JPH03170588A - 作動流体 - Google Patents

作動流体

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JPH03170588A
JPH03170588A JP1311157A JP31115789A JPH03170588A JP H03170588 A JPH03170588 A JP H03170588A JP 1311157 A JP1311157 A JP 1311157A JP 31115789 A JP31115789 A JP 31115789A JP H03170588 A JPH03170588 A JP H03170588A
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雄二 吉田
Shozo Funakura
正三 船倉
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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 エアコン・冷凍機等のヒートポンブ装置に使
用される作動流体に関する。
従来の技術 従来 エアコン・冷凍機等のヒートポンプ装置において
(よ 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/またば蒸発温
度が略0〜略50℃の範囲において通常使用されも 中
でもクロロジフルオロメタン(CHCIF2、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も 発明が解決しようとする課題 しかしなが転 近年フロンによる底層圏オゾン層破壊が
地球規模の環境問題となっており、戒層圏オゾン破壊能
力が大であるフロン類(以下、特定フロンと記す)につ
いて(よ 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も さて、R22はオゾ
ン破壊係数(トリクロロフルオロメタン(CCI●F)
の戒層圏オゾン破壊能力を1としたときの戒層圏オゾン
破壊能九 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&  R2
2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も 従って、戒層
圏オゾン破壊能力が小であるものへ 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
強く要望されていも 本発明(飄 上述の問題に鑑みて試されたちの玄或層圏
オゾン層に及ぼす影響がほとんどなl,X.R22の代
替となる作動流体を提供するものであん課題を解決する
ための手段 本発明は上述の課題を解決するた吹 少なくとL ペン
タフルオロエタン(C2HFs)とトリフルオロエタン
(CaHsFs)とテトラフルオロエタン(CzHzF
−)の三種のフロン類を含へ ペンタフルオ口エタンO
〜略85重量米 トリフルオロエタン0〜略80重量勉
 テトラフルオロエタン略l5〜略45重量%の組戊範
囲であることを特徴とするものであり、特に ペンタフ
ルオロエタン0〜略80重量κ トリフルオロエタンO
〜略80重量% テトラフルオロエタン略20〜略45
重量%の組戊範囲が望ましいものであも作用 本発明は 上述の組合せによって、作動流体を、オゾン
破壊能力のほとんどな(\ 分子構造中に塩素を含まな
いフロン類であるペンタフルオ口エタン(ODP=O)
,  }リフルオロエタン(○DP一〇)およびテトラ
フルオロエタン(○DP=O)の混合物となすことによ
り、戊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も
 又 本発明は上述の組或範囲とすることによって、エ
アコン・冷凍機等のヒートボンブ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t
,,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
組合せおよび組或範囲における○DPも0と予想さit
,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った△ 熱源
流体との温度差を近接させたロレンッサイクルを構戒す
ることにより、R22よりも高い或績係数を期待できる
ものであも また一般に 戒層圏オゾン破壊能力があるフロン類I−
1  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力交 本発明による作動流体はO
 D P IJ< Qであるフロン類のみの三種以上か
ら戒る混合物によって構或されているた数地球温暖化の
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m暖化への寄与を小と
することをも可能とするものであも 実施例 以下、本発明による作動流体の実施例について、図を用
いて説明すも 第1図は ペンタフルオ口エタン(R125)、1. 
 l,  1−トリフルオロエタン(R143a)、]
,  1,  1.  2−テトラフルオロエタン(R
134a)の三種のフロン類の混合物によって構威され
る作動流体Q 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(&  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或分の組戊比(重量比)J
友  点と三角形の各辺との距離の比で表されも また
このとき、点と三角形の辺との距離1よ 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或比に対
応すん第1図において1は 温度0℃・圧力4.044
kg/cm”G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も気液平衡線
(R22  0℃相当)1の上側の線は飽和気相織 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 この画線で挟まれた範囲においては気液
平衡状態となん また2{よ 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ん
 図からわかるように R125、R143a及びR1
34aがそれぞれO〜略75重量%.0〜略70重量勉
 略25〜略45重量%となるような組或範囲は 略O
〜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Rl25、Rl43a
及びR134aがそれぞれ0〜略65重量触 0〜略6
5重量勉 略35〜略45重量%となるような組戊範囲
CヨO℃と50℃の間のすべての利用温度においてR2
2とほぼ同等の蒸気圧を有するため特に望まし(℃第1
図中の点A1〜点F1における作動流体の組戊を第l表
に示す。点A+〜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  50℃相当)2の飽和液相線上にあり
、共に気液平衡線(R220℃相当)1の飽和気相線及
び気液平衡線(R22 0℃相当)lの飽和液相線の画
線で挟まれた範囲にあることか転 温度0℃・圧力4.
