直接浸漬冷却など)、又は熱管理流体が、冷却ループから漏出するか、メンテナンス中に
こぼれて、電気回路と接触する場合に、重要となる。したがって、熱管理流体は、好まし
くは、電気絶縁性の熱管理流体である。
【0123】
熱管理流体は、例えば、ポンプなどの機械装置を使用することによって、受動的又は
能動的にデバイス内で再循環され得る。本発明の好適な特徴では、熱管理流体は、デバイ
ス内で受動的に再循環される。
【0124】
受動的な再循環システムは、典型的には熱管理流体が気化するまで、熱を発熱構成要
素から熱管理流体に伝達することによって機能し、加熱された蒸気が、熱交換面に進み、
熱を熱交換器表面に伝達し、凝縮して液体に戻る。熱交換面は、例えば、図2に関連して
上述したように、別個の熱交換ユニットの一部であってもよく、及び/又は容器と一体で
あってもよいことが理解されるであろう。次いで、凝縮された液体が、好ましくは、重力
によって完全に受動的に、発熱構成要素と接触している熱管理流体内に戻る。したがって
、本発明の好適な特徴では、発熱構成要素から熱管理流体に熱を伝達する工程は、熱管理
流体を気化させる。
【0125】
受動的な再循環システムの例としては、ヒートパイプ又は熱サイフォンが挙げられる
。そのようなシステムは、重力を使用して、熱管理流体を受動的に再循環する。そのよう
なシステムでは、熱管理流体は、発熱構成要素によって加熱されて、より密度が低く、よ
り浮力が高い加熱された熱管理流体になる。この熱管理流体は、熱管理流体が冷えて凝縮
するタンクなどの貯蔵容器に移動する。冷却された熱管理流体は、次に、熱源に戻る。
【0126】
電子デバイスは、発熱構成要素を含む。発熱構成要素は、その動作の一部として熱を
発生する電子的要素を含む任意の構成要素であり得る。本発明の目的のために、発熱構成
要素は、マイクロプロセッサ、半導体デバイスを製造するために使用されるウェハ、電力
制御用半導体、配電用スイッチギヤ、電源トランス、回路基板、マルチチップモジュール
、パッケージ化若しくは非パッケージ化半導体デバイス、半導体集積回路、燃料電池、レ
ーザー(従来の又はレーザーダイオード)、発光ダイオード(light emitting diodes、
LED)、及び、例えば、高電力用途、例えばハイブリッド車又は電気自動車などで使用
される電気化学セルなど、半導体集積回路(integrated circuits、IC)、電気化学セ
ル、パワートランジスタ、抵抗器、及びエレクトロルミネセンス素子から選択され得る。
【0127】
本発明の目的のために、電子デバイスは、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセ
ッサ、サーバ、携帯電話、タブレット、デジタル家庭電化製品(例えば、テレビ、メディ
アプレーヤ、ゲームコンソールなど)、パーソナルデジタルアシスタント、データセンタ
ー、据置並びに車載の両方のバッテリ、ハイブリッド車若しくは電気自動車、風力タービ
ン、列車エンジン、又は発電機から選択され得る。好ましくは、電子デバイスは、ハイブ
リッド車又は電気自動車である。
【0128】
本発明は更に、本発明の熱管理流体を備える電子デバイスに関する。本発明の目的の
ために、熱管理流体は、電子デバイスを冷却及び/又は加熱するために提供される。
【0129】
本発明は更に、発熱構成要素と、本発明の熱管理流体と、を備える電子デバイスに関
する。本発明の目的のために、電子デバイスは、熱交換器を更に含み得、特に、熱交換器
は、発熱構成要素の少なくとも一部と接触している。
【0130】
本発明は更に、発熱構成要素と、熱交換器と、ポンプと、本発明の熱管理流体と、を
備える電子デバイスに関する。
【0131】
本発明の目的のために、発熱構成要素は、マイクロプロセッサ、半導体デバイスを製
造するために使用されるウェハ、電力制御用半導体、配電用スイッチギヤ、電源トランス
、回路基板、マルチチップモジュール、パッケージ化若しくは非パッケージ化半導体デバ
イス、半導体集積回路、燃料電池、レーザー(従来の又はレーザーダイオード)、発光ダ
イオード(LED)、及び、例えば、高電力用途、例えばハイブリッド車又は電気自動車
などで使用される電気化学セルなど、半導体集積回路(IC)、電気化学セル、パワート
ランジスタ、抵抗器、及びエレクトロルミネセンス素子から選択され得る。
【0132】
本発明の目的のために、電子デバイスは、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセ
ッサ、サーバ、携帯電話、タブレット、デジタル家庭電化製品(例えば、テレビ、メディ
アプレーヤ、ゲームコンソールなど)、パーソナルデジタルアシスタント、データセンタ
ー、ハイブリッド車若しくは電気自動車、据置並びに車載の両方のバッテリ、風力タービ
ン、列車エンジン、又は発電機から選択され得、好ましくは、電子デバイスは、ハイブリ
ッド車又は電気自動車である。
【0133】
本発明は更に、電子デバイスを冷却するための、本発明の熱管理流体の使用に関する
。本発明の目的のために、電子デバイスは、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセッ
サ、サーバ、携帯電話、タブレット、デジタル家庭電化製品(例えば、テレビ、メディア
プレーヤ、ゲームコンソールなど)、パーソナルデジタルアシスタント、データセンター
、ハイブリッド車若しくは電気自動車、据置並びに車載の両方のバッテリ、風力タービン
、列車エンジン、又は発電機から選択され得、好ましくは、電子デバイスは、ハイブリッ
ド車又は電気自動車である。
冷媒及び熱伝達組成物の使用
【0134】
本発明はまた、本発明の冷媒又は熱伝達組成物を備える熱伝達システムを提供する。
本明細書に記載の熱伝達システムは、流体連通している蒸発器と、凝縮器と、圧縮機と、
を有する蒸気圧縮システムであり得ることが理解されるであろう。
【0135】
本発明の冷媒又は熱伝達組成物は、二次流体として使用され得る。
【0136】
本発明の冷媒又は熱伝達組成物は、様々な異なる熱伝達用途で使用され得ることが理
解されるであろう。
有機ランキンサイクルシステム
【0137】
上述のように、上記の熱伝達流体が有機ランキンサイクルで使用される場合、熱伝達
流体は、作動流体と呼ばれる。したがって、作動流体は、本出願で考察される熱伝達流体
に対応する。熱伝達流体の全ての好適な特徴は、本明細書に記載の作動流体に当てはまる
【0138】
ランキンサイクルシステムは、熱エネルギーを機械的軸動力に変換するための単純か
つ信頼性の高い手段であることが知られている。工業環境では、特に工業環境が既に現場
で作業中又は保管中の大量の可燃物を有する場合に、トルエン及びペンタンなどの可燃性
作動流体を使用することが可能であり得る。しかしながら、人口の多い地域又は建物付近
での発電など、可燃性かつ/又は有毒な作動流体の使用に関連するリスクが許容されない
場合、作動流体として不燃性かつ/又は非毒性冷媒を使用する必要がある。また、GWP
の観点から業界内にはこれらの材料を環境的に許容可能なものにする動きもある。
【0139】
有機ランキンサイクルで廃熱を回収するためのプロセスは、液相の作動流体を、ボイ
ラーを通してポンプ圧送することを伴い、ボイラーで、プロセスストリームなどの外部(
廃)熱源が作動流体を加熱し、作動流体を気化させて、飽和蒸気又は過熱蒸気にする。こ
の蒸気が、タービンを通って膨張し、廃熱エネルギーが、機械エネルギーに変換される。
続いて、気相作動流体を液体に凝縮し、熱抽出サイクルを繰り返すためにボイラーにポン
プバックする。
【0140】
図6を参照すると、例示的な有機ランキンサイクルシステム70では、作動流体は、
蒸発装置71と、凝縮器75との間を循環され、ポンプ装置72及び膨張装置74が、そ
れらの間に機能的に配設されている。例示の実施形態では、流体の外部流れは、外部の温
かい導管76を介して蒸発器71に向けられる。外部の温かい導管76は、工業プロセス
(例えば、発電)、煙道ガス、排ガス、地熱源などからの廃熱源などの温かい熱源から流
体を運び得る。
【0141】
蒸発器71は、熱交換器として構成されており、熱交換器は、例えば、温かい導管7
6からの流体及び作動流体導管77Bからの流体をそれぞれ運ぶ一連の熱的に接続されて
いるが流体的に隔離されたチューブを含み得る。したがって、蒸発器71は、外部の温か
い導管76から到着する温かい流体から、膨張装置74から作動流体導管77Bを介して
到着する相対的により冷たい(例えば、「低温」)作動流体への熱QINの伝達を促進す
る。
【0142】
このようにして熱QINの吸収によって温められた、蒸発器71から放出される作動
流体は、次に、作動流体導管78Aを通ってポンプ72へ移動する。ポンプ72は、作動
流体を加圧し、それにより、外部エネルギー入力(例えば、電気)を通じて流体を更に温
める。結果得られた「高温」流体は、導管78Bを介し、任意選択で、以下に説明される
ように再生器73を介して、凝縮器75の入力に移動する。
【0143】
凝縮器75は、蒸発器71と同様の熱交換器として構成されており、例えば、冷たい
導管79からの流体及び作動流体導管78Bからの流体をそれぞれ運ぶ一連の熱的に接続
されているが流体的に隔離されたチューブを含み得る。凝縮器75は、ポンプ72から作
動流体導管78Bを介して到着する比較的温かい(例えば、「高温」)作動流体に、外部
冷却導管79から到着する冷たい流体への熱QOUTの伝達を促進する。
【0144】
このようにして熱QOUTの損失によって冷却された、凝縮器75から放出される作
動流体は、次に、作動流体導管77Aを通って膨張装置74へ移動する。膨張装置74は
、作動流体が膨張して、それによって流体を更に冷却することを可能にする。この段階で
は、流体は、例えば、タービンを駆動することによって、仕事をし得る。結果得られた「
低温」流体は、導管77Bを介し、任意選択で、以下に説明されるように再生器73を介
して、蒸発器71の入力に移動し、サイクルが、新たに始まる。
【0145】
したがって、作動流体導管77A、77B、78A、及び78Bは、閉ループを画定
し、その結果、それらの中に収容された作動流体は、無期限に、又は経路のメンテナンス
が必要になるまで、再利用され得る。
【0146】
例示の実施形態では、再生器73は、蒸発器71と、凝縮器75との間に機能的に配
設され得る。再生器73は、ポンプ72から放出された「高温」作動流体と、膨張装置7
4から放出された「低温」作動流体とが、高温作動流体からの熱の堆積と、低温作動流体
へのその熱の放出との間のタイムラグを潜在的に伴って、多少の熱を交換することを可能
にする。いくつかの用途では、これにより、ランキンサイクルシステム70の全体的な熱
効率が高められ得る。
【0147】
したがって、本発明は、本発明の作動流体を備える有機ランキンサイクルに関する。
【0148】
本発明は更に、有機ランキンサイクルでの本発明の作動流体の使用に関する。
【0149】
本発明はまた、ランキンサイクルで熱エネルギーを機械エネルギーに変換するための
