JP7395562B2 - 冷媒組成物 - Google Patents
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Description
1.低圧での液体冷媒の蒸発、低温源流体(空気など)からの熱の除去、
2.圧縮機で得られた冷媒蒸気を圧縮して、高温の高圧ガスを生成すること、
3.ソースよりも高い温度でのシンク流体との熱交換による高圧ガスの冷却により、高圧でより低温で密度の高い冷媒ガスを生成すること。このガスは、臨界温度を超えているため、「超臨界」流体と呼ばれる、および
4.膨張弁または他の制限装置を介した超臨界流体の膨張により、低圧で液体冷媒と気化した冷媒蒸気との二相混合物が得られ、次に、この混合物を蒸発器ステージにフィードバックして、サイクルを完了する。
モバイル空調(MAC)用途のための遷臨界空調サイクルの性能は、標準的な蒸気圧縮サイクルモデリング技術を使用して調査された。混合物の熱力学的特性は、REFPROP9.1特性計算ソフトウェアを使用して計算された。CO2とR-32の混合物のデフォルトのREFPROP相互作用パラメータは、全ての計算で使用された。R-134a、CO2、およびR32を含む混合物の場合、REFPROP相互作用パラメータをR-32/R-134aペアに使用し、実験的に導出された相互作用パラメータをCO2/R-134aペアに使用した。
・R-32などの性能増加の係数がCO2に添加される。改善の程度は、ガスクーラが経験する周囲温度に依存する。
・R-32が添加されるとガスクーラの最適運転圧力が降下し、圧縮機に有利である。
・R-32が添加されると、体積能力がわずかに降下し、R32が21%のブレンドでは、純粋なCO2の約85%に低下する。
・R-32含量が増えると、蒸発器の温度グライドが増加する。GWPが150未満(<22重量%R-32)の組成物の場合、蒸発器グライドは6℃未満であり、蒸発器の性能にほとんど悪影響を与えないはずである。
次に、自動車のヒートポンプサイクルにおけるR-32/CO2ブレンドの性能を、サイクルモデリングによって調査した。ヒートポンプサイクルは、バッテリ駆動の電気車両(純粋な電気およびハイブリッドパワートレイン)で使用される。前の実施例のサイクルモデルを使用し、表3に示すようにパラメータを変更した。これらは、自動車用途の条件を代表するものとして選択された。
サイクルモデルは、圧縮ガスの中間冷却が最初の圧縮段階を離れ、段階間圧力に保持されたフラッシュタンク内の液体冷媒の保持を伴う、2段階の圧縮サイクルで構築された。モデル化されたサイクルは、図10に示される。
・エネルギー効率の増加
・使用圧力の低減
・R-32含量が約25重量%未満の場合、蒸発器内の温度グライドは10K未満のままである
・R-32添加により体積冷却能力が低減
REFLEAK4.0を使用して、標準34で義務付けられている最悪の条件での21%R-32/79%CO2混合物の蒸気漏れ、つまり最初に充填された貯蔵シリンダから許容最大充填密度の90%までの-40℃での蒸気漏れを調査した。チャージの約77%以上が漏れた場合、シリンダ内の残りの液体には59重量%以上のR-32が含まれているため、可燃性であることがわかった。
Claims (30)
- 三元冷媒組成物であって、前記冷媒組成物の総重量に基づいて、1~20重量%の1,1-ジフルオロエチレン(R-1132a)と、50~95重量%の二酸化炭素(CO2、R-744)と、1~32重量%のジフルオロメタン(R-32)と、を含む、三元冷媒組成物。
- 前記ジフルオロメタンが、前記冷媒組成物の総重量に基づいて、1~25重量%の量で存在する、請求項1に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、1重量%以上22重量%未満のジフルオロメタン(R-32)を含む、請求項2に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、前記R-1132aが、2~15重量%の量で存在する、請求項1に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、前記R-1132aが、3~14重量%の量で存在する、請求項4に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、前記R-1132aが、3~12重量%の量で存在する、請求項5に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、55~93重量%の二酸化炭素、2~32重量%のジフルオロメタン、および2~15重量%のR-1132aを含む、請求項1に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、64~93重量%の二酸化炭素、2~25重量%のジフルオロメタンおよび2~14重量%のR-1132aを含む、請求項7に記載の冷媒組成物。
- 前記冷媒組成物の総重量に基づいて、65~93重量%の二酸化炭素、2~22重量%のジフルオロメタンおよび2~14重量%のR-1132aを含む、請求項8に記載の冷媒組成物。
- 不燃性である、請求項1~9のいずれか一項に記載の冷媒組成物。
- 300未満の地球温暖化係数を有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の冷媒組成物。
- 150未満の地球温暖化係数を有する、請求項11に記載の冷媒組成物。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の冷媒組成物を含む、加熱および/または冷却を提供するための遷臨界熱伝達システム。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の冷媒組成物を含む、冷凍、空調、またはヒートポンプシステム。
- 自動車空調システムである、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 自動車ヒートポンプシステムである、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 自動車用途において加熱および空調の両方を提供する、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 温水の生成のためのヒートポンプシステムである、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- スーパーマーケットの冷凍システムである、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 住宅用空調システムである、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 冷蔵輸送システムである、請求項13に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 潤滑剤をさらに含む、請求項13および15~21のいずれか一項に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 前記システムが、ポリオールエステルまたはポリアルキレングリコール潤滑剤をさらに含む、請求項22に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 潤滑剤をさらに含む、請求項14に記載の冷凍、空調またはヒートポンプシステム。
- 前記システムが、ポリオールエステルまたはポリアルキレングリコール潤滑剤をさらに含む、請求項24に記載の冷凍、空調またはヒートポンプシステム。
- 単段圧縮サイクルを使用する、請求項13および15~21のいずれか一項に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 二段圧縮サイクルを使用する、請求項13および15~21のいずれか一項に記載の遷臨界熱伝達システム。
- 請求項14~17のいずれか一項に記載の遷臨界熱伝達システムおよび/またはヒートポンプシステムを備えた電気車両。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の冷媒組成物を、冷却される本体の近傍で蒸発させることを含む、冷却を生成する方法。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の冷媒組成物を、加熱される物体の近傍で凝縮させることを含む、加熱を生成する方法。
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