JP2023060949A - 冷媒組成物、冷凍サイクル作動媒体、及び、冷凍サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）及びジフルオロメタン（Ｒ３２）を含み、Ｒ４１０Ａに比べて、ＧＷＰが低く且つＣＯＰが十分に高い冷媒組成物を提供する。【解決手段】トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及びプロパンの総和を基準とする質量％を、それぞれｘ、ｙ、及びｚとするとき、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及びプロパンの総和が１００質量％となる３成分組成図において、座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、特定点Ａ～点Ｈのうち、点Ｇと点Ｈとを結ぶ線分ＧＨ、点Ｈと点Ｃとを結ぶ線分ＨＣ、点Ｃと点Ｄとを結ぶ線分ＣＤ、点Ｄと点Ｅとを結ぶ線分ＤＥ、及び、点Ｅと点Ｇとを結ぶ線分ＥＧで囲まれる図形の範囲内、又は、線分ＤＥ、線分ＥＧ、及び、線分ＧＨのうちの少なくともいずれかの線分上にある（但し、点Ｄ、点Ｅ、及び点Ｇを除く）。【選択図】図１

Description

本開示は、トリフルオロエチレンを含有する冷媒組成物、この冷媒組成物を含む冷凍サイクル作動媒体、及び、冷凍サイクルシステムに関する。

冷凍サイクル作動媒体に用いられる冷媒組成物として、ジフルオロメタン（Ｒ３２）とペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）とを含むＲ４１０Ａ（アメリカ暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）のＳｔａｎｄａｒｄ ３４（２０１６）規格に基づく冷媒番号）が知られている。Ｒ４１０Ａは、ＧＷＰ（地球温暖化係数。本開示で用いるＧＷＰの値は、気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ）の第４次評価報告書の値に基づく地球温暖化係数を指す。）が比較的高い。このため、Ｒ４１０Ａの代替冷媒として、特許文献１に開示されるように、ジフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１３２（Ｅ））、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、及び、ジフルオロメタン（Ｒ３２）を含み、ＧＷＰが比較的低い冷媒組成物も知られている。

国際公開第２０１９／１２４４０２号公報

冷媒組成物には、例えば、ＧＷＰが低く、且つ、ＣＯＰ（成績係数、エネルギー消費効率とも称する。）が高いことが要求される。特許文献１に開示される冷媒組成物は、Ｒ４１０Ａと比較すると、ＧＷＰは低いものの、ＣＯＰは、それほど高くない。

そこで本開示は、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）及びジフルオロメタン（Ｒ３２）を含み、Ｒ４１０Ａに比べて、ＧＷＰが低く且つＣＯＰが十分に高い冷媒組成物を得ることを目的とする。

本願発明者らの検討により、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、及び、プロパン（Ｒ２９０）を含み、且つ、これらの質量比を厳密に設定した冷媒組成物（冷媒又は熱媒体）は、Ｒ４１０Ａに比べて、ＧＷＰが低く、且つ、ＣＯＰが高くなることが確認された。本開示は、このような知見に基づくものである。