プロセスを提供し、この方法は、i)本発明の作動流体を熱源で気化させ、結果得られた
蒸気を膨張させる工程と、次いで、ii)作動流体をヒートシンクで冷却して蒸気を凝縮
させる工程と、を含み、作動流体は、本発明の冷媒又は熱伝達組成物である。
【0150】
機械仕事は、発電機などの電気装置に送信されて電力を生成することができる。
【0151】
熱源は、産業廃熱、太陽エネルギー、地熱温水、低圧蒸気、燃料電池を利用する分散
型発電設備、原動機、又は内燃機関から選択される熱エネルギー源によって提供され得る
。低圧蒸気は、低圧の地熱蒸気であるか、又は化石燃料を動力源とする発電プラントによ
って提供される。
【0152】
熱源は、好ましくは、産業廃熱、又は内燃機関から選択される熱エネルギー源によっ
て提供される。
【0153】
熱源温度は、例えば、約90℃~800℃超など、広範に変化し得、特定の燃焼ガス
及びいくつかの燃料電池については、地理、時節など、無数の要因に依存し得ることが理
解されるであろう。
【0154】
例えば、プラスチック製造プラントからの、及び/又は化学プラント若しくは他の工
業プラント、石油精製所、及び関連する語形からの廃水若しくは低圧蒸気、並びに地熱源
などのソースに基づくシステムは、約175℃以下、又は約100℃以下、及び場合によ
っては、約90℃程度に低い、又は更には約80℃程度に低いソース温度を有し得る。微
粒子及び/又は腐食種を除去するための後続の処理が低温をもたらす燃焼プロセスからの
、又は任意の熱源からの排ガスなどのガス状熱源は、200℃以下、約175℃以下、約
130℃以下、約120℃以下、約100℃以下、約100℃以下、及び場合によっては
、約90℃程度に低い、又は更には約80℃程度に低いソース温度も有し得る。
【0155】
しかしながら、熱源は、少なくとも約200℃、例えば、約200℃~約400℃の
温度を有することが好ましい。
【0156】
代替的な好適な実施形態では、熱源は、400~800℃、より好ましくは、400
~600℃の温度を有する。
ヒートポンプ
【0157】
上述のように、上記の熱伝達流体がヒートポンプで使用される場合、熱伝達流体は、
冷媒と呼ばれる。したがって、冷媒は、本出願が考察される熱伝達流体に対応する。記載
の熱伝達流体の全ての好適な特徴は、本明細書に記載の冷媒に当てはまる。
【0158】
本発明の冷媒又は熱伝達組成物は、高温ヒートポンプシステムで使用され得る。
【0159】
図6を参照すると、1つの例示的なヒートポンプシステムでは、ロータリ、ピストン
、スクリュー、又はスクロール圧縮機などの圧縮機80が、冷媒を圧縮し、冷媒は、凝縮
器82に運ばれて第1の位置に熱QOUTを放出し、その後、冷媒を膨張装置84を通過
させて冷媒圧力を低下させ、続いて、冷媒を蒸発器86を通過させて、第2の位置から熱
INを吸収する。続いて、冷媒が、圧縮のために、圧縮機80に戻される。
【0160】
本発明は、高温ヒートポンプを使用して、流体又は物体を加熱する方法も提供し、こ
の方法は、(a)物体の流体の周辺で本発明の冷媒組成物を凝縮させる、又は加熱される
工程と、(b)冷媒を気化させる工程と、を含む。
【0161】
高温ヒートポンプの例としては、ヒートポンプ式タンブル乾燥機又は工業用ヒートポ
ンプが挙げられる。ヒートポンプは、サクションライン/液体ライン熱交換器(SL-L
L HX)を備え得ることが理解されるであろう。「高温ヒートポンプ」は、少なくとも
約80℃、好ましくは、少なくとも約90℃、好ましくは、少なくとも約100℃、より
好ましくは、少なくとも約110℃の温度を生成することができるヒートポンプを意味す
る。
二次ループシステム
【0162】
上述のように、上記の熱伝達流体が二次ループシステムで使用される場合、熱伝達流
体は、冷媒と呼ばれる。したがって、冷媒は、本出願で考察される熱伝達流体に対応する
。セクション1に記載の熱伝達流体の全ての好適な特徴は、本明細書に記載の冷媒に当て
はまる。
【0163】
本発明の冷媒は、二次ループシステム内の二次冷媒流体として使用され得る。
【0164】
二次ループシステムは、一次冷媒を使用し、その蒸気が二次ループの流体を冷却する
一次蒸気圧縮システムループを含む。次いで、二次流体が、用途のために必要な冷却を提
供する。そのようなループ内の流体は、冷却空間付近でヒトに曝露される可能性があるた
め、二次冷媒流体は、不燃性であり、かつ低毒性を有しなければならない。すなわち、本
発明の冷媒又は熱伝達組成物は、二次ループシステムで「二次冷媒流体」として使用され
得る。
【0165】
図7を参照すると、1つの例示的な二次ループシステムは、一次ループ90と、二次
ループ92と、を含む。一次ループ90では、ロータリ、ピストン、スクリュー、又はス
クロール圧縮機などの圧縮機94が、冷媒を圧縮し、冷媒は、凝縮器96に運ばれて第1
の位置に熱QOUTを放出し、その後一次冷媒を、膨張装置98を通過させて冷媒圧力を
低下させ、続いて一次冷媒を、冷媒/二次流体熱交換器100を通過させて二次流体と熱
INを交換し、二次流体は、ポンプ102を介して、二次ループ92を通って二次ルー
プ熱交換器104へポンプ圧送され、例えば、さらなる位置に冷却を提供することに対し
て、熱QIN-Sを吸収する。
【0166】
一次ループ(ループの蒸気圧縮サイクル、外部/屋外部分)で使用される一次流体は
、以下に限定されないが、HFO-1234ze(E)、HFO-1234yf、プロパ
ン、R455A、R32、R466A、R44B、R290、R717、R452B、R
448A、及びR449Aから選択され得、好ましくは、HFO-1234ze(E)、
HFO-1234yf、又はプロパンである。
【0167】
二次ループシステムは、冷蔵又は空調用途で使用され得る、すなわち、
二次ループシステムは、二次ループ冷蔵システム又は二次ループ空調システムであり
得る。
【0168】
二次ループ冷蔵システムを含み得る冷蔵システムの例としては、
・低温冷蔵システム、
・中温冷蔵システム、
・商用冷蔵庫、
・商用冷凍庫、
・産業用冷凍庫、
・産業用冷蔵庫、及び
・チラー、が挙げられる。
【0169】
二次ループ空調システムを含み得る空調システムの例としては、移動式空調システム
又は固定式空調システム内が挙げられる。自動車、トラック、及びバスなどの路上走行車
の空調、並びにボート、及び列車の空調を含む移動式空調システム。例えば、車両がバッ
テリ又は電源を含む場合。
【0170】
固定式空調システムの例としては、
・チラー、特に容積型チラー、とりわけモジュラー式であるか又は従来式に単独でパ
ッケージ化されているかのいずれかの空冷又は水冷直接膨張式チラー、
・住宅用空調システム、特に、ダクトスプリット型又はダクトレススプリット型空調
システム、
・住宅用ヒートポンプ、
・住宅用空気-水ヒートポンプ/温水システム、
・産業用空調システム、
・商用空調システム、特に、パッケージ式ルーフトップユニット及び可変冷媒流(va
riable refrigerant flow、VRF)システム、
・商用の空気熱源、水熱源、又は土壌熱源ヒートポンプシステム、が挙げられる。
【0171】
本発明による特に好適な熱伝達システムは、蒸気圧縮システム(一次ループ)と、二
次ループ空調システムと、を備える自動車用空調システムであり、一次ループは、冷媒と
してHFO-1234yfを含み、第2のループは、本発明の冷媒又は熱伝達組成物を含
む。特に、二次ループは、バッテリなど、自動車エンジン内の構成要素を冷却するために
使用され得る。
【0172】
二次ループ空調又は冷蔵システムは、サクションライン/液体ライン熱交換器(SL
-LL HX)を備え得ることが理解されるであろう。
方法
【0173】
本発明の熱伝達流体又は熱伝達組成物は、既存の流体の代替として使用され得る。
【0174】
本発明は、熱伝達システム内の既存の熱伝達流体を置き換える方法を提供し、この方
法は、(a)システムから既存の熱伝達流体の少なくとも一部分を除去する工程と、続い
て、(b)本発明の熱伝達流体をシステム内に導入する工程と、を含む。
【0175】
工程(a)は、工程(b)の前に、既存の熱伝達流体の少なくとも約5重量%、少な
くとも約10重量%、少なくとも約15重量%、少なくとも約50重量%、少なくとも約
70重量%、少なくとも約90重量%、少なくとも約95重量%、少なくとも約99重量
%、又は少なくとも約99.5重量%、又は実質的に全てをシステムから除去することを
含み得る。
【0176】
この方法は、工程(a)を実施した後、及び導入工程(b)の前に、システムを溶媒
でフラッシングする工程を、任選択で含み得る。
【0177】
本発明の目的のために、熱伝達流体は、電子デバイス内の、有機ランキンサイクル内
の、高温ヒートポンプ内の、又は二次ループ内の既存の流体を置き換えるために使用され
得る。
【0178】
例えば、本発明の熱管理流体は、HFC-4310mee、HFE-7100、及び
HFE-7200などの既存の流体の代替として使用され得る。あるいは、熱管理流体は
、水及びグリコールを置き換えるために使用され得る。代替品は、既存のシステム内、又
は既存の流体で機能するように設計された新しいシステム内にあってもよい。あるいは、
熱管理流体は、既存の冷媒が以前に使用された用途で使用され得る。
【0179】
例えば、本発明の冷媒は、HFC-245fa、HFC-134a、HFC-404
A、及びHFC-410Aなどの既存の冷媒の代替として使用され得る。この冷媒は、既
存の冷媒が以前に使用された用途で使用され得る。あるいは、この冷媒は、既存のシステ
ム内の既存の冷媒を改良するために使用され得る。あるいは、この冷媒は、既存の冷媒で
機能するように設計された新しいシステムで使用され得る。
【0180】
本発明は、熱伝達システム内の既存の冷媒を置き換える方法を提供し、この方法は、
(a)システムから既存の冷媒の少なくとも一部分を除去する工程と、続いて(b)本発
明の冷媒をシステム内に導入する工程と、を含む。既存の冷媒は、HFC-245fa、
HFC-134a、HFC-404A、及びHFC-410Aから選択され得る。
【0181】
工程(a)は、工程(b)の前に、既存の冷媒の少なくとも約5重量%、少なくとも
約10重量%、少なくとも約15重量%、少なくとも約50重量%、少なくとも約70重
量%、少なくとも約90重量%、少なくとも約95重量%、少なくとも約99重量%、又
は少なくとも約99.5重量%をシステムから除去することを含み得る。
【0182】
この方法は、工程(a)を実施した後、及び導入工程(b)の前に、システムを溶媒
でフラッシングする工程を、任選択で含み得る。
【実施例0183】
実施例1
有機ランキンサイクル
【0184】
この実施例は、有機ランキンサイクルにおける様々な作動流体の推定熱効率の比較に
基づいて、TFMCBが、有機ランキンサイクルにおける作動流体として有用であること
を示す。
【0185】
ORCシステムは、凝縮器と、ポンプと、ボイラーと、タービンと、を含むと仮定さ
れた。表1に定義されるような、各単位動作の指定された条件での各作動流体の特性を使
用して、熱効率が評価された。結果を以下の表1に示す。
