JPH04323294A

JPH04323294A - 熱伝達用流体

Info

Publication number: JPH04323294A
Application number: JP3090546A
Authority: JP
Inventors: Sadayasu Inagaki; 定保稲垣; Takuya Teraoka; 寺岡　卓也
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1992-11-12

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
などで使用される熱伝達用流体に関する。なお、本明細
書において“％”とあるのは、“重量％”を意味する。

【従来技術とその課題】従来、冷凍機における冷媒、ヒ
ートポンプにおける熱媒体としては、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−１１（トリクロロモノ
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。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、人類を含む地球上の
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
めて小さい新たな熱媒体（冷媒）の開発が緊急の課題と
なっている。

【課題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、ト
リフルオロヨウドメタンがその目的に適合する性質を有
することを見出した。即ち、本発明は、トリフルオロヨ
ウドメタンを含む熱伝達用流体を提供するものである。また、本発明は、トリフルオロヨウドメタンを少なくと
も５％含み、かつ、プロパン、プロピレン、シクロプロ
パン、ジメチルエーテル、メチルメチレンアミン（ＣＨ
３　−Ｎ＝ＣＨ２　）、Ｒ−３２（ＣＨ２　Ｆ２　）、
Ｒ−１４３ａ（ＣＦ３　ＣＨ３　）、Ｒ−１５２ａ（Ｃ
ＨＦ２　ＣＨ３　）及びＲ−１６１（ＣＨ３　ＣＨ２　
Ｆ）から選ばれた少なくとも一種の流体を含む熱伝達用
流体を提供するものである。本発明の熱伝達用流体にお
いて、トリフルオロヨウドメタンは好適には５％〜６０
％含まれ、より好適には５％〜３０％含まれる。該混合
流体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、冷凍能力を更に向上させたり、蒸発潜熱の大き
な冷媒を混合することにより、成績係数を向上させたり
、或いは冷凍機油との溶解性を改善したりすることがで
きる。本発明の熱伝達用流体において、蒸発温度は−３
０〜２５℃、好適には−２０〜２０℃の範囲内にあるの
が良い。また、該流体の凝縮温度は、３０〜８０℃、好
適には３０〜６０℃の範囲内にあるのが良い。本発明で
使用するトリフルオロヨウドメタンの主な物性は、以下
の通りである。＊分子式　　　　ＣＦ３　Ｉ＊分子量　　　　１９５．９１１＊沸点　　　　　　−２２．５℃ ＊臨界温度　　１２６．６℃（測定値）本発明において
熱伝達用流体の成分として使用するトリフルオロヨウド
メタンは、オゾン層に影響を与える塩素原子および臭素
原子を全く含まないので、オゾン層の破壊問題を生じる
危険性はない。また、一方では、トリフルオロヨウドメ
タンは、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、この化合物の沸点は、現在広く使用されている
Ｒ−１２（沸点−２９．９７℃），Ｒ−２２（沸点−４
０．８２℃）及びＲ−５０２（沸点−４５．６℃）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−２０〜２０℃および凝縮温度３０〜６０℃で
の使用に適している。本発明でトリフルオロヨウドメタ
ンと混合される化合物は、トリフルオロヨウドメタンと
同程度の沸点を有するものが好ましく、例えば、プロパ
ン、プロピレン、シクロプロパン、ジメチルエーテル、
メチルメチレンアミン、Ｒ−３２、Ｒ−１４３ａ、Ｒ−
１５２ａ及びＲ−１６１が挙げられ、これらの中でＲ−
３２、Ｒ−１４３ａ、Ｒ−１５２ａ及びＲ−１６１は、
燃焼性が低いのでより好ましい。本発明で使用するトリ
フルオロヨウドメタンと、プロパン、プロピレン、シク
ロプロパン、ジメチルエーテル、メチルメチレンアミン
、Ｒ−３２、Ｒ−１４３ａ、Ｒ−１５２ａ及びＲ−１６
１の少なくとも一種との混合物は、冷凍機、ヒートポン
プ等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。

【発明の効果】本発明による熱伝達用流体によれば、下
記の様な顕著な効果が達成される。（１）本発明で使用するトリフルオロヨウドメタンは、
分子中に塩素、臭素を含まないため、大気中に放出され
てもオゾン層を破壊せず、生態系に対し安全な物質であ
る。（２）成績係数（ＣＯＰ）、冷凍能力、凝縮圧力、吐出
温度の各性能においてバランスしているため、冷凍機、
ヒートポンプ等の熱伝達用流体として優れている。（３）本発明による熱伝達用流体の沸点は、現在広く使
用されているＲ−１２，Ｒ−２２及びＲ−５０２の沸点
に近いため、現在の機器類を、使用条件を変更すること
なくそのまま使用できる。（４）冷凍機、ヒートポンプ等の熱伝達用流体に対して
要求される一般的な特性（例えば、熱安定性、潤滑油と
の相溶性、不燃性、材料に対する非浸蝕性など）に関し
ても、問題はない。（５）本発明で使用するトリフルオロヨウドメタンは消
炎作用を有しているので、この流体と沸点の近い可燃性
ガス、即ち、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、
ジメチルエーテル、メチルメチレンアミン、Ｒ−３２、
Ｒ−１４３ａ、Ｒ−１５２ａ及びＲ−１６１に混入して
使用するとこれらのガスを不燃化して、熱媒体としての
使用を可能とする。その際、両流体の沸点が近いため、
可燃性ガス本来の優れたサイクル性能を低下させること
がない。

