JPH04110385A - Fluid for heat transfer - Google Patents

Fluid for heat transfer

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JPH04110385A
JPH04110385A JP2231615A JP23161590A JPH04110385A JP H04110385 A JPH04110385 A JP H04110385A JP 2231615 A JP2231615 A JP 2231615A JP 23161590 A JP23161590 A JP 23161590A JP H04110385 A JPH04110385 A JP H04110385A
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JP
Japan
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heat
heat transfer
heat medium
formula
present
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JP2231615A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Hara
日出樹 原
Sadayasu Inagaki
定保 稲垣
Masahiro Noguchi
真裕 野口
Katsuki Fujiwara
克樹 藤原
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the title fluid which is useful for the use in a refrigerator, heat pump or the like and has no tendency to destruct the ozone layer by using a specific organic compound. CONSTITUTION:The title fluid comprises an organic compound represented by formula Rf-S-Rf or formula Rf-S-R, wherein Rf represents CF3, CF2H, CFH2, C2F5, C2F4H, C2F3H2, C2F2H3 or C2FH4; and R represents CH3 or C2H5.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍機、ヒートポンプ等で使用される熱伝達
用流体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to heat transfer fluids used in refrigerators, heat pumps and the like.

本明細書においては、“%”とあるのは、“重量%”を
意味する。
In this specification, "%" means "% by weight".

従来技術とその問題点 従来、ヒートポンプの熱媒体(冷媒)としては、クロロ
フルオロ炭化水素、フルオロ炭化水素、これらの共沸組
成物ならびにその近辺の組成物が知られている。これら
は、一般にフロンと称されており、現在R−110リク
ロロモノフルオロメタン) 、R−22(モノクロロジ
フルオロメタン)、R−502(R−22+クロロペン
タフルオロエタン)などが主に使用されている。
BACKGROUND ART Conventionally, as heat carriers (refrigerants) for heat pumps, chlorofluorohydrocarbons, fluorohydrocarbons, azeotropic compositions thereof, and compositions in the vicinity thereof have been known. These are generally called fluorocarbons, and currently R-110 (lichloromonofluoromethane), R-22 (monochlorodifluoromethane), R-502 (R-22+chloropentafluoroethane), etc. are mainly used. There is.

しかしながら、近年、大気中に放出された場合に、ある
種のフロンが成層圏のオゾン層を破壊し、その結果、′
人類を含む地球状の生態系に重大な悪影響を及ぼすこと
が指摘されている。従って、オゾン層破壊の危険性の高
いフロンについては、国際的な取決めにより、使用およ
び生産が規制されるに至っている。規制の対象になって
いるフロンには、R−11とR−12とが含まれており
、またR−22については、オゾン層破壊への影響が小
さいため、現在規制の対象とはなっていないが、将来的
には、より影響の少ない冷媒の出現が望まれている。冷
凍・空調設備の普及に伴って、需要が毎年増大しつつあ
るフロンの使用および生産の規制は、居住環境をはじめ
として、現在の社会機構全般に与える影響が極めて大き
い。従って、オゾン層破壊問題を生じる危険性のない或
いはその危険性の極めて小さい新たなヒートポンプ用の
熱媒体(冷媒)の開発が緊急の課題となっている。
However, in recent years, certain types of CFCs have depleted the stratospheric ozone layer when released into the atmosphere, resulting in
It has been pointed out that it has a serious negative impact on the global ecosystem, including humans. Therefore, the use and production of fluorocarbons, which pose a high risk of ozone layer depletion, has been regulated by international agreements. CFCs that are subject to regulation include R-11 and R-12, and R-22 is currently not subject to regulation because it has a small impact on ozone layer depletion. However, in the future, it is hoped that a refrigerant with less impact will emerge. Regulations on the use and production of fluorocarbons, whose demand is increasing every year with the spread of refrigeration and air conditioning equipment, are having an extremely large impact on the current social structure as a whole, including the living environment. Therefore, there is an urgent need to develop a new heat medium (refrigerant) for heat pumps that has no or very low risk of causing ozone layer depletion.

問題点を解決するための手段 本発明者は、ヒートポンプ或いは熱機関に適した熱伝達
用流体であって、且つ当然のことながら、大気中に放出
された場合にもオゾン層に及ぼす影響が小さいか或いは
影響のない新たな熱伝達用流体を得るべく種々研究を重
ねてきた。その結果、特定の構造を有する有機化合物が
その目的に適合する要件を具備していることを見出した
Means for Solving the Problems The present inventor has developed a heat transfer fluid suitable for heat pumps or heat engines, which naturally has a small effect on the ozone layer even when released into the atmosphere. Various research efforts have been made to find new heat transfer fluids that have no adverse effects. As a result, they found that organic compounds with a specific structure meet the requirements for the purpose.