【表1】
【0186】
条件1は、TFMCB、HFC-245fa、及びHFCO-1233zd(E)の
熱効率を、同じボイラー温度144℃で比較する。条件1での試験は、TFMCBが、こ
の温度で、HFC-245fa及びHFCO-1233zd(E)と同程度の熱効率を有
することを示す。より高いボイラー温度条件(条件2)では、結果は、TFMCBが、H
FC-245fa及びHFCO-1233zd(E)よりも効率的な作動流体であること
を示す。
実施例2
熱交換器におけるTFMCB及び3M Novec 7200の熱伝達及び圧力損失
【0187】
電気自動車のバッテリは、充電及び放電時の動作中に熱を発生する。車両用バッテリ
の典型的な設計は、3つのタイプ、すなわち、円筒形セル、パウチセル、及びプリズムセ
ルの間で異なる。3つのタイプは全て、それらの形状に起因する熱伝達に関して、異なる
考慮事項を有する。プリズムセル及びパウチセルは、真っ直ぐな外面のために、冷却板と
共に使用されることが多い。円筒形セルは、セルの外殻と熱接触する冷却リボンを使用す
る。セルの充電及び放電中の多大な発熱は、性能を低下させ、バッテリ寿命を低減させる
可能性のある温度の上昇につながり得る。
【0188】
バッテリ冷却板セットアップを使用して、バッテリに能動的冷却を提供し、熱を除去
する(例えば、電気自動車のバッテリから熱を除去する)ことができる。この実施例では
、2つの流体、3M Novec 7200及びTFMCBの性能が、単相熱伝達におけ
る冷却を提供する能力について分析された。
【0189】
対流性熱伝達は、直接接触によって、すなわち、バッテリエンクロージャを通ってポ
ンプ圧送され得る流体中にバッテリが浸漬されるときか、又は間接的に、すなわち、対流
性熱伝達と、伝導性熱伝達との組み合わせを伴う冷却板を使用することによってのいずれ
かで起こり得ることが理解されるであろう。
【0190】
本実施例は、0.55インチの内径を有する円形チューブを使用して、10246
BTU/h(3kW)の冷却負荷を提供した。チューブの長さは、2.9PSI(20k
Pa)の推定圧力損失を伴う30ft(9.14m)であった。流体温度は、7.2C(
45F)であった。内部熱伝達率を乱流について決定した。冷却負荷を除去するために必
要な質量流量が、両方の流体について決定された。シミュレーションの結果が、表2に示
されている。生成された熱を除去するための必要な質量流量は、3M Novec 72
00よりもTFMCBが低いことが、結果から理解され得る。これは、低減された入力で
熱交換器セットアップから熱を除去することを示す。有用な出力(すなわち、熱伝達率)
は、3M Novec 7200と比較して、TFMCBの方が7%高い。
【表2】
実施例3
二次ACシステムの熱力学的性能
【0191】
推定成績係数(COP)によって決定された二次ループ空調システムの効率が、R1
234ZE(E)、R1234yf、及びプロパンを主冷媒オプションとし、TFMCB
を二次冷媒として使用した場合について、評価された。このシステムは、蒸気圧縮一次ル
ープと、内部熱交換器によって熱的に接続されたポンプ式二相二次ループとで構成された
。この内部熱交換器は、一次ループに対しては蒸発器として、及び二次ループに対しては
凝縮器として作用する。表3Aに定義される、各単位動作の指定条件での一次冷媒及び二
次冷媒の熱力学特性を使用して、COPが、空調システムにおけるR410Aの性能に対
して評価された。
【表3】
【表4】
・表3Bは、異なる一次冷媒を有し、TFMCBを二次冷媒として使用する二次AC
システムの熱力学的性能を示す。
・二次ACシステムの容量は、全ての場合において、R410Aシステムと一致した

【表5】
・効率(COP)を一致させるために、凝縮温度を低下し得、それにより効率を向上
し得る熱伝達面積が、凝縮器に追加され得る。
・凝縮器のサイズは、効率を一致させるために必要な凝縮温度に反比例するので、よ
り高い凝縮温度が望ましい。
・表3Cは、異なる冷媒で効率を一致させるために必要な凝縮温度を示す。
【表6】
・表3Dは、35℃の周囲温度と比較した、上昇した周囲温度における異なる冷媒で
の二次ACシステムの性能を示す。
【0192】
全ての冷媒が、周囲温度が35℃から55℃に上昇すると、R410Aと比較して、
より少ない効率低下を示す。
実施例4
TFMCBを使用する高温ヒートポンプ用途
【0193】
高温ヒートポンプは、廃熱を利用して、高いヒートシンク温度を提供することができ
る。TFMCBは、試験された全ての凝縮温度にわたって、R245faより優れた効率
の便益をもたらす。
【0194】
動作条件:
・凝縮温度は、90℃、100℃、及び110℃の間で変えられた
・過冷却:10℃
・蒸発温度:25℃
・蒸発器過熱:15℃
・等エントロピ効率:65%
【表7】
実施例5
二次ループの熱力学的性能
中温冷蔵システム、
【0195】
推定成績係数(COP)によって決定された二次ループ中温冷蔵システムの効率が、
R1234ZE(E)、R1234yf、及びプロパンを主冷媒オプションとし、TFM
CBを二次冷媒として使用した場合について、評価された。このシステムは、蒸気圧縮一
次ループと、内部熱交換器によって熱的に接続されたポンプ式二相二次ループとで構成さ
れた。この内部熱交換器は、一次ループに対しては蒸発器として、及び二次ループに対し
ては凝縮器として作用する。表5Aに定義される、各単位動作の指定条件での一次冷媒及
び二次冷媒の熱力学特性を使用して、COPが、空調システムにおけるR134aの性能
に対して評価された。
【0196】
したがって、本発明の組成物を使用する二次中温冷蔵システムは、超低GWPで不燃
性の冷媒をストア内に使用するシステム設計変更で、R134aの効率と一致することが
できる。
【表8】
【表9】
・表5Bは、異なる一次冷媒を有し、TFMCBを二次冷媒として使用する二次冷蔵
システムの熱力学的性能を示す。
・二次冷蔵システムの容量は、全ての場合において、R134aシステムと一致した

【表10】
・効率(COP)を一致させるために、凝縮温度を低下し得、それにより効率を向上
し得る熱伝達面積が、凝縮器に追加され得る。
・凝縮器のサイズは、効率を一致させるために必要な凝縮温度に反比例するので、よ
り高い凝縮温度が望ましい。
・表5Cは、異なる冷媒で効率を一致させるために必要な凝縮温度を示す。
【表11】
・表5Dは、35℃の周囲温度と比較した、上昇した周囲温度における異なる冷媒で
の二次冷蔵システムの性能を示す。
【0197】
全ての冷媒が、周囲温度が35℃から55℃に上昇すると、R134aと比較して、
同様の効率低下を示す。
実施例6
TFMCBの混和性
【0198】
様々な冷蔵潤滑剤とのTFMCBの混和性が、試験される。試験された潤滑剤は、ポ
リオールエステル油(Mobil EAL 22 cc及びSolest 120)、及
びポリアルキレングリコール(PAG)油(Toyota ND-oil 8)である。
各冷媒/油の組み合わせについて、3つの組成物、すなわち、各々の残部が、試験される
本発明の化合物である、5、20、及び50重量%の潤滑剤が試験される。
【0199】
潤滑剤組成物が、重壁ガラス管内に入れられる。管が排気され、本発明による冷媒化
合物が添加され、次いで、チューブが密閉される。次いで、チューブが、空気浴環境チャ
ンバ内に入れられ、チャンバの温度が、約-50℃から70℃に変えられる。およそ10
℃の間隔で、チューブ内容物の視覚的観察が、1つ以上の液相の存在について行われる。
2つ以上の液相が観察される場合、混合物は不混和性であると報告される。観察される液
相が1つだけの場合、混合物は混和性であると報告される。2つの液相が観察されたが、
液相のうちの1つが非常に小さい体積しか占めない場合、混合物は部分的に混和性である
と報告される。
【0200】
ポリアルキレングリコール及びエステル油潤滑剤は、全温度範囲にわたって、試験さ
れた全ての割合において混和性であると判定される。
実施例7
TFMCBの相溶性
【0201】
本発明の冷媒化合物及び組成物のPAG潤滑油との相溶性が、冷蔵及び空調システム
で使用される金属と接触させながら、多くの冷蔵及び空調用途で見られるよりもはるかに
厳しい条件を表す350°Fで、試験される。
【0202】
アルミニウム、銅、及び鋼のクーポンが、重壁ガラス管に添加される。2グラムの油
が、チューブに添加される。次いで、チューブが排気され、1グラムの冷媒が添加される
。チューブが、350°Fのオーブンに1週間入れられ、目視観察が行われる。暴露期間
の終了時に、チューブが取り出される。
【0203】
この手順が、油と、本発明の化合物との以下の組み合わせ、すなわち、
a.TFMCB及びToyota Nd-oil 8、
b.TFMCB及びMobil EAL 22 cc、
c.TFMCB及びSolest 120、について実施された。
【0204】
全ての場合において、チューブの内容物の外観の変化はわずかである。これは、本発
明の化合物及び組成物が、冷蔵及び空調システムに見られるアルミニウム、鋼、及び銅、
並びにそのような組成物に含まれる、又はこれらのタイプのシステムにおいてそのような
組成物と共に使用される可能性があるタイプの潤滑油と接触して安定であることを示す。
実施例8
TFMCBの相溶性
TFMCB及びエラストマーサンプルが、40cm3のステンレス鋼シリンダに入れ
られ、ステンレス鋼シリンダが、80℃のオーブン内で14日間加熱された。
【表12】
【0205】
結論:全体的に見て、材料サンプルの外観に変化はない。TFMCBは、プラスチッ
ク及びエラストマとの良好な相溶性を示す。
実施例9
TFMCBを使用する顕熱浸漬冷却用途
【0206】
電気自動車のバッテリは、充電及び放電時の動作中に熱を発生する。車両用バッテリ
の典型的な設計は、3つのタイプ、すなわち、円筒形セル、パウチセル、及びプリズムセ
ルの間で異なる。3つのタイプは全て、それらの形状に起因する熱伝達に関して、異なる
考慮事項を有する。セルの充電及び放電中の多大な発熱は、性能を低下させ、電池寿命を
低減させる可能性のある温度の上昇につながり得る。
【0207】
TFMCBは、流体中に浸漬されるバッテリセルの直接冷却を可能にする誘電性及び
不燃性の流体であることが理解されるであろう。
【0208】
本実施例は、18650タイプの1792個の円筒形バッテリセルからなるバッテリ
モジュールを考察する。ある場合には、バッテリモジュールは、バッテリセルと接触して
いるフラットチューブ熱交換器内の水/グリコールの50/50混合物によって冷却され
る。他の場合には、セルは、TFMCB内に浸漬される、すなわち、流体と直接接触する
。バッテリモジュールの廃熱は8750Wで、セルの総数にわたって均一に分布する。仮
定及び動作条件が、表6に列挙されている。
【0209】
表7に列挙され、図1の図についての最小及び最大セル温度の結果から、TFMCB
を使用する浸漬冷却が、水/グリコールを使用する熱交換器と比較して、より低い最大セ
ル温度を提供することが理解され得る。これは、バッテリセルの性能及び寿命に対して有
