JPH0655941B2 - Coolant - Google Patents

Coolant

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JPH0655941B2
JPH0655941B2 JP62264699A JP26469987A JPH0655941B2 JP H0655941 B2 JPH0655941 B2 JP H0655941B2 JP 62264699 A JP62264699 A JP 62264699A JP 26469987 A JP26469987 A JP 26469987A JP H0655941 B2 JPH0655941 B2 JP H0655941B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍機の動作流体、いわゆる冷媒に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a working fluid of a refrigerator, a so-called refrigerant.

従来技術とその問題点 従来、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並びにその近辺の組成
の組成物が知られている。これらは、フロン又はフロン
系冷媒と称され、現在ジクロロジフルオロメタン(以下
フロン−12という)、クロロジフルオロメタン(以下
フロン−22という)等が主に使用されてい。しかしな
がら、近辺、大気中に放出された場合ある種のフロンが
成層圏のオゾン層を破壊し、その結果、人類を含む地球
上の生態系に増大な悪影響を及ぼすことが指摘されてい
る。このような指摘は、未だ科学的に実証されていると
は言い難いが、趨勢としては、オゾン層破壊の可能性の
高いフロンについては、国際的な取り決めにより、使用
及び生産を統制する方向にある。統制の対象となるフロ
ンの一種にフロン−12がある。冷凍・空調設備の普及
に伴い、需要が毎年増大しているフロンの使用及び生産
の統制は、居住環境を始めとして、現在の社会機構全般
に与える影響が大きい。従って、冷凍性能、特に成績係
数に優れた冷媒の開発が緊急の課題となっている。オゾ
ン層を破壊するおそれがないフロンとして、ペンタフル
オロエタン(フロン−125)が考えられるが、これ
は、成績係数が低いのが欠点である。
2. Description of the Related Art Conventional technology and its problems Conventionally, as refrigerants, chlorofluorohydrocarbons, fluorohydrocarbons, azeotropic compositions thereof, and compositions having compositions in the vicinity thereof are known. These are called chlorofluorocarbons or chlorofluorocarbon refrigerants, and currently dichlorodifluoromethane (hereinafter referred to as chlorofluorocarbon) and chlorodifluoromethane (hereinafter referred to as chlorofluorocarbon) are mainly used. However, it has recently been pointed out that some of the CFCs, when released into the atmosphere, destroy the ozone layer in the stratosphere, resulting in a great adverse effect on the Earth's ecosystem, including humans. Although it is hard to say that such a point has been scientifically proven, the trend is to control the use and production of CFCs, which have a high possibility of ozone depletion, through international agreements. is there. CFC-12 is one of the CFCs that are controlled. With the spread of refrigeration and air-conditioning facilities, the demand for the use and production control of CFCs, which has been increasing every year, has a great impact on the current social mechanisms including the living environment. Therefore, the development of a refrigerant having excellent refrigeration performance, particularly a coefficient of performance, has become an urgent issue. Pentafluoroethane (CFC-125) is considered as a CFC that does not have a risk of depleting the ozone layer, but its disadvantage is that the coefficient of performance is low.

ここに、成績係数とは、冷凍能力/圧縮仕事の比で示さ
れるものである。冷凍能力は、被冷却体が奪われる単位
時間当たりの熱量であり、圧縮仕事は、単位時間当たり
の冷凍機運転のための動力の仕事量であるから、成績係
数は、冷媒の効率に相当するものである。
Here, the coefficient of performance is indicated by the ratio of refrigerating capacity / compression work. The coefficient of performance corresponds to the efficiency of the refrigerant because the refrigerating capacity is the amount of heat per unit time taken by the object to be cooled and the compression work is the amount of work of power for operating the refrigerator per unit time. It is a thing.

問題点を解決するための手段 本発明者は、成績係数に優れ、且つ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新たな冷媒を得
るべく、種々研究を重ねてきた。その結果、フロン−1
25に特定のフロン化合物を配合する場合には、フロン
−125よりも優れた成績係数を発揮することを見出し
た。
Means for Solving Problems The present inventor has conducted various studies in order to obtain a new refrigerant having an excellent coefficient of performance and a small influence on the ozone layer even when it is discharged into the atmosphere. As a result, CFC-1
It was found that when a specific freon compound was added to No. 25, the coefficient of performance was superior to that of freon-125.

すなわち、本発明は、(1)ペンタフルオロエタンと(2)ク
ロロテトラフルオロエタン、テトラフルオロエタン、1
−クロロ−1,1−ジフルオロエタン及び1,1−ジフ
ルオロエタンからなる群から選ばれた少くとも1種のフ
ロン化合物とからなる冷媒に係る。
That is, the present invention provides (1) pentafluoroethane and (2) chlorotetrafluoroethane, tetrafluoroethane, 1
-A refrigerant comprising at least one freon compound selected from the group consisting of -chloro-1,1-difluoroethane and 1,1-difluoroethane.

