DE69728718T2

DE69728718T2 - Anlage mit kühlkreislauf mit difluormethan/kohlenwasserstoff-kühlmittelmischung

Info

Publication number: DE69728718T2
Application number: DE69728718T
Authority: DE
Inventors: Yuji Itami-Shi Yoshida; Masami Neyagawa-shi FUNAKURA; Mitsuharu Hirakata-shi MATSUO; Noriho Tsuzuki-gun OKAZA
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: EP0821046A4; WO1997029162A1; DE69728718D1; KR19980703690A; JPH09208939A; EP0821046B1; EP0821046A1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Difluormethan/Kohlenwasserstoff-Kühlmittelmischung, die eine azeotropartige Mischung bildet, und Kühlvorrichtungen wie etwa Klimaanlagen und Kühlanlagen, die diese anwenden.
Hintergrund der Erfindung
Eine Kühlvorrichtung wie etwa die Klimaanlage und die Kühlanlage umfassen herkömmlich einen Kompressor; ein Vier-Wege-Ventil, wenn nötig; einen Kondensator; ein Drosselventil wie etwa das Kapillarrohr und das Expansionsventil; einen Verdampfer; einen Akkumulator und andere, die mit Rohren miteinander verbunden sind, die ihre Kühl- oder Heizfunktion erfüllen, indem sie ein Kühlmittel in dieser Vorrichtung umlaufen lassen.
In dieser Kühlvorrichtung ist der Gebrauch von Halogenkohlenwasserstoff, Freon genannt (nachfolgend durch ROO oder R000 ausgedrückt), der von Methan oder Ethan abgeleitet ist, als Kühlmittel dafür gut bekannt.
Eines der Kühlmittel wird normalerweise bei einer Kondensationstemperatur von etwa 50 °C und einer Verdampfungstemperatur von etwa 0 °C in diesen Klimaanlagen und Kühlanlagen genutzt, und unter diesen ist Chlordifluormethan (CHCIF₂) oder R22, Siedepunkt von –40,8 °C) häufig als Kühlmittel genutzt worden. Nachdem jedoch allgemein bekannt wurde, dass R22 zur Verringerung des Ozons in der Stratosphäre beiträgt, wurden durch das Internationale Protokoll von Montreal Bestimmungen sowohl in Bezug auf das Gebrauchsvolumen als auch auf die Herstellung von R22 verkündet, und darüber hinaus geht die zukünftige Entwicklung dahin, dass sowohl der Gebrauch als auch die Herstellung von R22 eingestellt werden. Um die negativen Auswirkungen von R22 auf die Ozonschicht in der Stratosphäre zu minimieren, wird jetzt zwischenzeitlich der Ausschluss von Chlor aus seiner Molekularstruktur als unverzichtbar betrachtet. Deshalb war die Entwicklung von Fluorkohlenwasserstoff unter Ausschluss von Chlor vorgeschlagen worden, um die vorgenannte Bedingung zu erfüllen.
Somit wurde im Betrieb von Kühlvorrichtungen, wie etwa Klimaanlagen und Kühlanlagen, Difluormethan (CH₂F₂, R32, Siedepunkt von –51,7 °C), das kein Chlor aufweist, als eines der möglichen Kühlmittel in Klimaanlagen und Kühlanlagen, welches das Chlordifluormethan (CHCIF₂, R22, Siedepunkt von –40,8 °C) ersetzt, betrachtet.
Entsprechend dem globalen Erwärmungspotential (nachfolgend als GWP abgekürzt), welches ein anderes durch IPCC (Inter-Governmental Panel on Climate Change) berichtetes Umweltproblem aufzeigt, beträgt das GWP von R22 1700, wobei der Integrationszeithorizont des GWP von CO₂ mit 1 spezifiziert wird, während das GWP von Difluormethan (R32) 580 ist, und verringert der Gebrauch von Difluormethan (R32) vorteilhaft die Auswirkung auf das globale Erwärmungspotential in Form eines Drittels von R22.