益な効果を有する。
【表13】
【表14】
実施例10
データセンター内にTFMCBを使用する二相浸漬冷却用途
【0210】
データセンターの冷却の一例が、図9を参照しながら、提供される。一般的に200
で示されるデータセンターは、電子機器ラック210のうちの1つ以上に収容されている
複数の電子サブシステム220を含む。電子サブシステム220のうちの少なくとも1つ
、好ましくは複数、好ましくは全ては、垂直に延在する液体-空気熱交換器243と、液
体-空気熱交換器243を横切って冷却空気流244を方向付けるための供給及び戻りダ
クト241、242と、を(一実施形態では)含む冷却ステーション240に関連付けら
れている。冷却サブシステム219は、複数の電子サブシステム220のうちの少なくと
も1つ、好ましくは複数、好ましくは全てに関連付けられている。好適な実施形態では、
図9に示されるように、サブシステム220の全てが、冷却ステーション240及び冷却
サブシステム219と関連付けられる。各冷却サブシステム219は、複数の電子構成要
素223を備えるそれぞれの電子サブシステム220を囲むハウジング221(好ましく
は低圧ハウジングである)を備える。電子構成要素は、データセンターの一部として動作
しており、データセンター内でそれらの機能を実行する結果として発生している。構成要
素は、一例として、プリント回路基板、マイクロプロセッサモジュール、及びメモリデバ
イスを含む。各電子サブシステムは、動作しているとき、本発明の熱管理流体224内に
浸漬されている発熱構成要素を有する。流体224は、典型的な動作中に沸騰し、本発明
による誘電蒸気225を生成する。例示的な実施形態では、電子サブシステム220は、
電子サブシステム220を斜めに収容するために、電子機器ラック210内に上向きに傾
斜した支持レール222を提供することによって、角度付けされている。例示された電子
サブシステムの角度付けは、冷却サブシステム219と、関連付けられたローカル冷却ス
テーション240の液体-空気熱交換器243との間の蒸気225の浮力駆動循環を促進
する。しかしながら、本発明及び本実施例による優れた結果は、そのような角度付けが使
用されない場合、めったには同様にうまく達成されない。複数の冷却剤ループ226は、
液冷式電子サブシステム及び液体-空気熱交換器243のそれぞれの部分と流体接触及び
熱接触して連結されている。具体的には、複数のチューブ部分300が、液体-空気熱交
換器243を貫通し、液体-空気熱交換器243は、この実施例では、複数の空冷フィン
310を含む。蒸気225は、ハウジング221から液体-空気熱交換器243の対応す
るチューブ部分300へ浮力駆動され、そこで蒸気が凝縮し、次いで、関連付けられた液
冷式電子機器サブシステムに液体として戻される。冷却空気流244は、データセンター
200の複数のローカル冷却ステーション240の供給ダクト241と平行に提供され、
加熱された気流が、戻りダクト242を介して排気される。本発明の流体ではないが、本
明細書に記載の装置が、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第2013/001
9614号に開示されている。
【0211】
上述のシステムは、TFMCBからなる熱管理流体と、凝縮器のためのヒートシンク
としての周囲空気と、を用いて動作され、このシステムは、システムが、動作しているデ
ータセンター内で機能を実行している間、電子構成要素を最も所望の動作温度範囲に効果
的に、効率的に、安全に、かつ高信頼性で維持するように動作する。
態様
【0212】
本発明は、以下の番号付けした実施形態によって更に例示される。番号付けした実施
形態の主題は、本明細書又は特許請求の範囲の1つ以上の主題と更に組み合わされてもよ
い。
【0213】
番号付けされた実施形態1:(a)冷媒成分の重量に基づいて、少なくとも約50重
量%の1-トリフルオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタン(TFMCB)
を含む冷媒成分、を含む、熱伝達組成物。
【0214】
番号付けされた実施形態2:冷媒成分が、冷媒成分の重量に基づいて、少なくとも約
50重量%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態1に記載の熱伝達組成物。
【0215】
番号付けされた実施形態3:冷媒成分が、冷媒成分の重量に基づいて、少なくとも約
70重量%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態1又は2に記載の熱伝達組
成物。
【0216】
番号付けされた実施形態4:冷媒成分が、冷媒成分の重量に基づいて、少なくとも約
90重量%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態1~3に記載の熱伝達組成
物。
【0217】
番号付けされた実施形態5:冷媒成分が、冷媒成分の重量に基づいて、少なくとも約
95重量%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態1~4の記載の熱伝達組成
物。
【0218】
番号付けされた実施形態6:冷媒成分が、冷媒成分の重量に基づいて、少なくとも約
99重量%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態1~5に記載の熱伝達組成
物。
【0219】
番号付けされた実施形態7:冷媒成分が、実質的にTFMCBからなる、番号付けさ
れた実施形態1~6に記載の熱伝達組成物。
【0220】
番号付けされた実施形態8:冷媒成分が、TFMCBからなる、番号付けされた実施
形態1~7に記載の熱伝達組成物。
【0221】
番号付けされた実施形態9:潤滑剤を更に含む、番号付けされ実施形態1~8に記載
の熱伝達組成物。
【0222】
番号付けされた実施形態10:潤滑剤が、熱伝達組成物の約5重量%~約30重量%
の量で熱伝達組成物中に存在する、番号付けされた実施形態9に記載の熱伝達組成物。
【0223】
番号付けされた実施形態11:潤滑剤が、ポリオールエステル(POE)、ポリアル
キレングリコール(PAG)、PAG油、ポリビニルエーテル(PVE)、及びポリ(α
-オレフィン)(PAO)、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、番号
付けされた実施形態9又は10に記載の熱伝達組成物。
【0224】
番号付けされた実施形態12:潤滑剤が、POE又はPVEである、番号付けされた
実施形態11に記載の熱伝達組成物。
【0225】
番号付けされた実施形態13:潤滑剤がPOEである、番号付けされた実施形態11
に記載の熱伝達組成物。
【0226】
番号付けされた実施形態14:潤滑剤がPVEである、番号付けされた実施形態11
に記載の熱伝達組成物。
【0227】
番号付けされた実施形態15:熱伝達流体が、HFE-7000、HFE-7200
、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tra
ns-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、エタノール、ペルフ
ルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis-HFO-1
336mzz、trans-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1
234ze(E)、HFO-1233zd(E)、及びHFO-1233zd(Z)から
なる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態1~1
4のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0228】
番号付けされた実施形態16:熱伝達流体が、HFE-7000、HFE-7200
、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tra
ns-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、メタノール、エタノ
ール、ペルフルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis
-HFO-1336mzz、HFO-1233zd(E)、HFO-1233zd(Z)
からなる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態1
~14のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0229】
番号付けされた実施形態17:1つ以上の共流体が、熱伝達組成物の少なくとも約5
重量%の量で熱伝達流体中に存在する、番号付けされた実施形態15又は16に記載の熱
伝達組成物。
【0230】
番号付けされた実施形態18:1つ以上の共流体が、熱伝達組成物の少なくとも約1
0重量%の量で熱伝達流体中に存在する、番号付けされた実施形態15又は16に記載の
熱伝達組成物。
【0231】
番号付けされた実施形態19:
【0232】
実質的にTFMCB及び1つ以上の共流体からなる、番号付けされた実施形態15~
18に記載の熱伝達組成物。
【0233】
番号付けされた実施形態20:
【0234】
TFMCB及び1つ以上の共流体からなる、番号付けされた実施形態15~18に記
載の熱伝達組成物。
【0235】
番号付けされた実施形態21:クラス1熱伝達流体である、番号付けされた実施形態
1~20のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0236】
番号付けされた実施形態22:クラスA冷媒である、番号付けされた実施形態1~2
1のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0237】
番号付けされた実施形態23:クラスA1冷媒である、番号付けされた実施形態1~
22のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0238】
番号付けされた実施形態24:約1000以下の地球温暖化係数(GWP)を有する
、番号付けされた実施形態1~22のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0239】
番号付けされた実施形態25:約700以下の地球温暖化係数(GWP)を有する、
番号付けされた実施形態1~23のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0240】
番号付けされた実施形態26:約500以下の地球温暖化係数(GWP)を有する、
番号付けされた実施形態1~23のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0241】