即ち、本開示の一態様は、冷媒組成物であって、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、及びプロパン（Ｒ２９０）を含む。トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を基準とする質量％を、それぞれｘ、ｙ、及び、ｚとするとき、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和が、１００質量％となる３成分組成図において、座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、点Ａ（１００．０、０．０、０．０）、点Ｂ（０．０、１００．０、０．０）、点Ｃ（０．０、０．０、１００．０）、点Ｄ（７４．５、０．０、２５．５）、点Ｅ（６２．０、１２．４、２５．６）、点Ｆ（９１．２、０．０、８．８）、点Ｇ（８６．９、３．１、１０．０）、点Ｈ（０．０、９０．０、１０．０）、のうち、前記点Ｇと前記点Ｈとを結ぶ線分ＧＨ、前記点Ｈと前記点Ｃとを結ぶ線分ＨＣ、前記点Ｃと前記点Ｄとを結ぶ線分ＣＤ、前記点Ｄと前記点Ｅとを結ぶ線分ＤＥ、及び、前記点Ｅと前記点Ｇとを結ぶ線分ＥＧで囲まれる図形の範囲内、又は、前記線分ＤＥ、前記線分ＥＧ、及び、前記線分ＧＨのうちの少なくともいずれかの線分上にある（但し、前記点Ｄ、前記点Ｅ、及び、前記点Ｇを除く）。前記線分ＤＥは、座標（ｘ、０．０２６６ｘ^２－４．６２４８ｘ＋１９６．８８５９、－０．０２６６ｘ^２＋３．６２４８ｘ－９６．８８５９）で表される。前記点Ｅと前記点Ｆとを結ぶ線分ＥＦは、座標（０．１１７１ｚ^２－５．７６２７ｚ＋１３２．８１１５、－０．１１７１ｚ^２＋４．７６２７ｚ－３２．８１１５、ｚ）で表される。且つ、前記線分ＧＨ、前記線分ＨＣ、及び、前記線分ＣＤが、直線である。

前記冷媒組成物は、更に、ハロメタンを含んでいてもよい。また、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を１００質量％としたときのジフルオロメタンの質量比が、４４．４質量％未満であってもよい。また、前記ジフルオロメタンの質量比が、２９．６質量％未満であってもよい。また、前記ジフルオロメタンの質量比が、２２．２質量％未満であってもよい。

本開示に係る各態様によれば、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）及びジフルオロメタン（Ｒ３２）を含み、Ｒ４１０Ａに比べて、ＧＷＰが低く且つＣＯＰが十分に高い冷媒組成物を得ることができる。

図１は、第１実施形態に係る冷媒組成物の３成分組成図である。 図２は、第１実施形態に係る冷媒組成物の領域Ｔを示す３成分組成図である。 図３は、第１実施形態に係る冷媒組成物の領域Ｕを示す３成分組成図である。 図４は、第１実施形態に係る冷媒組成物の領域Ｖを示す３成分組成図である。 図５は、第１実施形態に係る冷凍サイクルシステムのブロック図である。 図６は、第２実施形態に係る冷凍サイクルシステムのブロック図である。

本開示に係る冷媒組成物は、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、及びプロパン（Ｒ２９０）を含む。トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を基準とする質量％を、それぞれｘ、ｙ、及び、ｚとするとき、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和が、１００質量％となる３成分組成図において、座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、点Ａ（１００．０、０．０、０．０）、点Ｂ（０．０、１００．０、０．０）、点Ｃ（０．０、０．０、１００．０）、点Ｄ（７４．５、０．０、２５．５）、点Ｅ（６２．０、１２．４、２５．６）、点Ｆ（９１．２、０．０、８．８）、点Ｇ（８６．９、３．１、１０．０）、点Ｈ（０．０、９０．０、１０．０）、のうち、前記点Ｇと前記点Ｈとを結ぶ線分ＧＨ、前記点Ｈと前記点Ｃとを結ぶ線分ＨＣ、前記点Ｃと前記点Ｄとを結ぶ線分ＣＤ、前記点Ｄと前記点Ｅとを結ぶ線分ＤＥ、及び、前記点Ｅと前記点Ｇとを結ぶ線分ＥＧで囲まれる図形の範囲内、又は、前記線分ＤＥ、前記線分ＥＧ、及び、前記線分ＧＨのうちの少なくともいずれかの線分上にある（但し、前記点Ｄ、前記点Ｅ、及び、前記点Ｇを除く）。前記線分ＤＥは、座標（ｘ、０．０２６６ｘ^２－４．６２４８ｘ＋１９６．８８５９、－０．０２６６ｘ^２＋３．６２４８ｘ－９６．８８５９）で表される。前記点Ｅと前記点Ｆとを結ぶ線分ＥＦは、座標（０．１１７１ｚ^２－５．７６２７ｚ＋１３２．８１１５、－０．１１７１ｚ^２＋４．７６２７ｚ－３２．８１１５、ｚ）で表される。且つ、前記線分ＧＨ、前記線分ＨＣ、及び、前記線分ＣＤが、直線である。以下、これにより確定される冷媒組成物の３成分組成図内の領域を単に「組成領域」とも称する。

