JP2014520948A - ジフルオロメタン及び1,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含む低gwpの熱伝達組成物 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
[0002]本発明は、特に冷却システムのような熱伝達システムなどの数多くの用途における有用性を有する組成物、方法、及びシステムに関する。好ましい形態においては、本発明は、特に加熱及び/又は冷却用途などのために冷媒の1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)が従来しばしば用いられていた用途において用いるのに、及びHFC−134aと共に用いるように設計されているシステムなどの冷媒システム及び/又は空調システムを改造するために特に適している冷媒組成物に関する。
[0021]本発明の組成物は、一般に熱伝達用途において、即ち加熱及び/又は冷却媒体として用いるように適合させることができるが、上述したように、これまでHFC−134aを用いていた低温及び中温冷却システム及び自動車ACシステムにおいて用いるのに特によく適している。
[0027]而して、本方法、システム、及び組成物は、一般に広範囲の熱伝達システム、特に空調(固定及び可動空調システムの両方を含む)、冷却、ヒートポンプシステムなどのような冷却システムに関して用いるように適合させることができる。幾つかの好ましい態様においては、本発明の組成物は、元々は例えばR−134aのようなHFC冷媒と共に用いるように設計されている冷却システムにおいて用いる。本発明の好ましい組成物は、R−134aの望ましい特性の多くを示すが、R−134aのものよりも相当に低いGWPを有し、同時にR−134aと実質的に同等であるか又は実質的にこれに匹敵し、好ましくはこれと同じ程度に高いか又はより高い能力及び/又は効率(COPによって測定)を有する傾向がある。特に、本出願人らは、本組成物の幾つかの好ましい態様は、同時に約5未満、更により好ましくは約2以下の危険値を達成しながら、好ましくは約150未満、より好ましくは約100以下の比較的低い地球温暖化係数(GWP)を示す傾向があることを認識した。
試験した組成物:
[0032]以下の実施例においては、本発明の範囲内の以下の組成物を用いた。
[0033]本実施例は、自動AC冷媒システムにおいてHFC−134aに対する代替物として用いた際の本発明の態様A1〜A3のCOP及び能力性能を示す。性能係数(COP)は、冷媒の蒸発又は凝縮を伴う特定の加熱又は冷却サイクルにおける冷媒の相対的な熱力学的効率を表すのに特に有用な冷媒性能の一般的に許容されている指標である。冷却工学においては、この用語は、蒸気を圧縮する際に圧縮器によって加えられたエネルギーに対する有用な冷却の比を表す。冷媒の能力は、それが与える冷却又は加熱の量を表し、所定の体積流量の冷媒に関して所定量の熱を送り込む圧縮器の能力の幾つかの指標を与える。言い換えれば、特定の圧縮器を考えると、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。特定の運転条件における冷媒のCOPを評価する1つの手段は、標準的な冷却サイクル分析技術を用い(例えば、R.C. Downing, FLUOROCARBON REFRIGERANTS HANDBOOK, 3章, Prentice-Hall, 1988を参照)、2008年10月発行のSAE標準規格J2765−OCT2008(そのコピーをここに添付し、参照として本明細書に包含する)にしたがって試験する冷媒の熱力学的特性から評価することである。SAE標準規格J2765−OCT2008に規定されているI45、L45、M45、H45、I50、I35、L35、M35、H35、及び装填物に関する結果を下記に報告する。下記に報告する試験は、14%のHFC−32の濃度に関しては、より低い凝縮器温度において開始したが、より高い凝縮器温度条件においては、過度の霜が形成し、これによってシステムが不安定になって信頼できるデータを獲得することが困難になったために報告できる結果を与えなかった。J2765に記載されている凝縮器温度条件はMACシステムの設計のために重要であるが、下記に報告する試験した凝縮器温度における効率の実質的で予期しなかった悪化は、本明細書に記載する効率ピークにおける予期しなかった結果を起こすためには十分なものであった。
[0035]非限定的な例の目的で、下表Aは、1430のGWPを有するHFC−134aのGWP及び本発明の範囲外の組成物(C1及びC2)と比べた、本発明の幾つかの組成物(それぞれの成分の重量分率に関してカッコ内に記載する)の実質的なGWPの優位性及び危険回避の有利性を示す。
[0037]上記に記載の危険値はキューブテストを用いて求めた。キューブテストは、本明細書に記載する手順にしたがって行った。具体的には、試験するそれぞれの材料を、1フィート3の内部容積を有する透明なキューブ室中に別々に放出した。低出力ファンを用いて成分を混合した。試験流体を発火させるのに十分なエネルギーを有する電気火花を用いた。全ての試験の結果はビデオカメラを用いて記録した。試験する組成物をキューブに充填して、試験するそれぞれの冷媒に関して化学量論的濃度を確保した。ファンを用いて成分を混合した。火花発生器を1分間用いて流体を発火させるように試みた。HDカムコーダーを用いて試験を記録した。
本発明は以下の態様を含む。
[1]
(a)HFO−1234ze及び(b)HFC−32を含み、組成物中に存在しているHFC−32の量は組成物の約14重量%未満で組成物の約5%以上である熱伝達組成物。
[2]
組成物が、150以下のGWP、及び/又は約7未満の危険値を有する、[1]に記載の熱伝達組成物。
[3]
組成物が約95%〜約103%のMAC条件下におけるHFC−134aに対する能力を有する、[1]に記載の熱伝達組成物。
[4]
組成物が約98%〜約102%のMAC条件下におけるHFC−134aに対するCOPを有する、[1]に記載の熱伝達組成物。
[5]
組成物が約90重量%〜約95重量%のHFO−1234zeを含む、[1]に記載の熱伝達組成物。
[6]
組成物が約5重量%〜約12重量%のHFC−32を含む、[1]に記載の熱伝達組成物。
[7]
組成物が約94%のHFO−1234ze及び約6%のHFC−32を含む、[1]に記載の熱伝達組成物。
[8]
組成物が約90%のHFO−1234ze及び約10%のHFC−32を含む、[1]に記載の熱伝達組成物。
[9]
組成物が約86%のHFO−1234ze及び約14%のHFC−32を含む、[1]に記載の熱伝達組成物。
[10]
[1]に記載の熱伝達組成物を含む空調システム。
[11]
[1]に記載の熱伝達組成物を含む可動型空調システム。
[12]
[1]に記載の熱伝達組成物を含む、乗用車又はトラックの乗員室用の空調システム。
Claims (12)
- (a)HFO−1234ze及び(b)HFC−32を含み、組成物中に存在しているHFC−32の量は組成物の約14重量%未満で組成物の約5%以上である熱伝達組成物。
- 組成物が、150以下のGWP、及び/又は約7未満の危険値を有する、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約95%〜約103%のMAC条件下におけるHFC−134aに対する能力を有する、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約98%〜約102%のMAC条件下におけるHFC−134aに対するCOPを有する、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約90重量%〜約95重量%のHFO−1234zeを含む、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約5重量%〜約12重量%のHFC−32を含む、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約94%のHFO−1234ze及び約6%のHFC−32を含む、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約90%のHFO−1234ze及び約10%のHFC−32を含む、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 組成物が約86%のHFO−1234ze及び約14%のHFC−32を含む、請求項1に記載の熱伝達組成物。
- 請求項1に記載の熱伝達組成物を含む空調システム。
- 請求項1に記載の熱伝達組成物を含む可動型空調システム。
- 請求項1に記載の熱伝達組成物を含む、乗用車又はトラックの乗員室用の空調システム。
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