CN118019825A - 含有制冷剂的组合物、其用途以及具有该组合物的冷冻机和该冷冻机的运转方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的低GWP混合制冷剂。作为其解决方案,提供一种含有制冷剂的组合物,上述制冷剂含有HFO‑1123和HFO‑1234yf,相对于上述制冷剂的合计,HFO‑1123和HFO‑1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,相对于HFO‑1123和HFO‑1234yf的合计,HFO‑1123的含有比例为42.5~46.1质量%,HFO‑1234yf的含有比例为53.9~57.5质量%。
Description
技术领域
本发明涉及含有制冷剂的组合物、其用途以及具有该组合物的冷冻机和该冷冻机的运转方法。
背景技术
作为能够替代R410A的热循环用工作介质,已提出含有三氟乙烯(HFO-1123)和1,2-二氟乙烯(HFO-1132)的热循环用工作介质(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/005290号
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种新型的低GWP混合制冷剂。
用于解决技术问题的技术方案
项1.一种含有制冷剂的组合物,其中,上述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于上述制冷剂的合计,相对于HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为42.5~46.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为53.9~57.5质量%。
项2.一种含有制冷剂的组合物,其中,上述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于上述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为31.6~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~68.4质量%。
项3.一种含有制冷剂的组合物,其中,上述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于上述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.2~27.5质量%,HFO-1234yf的含有比例为72.5~74.8质量%。
项4.如项1~3中任一项所述的组合物,其作为R404A的替代制冷剂使用。
项5.一种含有制冷剂的组合物,其中,上述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于上述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为43.0~47.9质量%,HFO-1234yf的含有比例为52.1~57.0质量%。
项6.一种含有制冷剂的组合物,其中,上述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于上述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为32.1~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~67.9质量%。
项7.一种含有制冷剂的组合物,其中,上述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于上述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.3~28.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为71.9~74.7质量%。
项8.如项1~7中任一项所述的组合物,其作为R410A的替代制冷剂使用。
项9.如项1~8中任一项所述的组合物,其中,上述制冷剂仅由HFO-1123和HFO-1234yf构成。
项10.如项1~9中任一项所述的组合物,其还含有冷冻机油。
项11.一种冷冻方法,其包括使用项1~10中任一项所述的组合物使冷冻循环运转的工序。
项12.一种冷冻装置,其含有项1~10中任一项所述的组合物作为工作流体。
发明效果
本发明的制冷剂为低GWP。
具体实施方式
为了解决上述技术问题,本发明的发明人进行了精心研究,结果发现含有HFO-1132(E)和R1234yf的混合制冷剂具有上述特性。
本发明是基于上述见解进一步反复进行研究而完成的发明。本发明包括以下的实施方式。
<术语的定义>
