JP2548412B2 - 作動流体 - Google Patents
作動流体Info
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- JP2548412B2 JP2548412B2 JP1311168A JP31116889A JP2548412B2 JP 2548412 B2 JP2548412 B2 JP 2548412B2 JP 1311168 A JP1311168 A JP 1311168A JP 31116889 A JP31116889 A JP 31116889A JP 2548412 B2 JP2548412 B2 JP 2548412B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エアコン・冷凍機等のヒートポンプ装置に
使用される作動流体に関する。
使用される作動流体に関する。
従来の技術 従来、エアコン・冷凍機等のヒートポンプ装置におい
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。
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。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、近年フロンによる成層圏オゾン層破壊
が地球規模の環境問題となっており、成層圏オゾン破壊
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。
が地球規模の環境問題となっており、成層圏オゾン破壊
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。
本発明は、上述の問題に鑑みて試されたもので、成層
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。
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。
課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するため、ジフルオロメタ
ン（CH2F2）、ペンタフルオロエタン（C2HF5）および1,
1−ジフルオロエタン（CH3CHF2）の三種のフロン類から
なり、ジフルオロメタンを60重量％以下、ペンタフルオ
ロエタンを85重量％以下、1,1−ジフルオロエタンを15
〜65重量％含む作動流体を提供する。特に、ジフルオロ
メタンを０〜略50重量％、ペンタフルオロエタンを０〜
80重量％、1,1−ジフルオロエタンを略20〜65略重量％
の組成とするのが好ましい。
ン（CH2F2）、ペンタフルオロエタン（C2HF5）および1,
1−ジフルオロエタン（CH3CHF2）の三種のフロン類から
なり、ジフルオロメタンを60重量％以下、ペンタフルオ
ロエタンを85重量％以下、1,1−ジフルオロエタンを15
〜65重量％含む作動流体を提供する。特に、ジフルオロ
メタンを０〜略50重量％、ペンタフルオロエタンを０〜
80重量％、1,1−ジフルオロエタンを略20〜65略重量％
の組成とするのが好ましい。
作用 本発明は、上述の組合せによって、作動流体を、オゾ
ン破壊能力のほとんどない、分子構造中に塩素を含まな
いフロン類であるジフルオロメタン（ODP＝０）、ペン
タフルオロエタン（ODP＝０）およびジフルオロエタン
（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。
ン破壊能力のほとんどない、分子構造中に塩素を含まな
いフロン類であるジフルオロメタン（ODP＝０）、ペン
タフルオロエタン（ODP＝０）およびジフルオロエタン
（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。
また一般に、成層圏オゾン破壊能力があるフロン類
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の三種以上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。
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の三種以上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。
実施例 以下、本発明による作動流体の実施例について、図を
用いて説明する。
用いて説明する。
図は、ジフルオロメタン（R32）、ペンタフルオロエ
タン（R125）、1,1−ジフルオロエタン（R152a）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。図において１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、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/c
m2Ｇ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、R
22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、R22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5
0℃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。図からわかるよう
に、R32、R125及びR152aがそれぞれ０〜略60重量％、０
〜略85重量％、略15〜略65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、R32、R125及びR
152aがそれぞれ０〜略50重量％、０〜略80重量％、略20
〜略65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。
タン（R125）、1,1−ジフルオロエタン（R152a）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。図において１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、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/c
m2Ｇ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、R
22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、R22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5
0℃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。図からわかるよう
に、R32、R125及びR152aがそれぞれ０〜略60重量％、０
〜略85重量％、略15〜略65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、R32、R125及びR
152aがそれぞれ０〜略50重量％、０〜略80重量％、略20
〜略65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。
図中の点A1〜点F1における作動流体の組成を表に示
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E1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。また、点F1は気液平衡線
（R22 0℃相当）１の飽和液相線上にあると共に、気液
平衡線（R22 50℃相当）２の飽和気相線及び気液平衡線
（R22 50℃相当）２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50℃・圧力18.782kg/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、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。
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E1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。また、点F1は気液平衡線
（R22 0℃相当）１の飽和液相線上にあると共に、気液
平衡線（R22 50℃相当）２の飽和気相線及び気液平衡線
（R22 50℃相当）２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50℃・圧力18.782kg/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、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。
ここでは、気液平衡線（R22 0℃相当）１あるいは気
液平衡線（R22 50℃相当）２上の点についてのみ説明し
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/cm2
Ｇ（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。
液平衡線（R22 50℃相当）２上の点についてのみ説明し
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/cm2
Ｇ（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。
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。
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。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、作動流体
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。
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。
（２）機器の利用温度において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である。
有し、R22の代替として現行機器で使用可能である。
（３）非共沸混合物の温度勾配の性質を利用して、R22
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。
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。
図は、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
標を用いて示した図である。 １……気液平衡線（R22 0℃相当）、２……気液平衡線
（R22 50℃相当）。
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……気液平衡線（R22 0℃相当）、２……気液平衡線
（R22 50℃相当）。
Claims (1)
- 【請求項１】ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタン
および1,1−ジフルオロエタンの三種のフロン類からな
り、ジフルオロメタンを60重量％以下、ペンタフルオロ
エタンを85重量％以下、1,1−ジフルオロエタンを15〜6
5重量％含むことを特徴とする作動流体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311168A JP2548412B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
| EP19900122654 EP0430171B1 (en) | 1989-11-30 | 1990-11-27 | Working fluid |
| DE1990603790 DE69003790T2 (de) | 1989-11-30 | 1990-11-27 | Arbeitsmittel. |
| KR1019900019595A KR930010515B1 (ko) | 1989-11-30 | 1990-11-30 | 작동유체 |
| US08/125,146 US5433879A (en) | 1989-11-30 | 1993-09-23 | Working fluid containing difluoroethane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311168A JP2548412B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03172386A JPH03172386A (ja) | 1991-07-25 |
| JP2548412B2 true JP2548412B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=18013910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1311168A Expired - Fee Related JP2548412B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548412B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100405189B1 (ko) | 2001-02-16 | 2003-11-12 | 한국과학기술연구원 | 혼합냉매 조성물 |
| US6841087B2 (en) | 2002-04-19 | 2005-01-11 | Korea Institute Of Science And Technology | Refrigerant composition comprising difluoromethane, 1,1,1-trifluoroethane and 1,1,1,2-tetrafluoroethane |
| 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 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311168A patent/JP2548412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03172386A (ja) | 1991-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |