JPH01139675A - 作動媒体混合物 - Google Patents
作動媒体混合物Info
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- JPH01139675A JPH01139675A JP62296178A JP29617887A JPH01139675A JP H01139675 A JPH01139675 A JP H01139675A JP 62296178 A JP62296178 A JP 62296178A JP 29617887 A JP29617887 A JP 29617887A JP H01139675 A JPH01139675 A JP H01139675A
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- tetrafluoroethane
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、冷凍機、ヒートポンプ等に使用し得る新規な
作動媒体混合物に関する。
作動媒体混合物に関する。
[従来技術]
空調、冷凍および冷蔵機器(冷凍サイクル・ヒートポン
プサイクル)、廃熱回収発電(ランキンサイクル)、熱
交換機器(ヒートバイブ)等か実用化ないし試験開発さ
れている。これらの機器に用いる作動媒体には、水をは
じめプロパンやブタン等の炭化水素類、トリクロロフル
オロメタン(R11)や、クロロジフルオロメタン(R
22)等のフロン類、又はアンモニア等が知られている
。
プサイクル)、廃熱回収発電(ランキンサイクル)、熱
交換機器(ヒートバイブ)等か実用化ないし試験開発さ
れている。これらの機器に用いる作動媒体には、水をは
じめプロパンやブタン等の炭化水素類、トリクロロフル
オロメタン(R11)や、クロロジフルオロメタン(R
22)等のフロン類、又はアンモニア等が知られている
。
[発明の解決しようとする問題点]
フロンは毒性が少なく、非可燃性で化学的にも安定であ
り、標準沸点の異なる各種フロンが容易に入手できるこ
とから、作動媒体としての評価研究が活発に行なわれて
いる。本発明は、熱回収効率、特に、冷凍庫、冷蔵庫、
冷暖房機器、給湯機器あるいは廃熱回収を目的としたヒ
ートポンプシステムの効率が高いフロン類を新規に提供
するものである。
り、標準沸点の異なる各種フロンが容易に入手できるこ
とから、作動媒体としての評価研究が活発に行なわれて
いる。本発明は、熱回収効率、特に、冷凍庫、冷蔵庫、
冷暖房機器、給湯機器あるいは廃熱回収を目的としたヒ
ートポンプシステムの効率が高いフロン類を新規に提供
するものである。
[問題点を解決するための手段]
本発明は炭素数4〜5の炭化水素類の中から選ばれる少
なくとも1種とテトラフルオロエタンとを必須成分とす
ることを特徴とする特許体混合物に関するものである。
なくとも1種とテトラフルオロエタンとを必須成分とす
ることを特徴とする特許体混合物に関するものである。
本発明におけるテトラフルオロエタンには、1.1,2
.2−テトラフルオロエタン(R134)と1.1,1
.2−テトラフルオロエタン(R134a)の2種類の
異性体が知られているが、互いに物性が類似しているた
め、これらを単独で用いてもよく、またこれらの混合物
を用いてもよい、また、炭素数4〜5の炭化水素類とし
ては、n −ブタン、イソブタン、シクロブタン、l−
ブテン、2−ブテン、イソブチレン、n−ペンタン、イ
ソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、l−ペン
テン、2−ペンテン、シクロペンテンなどが例示される
が、特に飽和炭化水素であるn−ブタン、イソブタン、
シクロブタン、n−ペンタン、イソペンタン1、シクロ
ペンタンが特に有効である。以下の説明においては、n
−ブタン、イ′ツブタン、シクロブタン、n−ペンタン
、イソペンタンおよびシクロペンタンの中から選ばれる
1種とR134aとを必須成分とし、混合使用する例を
示す。
.2−テトラフルオロエタン(R134)と1.1,1