在本说明书中,术语“制冷剂”至少包括标注有ISO817(国际标准化机构)所规定的以表示制冷剂种类的R开头的制冷剂编号(ASHRAE编号)的化合物,还包括虽然未标注制冷剂编号但具有与它们同等的作为制冷剂的特性的物质。从化合物的结构方面来看,制冷剂大致区分为“氟烃系化合物”和“非氟烃系化合物”。“氟烃系化合物”包括氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)和氢氟烃(HFC)。
在本说明书中,术语“含有制冷剂的组合物”至少包括:(1)制冷剂本身(包括制冷剂的混合物);(2)还含有其它成分、且能够用于通过至少与冷冻机油混合来得到冷冻机用工作流体的组合物;(3)含有冷冻机油的冷冻机用工作流体。在本说明书中,在这三种方式中,将(2)的组合物与制冷剂本身(包括制冷剂的混合物)区别而表述为“制冷剂组合物”。并且,将(3)的冷冻机用工作流体与“制冷剂组合物”区别而表述为“含有冷冻机油的工作流体”。
在本说明书中,术语“替代”在用第二制冷剂“替代”第一制冷剂这样的语境中使用的情况下,作为第一类型,是指在设计为使用第一制冷剂进行运转的设备中,根据需要通过仅进行少量部件(冷冻机油、垫片(gasket)、衬垫(packing)、膨胀阀、干燥器、其他部件中的至少一种)的变更和设备调整,就能够使用第二制冷剂在最佳条件下进行运转。即,该类型是指“替代”制冷剂使同一设备运转。作为该类型的“替代”的方式,根据替换为第二制冷剂时所需的变更或调整的程度,从小到大依次可以有“直接(drop in)替代”、“近似直接(nealy drop in)替代”和“更新(retrofit)”。
作为第二类型,为了将设计为使用第二制冷剂进行运转的设备用于与第一制冷剂的现有用途相同的用途,而搭载第二制冷剂使用的方式,也属于术语“替代”。该类型是指“替代”制冷剂提供相同的用途。
在本说明书中,术语“冷冻机”是指通过夺取物体或空间的热量,使其成为比周围外部气体低的温度,并且维持该低温的全部装置。换言之,冷冻机是指为了使热量从温度低的一方向温度高的一方移动,从外部得到能量并作功,从而进行能量转换的转换装置。
在本说明书中,“车载用空调设备”是在汽油车、混合动力汽车、电动汽车、氢动力汽车等汽车中使用的一种冷冻装置。车载用空调设备是指包括如下的冷冻循环的冷冻装置:利用蒸发器与液体制冷剂进行热交换,压缩机吸入蒸发而成的制冷剂气体,利用冷凝器使绝热压缩后的制冷剂气体冷却并液化,进一步通过膨胀阀进行绝热膨胀后,再以液体制冷剂的方式供给至蒸发器。
本说明书中所记载的压力在没有限定时将单位设为绝对压。
1.制冷剂
本发明的制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,相对于制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上。
本发明的制冷剂为低GWP混合制冷剂。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为9.8~55.0质量%时,GWP为4以下,以HFO-1234yf为基准的COP比为94%以上,以HFO-1234yf为基准的冷冻能力比为121%以上,沸点为-40℃以下,临界温度为75.3℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
因此,上述本发明的制冷剂在制冷剂的压力在冷冻循环内局部地达到5MPa、并且制冷剂的温度在冷冻循环内局部地达到150℃这样的异常运转状态下,也能够抑制歧化反应,因而优选。
相对于R1234yf的临界温度为95.0℃,HFO-1123的临界温度为59.2℃,由于HFO-1123的临界温度低,因此HFO-1123与R1234yf的混合物的临界温度低于R1234yf的临界温度。例如,车辆用的冷冻循环装置有时在利用散热器与制冷剂进行热交换的空气的温度高的高温度条件下使用。在这种情况下,制冷剂的临界温度低时,因制冷剂特性而产生的冷冻能力(即循环性能)变低,因此希望临界温度高。其中,在其他热循环装置中也可以说临界温度高是好的。
在车辆用空调装置中,有时冷凝器被放置于产生热的发动机附近,或者在车辆停车的状态中,发动机的热滞留在发动机仓中。因此,对冷凝器进行冷却的空气的温度相对于外部气体温度,有时会上升近20℃。在这种情况下,例如在外部气体温度为40℃时,冷却风温度在60℃左右,制冷剂冷凝温度为65~75℃。另外,在外部气体温度为50℃时,冷却风温度在70℃左右,制冷剂冷凝温度为75~85℃。这样,车辆用空调装置会出现与家用和办公用空调装置相比,在对冷凝器进行冷却的空气的温度较高的高温度条件(即高的制冷剂冷凝温度)下运转的情况,因此车辆用空调装置的制冷剂的临界温度为80℃以上,优选为85℃以上,进一步更优选为86.5℃以上。
因此,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为39.5质量%以下,优选为24.0质量%以下,进一步更优选为19.7质量%以下。