すなわち、本発明は、下記の熱伝達用流体を提供するも
のである: 「分子式:Rf−8−Rf (1)またはRf−8−R
(2) (Rfは、CF、、CF2H,CFH2゜C2F s 
、  C2F4 H,C2F 3 H2C2F2H3ま
たはC2FH,を表わす;但し、分子式(])で示され
る化合物においては、2つのRfは同一でも良く、或い
は異なっていても良い;Rは、CH3またはC2H5を
表わす)で示される有機化合物からなる熱伝達用流体。
That is, the present invention provides the following heat transfer fluid: "Molecular formula: Rf-8-Rf (1) or Rf-8-R
(2) (Rf is CF, CF2H, CFH2゜C2F s
, represents C2F4 H, C2F 3 H2C2F2H3 or C2FH; however, in the compound represented by the molecular formula (]), the two Rf may be the same or different; R represents CH3 or C2H5) A heat transfer fluid consisting of an organic compound shown in

」本発明で使用する各化合物の主な物性は、以下の通り
である。
The main physical properties of each compound used in the present invention are as follows.

I、  F3 CS  CF3 沸点      −22,0°C 臨界温度    105℃ 臨界圧力     39kg/c研 分子量     170.07 Il、  F3 CS  CHF2 沸点       1.2°C 臨界温度    141°C 臨界圧力    40. 3kg/c♂分子量    
 152.10 III、H3C−8−CFヨ 沸点       12.5°C 臨界温度    170°C 臨界圧力    44.8kg/c脩 分子量     116.11 本発明で熱伝達用流体として使用する式(1)および式
(2)で示される化合物は、オゾン層に影響を与える塩
素原子および臭素原子を含まないので、オゾン層の破壊
問題を生じる危険性はない。
I, F3 CS CF3 Boiling point -22,0°C Critical temperature 105°C Critical pressure 39kg/c molecular weight 170.07 Il, F3 CS CHF2 Boiling point 1.2°C Critical temperature 141°C Critical pressure 40. 3kg/c♂ molecular weight
152.10 III, H3C-8-CF Boiling point 12.5°C Critical temperature 170°C Critical pressure 44.8 kg/c Molecular weight 116.11 Formula (1) and formula used as heat transfer fluid in the present invention Since the compound represented by (2) does not contain chlorine atoms and bromine atoms that affect the ozone layer, there is no risk of causing the problem of ozone layer destruction.

また、エーテル結合を有する化合物は、大気中で比較的
分解しやすいので、本発明で使用する化合物は、地球温
暖化への影響か小さいという利点も有している。
Furthermore, since compounds having ether bonds are relatively easy to decompose in the atmosphere, the compounds used in the present invention also have the advantage of having a small impact on global warming.

一方では、本発明で使用する化合物は、ヒートポンプ用
熱媒体としての特性にも優れており、成績係数、冷凍能
力、凝縮圧力、吐出温度などの性能において、バランス
が取れている。さらに、これらの化合物の沸点は、現在
広く使用されているR−11、R−12,R−22、R
,−11,4およびR−502のそれに近いため、これ
ら公知の熱媒体の使用条件下、即ち蒸発温度−20から
10°Cおよび凝縮温度30から80°Cでの使用に適
している。
On the other hand, the compound used in the present invention has excellent properties as a heat medium for heat pumps, and is well balanced in performance such as coefficient of performance, refrigeration capacity, condensation pressure, and discharge temperature. Furthermore, the boiling points of these compounds are those of R-11, R-12, R-22, and R-22, which are currently widely used.
, -11,4 and R-502, it is suitable for use under the conditions of use of these known heat transfer media, namely evaporation temperatures of -20 to 10°C and condensation temperatures of 30 to 80°C.