.2−テトラフルオロエタン(R134a)の2種類の
異性体が知られているが、互いに物性が類似しているた
め、これらを単独で用いてもよく、またこれらの混合物
を用いてもよい、また、炭素数4〜5の炭化水素類とし
ては、n −ブタン、イソブタン、シクロブタン、l−
ブテン、2−ブテン、イソブチレン、n−ペンタン、イ
ソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、l−ペン
テン、2−ペンテン、シクロペンテンなどが例示される
が、特に飽和炭化水素であるn−ブタン、イソブタン、
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ペンタンが特に有効である。以下の説明においては、n
−ブタン、イ′ツブタン、シクロブタン、n−ペンタン
、イソペンタンおよびシクロペンタンの中から選ばれる
1種とR134aとを必須成分とし、混合使用する例を
示す。
以下、本発明の作動媒体混合物(以下単に作動媒体とい
うことがある。)を用いた冷凍サイクルシステムのフロ
ーシートを示す第1図に従って本発明の詳細な説明する
。第1図の1は圧縮機、2は凝縮器、3.3′は負荷流
体用配管、4は減圧装置、5は蒸発器、6.6′は熱源
流体用配管を示す。
うことがある。)を用いた冷凍サイクルシステムのフロ
ーシートを示す第1図に従って本発明の詳細な説明する
。第1図の1は圧縮機、2は凝縮器、3.3′は負荷流
体用配管、4は減圧装置、5は蒸発器、6.6′は熱源
流体用配管を示す。
第1図に示す冷凍サイクルシステムにおいて作動媒体は
圧縮機1で圧縮された後、凝縮器2に導かれ、該凝縮器
2中で管3より導入される負荷流体により冷却されて凝
縮する。一方、負荷流体は凝縮器2中で逆に加熱され管
3°を経て負荷加熱に供される。つぎに凝縮した作動媒
体は減圧装置4により減圧された後、蒸発器5に導かれ
、該蒸発器5に導かれ、該蒸発器5中で管6より導入さ
れ管6′から排出される熱源流体により加熱された後、
再び圧縮機lに吸引され上記のサイクルを繰り返す。一
方、熱源流体は蒸発器5中で逆に冷却され、管6゛を経
て冷却に供される。
圧縮機1で圧縮された後、凝縮器2に導かれ、該凝縮器
2中で管3より導入される負荷流体により冷却されて凝
縮する。一方、負荷流体は凝縮器2中で逆に加熱され管
3°を経て負荷加熱に供される。つぎに凝縮した作動媒
体は減圧装置4により減圧された後、蒸発器5に導かれ
、該蒸発器5に導かれ、該蒸発器5中で管6より導入さ
れ管6′から排出される熱源流体により加熱された後、
再び圧縮機lに吸引され上記のサイクルを繰り返す。一
方、熱源流体は蒸発器5中で逆に冷却され、管6゛を経
て冷却に供される。
第2図および第3図は第1図に示す冷凍サイクルシステ
ムにおける作動媒体混合物のサイクルを圧力−エンタル
ピー線図上に記入したものである0作動媒体の飽和蒸気
を断熱圧縮した場合、湿り状態になるものを第2図に、
乾き状態になるものを第3図に示す。
ムにおける作動媒体混合物のサイクルを圧力−エンタル
ピー線図上に記入したものである0作動媒体の飽和蒸気
を断熱圧縮した場合、湿り状態になるものを第2図に、
乾き状態になるものを第3図に示す。
第1図の圧縮機による作動媒体の変化は第2図および第
3図の符号8から9あるいは13から14の変化に、凝
縮器による作動媒体の変化は9→10→11あるいは1
4→15→16→17の変化に、減圧装置による作動媒
体の変化は11から12あるいは17から18の変化に
、蒸発器による作動媒体の変化は12から8あるいは1
8から13の変化にそれぞれ対応する。
3図の符号8から9あるいは13から14の変化に、凝
縮器による作動媒体の変化は9→10→11あるいは1
4→15→16→17の変化に、減圧装置による作動媒
体の変化は11から12あるいは17から18の変化に
、蒸発器による作動媒体の変化は12から8あるいは1
8から13の変化にそれぞれ対応する。
本発明の作動媒体混合物を用いた第1図の冷凍サイクル
システムの運転条件として蒸発器における作動媒体の蒸
発路り温度(符号7あるいは13の温度、以下、蒸発温
度という)と凝縮器における作動媒体の凝縮器めの温度