另外,上述本发明的制冷剂由于沸点为-40.0℃以下,因此具有在利用热泵的制热中容易使用这样的优点。例如,上述本发明的制冷剂通过用于使车载用空调设备的冷冻循环运转,与电加热器相比,具有能够利用电力消耗少的热泵进行制热这样的优点。作为车载用空调设备,可以列举汽油车用、混合动力汽车用、电动汽车用或氢动力汽车用等。
相对于此,在家用和办公用空调装置中,冷凝器中的制冷剂冷凝温度、即与空气进行热交换后的制冷剂的温度相对于外部气体温度变高几℃~十几℃。例如在外部气体温度为40℃时,作为对冷凝器进行冷却的空气温度的冷却风温度在45℃左右,制冷剂冷凝温度为50~60℃。另外,在外部气体温度为50℃时,冷却风温度在55℃左右,制冷剂冷凝温度为60℃~70℃。因此,家用和办公用空调装置的制冷剂的临界温度为75℃以上,优选为80℃以上,进一步更优选为81.5℃以上。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为42.5~46.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为53.9~57.5质量%时,GWP为3以下,以R404A为基准的COP比为98.0%以上,以R404A为基准的冷冻能力比为97.5%以上,临界温度为78.0℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为31.6~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~68.4质量%时,GWP为3以下,以R404A为基准的COP比为100.2%以上,以R404A为基准的冷冻能力比为85.0%以上,临界温度为81.5℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.2~27.5质量%,HFO-1234yf的含有比例为72.5~74.8质量%时,GWP为3,以R404A为基准的COP比为101.5%以上,以R404A为基准的冷冻能力比为78以上,临界温度为83.7℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为43.0~47.9质量%,HFO-1234yf的含有比例为52.1~57.0质量%时,GWP为3,以R410A为基准的COP比为97.5%以上,以R410A为基准的冷冻能力比为75%以上,临界温度为77.4℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为32.1~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~67.9质量%时,GWP为3,以R410A为基准的COP比为100%以上,以R410A为基准的冷冻能力比为67.5%以上,临界温度为81.5℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.3~28.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为71.9~74.7质量%时,GWP为3,以R410A为基准的COP比为101%以上,以R410A为基准的冷冻能力比为62.5%以上,临界温度为83.5℃以上,并且在5MPa、150℃时也不会发生歧化反应。
本发明的制冷剂中,在不损害上述的特性和效果的范围内,除了含有HFO-1123和HFO-1234yf以外,还可以含有追加的制冷剂。关于这一点,在某个方式中,本发明的制冷剂中,相对于制冷剂整体,优选合计含有99.75质量%以上的HFO-1123和HFO-1234y,更优选含有99.9质量%以上,进一步优选含有99.999质量%,最优选含有99.9999质量%以上。本发明的制冷剂也可以实质上仅由HFO-1123和HFO-1234yf构成,在这种情况下,本发明的制冷剂可以仅由HFO-1123和HFO-1234yf以及不可避免的杂质构成。本发明的制冷剂也可以仅由HFO-1123和HFO-1234yf构成。
作为追加的制冷剂,可以列举HFO-1132a、E-HFO-1132、Z-HFO-1132、HFO-1243zf、HFC-245cb等。
作为追加的制冷剂,没有特别限定,可以广泛选择。混合制冷剂中,作为追加的制冷剂,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
2.制冷剂组合物
本发明的制冷剂组合物至少含有本发明的制冷剂,能够用于与本发明的制冷剂相同的用途。另外,本发明的制冷剂组合物还能够用于通过至少与冷冻机油混合来得到冷冻机用工作流体。
本发明的制冷剂组合物中,除了含有本发明的制冷剂以外,还至少含有一种其他成分。本发明的制冷剂组合物中,根据需要,也可以含有以下的其他成分中的至少一种。如上所述,在将本发明的制冷剂组合物作为冷冻机的工作流体使用时,通常至少与冷冻机油混合后使用。因此,本发明的制冷剂组合物优选实质上不含冷冻机油。具体而言,本发明的制冷剂组合物中,相对于制冷剂组合物整体,冷冻机油的含量优选为1质量%以下,更优选为0.1质量%以下。