番号付けされた実施形態27:約300以下の地球温暖化係数(GWP)を有する、
番号付けされた実施形態1~23のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0242】
番号付けされた実施形態28:約150以下の地球温暖化係数(GWP)を有する、
番号付けされた実施形態1~23のいずれか1つに記載の熱伝達組成物。
【0243】
番号付けされた実施形態29:動作している電子デバイス内の発熱構成要素を冷却す
るための方法であって、電子デバイスが、電子デバイスと熱接触しているTFMCBを含
む熱管理流体を備え、この方法が、熱管理流体を気化することによって、動作中に電子デ
バイスによって生成された熱を熱管理流体に伝達することを含む、方法。
【0244】
番号付けされた実施形態30:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約5重量%の
量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0245】
番号付けされた実施形態31:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約15重量%
の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0246】
番号付けされた実施形態32:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約50重量%
の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0247】
番号付けされた実施形態33:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約70重量%
の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0248】
番号付けされた実施形態34:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約90重量%
の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0249】
番号付けされた実施形態35:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約95重量%
の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0250】
番号付けされた実施形態36:熱管理流体が、熱管理流体の少なくとも約99重量%
の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態29に記載の方法。
【0251】
番号付けされた実施形態37:熱管理流体が、実質的にTFMCBからなる、番号付
けされた実施形態29に記載の方法。
【0252】
番号付けされた実施形態38:熱管理流体が、TFMCBからなる、番号付けされた
実施形態29に記載の方法。
【0253】
番号付けされた実施形態39:熱管理流体が、HFE-7000、HFE-7200
、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tra
ns-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、エタノール、ペルフ
ルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis-HFO-1
336mzz、trans-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1
234ze(E)、HFO-1233zd(E)、及びHFO-1233zd(Z)から
なる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態29~
36のいずれか1つに記載の方法。
【0254】
番号付けされた実施形態40:熱管理流体が、HFE-7000、HFE-7200
、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tra
ns-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、メタノール、エタノ
ール、ペルフルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis
-HFO-1336mzz、HFO-1233zd(E)、HFO-1233zd(Z)
からなる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態2
9~36のいずれか1つに記載の方法。
【0255】
番号付けされた実施形態41:1つ以上の共流体が、熱管理流体の少なくとも約5重
量%の量で存在する、番号付けされた実施形態39又は40のいずれか1つに記載の方法
【0256】
番号付けされた実施形態42:1つ以上の共流体が、熱管理流体の少なくとも約10
重量%の量で存在する、番号付けされた実施形態39又は40のいずれか1つに記載の方
法。
【0257】
番号付けされた実施形態43:熱管理流体が、実質的にTFMCB及び1つ以上の共
流体からなる、番号付けされた実施形態39~42のいずれか1つに記載の方法。
【0258】
番号付けされた実施形態44:熱管理流体が、TFMCB及び1つ以上の共流体から
なる、番号付けされた実施形態39~42のいずれか1つに記載の方法。
【0259】
番号付けされた実施形態45:熱管理流体が、クラス1冷媒である、番号付けされた
実施形態29~44のいずれか1つに記載の方法。
【0260】
番号付けされた実施形態46:熱管理流体が、クラスA冷媒である、番号付けされた
実施形態29~45のいずれか1つに記載の方法。
【0261】
番号付けされた実施形態47:熱管理流体が、クラスA1冷媒である、番号付けされ
た実施形態29~46のいずれか1つに記載の方法。
【0262】
番号付けされた実施形態48:熱管理流体が、引火点を有さない、番号付けされた実
施形態29~47のいずれか1つに記載の方法。
【0263】
番号付けされた実施形態49:熱管理流体が、約100°F(37.8℃)を上回る
引火点を有する、番号付けされた実施形態29~48のいずれか1つに記載の方法。
【0264】
番号付けされた実施形態50:熱管理流体が、電気絶縁性熱管理流体である、番号付
けされた実施形態29~49のいずれか1つに記載の方法。
【0265】
番号付けされた実施形態51:熱管理流体が、約1000以下の地球温暖化係数(G
WP)を有する、番号付けされた実施形態29~50のいずれか1つに記載の方法。
【0266】
番号付けされた実施形態52:熱管理流体が、約700以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態29~50のいずれか1つに記載の方法。
【0267】
番号付けされた実施形態53:熱管理流体が、約500以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態29~50のいずれか1つに記載の方法。
【0268】
番号付けされた実施形態54:熱管理流体が、約300以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態29~50のいずれか1つに記載の方法。
【0269】
番号付けされた実施形態55:熱管理流体が、約150以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態29~50のいずれか1つに記載の方法。
【0270】
番号付けされた実施形態56:
【0271】
熱管理流体が、発熱構成要素と直接接触している、番号付けされた実施形態29~5
5のいずれか1つに記載の方法。
【0272】
番号付けされた実施形態57:発熱構成要素が、熱管理流体中に浸漬されている、番
号付けされた実施形態29~56のいずれか1つに記載の方法。
【0273】
番号付けされた実施形態58:発熱構成要素から熱管理流体に熱を伝達する工程が、
熱管理流体を気化させる、番号付けされた実施形態29~57のいずれか1つに記載の方
法。
【0274】
番号付けされた実施形態59:熱管理流体が、デバイス内で受動的に循環される、番
号付けされた実施形態29~58のいずれか1つに記載の方法。
【0275】
番号付けされた実施形態60:熱管理流体が、例えば、ポンプなどの機械的装置を使
用することによって、デバイス内で能動的に循環される、番号付けされた実施形態29~
58のいずれか1つに記載の方法。
【0276】
番号付けされた実施形態61:発熱構成要素が、マイクロプロセッサ、半導体デバイ
スを製造するために使用されるウェハ、電力制御用半導体、配電用スイッチギヤ、電源ト
ランス、回路基板、マルチチップモジュール、パッケージ化若しくは非パッケージ化半導
体デバイス、半導体集積回路、燃料電池、レーザー(従来の又はレーザーダイオード)、
発光ダイオード(LED)、及び、例えば、高電力用途、例えばハイブリッド車又は電気
自動車などで使用される電気化学セルなど、半導体集積回路(IC)、電気化学セル、パ
ワートランジスタ、抵抗器、及びエレクトロルミネセンス素子から選択される、番号付け
された実施形態29~60のいずれか1つに記載の方法。
【0277】
番号付けされた実施形態62:電子デバイスが、パーソナルコンピュータ、マイクロ
プロセッサ、サーバ、携帯電話、タブレット、デジタル家庭電化製品(例えば、テレビ、
メディアプレーヤ、ゲームコンソールなど)、パーソナルデジタルアシスタント、データ
センター、ハイブリッド車若しくは電気自動車、据置並びに車載の両方のバッテリ、風力
タービン、列車エンジン、又は発電機から選択され、好ましくは、電子デバイスが、ハイ
ブリッド車又は電気自動車である、番号付けされた実施形態29~61のいずれか1つに
記載の方法。
【0278】
番号付けされた実施形態63:番号付けされた実施形態29~55のいずれか1つに
定義された熱管理流体を備える電子デバイス。
【0279】
番号付けされた実施形態64:発熱構成要素を備える、番号付けされた実施形態63
に記載の電子デバイス。
【0280】
番号付けされた実施形態65:発熱構成要素が、マイクロプロセッサ、半導体デバイ
スを製造するために使用されるウェハ、電力制御用半導体、配電用スイッチギヤ、電源ト
ランス、回路基板、マルチチップモジュール、パッケージ化若しくは非パッケージ化半導
体デバイス、半導体集積回路、燃料電池、レーザー(従来の又はレーザーダイオード)、
発光ダイオード(LED)、及び、例えば、高電力用途、例えばハイブリッド車又は電気
自動車などで使用される電気化学セルなど、半導体集積回路(IC)、電気化学セル、パ
ワートランジスタ、抵抗器、及びエレクトロルミネセンス素子から選択される、番号付け