また、本発明においては、式(1)または(2)で示さ
れる化合物を少なくとも一種含み、R22(CHF2沸
点 )、R−32(CH2F2 )R−124(CF3
CH(IF)、R−125(CF、CF2H)、R−1
34a (CF3CFH)、R−142b (CH3CCQ F2 )、R143a(CF、CH3
)およびR−152a (CHF2 CH3)からなる群から選ばれた少なくと
も一種を含む混合物を熱伝達用流体として使用しても良
い。この混合物を使用する場合には、低沸点の冷媒を混
合することにより、更に冷凍能力を向上させたり、蒸発
潜熱の大きい冷媒を混合することにより、成績係数を向
」ニさせたり、或いは冷凍機油との溶解性を改善するな
どの利点が得られる 本発明で使用する式(1)または(2)の化合物或いは
これら化合物とR−22,R−32,R124、R−1
25,R−134a、R−142b、R−143aおよ
びR−152aの少なくとも一種との混合物は、ヒート
ポンプ用の熱媒体に対して要求される一般的な特性(例
えば、潤滑油との相溶性、材料に対する非浸蝕性など)
に関しても、問題はないことが確認されている。
Further, in the present invention, at least one compound represented by formula (1) or (2) is included, R22 (CHF2 boiling point), R-32 (CH2F2) R-124 (CF3
CH (IF), R-125 (CF, CF2H), R-1
34a (CF3CFH), R-142b (CH3CCQ F2), R143a (CF, CH3
) and R-152a (CHF2 CH3) may be used as the heat transfer fluid. When using this mixture, the refrigerating capacity can be further improved by mixing a refrigerant with a low boiling point, the coefficient of performance can be improved by mixing a refrigerant with a large latent heat of vaporization, or the refrigerating machine oil The compound of formula (1) or (2) used in the present invention has advantages such as improved solubility with or these compounds and R-22, R-32, R124, R-1
25, a mixture with at least one of R-134a, R-142b, R-143a and R-152a has the general characteristics required for a heat medium for a heat pump (for example, compatibility with lubricating oil, (non-corrosive to materials, etc.)
It has been confirmed that there are no problems with this.

発明の効果 本発明の熱伝達用流体を使用する場合には、下記の様な
顕著な効果か達成される。
Effects of the Invention When using the heat transfer fluid of the present invention, the following remarkable effects are achieved.

(1)従来からR−11、R−12,R,2’2、R−
114或いはR−502を熱媒体として使用してきたヒ
ートポンプと同等以上のサイクル性能か得られる。
(1) Traditionally R-11, R-12, R, 2'2, R-
Cycle performance equivalent to or higher than that of heat pumps that use 114 or R-502 as a heat medium can be obtained.

(2)使用する式(コ−)および(2)で示される化合
物の熱媒体としての優れた性能のゆえに、機器設計上も
有利である。
(2) Because of the excellent performance of the compound represented by the formula (co-) and (2) used as a heat transfer medium, it is also advantageous in terms of device design.

(3)仮に熱媒体が大気中に放出された場合にも、オゾ
ン層破壊の危険性はなく、地球温暖化への影響も小さい
(3) Even if the heat transfer medium were to be released into the atmosphere, there would be no risk of ozone layer depletion and the impact on global warming would be small.

実施例 以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とする
ところをより一層明確にする。
EXAMPLES Examples and comparative examples are shown below to further clarify the features of the present invention.

実施例1および比較例1〜3 熱媒体としてF3CS  CF3 (ビストリフルオロ
メチルサルファイド)を使用する1馬力のヒートポンプ
において、蒸発器における熱媒体の蒸発温度を一10°
C2−5°C,5℃および10°Cとし、凝縮器におけ
る凝縮温度を50°Cとし、過熱度および過冷却度をそ
れぞれ5°Cおよび3°Cとして、運転を行なった。
Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 In a 1-horsepower heat pump that uses F3CS CF3 (bistrifluoromethyl sulfide) as a heat medium, the evaporation temperature of the heat medium in the evaporator was set to -10°.
The operation was carried out at C2-5°C, 5°C and 10°C, the condensation temperature in the condenser was 50°C, and the degree of superheating and supercooling were 5°C and 3°C, respectively.

また、比較例として、R−12(比較例1)、R−22
(比較例2)およびR−502<比較例3)を熱媒体と
して使用して、上記と同一条件下にヒートポンプの運転
を行なった。
In addition, as comparative examples, R-12 (comparative example 1), R-22
(Comparative Example 2) and R-502<Comparative Example 3) were used as the heat medium, and the heat pump was operated under the same conditions as above.

これらの結果から、成績係数(COP)および冷凍効果
を次式により、求めた(第1図に示すモリエル線図参照
)。
From these results, the coefficient of performance (COP) and refrigeration effect were determined using the following equations (see the Mollier diagram shown in FIG. 1).

C0P−(h+  h4)/ (h2 h、+ )冷凍
効果−り、−h4 hl・・・蒸発器出口の熱媒体のエンタルピーh2・・
・凝縮器入口の熱媒体のエンタルピーh4・・・蒸発器
入口の熱媒体のエンタルピー本実施例ならびに比較例で
使用した冷凍サイクルの回路図を第2図に示す。
C0P-(h+h4)/(h2 h, +) Refrigeration effect-ri, -h4 hl...Enthalpy of heat medium at the evaporator outlet h2...
・Enthalpy h4 of the heat medium at the inlet of the condenser Enthalpy of the heat medium at the inlet of the evaporator The circuit diagram of the refrigeration cycle used in this example and the comparative example is shown in FIG.