2.1水
本发明的制冷剂组合物可以含有微量的水。制冷剂组合物中的含水比例相对于制冷剂整体优选为0.1质量%以下。通过制冷剂组合物含有微量的水分,能够使制冷剂中可以含有的不饱和氟烃系化合物的分子内双键稳定,并且也不易引起不饱和氟烃系化合物的氧化,因而制冷剂组合物的稳定性提高。
2.2示踪剂
为了能够在本发明的制冷剂组合物发生稀释、污染以及其他任何改变的情况下追踪该改变,可以将示踪剂以能够检测的浓度添加至本发明的制冷剂组合物中。
本发明的制冷剂组合物中,作为示踪剂,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
作为示踪剂,没有特别限定,可以从通常使用的示踪剂中适当选择。
作为示踪剂,例如可以列举氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氢氯烃、氟代烃、氘代烃、氘代氢氟烃、全氟烃、含氟醚、溴代化合物、碘代化合物、醇、醛、酮、一氧化二氮(N2O)等。作为示踪剂,特别优选氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氢氯烃、氟代烃和含氟醚。
作为示踪剂,优选以下的化合物。
FC-14(四氟甲烷、CF4)
HCC-40(氯甲烷、CH3Cl)
HFC-23(三氟甲烷、CHF3)
HFC-41(氟甲烷、CH3F)
HFC-125(五氟乙烷、CF3CHF2)
HFC-134a(1,1,1,2-四氟乙烷、CF3CH2F)
HFC-134(1,1,2,2-四氟乙烷、CHF2CHF2)
HFC-143a(1,1,1-三氟乙烷、CF3CH3)
HFC-143(1,1,2-三氟乙烷、CHF2CH2F)
HFC-152a(1,1-二氟乙烷、CHF2CH3)
HFC-152(1,2-二氟乙烷、CH2FCH2F)
HFC-161(氟乙烷、CH3CH2F)
HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷、CF3CH2CHF2)
HFC-236fa(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、CF3CH2CF3)
HFC-236ea(1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、CF3CHFCHF2)
HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、CF3CHFCF3)
HCFC-22(氯二氟甲烷、CHClF2)
HCFC-31(氯氟甲烷、CH2ClF)
CFC-1113(氯三氟乙烯、CF2=CClF)
HFE-125(三氟甲基-二氟甲基醚、CF3OCHF2)
HFE-134a(三氟甲基-氟甲基醚、CF3OCH2F)
HFE-143a(三氟甲基-甲基醚、CF3OCH3)
HFE-227ea(三氟甲基-四氟乙基醚、CF3OCHFCF3)
HFE-236fa(三氟甲基-三氟乙基醚、CF3OCH2CF3)
本发明的制冷剂组合物中,相对于制冷剂组合物整体,可以合计含有约10重量百万分率(ppm)以上的示踪剂。另外,本发明的制冷剂组合物中,相对于制冷剂组合物整体,可以合计含有约1000ppm以下的示踪剂。本发明的制冷剂组合物中,相对于制冷剂组合物整体,可以合计含有优选约30ppm以上、更优选约50ppm以上的示踪剂。本发明的制冷剂组合物中,相对于制冷剂组合物整体,优选可以合计含有约500ppm以下的示踪剂,也可以含有约300ppm以下。
2.3紫外线荧光染料
本发明的制冷剂组合物中,作为紫外线荧光染料,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
作为紫外线荧光染料,没有特别限定,可以从通常使用的紫外线荧光染料中适当选择。
作为紫外线荧光染料,例如可以列举萘二甲酰亚胺、香豆素、蒽、菲、氧杂蒽、硫杂蒽、苯并氧杂蒽和荧光素、以及它们的衍生物。作为紫外线荧光染料,特别优选萘二甲酰亚胺和香豆素中的任一者或两者。
2.4稳定剂
本发明的制冷剂组合物中,作为稳定剂,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
作为稳定剂,没有特别限定,可以从通常使用的稳定剂中适当选择。
作为稳定剂,例如可以列举硝基化合物、醚类和胺类等。
作为硝基化合物,例如可以列举硝基甲烷和硝基乙烷等脂肪族硝基化合物、以及硝基苯和硝基苯乙烯等芳香族硝基化合物等。
作为醚类,例如可以列举1,4-二噁烷等。
作为胺类,例如可以列举2,2,3,3,3-五氟丙胺、二苯胺等。
此外,还可以列举丁基羟基二甲苯、苯并三唑等。
