JPH01139676A - 作動媒体混合物 - Google Patents

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。

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。

［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（ヒートパイプ）等が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、非可燃性て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。

［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種とモノクロロジフルオロメタン（以下Ｒ２
２と略す）及びモノクロロペンタフルオロエタン（以下
Ｒ１１５と略す）とを必須成分とすることを特徴とする
作動媒体混合物に関するものである。

本発明におけるＲ２２とＲ１１５の混合割合としては、
ｌ：９９〜９９：ｌの範囲内であればどのような組成で
もよいが、特にＲ２２が４８．８重量％、Ｒ１１５が５
１．２重量％である共沸混合物（以下Ｒ５０２と略す）
が好ましい、また、本発明における炭素数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、１−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。

１−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、
シクロペンタンか特に有効である。以下の説明において
は、　Ｒ５０２とｎ−ブタン、イソブタン、シクロブタ
ン、ｎ　−ペンタン、イソペンタンおよびシクロペンタ
ンを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。

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ｌて圧縮された後、凝縮器２に導かれ、該凝縮器
２中て管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中て逆に冷却され、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。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→Ｉ７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。

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１５０２とを必須成分とする本発明の作
動媒体混合物はＲ５０２を単独で用いた場合に比べ大き
く改善することかでき、特に１５０２の組成が２０モル
％前後となる作動媒体混合物はＲ５０２およびｎ−ブタ
ン、イソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、インペ
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かわかる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Ｒ５０２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、Ｒ５０２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か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てきる。

本発明の作動媒体混合物は熱安定性が優れており１通常
の使用条件においては安定剤を必要としないか、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ト、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。

第１表（Ｊ発温度二〇℃、凝縮温度＝６０°Ｃ１過冷却
度二〇″Ｃ）第２表（蒸発温度ニー２０℃、凝縮温度：
４０℃、過冷却度二〇℃）第３表（蒸発温度：０°Ｃ９
凝縮温度：６０°Ｃ９過冷却度：ｏ”ｃ）第４表（蒸発
温度ニー２０℃、凝縮温度：４０℃、過冷却度：ｏ’ｃ
）第５表（蒸発温度二〇℃、凝縮温度＝６０℃、過冷却
度二〇℃）第６表（蒸発温度ニー２０℃、ＩＢ縮温度＝
４０℃、過冷却度二〇℃）第７表（蒸発温度二〇℃、凝
縮温度：６０℃、過冷却度＝θ℃）第８表（蒸発温度ニ
ー２０℃、ＩＢ縮湿温度４０℃、過冷却度：０°Ｃ）第
９表（莫発温度二〇℃、凝縮温度：６０℃、過冷却度：
０℃）第１０表（蒸発温度ニー２０℃、凝縮温度：４０
℃、過冷却度二〇℃）第１１表（蒸発温度二〇℃、凝縮
温度：６０”Ｑ、過冷却度：Ｏ”Ｑ）第１２表（扉発温
度ニー２０℃、凝温度度：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、モノクロロジフルオロメタ
ンおよびモノクロロペンタフルオロエタン混合物に比し
、大幅な改善が認められる。

【図面の簡単な説明】

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　爾　　　　　　第　３　図

Claims (1)

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種とモノクロロジフルオロメタン及びモノクロロ
   ペンタ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。 ３、モノクロロジフルオロメタン及びモノクロロペンタ
   フルオロエタンの混合重量比が ４８．８：５１．２である特許請求の範囲第１項記載の
   作動媒体混合物。