JP2019512031A - ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、テトラフルオロエタン、テトラフルオロプロペン、及び二酸化炭素を含む冷媒混合物、並びにその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で使用するとき、伝熱流体(伝熱媒体とも呼ばれる)という用語は、熱源からヒートシンクへ熱を運ぶために使用される組成物を意味する。
冷媒業界は、許容可能な性能及び環境持続可能性を提供する新規冷媒製品の開発に奮闘している。多くの用途では不燃性冷媒組成物を必要としており、新規地球温暖化規制により、新規冷媒組成物に関する地球温暖化係数(GWP)の上限が課される可能性がある。したがって、本業界では、冷却及び加熱の良好な性能も提供する、不燃性、低GWP(どのくらい低いGWPとするかは論議されている)、低毒性、低オゾン破壊係数(ODP)である成分を見出す必要がある。R−22の不燃性代替品を見出すことを、本業界は、数十年間研究してきた。長年、R−22の代用品として、R−410A(50重量パーセントのHFC−32及び50重量パーセントのHFC−125の不燃性ブレンド)が、空調及びヒートポンプに使用されてきているが、GWPが高すぎ、代替されなければならない。本明細書に記載の組成物は、かかる代替品を提供し、予想外の可燃特性を有する。
本明細書で開示された組成物は、伝熱組成物又は冷媒として有用である。特に、HFC−32、HFC−125、HFO−1234yf、HFC−134a、及びCO2を含む組成物が、冷媒として有用である。また、HFC−32、HFC−125、HFO−1234yf、HFC−134a、及びCO2を含む組成物は、冷却、空調、又はヒートポンプシステムのR−22又はR−410Aの代替品として有用である。
冷却性能
本発明の組成物の、空調機器及びヒートポンプ機器の典型的な条件での冷却性能を測定し、R−22との比較として、表1に表示する。GWP値は、Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC) Fourth Assessment Report,Working Group I,2007からの値である。蒸発器勾配(Evap Glide)、容積(Vol Cap)、及び圧縮機放出温度(Compr Disch Temp)を、以下の特定の条件での本発明の組成物の物理的特性の測定値から計算する。
冷却性能
本発明の組成物の、空調機器及びヒートポンプ機器の典型的な条件での冷却性能を測定し、R−410Aとの比較として、表2に表示する。GWP値は、Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)Fourth Assessment Report,Working Group I,2007からの値である。蒸発器勾配(Evap Glide)、容積(Vol Cap)、及び圧縮機放出温度(Compr Disch Temp)を、以下の特定の条件での本発明の組成物の物理的特性の測定値から計算する。
可燃性
以下の組成物は、ASTM E−681−09の条件下で、電子点火源を用いて試験される。かかる可燃性試験を、101kPa(14.7psia)及び相対湿度50パーセントで、23℃で本開示の組成物に行う。60℃の空気中の様々な濃度で試験を行う。組成物が60℃で不燃性である場合、ASHRAE規定によって不燃性であると判定する。結果を表3及び4に示す。
冷却性能
本発明の組成物の、空調機器及びヒートポンプ機器の典型的な条件での冷却性能を測定し、R−407A、R407C、及びR407Fとの比較として、表4に表示する。GWP値は、Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)Fourth Assessment Report,Working Group I,2007からの値である。蒸発器勾配(Evap Glide)、容積(Vol Cap)、及び圧縮機放出温度(Compr Disch Temp)を、以下の特定の条件での本発明の組成物の物理的特性の測定値から計算する。
冷却性能
本発明の組成物の、空調機器、中温冷却機器、及び低温冷却機器の典型的な条件での冷却性能を測定し、R−410Aとの比較として、表5(空調)、表6(中温冷却)、及び表7(低温冷却)に表示する。GWP値は、Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)Fourth Assessment Report,Working Group I,2007からの値である。平均勾配(蒸発器勾配及び凝縮器勾配の平均)、容積(Vol Cap)、COP(エネルギー効率の性能−指標の係数)、圧縮機放出温度(Compr Disch Temp)、及び相対的質量流量(R410Aに対する)を、以下の特定の条件での本発明の組成物の物理的特性の測定値から計算する。
蒸気漏れ及び可燃性
本発明の組成物を使用して、蒸気漏れの模擬実験を行った。この組成物は、36/30/14/14/6重量%でR−32/125/134a/1234yf/CO2で構成された。プログラムNIST Refleak 4.0を使用して、最初に54.4℃で90質量%いっぱいに充電されたシリンダを使用して、蒸気漏れを模擬実験した。シリンダを−40℃まで冷却し、液相及び蒸気相の組成物を用いて蒸気漏れを行い、記録した。液相組成物の漏れ結果は、以下の表8、蒸気相は表9である。
上述の24.5/24.5/25.5/25.5重量%の比較例R−32/125/134a/1234yfに、同じ蒸気漏れ実験を模擬実験した。比較蒸気相の結果を表10に示す。
可燃性
可燃性混合物は、電子点火源を用いて、ASTM(American Society of Testing and Materials)E−681の下で試験することによって特定され得る。かかる可燃性試験を、ASTM E−681−09の条件下で、50パーセントの相対湿度(23℃で測定)で冷媒混合物に行った。
実施例A1:ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、テトラフルオロプロペン、テトラフルオロエタン、及び二酸化炭素を含む、組成物。
Claims (25)
- ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン、テトラフルオロプロペン、テトラフルオロエタン、及び二酸化炭素を含む、組成物。
- 前記組成物が、不燃性である、請求項1に記載の組成物。
- 前記組成物が、クロロジフルオロメタンの容積の約±15%以内に匹敵する容積を提供する、請求項1に記載の組成物。