稳定剂的含有比例相对于制冷剂整体,优选为0.01质量%以上,更优选为0.05质量%以上。稳定剂的含有比例相对于制冷剂整体,优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下。
2.5阻聚剂
本发明的制冷剂组合物中,作为阻聚剂,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
作为阻聚剂,没有特别限定,可以从通常使用的阻聚剂中适当选择。
作为阻聚剂,例如可以列举4-甲氧基-1-萘酚、对苯二酚、对苯二酚甲基醚、二甲基叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、苯并三唑等。
阻聚剂的含有比例相对于制冷剂整体,优选为0.01质量%以上,更优选为0.05质量%以上。阻聚剂的含有比例相对于制冷剂整体,优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下。
3.含有冷冻机油的工作流体
本发明的含有冷冻机油的工作流体至少含有本发明的制冷剂或制冷剂组合物、和冷冻机油,作为冷冻机中的工作流体使用。具体而言,本发明的含有冷冻机油的工作流体通过将冷冻机的压缩机中所使用的冷冻机油与制冷剂或制冷剂组合物彼此混合而得到。含有冷冻机油的工作流体中通常含有10质量%以上的冷冻机油。含有冷冻机油的工作流体中通常含有50质量%以下的冷冻机油。
3.1冷冻机油
本发明的组合物中,作为冷冻机油,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
作为冷冻机油,没有特别限定,可以从通常使用的冷冻机油中适当选择。此时,根据需要,可以适当选择在提高与上述混合物的相容性(miscibility)和上述混合物的稳定性等的作用等方面更优异的冷冻机油。
作为冷冻机油的基油,例如优选选自聚亚烷基二醇(PAG)、多元醇酯(POE)和聚乙烯醚(PVE)中的至少一种。
冷冻机油中,除了含有基油之外,还可以含有添加剂。添加剂可以为选自抗氧化剂、极压剂、除酸剂、除氧剂、铜减活剂、防锈剂、油性剂和消泡剂中的至少一种。
作为冷冻机油,从润滑的方面考虑,优选40℃时的运动粘度为5cSt以上的冷冻机油。另外,作为冷冻机油,从润滑的方面考虑,优选40℃时的运动粘度为400cSt以下的冷冻机油。
本发明的含有冷冻机油的工作流体中,根据需要,可以进一步含有至少一种添加剂。作为添加剂,例如可以列举以下的增容剂等。
3.2增容剂
本发明的含有冷冻机油的工作流体中,作为增容剂,可以单独含有一种,也可以含有两种以上。
作为增容剂,没有特别限定,可以从通常使用的增容剂中适当选择。
作为增容剂,例如可以列举聚氧亚烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯代烃、酯、内酯、芳基醚、含氟醚和1,1,1-三氟烷烃等。作为增容剂,特别优选聚氧亚烷基二醇醚。
4.冷冻机的运转方法
本发明的冷冻机的运转方法是使用本发明的制冷剂使冷冻机运转的方法。
具体而言,本发明的冷冻机的运转方法包括使本发明的制冷剂在冷冻机中循环的工序。
以上,对实施方式进行了说明,但应当理解,在不脱离请求保护的范围的要点和范围的前提下,方式和细节能够进行各种各样的变更。
实施例
以下,列举实施例更详细地进行说明。但是,本发明并不限定于这些实施例。
HFO-1234yf、R404A(R125/R134a/R143a=44/4/52质量%)和R410A(R32/R125=50/50质量%)以及表1至表3所示的混合制冷剂的GWP基于IPCC(Intergovernmental Panelon Climate Change,政府间气候变化专门委员会)第四次报告书的值进行评价。另外,HFO-1234yf、R404A和R410A以及上述混合制冷剂的COP、冷冻能力、排出温度、排出压力通过使用美国国家科学和技术研究院(National Institute of Science and Technology(NIST))流体热力学性能和输送性能参考数据库(Reference Fluid Thermodynamic andTransport Properties Database)(Refprop 9.0),在下述条件下实施混合制冷剂的冷冻循环理论计算而求出。关于冷冻循环理论计算中所使用的HFO-1123的物性值,通过实测而求出。
对于这些各混合制冷剂,分别求出以HFO-1234yf、R404A和R410A为基准的COP比和冷冻能力比。计算条件如下所述。
蒸发温度:-30℃(表1)、-40℃(表2)、5℃(表3)
冷凝温度:30℃(表1)、40℃(表2)、45℃(表3)
过热温度:5K(表1)、20K(表2)、5K(表3)
过冷却温度:5K(表1)、0K(表2)、5K(表3)
压缩机效率:70%
将这些值与关于各混合制冷剂的GWP一起示于表1~3。其中,关于比COP和比冷冻能力,表示相对于HFO-1234yf、R404A或R410A的比例。
性能系数(COP)利用下式求出。
