JP2548411B2 - 作動流体 - Google Patents
作動流体Info
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
- C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
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Description
使用される作動流体に関する。
ては、作動流体としてフロン類(以下R○○またはR○
○○と記す)と呼ばれるハロゲン化炭化水素が知られて
おり、利用温度としては凝縮温度および/または蒸発温
度が略0〜略50℃の範囲において通常使用される。中で
もクロロジフルオロメタン(CHClF2、R22)は家庭用エ
アコン、ビル用エアコンや大型冷凍機等の作動流体とし
て幅広く用いられている。
が地球規模の環境問題となっており、成層圏オゾン層破
壊能力が大であるフロン類(以下、特定フロンと記す)
については、すでに国際条約によって使用量及び生産量
の規制がなされ、さらに将来的には特定フロンの使用・
生産を廃止しようという動きがある。さて、R22はオゾ
ン破壊係数(トリクロロフルオロメタン(CCl3F)の成
層圏オゾン破壊能力を1としたときの成層圏オゾン破壊
能力、以下ODPと記す)が0.05と微小であり、特定フロ
ンではないものの将来的に使用量の増大が予想され、冷
凍・空調機器が広く普及した現在、R22の使用量及び生
産量の増大が人類の生活環境に与える影響も大きくなる
ものと予想されている。従って、成層圏オゾン破壊能力
が小であるものの、若干の破壊能力があるとされるR22
の代替となる作動流体の早期開発も強く要望されてい
る。
圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどない、R22の代替と
なる作動流体を提供するものである。
F5)、1,1,1−トリフルオロエタンCH3CF3)およびテト
ラフルオロエタン(C2H2F4)の三種のフロン類からな
り、ペンタフルオロエタンを85重量%以下、1,1,1−ト
リフルオロエタンを80重量%以下、テトラフルオロエタ
ンを15〜45重量%含むものである。特に、ペンタフルオ
ロエタンを80重量%以下、1,1,1−トリフルオロエタン
を80重量%以下、テトラフルオロエタンを20〜45重量%
含むものが好ましい。
ン破壊能力のほとんどない、分子構造中に塩素を含まな
いフロン類であるペンタフルオロエタン(ODP=0)、
トリフルオロエタン(ODP=0)およびテトラフルオロ
エタン(ODP=0)の混合物となすことにより、成層圏
オゾン層に及ぼす影響をR22よりもさらに小さく、ほと
んどなくすることを可能とするものである。又、本発明
は上述の組成範囲とすることによって、エアコン・冷凍
機等のヒートポンプ装置の利用温度である略0〜略50℃
においてR22と同程度の蒸気圧を有し、R22の代替として
現行機器で使用可能な作動流体を提供することを可能と
するものである。従って上述の組合せおよび組成範囲に
おけるODPも0と予想され、R22の代替として極めて有望
な作動流体となるものである。またかかる混合物は非共
沸混合物となり、凝縮過程および蒸発過程において温度
勾配をもつため、熱源流体との温度差を近接させたロレ
ンツサイクルを構成することにより、R22よりも高い成
績係数を期待できるものである。
は、そのODPの値の大きさにつれて地球温暖化の効果も
大きい傾向があるが、本発明による作動流体はODPが0
であるフロン類のみから成る混合物によって構成されて
いるため、地球温暖化の効果はR22と同程度あるいはR22
未満と推定され、最近世界的問題となっている地球温暖
化への寄与を小とすることをも可能とするものである。
用いて説明する。
トリフルオロエタン(R143a)、1,1,1,2−テトラフルオ
ロエタン(R134a)の三種のフロン類の混合物によって
構成される作動流体の、一定温度・一定圧力における平
衡状態を三角座標を用いて示したものである。本三角座
標においては、三角形の各頂点に、上側頂点を基点とし
て反時計回りに沸点の低い順に単一物質を配置してお
り、座標平面上のある点における各成分の組成比(重量
比)は、点と三角形の各辺との距離の比で表される。ま
たこのとき、点と三角形の辺との距離は、辺に相対する
側にある三角座標の頂点に記された物質の組成比に対応
する。第1図において1は、温度0℃・圧力4.044kg/cm
2Gにおける混合物の気液平衡線であり、この温度・圧
力はR22の飽和状態に相当する。気液平衡線(R22 0℃相
当)1の上側の線は飽和気相線、気液平衡線(R22 0℃
相当)1の下側の線は飽和液相線を表わし、この両線で
挟まれた範囲においては気液平衡状態となる。また2
は、温度50℃・圧力18.782kg/cm2Gにおける混合物の気
液平衡線であり、この温度・圧力もR22の飽和状態に相
当する。飽和気相線上の組成物はR22より高い圧力で気
化し、R22と同じ圧力で液化する。飽和液相線上の組成
物はR22と同じ圧力で気化し、R22より低い圧力で液化す
る。これらの2つの線の間のエリアにある組成物は、R2
2より高い圧力で気化し、R22より低い圧力で液化する。
すなわち50℃の気液平衡線2の間のエリアにある組成物