上記構成によれば、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）及びジフルオロメタン（Ｒ３２）、プロパン（Ｒ２９０）を上記した範囲の組成で含むことにより、Ｒ４１０Ａと同等のＣＯＰを有し、且つ、Ｒ４１０Ａに比べてＧＷＰが低い冷媒組成物が得られる。また、この冷媒組成物は、自然冷媒であるＲ２９０を１割以上含む。このため、冷媒組成物に含まれるフロン系化学物質を１０質量％以上削減できる。よって、冷媒組成物中のフロン系化学物質が地球環境に及ぼす影響を低減できる。

この冷媒組成物は、更にハロメタンを含んでいてもよい。これにより、冷媒組成物の特性をハロメタンにより調整できる。またトリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を１００質量％としたときのジフルオロメタンの質量比は、冷媒組成物の組成が前記組成領域内となる範囲において、前記一例として４４．４質量％未満であってもよい。これにより、冷媒組成物のＧＷＰを３００未満の値まで抑制できる。

前記ジフルオロメタンの質量比は、２９．６質量％未満であってもよい。これにより、冷媒組成物のＧＷＰを２００未満の値まで抑制できる。また、前記ジフルオロメタンの質量比は、２２．２質量％未満であってもよい。これにより、冷媒組成物のＧＷＰを１５０未満の値まで抑制できる。

また本開示は、上記した冷媒組成物を含む冷凍サイクル用作動媒体である。これにより、Ｒ４１０Ａと同等のＣＯＰを有し、且つ、Ｒ４１０Ａに比べてＧＷＰが低い冷媒サイクル用作動媒体が得られる。よって例えば、冷凍サイクルシステム中の作動媒体流路内を冷媒サイクル用作動媒体が循環する過程において、作動媒体が外部から与えられるエネルギーにより仕事を行うと共に、周囲の熱を効率よく奪うことができる。

また本開示は、上記した冷凍サイクル用作動媒体を有する冷凍サイクルシステムである。これにより、地球温暖化への影響を抑制しながら対象物を効率よく冷凍できる冷凍サイクルシステムを実現できる。

以下、各実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
［冷凍サイクル作動媒体］
第１実施形態に係る冷凍サイクル作動媒体は、冷媒組成物、及び、これと併用しうるその他の成分を含む。図１は、第１実施形態に係る冷媒組成物の３成分組成図である。冷媒組成物は、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、及びプロパン（Ｒ２９０）を含む。このトリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、及びプロパン（Ｒ２９０）の質量比（％）は、図１中の領域Ｓとして表される前記組成領域により確定される。冷媒組成物がトリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）を含むことで、冷媒組成物のＧＷＰを低く、ＣＯＰを高くすることができる。また、冷媒組成物がジフルオロメタン（Ｒ３２）を含むことで、更に冷媒組成物のＧＷＰを低くできると共に、微燃性を有するように冷媒組成物を調整し易くできる。ここで言う「微燃性」とは、例えば、アメリカ暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）のＳｔａｎｄａｒｄ ３４（２０１６）規格に従い、「Ａ２Ｌ」と判断する際に用いる、一部又は全ての指標を満たす燃性を指す。

また冷媒組成物は、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）に加えてプロパン（Ｒ２９０）を含み、且つ、これら３成分の質量比が前記組成領域により確定されるように厳密に設定されることで、Ｒ４１０Ａに比べてＧＷＰが低く、且つ、Ｒ４１０Ａに比べて十分にＣＯＰが高い性能を有する。例えば、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）のみを含む冷媒組成物を空調装置に用いた場合、当該冷媒組成物のＣＯＰは、Ｒ４１０ＡのＣＯＰの約９０％程度に留まる。これに対して本実施形態の冷媒組成物のＣＯＰは、当該冷媒組成物が前記組成領域により確定される組成を有することで、Ｒ４１０ＡのＣＯＰの９２．５％以上にまで向上している。このように、本実施形態の冷媒組成物は、ＣＯＰ及びＧＷＰの両方において優れた性能を有する。

