JP3469587B2 - 冷媒組成物 - Google Patents
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Description
つ、オゾン層を破壊する危険性のない冷媒組成物に関す
る。
るものにはR12(ジクロロジフルオロメタン)とR5
00(R12とR152a(1,1−ジフルオロエタ
ン)との共沸混合物)が多い。R12の沸点は約−30
℃で、R500の沸点は約−33℃であり通常の冷凍装
置に好適である。更に圧縮機への吸込温度が比較的高く
ても吐出温度が圧縮機のオイルスラッジを引き起こす程
高くならない。更に又、R12は圧縮機のオイルと相溶
性が良く、冷媒回路中のオイルを圧縮機まで引き戻す役
割も果たす。
オゾン層を破壊する恐れがあるとされ、その使用が規制
されることとなって来た。これら規制冷媒の代替冷媒と
して研究されているのがR22(クロロジフルオロメタ
ン)とR142b(1−クロロ−1,1−ジフルオロエ
タン)の混合冷媒が考えられている。R22の沸点は約
−40℃、R142bの沸点は約−9.8℃である。
又、R22は圧縮機の吸込温度を相当低くしなければ吐
出温度の上昇を抑えられないのでR142bを混合する
ことによって吐出温度を下げている。即ち、R142b
は吸込温度が比較的高くても吐出温度が上がらないから
である。
混合することによって不燃組成を構成し、安全性を高め
ている。
凍機油との相溶性を考慮して上記R142bとR22と
の混合冷媒に更にR21、即ち、ジクロロモノフルオロ
メタンを少量加えたものが提案されている。
ており、職場環況を悪化させるという重大な問題がある
と共に、冷凍機油との相溶性を向上するためにR21の
重量%を多くしていくと、上記職場環況の悪化を促進す
ることになるばかりか、R21の沸点が8.95℃と高
いことに起因して、冷凍能力が低下するという問題があ
った。
性による職場環況の悪化を防止しつつ冷凍能力を向上す
ることができ、当然、オゾン層の破壊の恐れがない冷媒
組成物を提供することを目的とする。
量%のクロロジフルオロメタン(R22)及び1−クロロ−
1,1−ジフルオロエタン(R142b)と、1〜25重量%
の8弗化プロパン(R218)とからなり、前記クロロジフル
オロメタン(R22)と前記1−クロロ−1,1−ジフルオ
ロエタン(R142b)とが14対1〜14対5の比率で混合
されていることを特徴とする冷媒組成物である。具体的
には、70重量%の前記クロロジフルオロメタン(R22)
と、25重量%の前記1−クロロ−1,1−ジフルオロ
エタン(R142b)と、5重量%の前記8弗化プロパン(R21
8)とからなる冷媒組成物である。他の具体例では、70
重量%の前記クロロジフルオロメタン(R22)と、5重量
%の前記1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン(R142b)
と、25重量%の前記8弗化プロパン(R218)とからなる
冷媒組成物である。
問題における規制の対象となっておらず、また、その沸
点は−36.7℃、後に詳述する比熱比は1.06であ
り、更に毒性はほとんどない。従って、オゾン層の破壊
を抑制できることはもとより、職場の環況を健全に保つ
ことができる。
いため、冷媒回路中において、R22と共に蒸発器にて
蒸発させることができ、加えて、比熱比は1.06とR
22の比熱比1.18に比べて小さいので、R22によ
る圧縮機の吐出温度上昇をR218で抑えることができ
る。この結果、所望とする冷凍能力を実現できると共に
オイルスラッジやオイルの劣化を抑制できる。
が、この問題については相溶性の良いR22の所定量を
確保することによって対応することができ、このR22
をキャリアとして冷媒回路中のオイルを圧縮機に帰還さ
せることにより油上りによる圧縮機のロック等を防止で
きる。
おける規制の対象ではなく、その比熱比は1.11と小
さいことから、前述したR218と同様に圧縮機の吐出
温度上昇を抑制してオイルスラッジ等の発生を防止でき
る。
ロロジフルオロメタン(R22)及び1−クロロ−1,
1−ジフルオロエタン(R142b)が75〜99重量
%、8弗化プロパン(R218)が1〜25重量%とす
ることにより、オゾン層破壊の防止、職場環況の健全
化、冷凍能力の確保、圧縮機の吐出温度の抑制、更には
オイルとの相溶性といった問題のすべてに対処すること
ができる。
低温の温度帯を本発明の混合冷媒によって実現でき、R
500やR502の代替に供することができる。
R22、R142b及びR218の混合冷媒を用いた場
合の冷媒回路を示している。圧縮機1の吐出側配管2は
凝縮器3に接続され、凝縮器3は気液分離器4に接続さ
れている。気液分離器4から出た液相配管5はキャピラ
リチューブ6に接続されキャピラリチューブ6は中間熱
交換器7に接続される。気液分離器4から出た気相配管
8は中間熱交換器7中を通過してキャピラリチューブ9
に接続され、キャピラリチューブ9は蒸発器10に接続
される。中間熱交換器7から出た配管11と蒸発器10
から出た配管12は接続点Pにて合流せられ、圧縮機1
の吸込側配管13に接続される。
218の非共沸混合冷媒が充填される。次に動作を説明
する。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス状冷媒混