Neben seiner schwachen Enflammbarkeit ist Difluormethan (R32) jedoch wegen seiner schwachen Löslichkeit mit dem Mineralöl oder einer Art von synthetischem Öl, das als Schmieröl verwendet wird, nachteilig. Dies kann einen schlechten Rückfluss des aus dem Kompressor ausströmenden Schmieröls zusammen mit dem Kühlmittel zum Kompressor vom Verdampfer, der auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird, bewirken. Deshalb wird der Gebrauch von Esteröl mit einer guten Löslichkeit als Kompressorschmieröl empfohlen, wenn Difluormethan (R32) als Kühlmittel verwendet wird. Wegen der leichten Hydrolyse von Esteröl ist jedoch seine Stabilität im Gebrauch als chemisches Material sorgfältig zu beobachten.
Diese Erfindung hat das Ziel, das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, indem Difluormethan (R32) verwendet wird, welches einen sehr geringen Einfluss auf die Ozonschicht der Stratosphäre hat und welches die Möglichkeit hat, den Einfluss auf die globale Erwärmung mit dem herkömmlichen Kompressorschmieröl zu verringern.
Erfindungsgemäß werden Kühlmittelmischungen vorgeschlagen, die wenigstens eine Art von Kohlenwasserstoff aufweisen, der aus der Kohlenwasserstofffamilie ausgewählt wird, die eine azeotropartige Mischung mit Difluormethan (R32) bildet, die einen nur sehr geringen Einfluss auf die Ozonschicht der Stratosphäre und die globale Erwärmung haben. Da der Kohlenwasserstoff eine chemische Struktur hat, die der von Mineralöl oder synthetischem Öl mit Ausnahme von Esteröl nahe kommt, kann er mit dem herkömmlichen Kompressorschmieröl mit Ausnahme von Esteröl verwendet werden.
Kurze Darstellung der Erfindung
Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme wird eine Kühlmittelmischung verwendet, die Difluormethan (R32) von 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent und wenigstens einen Kohlenwasserstoff, der eine azeotropartige Mischung mit Difluormethan (R32) bildet, aufweist, wobei der Zusammensetzungsbereich von Difluormethan von der azeotropartigen Zusammensetzung mit niedrigerem Siedepunkt als Difluormethan bis zu Difluormethan mit einem Gewichtsprozentverhältnis von weniger als 100 spezifiziert wird. Hierin kann eine Art von Kohlenwasserstoff, der eine azeotropartige Mischung mit Difluormethan (R32) bildet, gewählt werden aus: Cyclopropan (C₃H₆, RC270, Siedepunkt –32,9 °C) oder Isobutan (i-C₄H₈, R600a, Siedepunkt –11,7 °C) oder Butan (n-C₄H₈, R600, Siedepunkt –0,5 °C).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Kurve der Siedepunkte und der Taupunkte eines Kühlmittels, welches Difluormethan (R32) und Cyclopropan (RC270) in unterschiedlichem Verhältnis gemischt aufweist.
2 zeigt eine Ausführungsform der Kühlvorrichtung, welche die erfundene Kühlmittelmischung verwendet.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung zeigt, dass Difluormethan (R32) und eine Art von Kühlmittel, welches aus der Gruppe von Cyclopropan (RC270), Isobutan (R600a) oder Butan (R600) gewählt wird, eine azeotropartige Mischung mit einem niedrigeren Siedepunkt als dem von Difluormethan (R32) bei einer Zusammensetzung von mehr als etwa 80 Gewichtsprozent Difluormethan (R32) wird.
Da die Zusammensetzung dieser azeotropartigen Mischung von 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent Difluormethan (R32) aufweist, kann der Bereich der möglichen Zusammensetzung von Difluormethan (R32) von der einer azeotropartigen Mischung mit niedrigerem Siedepunkt als R32 zu der von R32 mit einem Gewichtsprozentverhältnis von weniger als 100 als annähernd dem Verhältnis der Zusammensetzung zwischen dem Difluormethan (R32) und dem Kohlenwasserstoff, die in der Flüssig- und der Dampfphase eine azeotropartige Mischung bilden, gleichkommend betrachtet werden.
Durch Anwendung der vorgenannten Kombinationen kann dieses Kühlmittel in die erfundene Kühlmittelmischung umgewandelt werden, die Difluormethan (R32) unter Ausschluss von Chlor und entweder Cyclopropan (RC270), Isobutan (R600a) oder Butan (R600) aufweist, die sehr geringe Auswirkungen auf die Ozonschicht der Stratosphäre und auf das Ozonabbaupotential haben.