ここで図２は、第１実施形態に係る冷媒組成物の領域Ｔを示す３成分組成図である。図２に示すように、別の例として、前記組成領域のうち、より望ましい領域は、座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、（０．０、４７．０、５３．０）の点Ｉと、（６５．０、０．０、３５．０）の点Ｊとを結ぶ線分ＩＪにより、領域Ｓを２つの領域に分割したときの点Ｈ側の領域Ｔである。領域Ｔ内では、例えば、本実施形態の冷媒組成物のＲ４１０に対する体積能力（吸込体積当たりの能力）比を１００％に設定することができる。

図３は、第１実施形態に係る冷媒組成物の領域Ｕを示す３成分組成図である。図３に示すように、別の例として、前記組成領域のうち、より望ましい領域は、座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、（０．０、５０．０、５０．０）の点Ｋと、（５０．０、０．０、５０．０）の点Ｌとを結ぶ線分ＫＬにより、領域Ｓを２つの領域に分割したときの点Ｃ側の領域Ｕである。領域Ｕ内では、例えば、本実施形態の冷媒組成物の冷凍機油（エーテル油やエステル油等）に対する溶解性を良好に高めることができる。

図４は、第１実施形態に係る冷媒組成物の領域Ｖを示す３成分組成図である。図４に示すように、別の例として、前記組成領域のうち、より望ましい領域は、座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、（０．０、２０．０、８０．０）の点Ｍと、（６０．０、４０．０、０．０）の点Ｎとを結ぶ線分ＭＮにより、領域Ｓを２つの領域に分割したときの点Ｃ側の領域Ｖである。領域Ｖ内では、例えば、冷媒圧縮機から吐出された直後の冷媒組成物の温度（吐出温度）と、Ｒ４１０の吐出温度との差を５Ｋ以内に収めることができる。

トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を１００質量％としたときのジフルオロメタンの質量比は、冷媒組成物の組成が前記組成領域内となる範囲において、前記一例として４４．４質量％未満である。これにより、冷媒組成物のＧＷＰを３００未満の値まで抑制できる。

本実施形態の第１変形例は、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を１００質量％としたときのジフルオロメタンの質量比が、２９．６質量％未満である。これにより、冷媒組成物のＧＷＰを２００未満の値まで抑制できる。また本実施形態の第２変形例は、前記ジフルオロメタンの質量比が、２２．２質量％未満である。これにより、冷媒組成物のＧＷＰを１５０未満の値まで抑制できる。

冷凍サイクル作動媒体が含むその他の成分には、例えば、炭素数２～５の飽和炭化水素以外の化合物であって、不均化反応を抑制可能な化合物を併用することもできる。このような他の不均化抑制剤としては、次に示す式１の構造を有するハロメタン（ハロゲン化メタン）を挙げることができる。

［式１］ ＣＨｍＸｎ

但し、式（１）におけるＸは、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）からなる群より選択されるハロゲン原子であり、ｍは０以上の整数であると共に、ｎは１以上の整数であり、更に、ｎ及びｍの和は４であり、ｎが２以上のときＸは同一又は異なる種類のハロゲン原子である。