本発明冷媒組成物は、(1)ペンタフルオロエタン95〜
5重量%と(2)クロロテトラフルオロエタン、テトラフ
ルオロエタン、1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン
(フロン−142b)及び1,1−ジフルオロエタン
(フロン−152a)からなる群から選ばれた少くとも
1種のフロン化合物5〜95重量%とからなることが好
ましい。(1)のフロン−125と(2)のフロン化合物との
配合割合が、このような範囲内にある場合には、フロン
−125単独の場合に比して、成績係数の大幅な向上が
認められる。特に好ましい混合範囲は、フロン−125
とクロロテトラフルオロエタンとからなる冷媒では、前
者80〜5重量%に対し後者20〜95重量%であり、
フロン−125とテトラフルオロエタンとからなる冷媒
では、前者60〜5重量%に対し後者40〜95重量%
であり、フロン−125と1−クロロ−1,1−ジフル
オロエタンとからなる冷媒では、前者85〜5重量%に
対し後者15〜95重量%であり、フロン−125と
1,1−ジフルオロエタンとからなる冷媒では、前者7
0〜5重量%に対し後者30〜95重量%である。
The refrigerant composition of the present invention comprises (1) pentafluoroethane 95-
5% by weight and at least one selected from the group consisting of (2) chlorotetrafluoroethane, tetrafluoroethane, 1-chloro-1,1-difluoroethane (CFC-142b) and 1,1-difluoroethane (CFC-152a). It is preferably composed of 5 to 95% by weight of one fluorocarbon compound. When the blending ratio of (1) CFC-125 and (2) CFC compound is within such a range, a significant improvement in the coefficient of performance is recognized as compared with CFC-125 alone. To be A particularly preferable mixing range is Freon-125.
In the refrigerant composed of and chlorotetrafluoroethane, the latter is 20 to 95% by weight with respect to the former 80 to 5% by weight,
In the refrigerant consisting of Freon-125 and tetrafluoroethane, the former is 60 to 5% by weight, and the latter is 40 to 95% by weight.
In the refrigerant consisting of Freon-125 and 1-chloro-1,1-difluoroethane, the latter is 15 to 95% by weight with respect to the former 85 to 5% by weight, and the refrigerant is composed of Freon-125 and 1,1-difluoroethane. With the refrigerant, the former 7
The latter is 30 to 95% by weight with respect to 0 to 5% by weight.

本発明において使用するクロロテトラフルオロエタンと
しては、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロ
エタン(フロン−124)及び1−クロロ−1,1,
2,2−テトラフルオロエタン(フロン−124a)が
挙げられ、テトラフルオロエタとしては、1,1,1,
2−テトラフルオロエタン(フロン−134a)及び
1,1,2,2−テトラフルオロエタン(フロン−13
4)か挙げられる。フロン−124とフロン−124a
とは、本発明組成物中で同等の効果を発揮するので、相
互に転換又は混用可能であり、またフロン−134aと
フロン−134についても同様である。
As chlorotetrafluoroethane used in the present invention, 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane (CFC-124) and 1-chloro-1,1,
2,2-tetrafluoroethane (CFC-124a) can be mentioned, and as tetrafluoroethane, 1,1,1,
2-Tetrafluoroethane (CFC-134a) and 1,1,2,2-tetrafluoroethane (CFC-13)
4) is mentioned. Freon-124 and Freon-124a
Means that they exhibit the same effect in the composition of the present invention, and thus they can be mutually converted or mixed, and the same applies to CFC-134a and CFC-134.

発明の作用及び効果 本発明の冷媒は、比熱比がフロン−22よりも小さく、
圧縮機の吐出ガス温度がフロン−22よりも低いので、
例えば、ヒートポンプ式冷暖房機のような比較的温度の
高い冷凍サイクル用の媒体としても、好適である。
Action and Effect of the Invention The refrigerant of the present invention has a specific heat ratio smaller than that of Freon-22,
Since the discharge gas temperature of the compressor is lower than that of Freon-22,
For example, it is also suitable as a medium for a refrigerating cycle having a relatively high temperature such as a heat pump type air conditioner.