Da diese Kühlmittel Difluormethan (R32), dessen GWP viel niedriger als das von R22 ist, und Kohlenwasserstoffe mit einem GWP von fast Null aufweisen, wäre außerdem die Auswirkung der Kühlmittelmischung auf das globale Erwärmungspotential wesentlich geringer als bei R22.
Da die Zusammensetzung der Kühlmittelmischung, die Difluormethan (R32) und Kohlenwasserstoff aufweist, beschränkt ist, um eine azeotropartige Mischung zu bilden, wobei das Mischungsverhältnis von Difluormethan (R32) und Kohlenwasserstoff innerhalb der Bestandteile der Kühlvorrichtung annähernd gleich gehalten werden kann, kann diese Kühlmittelmischung außerdem mit dem Kompressorschmieröl mit Ausnahme von Esteröl in der normalen Kühlvorrichtung unter Ausnutzung der gegenseitigen Löslichkeit des Kohlenwasserstoffs und des Öls mit Ausnahme von Esteröl verwendet werden.
Was das Schmieröl für den Kompressor anbetrifft, so können nicht nur herkömmliches Mineralöl und Alkylbenzolöl sondern Schmieröle wie etwa Öl auf Etherbasis, Öl auf Fluorbasis usw., die frei von Hydrolyse sein sollten, verwendet werden.
Darüber hinaus soll die vorliegende Erfindung ein Kühlmittel bereitstellen, welches eine Kühlleistung und einen Leistungskoeffizienten aufweist, die höher als jene von R32 sind, und welches einen Leistungskoeffizienten aufweist, der dem von R22 gleichkommt, indem das Difluormethan (R32), dessen Siedepunkt niedriger als der von R22 ist, mit Cyclopropan (RC270), Isobutan (R600a) oder Butan (R600), deren Siedepunkt höher als der von R22 ist, gemischt wird und indem seine Zusammensetzung in einem Bereich spezifiziert wird, in dem sie ihre azeotropartige Mischung, deren Siedepunkt niedriger als der von R32 ist, bildet.
Eine kompaktere Kühlvorrichtung kann erzielt werden, indem diese Kühlvorrichtung mit R22-Kühlmittel betrieben wird, welches eine höhere Kühlleistung und einen gleichwertigen Leistungskoeffizienten in einem normalen Betriebstemperaturbereich von etwa 0 ° bis etwa 50 ° erzielt.
Außerdem könnten die Antiexplosionsmittel, die für Fälle von R32-Einstoffkühlmittel möglich sind, angewandt werden, weil eine sehr geringe Änderung im Mischungsverhältnis zwischen dem entflammbaren R32 und dem Kohlenwasserstoff bewirkt werden könnte, selbst wenn R32 und Kohlenwasserstoff aus der Kühlvorrichtung auslaufen würden, indem das Zusammensetzungsverhältnis von Kohlenwasserstoff in einem solchen gemischten Material auf ein Minimum beschränkt wird, wodurch die Löslichkeit von Difluormethan (R32) im Kompressorschmieröl und damit die Sicherheit verbessert wird.
Darüber hinaus kann die vorgenannte azeotropartige Mischung nicht nur als Kühlmittel der Kühlvorrichtung sondern auch als Treibmittel, Schäummittel und anderes verwendet werden.
[Ausführungsform –1]
Tabelle 1 zeigt Darstellungen der Siedepunkte von Kühlmittelmischungen, die Difluormethan (CH₂F₂, R32, Siedepunkt –51,7 °) und Cyclopropan (C₃H₆, RC270, Siedepunkt –32,9 °) aufweisen, bei atmosphärischen Druck.
Während diese beiden Arten von Kühlmitteln R32 und RC270 Siedepunkte aufweisen, die niedriger als jene von Einstoffkühlmitteln bei einer Zusammensetzung von etwa 80 Gewichtsprozent und etwa 20 Gewichtsprozent von R32 und RC270 sind, die eine Zusammensetzung einer azeotropartigen Mischung mit dem niedrigsten Siedepunkt aufweisen.