【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。

【実施例１】熱媒体としてトリフルオロヨウドメタンを
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−１５℃，−５℃，５℃および１
５℃とし、凝縮器における凝縮温度を５０℃とし、過熱
度および過冷却度をそれぞれ５℃および３℃として、運
転を行なった。また、比較例として、従来一般に使用さ
れているＲ−１２及びＲ−２２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。これらの結果から、成績係数（ＣＯＰ）および冷凍能力
を次式により、求めた。冷凍能力＝（蒸発器出口の作動流体のエンタルピー）−
（蒸発器入口の作動流体のエンタルピー）ＣＯＰ＝（冷
凍能力）／（コンプレッサー入力）ＣＯＰおよび冷凍能
力の算出結果を比較例の結果と対比して第１図および第
２図にそれぞれ示す。なお、第１図に示す成績係数及び
第２図に示す冷凍能力は、Ｒ−２２を熱媒体とした場合
の蒸発温度５℃、凝縮温度５０℃における測定値で、そ
れぞれの熱媒体の測定値を除したものである。第１図及
び第２図から明らかな様に、本実施例による作動流体は
、冷凍能力に関してはＲ−１２よりも若干低い値を示し
ているが、ＣＯＰに関してはＲ−１２およびＲ−２２と
同程度の良好な値を示している。

【実施例２及び実施例３】熱媒体としてトリフルオロヨ
ウドメタンと可燃性ガスとの混合物（実施例２；８０％
Ｒ−３２と２０％トリフルオロヨウドメタンとの混合物
、実施例３；９０％プロピレンと１０％トリフルオロヨ
ウドメタンとの混合物）を使用する以外は実施例１と同
様にしてヒートポンプの運転を行なった。成績係数（Ｃ
ＯＰ）および冷凍能力を第３図および第４図にそれぞれ
示す。なお、第３図に示す成績係数及び第４図に示す冷
凍能力は、実施例１の比較例として示したＲ−２２の測
定値で、それぞれの熱媒体の測定値を除したものである
。これらの結果から、本発明の熱媒体は、Ｒ−２２と同
程度の優れたサイクル性能を有することが示された。

【実施例４】トリフルオロヨウドメタンが、可燃性ガス
（プロピレンおよびＲ−３２）の燃焼性に与える影響を
調べるため、可燃性ガス単独及び、これら可燃性ガスと
トリフルオロヨウドメタンとの混合ガスについて燃焼性
試験を行った。試験条件としては、大気圧下、室温で２
００ｍｌのボンベに混合ガスまたは可燃性ガスを充填し
、所定量の空気を導入後放電着火時の圧力変化により燃
焼の有無を判断した。試験結果を以下の第１表に示す。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　第　　　　　　１　　　　　　表　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　熱　
　　　媒　　　　体　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　燃　　焼　　性　　　　　　　　
８０％　Ｒ−３２と２０％トリフルオロヨウト゛メタン
との混合カ゛ス　　　　　　　　　　　　　　　　難　
　燃　　性　　　　　　９０％フ゜ロヒ゜レンと１０％
トリフルオロヨウト゛メタンとの混合カ゛ス　　　　　
　　　　　　　　　　　難　　燃　　性　　　　　　　
　　　Ｒ−３２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　微　　燃　　性　　
　　　　　　　　プロピレン　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　易　　燃　
　性　　燃焼性の判断基準は、下記の通りである。＊難燃性とは、Ｒ−１２、Ｒ−２２と同程度の燃焼性で
ある。＊微燃性とは、アンモニアと同程度の燃焼性である。＊易燃性とは、プロパン、メタンと同程度の燃焼性であ
る。なお、上記表中には記載しないが、他の可燃性ガスとし
てＲ−１４３ａ、Ｒ−１５２ａ及びＲ−１６１を使用し
た場合には、Ｒ−３２の場合とほぼ同等の微燃性を示し
、プロパン、シクロプロパン、ジメチルエーテル及びメ
チルメチレンアミンは、プロピレンとほぼ同等の易燃性
を示した。さらに、これらのガスにトリフルオロヨウド
メタンを５％以上混合した場合、いずれも難燃性を示し
た。これらの結果から、本発明の混合ガスは難燃性であ
り、実用上の危険性はないものと判断された。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１によるＣＯＰを示すグラフである。

【図２】実施例１による冷凍能力を示すグラフである。

【図３】実施例２および３によるＣＯＰを示すグラフで
ある。

【図４】実施例２および３による冷凍能力を示すグラフ
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トリフルオロヨウドメタンを含む熱伝達用
流体。
【請求項２】トリフルオロヨウドメタンを少なくとも５
％含み、かつ、プロパン、プロピレン、シクロプロパン
、ジメチルエーテル、メチルメチレンアミン、Ｒ−３２
、Ｒ−１４３ａ、Ｒ−１５２ａ及びＲ−１６１から選ば
れた少なくとも一種を含む熱伝達用流体。
【請求項３】蒸発温度が、−２０〜２０℃の範囲内にあ
り、凝縮温度が３０〜６０℃の範囲内にある請求項１又
は２に記載の熱伝達用流体。