本発明組成物は、非共沸組成物としての特徴を利用する
ことができる。一般に、単一化合物及び共沸組成物で
は、蒸発器における蒸発温度は、蒸発が定圧下に行われ
るために、一定であるが、非共沸組成物では、蒸発器入
口で低温となり、蒸発器出口で高温となる。一方、被冷
却流体は、蒸発器での冷媒の流れと向流方向に熱交換す
るように流されるので、冷媒の蒸発温度が一定であって
も、流れに沿って温度勾配を有する。すなわち、蒸発器
内では、冷媒と被冷却流体との温度差は、被冷却流体が
進むにしたがって、小さくなる。本発明による組成物を
使用する場合には、蒸発器内での被冷却流体の温度勾配
に近付けることが可能となり、冷凍の効率、即ち成績係
数を高めることができる。
The composition of the present invention can utilize the characteristics as a non-azeotropic composition. In general, for single compounds and azeotropic compositions, the evaporation temperature in the evaporator is constant because evaporation takes place under constant pressure, but for non-azeotropic compositions, the evaporation temperature is low at the evaporator inlet. It becomes hot at the exit. On the other hand, the fluid to be cooled is flowed so as to exchange heat with the flow of the refrigerant in the evaporator in a countercurrent direction, so that even if the evaporation temperature of the refrigerant is constant, there is a temperature gradient along the flow. That is, in the evaporator, the temperature difference between the refrigerant and the fluid to be cooled becomes smaller as the fluid to be cooled advances. When the composition according to the present invention is used, it becomes possible to approach the temperature gradient of the fluid to be cooled in the evaporator, and the refrigeration efficiency, that is, the coefficient of performance can be increased.

実施例 以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
Examples Examples and comparative examples will be shown below to further clarify the features of the present invention.

実施例1〜6及び比較例1 フロン−125とフロン−124とを第1表に示す種々
の割合(重量比)で混合し、冷媒とした。
Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 Freon-125 and Freon-124 were mixed at various ratios (weight ratio) shown in Table 1 to prepare refrigerants.

1馬力の冷凍機において、凝縮器における冷媒の凝縮開
始温度を50℃、蒸発器入口における冷媒の温度温度を
0℃、蒸発器過熱度を5℃とし、第1表に示す組成の冷
媒を使用して、運転を行った。第1表に最高蒸発温度
(℃)、冷凍能力(kcal/m3)、成績係数及び圧縮機吐
出温度(℃)を併記する。
In a 1-hp refrigerator, the condensation start temperature of the refrigerant in the condenser is 50 ° C., the temperature of the refrigerant at the inlet of the evaporator is 0 ° C., the degree of superheat of the evaporator is 5 ° C., and the refrigerant having the composition shown in Table 1 is used. Then, I drove. Table 1 shows the maximum evaporation temperature (° C), refrigeration capacity (kcal / m 3 ), coefficient of performance and compressor discharge temperature (° C).

尚、第1表には、フロン−125のみを使用する場合
(比較例1)の結果を合わせて示す。
In addition, Table 1 also shows the results in the case of using only Freon-125 (Comparative Example 1).

また、第1図には、フロン−125とフロン−124と
の組成比と成績係数(曲線A)との関係を表すグラフを
示す。
Further, FIG. 1 shows a graph showing the relationship between the composition ratio of Freon-125 and Freon-124 and the coefficient of performance (curve A).

第1表及び第1図に示す結果から、本発明冷媒の優れた
特性が明らかである。
From the results shown in Table 1 and FIG. 1, the excellent properties of the refrigerant of the present invention are clear.

実施例7〜12 フロン−125とフロン−134aとを第2表に示す種
々の割合(重量比)で混合して得た冷媒を使用する以外
は、実施例1〜6と同様にして、夫々の特性を調べた。
Examples 7 to 12 In the same manner as in Examples 1 to 6 except that refrigerants obtained by mixing Freon-125 and Freon-134a in various ratios (weight ratios) shown in Table 2 were used, respectively. Was investigated.

第2表に各冷媒の最高蒸発温度(℃)、冷凍能力(kcal
/m3)、成績係数及び圧縮機吐出温度(℃)を併記す
る。
Table 2 shows the maximum evaporation temperature (° C) and refrigeration capacity (kcal) of each refrigerant.
/ M 3 ), coefficient of performance and compressor discharge temperature (° C).

また、第2図には、フロン−125とフロン−134a
との組成比と成績係数(曲線B)との関係を表わすグラ
フを示す。
Also, in FIG. 2, Freon-125 and Freon-134a.
7 is a graph showing the relationship between the composition ratio and the coefficient of performance (curve B).

実施例13〜18 フロン−125とフロン−142bとを第3表に示す種
々の割合(重量比)で混合して得た冷媒を使用する以外
は、実施例1〜6と同様にして、夫々の特性を調べた。
Examples 13 to 18 In the same manner as in Examples 1 to 6 except that refrigerants obtained by mixing Freon-125 and Freon-142b in various ratios (weight ratios) shown in Table 3 were used, respectively. Was investigated.