COPおよび冷凍能力の算出結果を比較例1〜3の結果
と対比して第3図および第4図にそれぞれ示す。
The calculation results of COP and refrigerating capacity are shown in FIG. 3 and FIG. 4, respectively, in comparison with the results of Comparative Examples 1 to 3.

なお、第3図に示す成績係数は、R−22を熱媒体とし
た場合の蒸発温度5°Cにおける測定値(COPB)で
、それぞれの熱媒体の測定値(COPA)を除したもの
である。特に、本発明による熱媒体の結果は、“○”で
示しである。
The coefficient of performance shown in Figure 3 is the measured value (COPB) at an evaporation temperature of 5°C when R-22 is used as the heat medium, divided by the measured value (COPA) of each heat medium. . In particular, the results of the heat transfer medium according to the present invention are indicated by "○".

また、第4図に示す冷凍能力は、R−22を作動流体と
した場合の蒸発温度5°Cにおける測定値(能力B)で
、それぞれの熱媒体の測定値(能力A)を除したもので
ある。特に、本発明による熱媒体の結果は、やはり“○
”で示しである。
In addition, the refrigerating capacity shown in Fig. 4 is obtained by dividing the measured value (capacity A) of each heat medium by the measured value (capacity B) at an evaporation temperature of 5°C when R-22 is used as the working fluid. It is. In particular, the results of the heat transfer medium according to the present invention are still “○
” is indicated.

第3図から明らかな様に、本実施例による熱媒体は、C
OPに関して、R−12およびR22と同程度の良好な
値を示している。さらに、第4図から明らかな様に、冷
凍効果に関して、R22よりもやや高めの値を示してい
る。
As is clear from FIG. 3, the heat medium according to this example is C
Regarding OP, it shows a value as good as R-12 and R22. Furthermore, as is clear from FIG. 4, the refrigeration effect shows a slightly higher value than R22.

また、蒸発温度5°Cにおける凝縮圧力および圧縮機吐
出温度の比較結果を第1表に示す。
Further, Table 1 shows the comparison results of the condensing pressure and compressor discharge temperature at an evaporation temperature of 5°C.

第1表 凝縮圧力    吐出温度 (kg/cJ−A)     (’C)実施例1   
 11       55比較例1    12   
    59比較例2    20       7B
比較例3   22 本実施例による熱媒体の凝縮圧力および吐出温度は、R
−12よりも低い値を示しており、機器設計上有利であ
る。
Table 1 Condensing pressure Discharge temperature (kg/cJ-A) ('C) Example 1
11 55 Comparative Example 1 12
59 Comparative Example 2 20 7B
Comparative Example 3 22 The condensation pressure and discharge temperature of the heat medium according to this example are R
-12, which is advantageous in terms of device design.

以上の結果から、F、C−8−CF3を熱媒体として使
用する本実施例においては、従来から広く使用されてい
るR−12、R−22およびR−502を使用するヒー
トポンプと同等のサイクル性能が得られており、本発明
は、機器設計」二からも有利であることが、明らかであ
る。
From the above results, in this example using F, C-8-CF3 as the heat medium, the cycle is equivalent to that of the heat pump using R-12, R-22 and R-502, which have been widely used in the past. It is clear that the present invention has advantages in terms of equipment design.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例において成績係数(COP)および冷
凍効果水めるために使用したモリエル線図である。 第2図は、本実施例ならびに比較例で使用した冷凍サイ
クルの回路図である。 第3図は、実施例1および比較例1〜3にょるcopを
示すグラフである。 第4図は、実施例1および比較例1〜3による冷凍能力
を示すグラフである。 (以 上) (Lt!、R)
FIG. 1 is a Mollier diagram used to determine the coefficient of performance (COP) and freezing effect in the Examples. FIG. 2 is a circuit diagram of a refrigeration cycle used in this example and a comparative example. FIG. 3 is a graph showing cops in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG. 4 is a graph showing the refrigerating capacity of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. (That's all) (Lt!, R)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、分子式:Rf−S−Rf(1)または Rf−S−R(2) (Rfは、CF_3、CF_2H、CFH_2、C_2
F_5、C_2F_4H、C_2F_3H_2、C_2
F_2H_3またはC_2FH_4を表わす;但し、分
子式(1)で示される化合物においては、2つのRfは
同一でも良く、或いは異なっていても良い;Rは、CH
_3またはC_2H_5を表わす)で示される有機化合
物からなる熱伝達用流体。
[Claims] 1. Molecular formula: Rf-S-Rf (1) or Rf-S-R (2) (Rf is CF_3, CF_2H, CFH_2, C_2
F_5, C_2F_4H, C_2F_3H_2, C_2
Represents F_2H_3 or C_2FH_4; However, in the compound represented by molecular formula (1), two Rf may be the same or different; R is CH
_3 or C_2H_5).
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