- 約9〜26重量パーセントのジフルオロメタン、約11〜26重量パーセントのペンタフルオロエタン、約23〜46重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約22〜35重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜10重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項3に記載の組成物。
- 約10〜24重量パーセントのジフルオロメタン、約12〜24重量パーセントのペンタフルオロエタン、約25〜46重量%の2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約24〜30重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜8重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項3に記載の組成物。
- 前記組成物が、R−410Aの容積の約±15%以内に匹敵する容積を提供する、請求項1に記載の組成物。
- 約8〜40重量パーセントのジフルオロメタン、約10〜40重量パーセントのペンタフルオロエタン、約7〜40重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約6〜27重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜20重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項6に記載の組成物。
- 約18〜40重量パーセントのジフルオロメタン、約18〜40重量パーセントのペンタフルオロエタン、約7〜28重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約6〜27重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜10重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項6に記載の組成物。
- 約6〜26重量パーセントのジフルオロメタン、約6〜26重量パーセントのペンタフルオロエタン、約23〜46重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約22〜35重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜10重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項1に記載の組成物。
- 約4〜26重量パーセントのジフルオロメタン、約2〜26重量パーセントのペンタフルオロエタン、約23〜50重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約22〜38重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜10重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項1に記載の組成物。
- 約6〜40重量パーセントのジフルオロメタン、約8〜40重量パーセントのペンタフルオロエタン、約7〜40重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約6〜27重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜20重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項1に記載の組成物。
- 約4〜40重量パーセントのジフルオロメタン、約6〜40重量パーセントのペンタフルオロエタン、約7〜40重量パーセントの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、約6〜30重量パーセントの1,1,1,2−テトラフルオロエタン、及び約2〜20重量パーセントの二酸化炭素を含む、請求項1に記載の組成物。
- 潤滑剤、染料、可溶化剤、相溶化剤、安定剤、トレーサー、摩耗防止剤、極圧添加剤、腐食及び酸化防止剤、金属表面エネルギー減少剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル捕捉剤、泡制御剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、洗剤、粘度調節剤、並びにそれらの混合物からなる群から選択される1つ以上の成分を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記潤滑剤が、鉱物油、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリカーボネート、パーフルオロポリエーテル、合成パラフィン、合成ナプテス(napthese)、ポリアルファ−オレフィン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項13に記載の組成物。
- 冷却を生み出すプロセスであって、請求項1に記載の組成物を凝縮させる工程と、その後、冷却される物体の付近で前記組成物を蒸発させる工程と、を含む、プロセス。
- 加熱を生み出すプロセスであって、請求項1に記載の組成物を蒸発させる工程と、その後加熱される物体の付近で前記組成物を凝縮させる工程と、を含む、プロセス。
- 冷却、空調、又はヒートポンプシステムのR−22又はR−410Aを代替する方法であって、前記R−22又はR−410Aの代替品として、請求項1に記載の組成物を提供する工程を含む、方法。
- 請求項1に記載の組成物を含有する、空調又はヒートポンプシステム。
- 蒸発器、圧縮機、凝縮器、及び膨張装置を備える、請求項18に記載の空調又はヒートポンプシステム。
- 前記システムが、向流モード又は向流特質を呈する十字流モードで動作する、1つ以上の熱交換器を含む、請求項18に記載の空調又はヒートポンプシステム。
- 冷却、空調、又はヒートポンプシステムのR−407A、R−407C、又はR−407Fを代替する方法であって、前記R−407A、R−407C、又はR−407Fの代替品として、請求項1に記載の組成物を前記システムに提供する工程を含む、方法。
- 請求項1に記載の組成物を含有する、冷却システム。
- 蒸発器、圧縮機、凝縮器、及び膨張装置を備える、請求項22に記載の冷却システム。
- 前記システムが、向流モード又は向流特質を呈する十字流モードで動作する、1つ以上の熱交換器を含む、請求項22に記載の冷却システム。
- 冷却、空調、又はヒートポンプシステムのR−404A又はR−507を代替する方法であって、前記R−404A又はR−507の代替品として、請求項1に記載の組成物を前記システムに提供する工程を含む、方法。
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