1 zeigt eine Dampf-Flüssig-Gleichgewichtslinie 1 (Siedepunkt und Taupunk) eines Kühlmittels, das eine Mischung von Difluormethan (R32) und Cyclopropan (RC270) aufweist, bei dem atmosphärischen Druck, der aus den Siedepunkten in Tabelle 1 abgeleitet wurde.
Die Kühlmittelmischung, welche Difluormethan (R32) als eine azeotropartige Mischung von 80 Gewichtsprozent bis weniger als 100 Gewichtsprozent aufweist, kann als einer Zusammensetzung von R32 und RC270 in einer Flüssigbeziehungsweise Dampfphase annähernd gleichkommend betrachtet werden. Folglich wäre es wünschenswert, das Mischungsverhältnis von R32 und RC270 in den Bestandteilen der Kühlvorrichtung in einem Zusammensetzungsbereich, in dem R32 und RC270 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent beziehungsweise mehr als 0 bis 20 Gewichtsprozent aufweisen, annähernd konstant zu halten.
Tabelle 1
[Ausführungsform – 2]
Tabelle 2 zeigt eine Beziehung zwischen dem Mischungsverhältnis und den Kühlleistungen von Zweistoffkühlmittelmischung, die Difluormethan (R32) und Cyclopropan (RC270) aufweist.
Tabelle 2
Die Bedingungen dieser Kühlvorrichtung sind hierin: die durchschnittliche Kondensationstemperatur beträgt 50 °C, die durchschnittliche Verdampfungstemperatur beträgt 0 °C, die Unterkühlungstemperatur am Ausgang des Kondensators beträgt 0 Grad, und die Überhitzungstemperatur am Ausgang des Verdampfers beträgt 0 Grad. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, werden die azeotropen Zusammensetzungen von R32 und RC270, die eine azeotrope Mischung bei einem Zusammensetzungsverhältnis von etwa 80 Gewichtsprozent beziehungsweise etwa 20 Gewichtsprozent bei einer Temperatur von etwa annähernd –55 °C bei atmosphärischen Druck bilden, zu einem Zusammensetzungsverhältnis von mehr R32 bei einer höheren Temperatur von 0 °C oder 50 °C verschoben. In der Zweistoffkühlmittelmischung, welche etwa 90 Gewichtsprozent R32 und etwa 10 Gewichtsprozent RC270 aufweist, ist jedoch sowohl der Verdampfungsdruck als auch der Kondensationsdruck höher als der von R32- und RC270-Einstoffkühlmitteln, und die Kühlleistung und der Leistungskoeffizient der Mischung sind größer als jene des R32-Einstoffkühlmittels, und die Auslasstemperatur ist niedriger als die des R32-Einstoffkühlmittels.
Da die Kühlleistung von Zweistoffkühlmittelmischungen, die 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und mehr als 0 bis 20 Gewichtsprozent RC270 aufweisen, höher ist als die von R32 mit einem gleichen Leistungskoeffizienten, kann die vorliegende Kühlvorrichtung außerdem im Hinblick auf ihre geometrische Größe kompakter gestaltet werden, indem diese Kühlmittelmischung verwendet wird. Da der Temperaturgradient im Kondensationsprozess und Verdampfungsprozess kleiner als 1 Grad ist, kann diese azeotropartige Mischung außerdem wie ein Einsystemkühlmittel behandelt werden. Folglich ist diese Mischung besonders für eine Kühlvorrichtung und eine Klimaanlage geeignet, bei welcher der Lorentz-Zyklus schwer herzustellen ist, indem ein Luftwärmetauscher bei Kondensatoren oder Verdampfern verwendet wird.
[Ausführungsform – 3]
Tabelle 3
Tabelle 3 zeigt eine Verschiebung des Siedepunkts der Kühlmittelmischung, wenn das Mischungsverhältnis von Difluormethan (CH₂F₂, R32, Siedepunkt –51,7 °) und Isobutan (i-C₄H₈, R600a, Siedepunkt –11,7 °C) bei atmosphärischen Druck geändert wird.