このようなハロメタンとしては、具体的には、例えば、（モノ）ヨードメタン（ＣＨ_３Ｉ）、ジヨードメタン（ＣＨ_２Ｉ_２）、ジブロモメタン（ＣＨ_２Ｂｒ_２）、ブロモメタン（ＣＨ_３Ｂｒ ）、ジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２）、クロロヨードメタン（ＣＨ_２ＣｌＩ）、ジブロモクロロメタン（ＣＨＢｒ_２Ｃｌ）、四ヨウ化メタン（ＣＩ_４）、四臭化炭素（ＣＢｒ_４）、ブロモトリクロロメタン（ＣＢｒＣｌ_３）、ジブロモジクロロメタン（ＣＢｒ_２Ｃｌ_２）、トリブロモフルオロメタン（ＣＢｒ_３Ｆ）、フルオロヨードメタン（ＣＨＦＩ_２）、ジフルオロジヨードメタン（ＣＦ_２Ｉ_２）、ジブロモジフルオロメタン（ＣＢｒ_２Ｆ_２）、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ_３Ｉ）のうちの１種以上を例示できるが、これに限定されない。本実施形態の冷媒組成物において、ハロメタンは必須成分ではなく、必要に応じて適宜添加される。

冷凍サイクル用作動媒体には、上記したハロメタン等が、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）の不均化反応を抑制する不均化抑制剤として含まれていてもよい。この不均化反応は、例えば、トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）分子が分解する自己分解反応と、この自己分解反応により生じた炭素が重合して煤となる重合反応とを含む。冷凍サイクル用作動媒体における不均化抑制剤の含有量は、適宜設定可能である。

冷凍サイクル用作動媒体は、冷凍サイクルシステムにおいて用いられる。冷凍サイクル作動媒体は、例えば、冷凍サイクルシステムが備える圧縮機を潤滑する潤滑油（冷凍機油）と併用できる。冷凍サイクル用作動媒体を潤滑油と併用する場合、冷媒組成物、不均化抑制剤、潤滑油成分、及び、必要に応じて添加される他の成分により、作動媒体含有組成物が構成される。なお作動媒体含有組成物では、不均化抑制剤は、冷凍サイクル用作動媒体及び潤滑油成分のいずれに混合されていてもよい。

潤滑油としては、例えば、冷凍サイクルシステムで利用される公知の各種潤滑油を例示できる。具体的な潤滑油としては、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油、グリコール系潤滑油、アルキルベンゼン系潤滑油、フッ素系潤滑油、鉱物油、炭化水素系合成油等のうちの少なくとも１種を例示できる。冷凍サイクル用作動媒体の潤滑油の含有量は、適宜設定可能であるが、一例として、０質量％よりも大きく且つ３００質量％以下の範囲の値である。

また冷凍サイクル用作動媒体は、その他の成分として、不均化抑制剤以外の公知の各種添加剤を含有していてもよい。具体的な添加剤としては、酸化防止剤、水分捕捉剤、金属不活性化剤、摩耗防止剤、消泡剤、紫外線蛍光染料、安定剤、重合禁止剤、トレーサー等のうちの少なくとも１種以上を例示できるが、特に限定されない。

酸化防止剤は、冷媒組成物又は潤滑油の熱安定性、耐酸化性、化学的安定性等を改善する。水分捕捉剤は、冷凍サイクルシステム内に浸入した水分を除去することで、例えば潤滑油の性質変化を抑制する。金属不活性化剤は、冷媒サイクルシステム中の金属成分の触媒作用による化学反応を抑制又は防止する。摩耗防止剤は、冷凍サイクルシステム中の圧縮機内の摺動部分等における摩耗を軽減する。消泡剤は、例えば、潤滑油中の気泡の発生を抑制する。各種添加剤は、冷凍サイクル用作動媒体、又は、これを含有する作動媒体含有組成物の性質を損なわない範囲内で利用できる。

以上の構成を有する本実施形態の冷媒組成物、冷媒組成物を含む冷凍サイクル作動媒体、及び、作動媒体含有組成物によれば、冷凍サイクルシステム内の冷凍回路内を循環する過程において、地球温暖化への影響を抑制しながら、外部から与えられるエネルギーにより、対象物を効率よく冷却できる。

［冷凍サイクルシステム］
以下、本実施形態の冷凍サイクル用作動媒体を用いた冷凍サイクルシステムについて説明する。冷凍サイクルシステムの具体的な構成及び用途は、特に限定されない。冷凍サイクルシステムは、例えば、圧縮機、凝縮器、膨張手段、及び、蒸発器等の構成要素が、配管により接続された構成を備える。冷凍サイクルシステムとしては、空気調和装置（エアーコンディショナー）、冷蔵庫（家庭用、業務用）、除湿器、ショーケース、製氷機、ヒートポンプ式給湯機、ヒートポンプ式洗濯乾燥機、又は、自動販売機等を例示できるが、これに限定されない。