は、50℃においてはR22より低い圧力で気相から液相に
変化し、R22と同じ圧力では50℃より高い気相が凝縮し
て、50℃より低い液相に変化する。また0℃の気液平衡
線1の間のエリアにある組成物は、0℃においてはR22
より高い圧力で液相から気相に変化し、R22と同じ圧力
では0℃より低い液相が蒸発して、0℃より高い気相に
変化する。図1からわかるように、R125、R143a及びR13
4aがそれぞれ0〜略75重量%、0〜略70重量%、略25〜
略45重量%となるような組成範囲は、略0〜略50℃の利
用温度においてR22とほぼ同等の蒸気圧を有するため望
ましい。さらに、R125、R143a及びR134aがそれぞれ0〜
略65重量%、0〜略65重量%、略35〜略45重量%となる
ような組成範囲は、0℃と50℃の間のすべての利用温度
においてR22とほぼ同等の蒸気圧を有するため特に望ま
しい。
表に示す。点A1〜点C1は気液平衡線(R22 50℃相当)2
の飽和気相線上に、点D1〜点F1は気液平衡線(R22 50℃
相当)2の飽和液相線上にあり、共に気液平衡線(R22
0℃相当)1の飽和気相線及び気液平衡線(R22 0℃相
当)1の飽和液相線の両線で挟まれた範囲にあることか
ら、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G(R22の飽和状態に相
当)においては気液平衡状態となる。従って、第1表に
示された組成を有する作動流体は、0℃・50℃における
R22の飽和蒸気圧の条件下で飽和状態あるいは気液平衡
状態を実現し、略0〜略50℃の 利用温度において、同温度におけるR22の飽和蒸気圧で
操作することにより、R22とほぼ等しい凝縮温度・蒸発
温度を得ることが可能となるものである。
いてのみ説明したが、点A1〜点F1の内側にある点、すな
わち、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G及び温度50℃・圧
力18.782kg/cm2G(両者ともR22の飽和状態に相当)に
おいて気液平衡状態となる組成を有する作動流体につい
ても同様に操作することにより、略0〜略50℃の利用温
度においてR22とほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得る
ことが可能となるものである。
タン(R134a)の三種のフロン類の混合物によって構成
される作動流体の、一定温度・一定圧力における平衡状
態を三角座標を用いて示したものである。第2図におい
て3は、温度0℃・圧力4.044kg/cm2Gにおける混合物
の気液平衡線であり、また4は、温度50℃・圧力18.782
kg/cm2Gにおける混合物の気液平衡線である。この場合
には、R125、R143a及びR134がそれぞれ0〜略85重量
%、0〜略80重量%、略15〜略35重量%となるような組
成範囲が、R22とほぼ同等の蒸気圧を有するため望まし
く、R125、R143a及びR134がそれぞれ0〜略80重量%、
0〜略80重量%、略20〜略30重量%となるような組成範
囲が、特に望ましい。
表に示す。点A2〜点C2は気液平衡線(R22 50℃相当)4
の飽和気相線上に、点D2〜点F2は気液平衡線(R22 50℃
相当)4の飽和液相線上にあり、共に気液平衡線(R22
0℃相当)3の飽和気相線及び気液平衡線(R22 0℃相
当)3の飽和液相線の両線で挟まれた範囲にあることか
ら、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G(R22の飽和状態に相
当)においては気液平衡状態となる。従って、第2表に
示 された組成を有する作動流体は、0℃・50℃におけるR2
2の飽和蒸気圧の条件下で飽和状態あるいは気液平衡状
態を実現し、略0〜略50℃の利用温度において、同温度
におけるR22の飽和蒸気圧で操作することにより、R22と
ほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得ることが可能となる
ものである。
いてのみ説明したが、点A2〜点F2の内側にある点、すな
わち、温度0℃・圧力4.044kg/cm2G及び温度50℃・圧
力18.782kg/cm2G(両者ともR22の飽和状態に相当)に
おいて気液平衡状態となる組成を有する作動流体につい
ても同様に操作することにより、略0〜略50℃の利用温
度においてR22とほぼ等しい凝縮温度・蒸発温度を得る
ことが可能となるものである。
混合物によって構成されているが、構造異性体を含めて
四種以上のフロンの混合物によって作動流体を構成する
ことも勿論可能であり、この場合、ペンタフルオロエタ
ン0〜略85重量%、トリフルオロエタン0〜略80重量
%、テトラフルオロエタン略15〜略45重量%となるよう
な組成範囲は、略0〜略50℃の利用温度においてR22と
ほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましい。さらに、ペン
タフルオロエタン0〜略80重量%、トリフルオロエタン
0〜略80重量%、テトラフルオロエタン略20〜略45重量
%となるような組成範囲は、0℃と50℃の間のすべての
利用温度においてR22とほぼ同等の蒸気圧を有するため
特に望ましい。特に上述の組合せおよび組成範囲におけ