された実施形態64に記載の電子デバイス。
【0281】
番号付けされた実施形態66:少なくとも1つの熱交換器を備える、番号付けされた
実施形態63~65のいずれか1つに記載の電子デバイス。
【0282】
番号付けされた実施形態67:ポンプなど、熱管理流体を能動的に循環させるための
手段を備える、番号付けされた実施形態63~66のいずれか1つに記載の電子デバイス
【0283】
番号付けされた実施形態68:電子デバイスが、パーソナルコンピュータ、マイクロ
プロセッサ、サーバ、携帯電話、タブレット、デジタル家庭電化製品(例えば、テレビ、
メディアプレーヤ、ゲームコンソールなど)、パーソナルデジタルアシスタント、データ
センター、ハイブリッド車若しくは電気自動車、据置並びに車載の両方のバッテリ、風力
タービン、列車エンジン、又は発電機から選択され、好ましくは、電子デバイスが、ハイ
ブリッド車又は電気自動車である、番号付けされた実施形態63~67のいずれか1つに
記載の電子デバイス。
【0284】
番号付けされた実施形態69:番号付けされた実施形態56~62のいずれか1つに
定義された電子デバイス内の発熱構成要素を冷却するための、番号付けされた実施形態2
9~55のいずれか1つに定義された熱管理流体の使用。
【0285】
番号付けされた実施形態70:ランキンサイクルにおいて熱エネルギーを機械エネル
ギーに変換するためのプロセスであって、この方法が、i)作動流体を熱源で気化させ、
結果得られた蒸気を膨張させる工程と、次いで、ii)作動流体をヒートシンクで冷却し
て、蒸気を凝縮させる工程と、を含み、作動流体が、番号付けされた実施形態1~28に
定義された熱伝達組成物である、プロセス。
【0286】
番号付けされた実施形態71:ランキンサイクルにおいて熱エネルギーを機械エネル
ギーに変換するためのプロセスであって、この方法が、i)作動流体を熱源で気化させ、
結果得られた蒸気を膨張させる工程と、次いで、ii)作動流体をヒートシンクで冷却し
て、蒸気を凝縮させる工程と、を含み、作動流体が、少なくとも約50重量%のTFMC
Bを含む、プロセス。
【0287】
番号付けされた実施形態72:ランキンサイクルにおいて熱エネルギーを機械エネル
ギーに変換するためのプロセスであって、この方法が、i)作動流体を熱源で気化させ、
結果得られた蒸気を膨張させる工程と、次いで、ii)作動流体をヒートシンクで冷却し
て、蒸気を凝縮させる工程と、を含み、作動流体が、約21~27重量%のTFMCBと
、64~72重量%のtrans-1,2-ジクロロエチレンと、約5~11重量%のメ
タノールとの混合物である共沸混合物でないこと、及び作動流体が、約82~92重量%
のTFMCBと、約8~18重量%のメタノールとの混合物、若しくは約82~92重量
%のTFMCBと、約8~18重量%のエタノールとの混合物である共沸組成物でないこ
とを条件に、作動流体が、TFMCBを含む、プロセス。
【0288】
番号付けされた実施形態73:作動流体が、少なくとも約50重量%のTFMCBを
含む、番号付けされた実施形態72に記載のプロセス。
【0289】
番号付けされた実施形態74:作動流体が、少なくとも約70重量%のTFMCBを
含む、番号付けされた実施形態72に記載のプロセス。
【0290】
番号付けされた実施形態75:作動流体が、少なくとも約80重量%のTFMCBを
含む、番号付けされた実施形態72に記載のプロセス。
【0291】
番号付けされた実施形態76:作動流体が、少なくとも約90重量%のTFMCBを
含む、番号付けされた実施形態72に記載のプロセス。
【0292】
番号付けされた実施形態77:作動流体が、実質的にTFMCBからなる、番号付け
された実施形態72に記載のプロセス。
【0293】
番号付けされた実施形態78:作動流体が、TFMCBからなる、番号付けされた実
施形態72に記載のプロセス。
【0294】
番号付けされた実施形態79:作動流体が、HFE-7000、HFE-7200、
HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tran
s-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、エタノール、ペルフル
オロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis-HFO-13
36mzz、trans-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-12
34ze(E)、HFO-1233zd(E)、及びHFO-1233zd(Z)からな
る群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態1~8の
いずれか1つに記載のプロセス。
【0295】
番号付けされた実施形態80:作動流体が、HFE-7000、HFE-7200、
HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tran
s-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、メタノール、エタノー
ル、ペルフルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis-
HFO-1336mzz、HFO-1233zd(E)、HFO-1233zd(Z)か
らなる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態1~
8のいずれか1つに記載のプロセス。
【0296】
番号付けされた実施形態81:1つ以上の共流体が、作動流体の少なくとも約5重量
%の量で作動流体中に存在する、番号付けされた実施形態79又は80に記載のプロセス
【0297】
番号付けされた実施形態82:1つ以上の共流体が、作動流体の少なくとも約10重
量%の量で作動流体中に存在する、番号付けされた実施形態79又は80に記載のプロセ
ス。
【0298】
番号付けされた実施形態83:
【0299】
作動流体が、実質的にTFMCB及び1つ以上の共流体からなる、番号付けされた実
施形態79~82に記載のプロセス。
【0300】
番号付けされた実施形態84:作動流体が、TFMCB及び1つ以上の共流体からな
る、番号付けされた実施形態79~82に記載のプロセス。
【0301】
番号付けされた実施形態85:作動流体が、クラス1冷媒である、番号付けされた実
施形態79~84のいずれか1つに記載のプロセス。
【0302】
番号付けされた実施形態86:作動流体が、クラスA冷媒である、番号付けされた実
施形態79~85のいずれか1つに記載のプロセス。
【0303】
番号付けされた実施形態87:作動流体が、クラスA1冷媒である、番号付けされた
実施形態71~86のいずれか1つに記載のプロセス。
【0304】
番号付けされた実施形態88:作動流体が、約1000以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態71~87のいずれか1つに記載のプロセス。
【0305】
番号付けされた実施形態89:作動流体が、約700以下の地球温暖化係数(GWP
)を有する、番号付けされた実施形態71~87のいずれか1つに記載のプロセス。
【0306】
番号付けされた実施形態90:作動流体が、約500以下の地球温暖化係数(GWP
)を有する、番号付けされた実施形態71~87のいずれか1つに記載のプロセス。
【0307】
番号付けされた実施形態91:作動流体が、約300以下の地球温暖化係数(GWP
)を有する、番号付けされた実施形態71~87のいずれか1つに記載のプロセス。
【0308】
番号付けされた実施形態92:作動流体が、約150以下の地球温暖化係数(GWP
)を有する、番号付けされた実施形態71~87のいずれか1つに記載のプロセス。
【0309】
番号付けされた実施形態93:機械仕事が、発電機などの電気装置に送られて、電力
を生成する、番号付けされた実施形態71~92に記載のプロセス。
【0310】
番号付けされた実施形態94:熱源が、産業廃熱、太陽エネルギー、地熱温水、低圧
蒸気、燃料電池を利用する分散型発電設備、原動機、又は内燃機関から選択される熱エネ
ルギー源によって提供される、番号付けされた実施形態71~93に記載のプロセス。
【0311】
番号付けされた実施形態95:熱源温度が、約90℃~800℃超である、番号付け
された実施形態71~94に記載のプロセス。
【0312】
番号付けされた実施形態96:熱源温度が、約400℃~800℃である、番号付け
された実施形態71~95に記載のプロセス。
【0313】
番号付けされた実施形態97:熱源温度が、約400℃~600℃である、番号付け
された実施形態71~96に記載のプロセス。
【0314】
番号付けされた実施形態98:熱源温度が、少なくとも約200℃、例えば、約20
0℃~約400℃である、番号付けされた実施形態79~97に記載のプロセス。
【0315】
番号付けされた実施形態99:番号付けされた実施形態71~92に定義される作動
流体、又は態様1から28に定義される熱伝達組成物を備える、有機ランキンサイクル。
【0316】
番号付けされた実施形態100:態様1から28に定義される熱伝達組成物を備える
高温ヒートポンプ。
【0317】
番号付けされた実施形態101:冷媒を備える高温ヒートポンプであって、冷媒が、
約21~27重量%のTFMCBと、64~72重量%のtrans-1,2-ジクロロ
エチレンと、約5~11重量%のメタノールの混合物である共沸混合物でないこと、及び
冷媒が、約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のメタノールとの混合物
、若しくは約82~92重量%のTFMCBと、約8~18重量%のエタノールとの混合
物である共沸組成物でないことを条件に、冷媒が、TFMCBを含む、高温ヒートポンプ
【0318】
番号付けされた実施形態102:冷媒が、少なくとも約50重量%のTFMCBを含
む、番号付けされた実施形態101に記載の高温ヒートポンプ。
【0319】
番号付けされた実施形態103:冷媒が、少なくとも約70重量%のTFMCBを含
む、番号付けされた実施形態101に記載の高温ヒートポンプ。
【0320】
番号付けされた実施形態104:冷媒が、少なくとも約80重量%のTFMCBを含
む、番号付けされた実施形態101に記載の高温ヒートポンプ。
【0321】
番号付けされた実施形態105:冷媒が、少なくとも約90重量%のTFMCBを含
む、番号付けされた実施形態101に記載の高温ヒートポンプ。
【0322】
番号付けされた実施形態106:冷媒が、実質的にTFMCBからなる、番号付けさ
れた実施形態101に記載の高温ヒートポンプ。
【0323】
番号付けされた実施形態107:冷媒が、TFMCBからなる、実施形態101に記
載の高温ヒートポンプ。
【0324】
番号付けされた実施形態108:冷媒が、HFE-7000、HFE-7200、H