(符号9あるいは15の温度、以下、凝縮温度という)
を設定した。第1表から第12表に本発明の作動媒体混
合物を用いた上記の冷凍サイクルシステムにおける成績
係数および圧縮機単位容積当りの冷凍能力を比較例とと
もに記す。
システムの運転条件として蒸発器における作動媒体の蒸
発路り温度(符号7あるいは13の温度、以下、蒸発温
度という)と凝縮器における作動媒体の凝縮器めの温度
(符号9あるいは15の温度、以下、凝縮温度という)
を設定した。第1表から第12表に本発明の作動媒体混
合物を用いた上記の冷凍サイクルシステムにおける成績
係数および圧縮機単位容積当りの冷凍能力を比較例とと
もに記す。
表から理解されるように炭素数4〜5の炭化水素類、特
にn−ブタン、イソブタン、シクロブタン、n−ペンタ
ン、イソペンタン、シクロペンタンの中から選ばれる少
なくとも1種とR1:14aとを必須成分とする本発明
の作動媒体混合物はR134aを単独で用いた場合に比
べ大きく改善することができ、特にR134aの組成が
20モル%前後となる作動媒体混合物はR134aおよ
びn−ブタン、イソブタン、シクロブタン、n−ベンタ
ン、イソペンタン、シクロペンタンをそれぞれ単独で用
いた場合に比べ大きく改善されていることがわかる0本
発明の作動媒体混合物の1構成酸分である炭素数4〜5
の炭化水素類はR134aに比べ成績係数が高いものの
圧縮機単位容積当りの冷凍能力が低い、可燃性であると
いう欠点を有している。一方、R134aは炭素数4〜
5の炭化水素類に比べ成績係数が低いという欠点を有し
ているものの、圧縮機単位容積当りの冷凍能力が高いと
ともに非可燃性であるという長所を有しており、本発明
の作動媒体混合物を用いることにより、各々の欠点を改
善し、かつ長所を生かすことができ、極めて有効である
ことがわかる。
にn−ブタン、イソブタン、シクロブタン、n−ペンタ
ン、イソペンタン、シクロペンタンの中から選ばれる少
なくとも1種とR1:14aとを必須成分とする本発明
の作動媒体混合物はR134aを単独で用いた場合に比
べ大きく改善することができ、特にR134aの組成が
20モル%前後となる作動媒体混合物はR134aおよ
びn−ブタン、イソブタン、シクロブタン、n−ベンタ
ン、イソペンタン、シクロペンタンをそれぞれ単独で用
いた場合に比べ大きく改善されていることがわかる0本
発明の作動媒体混合物の1構成酸分である炭素数4〜5
の炭化水素類はR134aに比べ成績係数が高いものの
圧縮機単位容積当りの冷凍能力が低い、可燃性であると
いう欠点を有している。一方、R134aは炭素数4〜
5の炭化水素類に比べ成績係数が低いという欠点を有し
ているものの、圧縮機単位容積当りの冷凍能力が高いと
ともに非可燃性であるという長所を有しており、本発明
の作動媒体混合物を用いることにより、各々の欠点を改
善し、かつ長所を生かすことができ、極めて有効である
ことがわかる。
本発明の作動媒体混合物は低温〜高温分野の空調、冷凍
および冷蔵を目的とし冷凍サイクルの応用する場合に特
に有効であるが、ランキンサイクルなどのその他各種の
熱回収技術の作動媒体としても使用することもできる0
本発明の作動媒体混合物は熱安定性が優れており、通常
の使用条件においては安定剤を必要としないが、苛酷な
使用条件のため熱安定、性の向上が必要な場合には、ジ
メチルホスファイト、ジイソプロピルホスファイト、ジ
フェニルホスファイト等のホスファイト系化合物、また
はチオホスファイト系化合物、あるいはトリフエノキシ
ホスフィンサルファイド、トリメチルホスフィンサルフ
ァイド等のホスフィンサルファイド系化合物、その他グ
リシジルエーテル類等の安定剤を作動媒体100重量部
に対し、1重量部前後の少量添加すればよい。
および冷蔵を目的とし冷凍サイクルの応用する場合に特
に有効であるが、ランキンサイクルなどのその他各種の
熱回収技術の作動媒体としても使用することもできる0
本発明の作動媒体混合物は熱安定性が優れており、通常
の使用条件においては安定剤を必要としないが、苛酷な
使用条件のため熱安定、性の向上が必要な場合には、ジ
メチルホスファイト、ジイソプロピルホスファイト、ジ
