JP2580350B2 - 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と微少であり、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。
オロエタン(C2HF5)およびテトラフルオロエタン(C2H
2F4)の三種のフロン類を含み、トリフルオロメタンを5
0重量%以下、ペンタフルオロエタンを85重量%以下、
テトラフルオロエタンを15〜95重量%の組成範囲である
ことを特徴とするものであり、特に、トリフルオロメタ
ン40重量%以下、ペンタフルオロエタン80重量%以下、
テトラフルオロエタンを20〜90重量%以下が望ましいも
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
いフロン類であるトリフルオロメタン(ODP=0)、ペ
ンタフルオロエタン、(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も可能とするも
のである。
上のフロン類から成る混合物である。トリフルオロメタ
ンは、臨界温度が低く(25.7℃)、蒸気圧が高いため
に、単独では略0〜略50℃の利用温度のエアコン・冷凍
機等のヒートポンプ装置には使用できないが、現在でも
市販されており、かかる混合物とすることによって実用
的なR22の代替となる作動流体を構成することが可能と
なるものである。
用いて説明する。
オロエタン(R125)、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/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/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。R23を単独で使用すると、50℃においては臨海温度
を超えてしまうものの、かかる混合物となすことによっ
て飽和状態が存在し、略0〜略50℃の利用温度のエアコ
ン・冷凍機等のヒートポンプ装置に使用することが可能
となるものである。図からわかるように、R23、R125及
びR134aがそれぞれ0〜略35重量%、0〜略75重量%、
略25〜略95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、R23、R125及びR134aがそれぞれ
0〜略25重量%、0〜略65重量%、略35〜略90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 5
0℃相当)2の飽和液相線上にあり、共に気液平衡線(R
22 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。
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/cm
2G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。
ン(R134)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18.782kg/cm2
Gにおける混合物の気液平衡線である。この場合には、R
23、R125及びR134がそれぞれ0〜略50重量%、0〜略85
重量%、略15〜略90重量%となるような組成範囲が、R2
2とほぼ同等の蒸気圧を有するため望ましく、R23、R125
及びR134がそれぞれ0〜略40重量%、0〜略80重量%、
略20〜略85重量%となるような組成範囲が、特に望まし
い。
表に示す。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(R2
2 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。
つ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、トリフルオロメタン
0〜略50重量%、ペンタフルオロエタン0〜略85重量
%、テトラフルオロエタン略15〜略95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、トリ
フルオロメタン0〜略40重量%、ペンタフルオロエタン
0〜略80重量%、テトラフルオロエタン略20〜略90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。
オロメタンを含み、作動流体を、分子構造中に塩素を含
まないフロン類のみの三種以上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。
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。
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】トリフルオロメタン、ペンタフルオロエタ
ンおよびテトラフルオロエタンの三種のフロン類からな
り、前記トリフルオロメタンを50重量%以下、前記ペン
タフルオロエタンを85重量%以下、前記テトラフルオロ
エタンを15〜95重量%含むことを特徴とする作動流体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1311165A JP2580350B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1311165A JP2580350B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
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ID=18013876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1311165A Expired - Lifetime JP2580350B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 作動流体 |
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DE4222855A1 (de) * | 1992-07-11 | 1994-01-13 | Solvay Fluor & Derivate | Neue Kältemittelzusammensetzungen |
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FR2733992B1 (fr) * | 1995-05-12 | 1997-06-20 | Atochem Elf Sa | Melanges non azeotropiques de 1,1,1,2-tetrafluoroethane, difluoromethane et pentafluoroethane, et leur application comme fluides frigorigenes |
KR100340275B1 (ko) | 1999-11-02 | 2002-06-12 | 박호군 | 디플루오로메탄(HFC-32),펜타플루오로에탄(HFC-125)과1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a)을포함하는 냉매 혼합물 |
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 JP1311165A patent/JP2580350B2/ja not_active Expired - Lifetime
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