図５は、第１実施形態に係る冷凍サイクルシステム１０のブロック図である。冷凍サイクルシステム１０は、一例として空気調和装置である。図５に示すように、冷凍サイクルシステム１０は、室内機１１、室外機１２、及び、これらを接続する配管１３を備える。室内機１１は、室内側熱交換器１４を備える。室外機１２は、室外側熱交換器１５、圧縮機１６、及び、減圧装置１７を備える。

室内側熱交換器１４と、室外側熱交換器１５とは、配管１３により接続される。具体的構成として、室内側熱交換器１４、圧縮機１６、室外側熱交換器１５、及び、減圧装置１７は、同順に、配管１３により環状に接続され、冷凍サイクル用作動媒体が循環する。また、室内側熱交換器１４、圧縮機１６、及び室外側熱交換器１５を接続する配管１３の途中には、冷暖房切換用の四方弁１８が設けられる。室内機１１は、送風ファン、温度センサ、操作部等を更に備える。室外機１２は、送風機、アキュームレータ等を更に備える。配管１３の途中には、必要に応じて四方弁１８以外の各種弁装置やストレーナ等が設けられる。

室内側熱交換器１４は、送風ファンにより室内機１１の内部に導入される室内空気と、室内側熱交換器１４の内部を流れる冷凍サイクル用作動媒体とを熱交換する。室内機１１は、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に送風し、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に送風する。室内側熱交換器１４を通過した冷凍サイクル用作動媒体は、室外側熱交換器１５に送られる。室外側熱交換器１５は、送風機により室外機１２の内部に導入される外気と、室外側熱交換器１５の内部を流れる冷凍サイクル用作動媒体とを熱交換する。室外側熱交換器１５を通過した冷凍サイクル用作動媒体は、室内側熱交換器１４に再び送られる。

なお室内機１１及び室外機１２の具体的な構成、或いは、室内側熱交換器１４又は室外側熱交換器１５、圧縮機１６、減圧装置１７、四方弁１８、送風ファン、温度センサ、操作部、送風機、アキュームレータ、その他の弁装置、ストレーナ等の具体的な構成は、特に限定されない。

空気調和装置である冷凍サイクルシステム１０の冷房運転時、又は、除湿運転時には、室外機１２の圧縮機１６が、気化した冷凍サイクル用作動媒体を圧縮して配管１３に吐出する。気化した冷凍サイクル用作動媒体は、四方弁１８を介して室外側熱交換器１５に送出される。室外側熱交換器１５は、気化した冷凍サイクル用作動媒体を外気と熱交換する。この熱交換に伴い、冷凍サイクル用作動媒体は、凝縮されて液化する。液化した冷凍サイクル用作動媒体は、配管１３を流通し、減圧装置１７により減圧されて室内側熱交換器１４に送出される。室内側熱交換器１４は、液化した冷凍サイクル用作動媒体を室内空気と熱交換する。この熱交換に伴い、冷凍サイクル用作動媒体は蒸発して気化する。気化した冷凍サイクル用作動媒体は、配管１３を流通し、四方弁１８を介して圧縮機１６に戻る。

また、空気調和装置である冷凍サイクルシステム１０の暖房運転時には、室外機１２の圧縮機１６が、気化した冷凍サイクル用作動媒体を圧縮して配管１３に吐出する。気化した冷凍サイクル用作動媒体は、四方弁１８を介して室内側熱交換器１４に送出される。室内側熱交換器１４は、気化した冷凍サイクル用作動媒体を室内空気と熱交換する。この熱交換に伴い、冷凍サイクル用作動媒体は、凝縮されて液化する。液化した冷凍サイクル用作動媒体は、配管１３を流通し、減圧装置１７により減圧されて気液二相となり、室外側熱交換器１５に送出される。室外側熱交換器１５は、気液二相の冷凍サイクル用作動媒体を外気と熱交換する。この熱交換に伴い、気液二相の冷凍サイクル用作動媒体は、蒸発して気化する。気化した冷凍サイクル用作動媒体は、配管１３を流通し、四方弁１８を介して圧縮機１６に戻る。

上記のように動作する冷凍サイクルシステム１０は、前述した冷凍サイクル用作動媒体を含む。この冷凍サイクル作動媒体は、本実施形態の冷媒組成物を含む。これにより本実施形態では、ＧＷＰ及びＣＯＰに優れる冷媒組成物を用いることにより、地球温暖化への影響を抑制しながら対象物を効率よく冷凍できる冷凍サイクルシステム１０を実現できる。以下、第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る冷凍サイクルシステム２０のブロック図である。本実施形態の冷凍サイクルシステム２０は、一例として冷蔵庫である。図６に示すように、冷凍サイクルシステム２０は、圧縮機２１、凝縮器２２、減圧装置２３、蒸発器２４、及び、これらを接続する配管２５等を備える。また冷凍サイクルシステム２０は、不図示の筐体、送風機、操作部、及び制御部等を備える。冷凍サイクルシステム２０は、第１実施形態の冷凍サイクル作動媒体を含む。

圧縮機２１は、冷凍サイクル用作動媒体を圧縮して、高温高圧の気化した冷凍サイクル用作動媒体を生成する。凝縮器２２は、気化した冷凍サイクル用作動媒体を冷却して液化する。減圧装置２３は、液化した冷凍サイクル用作動媒体を減圧する。減圧装置２３は、例えばキャピラリーチューブを有する。蒸発器２４は、冷凍サイクル用作動媒体を蒸発させて低温低圧の気化した冷凍サイクル用作動媒体を生成する。圧縮機２１、凝縮器２２、減圧装置２３、及び、蒸発器２４は、配管２５により、この順で環状に接続され、冷凍サイクル用作動媒体が循環する。なお、圧縮機２１、凝縮器２２、減圧装置２３、蒸発器２４、配管２５、本体筐体、送風機、操作部、制御部等の具体的な構成は特に限定されない。

冷蔵庫である冷凍サイクルシステム２０の駆動時には、圧縮機２１が、気化した冷凍サイクル用作動媒体を圧縮して凝縮器２２に吐出する。凝縮器２２は、気化した冷凍サイクル用作動媒体を冷却して、液化した冷凍サイクル用作動媒体を生成する。液化した冷凍サイクル用作動媒体は、減圧装置２３により減圧されて蒸発器２４に送られる。蒸発器２４では、液化した冷凍サイクル用作動媒体は、周囲から熱を奪うことにより気化する。気化した冷凍サイクル用作動媒体は、圧縮機２１に戻る。このような冷凍サイクルシステム２０においても、冷凍サイクルシステム１０と同様の効果が得られる。

（確認試験）
次に、本開示の冷媒組成物の性能を確認する確認試験について説明するが、本開示は、以下に示す実施例に限定されない。当業者は、本開示の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、及び改変を行うことができる。

以下の表１に示すように、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンを、これらの総和を１００質量％としたときの所定の質量比（％）で含む実施例１～５の冷媒組成物を作成した。また、以下の表２に示すように、ように、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンを、これらの総和を１００質量％としたときの所定の質量比（％）で含む比較例１～５の冷媒組成物を作成した。これらの実施例１～５、及び比較例１～５の冷媒組成物のＣＯＰを、Ｒ４１０ＡのＣＯＰを１００％としたときの相対値として、アメリカ国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）が作成する冷媒熱物性データベースソフトウェアである「ＲＥＦＰＲＯＰ Ｖｅｒ．１０」の物性データにより算出した。このときの計算条件は、以下の通りとした。
蒸発温度：５℃
凝縮温度：４５℃
過熱度：３Ｋ
過冷却度：５Ｋ
上記計算条件に基づく各計算結果を、表１及び表２に併せて示す。