Die Siedepunkte einer Kühlmittelmischung, die zwei Arten von Kühlmittel, R32 und R600a, aufweist, sind niedriger als jene von R32- und R600a-Einstoffkühlmitteln, wenn jene in einem Zusammensetzungsverhältnis von 90 Gewichtsprozent beziehungsweise 10 Gewichtsprozent gemischt werden, was eine azeotrope Mischung mit dem niedrigsten Siedepunkt ergibt. In einem Zusammensetzungsbereich, in dem R32 und R600a 90 bis weniger als 100 Gewichtsprozent beziehungsweise mehr als 0 bis 10 Gewichtsprozent aufweisen, kann das Mischungsverhältnis von R32 und R600a, das in allen Bestandteilen der Kühlvorrichtung vorliegt, folglich auf dasselbe ausgeglichen werden, was höchst wünschenswert ist.
[Ausführungsform – 4]
Tabelle 4 zeigt die Kühlleistungen von Zweistoffkühlmittelmischung, die Difluormethan (R32) und Isobutan (R600a) aufweisen, unter einer Bedingung, die der in Tabelle 2 gezeigten entspricht.
Tabelle 4
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, kann eine kompaktere Kühlvorrichtung durch Verwendung dieses Kühlmittels erzielt werden, weil dieses Zweistoffkühlmittel, das 90 bis weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und mehr als 0 bis 10 Gewichtsprozent R600a aufweist, eine höhere Kühlleistung als R22 und einen annähernd gleichen Leistungskoeffizienten wie R22 zeigt.
Da die Temperaturgradienten im Kondensationsprozess und Verdampfungsprozess kleiner als etwa 1 Grad sind, kann diese azeotropartige Mischung außerdem so behandelt werden, als wäre sie ein Einstoffkühlmittel, und das ist für Kühlvorrichtungen, wie etwa Klimaanlagen und Kühlanlagen, höchst geeignet, bei denen der Lorentz-Zyklus schwer herzustellen ist, indem ein Luftwärmetauscher bei Kondensatoren oder Verdampfern verwendet wird.
[Ausführungsform – 5]
Tabelle 5 zeigt eine Verschiebung von Siedepunkten einer Kühlmittelmischung, die Difluormethan (CH₂F₂, R32, Siedepunkt –51,7 °) und Butan (n-C₄H₈, R600, Siedepunkt –0,5 °) aufweist, bei atmosphärischen Druck, wenn das Mischungsverhältnis dieser Kühlmittel geändert wird.
Tabelle 5
Die Kühlmittelmischung, die R32 und R600 aufweist, hat bei einer Zusammensetzung von etwa 95 Gewichtsprozent R32 und etwa 5 Gewichtsprozent R600 einen Siedepunkt, der niedriger ist als der von R32- und R600-Einstoffkühlmitteln, und wird eine azeotrope Mischung mit dem niedrigsten Siedepunkt. In einem Zusammensetzungsbereich, der 95 bis weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und mehr als 0 bis 5 Gewichtsprozent R600 aufweist, kann das Mischungsverhältnis von R32 und R600 deshalb in allen Bestandteilen der Kühlvorrichtung ausgeglichen werden, und dies ist wünschenswert.
[Ausführungsform – 6]
Tabelle 6 zeigt die Kühlleistungen der Zweistoffkühlmittelmischung, die Difluormethan (R32) und Butan (R600) aufweist, unter einer Bedingung hergestellt wird, die der in Tabelle 2 gezeigten entspricht.
Tabelle 6
Weil diese Zweistoffkühlmittelmischung, die 95 bis weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und mehr als 0 bis 5 Gewichtsprozent R600 aufweist, eine Kühlleistung hat, die höher als die von R22 ist, und einen Leistungskoeffizienten hat, der dem von R22 entspricht, ist, obwohl in Tabelle 6 keine Erläuterungen gegeben werden, eine beträchtliche geometrische Verringerung der Größe der Kühlvorrichtung möglich, indem diese Kühlmittelmischung verwendet wird. Weil diese eine azeotropartige Mischung ist, kann sie außerdem wie ein Einstoffkühlmittel behandelt werden, das für Kühlvorrichtungen, wie etwa Klimaanlagen und Kühlanlagen, geeignet ist, bei denen der Lorentz-Zyklus schwer herzustellen ist.