るODPも0と予想され、R22の代替として極めて有望な作
動流体となるものである。またかかる混合物は非共沸混
合物となり、凝縮過程および蒸発過程において温度勾配
をもつため、熱源流体との温度差を近接させたロレンツ
サイクルを構成することにより、R22よりも高い成績係
数を期待できるものである。
を、分子構造中に塩素を含まないフロン類のみから成る
混合物となし、その組成範囲を特定したことにより、 (1)成層圏オゾン層に及ぼす影響をR22よりもさらに
小さく、ほとんどなしとする作動流体の選択の幅を拡大
することが可能である。
有し、R22の代替として現行機器で使用可能である。
よりも高い成績係数を期待できる 等の効果を有するものである。
成される作動流体の、一定温度・一定圧力における平衡
状態を三角座標を用いて示した図である。 1、3……気液平衡線(R22 0℃相当)、2、4……気
液平衡線(R22 50℃相当)。
Claims (1)
- 【請求項1】ペンタフルオロエタン、1,1,1−トリフル
オロエタンおよびテトラフルオロエタンからなり、ペン
タフルオロエタンを85重量%以下、1,1,1−トリフルオ
ロエタンを80重量%以下、テトラフルオロエタンを15〜
45重量%含むことを特徴とする作動流体。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP1311157A JP2548411B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
US07/832,649 US5370811A (en) | 1989-11-30 | 1992-02-11 | Working fluid containing tetrafluoroethane |
US08/305,320 US5438849A (en) | 1989-11-30 | 1994-09-15 | Air conditioner and heat pump with tetra fluoroethane-containing working fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1311157A JP2548411B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03170588A JPH03170588A (ja) | 1991-07-24 |
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Family
ID=18013785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1311157A Expired - Lifetime JP2548411B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (9)
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KR100218062B1 (ko) * | 1992-11-10 | 1999-09-01 | 크리스 로저 에이치 | 디플루오로메탄, 펜타플루오로에탄 및 1,1,1-트리플루오로에탄을 포함하는 공비성 조성물 |
KR100405189B1 (ko) | 2001-02-16 | 2003-11-12 | 한국과학기술연구원 | 혼합냉매 조성물 |
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US6800216B2 (en) | 2002-07-24 | 2004-10-05 | Korea Institute Of Science And Technology | Refrigerant composition for replacing chlorodifluoromethane |
US6776922B2 (en) | 2002-07-24 | 2004-08-17 | Korea Institute Of Science And Technology | Refrigerant composition comprising difluoromethane, 1,1,1-trifluoroethane and 1,1-difluoroethane |
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Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4810403A (en) * | 1987-06-09 | 1989-03-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Halocarbon blends for refrigerant use |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311157A patent/JP2548411B2/ja not_active Expired - Lifetime
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