表１に示すように、図１に示す３成分組成図中の前記組成領域内に位置する組成を有する実施例１～５の冷媒組成物は、ＣＯＰが、Ｒ４１０ＡのＣＯＰの９２．５％となることが確認された。これに対して表２に示すように、前記組成領域外となる組成を有する比較例１～５の冷媒組成物は、ＣＯＰが、実施例１～５よりも劣ることが確認された。

（組成例）
次に、本開示の冷媒組成物のＣＯＰが、Ｒ４１０ＡのＣＯＰの９２．５％となる前記組成領域中の線分ＤＥ上（点Ｄ、Ｅを除く）の組成例を表３に示す。

また、本開示の冷媒組成物のＣＯＰが、Ｒ４１０ＡのＣＯＰの９２．５％となる前記組成領域中の線分ＥＧ上（点Ｅ、Ｇを除く）の組成例を表４に示す。

本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成を変更、追加、又は削除できる。

１０ 空気調和装置（冷凍サイクルシステム）
２０ 冷蔵庫（冷凍サイクルシステム）

Claims (7)

1. トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、ジフルオロメタン（Ｒ３２）、及びプロパン（Ｒ２９０）を含み、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を基準とする質量％を、それぞれｘ、ｙ、及び、ｚとするとき、トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和が、１００質量％となる３成分組成図において、
   座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、
   点Ａ（１００．０、０．０、０．０）、
   点Ｂ（０．０、１００．０、０．０）、
   点Ｃ（０．０、０．０、１００．０）、
   点Ｄ（７４．５、０．０、２５．５）、
   点Ｅ（６２．０、１２．４、２５．６）、
   点Ｆ（９１．２、０．０、８．８）、
   点Ｇ（８６．９、３．１、１０．０）、
   点Ｈ（０．０、９０．０、１０．０）、
   のうち、前記点Ｇと前記点Ｈとを結ぶ線分ＧＨ、前記点Ｈと前記点Ｃとを結ぶ線分ＨＣ、前記点Ｃと前記点Ｄとを結ぶ線分ＣＤ、前記点Ｄと前記点Ｅとを結ぶ線分ＤＥ、及び、前記点Ｅと前記点Ｇとを結ぶ線分ＥＧで囲まれる図形の範囲内、又は、前記線分ＤＥ、前記線分ＥＧ、及び、前記線分ＧＨのうちの少なくともいずれかの線分上にあり（但し、前記点Ｄ、前記点Ｅ、及び、前記点Ｇを除く）、
   前記線分ＤＥは、座標（ｘ、０．０２６６ｘ^２－４．６２４８ｘ＋１９６．８８５９、－０．０２６６ｘ^２＋３．６２４８ｘ－９６．８８５９）で表され、
   前記点Ｅと前記点Ｆとを結ぶ線分ＥＦは、座標（０．１１７１ｚ^２－５．７６２７ｚ＋１３２．８１１５、－０．１１７１ｚ^２＋４．７６２７ｚ－３２．８１１５、ｚ）で表され、
   且つ、前記線分ＧＨ、前記線分ＨＣ、及び、前記線分ＣＤが、直線である、冷媒組成物。
2. 更に、ハロメタンを含む、請求項１に記載の冷媒組成物。
3. トリフルオロエチレン、ジフルオロメタン、及び、プロパンの総和を１００質量％としたときのジフルオロメタンの質量比が、４４．４質量％未満である、請求項１又は２に記載の冷媒組成物。
4. 前記ジフルオロメタンの質量比が、２９．６質量％未満である、請求項３に記載の冷媒組成物。
5. 前記ジフルオロメタンの質量比が、２２．２質量％未満である、請求項４に記載の冷媒組成物。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の冷媒組成物を含む、冷凍サイクル用作動媒体。
7. 請求項６に記載の冷凍サイクル用作動媒体を有する、冷凍サイクルシステム。

Images