合物は凝縮器3に流入して放熱し、その内のR142b
は液化して気液分離器4に入る。そこで液状のR142
bは液相配管5へ、また、未だ気体のR22及びR21
8は気相配管8へと分離される。液相配管5に流入した
R142bはキャピラリチューブ6にて減圧されて中間
熱交換器7に流入し、R142bはそこで蒸発する。
18は中間熱交換器7内を通過する過程で、そこで蒸発
するR142bに冷却されて凝縮し、キャピラリチュー
ブ9で減圧されて蒸発器10に流入し、そこで順次蒸発
(まず沸点の低いR22が蒸発し、次いでR218が蒸
発する)して周囲を冷却する。
11を通り、また、蒸発器10を出たR22及びR21
8は配管12を通り、接続点Pにて合流し、再びR2
2、R142b及びR218の混合物となって圧縮機1
に帰還する。
R22に溶け込んだ状態で冷媒回路を循環し圧縮機1に
戻される。
を決定するに際しては、オゾン層破壊の防止はもとよ
り、職場環況の健全化、冷凍能力の確保、圧縮機の吐出
温度の抑制、更にはオイルとの相溶性といった問題を考
慮する必要がある。
に塩素を含まないのでオゾン層破壊問題における規制の
対象となっておらず、また、その沸点は−36.7℃、
比熱比は1.06であり、更に、毒性はほとんどないこ
とが公的検査機関(例えば米国検査機関T.V.K)に
よっても確認されている。
はもとより、職場の環況を健全に保つことができる。
記の(1)式で示す如く、断熱圧縮における圧縮機の吐
出ガス温度に大きな影響を及ぼすものであって組成物の
分子量が大きい程小さい値を示す。
6であって、R22の比熱比(1.18)に比して小さ
く、圧縮機の吐出温度を充分下げることができ、圧縮機
でのオイルスラッジの発生やオイルの劣化を防止でき
る。
R22に比して低いため、上述したR218と同様、圧
縮機の吐出温度の低下に寄与できる。
いことから、冷媒回路中において、蒸発器10でR22
と共に蒸発させることができ、冷凍能力を向上できる。
確認されている。
R142bとで組成される従来の混合冷媒Aと、R50
2からなる市販の冷媒Bと、70重量%のR22と25
重量%のR142bと5重量%のR218とからなる組
成の本発明における混合冷媒Cと、70重量%のR22
と5重量%のR142bと25重量%のR218とから
なる組成の本発明における混合冷媒Dとの夫々の冷媒を
用意し、同一の断熱箱体及び同一の圧縮機を搭載した冷
凍機に上記A〜Dの冷媒を封入し、周囲温度等の諸条件
が同一のもとで実験した結果、それらの蒸発温度はAが
−28℃、Bが−36℃、Cが−31℃、Dが−35℃
であった。
オロメタンと1−クロロ−1,1−ジフルオロエタンと
が14対5の比率で混合されている)によれば、従来の
混合冷媒AやR500(沸点−33.45℃)といった
ものと同程度の冷凍能力を実現することができ、これら
のものに代替できる。
フルオロメタンと前記1−クロロ−1,1−ジフルオロ
エタンとが14対1の比率で混合されている)によれ
ば、R502である冷媒Bと同程度の冷凍能力を実現す
ることができ、R502に代替できる。
あり、オイルスラッジの発生もほとんど見られなかっ
た。これはR22の相溶性によりオイルが良好に帰還さ
れたことを裏付けるものである。
することにより、冷凍能力を向上し圧縮機の吐出温度を
下げるという多大な効果があるが、このR218の重量
%を多くするということは逆に言えばR22の重量%を
少なくするということになり、R22の持つオイルとの
相溶性の観点、及びR218は現時点では希少な冷媒で
あってコストも非常に高いという点があり、これらの観
点、及び実験的裏付けから、例えば所望とする蒸発温度
帯を−33℃〜−45℃とした場合には、R22とR1
42bとが75〜99重量%を占める冷媒に対して、R
218を1〜25重量%混入されたものが好ましいと言
える。
R218と同様にその重量%を多くすれば圧縮機の吐出
温度の低下に寄与できるが、従来例でも説明した様にR
142bは可燃性であってその重量%をあまり多くする
と爆発の危険があり、この問題を回避する範囲にしてい
る。
の破壊防止はもとより、職場環況を良好に保ちつつ、所
望とする冷凍能力が得られ、オイル戻りも良好でR50
0やR502の代替としての使用も可能な実用性に優れ
た冷媒組成物を提供できる。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 75〜99重量%のクロロジフルオロメ
タン及び1−クロロ−1,1−ジフルオロエタンと、1
〜25重量%の8弗化プロパンとからなり、前記クロロ
ジフルオロメタンと前記1−クロロ−1,1−ジフルオ
ロエタンとが14対1〜14対5の比率で混合されてい
ることを特徴とする冷媒組成物。 - 【請求項2】 70重量%の前記クロロジフルオロメタ
ンと、25重量%の前記1−クロロ−1,1−ジフルオ
ロエタンと、5重量%の前記8弗化プロパンとからなる
請求項1に記載の冷媒組成物。 - 【請求項3】 70重量%の前記クロロジフルオロメタ
ンと、5重量%の前記1−クロロ−1,1−ジフルオロ
エタンと、25重量%の前記8弗化プロパンとからなる
請求項1に記載の冷媒組成物。
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