COP=(冷冻能力或制热能力)/耗电量
对于这些各混合制冷剂,在以下的试验方法和试验条件下,考查有无歧化反应。
试验方法
将进行试验的制冷剂组合物转移填充至试验容器中,加热至150℃后,向容器内的Pt线施加电压使其熔断,从而向制冷剂组合物供给30J的能量。有无歧化反应通过装置内急剧的压力上升和温度上升来判定。
试验条件
试验容器:38cc SUS制容器
试验温度:150℃
压力:5MPa
判定基准
“未爆炸”:Pt线熔断后的温度或压力小于2倍,未发生急剧的歧化反应。
“爆炸”:Pt线熔断后的温度或压力达到2倍以上,发生了急剧的歧化反应。
表1中,“COP比”和“冷冻能力比”表示相对于R1234yf的比例(%)。表1中,“排出温度(℃)”表示在上述混合制冷剂的冷冻循环理论计算中在冷冻循环中制冷剂的温度达到最高的温度。表1中,“排出压力(Mpa)”表示在上述混合制冷剂的冷冻循环理论计算中在冷冻循环中制冷剂的压力达到最高的圧力。在表1中,“沸点(℃)”表示混合制冷剂的液相达到大气压(101.33kPa)的温度。在表1中,“动力的电力消耗量(%)”表示用于电动汽车行驶的电能,将制冷剂设为HFO-1234yf时,用与电力消耗量的比表示。在表1中,“制热的电力消耗量(%)”表示用于电动汽车运转制热的电能,将制冷剂设为HFO-1234yf时,用与电力消耗量的比表示。表1中,“可行驶距离”意指:在搭载了一定电容量的二次电池的电动汽车中,将在不进行制热(制热的耗电功率为0)的状态下行驶时的可行驶距离作为100%的情况下,将开启制热行驶时的可行驶距离以相对比例(%)表示。
关于制热方法,沸点超过-40℃的制冷剂在制热中使用电加热器方式,沸点为-40℃以下的制冷剂在制热中使用热泵方式。
开启制热时的耗电量由下式求出。
开启制热时的耗电量=制热能力/制热COP
其中,制热COP是指“制热效率”。
关于制热效率,在电加热器的情况下,制热COP=1,并且在制热中消耗与动力同等的电力。另一方面,在热泵的情况下,使用Refprop9.0(NIST制),在下述条件下实施混合制冷剂的冷冻循环理论计算,由此求出制热COP。
可行驶距离利用下式求出。
可行驶距离=(电池容量)/(动力的电力消耗量+制热时的电力消耗量)[表1]
表2中,“COP比”和“冷冻能力比”表示相对于R404A的比例(%)。表2中,“排出温度(℃)”表示在上述混合制冷剂的冷冻循环理论计算中在冷冻循环中制冷剂的温度达到最高的温度。
[表2]
/>
[表3]
表3中,“COP比”和“冷冻能力比”表示相对于R410A的比例(%)。表3中,“排出温度(℃)”表示在上述混合制冷剂的冷冻循环理论计算中,在冷冻循环中制冷剂的温度为最高的温度。表3中,“排出压力(MPa)”表示在上述混合制冷剂的冷冻循环理论计算中,在冷冻循环中制冷剂的压力为最高的压力。
根据表1的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为9.8~55.0质量%,HFO-1234yf的含有比例为45.0~90.2质量%时,GWP为4以下,以HFO-1234yf为基准的COP比为94%以上,以HFO-1234yf为基准的冷冻能力比为121%以上,沸点为-40℃以下,临界温度为75.3℃以上,并且在5MPa、150℃时没有发生歧化反应。
根据表2的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为42.5~46.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为53.9~57.5质量%时,GWP为3以下,以R404A为基准的COP比为98%以上,以R404A为基准的冷冻能力比为97.5%以上,临界温度为78℃以上,并且在5MPa、150℃时也没有发生歧化反应。
另外,根据表2的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为31.6~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~68.4质量%时,GWP为3以下,以R404A为基准的COP比为100.2%以上,以R404A为基准的冷冻能力比为85.0%以上,临界温度为81.5℃以上,并且在5MPa、150℃时也没有发生歧化反应。
另外,根据表2的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.2~27.5质量%,HFO-1234yf的含有比例为72.5~74.8质量%时,GWP为3,以R404A为基准的COP比为101.5%以上,以R404A为基准的冷冻能力比为78%以上,排出温度为93℃以上,临界温度为83.7℃以上,并且在5MPa、150℃时也没有发生歧化反应。