第3表に各冷媒の最高蒸発温度(℃)、冷凍能力(kcal
/m3)、成績係数及び圧縮機吐出温度(℃)を併記す
る。
Table 3 shows the maximum evaporation temperature (° C) and refrigeration capacity (kcal) of each refrigerant.
/ M 3 ), coefficient of performance and compressor discharge temperature (° C).

また、第3図には、フロン−125とフロン−142b
との組成比と成績係数(曲線C)との関係を表すグラフ
を示す。
Further, in FIG. 3, Freon-125 and Freon-142b are shown.
7 is a graph showing the relationship between the composition ratio and the coefficient of performance (curve C).

実施例19〜24 フロン−125とフロン−152aとを第4表に示す種
々の割合(重量比)で混合して得た冷媒を使用する以外
は、実施例1〜6と同様にして、夫々の特性を調べた。
Examples 19 to 24 In the same manner as in Examples 1 to 6 except that refrigerants obtained by mixing Freon-125 and Freon-152a in various ratios (weight ratios) shown in Table 4 were used, respectively. Was investigated.

第4表に各冷媒の最高蒸発温度(℃)、冷凍能力(kcal
/m3)、成績係数及び圧縮機吐出温度(℃)を併記す
る。
Table 4 shows the maximum evaporation temperature (° C) and refrigeration capacity (kcal) of each refrigerant.
/ M 3 ), coefficient of performance and compressor discharge temperature (° C).

また、第4図には、フロン−125とフロン−152a
との組成比を成績係数(曲線D)との関係を表すグラフ
を示す。
Further, in FIG. 4, Freon-125 and Freon-152a are shown.
9 is a graph showing the relationship between the composition ratio and the coefficient of performance (curve D).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図乃至第4図は、本発明冷媒の性能を示すグラフで
ある。
1 to 4 are graphs showing the performance of the refrigerant of the present invention.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(1)ペンタフルオロエタンと(2)クロロテト
ラフルオロエタン、テトラフルオロエタン、1−クロロ
−1,1−ジフルオロエタン及び1,1−ジフルオロエ
タンからなる群から選ばれた少くとも1種のフロン化合
物とからなる冷媒。
1. At least one selected from the group consisting of (1) pentafluoroethane and (2) chlorotetrafluoroethane, tetrafluoroethane, 1-chloro-1,1-difluoroethane and 1,1-difluoroethane. A refrigerant composed of a CFC compound.
【請求項2】(1)ペンタフルオロエタン95〜5重量%
と(2)クロロテトラフルオロエタン、テトラフルオロエ
タン、1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン及び1,
1−ジフルオロエタンからなる群から選ばれた少くとも
1種のフロン化合物5〜95重量%とからなる特許請求
の範囲第1項に記載の冷媒。
2. (1) Pentafluoroethane 95 to 5% by weight
And (2) chlorotetrafluoroethane, tetrafluoroethane, 1-chloro-1,1-difluoroethane and 1,
The refrigerant according to claim 1, comprising 5 to 95% by weight of at least one freon compound selected from the group consisting of 1-difluoroethane.
【請求項3】ペンタフルオロエタン80〜5重量%とク
ロロテトラフルオロエタン20〜95重量%とからなる
特許請求の範囲第2項に記載の冷媒。
3. The refrigerant according to claim 2, comprising 80 to 5% by weight of pentafluoroethane and 20 to 95% by weight of chlorotetrafluoroethane.
【請求項4】ペンタフルオロエタン60〜5重量%とテ
トラフルオロエタン40〜95重量%とからなる特許請
求の範囲第2項に記載の冷媒。
4. The refrigerant according to claim 2, comprising 60 to 5% by weight of pentafluoroethane and 40 to 95% by weight of tetrafluoroethane.
【請求項5】ペンタフルオロエタン85〜5重量%と1
−クロロ−1,1−ジフルオロエタン15〜95重量%
とからなる特許請求の範囲第2項に記載の冷媒。
5. Pentafluoroethane 85-5% by weight and 1
-Chloro-1,1-difluoroethane 15-95% by weight
The refrigerant according to claim 2, which comprises
【請求項6】ペンタフルオロエタン70〜5重量%と
1,1−ジフルオロエタン30〜95重量%とからなる
特許請求の範囲第2項に記載の冷媒。
6. The refrigerant according to claim 2, comprising 70 to 5% by weight of pentafluoroethane and 30 to 95% by weight of 1,1-difluoroethane.
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