[Ausführungsform – 7]
2 zeigt eine Ausführungsform einer im Freien installierten Kühlvorrichtung wie etwa die einer Klimaanlage. Wie in 2 dargestellt, umfasst diese den Kompressor 3, das Vier-Wegeventil 4, den Außenwärmetauscher 5, der als Kondensator oder Verdampfer fungiert, das Drosselventil 6, welches ein Kapillarrohr oder ein Expansionsventil aufweist, den Innenwärmetauscher 7, der als Verdampfer oder Kondensator fungiert, und einen Akkumulator 8, und sonstiges, was im Gehäuse 2 bereitgestellt und durch Rohrleitungen verbunden wird. Unter Verwendung eines Außenventilators 9, der mit einem gemeinsamen Außen- und Innenmotor verbunden ist, wird der Außenwärmetauscher 5 betrieben, um die Wärme der Luft außen auszutauschen und der Innenwärmetauscher 7 wird durch einen Innenventilator 10 betrieben, um die Wärme der Luft innen auszutauschen. Eine Kühlmittelmischung, die Difluormethan (R32) und Cyclopropan (RC270) und ein Schmieröl mit Ausnahme von Esteröl aufweist, ist in dieser Kühlvorrichtung eingeschlossen. Wenn die Kühlmittel R32 und RC270 in der Kühlvorrichtung in Umlauf gebracht werden und der Innenwärmetauscher 7 als Verdampfer betrieben wird, wird eine Kühlfunktion ausgeführt, währenddessen eine Heizfunktion ausgeführt wird, wenn der Innenwärmetauscher 7 als Kondensator betrieben wird. In diesem Fall kann der Rückfluss von Kühlmittel zum Kompressor 3 während des Heizbetriebs erfolgen, und eine Phasentrennung der Dampfphase und der Flüssigphase kann im Akkumulator 8 erfolgen.
Da das Mischungsverhältnis von RC270 in der Flüssigphase gleich der Füllungszusammensetzung wäre, die eine azeotropartige Mischung ergibt, deren Siedepunkt niedriger als der von R32 ist, selbst wenn eine Phasentrennung zwischen der Dampfphase und der Flüssigphase im Akkumulator 8 in der Zweistoffkühlmittelmischung erfolgen würde, wobei R32 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent beziehungsweise RC270 mehr als 0 bis 20 Gewichtsprozent aufweist, könnte unter Nutzung der gegenseitigen Löslichkeit von RC270 und des Schmieröls mit Ausnahme von Esteröl die Rückführung von Schmieröl, das aus dem Kompressor 3 abgezogen wird, zusammen mit dem Kühlmittel aus dem Niedertemperaturakkumulator 8 zum Kompressor 3 garantiert werden.
Selbst wenn das Schmieröl mit Ausnahme von Esteröl, das hauptsächlich im Kompressor 3 verbleibt, eine hohe Temperatur annimmt und eine kleine Menge Wasser im Kühlmittel vorliegen würde, kann außerdem keine Hydrolyse wie bei Esteröl erfolgen, und die Kühlmittelmischung, die R32 und RC270 aufweist, kann, wie sie ist, in der herkömmlichen Kühlvorrichtung zusammen mit dem herkömmlichen Kompressorschmieröl mit Ausnahme von Esteröl verwendet werden. Was das Kompressorschmieröl anbetrifft, so kann nicht nur herkömmliches Mineralöl und Alkylbenzolöl sondern auch das Öl auf Etherbasis und Öl auf Fluorbasis, bei dem kaum eine Hydrolyse auftritt, verwendet werden. Weil die Zweistoffkühlmittelmischung wie etwa jene, die 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent R32 und mehr als 0 bis 20 Gewichtsprozent RC270 aufweist, einen gleichen Leistungskoeffizienten und eine bessere Kühlleistung aufweist, kann die kompaktere Kühlvorrichtung hergestellt werden, indem der Kompressor 3 mit kleinerem Zylindervolumen verwendet wird, und indem ein kleinerer Außenwärmetauscher 5 und ein kleinerer Innenwärmetauscher 7 als jene, die gegenwärtig in der R22 nutzenden Kühlvorrichtung zum Einsatz kommen, verwendet werden.