FE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、trans
-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、エタノール、ペルフルオ
ロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis-HFO-133
6mzz、trans-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-123
4ze(E)、HFO-1233zd(E)、及びHFO-1233zd(Z)からなる
群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態101~1
07のいずれか1つに記載の高温ヒートポンプ。
【0325】
番号付けされた実施形態109:冷媒が、n-ペンタン、シクロペンタン、cis-
HFO-1336mzz、trans-HFO-1336mzz、HFO-1233zd
(E)、HFO-1233zd(Z)、HFO-1234yf、HFO-1234ze(
E)からなる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形
態101~107のいずれか1つに記載の高温ヒートポンプ。
【0326】
番号付けされた実施形態110:1つ以上の共流体が、冷媒の少なくとも約5重量%
の量で冷媒中に存在する、番号付けされた実施形態108又は109に記載の高温ヒート
ポンプ。
【0327】
番号付けされた実施形態111:1つ以上の共流体が、冷媒の少なくとも約10重量
%の量で冷媒中に存在する、番号付けされた実施形態108又は109に記載の高温ヒー
トポンプ。
【0328】
番号付けされた実施形態112:冷媒が、実質的にTFMCB及び1つ以上の共流体
からなる、番号付けされた実施形態108~111に記載の高温ヒートポンプ。
【0329】
番号付けされた実施形態113:
【0330】
冷媒が、TFMCB及び1つ以上の共流体からなる、番号付けされた実施形態108
~111に記載の高温ヒートポンプ。
【0331】
番号付けされた実施形態114:冷媒が、クラス1冷媒である、番号付けされた実施
形態101~113のいずれか1つに記載の高温ヒートポンプ。
【0332】
番号付けされた実施形態115:冷媒が、クラスA冷媒である、番号付けされた実施
形態101~114に記載の高温ヒートポンプ。
【0333】
番号付けされた実施形態116:冷媒が、クラスA1冷媒である、番号付けされた実
施形態101~115のいずれか1つに記載の高温ヒートポンプ。
【0334】
番号付けされた実施形態117:冷媒が、約1000以下の地球温暖化係数(GWP
)を有する、番号付けされた実施形態101~116のいずれか1つに記載の高温ヒート
ポンプ。
【0335】
番号付けされた実施形態118:冷媒が、約700以下の地球温暖化係数(GWP)
を有する、番号付けされた実施形態101~116のいずれか1つに記載の高温ヒートポ
ンプ。
【0336】
番号付けされた実施形態119:冷媒が、約500以下の地球温暖化係数(GWP)
を有する、番号付けされた実施形態101~116のいずれか1つに記載の高温ヒートポ
ンプ。
【0337】
番号付けされた実施形態120:冷媒が、約300以下の地球温暖化係数(GWP)
を有する、番号付けされた実施形態101~116のいずれか1つに記載の高温ヒートポ
ンプ。
【0338】
番号付けされた実施形態121:冷媒が、約150以下の地球温暖化係数(GWP)
を有する、番号付けされた実施形態101~116のいずれか1つに記載の高温ヒートポ
ンプ。
【0339】
番号付けされた実施形態122:高温ヒートポンプを使用して流体又は物体を加熱す
る方法であって、(a)物体の流体の周辺で番号付けされた実施形態101~120に定
義される冷媒を凝縮させる、又は加熱される工程と、(b)冷媒を気化させる工程と、を
含む、方法。
【0340】
番号付けされた実施形態123:ヒートポンプが、ヒートポンプ式タンブル乾燥機、
工業用ヒートポンプ、可逆ヒートポンプ、空気対空気ヒートポンプ、ヒートポンプ給湯機
、又は高温水ヒータから選択される、番号付けされた実施形態100~121に記載のヒ
ートポンプ、又は番号付けされた実施形態122に記載の方法。
【0341】
番号付けされた実施形態124:番号付けされた実施形態1~28のいずれか1つに
定義される熱伝達組成物を備える二次ループシステム。
【0342】
番号付けされた実施形態125:一次冷媒と、二次冷媒と、を備える二次ループシス
テムであって、二次冷媒が、番号付けされた実施形態1から28に定義される熱伝達組成
物である、二次ループシステム。
【0343】
番号付けされた実施形態126:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約5重量%の量でT
FMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0344】
番号付けされた実施形態127:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約15重量%の量で
TFMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0345】
番号付けされた実施形態128:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約50重量%の量で
TFMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0346】
番号付けされた実施形態129:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約70重量%の量で
TFMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0347】
番号付けされた実施形態130:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約90重量%の量で
TFMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0348】
番号付けされた実施形態131:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約95重量%の量で
TFMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0349】
番号付けされた実施形態132:二次冷媒が、冷媒の少なくとも約99重量%の量で
TFMCBを含む、番号付けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0350】
番号付けされた実施形態133:二次冷媒が、実質的にTFMCBからなる、番号付
けされた実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0351】
番号付けされた実施形態134:二次冷媒が、TFMCBからなる、番号付けされた
実施形態125に記載の二次ループシステム。
【0352】
番号付けされた実施形態135:二次冷媒が、HFE-7000、HFE-7200
、HFE-7100、HFE-7300、HFE-7500、HFE-7600、tra
ns-1,2-ジクロロエチレン、n-ペンタン、シクロペンタン、エタノール、ペルフ
ルオロ(2-メチル-3-ペンタノン)(Novec 1230)、cis-HFO-1
336mzz、trans-HFO-1336mzz、HF-1234yf、HFO-1
234ze(E)、HFO-1233zd(E)、及びHFO-1233zd(Z)から
なる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施形態125
~134のいずれか1つに記載の二次ループシステム。
【0353】
番号付けされた実施形態136:二次媒が、n-ペンタン、シクロペンタン、cis
-HFO-1336mzz、trans-HFO-1336mzz、HFO-1233z
d(E)、HFO-1233zd(Z)、HFO-1234yf、HFO-1234ze
(E)からなる群から選択される1つ以上の共流体を追加的に含む、番号付けされた実施
形態125~134のいずれか1つに記載の二次ループシステム。
【0354】
番号付けされた実施形態137:1つ以上の共流体が、冷媒の少なくとも約5重量%
の量で存在する、番号付けされた実施形態135又は136に記載の二次ループシステム
【0355】
番号付けされた実施形態138:1つ以上の共流体が、冷媒の少なくとも約10重量
%の量で存在する、番号付けされた実施形態135又は136に記載の二次ループシステ
ム。
【0356】
番号付けされた実施形態139:二次冷媒が、T実質的にFMCB及び1つ以上の共
流体からなる、番号付けされた実施形態135~138に記載の二次ループシステム。
【0357】
番号付けされた実施形態140:二次冷媒が、TFMCB及び1つ以上の共流体から
なる、番号付けされた実施形態135~138に記載の二次ループシステム。
【0358】
番号付けされた実施形態141:二次冷媒が、クラス1冷媒である、番号付けされた
実施形態125~140のいずれか1つに記載の二次ループシステム。
【0359】
番号付けされた実施形態142:二次冷媒が、クラスA冷媒である、番号付けされた
実施形態125~141のいずれか1つに記載の二次ループシステム。
【0360】
番号付けされた実施形態143:二次冷媒が、クラスA1冷媒である、番号付けされ
た実施形態125~142のいずれか1つに記載の二次ループシステム。
【0361】
番号付けされた実施形態144:二次冷媒が、約1000以下の地球温暖化係数(G
WP)を有する、番号付けされた実施形態125~143のいずれか1つに記載の二次ル
ープシステム。
【0362】
番号付けされた実施形態145:二次冷媒が、約700以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態125~143のいずれか1つに記載の二次ルー
プシステム。
【0363】
番号付けされた実施形態146:二次冷媒が、約500以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態125~143のいずれか1つに記載の方法。
【0364】
番号付けされた実施形態147:二次冷媒が、約300以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態125~143のいずれか1つに記載の二次ルー
プシステム。
【0365】
番号付けされた実施形態148:二次冷媒が、約150以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態125~143のいずれか1つに記載の方法。