另外,根据表3的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为43.0~47.9质量%,HFO-1234yf的含有比例为52.1~57.0质量%时,GWP为3,以R410A为基准的COP比为97.5%以上,以R410A为基准的冷冻能力比为75%以上,临界温度为77.4℃以上,并且在5MPa、150℃时也没有发生歧化反应。
另外,根据表3的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为32.1~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~67.9质量%时,GWP为3,以R410A为基准的COP比为100.0%以上,以R410A为基准的冷冻能力比为67.5%以上,临界温度为81.5℃以上,并且在5MPa、150℃时也没有发生歧化反应。
另外,根据表3的结果,可知本发明的制冷剂中,相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.3~28.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为71.9~74.7质量%时,GWP为3,以R410A为基准的COP比为101%以上,以R410A为基准的冷冻能力比为62.5%以上,临界温度为83.5℃以上,并且在5MPa、150℃时也没有发生歧化反应。
Claims (12)
1.一种含有制冷剂的组合物,其特征在于:
所述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于所述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为42.5~46.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为53.9~57.5质量%。
2.一种含有制冷剂的组合物,其特征在于:
所述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于所述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为31.6~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~68.4质量%。
3.一种含有制冷剂的组合物,其特征在于:
所述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于所述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.2~27.5质量%,HFO-1234yf的含有比例为72.5~74.8质量%。
4.如权利要求1~3中任一项所述的组合物,其特征在于:
其作为R404A的替代制冷剂使用。
5.一种含有制冷剂的组合物,其特征在于:
所述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于所述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为43.0~47.9质量%,HFO-1234yf的含有比例为52.1~57.0质量%。
6.一种含有制冷剂的组合物,其特征在于:
所述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于所述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为32.1~34.3质量%,HFO-1234yf的含有比例为65.7~67.9质量%。
7.一种含有制冷剂的组合物,其特征在于:
所述制冷剂含有HFO-1123和HFO-1234yf,
相对于所述制冷剂的合计,HFO-1123和HFO-1234yf合计的含有比例为99.5质量%以上,
相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计,HFO-1123的含有比例为25.3~28.1质量%,HFO-1234yf的含有比例为71.9~74.7质量%。
8.如权利要求1~7中任一项所述的组合物,其特征在于:
其作为R410A的替代制冷剂使用。
9.如权利要求1~8中任一项所述的组合物,其特征在于:
所述制冷剂仅由HFO-1123和HFO-1234yf构成。
10.如权利要求1~9中任一项所述的组合物,其特征在于:
含有选自水、示踪剂、紫外线荧光染料、稳定剂和阻聚剂中的至少1种物质。
11.一种冷冻方法,其特征在于:
包括使用权利要求1~10中任一项所述的组合物使冷冻循环运转的工序。
12.一种空调设备、冰箱、冰柜、冷水机、制冰机、冷藏陈列柜、冷冻陈列柜、冷冻冷藏单元、冷冻冷藏仓库用冷冻机、车载用空调设备、涡轮冷冻机或螺杆冷冻机,其特征在于:
包含权利要求1~10中任一项所述的组合物作为工作流体。
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