Selbst wenn das entflammbare R32 und RC270 auslaufen würden, erzeugt die Mischung von ausgelaufenem R32 und RC270 eine azeotropartige Mischung und bewirkt sehr geringe Änderungen im Mischungsverhältnis, so dass darüber hinaus dieselben Antiexplosionsmittel für die Kühlmittelmischung genommen werden können, die für ein Kühlmittel mit Einstoffzusammensetzung verwendet werden. Wenn die Kühlmittelmischung, die Isobutan (R600a) oder Butan (600) anstelle von Cyclopropan (R270) aufweist, eingeführt würde, ist außerdem annähernd dieselbe Wirkung zu erwarten.
Industrieanwendungen
Wie in den vorgenannten Erläuterungen gezeigt wurde, besteht diese Erfindung darin, dass eine Kühlmittelmischung verwendet wird, die Difluormethan und Kohlenwasserstoff, der eine azeotropartige Mischung mit Difluormethan bildet und aus der Gruppe von Cyclopropan, Isobutan und Butan ausgewählt wird, aufweist, und die Wirkung kann dadurch erzielt werden, dass ein Kühlmittel verwendet wird, das eine Mischung nur der Verbindung unter Ausschluss des Chlors aus ihrer Molekularstruktur aufweist, und die nachfolgend gezeigte Wirkung kann erzielt werden, indem der Bereich ihrer Zusammensetzung spezifiziert wird.

(1) Der Auswahlbereich von Kühlmitteln, die praktisch frei von den negativen Auswirkungen auf die Ozonschicht der Stratosphäre sind, kann erweitert werden.
(2) Da das vorgenannte Kühlmittel Difluormethan mit einem weit geringeren globalen Erwärmungspotential als R22 und Kohlenwasserstoffe mit sehr kleinem globalen Erwärmungspotential aufweist, würde das durch Mischen von diesen abgeleitete Kühlmittel viel geringere Auswirkungen auf die globale Erwärmung haben als R22.
(3) Durch Beschränken der Zusammensetzung der Mischung von Difluormethan und Kohlenwasserstoff innerhalb einer azeotropartigen Mischung kann dieses Kühlmittel, wie es ist, in der herkömmlichen Kühlvorrichtung zusammen mit dem herkömmlichen Kompressorschmieröl mit Ausnahme von Esteröl, verwendet werden.
(4) Da die Kühlmittelmischung, die Difluormethan und Kohlenwasserstoff aufweist, deren Zusammensetzungsbereich spezifiziert wird, einen Dampfdruck hat, der höher als der von R32 im Betriebstemperaturbereich von etwa 0 bis etwa 50 °C ist, und eine höhere Kühlleistung als R22 und einen annähernd gleichen Leistungskoeffizienten aufweist, kann die vorliegende Kühlvorrichtung, welche diese Kühlmittelmischung verwendet, in einer kompakteren Größe ausgeführt werden.
(5) Selbst wenn entflammbares Difluormethan und Kohlenwasserstoff aus der Kühlvorrichtung auslaufen würden, können dieselben Antiexplosionsmittel, die für ein Kühlmittel mit einer Einstoffzusammensetzung verwendet würden, für die Kühlmittelmischung, die so spezifiziert wird, dass sie eine azeotropartige Mischung ergibt, genommen werden.
(6) Die azeotropartige Mischung kann nicht nur als Kühlmittel in der Kühlvorrichtung sondern auch als Treibmittel, Formmittel usw. verwendet werden.

Claims

Kühlvorrichtung mit einem Schmieröl für den Kompressor mit Ausnahme von Esteröl, die eine Kühlmittelmischung verwendet, die Difluormethan von 80 bis weniger als 100 Gewichtsprozent und Kohlenwasserstoff aufweist, die eine azeotropartige Mischung ergeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammensetzungsbereich von Difluormethan von der azeotropartigen Mischung mit einem Siedepunkt, der unter dem von Difluormethan liegt, bis zu dem Difluormethan mit einem Gewichtsprozentverhältnis von kleiner als 100 spezifiziert wird.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Difluormethan mit einem Gewichtsprozentverhältnis von 80 bis weniger als 100 und Kohlenwasserstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die Cyclopropan mit einem Gewichtsprozentverhältnis von weniger als 20, Isobutan mit einem Gewichtsprozentverhältnis von weniger als 10 und Butan mit einem Gewichtsprozentverhältnis von weniger als 5 aufweist, enthält.