044 k g/cm’G (R 2 2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l表
に示された組或を有する作動流体C戴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。
ここで(飄 気液平衡線(R22  50℃相当)2上
の点についてのみ説明した力丈 点A1〜点F+の内側
にある,屯 すなわ板 温度O℃・圧力4.0 4 4
 k g/ cm”G及び温度50℃・圧力1 8.7
 8 2kg/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或を有する作動
流体についても同様に操作することにより、略0〜略5
0℃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も 第2図+.iR125、R143a,  1,  1,
  2.2−テトラフルオロエタン(R134)の三種
のフロン類の混合物によって構或される作動流体Q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
したものであも 第2図において3 G&温度O℃・圧
力4.  044kg/cm”Gにおける混合物の気液
平衡線であり、また4(友 温度501−圧力1 8.
  7 8 2 kg/cm”Gにおける混合物の気液
平衡線であん この場合にi;LR125、R143a
及びR134がそれぞれO〜略85重量勉 O〜略80
重量% 略15〜略35重量%となるような組戒範囲力
”t  R22とほぼ同等の蒸気圧を有するため望まし
く、 Rl25、R143a及びR134がそれぞれ0
〜略80重量V6.0〜略80重量勉 略20〜略30
重量%となるような組戊範囲力曳 特に望まし(1 第2図中の点A2〜点F2における作動流体の組或を第
2表に示す。点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(R220℃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
の画線で挟まれた範囲にあることか板 温度0℃・圧力
4.044 k g/ cm”G (R 2 2の飽和
状態に相当)においては気液平衡状態となん 従って、
第2表に示された組戊を有する作動流体(よ 0℃・5
0℃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。
ここで(戴 気液平衡線(R22  50℃相当)4上
の点についてのみ説明した力t 点A2〜点F2の内側
にある戊 すなわち、温度O℃・圧力4.0 4 4 
k g/cm’G及び温度50℃・圧力1 8.7 8
 2 k g/cm”G (−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或を有する作
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。
以上の実施例においては作動流体は三種のフロン類の混
合物によって構戒されている力支 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戊する
ことも勿論可能であり、この場合、ペンタフルオロエタ
ンO〜略85重量勉トリフルオロエタン0〜略80重量
瓢 テトラフルオロエタン略15〜略45重量%となる
ような組戊範囲(よ 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(1さ
らに ペンタフルオロエタンO〜略80重量%トリフル
オロエタン0〜略80重量勉 テトラフルオロエタン略
20〜略45重量%となるような組戊範囲Lt,  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(1 特に上述
の組合せおよび組戊範囲におけるODPも0と予想さt
l,R22の代替として極めて有望な作動流体となるも
のであも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ったべ熱源流
体との温度差を近接させたロレンツサイクルを構或する
ことにより、R22よりも高い或績係数を期待できるも
のである。
発明の効果 以上の説明から明らかなように 本発明(よ 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
上から或る混合物となし その組或範囲を特定したこと
により、 (1)戊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。
(2)機器の利用温度においてR22と同程度の蒸気圧
を有L  R22の代替として現行機器で使用可能であ
る。
(3)非共沸混合物の温度勾配の性質を利用して、R2
2よりも高い或績係数を期待できる等の効果を有するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第2図(よ 三種のフロン類の混合物によって
構或される作動流体Q 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己久各である。 l、 3・・・気液平衡線(R22  0t相当)、2
、 4 気液平衡線 (R2 2 5 0℃相当)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ペンタフルオロエタン85重量%以下、トリフル
    オロエタン80重量%以下、テトラフルオロエタン15
    〜45重量%以下の少なくとも三種のフロン類を含む作
    動流体。
  2. (2)ペンタフルオロエタン80重量%以下、トリフル
    オロエタン80重量%以下、テトラフルオロエタン20
    〜45重量%以下であることを特徴とする作動流体。
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