フェニルホスファイト等のホスファイト系化合物、また
はチオホスファイト系化合物、あるいはトリフエノキシ
ホスフィンサルファイド、トリメチルホスフィンサルフ
ァイド等のホスフィンサルファイド系化合物、その他グ
リシジルエーテル類等の安定剤を作動媒体100重量部
に対し、1重量部前後の少量添加すればよい。
テトラフルオロエタンは、冷凍機、ヒートポンプ等にお
いて使用される潤滑油との溶解性が悪いことが予想され
るが、本発明の作動媒体混合物の1構成成分である炭化
水素は、潤滑油との溶解性が優れている。すなわち、本
発明の作動媒体混合物は、潤滑油に対する溶解性に関し
てもテトラフルオロエタン単独で使用する時に比し、改
善され得るものと期待できる。
いて使用される潤滑油との溶解性が悪いことが予想され
るが、本発明の作動媒体混合物の1構成成分である炭化
水素は、潤滑油との溶解性が優れている。すなわち、本
発明の作動媒体混合物は、潤滑油に対する溶解性に関し
てもテトラフルオロエタン単独で使用する時に比し、改
善され得るものと期待できる。
第1表(蒸発温度:0°C9凝縮温度=60℃、過冷却
度=θ℃)第2表(蒸発温度ニー20℃、凝縮温度:4
0℃、過冷卯度:θ℃)第3表(蒸発温度二〇℃、凝縮
温度=60℃、過冷却度:0℃)第4表(蒸発温度ニー
20:、凝縮温度:40℃、過冷却度:O’()第5表
(蒸発温度二〇°C1凝縮温度=60℃、過冷却度二〇
℃)第6表(蒸発温度ニー20°C,aii温度:40
℃、過冷却度二〇℃)第7表(蒸発温度:0℃、凝縮温
度:60℃、過冷却度:0℃)第8表(蒸発温度ニー2
0℃、凝縮温度:40℃、過冷却度=θ℃)第9表(蒸
発温度=θ℃、凝縮温度:60℃、過冷却度=θ℃)第
10表(蒸発温度ニー20℃、fi湿温度40℃、過冷
却度:0℃)第11表(蒸発温度:0℃、凝縮温度:6
0℃、過冷却度:0℃)第12表(蒸発温度ニー20℃
、凝縮温度:40℃、過冷却度:0℃)[発明の効果] 本発明の作動媒体混合物は、特に冷凍サイクル効率すな
わち冷凍、加熱効率に優れ、テトラフルオロエタンに比
し、大幅な改善が認められる。
度=θ℃)第2表(蒸発温度ニー20℃、凝縮温度:4
0℃、過冷卯度:θ℃)第3表(蒸発温度二〇℃、凝縮
温度=60℃、過冷却度:0℃)第4表(蒸発温度ニー
20:、凝縮温度:40℃、過冷却度:O’()第5表
(蒸発温度二〇°C1凝縮温度=60℃、過冷却度二〇
℃)第6表(蒸発温度ニー20°C,aii温度:40
℃、過冷却度二〇℃)第7表(蒸発温度:0℃、凝縮温
度:60℃、過冷却度:0℃)第8表(蒸発温度ニー2
0℃、凝縮温度:40℃、過冷却度=θ℃)第9表(蒸
発温度=θ℃、凝縮温度:60℃、過冷却度=θ℃)第
10表(蒸発温度ニー20℃、fi湿温度40℃、過冷
却度:0℃)第11表(蒸発温度:0℃、凝縮温度:6
0℃、過冷却度:0℃)第12表(蒸発温度ニー20℃
、凝縮温度:40℃、過冷却度:0℃)[発明の効果] 本発明の作動媒体混合物は、特に冷凍サイクル効率すな
わち冷凍、加熱効率に優れ、テトラフルオロエタンに比
し、大幅な改善が認められる。
第1図は本発明の1実施例を説明するための冷凍サイク
ルのフローシート、第2図および第3図は本発明の作動
媒体混合物を作動媒体として用いたサイクルを圧力−エ
ンタルピー線図に記入した図である。 第 1 図 第2 団 躬3 図
ルのフローシート、第2図および第3図は本発明の作動
媒体混合物を作動媒体として用いたサイクルを圧力−エ
ンタルピー線図に記入した図である。 第 1 図 第2 団 躬3 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、炭素数4〜5の炭化水素類の中から選ばれる少なく
とも1種とテトラフルオロエタンとを必須成分とするこ
とを特徴とする作動媒体混合物。 2、炭素数4〜5の炭化水素類が、n−ブタン、イソブ
タン、シクロブタン、n−ペンタン、イソペンタン、シ
クロペンタンである特許請求の範囲第1項記載の作動媒
体混合物。
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