【0366】
番号付けされた実施形態149:一次冷媒を使用する一次蒸気圧縮システムループで
あって、その蒸発器が二次ループ流体を冷却する、一次蒸気圧縮システムループ、を含み
、番号付けされた実施形態125から148に定義される冷媒、又は番号付けされた実施
形態124に定義される熱伝達組成物が、二次ループ流体として使用される、番号付けさ
れた実施形態124~148に記載の二次ループシステム。
【0367】
番号付けされた実施形態150:一次冷媒が、HFO-1234ze(E)、HFO
-1234yf、プロパン、R455A、R32、R466A、R44B、R290、R
717、R452B、R448A、及びR449Aからなる群から選択され、好ましくは
、HFO-1234ze(E)、HFO-1234yf、又はプロパンである、番号付け
された実施形態149に記載の二次ループシステム。
【0368】
番号付けされた実施形態151:二次冷蔵ループシステムである、番号付けされた実
施形態124~150に記載の二次ループシステム。
【0369】
番号付けされた実施形態152:二次空調ループシステムである、番号付けされた実
施形態124~150に記載の二次ループシステム。
【0370】
番号付けされた実施形態153:二次冷蔵ループシステムが、低温冷蔵システム、中
温冷蔵システム、市販の冷蔵庫、市販の冷凍庫、工業用冷凍庫、工業用冷蔵庫、及びチラ
ーから選択される、番号付けされた実施形態151に記載の二次ループシステム。
【0371】
番号付けされた実施形態154:二次空調ループシステムが、移動式空調システム又
は固定式空調システムから選択される、番号付けされた実施形態152に記載の二次ルー
プシステム。
【0372】
番号付けされた実施形態155:固定式空調システムが、チラー、特に容積型チラー
、とりわけモジュラー式であるか、若しくは従来式に単独でパッケージ化されているかの
いずれかの空冷又は水冷直接膨張式チラー、住宅用空調システム、特にダクトスプリット
型若しくはダクトレススプリット型空調システム、住宅用ヒートポンプ、住宅用空気-水
ヒートポンプ/温水システム、産業用空調システム、商用空調システム、特にパッケージ
式ルーフトップユニット並びに可変冷媒流(VRF)システム、及び商用の空気熱源、水
熱源、又は土壌熱源ヒートポンプシステムから選択される、番号付けされた実施形態15
4に記載の二次ループシステム。
【0373】
番号付けされた実施形態156:蒸気圧縮システム(一次ループ)と、二次ループ空
調システムと、を備える自動車用空調システムであって、一次ループが、冷媒としてHF
O-1234yfを含み、第2のループが、番号付けされた実施形態125~148に記
載の冷媒、又は番号付けされた実施形態1~28に記載の熱伝達組成物を含む、自動車用
空調システム。
【0374】
番号付けされた実施形態157:二次ループが、自動車エンジン内の構成要素を冷却
するために使用される、番号付けされた実施形態156に記載の自動車用空調システム。
【0375】
番号付けされた実施形態158:二次ループが、バッテリを冷却するために使用され
る、番号付けされた実施形態156又は157に記載の自動車用空調システム。
【0376】
番号付けされた実施形態159:熱伝達システム内の既存の熱伝達流体を置き換える
方法であって、(a)システムから既存の熱伝達流体の少なくとも一部分を除去する工程
と、次いで、(b)熱伝達流体の少なくとも約5重量%の量でTFMCBを含む熱伝達流
体をシステム内に導入する工程と、を含む、方法。
【0377】
番号付けされた実施形態160:熱伝達流体が、熱伝達流体の少なくとも約15重量
%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態159に記載の方法。
【0378】
番号付けされた実施形態161:熱伝達流体が、熱伝達流体の少なくとも約50重量
%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態159に記載の方法。
【0379】
番号付けされた実施形態162:熱伝達流体が、熱伝達流体の少なくとも約70重量
%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態159に記載の方法。
【0380】
番号付けされた実施形態163:熱伝達流体が、熱伝達流体の少なくとも約90重量
%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態159に記載の方法。
【0381】
番号付けされた実施形態164:熱伝達流体が、熱伝達流体の少なくとも約95重量
%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態159に記載の方法。
【0382】
番号付けされた実施形態165:熱伝達流体が、熱伝達流体の少なくとも約99重量
%の量でTFMCBを含む、番号付けされた実施形態159に記載の方法。
【0383】
番号付けされた実施形態166:熱伝達流体が、実質的にTFMCBからなる、番号
付けされた実施形態159に記載の方法。
【0384】
番号付けされた実施形態167:熱伝達流体が、TFMCBからなる、番号付けされ
た実施形態159に記載の方法。
【0385】
番号付けされた実施形態168:熱伝達流体が、クラス1冷媒である、番号付けされ
た実施形態159~167のいずれか1つに記載の方法。
【0386】
番号付けされた実施形態169:熱伝達流体が、クラスA冷媒である、番号付けされ
た実施形態159~168のいずれか1つに記載の方法。
【0387】
番号付けされた実施形態170:二次冷媒が、クラスA1冷媒である、番号付けされ
た実施形態159~169のいずれか1つに記載の方法。
【0388】
番号付けされた実施形態171:二次冷媒が、約1000以下の地球温暖化係数(G
WP)を有する、番号付けされた実施形態159~170のいずれか1つに記載の方法。
【0389】
番号付けされた実施形態172:二次冷媒が、約700以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態159~170のいずれか1つに記載の方法。
【0390】
番号付けされた実施形態173:二次冷媒が、約500以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態159~170のいずれか1つに記載の方法。
【0391】
番号付けされた実施形態174:二次冷媒が、約300以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態159~170のいずれか1つに記載の方法。
【0392】
番号付けされた実施形態175:二次冷媒が、約150以下の地球温暖化係数(GW
P)を有する、番号付けされた実施形態159~170のいずれか1つに記載の方法。
【0393】
番号付けされた実施形態176:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも5重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態1
59~175のいずれか1つに記載の方法。
【0394】
番号付けされた実施形態177:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも10重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0395】
番号付けされた実施形態178:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも15重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0396】
番号付けされた実施形態179:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも50重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0397】
番号付けされた実施形態180:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも70重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0398】
番号付けされた実施形態181:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも90重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0399】
番号付けされた実施形態182:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも95重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0400】
番号付けされた実施形態183:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも99重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態
159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0401】
番号付けされた実施形態184:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の少なくとも99.5重量%をシステムから除去することを含む、番号付けされた実施
形態159~175のいずれか1つに記載の方法。
【0402】
番号付けされた実施形態185:工程(a)が、工程(b)の前に、既存の熱伝達流
体の実質的に全てをシステムから除去することを含む、番号付けされた実施形態159~
175のいずれか1つに記載の方法。
【0403】
番号付けされた実施形態186:工程(a)を実施した後、かつ工程(b)を実施す
る前に、システムを溶媒でフラッシングする工程を含む、番号付けされた実施形態159
~185のいずれか1つに記載の方法。
【0404】
番号付けされた実施形態187:熱伝達流体が、電子デバイス内の既存の流体に置き
換わる、番号付けされた実施形態159~186のいずれか1つに記載の方法。
【0405】
番号付けされた実施形態188:熱伝達流体が、有機ランキンサイクル内の既存の流
体に置き換わる、番号付けされた実施形態159~186のいずれか1つに記載の方法。
【0406】
番号付けされた実施形態189:熱伝達流体が、高温ヒートポンプ内の既存の流体に
置き換わる、実施形態159~186のいずれか1つに記載の方法。
【0407】
番号付けされた実施形態190:熱伝達流体が、二次ループ内の既存の流体に置き換
わる、実施形態159~186のいずれか1つに記載の方法。
図1
図2A
図2B
図3
図4
図5
図6
図7
図8
【外国語明細書】